JP2019060775A - 光電スイッチおよび光電スイッチシステム - Google Patents

Abstract

【課題】光電スイッチが他の光電スイッチと連結されているのか、連結されていないのかに応じて、干渉光の回避方法を変えることができる光電スイッチを提供すること。【解決手段】ＣＰＵ１００は発光素子９１の発光タイミングを制御する。判定部１３１は光電スイッチに対して他の光電スイッチが連結されているかどうかを判定する。選択部１３２は光電スイッチに対して他の光電スイッチが連結されていない場合に第一モードを選択する。選択部１３２は光電スイッチに対して他の光電スイッチが連結されている場合に第一モードを選択しない。【選択図】図７

Description

本発明は、光電スイッチや光電スイッチシステムに関し、とりわけ、光電スイッチ間での干渉光の回避方法に関する。

工場において生産される製品（ワーク）はベルトコンベイヤーなどの搬送装置によって搬送され、光電スイッチによって所定の場所に到着したことを検知される。光電スイッチは、投光素子と受光素子を有し、投光素子からの光を受光素子が受光できたかどうかに応じてワークの有無を判定する。そのため、何らかの干渉光が受光素子により受光されてしまうと、光電スイッチはワークの有無の判定を誤ってしまう。特許文献１によれば、干渉光を周期的に検知し、干渉光と重ならないタイミングで投光素子を発光させる光電スイッチが提案されている。

ところで、工場によっては多数の光電スイッチが連結して使用されることがある。そのような工場での干渉光の光源は他の光電スイッチであることが多い。特許文献２によれば、光電スイッチは自己が親機に設定されているか、子機に設定されているかを判定し、親機に設定されている光電スイッチは自己の発光タイミングを知らせる同期信号を出力し、子機に設定されている光電スイッチは親機からの同期信号に基づいて自己の発光タイミングをずらすことが提案されている。

特開平６−１６９２４８号公報 特許第３４７８６４６号公報

特許文献１では、複数の光電スイッチの連結使用が想定されていない。つまり、複数の光電スイッチが自立的に発光タイミングをずらしてゆくため、光電スイッチごとのワークの検知に関する応答速度が一定とならない。特許文献２にかかる複数の光電スイッチが連結されずに分離されて使用される場合、各光電スイッチは同期信号を取得できないため、それぞれが勝手なタイミングで発光してしまう。そのため、分離された複数の光電スイッチ間では干渉光を回避することが困難となる。したがって、光電スイッチが他の光電スイッチと連結されているのか、連結されていないのかに応じて、干渉光の回避方法を変えることができる光電スイッチが市場から求められている。

そこで、本発明は、光電スイッチが他の光電スイッチと連結されているのか、連結されていないのかに応じて、干渉光の回避方法を変えることができる光電スイッチを提供することを目的とする。

本発明は、たとえば、
光を出力する発光素子と、
前記発光素子から出力された光をワークの通過領域に投光する投光ファイバと、
前記通過領域からの光を受光する受光ファイバと、
前記受光ファイバの一端側に設けられ、前記受光ファイバの他端側から入射して前記受光ファイバを伝搬してきた光を受光する受光素子と、
前記受光素子が出力する受光信号に基づき前記ワークの有無を示す情報を出力する出力部と、
前記発光素子の発光タイミングを制御する制御部と、
を有する光電スイッチであって、
前記制御部は、
前記光電スイッチに対して他の光電スイッチが連結されているかどうかを判定する判定部と、
前記受光素子が出力する受光信号に基づき前記発光素子の発光タイミングをずらす第一モードと、
前記光電スイッチに対して他の光電スイッチが連結されていない場合に前記第一モードを選択し、前記光電スイッチに対して他の光電スイッチが連結されている場合に前記第一モードを選択しない選択部と
を有することを特徴とする光電スイッチを提供する。

さらに本発明は、
光を出力する発光素子と、
前記発光素子から出力された光をワークの通過領域に投光する投光ファイバと、
前記通過領域からの光を受光する受光ファイバと、
前記受光ファイバの一端側に設けられ、前記受光ファイバの他端側から入射して前記受光ファイバを伝搬してきた光を受光する受光素子と、
前記受光素子が出力する受光信号に基づき前記ワークの有無を示す情報を出力する出力部と、
前記発光素子の発光タイミングを制御する制御部と、
を有する光電スイッチであって、
前記制御部は、
前記受光素子が出力する受光信号に基づき前記発光素子の発光タイミングをずらすモードと、
前記発光素子の発光タイミングをずらさないモードと、
いずれかのモードの指定を受け付ける受付部と、
前記受付部を通じて前記発光タイミングをずらすモードが指定されると前記発光タイミングをずらすモードを選択し、前記発光タイミングをずらさないモードが指定されると前記発光タイミングをずらさないモードを選択する選択部と
を有することを特徴とする光電スイッチを提供する。

本発明によれば、光電スイッチが他の光電スイッチと連結されているのか、連結されていないのかに応じて、干渉光の回避方法を変えることができる光電スイッチが提供される。

光電スイッチを示す斜視図 連結された複数の光電スイッチを示す斜視図 光電スイッチを示す爆発図 光電スイッチを示す斜視図 カバー部材、表示器およびシールド部材の位置関係を示す斜視図 透過型の光電スイッチを示す図 隣接して配置された光電スイッチのファイバヘッドを示す図 コントローラを説明する図 複数の光電スイッチ間での発光タイミングの調整を説明する図 複数の光電スイッチ間での発光タイミングの調整を説明する図 干渉光の回避方法を示すフローチャート 干渉光の回避方法を示すフローチャート

以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念および下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。

図１は光電スイッチを示す斜視図である。光電スイッチ１は略長方形の筐体を有している。ここでｚ軸は長手方向に対応している。ｘ軸は短手方向に対応している。ｙ軸は高さ方向に対応している。筐体は概ね六つの外面を有している。六つの外面は上面、底面、前面、背面、左側面および右側面を含む。図１においては上面、前面、右側面が見えている。筐体は下ケース２と上ケース３とを有している。下ケース２と上ケース３とを嵌合することで、制御基板などが収容される内部空間が形成される。上ケース３の一部は上面を形成している。上面には表示器５、モードボタン７、アクティブレシーバボタン８、調整ボタン９、スライドスイッチ１０、セットボタン１１、表示灯２４、クランプモジュール１４などが設けられている。表示器５は、ＯＬＥＤなどのドットマトリクス表示器であり、閾値や受光量などを表示する。表示器５は上ケース３の外面とカバー部材４とによって挟持されて固定されている。表示器５は、上面の中心よりも、前面側にオフセットされて設けられている。調整ボタン９は、閾値を上下させたり、メニューを操作したりするためのボタンである。メニューとは、表示器５に表示され、光電スイッチ１の動作を設定するための各種の設定項目を有するメニューである。モードボタン７は、投光量などに関連した動作モードを切り替えるためのボタンである。アクティブレシーバボタン８は、光電スイッチ１から外部へ受光ファイバを通じて光を投光するための特殊なボタンである。光電スイッチ１はアクティブレシーバボタン８の押し下げを検知すると、受光ファイバを投光ファイバとして兼用し、外部から入射してくる光を受光しつつ、外部に向かって光を投光する。この光は、ワークを検出するための光ではなく、ユーザの光軸調整をアシストするための光である。なお、アシスト光を出力する発光素子は、たとえば、受光素子の中央に配置されてもよい。この場合、受光素子の受光面は発光素子の発光面よりも大きい。スライドスイッチ１０は、複数ある設定パラメータのセットを選択するためのスイッチである。セットボタン１１は、閾値の自動設定を開始するためのボタンである。光電スイッチ１はセットボタン１１が押されたことを検知すると、受光量に応じて閾値を決定する。表示灯２４は、たとえば、ワークを検知すると点灯または消灯する。クランプモジュール１４は、投光ファイバと受光ファイバをクランプして保持するモジュールである。筐体の前面には投光ファイバが挿入される筒状の穴１２と受光ファイバが挿入される筒状の穴１３が設けられている。筐体の背面には出力ケーブルが取り付けられる。ケーブルブッシュ１５は出力ケーブルを保持するためのブッシュである。

筐体の右側面にはコネクタ１６ａと、連結部１７ａ、１７ｂが設けられている。図２（Ａ）、図２（Ｂ）は、複数の光電スイッチ１がそれぞれコネクタ１６ａと、連結部１７ａ、１７ｂによって相互に連結され、ＤＩＮレール１８に固定されていることを示している。ＤＩＮはドイツ規格協会の略称である。図２（Ａ）では四つの光電スイッチ１が連結されており、図２（Ｂ）では七つの光電スイッチ１ａ〜１ｇが連結されている。各光電スイッチ１の投光ファイバ２２の入射端が穴１２に挿入され、受光ファイバ２３の出射端が穴１３に挿入されている。図２（Ａ）においては、筐体の上面を覆う開閉可能な上カバー１９も示されている。なお、図２（Ｂ）が示すように、上カバー１９が透光性を有している場合、上カバー１９の上面には穴が設けられていなくてもよい。これは、透光性を有している上カバー１９であれば、上カバー１９が閉じた状態であってもユーザは表示器５の表示内容を確認できるからである。上カバー１９が透光性を有していない場合、図２（Ａ）が示すように、上カバー１９の上面には穴ないしは窓が設けられてもよい。上カバー１９はダストカバーとして機能する。図２（Ａ）、（Ｂ）が示すように複数の光電スイッチ１はそれぞれ横に連結可能であるため、連設型センサとも呼ばれる。

図３は光電スイッチ１の爆発図である。上カバー１９の後端側には装飾部材２０が設けられてもよい。上カバー１９の後端側には回動ピン１９ａが設けられている。回動ピン１９ａは、上ケース３の後端側に設けられた保持穴１９ｂに嵌合する。これにより、上カバー１９は回動可能に上ケース３に連結される。上カバー１９が閉じられている状態でもユーザが表示器５に表示されている情報を確認できるようにするために、上カバー１９は透明部材により形成されていてもよい。上ケース３の中央付近には、表示器５を支持するための背骨部材３６が設けられている。背骨部材３６の左右には四つのフリンジ４７が設けられている。四つのフリンジ４７は上ケース３から上方に突出した突出部であり、表示器５を短手方向（ｘ方向）において位置決めしている。なお、四つのフリンジ４７はカバー部材４の凹部と嵌合する。また、背骨部材３６の左右には二つの爪部４８が設けられている。爪部４８はカバー部材の中央脚の内側に設けられた凹部と嵌合し、カバー部材４を上ケース３に固定する。凹部は溝であってもよいし、貫通孔であってもよい。背骨部材３６を中心とする表示器搭載部の後端側には開口部２５が設けられている。開口部２５は信号ケーブルを上ケース３の外面から内面側に通過させるための貫通孔や切欠きである。信号ケーブルは、表示器５に電力を供給する電源線と制御信号を供給する制御線とを含む。信号ケーブルは制御基板３０に接続される。ここで制御基板３０は一枚の基板であってもよい。ｘ軸方向において二枚の基板を設けると、光電スイッチ１のｘ軸方向の長さが長くなってしまう。そこで、本実施例では、ｘ軸方向においては一枚の制御基板３０だけが設けられている。制御基板３０にはＣＰＵ（中央演算処理装置）などのコントローラ６が搭載されている。コントローラ６は閾値や受光量を表示器５に表示させる。制御基板３０には、調整ボタン９、モードボタン７、アクティブレシーバボタン８、スライドスイッチ１０およびセットボタン１１に対応するスイッチが実装されている。これらのボタンはＰＯＭ（ポリアセタール）などの樹脂により形成されていてもよい。なお、上カバー１９やカバー部材４、筐体は基本的にポリカーボネートにより形成されていてもよい。また、表示灯２４の光拡散部材に光を供給するＬＥＤ（発光ダイオード）も制御基板３０に実装されている。制御基板３０には、隣接した別の光電スイッチ１と通信したり、電力を受給したりするためのコネクタ１６ａが設けられている。制御基板３０の前面側には素子ホルダ２６が設けられ、発光素子モジュール３２と受光素子モジュール３３とが取り付けられる。素子ホルダ２６には、穴１２から挿入された投光ファイバ２２用の穴と、穴１３から挿入された受光ファイバ２３用の穴とを有している。素子ホルダ２６の前面側にクランプモジュール１４が配置され、投光ファイバ２２と受光ファイバ２３を保持する。下ケース２の底面には、ＤＩＮレール１８に固定するための固定具２８と、金属カバー２９とが取り付けられる。金属カバー２９は放熱と電磁シールドの役割を果たしてもよい。

図４（Ａ）はカバー部材４が上ケース３に固定された状態の光電スイッチ１の斜視図である。図４（Ｂ）はカバー部材４が上ケース３に固定されていない状態の光電スイッチ１の斜視図である。ここでは、上ケース３に対して各種のボタンや表示器５が固定され、さらに、上ケース３に対して制御基板３０も固定されている。表示器５と制御基板３０と電気的に接続する信号ケーブル５１は開口部２５を通過して筐体内部に進入し、制御基板３０のコネクタに接続される。制御基板３０の左側面にはコネクタ１６ｂが設けられている。光電スイッチ１のコネクタ１６ｂは、雌型のコネクタであり、光電スイッチ１の左隣に位置している別の光電スイッチ１の雄型のコネクタ１６ａと嵌合して電気的に接続する。

なお、図４（Ａ）などからわかるように、アクティブレシーバボタン８の高さは、モードボタン７や調整ボタン９の高さよりも低い。これはアクティブレシーバボタン８の誤操作を防ぐためである。また、アクティブレシーバボタン８の操作頻度は他のボタンの操作頻度よりも低いからである。

図５はカバー部材４を詳細に説明するための斜視図である。カバー部材４は二つの前脚４２、二つの中央脚４３、二つの後脚４４を有している。カバー部材４の上面には窓部４０が設けられている。ユーザは窓部４０を通じて表示器５の表示面を見ることができる。窓部４０は四つの枠により囲まれている。左枠４１ａ、右枠４１ｂは、前枠４１ｄや後枠４１ｃと比較して細い。これは、光電スイッチ１の短手方向における表示面積を確保するためである。後枠４１ｃは、他の枠と比べて面積が大きい。これは、後枠４１ｃが表示器５を制御するＩＣなどを保護するためである。後枠４１ｃには文字情報などが印刷されてもよい。また、後枠４１ｃがある程度の面積を有しているため、ユーザが指で調整ボタン９を押したとしても、表示器５の表示情報が指で隠れにくい。つまり、後枠４１は表示器５とボタンとの距離を十分に離すことができる。なお、前枠４１での面積は小さいため、表示灯２４と表示器５とを近接させることができる。これにより、ユーザによって注目される情報伝達機構を一か所に集約することができる。カバー部材４の右側面と左側面とには合計で四つの切欠き４６が設けられている。四つの切欠き４６は、上ケース３に設けられた四つのフリンジ４７に嵌合し、カバー部材４を上ケース３に対して位置決めするとともに、固定する。二つの中央脚４３の内面側にはそれぞれ凹部４５が設けられている。凹部４５は、上ケース３の右側面と左側面とにそれぞれ設けられた爪部４８に嵌合する。表示器５の前面、底面、左側面、右側面を保護するために、シールド部材５０が採用されてもよい。シールド部材５０は、表示器５の前面を保護する前壁５０ｄ、表示器５の底面を保護する底部５０ａ、表示器５の右側面を保護する右壁５０ｂ、表示器５の左側面を保護する左壁５０ｃを有している。表示器５はシールド部材５０に覆われた状態で、背骨部材３６とカバー部材４とによって挟持される。シールド部材５０はＦＰＣ（フレキシブルプリント回路基板）によって形成されていてもよい。

図６は透過型の光電スイッチ１における投光ファイバ２２と受光ファイバ２３を示している。投光ファイバ２２の一端は検出光をワークｗの通過領域に対して出射する。投光ファイバ２２の他端は穴１２に挿入され、発光素子からの光が入射する。受光ファイバ２３の一端は通過領域からの検出光が入射する。受光ファイバ２３の他端は穴１３に挿入され、受光素子へ光を出射する。通過領域にワークｗが存在しない場合、投光ファイバ２２の出射端から出射された光は受光ファイバ２３の入射端に入射する。通過領域にワークｗが存在する場合、投光ファイバ２２の出射端から出射された光はワークｗによって遮光されるため、光は受光ファイバ２３の入射端に入射しない。コントローラ６は受光ファイバ２３に光が入射していないかどうかに応じてワークｗの有無を検知する。

なお、反射型の光電スイッチ１では、投光ファイバ２２から出力された光がワークｗで反射し、反射光が受光ファイバ２３に入射する。通過領域にワークｗが存在しない場合、投光ファイバ２２の出射端から出射された光は受光ファイバ２３の入射端に入射しない。通過領域にワークｗが存在する場合、投光ファイバ２２の出射端から出射された光はワークｗによって反射し、反射光が受光ファイバ２３の入射端に入射する。コントローラ６は、受光ファイバ２３に光が入射しているかどうかに応じてワークｗの有無を検知する。なお、リフレクタを使用する反射型の光電スイッチ１であっても本発明は適用可能である。

図７は複数の投光ファイバ２２ａ〜２２ｃと複数の受光ファイバ２３ａ〜２３ｃが隣接して配置されたワークの検知環境を示している。ここでは三つの光電スイッチ１ａ〜１ｃが連結されていることが想定されている。このような環境では、ある投光ファイバの出力した光が、他の投光ファイバにとって干渉光となってしまうことがある。干渉光は一点鎖線により示されている。投光ファイバ２２ａの出力した光が、投光ファイバ２２ａとペアをなす受光ファイバ２３ａだけでなく、隣接した受光ファイバ２３ｂにも入射してしまう。同様に、投光ファイバ２２ｂの出力した光が、投光ファイバ２２ｂとペアをなす受光ファイバ２３ｂだけでなく、隣接した受光ファイバ２３ａ、２３ｃにも入射してしまう。したがって、複数の投光ファイバ２２ａ〜２２ｃは相互に干渉しないようなタイミングで光を出力しなければならない。

●コントローラ
図８はコントローラ６を説明するブロック図である。ＣＰＵ１００はメモリ１１０の一部であるＲＯＭに記憶されている制御プログラムにしたがって各種の機能を実現する。メモリ１１０はＲＡＭやＲＯＭを含む記憶装置である。メモリ１１０には、たとえば、調整ボタン９により設定された閾値Ｔｈが記憶されている。

発光素子モジュール３２は、検出光を発光して投光ファイバ２２に入射する発光素子９１と、発光素子９１を駆動する駆動電流を発光素子９１に供給する駆動回路９３とを有している。受光素子モジュール３３は、受光ファイバ２３から入射した光を受光し、受光量に応じ受光信号を出力する受光素子９２と、受光信号を増幅する増幅回路９４とを有している。

Ｉ／Ｏ回路９５は、ワークｗの検出結果を示す信号ＤＥＴを外部機器（例：外部表示装置やＰＬＣなど）に出力したり、外部機器から情報を入力したりする回路である。ＰＬＣはプログラマブルコントローラの略称である。なお、Ｉ／Ｏ回路９５は、上流側（右側）に接続された他の光電スイッチ１から同期信号ＳＹ１を受信し、下流側（左側）に接続された他の光電スイッチ１へ同期信号ＳＹ２を送信する。同期信号ＳＹ１は、他の光電スイッチ１の発光タイミングを知らせる信号である。同期信号ＳＹ２は、自己の発光タイミングを他の光電スイッチ１に知らせる信号である。同期信号ＳＹ１はコネクタ１６ａから出力される。同期信号ＳＹ２はコネクタ１６ｂから出力される。Ｉ／Ｏ回路９５はシリアル通信回路を備えており、データ信号Ｓｄａの送受信Ｓｄａと、クロック信号Ｓｃｌｋの入出力とを行う。Ｉ／Ｏ回路９５は操作部９０を通じてユーザ操作に応じて信号を受け付ける。操作部９０は、調整ボタン９やモードボタン７などを含む。

ＣＰＵ１００の検知部１０１は、受光素子９２が受光した検出光の受光量をＡ／Ｄコンバータ１０７を通じて取得し、駆動ＩＣ５４を通じて表示器５に受光量を表示する。検知部１０１は、検出光の受光量と閾値Ｔｈとを比較して比較結果をＩ／Ｏ回路９５に出力する。なお、検知部１０１は、発光素子９１の点灯タイミングと同期して受光量を検知する。これにより、検知部１０１は発光素子９１の点灯タイミングとは異なるタイミングで受光素子９２に入射する干渉光を無視することができる。通信部１０２は、Ｉ／Ｏ回路９５を通じて他の光電スイッチ１と通信するユニットである。通信部１０２は、自己に他の光電スイッチ１が連結されているかどうかを検出するために、コネクタ１６ａ、１６ｂを通じて他の光電スイッチ１と通信を試行してもよい。

点灯制御部１０３は、発光素子９１の点灯タイミングを制御したり、発光素子９１の点灯指示となるパルス信号を生成して駆動回路９３に供給したりする。なお、点灯制御部１０３は、少なくとも二つの干渉回避モードを有している。第一モードは、受光素子９２が出力する受光信号に基づき発光素子９１の発光タイミングをずらす干渉回避モードである。つまり、第一モードでは、干渉光が受光素子９２に入射すると、発光素子９１の発光タイミングと干渉光の入射タイミングとがずれるように、発光素子９１の発光タイミングがずらされる。第二モードは、光電スイッチ１に連結された他の光電スイッチ１から当該他の光電スイッチ１の発光タイミングを取得し、取得された当該他の光電スイッチ１の発光タイミングと自己の発光素子９１の発光タイミングとが重複しないように、自己の発光素子９１の発光タイミングをずらす干渉光回避モードである。判定部１３１は、光電スイッチ１に対して他の光電スイッチ１が連結されているかどうかを判定するユニットである。判定部１３１は、通信部１０２が他の光電スイッチ１と通信に成功すれば、光電スイッチ１に対して他の光電スイッチ１が連結されていると判定してもよい。判定部１３１は、通信部１０２が他の光電スイッチ１と通信に成功しなければ、光電スイッチ１に対して他の光電スイッチ１が連結されていないと判定してもよい。判定部１３１は、操作部９０を通じて他の光電スイッチ１が連結されていることを指定されていれば、光電スイッチ１に対して他の光電スイッチ１が連結されていると判定してもよい。判定部１３１は、操作部９０を通じて他の光電スイッチ１が連結されていることを指定されていなければ、光電スイッチ１に対して他の光電スイッチ１が連結されていないと判定してもよい。なお、操作部９０を通じて入力された指定信号は受付部１０４によって受け付けられ、判定部１３１に渡されてもよい。判定部１３１は、論理ポート１０５の状態に応じて、光電スイッチ１に対して他の光電スイッチ１が連結されているかどうかを判定してもよい。論理ポート１０５には、たとえば、ディップスイッチやなどのスイッチ１０６が接続されていてもよい。ユーザはディップスイッチをオン“１”／オフ“０”することで、他の光電スイッチ１の連結の有無を指定してもよい。なお、スイッチ１０６は、自己のコネクタ１６ｂと他の光電スイッチ１のコネクタ１６ａとが連結するとオンとなり、自己のコネクタ１６ｂと他の光電スイッチ１のコネクタ１６ａとが連結されていなければオフとなるとなるスイッチであってもよい。選択部１３２は、判定部１３１の判定結果に基づき干渉回避モードを選択する。選択部１３２は、光電スイッチ１に対して他の光電スイッチ１が連結されていなければ第一モードを選択し、光電スイッチ１に対して他の光電スイッチ１が連結されていれば第二モードを選択する。

受付部１０４は、操作部９０を通じて予め干渉回避モードの指定を受け付けていてもよい。受付部１０４は操作部９０を通じて指定された干渉回避モードを示すモード情報をメモリ１１０に書き込む。選択部１３２はモード情報をメモリ１１０から読み出し、モード情報にしたがって干渉回避モードを選択する。受付部１０４が第一モードの指定を受け付けていれば、選択部１３２は第一モードを選択する。受付部１０４が第二モードの指定を受け付けていれば、選択部１３２は第二モードを選択する。なお、ＣＰＵ１００は、ユーザが干渉回避モードを指定するためのユーザインタフェースを表示器５に表示してもよい。

●第一モード（単体モード）
図９は二つの光電スイッチ１ａ、１ｂが連結されておらず、それぞれ独立しているときの発光タイミングを示している。ここで二つの光電スイッチ１ａ、１ｂは予め親機として設定されているか、または親機としてのみ動作し、子機としては動作できない光電スイッチであると仮定されている。親機としてそれぞれ動作している光電スイッチ１ａ、１ｂは同期信号ＳＹ１を取得しないため、干渉光を監視して干渉回避を行う第一モードを選択する。光電スイッチ１ａの検知部１０１は干渉光検知機能を有しているものとする。検知部１０１は検知タイミングを示すタイミング信号Ｒｖにしたがって受光素子９２が干渉光を監視する。なお、点灯制御部１０３は、駆動回路９３に出力するパルス信号ＰＬＳａを検知部１０１に出力し、検知部１０１はパルス信号ＰＬＳａに同期してタイミング信号Ｒｖを生成する。一方、光電スイッチ１ｂの点灯制御部１０３は自己の発光タイミングに応じてパルス信号ＰＬＳｂを生成して駆動回路９３に出力する。ここで、一点鎖線の楕円により囲まれた部分で光電スイッチ１ａの検知部１０１は、光電スイッチ１ｂの検出光を干渉光として検知する。検知部１０１は干渉光を検知したことを示す検知信号を点灯制御部１０３に出力する。点灯制御部１０３は、干渉光の検知信号を受信すると、自己の発光タイミングがΔだけずれるようにパルス信号ＰＬＳａを生成する。これにより、相互に連結されていない光電スイッチ１ａと光電スイッチ１ｂとが干渉しにくくなる。

●第二モード（連結モード）
図１０は三つの光電スイッチ１ａ、１ｂ、１ｃが連結されているときのそれぞれの発光タイミングを示す同期信号ＳＹ２ａ、ＳＹ２ｂ、ＳＹ２ｃを示している。ここでは光電スイッチ１ａは親機として動作する光電スイッチである。光電スイッチ１ｂ、１ｃは子機として動作する光電スイッチである。光電スイッチ１ａは予め親機として設定されているか、または親機としてのみ動作し、子機としては動作できない光電スイッチである。光電スイッチ１ｂ、１ｃは予め子機として設定されているか、または子機としてのみ動作し、親機としては動作できない光電スイッチである。第二モードでは親機として動作している光電スイッチ１ａは第一モードを選択せずに、干渉回避を行わないモードで動作する。さらに、第二モードでは子機である光電スイッチ１ｂが親機である光電スイッチ１ａから同期信号ＳＹ１を取得できる。また、子機である光電スイッチ１ｃは他の光電スイッチ１ｂから同期信号ＳＹ１を取得できる。光電スイッチ１ｂは光電スイッチ１ａの発光タイミングを知らせる同期信号ＳＹ１に基づき干渉回避を行う。光電スイッチ１ｃは光電スイッチ１ｂの発光タイミングを知らせる同期信号ＳＹ１に基づき干渉回避を行う。ここでは、光電スイッチ１ａの左に光電スイッチ１ｂが連結されており、光電スイッチ１ｂの左に光電スイッチ１ｃが連結されているものとする。光電スイッチ１ａはコネクタ１６ｂを通じて同期信号ＳＹ２ａを出力し、光電スイッチ１ｂはコネクタ１６ａを通じて同期信号ＳＹ２ａを同期信号ＳＹ１ｂとして受信する。光電スイッチ１ｂは同期信号ＳＹ１ｂに対して自己の発光タイミングをΔだけ遅延させ、コネクタ１６ｂを通じて同期信号ＳＹ２ｂを出力する。光電スイッチ１ｃはコネクタ１６ａを通じて同期信号ＳＹ２ｂを同期信号ＳＹ１ｃとして受信する。光電スイッチ１ｃは同期信号ＳＹ１ｃに対して自己の発光タイミングをΔだけ遅延させる。ここでは、同期信号と発光素子９１を駆動するパルス信号とが一致しているものと仮定されているが、両者は同期していればよく、両者の周期は異なっていてもよい。

●フローチャート
図１１は光電スイッチ１ａの干渉光の回避方法を示すフローチャートである。
・Ｓ１でＣＰＵ１００の判定部１３１は親機である光電スイッチ１ａに子機である他の光電スイッチ１ｂが連結されているかどうかを判定する。たとえば、判定部１３１は、通信部１０２を通じて他の光電スイッチ１ｂとの通信を試行し、通信に成功したか失敗したかに応じて他の光電スイッチ１ｂとの連結の有無を判定してもよい。なお、他の連結判定方法はすでに説明された通りである。光電スイッチ１ａに他の光電スイッチ１ｂが連結されていれば、ＣＰＵ１００はＳ２に進む。光電スイッチ１ａに他の光電スイッチ１ｂが連結されていなければ、ＣＰＵ１００はＳ３に進む。
・Ｓ２でＣＰＵ１００の選択部１３２は第二モードを選択し、Ｓ４に進む。第二モードは光電スイッチ１ａが干渉光の監視に基づく干渉回避を実行しないモードである。子機である光電スイッチ１ｂ、１ｃは自己の上流側に位置する光電スイッチ１ａ、１ｂが出力する同期信号に基づいて自己の発光タイミングを決定することで、光電スイッチ１ａ〜１ｃ間の干渉回避を実行する。なお、光電スイッチ１ａは任意に自己の発光タイミングを決定できる。
・Ｓ３でＣＰＵ１００の選択部１３２は第一モードを選択し、Ｓ４に進む。第一モードは光電スイッチ１ａが単独で動作しており、干渉光の監視に基づく干渉回避を実行するモードである。
・Ｓ４でＣＰＵ１００の点灯制御部１０３は、選択部１３２により選択された干渉回避モードにしたがって発光素子９１を点灯制御する。

図１２は光電スイッチ１ａについての他の干渉光の回避方法を示すフローチャートである。なお、図１２において図１１と共通するステップには同一の参照符号が付与されている。
・Ｓ１１でＣＰＵ１００の選択部１３２はメモリ１１０からモード情報を取得する。
・Ｓ１２でＣＰＵ１００の選択部１３２はモード情報に基づき、干渉回避モードを選択する。たとえば、選択部１３２は、モード情報に基づき第二モードが指定されているかどうかを判定してもよい。第二モードが指定されていればＣＰＵ１００はＳ２に進む。一方で、第一モードが指定されていればＣＰＵ１００はＳ３に進む。Ｓ２ないしＳ４は図１１に関連して説明した通りである。このように図１２によれば、光電スイッチ１ａは子機が連結されているかどうかとは無関係に、干渉光の監視に基づく干渉回避を実行するモードと、干渉光の監視に基づく干渉回避を実行しないモードとのいずれかを指定される。

＜まとめ＞
図１などを用いて説明したように光電スイッチ１は略直方体形状の筐体を有している。つまり、筐体は細長い。表示器５は筐体の外面であって第一面に取り付けられる表示部の一例である。従来は表示器が光電スイッチの筐体内部に収容されていたため、筐体の外面から表示器までに距離があり、表示情報が見にくかった。本実施例では、表示器５は筐体の外面に取り付けられているため、光電スイッチ１の外縁から表示器５までの距離が短くなり、表示器５の表示情報が見やすくなる。発光素子モジュール３２と穴１２などは第一面の隣に位置する第二面の近くに設けられる投光部の一例である。受光素子モジュール３３と穴１３は第一面の隣に位置する第二面の近くに設けられる受光部の一例である。調整ボタン９などは第一面または表示部上に設けられ、ユーザ操作を受け付ける受付部の一例である。コントローラ６は受付部を通じて調整された閾値と、受光部により受光された光の量を示す信号値とを表示部に表示させる表示制御部の一例である。制御基板３０は記筐体の内部に収容され、表示制御部が実装また接続される制御基板（第一基板）の一例である。信号ケーブル５１は制御基板３０と表示器５とを接続する信号ケーブルの一例である。表示器５は、信号ケーブル５１と接続される接続部を有している。表示器５の接続部は、筐体の長手方向において、表示領域と信号ケーブル５１との間に配置されていてもよい。表示器５は、二つの短辺と二つの長辺とを有し、二つの短辺のうち一方の短辺の側に信号ケーブル５１が接続されていてもよい。これにより、光電スイッチ１における表示器５に関して十分な表示面積を確保可能な信号ケーブル５１の接続構造が提供される。シールド部材５０は表示器５の側面の少なくとも一部に設けられたシールド部材の一例である。カバー部材４は、表示器５の側面との間でシールド部材５０を挟み込み、少なくとも表示器５の側面の少なくとも一部をカバーするカバー部材の一例である。このようにシールド部材５０も表示器５を衝撃から保護する役割を有している。

図６が示すように、投光ファイバ２２は発光素子９１ら出力された光（検出光）をワークｗの通過領域に投光するファイバモジュールである。受光ファイバ２３は通過領域からの光を受光するファイバモジュールである。受光素子９２は受光ファイバ２３の一端側に設けられ、受光ファイバ２３の他端側から入射して受光ファイバ２３を伝搬してきた光を受光する。コントローラ６や表示灯２４、Ｉ／Ｏ回路９５は、受光素子９２が出力する受光信号に基づきワークｗの有無を示す情報を出力する出力部の一例である。

ＣＰＵ１００（点灯制御部１０３）は発光素子９１の発光タイミングを制御する制御部の一例である。親機として機能する光電スイッチ１ａ（第１の光電スイッチ）の判定部１３１は自己に対して他の光電スイッチ１ｂ（子機）が連結されているかどうかを判定する。選択部１３２は親機に対して子機が連結されていない場合に、他の親機との間で干渉する可能性があるため、第一モードを選択する。親機の選択部１３２は自己に対して子機が連結されている場合に第一モードを選択しない。たとえば、親機の選択部１３２は自己に対して子機が連結されている場合に親機の発光タイミングをずらさない第二モードを選択してもよい。つまり、親機は自由に発光タイミングを決定してもよい。これにより、光電スイッチ１ａが他の光電スイッチ１ｂと連結されているのか、連結されていないのかに応じて、干渉光の回避方法を変えることができる光電スイッチ１ａが提供される。

親機や子機として動作する光電スイッチ１は予め固定されていてもよいし、切り替え可能であってもよい。後者の場合、光電スイッチ１ｂ、１ｃは、自己に親機が接続されていない場合に、自己を親機に設定してもよい。また、光電スイッチ１ｂ、１ｃは、自己に親機が接続されている場合に、自己を子機に設定する。子機として機能する光電スイッチ１ｂ、１ｃ（第２の光電スイッチ）の選択部１３２は上流側の光電スイッチ１ａ、１ｂから出力される同期信号に基づき自己の発光タイミングを決定する。このように、光電スイッチ１ａが他の光電スイッチ１ｂと連結されているのか、連結されていないのかに応じて、干渉光の回避方法を変えることができる光電スイッチ１ａが提供される。

光電スイッチ１は、他の光電スイッチ１と電気的に接続するコネクタ１６ａ、１６ｂをさらに有していてもよい。判定部１３１はコネクタ１６ａ、１６ｂを通じて取得された信号に基づき光電スイッチ１に対して他の光電スイッチ１が連結されているかどうかを判定するように構成されていてもよい。判定部１３１はコネクタ１６ａに他の光電スイッチ１が連結されていれば、自機を子機に設定してもよい。また、判定部１３１は、コネクタ１６ａに他の光電スイッチ１が連結されていなければ、自機を親機に設定してもよい。

ＣＰＵ１００は論理ポート１０５を有していてもよい。判定部１３１は論理ポート１０５がハイレベルに設定されているか、ローレベルに設定されているかに基づき、光電スイッチ１に対して他の光電スイッチ１が連結されているかどうかを判定するように構成されていてもよい。

ＣＰＵ１００は、第一モードと第二モードとのいずれかの指定を受け付ける受付部１０４と、受付部１０４を通じて第一モードが指定されると第一モードを選択し、第二モードが指定されると第二モードを選択する選択部１３２とを有していてもよい。第一モードと第二モードとのいずれかの指定を受け付ける受付部はユーザによって操作される操作部９０であってもよい。受付部は点灯制御部１０３の論理ポート１０５であってもよい。選択部１３２は論理ポート１０５がハイレベルに設定されていれば第一モードを選択し、ローレベルに設定されていれば第二モードを選択するように構成されていてもよい。なお、親機の受付部は、発光タイミングをずらすモードと、発光タイミングをずらさないモード（第二モード）とのいずれかの指定を受け付けてもよい。選択部１３２は、受付部を通じて発光タイミングをずらすモードが指定されると発光タイミングをずらすモードを選択し、発光タイミングをずらさないモードが指定されると発光タイミングをずらさないモードを選択する。

それぞれ連結されてない複数の光電スイッチ１ａ、１ｂが光電スイッチシステムを形成していてもよい。この場合、複数の光電スイッチ１ａ、１ｂはそれぞれ独立して親機として動作しているため、第一モードを選択する。一方で、それぞれ連結された複数の光電スイッチ１ａ、１ｂ、１ｃが光電スイッチシステムを形成していてもよい。この場合は、複数の光電スイッチ１ａは親機として動作し、光電スイッチ１ｂ、１ｃが子機として動作する。親機は、発光タイミングをずらさないモードを選択する。子機は親機（または上流側の子機）の発光タイミングを示す信号に応じて自己の発光タイミングを決定することで、親機の発光タイミングと子機の発光タイミングとが重複しないようになる。

点灯制御部１０３は、発光素子９１の発光タイミングを遅延させることで発光素子９１の発光タイミングをずらすことを特徴とする請求項１ないし６のいずれか一項に記載の光電スイッチ１。

Claims (9)

1. 光を出力する発光素子と、
   前記発光素子から出力された光をワークの通過領域に投光する投光ファイバと、
   前記通過領域からの光を受光する受光ファイバと、
   前記受光ファイバの一端側に設けられ、前記受光ファイバの他端側から入射して前記受光ファイバを伝搬してきた光を受光する受光素子と、
   前記受光素子が出力する受光信号に基づき前記ワークの有無を示す情報を出力する出力部と、
   前記発光素子の発光タイミングを制御する制御部と、
   を有する光電スイッチであって、
   前記制御部は、
   前記光電スイッチに対して他の光電スイッチが連結されているかどうかを判定する判定部と、
   前記受光素子が出力する受光信号に基づき前記発光素子の発光タイミングをずらす第一モードと、
   前記光電スイッチに対して他の光電スイッチが連結されていない場合に前記第一モードを選択し、前記光電スイッチに対して他の光電スイッチが連結されている場合に前記第一モードを選択しない選択部と
   を有することを特徴とする光電スイッチ。
2. 前記制御部は、前記光電スイッチに連結された他の光電スイッチへ前記光電スイッチの発光タイミングを出力し、前記発光素子の発光タイミングと前記他の光電スイッチの発光タイミングとが重複しないように、前記他の光電スイッチの発光タイミングをずらすための信号を出力する第二モードをさらに有し、
   前記選択部は、前記光電スイッチに対して前記他の光電スイッチが連結されている場合に、前記第二モードを選択するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光電スイッチ。
3. 他の光電スイッチと電気的に接続するコネクタをさらに有し、
   前記判定部は前記コネクタを通じて取得された信号に基づき前記光電スイッチに対して他の光電スイッチが連結されているかどうかを判定するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光電スイッチ。
4. 前記制御部は論理ポートを有し、
   前記判定部は前記論理ポートがハイレベルに設定されているか、ローレベルに設定されているかに基づき、前記光電スイッチに対して他の光電スイッチが連結されているかどうかを判定するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の光電スイッチ。
5. 光を出力する発光素子と、
   前記発光素子から出力された光をワークの通過領域に投光する投光ファイバと、
   前記通過領域からの光を受光する受光ファイバと、
   前記受光ファイバの一端側に設けられ、前記受光ファイバの他端側から入射して前記受光ファイバを伝搬してきた光を受光する受光素子と、
   前記受光素子が出力する受光信号に基づき前記ワークの有無を示す情報を出力する出力部と、
   前記発光素子の発光タイミングを制御する制御部と、
   を有する光電スイッチであって、
   前記制御部は、
   前記受光素子が出力する受光信号に基づき前記発光素子の発光タイミングをずらすモードと、
   前記発光素子の発光タイミングをずらさないモードと、
   いずれかのモードの指定を受け付ける受付部と、
   前記受付部を通じて前記発光タイミングをずらすモードが指定されると前記発光タイミングをずらすモードを選択し、前記発光タイミングをずらさないモードが指定されると前記発光タイミングをずらさないモードを選択する選択部と
   を有することを特徴とする光電スイッチ。
6. 前記受付部はユーザによって操作される操作部であることを特徴とする請求項５に記載の光電スイッチ。
7. 前記受付部は前記制御部の論理ポートであることを特徴とする請求項５に記載の光電スイッチ。
8. 前記制御部は、前記発光素子の発光タイミングを遅延させることで前記発光素子の発光タイミングをずらすことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか一項に記載の光電スイッチ。
9. 第１の光電スイッチと第２の光電スイッチとを有する光電スイッチシステムであって、
   前記第１の光電スイッチと前記第２の光電スイッチはそれぞれ、
   光を出力する発光素子と、
   前記発光素子から出力された光をワークの通過領域に投光する投光ファイバと、
   前記通過領域からの光を受光する受光ファイバと、
   前記受光ファイバの一端側に設けられ、前記受光ファイバの他端側から入射して前記受光ファイバを伝搬してきた光を受光する受光素子と、
   前記受光素子が出力する受光信号に基づき前記ワークの有無を示す情報を出力する出力部と、
   前記発光素子の発光タイミングを制御する制御部と、
   を有し、
   前記第１の光電スイッチの前記制御部は、
   前記第１の光電スイッチに対して前記第２の光電スイッチが連結されているかどうかを判定する判定部と、
   前記第１の光電スイッチの受光素子が出力する受光信号に基づき前記第１の光電スイッチの前記発光素子の発光タイミングをずらすモードと、
   前記第１の光電スイッチに対して前記第２の光電スイッチが連結されていない場合に前記モードを選択し、前記第１の光電スイッチに対して前記第２の光電スイッチが連結されている場合に前記モードを選択しない選択部と
   を有することを特徴とする連設型の光電スイッチシステム。

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