JP2008008835A - 多光軸光電センサ - Google Patents

Abstract

【課題】一列状に配列された複数の受光手段から出力された受光信号を一つの受光制御手段で受光処理する多光軸光電センサにおいて、投受光器の長さに係わらず適切に受光処理することのできる多光軸光電センサを提供すること。
【解決手段】受光制御回路２３には、各受光素子２２ｅ〜２２ｌと受光制御回路２３との間に配される距離に対応した受光信号Ｓ２，Ｓ３の入力遅れ時間に関する遅延データを記憶する遅延データ記憶部２９が設けられている。受光制御回路２３は、遅延データに基づいて受光素子２２ｅ〜２２ｌから出力された受光信号Ｓ２，Ｓ３を検出する検出タイミングを遅延させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数の受光手段の配列方向に沿って配された信号ラインに順次出力された受光信号に基づいて各受光手段と該受光手段に対をなす投光素子との間に存在する被検出体を検出する多光軸光電センサに関する。

従来、検出エリアに向けて光を投光する複数の投光手段（投光素子）が一列状に配列された投光器（投光装置）と検出エリアからの光を受光する複数の受光手段（受光素子）が一列状に配列された受光器（受光装置）とを備えた多光軸光電センサとして、例えば特許文献１に記載されているようなものがある。

この多光軸光電センサの受光器は受光制御手段としてのマイコンを備えており、マイコンには受光素子の配列方向に配された信号ラインが接続されている。各受光素子はアナログスイッチを介してその信号ラインに接続されており、各アナログスイッチのゲート端子はシフトレジスタに接続されている。マイコンは、投光素子の投光タイミングに同期してアナログスイッチを順次オンさせ、オンされたアナログスイッチに接続された受光素子が投光素子からの光を受光すると、信号ラインを介してマイコンに受光信号が入力される。そして、マイコンは、信号ラインを介して入力された受光信号をクロックパルス信号に応じた所定の検出タイミングで検出し、受光信号が検出されなかった場合は検出エリア内に被検出体が配されていると判定する（受光処理）。
特開２００２−２３２２８５号公報

ところで、検出エリアの拡大により投受光器の長さが投受光素子の配列方向に長くなり受光素子がマイコンから離れ各受光素子からマイコンへと受光信号を伝達する信号ラインの長さが長くなるほど、信号ラインの導体抵抗、寄生容量及び寄生インダクタンスなどによりマイコンに到達する受光信号に遅れが生じる。そのため、受光信号がマイコンに入力されるタイミングがマイコンの検出タイミング（受光処理における検出期間）からずれてしまい、マイコンが受光信号を適切に検出できない虞がある。

そこで、例えば、受光手段の配列方向に沿って複数箇所（例えば、複数のユニットから構成される場合はユニットごと）にマイコンを設けて各受光素子からマイコンまでの信号ライン（配線）の長さを短くし、受光信号に遅れが生じることを防止するといったことが考えられる。しかしながら、このような構成では、投受光器の長さに応じた数のマイコンが必要となるため、投受光器の長さが長くなるに従ってマイコンの数が増加してしまう。

本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、一列状に配列された複数の受光手段から出力された受光信号を一つの受光制御手段で受光処理する多光軸光電センサにおいて、投受光器の長さに係わらず適切に受光処理することのできる多光軸光電センサを提供することにある。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、一列状に配列され所定の順序で光を投光する複数の投光手段と、前記複数の投光手段に対向して一列状に配列されるとともに前記投光手段の投光タイミングと同期して所定の順序で選択されて前記投光手段からの光を受光し信号ラインに受光信号を出力する複数の受光手段と、前記受光手段の選択タイミングに基づいた所定の検出タイミングで前記信号ラインを介して入力される前記受光信号に基づいて受光処理する受光制御手段とを備えた多光軸光電センサにおいて、少なくとも一以上の受光手段において前記受光制御手段からの前記受光手段の前記信号ラインの距離に基づいた前記受光制御手段への前記受光信号の入力遅れ時間に関する遅延データを記憶する遅延データ記憶手段を設け、前記受光制御手段は、前記受光手段から出力された前記受光信号を検出する前記検出タイミングをその前記遅延データによる遅延時間に基づいて遅延させる。

同構成によれば、受光制御手段は、受光手段から出力された受光信号を検出する検出タイミングを、受光制御手段からの受光手段の信号ラインの距離に基づいた受光制御手段への受光信号の入力遅れ時間に関する遅延データによる遅延時間に基づいて遅延させる。従って、受光制御手段からの各受光手段の距離、即ち各受光手段と受光制御手段との間に配される信号ラインが長くなることに起因して遅れが生じた受光信号を、適切な検出タイミングで検出し受光処理することができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の多光軸光電センサにおいて、前記遅延データ記憶手段は、前記受光制御手段からの距離が所定以上となる前記遅延データを記憶し、前記受光制御手段は、該受光制御手段からの距離が所定以上となる前記受光手段から出力された受光信号を検出する検出タイミングを遅延させる。

同構成によれば、受光制御手段は、受光制御手段からの距離が所定以上となる受光手段から出力された受光信号を検出する検出タイミングを遅延させるため、検出タイミングを遅延させる受光信号の数が少なくなる。よって、受光信号の遅延に係る処理を軽減することができる。また、遅延データ記憶手段には、受光制御手段からの距離が所定以上となる受光手段に関する遅延データが記憶されており、受光制御手段に比較的近い位置に配され受光信号の遅れが小さい受光手段に関する遅延データが記憶されていない。よって、遅延データ記憶手段に記憶される遅延データの量を少なくすることができる。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の多光軸光電センサにおいて、前記遅延データは、連続して配された複数の前記受光手段を一つの受光手段群として該受光手段群ごとに設定された。

同構成によれば、連続して配された複数の受光手段を一つの受光手段群として受光手段群ごとに遅延データが設定されているため、受光制御手段は連続して配された複数の受光手段からの受光信号を一定の検出タイミングで検出する。よって、受光信号の遅延に係る処理を軽減することができる。また、遅延データを連続して配された複数の受光手段ごとに設定することによって、遅延データ記憶手段に記憶される遅延データの量を少なくすることができる。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の多光軸光電センサにおいて、前記複数の受光手段は、直列接続によって増設可能な複数のユニットに所定の光軸ピッチにてそれぞれ配されるものであって、前記受光処理の前に前記複数のユニットで構成される前記複数の受光手段の光軸数を検出し該光軸数に基づいて前記受光手段の光軸の位置を検出する光軸位置検出手段を備え、前記受光制御手段は、前記受光手段の光軸の位置と前記受光制御手段への前記受光信号の入力遅れ時間に関する遅延係数とに基づいて前記遅延時間を算出する。

同構成によれば、受光手段の光軸の位置（チャンネル数）と遅延係数とに基づいて遅延時間が算出されるため、ユニットの増設に伴う遅延データの書き換えを行うことなく、各受光信号を適切な検出タイミングで検出し受光処理でき、ユニットの増設が容易なものとなる。また、遅延データ記憶手段に一つの遅延係数を記憶することにより全ての受光手段に関する遅延時間を算出することができるため、遅延データ記憶手段に記憶される遅延データの量を最少とすることができる。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の多光軸光電センサにおいて、前記複数の受光手段は、直列接続によって増設可能な複数のユニットにて構成され、この複数のユニットは前記受光手段の光軸ピッチの異なるユニットが接続されるものであって、前記受光処理の前に前記複数のユニットで構成される前記複数の受光手段の光軸数と前記受光手段が配された前記ユニットの接続順位と前記受光手段が配された前記ユニットの前記光軸ピッチとを検出し前記光軸数と前記ユニットの接続順位と前記光軸ピッチとに基づいて前記受光手段の光軸の位置を検出する光軸位置検出手段を備え、前記受光制御手段は、前記受光手段の光軸の位置と前記受光制御手段への前記受光信号の入力遅れ時間に関する遅延係数とに基づいて前記遅延時間を算出する。

同構成によれば、受光手段の光軸の位置と遅延係数とに基づいて遅延時間が算出されるため、ユニットの増設に伴う遅延データの書き換えを行うことなく、各受光信号を適切な検出タイミングで検出し受光処理でき、ユニットの増設が容易なものとなる。また、遅延データ記憶手段に一つの遅延係数を記憶することにより全ての受光手段に関する遅延時間を算出することができるため、遅延データ記憶手段に記憶される遅延データの量を最少とすることができる。また、光軸数とユニットの接続順位と光軸ピッチとに基づいて受光手段の位置が検出されるため、受光手段が異なる光軸ピッチで配されたユニットが組み合わされた場合でも、受光制御手段は受光手段の位置を的確に認識し各受光手段からの受光信号を適切な検出タイミングで検出し受光処理することができる。

本発明によれば、一列状に配列された複数の受光手段から出力された受光信号を一つの受光制御手段で受光処理する多光軸光電センサにおいて、投受光器の長さに係わらず適切に受光処理することのできる多光軸光電センサを提供することができる。

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、本実施の形態に係る多光軸光電センサは、投光器１０及び受光器２０を備えている。投光器１０及び受光器２０は、互いに対向配置されるとともに同期線Ｌ１を介して接続されている。

投光器１０は、一列に配列された基本投光ユニット１１ａと複数（本実施の形態では２個）の増設投光ユニット１１ｂ，１１ｃとから構成されている。投光ユニット１１ａ〜１１ｃは、互いに略等しい角柱状に形成されており、その長手方向に沿って下側から基本投光ユニット１１ａ、第１増設投光ユニット１１ｂ及び第２増設投光ユニット１１ｃの順に接続されている。基本投光ユニット１１ａの下端部には同期線Ｌ１が接続されている。

各投光ユニット１１ａ〜１１ｃには、それぞれ発光ダイオード（ＬＥＤ）よりなる複数個（本実施の形態では４個）の投光手段としての投光素子１２ａ〜１２ｌが長手方向（投光ユニット１１ａ〜１１ｃの配列方向であって図１中、上下方向）に配されている。各投光ユニット１１ａ〜１１ｃに設けられた投光素子１２ａ〜１２ｌは、各投光ユニット１１ａ〜１１ｃが互いに接続されると、一列状に配列される。

また、各投光ユニット１１ａ〜１１ｃ同士の接続部には電気接続部（図示略）が設けられており、各投光ユニット１１ａ〜１１ｃが直列に接続された状態で隣接する投光ユニット１１ａ〜１１ｃ同士が電気的に接続される。

図１に示すように、受光器２０は、一列に配列された基本受光ユニット２１ａと複数（本実施の形態では２個）の増設受光ユニット２１ｂ，２１ｃとから構成されている。受光ユニット２１ａ〜２１ｃは、投光器１０と同様、互いに略等しい角柱状に形成されており、その長手方向に沿って下側から基本受光ユニット２１ａ、第１増設受光ユニット２１ｂ及び第２増設受光ユニット２１ｃの順に接続されている。基本受光ユニット２１ａの下端部には同期線Ｌ１が接続されており、投光器１０の基本投光ユニット１１ａに同期線Ｌ１を介して接続されている。

各受光ユニット２１ａ〜２１ｃには、それぞれフォトダイオード（ＰＤ）よりなる複数個（本実施の形態では４個）の受光手段としての受光素子２２ａ〜２２ｌが長手方向（受光ユニット２１ａ〜２１ｃの配列方向であって図１中、上下方向）に配されている。各受光ユニット２１ａ〜２１ｃに設けられた受光素子２２ａ〜２２ｌは、各受光ユニット２１ａ〜２１ｃが互いに接続されると、投光素子１２ａ〜１２ｌに対向して一列状に配列される。

また、各受光ユニット２１ａ〜２１ｃ同士の接続部には、投光器１０と同様、電気接続部（図示略）が設けられており、各受光ユニット２１ａ〜２１ｃが直列に接続された状態で隣接する受光ユニット２１ａ〜２１ｃ同士が電気的に接続される。

投光器１０の基本投光ユニット１１ａは、投光素子１２ａ〜１２ｌを所定の順序（本実施の形態では下端側から上端側）で順次駆動するための制御信号を生成する。これにより、投光器１０の各投光素子１２ａ〜１２ｌから所定の順序で投光がなされる。

受光器２０の基本受光ユニット２１ａは、受光素子２２ａ〜２２ｌを投光器１０の投光素子１２ａ〜１２ｌの投光タイミングと同期して所定の順序で順次選択するための制御信号を生成する。選択された受光素子２２ａ〜２２ｌは投光素子１２ａ〜１２ｌからの光を受光する。これにより、投光器１０と受光器２０との間に下端側からの順次時分割の投光に基づく１２本の光軸Ｌが形成され、所定範囲の検出エリアが設定される。選択された受光素子２２ａ〜２２ｌが光を受光すると受光信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３（図２参照）が出力される。基本受光ユニット２１ａは、受光信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に基づいて投光器１０及び受光器２０間に配された物体（被検出体）を検出し検出信号Ｄ（図２参照）を出力する。

次に、多光軸光電センサの電気的構成について説明する。
図２に示すように、投光器１０の基本投光ユニット１１ａは、投光制御回路１３、投光回路１４ａ及び４つの投光素子１２ａ〜１２ｄを備えている。投光制御回路１３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなり、投光器１０を制御する。また、投光制御回路１３には、後述する同期信号ＳＰ検出時から一定周期でカウントする内部カウンタが設けられている。投光制御回路１３は、この内部カウンタに基づいてクロックパルス信号ＳＣ、駆動パルス信号ＳＩ０を出力する。

投光回路１４ａは、投光制御回路１３に接続されている。投光回路１４ａには、基本投光ユニット１１ａに配された各４つの投光素子１２ａ〜１２ｄに接続される４つのスイッチ素子（図示略）と、それらスイッチ素子に接続される１つのシフトレジスタ（図示略）とが設けられている。投光回路１４ａは、そのシフトレジスタが投光制御回路１３から出力されるクロックパルス信号ＳＣに基づいて作動し、駆動パルス信号ＳＩ０を順次転送し、駆動パルス信号ＳＩ１を出力する。そして、投光回路１４ａは、そのシフトレジスタが駆動パルス信号ＳＩ０を転送する転送タイミングにてスイッチ素子をオンさせ投光素子１２ａ〜１２ｄを駆動する。これにより、各投光素子１２ａ〜１２ｄから順次に光が出射される。

第１増設投光ユニット１１ｂは、投光回路１４ｂ及び４つの投光素子１２ｅ〜１２ｈを備えている。投光回路１４ｂは、基本投光ユニット１１ａの投光回路１４ａに接続されている。投光回路１４ｂには、第１増設投光ユニット１１ｂに配された各４つの投光素子１２ｅ〜１２ｈに接続される４つのスイッチ素子（図示略）とそれらスイッチ素子に接続される１つのシフトレジスタ（図示略）とが設けられている。投光回路１４ｂは、そのシフトレジスタが投光制御回路１３から出力されるクロックパルス信号ＳＣに基づいて作動し、基本投光ユニット１１ａの投光回路１４ａから出力された駆動パルス信号ＳＩ１を順次転送し、駆動パルス信号ＳＩ２を出力する。そして、投光回路１４ｂは、そのシフトレジスタが駆動パルス信号ＳＩ１を転送する転送タイミングにてスイッチ素子をオンさせ投光素子１２ｅ〜１２ｈを駆動する。これにより、各投光素子１２ｅ〜１２ｈから順次に光が出射される。

第２増設投光ユニット１１ｃは、第１増設投光ユニット１１ｂと同様、投光回路１４ｃ及び４つの投光素子１２ｉ〜１２ｌを備えている。投光回路１４ｃは、第１増設投光ユニット１１ｂの投光回路１４ｂに接続されている。投光回路１４ｃには、第２増設投光ユニット１１ｃに配された各４つの投光素子１２ｉ〜１２ｌに接続される４つのスイッチ素子（図示略）とそれらスイッチ素子に接続される１つのシフトレジスタ（図示略）とが設けられている。投光回路１４ｃは、そのシフトレジスタが投光制御回路１３から出力されるクロックパルス信号ＳＣに基づいて作動し、第１増設投光ユニット１１ｂの投光回路１４ｂから出力された駆動パルス信号ＳＩ２を順次転送し、駆動パルス信号ＳＩ３を出力する。そして、投光回路１４ｃは、そのシフトレジスタが駆動パルス信号ＳＩ２を転送する転送タイミングにてスイッチ素子をオンさせ投光素子１２ｉ〜１２ｌを駆動する。これにより、各投光素子１２ｉ〜１２ｌから順次に光が出射される。従って、投光器１０の下端側の投光素子１２ａから上端側の投光素子１２ｌへと順次に駆動パルス信号ＳＩ０〜ＳＩ３が転送され、クロックパルス信号ＳＣに基づくタイミングで光が投光（出射）される。

また、基本投光ユニット１１ａの投光制御回路１３には、第２増設投光ユニット１１ｃから出力される駆動パルス信号ＳＩ３が入力されるようになっている。投光制御回路１３は駆動パルス信号ＳＩ３が入力されると、次の投光サイクルのための駆動パルス信号ＳＩ０を出力する。これにより、投光サイクルが構成され、光が循環的に出射される。

受光器２０の基本受光ユニット２１ａは、受光制御手段としての受光制御回路２３、受光回路２４ａ及び４つの受光素子２２ａ〜２２ｄを備えている。受光制御回路２３はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなり、受光器２０を制御する。また、受光制御回路２３は、同期信号ＳＰを投光器１０に出力する。また、受光制御回路２３には、同期信号ＳＰ出力時から投光制御回路１３の内部カウンタと同じ周期でカウントする内部カウンタが設けられている。受光制御回路２３は、この内部カウンタに基づいて投光器１０と同期するように生成されたクロックパルス信号ＳＣ、駆動パルス信号ＳＩ０を受光回路２４ａに出力する。また、受光制御回路２３は、各受光素子２２ａ〜２２ｌから出力された受光信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に基づいて受光処理を実行する。また、受光制御回路２３は、受光処理により検出エリア内に物体が配されているか否かを判定し、投光器１０及び受光器２０間に物体が配されている旨を報知するための検出信号Ｄを出力する。

受光回路２４ａは、受光制御回路２３に接続されている。受光回路２４ａには、基本受光ユニット２１ａに配された各４つの受光素子２２ａ〜２２ｄに接続される４つのスイッチ素子２５ａ〜２５ｄとそれらスイッチ素子に接続される１つのシフトレジスタ２６ａとが設けられている。

各スイッチ素子２５ａ〜２５ｄは、受光素子２２ａ〜２２ｄの配列方向に沿って配された信号ライン２７ａに接続されている。信号ライン２７ａはコンパレータ２８を介して受光制御回路２３に接続されており、各受光素子２２ａ〜２２ｄは信号ライン２７ａ及びコンパレータ２８を介して受光制御回路２３に接続されている。

シフトレジスタ２６ａは、受光制御回路２３から出力されるクロックパルス信号ＳＣに基づいて作動し、駆動パルス信号ＳＩ０を順次転送し、駆動パルス信号ＳＩ１を出力する。そして、シフトレジスタ２６ａは、駆動パルス信号ＳＩ０の転送タイミングにてスイッチ素子２５ａ〜２５ｄをオンさせ受光素子２２ａ〜２２ｄが受光した入射光に応じたレベルの出力信号（アナログ信号）を信号ライン２７ａに出力させる。

第１増設受光ユニット２１ｂは、受光回路２４ｂ及び４つの受光素子２２ｅ〜２２ｈを備えている。受光回路２４ｂは、基本受光ユニット２１ａの受光回路２４ａに接続されている。受光回路２４ｂには、第１増設受光ユニット２１ｂに配された各４つの受光素子２２ｅ〜２２ｈに接続される４つのスイッチ素子２５ｅ〜２５ｈとそれらスイッチ素子２５ｅ〜２５ｈに接続される１つのシフトレジスタ２６ｂとが設けられている。

各スイッチ素子２５ｅ〜２５ｈは、受光素子２２ｅ〜２２ｈの配列方向に沿って配された信号ライン２７ｂに接続されている。信号ライン２７ｂは基本受光ユニット２１ａの信号ライン２７ａに接続されており、各受光素子２２ｅ〜２２ｈは信号ライン２７ｂ，２７ａ及びコンパレータ２８を介して受光制御回路２３に接続されている。

シフトレジスタ２６ｂは、受光制御回路２３から出力されるクロックパルス信号ＳＣに基づいて作動し、駆動パルス信号ＳＩ１を順次転送し、駆動パルス信号ＳＩ２を出力する。そして、シフトレジスタ２６ｂは、駆動パルス信号ＳＩ１の転送タイミングにてスイッチ素子２５ｅ〜２５ｈをオンさせ受光素子２２ｅ〜２２ｈが受光した入射光に応じたレベルの出力信号（アナログ信号）を信号ライン２７ｂに出力させる。

第２増設受光ユニット２１ｃは、第１増設受光ユニット２１ｂと同様、受光回路２４ｃ及び４つの受光素子２２ｉ〜２２ｌを備えている。受光回路２４ｃは、第１増設受光ユニット２１ｂの受光回路２４ｂに接続されている。受光回路２４ｃには、第２増設受光ユニット２１ｃに配された各４つの受光素子２２ｉ〜２２ｌに接続される４つのスイッチ素子２５ｉ〜２５ｌとそれらスイッチ素子２５ｉ〜２５ｌに接続される１つのシフトレジスタ２６ｃとが設けられている。

各スイッチ素子２５ｉ〜２５ｌは、受光素子２２ｉ〜２２ｌの配列方向に沿って配された信号ライン２７ｃに接続されている。信号ライン２７ｃは第１増設受光ユニット２１ｂの信号ライン２７ｂに接続されており、各受光素子２２ｉ〜２２ｌは信号ライン２７ｃ，２７ｂ，２７ａ及びコンパレータ２８を介して受光制御回路２３に接続されている。

シフトレジスタ２６ｃは、受光制御回路２３から出力されるクロックパルス信号ＳＣに基づいて作動し、駆動パルス信号ＳＩ２を順次転送し、駆動パルス信号ＳＩ３を出力する。そして、シフトレジスタ２６ｃは、駆動パルス信号ＳＩ２の転送タイミングにてスイッチ素子２５ｉ〜２５ｌをオンさせ受光素子２２ｉ〜２２ｌが受光した入射光に応じたレベルの出力信号（アナログ信号）を信号ライン２７ｃに出力させる。

即ち、受光器２０の下端側の受光素子２２ａから上端側の受光素子２２ｌへと順次にクロックパルス信号ＳＣに同期した駆動パルス信号ＳＩ０〜ＳＩ３が伝達される。そして、各受光素子２２ａ〜２２ｌから信号ライン２７ａ〜２７ｃにクロックパルス信号ＳＣに基づくタイミングで順次出力信号が出力される。

また、基本受光ユニット２１ａの受光制御回路２３には、第２増設受光ユニット２１ｃの受光回路２４ｃから出力された駆動パルス信号ＳＩ３が入力されるようになっている。受光制御回路２３は、駆動パルス信号ＳＩ３が入力されると、次の受光サイクルのための駆動パルス信号ＳＩ０を出力する。この構成により、受光サイクルが構成される。

各受光素子２２ａ〜２２ｌから信号ライン２７ａ〜２７ｃに出力された出力信号（アナログ信号）は、コンパレータ２８に入力される。そして、コンパレータ２８に所定の閾値以上のレベルの出力信号が入力されている間、受光信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３（ハイレベルの信号）が受光制御回路２３に順次入力される。受光制御回路２３はこの受光信号Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３を検出し、その検出結果に基づいて検出エリア内に物体が配されているか否かを判定する。そして、受光制御回路２３は、その判定結果に応じて投光器１０及び受光器２０間に物体が配されている旨を報知するための検出信号Ｄを出力する。

詳述すると、図３（ａ）に示すように、駆動パルス信号ＳＩ０が基本受光ユニット２１ａの受光回路２４ａに入力されると、まず、最も受光制御回路２３側に配された受光素子２２ａからの受光信号Ｓ１が受光制御回路２３に入力される。受光制御回路２３は、駆動パルス信号ＳＩ０の出力タイミング（クロックパルス信号ＳＣに基づくタイミング）から予め設定された待ち時間Ｔ０だけ経過した所定の検出タイミングにて受光信号Ｓ１を検出する。ハイレベルの受光信号Ｓ１が検出された場合、受光制御回路２３は、検出エリア内に物体が配されていないと判定する。一方、ロウレベルの受光信号Ｓ１が検出された場合、受光制御回路２３は、検出エリア内に物体が配されていると判定し、検出信号Ｄを出力する。なお、待ち時間Ｔ０は、例えば、投光素子１２ａ〜１２ｌが投光を開始してからその投光される光量（照度）が所定の閾値よりも大きくなるまでの時間に設定されている。

クロックパルス信号ＳＣに同期して駆動パルス信号ＳＩ０が転送されると、次の受光素子２２ｂからの受光信号Ｓ１が受光制御回路２３に入力される。受光制御回路２３は、駆動パルス信号ＳＩ０の転送タイミング（クロックパルス信号ＳＣに基づくタイミング）から予め設定された待ち時間Ｔ０だけ経過した所定の検出タイミングにてその受光素子２２ｂから出力された受光信号Ｓ１を検出する。

次いで駆動パルス信号ＳＩ０が転送されると、次の受光素子２２ｃからの受光信号Ｓ１が受光制御回路２３に入力される。受光制御回路２３は、駆動パルス信号ＳＩ０の転送タイミング（クロックパルス信号ＳＣに基づくタイミング）から予め設定された待ち時間Ｔ０だけ経過した所定の検出タイミングにてその受光素子２２ｃから出力された受光信号Ｓ１を検出する。

次いで駆動パルス信号ＳＩ０が転送されると、次の受光素子２２ｄからの受光信号Ｓ１が受光制御回路２３に入力される。受光制御回路２３は、駆動パルス信号ＳＩ０の転送タイミング（クロックパルス信号ＳＣに基づくタイミング）から予め設定された待ち時間Ｔ０だけ経過した所定の検出タイミングにてさらに次の受光素子２２ｄから出力された受光信号Ｓ１を検出する。そして、基本受光ユニット２１ａの受光回路２４ａから駆動パルス信号ＳＩ１が出力される。

駆動パルス信号ＳＩ１が第１増設受光ユニット２１ｂの受光回路２４ｂに入力されると、受光素子２２ｅ〜２２ｈからの受光信号Ｓ２が受光制御回路２３に順次入力される。受光制御回路２３は、駆動パルス信号ＳＩ１の転送タイミング（クロックパルス信号ＳＣに基づくタイミング）から予め設定された待ち時間Ｔ０と後述の遅延時間Ｔ１とを加算した時間だけ経過した所定の検出タイミングにて受光素子２２ｅ〜２２ｈから出力された受光信号Ｓ２を検出する。そして、第１増設受光ユニット２１ｂの受光回路２４ｂから駆動パルス信号ＳＩ２が出力される。また、駆動パルス信号ＳＩ２が第２増設受光ユニット２１ｃの受光回路２４ｃに入力されると、受光素子２２ｉ〜２２ｌからの受光信号Ｓ３が受光制御回路２３に順次入力される。受光制御回路２３は、駆動パルス信号ＳＩ２の転送タイミング（クロックパルス信号ＳＣに基づくタイミング）から予め設定された待ち時間Ｔ０と遅延時間Ｔ１よりも所定時間長い後述の遅延時間Ｔ２とを加算した時間だけ経過した所定の検出タイミングにて受光素子２２ｉ〜２２ｌから出力された受光信号Ｓ３を検出する。そして、第２増設受光ユニット２１ｃの受光回路２４ｃから駆動パルス信号ＳＩ３が出力され、受光サイクルが繰り返される。

ところで、受光素子２２ａが受光制御回路２３から離れ各受光素子２２ａ〜２２ｌから受光制御回路２３へと受光信号Ｓ１〜Ｓ３を伝達する信号ライン２７ａ〜２７ｃの長さが長くなるほど、信号ライン２７ａ〜２７ｃの導体抵抗、寄生容量及び寄生インダクタンスなどにより増設受光ユニット２１ｂ，２１ｃに配された受光素子２２ｅ〜２２ｌから出力された受光信号Ｓ２，Ｓ３に遅れが生じる。そのため、図３（ｂ）に示すように、受光信号Ｓ２，Ｓ３が受光制御回路２３に入力されるタイミングが受光制御回路２３の検出タイミング（受光処理における検出期間）からずれてしまい、受光制御回路２３が受光信号Ｓ２，Ｓ３を適切に検出（受光処理）できない虞がある。

本実施の形態に係る多光軸光電センサの受光制御回路２３は、受光素子２２ｅ〜２２ｌから出力された受光信号Ｓ２，Ｓ３を検出する検出タイミングを、遅延データに基づいて遅延させる。そして、各受光素子２２ｅ〜２２ｌと受光制御回路２３との間に配される信号ライン２７ａ〜２７ｃが長くなることに起因して遅れが生じた受光信号Ｓ２，Ｓ３を適切な検出タイミングで検出できるようになっている。

詳述すると、受光制御回路２３は、遅延データ記憶手段としての遅延データ記憶部２９を備えている。遅延データ記憶部２９には少なくとも一以上の受光素子２２ｅ〜２２ｌにおいて受光制御回路２３からの受光素子２２ｅ〜２２ｌの信号ライン２７ａ〜２７ｃの距離に基づいた受光制御回路２３への受光信号Ｓ２，Ｓ３の入力遅れ時間に関する遅延時間Ｔ１，Ｔ２が遅延データとして記憶されている。

遅延データ記憶部２９には、各受光素子２２ａ〜２２ｌの下端側からの配列番号と遅延時間Ｔ１，Ｔ２とが関連付けられて記憶されている。遅延時間Ｔ１，Ｔ２は、受光制御回路２３からの受光素子２２ｅ〜２２ｌの信号ライン２７ａ〜２７ｃの距離に基づいた受光制御回路２３への受光信号Ｓ２，Ｓ３の入力遅れ時間を実験などにより求め、検出タイミングをその遅延時間Ｔ１，Ｔ２遅延させることで遅れが生じた受光信号Ｓ２，Ｓ３を適切に検出できるように設定されている。因みに、本実施の形態において、遅延データ記憶部２９には、受光制御回路２３からの距離が所定以上となる各受光素子（本実施の形態では、下端側から数えて５番目以上であって増設受光ユニット２１ｂ，２１ｃに配された受光素子２２ｅ〜２２ｌ）についての遅延時間Ｔ１，Ｔ２が記憶されている。受光制御回路２３は、受光制御回路２３からの距離が所定以上となる受光素子２２ｅ〜２２ｌから出力された受光信号Ｓ２，Ｓ３を検出する検出タイミングを遅延させる。

また、本実施の形態において、遅延時間Ｔ１，Ｔ２は、連続して配された複数の受光素子（本実施の形態では４個ずつ、即ち増設受光ユニット２１ｂ，２１ｃに配された受光素子２２ｅ〜２２ｈ，２２ｉ〜２２ｌ）を一つの受光素子群２２ｅ〜２２ｈ，２２ｉ〜２２ｌとしてその受光素子群２２ｅ〜２２ｈ，２２ｉ〜２２ｌごとに設定されている。

受光制御回路２３は、各受光素子２２ａ〜２２ｌの配列番号に応じて遅延時間Ｔ１，Ｔ２を遅延データ記憶部２９から読み出す。そして、受光制御回路２３は、各受光素子２２ａ〜２２ｌから出力された受光信号Ｓ２，Ｓ３を検出する検出タイミングを所定の検出タイミング（基本受光ユニット１１ａに配される受光素子２２ａ〜２２ｄから出力された受光信号Ｓ１を検出する検出タイミング）から遅延させる。この場合、図３（ａ）に示すように、受光制御回路２３は、下端側から５番目〜８番目に配された（第１増設受光ユニット２１ｂに配された）受光素子２２ｅ〜２２ｈから出力された受光信号Ｓ２を検出する検出タイミングを、所定の検出タイミングから遅延時間Ｔ１だけ遅延させる。また、受光制御回路２３は、下端側から９番目〜１２番目に配された（第２増設受光ユニット２１ｃに配された）受光素子２２ｉ〜２２ｌから出力された受光信号Ｓ３を検出する検出タイミングを、所定の検出タイミングから遅延時間Ｔ１よりも所定時間長い遅延時間Ｔ２だけ遅延させる。

上記したように、本実施形態によれば、以下の効果を有する。
（１）受光制御回路２３は、受光素子２２ｅ〜２２ｌから出力された受光信号Ｓ２，Ｓ３を検出する検出タイミングを、受光制御回路２３からの受光素子２２ｅ〜２２ｌの距離に基づいた受光制御回路２３への受光信号Ｓ２，Ｓ３の入力遅れ時間に関する遅延データに基づいて遅延させる。従って、受光制御回路２３からの各受光素子２２ｅ〜２２ｌの距離、即ち各受光素子２２ｅ〜２２ｌと受光制御回路２３との間に配される信号ライン２７ａ〜２７ｂが長くなることに起因して遅れが生じた受光信号Ｓ２，Ｓ３を、適切な検出タイミングで検出し受光処理することができる。

（２）受光制御回路２３は、受光制御回路２３からの距離が所定以上となる受光素子２２ｅ〜２２ｌから出力された受光信号Ｓ２，Ｓ３を検出する検出タイミングを遅延させるため、検出タイミングを遅延させる受光信号Ｓ２，Ｓ３の数が少なくなる。よって、受光信号Ｓ２，Ｓ３の遅延に係る処理を軽減することができる。また、遅延データ記憶部２９には、受光制御回路２３からの距離が所定以上となる受光素子２２ｅ〜２２ｌに関するデータ（遅延時間Ｔ１，Ｔ２）が記憶されており、受光制御回路２３に比較的近い位置に配され受光信号Ｓ１の遅れが小さい受光素子２２ａ〜２２ｄに関するデータが記憶されていない。よって、遅延データ記憶部２９に記憶されるデータ（遅延時間Ｔ１，Ｔ２）の量を少なくすることができる。

（３）連続して配された複数の受光素子２２ｅ〜２２ｈ，２２ｉ〜２２ｌを一つの受光素子群２２ｅ〜２２ｈ，２２ｉ〜２２ｌとして受光素子群２２ｅ〜２２ｈ，２２ｉ〜２２ｌごとに遅延時間Ｔ１，Ｔ２が設定されているため、受光制御回路２３は連続して配された複数の受光素子２２ｅ〜２２ｈ，２２ｉ〜２２ｌからの受光信号Ｓ２，Ｓ３を一定の検出タイミングで検出する。よって、受光信号Ｓ２，Ｓ３の遅延に係る処理を軽減することができる。また、遅延データ（遅延時間Ｔ１，Ｔ２）を連続して配された複数の受光手段ごとに設定することによって、遅延データ記憶部２９に記憶される遅延データ（遅延時間Ｔ１，Ｔ２）の量を少なくすることができる。

尚、本発明の実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施の形態においては、受光処理の前に光軸位置検出手段としての受光制御回路２３が、複数の受光ユニット２１ａ〜２１ｃで構成される複数の受光素子２２ａ〜２２ｌの光軸数を検出する構成とする。そして、受光制御回路２３が検出した光軸数に基づいて受光素子２２ｅ〜２２ｈ，２２ｉ〜２２ｌの光軸の位置（チャンネル数）を検出し、その受光素子２２ｅ〜２２ｈ，２２ｉ〜２２ｌの光軸の位置と受光制御回路２３への受光信号Ｓ２，Ｓ３の入力遅れ時間に関する遅延係数とに基づいて遅延時間Ｔ１，Ｔ２を算出する構成としてもよい。詳述すると、電源が投入されると、受光制御回路２３は、基本受光ユニット２１ａの受光回路２４ａに検出パルス信号を出力する。受光回路２４ａに入力された検出パルス信号は、前述した駆動パルス信号ＳＩ０〜ＳＩ２と同様、クロックパルス信号ＳＣに同期して順次転送され、前述した駆動パルス信号ＳＩ３と同様、第２増設受光ユニット２１ｃの受光回路２４ｃから受光制御回路２３に出力されるようになっている。受光制御回路２３は、検出パルス信号を出力してから検出パルス信号が入力されるまでの間に出力したクロックパルス信号ＳＣの数をカウントし、受光制御回路２３に接続された受光素子２２ａ〜２２ｌの光軸数を検出する。そして、受光制御回路２３は、遅延データ記憶部２９に記憶されている遅延係数と各受光素子２２ａ〜２２ｌ及び受光制御回路２３間に配された受光素子２２ａ〜２２ｌの光軸数とから遅延時間Ｔ１，Ｔ２を算出し、各受光素子２２ｅ〜２２ｌからの受光信号Ｓ２，Ｓ３を検出する検出タイミングを遅延する。このような構成によれば、増設受光ユニット２１ｂ，２１ｃの増設に伴う遅延時間Ｔ１，Ｔ２の追加を行うことなく、各受光信号Ｓ２，Ｓ３を適切な検出タイミングで検出し受光処理でき、増設受光ユニット２１ｂ，２１ｃの増設が容易なものとなる。また、遅延データ記憶部２９に一つの遅延係数を記憶することにより全ての受光素子２２ａ〜２２ｌ（受光素子２２ｅ〜２２ｌ）に関する遅延時間Ｔ１，Ｔ２を算出することができるため、受光制御回路２３に記憶される入力遅れ時間に関するデータの量を最少とすることができる。

・上記実施の形態においては、光軸位置検出手段としての受光制御回路２３が、受光処理の前に複数の受光ユニット２１ａ〜２１ｃで構成される複数の受光素子２２ａ〜２２ｌの光軸数と受光素子２２ａ〜２２ｌが配された受光ユニット２１ａ〜２１ｃの接続順位と受光素子２２ａ〜２２ｌが配された受光ユニット２１ａ〜２１ｃの光軸ピッチとを検出する構成とする。そして、受光制御回路２３が検出した光軸数と受光ユニット２１ａ〜２１ｃの接続順位と光軸ピッチとに基づいて受光素子２２ｅ〜２２ｈ，２２ｉ〜２２ｌの光軸の位置（チャンネル数）を検出し、その受光素子２２ｅ〜２２ｈ，２２ｉ〜２２ｌの光軸の位置と受光制御回路２３への受光信号Ｓ２，Ｓ３の入力遅れ時間に関する遅延係数とに基づいて遅延時間Ｔ１，Ｔ２を算出する構成としてもよい。

このような構成によれば、増設受光ユニット２１ｂ，２１ｃの増設に伴う遅延時間Ｔ１，Ｔ２の追加を行うことなく、各受光信号Ｓ２，Ｓ３を適切な検出タイミングで検出し受光処理でき、増設受光ユニット２１ｂ，２１ｃの増設が容易なものとなる。また、遅延データ記憶部２９に一つの遅延係数を記憶することにより全ての受光素子２２ａ〜２２ｌ（受光素子２２ｅ〜２２ｌ）に関する遅延時間Ｔ１，Ｔ２を算出することができるため、受光制御回路２３に記憶される入力遅れ時間に関するデータの量を最少とすることができる。また、光軸数と増設受光ユニット２１ｂ，２１ｃの接続順位と光軸ピッチとに基づいて受光素子２２ｅ〜２２ｈ，２２ｉ〜２２ｌの位置が検出されるため、受光素子２２ｅ〜２２ｈ，２２ｉ〜２２ｌが異なる光軸ピッチで配された増設受光ユニット２１ｂ，２１ｃが組み合わされた場合でも、受光制御回路２３は受光素子２２ｅ〜２２ｈ，２２ｉ〜２２ｌの位置を的確に認識し各受光素子２２ｅ〜２２ｈ，２２ｉ〜２２ｌからの受光信号Ｓ２，Ｓ３を適切な検出タイミングで検出し受光処理することができる。

・上記実施の形態では、遅延データ記憶部２９には、受光制御回路２３からの距離が所定以上となる各受光素子２２ｅ〜２２ｌについての遅延時間Ｔ１，Ｔ２が記憶されているが、全ての受光素子２２ａ〜２２ｌについての遅延時間が記憶されていてもよい。

・上記実施の形態では、遅延時間Ｔ１，Ｔ２は、連続して配された複数の受光素子２２ｅ〜２２ｈ，２２ｉ〜２２ｌを一つの受光素子群２２ｅ〜２２ｈ，２２ｉ〜２２ｌとして受光素子群２２ｅ〜２２ｈ，２２ｉ〜２２ｌごとに設定されているが、受光素子２２ａ〜２２ｌ一つ一つに個別に設定されていてもよい（図４参照）。また、上記実施の形態では、同一の受光ユニット２１ａ〜２１ｃに配された受光素子２２ｅ〜２２ｈ，２２ｉ〜２２ｌが一つの受光素子群２２ｅ〜２２ｈ，２２ｉ〜２２ｌとされているが、複数の受光ユニット２１ａ〜２１ｃに跨って受光素子群が設定されていてもよく、また、一つの受光ユニット２１ａ〜２１ｃに複数の受光素子群が設定されていてもよい。

・上記実施の形態では、投光器１０及び受光器２０は、それぞれ基本ユニット（基本投光ユニット１１ａ、基本受光ユニット２１ａ）と複数の増設ユニット（増設投光ユニット１１ｂ，１１ｃ、増設受光ユニット２１ｂ，２１ｃ）とから構成されているが、複数の投光素子１２ａ〜１２ｌ若しくは受光素子２２ａ〜２２ｌを備えた一つのユニットからそれぞれ構成されていてもよい。また、上記実施の形態では、投光制御回路１３は投光器１０に設けられ受光制御回路２３は受光器２０にそれぞれ設けられているが、投光制御回路１３及び受光制御回路２３を投光器１０及び受光器２０とは別体の制御ユニットに設けてもよい。

・上記実施の形態では、同期線Ｌ１を介して接続されて同期しているが、このような態様に限定されず、例えば、同期線Ｌ１を省略し、投光器１０と受光器２０とを光で同期させてもよい。また、上記実施の形態では、同期信号ＳＰは受光器２０側から出力されているがこのような態様に限定されず、投光器１０側から出力されてもよい。

・上記実施の形態では、駆動パルス信号ＳＩ０は、各受光ユニット２１ａ〜２１ｃにおいて下端側（配列方向において投光制御回路１３若しくは受光制御回路２３に近い側）から入力されているが、このような態様に限定されず、上端側から入力されていてもよい。

・上記実施の形態では、各受光素子２２ａ〜２２ｄが受光した入射光に応じたレベルの出力信号（アナログ信号）がコンパレータ２８を介して入力されているが、図４に示すように、コンパレータ２８を省略し受光制御回路２３に直接入力される出力信号（受光信号ＳＯ０〜ＳＯ５）のレベルの変化に基づいて検出エリア内に物体が配されているか否かを判定する構成としてもよい。ところで、受光制御回路２３に受光信号ＳＯ０〜ＳＯ５が直接入力される場合、例えば投光器１０及び受光器２０の距離が狭くなり受光素子２２ａ〜２２ｌの受光量が増加すると、入力される受光信号ＳＯ０〜ＳＯ５が判別可能なレベルを超え、受光信号ＳＯ０〜ＳＯ５のレベルの変化を検出できない場合がある。このような事態を防止するため、所定の検出タイミングで受光信号ＳＯ０〜ＳＯ５を検出し、その受光信号ＳＯ０〜ＳＯ５のレベルが所定の閾値よりも大きかった場合に投光器１０（投光素子１２ａ〜１２ｌ）の光の照度を抑えるといった制御が行われる。上記実施の形態によれば、受光制御回路２３は、受光素子２２ｂ〜２２ｆから出力された受光信号ＳＯ１〜ＳＯ５を検出する検出タイミングを、受光制御回路２３の最も近い位置に配された受光素子２２ａからの受光信号ＳＯ０を検出する検出タイミングから遅延データに基づく遅延時間ＴＯ１〜ＴＯ５だけそれぞれ遅延させるため、遅れが生じた受光信号ＳＯ１〜ＳＯ５を適切な検出タイミングで検出することができる。従って、遅れが生じた受光信号ＳＯ１〜ＳＯ５のレベルのピークを適切に検出することが可能となり、投光器１０の照度を的確に調整することができる。

本実施の形態に係る多光軸光電センサの概略図。 本実施の形態に係る多光軸光電センサの電気回路図。 （ａ）本実施の形態に係る多光軸光電センサの検出タイミングを説明するためのタイミングチャート図、（ｂ）従来の多光軸光電センサの検出タイミングを説明するためのタイミングチャート。 別例の効果を説明するためのタイミングチャート。

符号の説明

１０…投光器、１２ａ〜１２ｌ…投光手段としての投光素子、２０…受光器、２１ａ…ユニットとしての基本受光ユニット、２１ｂ…ユニットとしての第１増設受光ユニット、２１ｃ…ユニットとしての第２増設受光ユニット、２２ａ〜２２ｌ…受光手段としての受光素子、２２ｅ〜２２ｈ，２２ｉ〜２２ｌ…受光手段群としての受光素子群、２３…受光制御手段及び光軸位置検出手段としての受光制御回路、２７ａ〜２７ｃ…信号ライン、２９…遅延データ記憶手段としての遅延データ記憶部、Ｌ…光軸、Ｓ１〜Ｓ３，ＳＯ０〜ＳＯ５…受光信号、Ｔ１，Ｔ２，ＴＯ１〜ＴＯ５…遅延時間。

Claims (5)

1. 一列状に配列され所定の順序で光を投光する複数の投光手段と、
   前記複数の投光手段に対向して一列状に配列されるとともに前記投光手段の投光タイミングと同期して所定の順序で選択されて前記投光手段からの光を受光し信号ラインに受光信号を出力する複数の受光手段と、
   前記受光手段の選択タイミングに基づいた所定の検出タイミングで前記信号ラインを介して入力される前記受光信号に基づいて受光処理する受光制御手段と
   を備えた多光軸光電センサにおいて、
   少なくとも一以上の受光手段において前記受光制御手段からの前記受光手段の前記信号ラインの距離に基づいた前記受光制御手段への前記受光信号の入力遅れ時間に関する遅延データを記憶する遅延データ記憶手段を設け、
   前記受光制御手段は、前記受光手段から出力された前記受光信号を検出する前記検出タイミングをその前記遅延データによる遅延時間に基づいて遅延させることを特徴とする多光軸光電センサ。
2. 請求項１に記載の多光軸光電センサにおいて、
   前記遅延データ記憶手段は、前記受光制御手段からの距離が所定以上となる前記遅延データを記憶し、
   前記受光制御手段は、該受光制御手段からの距離が所定以上となる前記受光手段から出力された受光信号を検出する検出タイミングを遅延させることを特徴とする多光軸光電センサ。
3. 請求項１又は２に記載の多光軸光電センサにおいて、
   前記遅延データは、連続して配された複数の前記受光手段を一つの受光手段群として該受光手段群ごとに設定されたことを特徴とする多光軸光電センサ。
4. 請求項１〜３の何れか１項に記載の多光軸光電センサにおいて、
   前記複数の受光手段は、直列接続によって増設可能な複数のユニットに所定の光軸ピッチにてそれぞれ配されるものであって、
   前記受光処理の前に前記複数のユニットで構成される前記複数の受光手段の光軸数を検出し該光軸数に基づいて前記受光手段の光軸の位置を検出する光軸位置検出手段を備え、
   前記受光制御手段は、前記受光手段の光軸の位置と前記受光制御手段への前記受光信号の入力遅れ時間に関する遅延係数とに基づいて前記遅延時間を算出することを特徴とする多光軸光電センサ。
5. 請求項１〜３の何れか１項に記載の多光軸光電センサにおいて、
   前記複数の受光手段は、直列接続によって増設可能な複数のユニットにて構成され、この複数のユニットは前記受光手段の光軸ピッチの異なるユニットが接続されるものであって、
   前記受光処理の前に前記複数のユニットで構成される前記複数の受光手段の光軸数と前記受光手段が配された前記ユニットの接続順位と前記受光手段が配された前記ユニットの前記光軸ピッチとを検出し前記光軸数と前記ユニットの接続順位と前記光軸ピッチとに基づいて前記受光手段の光軸の位置を検出する光軸位置検出手段を備え、
   前記受光制御手段は、前記受光手段の光軸の位置と前記受光制御手段への前記受光信号の入力遅れ時間に関する遅延係数とに基づいて前記遅延時間を算出することを特徴とする多光軸光電センサ。

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