JP2006108756A - 光電センサ及び多光軸型光電センサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 CPU2からの投光信号に応じて投光素子4から光が投光されると、その光は、検出領域の所定の規定距離に配置された反射体11で反射して受光素子6で受光される。CPU2は、受光レベルをA/D変換回路10でデジタルデータに変換する。投受光時間測定回路9は、投光タイミングと受光タイミングとの間の時間を測定する。検出領域に被検出物体が位置したときは、受光レベル及び投受光時間の何れも変化するので、CPU2は、被検出物体を検出することができる。ここで、何らかの異常が発生したときは、受光レベル及び投受光時間の少なくも何れか一方が変化するので、CPU2は、このような条件が成立したときは、検出領域に被検出物体が位置したか、何らかの異常が発生したと判断し、検出信号を出力する。これにより、異常が発生したときは、安全側の故障となるので、安全用の光電センサとして実施することができる。
【選択図】 図1
Description
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、簡単な構成で異常の発生に対応することができる光電センサ及び多光軸型光電センサを提供することにある。
また、前記判断手段は、前記受光手段の受光レベルが変化せず且つ前記距離測定手段による測定距離が変化した場合は、前記距離測定手段が異常であると判断するようにしてもよい(請求項3)。
また、前記判断手段の判断結果を出力する出力手段を設けるようにしてもよい(請求項5)。
また、前記判断手段は、何れかの光軸に対応して設けられた前記受光手段の受光レベルが変化せず且つ前記距離測定手段による測定距離が変化した場合は、前記距離測定手段が異常であると判断するようにしてもよい(請求項8)。
また、前記判断手段の判断結果を出力する出力手段を設けるようにしてもよい(請求項10)。
検出領域に被検出物体が位置すると、受光手段の受光レベル及び距離測定手段による測定距離が変化するので、検出手段は、被検出物体を検出することができる。
請求項3または4の発明によれば、判断手段は、異常の内容を区別して判断するので、異常の内容を区分することができる。
請求項6ないし10の発明によれば、本発明を多光軸型光電センサに適用することができる。
図1は光電センサの電気的構成を概略的に示す図である。この図1において、光電センサ1は、CPU(検出手段、判断手段、出力手段に相当)2を主体として構成されている。投光回路3は、CPU2から与えられる投光信号に応じてLEDからなる投光素子4に投光電流を出力する。投光素子4は、投光電流に応じて点灯して所定周波数の光を投光する。投光素子4からの光は、投光レンズ5を通じて前方に投光される。フォトダイオードからなる受光素子6は、受光レンズ7を通じて集光した光を受光する。受光回路8は、受光素子6からの受光信号を増幅してCPU2に出力する。この場合、投光素子4及び投光回路3から投光手段が構成され、受光素子6及び受光回路8から受光手段が構成されている。
尚、光電センサ1からの検出信号は上位の制御装置(図示せず)に与えられ、制御装置では、光電センサ1から検出信号が出力されたときは、検出領域に例えば人が侵入して危険状態が発生したと判断し、監視対象の機械を停止するようになっている。つまり、本実施例の光電センサは、検出領域への人の侵入を検出する安全センサとして設置されている。
光電センサ1を設置したときは、反射体11を光電センサ1に対して検出距離内の任意の規定距離に配置する。この場合、光電センサ1と反射体11との間が検出領域となる。
光電センサ1と反射体11との間の検出領域に被検出物体が位置していない状態で光電センサ1に対して設定モードを指示する。すると、CPU2は、設定モードを実行する。
図2は、CPU2の設定モードを示している。この図2において、CPU2は、投光動作を実行することにより投光信号を投光回路3に出力する。これにより、投光回路3から投光素子4に投光電流が与えられるので、投光素子4が点灯して光を前方に投光する。
CPU2は、受光動作を実行することにより受光回路8からの受光信号をA/D変換回路10でデジタルデータに変換し、受光初期レベルDxとして記憶する。
図3は、CPU2の検出モードを示している。この図3において、CPU2は、投光動作を実行することにより投光信号を出力してから(S201)、受光動作を実行することにより受光レベルDnを求めると共に(S202)、投受光時間測定回路9からの投受光時間tnを入力する(S203)。
即ち、検出領域に被検出物体が存在しない場合は、受光素子6は、図1に示すように投光素子4から投光されて反射体11で反射した光を受光しているので、受光レベルDnと受光初期レベルDxとは一致している(S204:YES)。また、投受光時間測定回路9は、反射体11までの距離を検出しているので、投受光時間tnと投受光初期時間txとは一致している(S205:YES)。従って、CPU2は、このような条件が成立しているときは、非検出状態の安全状態であると判断する(S206)。
そこで、本実施例では、次のようにして異常の発生に対して安全側となるようにした。
投光手段を構成する投光回路3及び投光素子4、受光手段を構成する受光回路8及び受光素子6の何れかが故障した場合は、受光レベルDnが零となり、受光レベルDnが受光初期レベルDxと異なると共に(S204:NO)、投受光時間tnが投受光初期時間txと異なることから(S210:NO)、被検出物体を検出した場合と同じ条件が成立したと判断し(S212)、物体検出の状態を報知すると共に(S208)、検出信号を出力する(S209)。
このような実施例によれば、CPU2は、受光素子6の受光レベル及び投受光時間の少なくとも一方が初期値から変化したときは、異常が発生したと判断し、物体検出時と同様に検出信号を出力するので、光電センサ1に異常が発生したときは外部に物体検出と同じ状態を報知することができる。従って、光電センサに異常が生じた場合は、危険側の故障となる従来例のものと違って、故障が発生したり、窓よごれが発生したりするにしても、安全側の故障となるので、監視対象の機械を確実に停止することができ、安全センサとして実施することができる。
本発明は、上記実施例に限定されることなく、次のように変形または拡張できる。
距離を測定する手段としては、CPUでソフト的に検出するようにしてもよいし、投受光時間に代えて、三角測量方式を用いるようにしてもよい。この場合、受光素子としては、イメージセンサ、或いはPSD(Position Sensitive Device)を用いるようにしてもよい。
Claims (10)
- 投光手段と、
この投光手段に対して検出領域内の規定距離に配置された反射体と、
前記投光手段から投光されて前記反射体または被検出物体で反射した光を受光する受光手段と、
この受光手段の受光状態に基づいて前記反射体までの距離を測定する距離測定手段と、
前記受光手段の受光レベル及び前記距離測定手段による測定距離が変化した場合に、前記被検出物体の検出を行う検出手段とを備えたことを特徴とする光電センサ。 - 前記受光手段の受光レベル及び前記距離測定手段による測定距離の何れか一方が変化した場合に、前記検出手段による正常な検出が行えない異常状態が発生したことを判断する判断手段を備えたことを特徴とする請求項1記載の光電センサ。
- 前記判断手段は、前記受光手段の受光レベルが変化せず且つ前記距離測定手段による測定距離が変化した場合は、前記距離測定手段が異常であると判断することを特徴とする請求項2記載の光電センサ。
- 前記判断手段は、前記受光手段の受光レベルが変化し且つ前記距離測定手段による測定距離が変化しない場合は、光量異常であると判断することを特徴とする請求項2または3記載の光電センサ。
- 前記判断手段の判断結果を出力する出力手段を備えたことを特徴とする請求項2ないし4の何れかに記載の光電センサ。
- 直線状に配列された複数の投光手段と、
これらの投光手段に対して検出領域内の規定距離に配置された反射体と、
前記投光手段から投光されて前記反射体または被検出物体で反射した光を受光するように直線状に配列された複数の受光手段と、
これらの受光手段の受光状態に基づいて前記反射体までの距離を測定する距離測定手段と、
何れかの光軸に対応して設けられた前記受光手段の受光レベル及び前記距離測定手段による測定距離が変化した場合に、前記被検出物体の検出を行う検出手段とを備えたことを特徴とする多光軸型光電センサ。 - 何れかの光軸に対応して設けられた前記受光手段の受光レベル及び前記距離測定手段による測定距離の何れか一方が変化した場合に、前記検出手段による正常な検出が行えない異常状態が発生したことを判断する判断手段を備えたことを特徴とする請求項6記載の多光軸型光電センサ。
- 前記判断手段は、何れかの光軸に対応して設けられた前記受光手段の受光レベルが変化せず且つ前記距離測定手段による測定距離が変化した場合は、前記距離測定手段が異常であると判断することを特徴とする請求項7記載の多光軸型光電センサ。
- 前記判断手段は、何れかの光軸に対応して設けられた前記受光手段の受光レベルが変化し且つ前記距離測定手段による測定距離が変化しない場合は、光量異常であると判断することを特徴とする請求項7または8記載の多光軸型光電センサ。
- 前記判断手段の判断結果を出力する出力手段を備えたことを特徴とする請求項7ないし9の何れかに記載の多光軸型光電センサ。
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---|---|---|---|---|
JPH0336985U (ja) * | 1989-08-24 | 1991-04-10 | ||
JPH05291922A (ja) * | 1992-04-07 | 1993-11-05 | Matsushita Electric Works Ltd | 光電スイッチ及び光電スイッチ制御装置 |
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2004
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