JP2515125Y2

JP2515125Y2 - 多光軸光電スイッチ

Info

Publication number: JP2515125Y2
Application number: JP1991054011U
Authority: JP
Inventors: 悟市村
Original assignee: サンクス株式会社
Priority date: 1991-06-17
Filing date: 1991-06-17
Publication date: 1996-10-30
Anticipated expiration: 2006-06-17
Also published as: JPH0574029U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、投光素子及び受光素子
の対を複数備え、検出エリア内への投光素子の点灯に同
期して対となる受光素子からの受光信号を有効化して検
出エリア内の遮光状態を検出するようにした多光軸光電
スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の光電スイッチは、広い検出エリ
アで物体の有無を検出できるので、例えば、プレス装置
の安全装置に利用される。その概略的構成は次の通りで
ある。即ち、対をなす投光素子及び受光素子を複数対設
け、制御回路からの信号により投光素子を１個ずつ順次
検出エリア内に向けて発光させる。一方、受光素子群は
複数の入力端子を備えた選択回路に接続され、それらの
受光素子群のうち発光している投光素子と対をなす１つ
の受光素子のみが投光素子の発光タイミングと同期して
選択回路により有効化される。

【０００３】この場合、投光素子を順次点灯させるため
に、例えば、夫々の投光素子にシフトレジスタを接続
し、これらのシフトレジスタをシリアルに接続した構成
としている。そして、制御回路からクロック信号を出力
し、その出力タイミングでシフトレジスタの出力状態を
順次シフトさせるようにしている。また、このような構
成は、上述の選択回路においても用いられている。

【０００４】受光素子による受光信号は、受光アンプに
より増幅された後選択回路を介して比較回路に入力さ
れ、比較回路によって所定の基準レベルと比較され、何
れかの受光素子における受光量が低くなったと判断され
たときには、その検出エリアのうちその投光素子と受光
素子によりなる光軸中に物体が侵入したことが判断され
る。

【０００５】この場合、１つの投光素子が発光している
ときには、対をなす受光素子からの受光信号のみを有効
化するのは次の理由による。即ち、投光素子から発せら
れる光がそれと対をなす受光素子のみに入射されるとは
限らず、その近傍に設けられている受光素子にも比較的
強度の大きい光として入射する場合がある。従って、全
ての受光素子からの受光信号が等しく１つの比較回路に
入力される構成とすると、物体の侵入によってその光軸
が遮光状態にあるにも拘らず受光状態と判断してしま
い、物体の侵入を正確に検出できなくなるからである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、投光側
において、例えば、投光素子を駆動する回路に故障等が
発生した場合、シフトレジスタが正常に動作していて
も、投光素子が所定のタイミングで１個ずつ点灯されな
くなる不具合が生ずる。

【０００７】この場合、投光素子が２個以上同時に点灯
されると、光軸を遮光している侵入物がある場合でも、
他の投光素子からの光が遮光されずに本来点灯タイミン
グとなった投光素子に対応して設けられた受光素子に入
光する虞がある。すると、受光側では、投光素子からの
入光信号があるとして、遮光状態が判断されなくなるの
である。

【０００８】本考案は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、簡単な構成で投光素子の点灯状態を検
出し、多重投光状態の発生等による誤検出を防止でき、
遮光状態の検出を確実に行なわせることができる多光軸
光電スイッチを提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本考案の多光軸光電スイ
ッチは、検出エリアに向けて光を照射すべく予め決めら
れたタイミングで順次点灯される複数の投光素子と、こ
れらの投光素子と対をなすように設けられて前記検出エ
リアからの光を受ける複数の受光素子と、これら各受光
素子からの受光信号をその対となる前記投光素子の点灯
タイミングに同期させて有効化する制御手段と、前記受
光素子からの受光信号に基づいて前記検出エリアにおけ
る遮光状態を判断する判断手段と、前記複数の投光素子
に供給される負荷電流を検出する電流検出手段と、この
電流検出手段による検出電流値が本体点灯タイミングと
なった投光素子の点灯に要する負荷電流の範囲を上回っ
ていたときは前記投光素子が動作異常であることを外部
に報知する状態検知手段とを設けて構成したところに特
徴を有する。

【００１０】

【作用】本考案の多光軸光電スイッチによれば、所定タ
イミングで順次点灯される複数の投光素子の負荷電流が
電流検出手段により検出され、状態検知手段により、こ
のときの検出電流値が所定範囲内にあるか否かを判定す
る。これにより、例えば、１個の投光素子の点灯に要す
る負荷電流の範囲を超えて負荷電流が検出される場合、
即ち、ある点灯タイミングで複数個の投光素子が同時に
点灯されている等の多重投光状態を検知することによ
り、迅速な対応が可能となり、遮光状態の検出動作の信
頼性が向上する。

【００１１】

【実施例】以下、本考案をプレス装置の安全装置等に用
いられる８光軸のエリアセンサに適用した場合の一実施
例について図面を参照しながら説明する。

【００１２】図３は電気的構成の概略を示すもので、こ
のエリアセンサは、電気的に分離された投光器１及び受
光器２から構成されている。

【００１３】まず、投光器１において、複数の投光素子
たる８個のＬＥＤ（発光ダイオード）３ａ乃至３ｈは投
光回路４を介して状態検知手段たるマイクロコンピュー
タ５に接続されている。直流電源回路６は、マイクロコ
ンピュータ５に接続されると共に、電流検出手段たる電
流検出回路７を介して投光回路４に接続されている。
尚、電流検出回路７は、図１にも示すように、例えば、
通電電流に比例して端子電圧が得られる電流検出用抵抗
７ａと、その端子電圧が与えられる２個の比較器７ｂ，
７ｃから構成され、端子電圧が所定範囲内にあるとき
に、比較器７ｂは「Ｈ」レベル，比較器７ｃは「Ｌ」レ
ベルの信号をマイクロコンピュータ５に入力するように
なっている。

【００１４】マイクロコンピュータ５は、後述するよう
に投光回路４を介してＬＥＤ３ａ乃至３ｈに投光信号を
与えるようになっており、ＬＥＤ３ａ乃至３ｈは夫々検
出エリア８内に向けて８光軸の検出用の光を順次投射す
る。

【００１５】また、マイクロコンピュータ５には投光器
１の動作状態を表示するための表示回路９が接続されて
いる。この表示回路９には表示用のＬＥＤ９ａ（図１参
照）が配設されており、後述するように投光器１の動作
状態に応じてマイクロコンピュータ５から表示信号が与
えられるようになっている。

【００１６】さて、上述の投光回路４は、図１に示すよ
うに構成されている。即ち、各ＬＥＤ３ａ乃至３ｈには
夫々を点灯駆動するための駆動回路１０ａ乃至１０ｈが
接続されている。各駆動回路１０ａ乃至１０ｈは、夫々
ＡＮＤ回路１１ａ乃至１１ｈの出力端子に接続されてい
る。ＡＮＤ回路１１ａ乃至１１ｈの各一方の入力端子
は、夫々投光用シフトレジスタ１２ａ乃至１２ｈの出力
端子Ｑ０乃至Ｑ７に接続されており、ＡＮＤ回路１１ａ
乃至１１ｈの各他方の入力端子はマイクロコンピュータ
５の出力端子Ａに接続されている。

【００１７】投光用シフトレジスタ１２ａのデータ入力
端子Ｄ０はマイクロコンピュータ５の出力端子Ｂに接続
され、出力端子Ｑ０は投光用シフトレジスタ１２ｂのデ
ータ入力端子Ｄ１に接続され、以下同様にして投光用シ
フトレジスタ１２ｃ乃至１２ｈの出力端子とデータ入力
端子とが順次接続されている。そして、投光用シフトレ
ジスタ１２ｈの出力端子Ｑ７はマイクロコンピュータ５
に接続されている。また、投光用シフトレジスタ１２ａ
乃至１２ｈの各クロック入力端子ＣＫはマイクロコンピ
ュータ５の出力端子Ｃに接続されている。

【００１８】尚、投光回路４はＬＥＤ３ａ乃至３ｄを投
光駆動するメイン回路部４ａと、ＬＥＤ３ｅ乃至３ｈを
投光駆動するサブ回路部４ｂとに分けた構成としてお
り、本実施例においては８光軸用として２つの回路部４
ａ，４ｂをシリアルに接続した状態で使用している。そ
して、サブ回路部４ｂの後段には、さらに同様のサブ回
路部をシリアルに接続可能となっている。

【００１９】次に、受光器２において、複数の受光素子
たる８個のＰＤ（フォトダイオード）１３ａ乃至１３ｈ
は、受光回路１４を介して制御手段たるマイクロコンピ
ュータ１５に接続されている。直流電源回路１６は、マ
イクロコンピュータ１５に接続され、所定の直流電圧で
給電するようになっている。また、各ＰＤ１３ａ乃至１
３ｈはＬＥＤ３ａ乃至３ｈと夫々対をなすように検出エ
リア８に向けて配置構成されている。

【００２０】受光回路１４の出力線は、回線チェック回
路１７を介してマイクロコンピュータ１５に接続される
と共に、判断手段たる検出回路１８を介してマイクロコ
ンピュータ１５に接続されている。マイクロコンピュー
タ１５には判断結果を出力する出力回路１９が接続され
ると共に、判断結果を表示する表示回路２０が接続され
ている。

【００２１】後述するようにフォトダイオード１３ａ乃
至１３ｈにより受けた検出エリア８からの光は、電気的
な出力信号に変換されて回線チェック回路１７及び検出
回路１８を介してマイクロコンピュータ１５に入力さ
れ、検出エリア８内の状態を判断するようになってい
る。

【００２２】さて、上述の受光器２は、詳しくは図２に
示すように構成される。即ち、各ＰＤ１３ａ乃至１３ｈ
には夫々受光信号を電気信号に変換する変換回路２１ａ
乃至２１ｈが接続されている。各変換回路２１ａ乃至２
１ｈは夫々アナログスイッチ２２ａ乃至２２ｈを介して
検出回路１８及び回線チェック回路１７に接続されてい
る。アナログスイッチ２２ａ乃至２２ｈの各ゲートには
夫々受光用シフトレジスタ２３ａ乃至２３ｈの出力端子
Ｑ０乃至Ｑ７が接続されている。

【００２３】尚、上述の回線チェック回路１７は、アナ
ログスイッチ２２ａ乃至２２ｈのオン状態における出力
電圧により「Ｈ」レベルの出力，オフ状態の出力電圧に
より「Ｌ」レベルの出力をマイクロコンピュータ１５に
与えるようになっている。

【００２４】受光用シフトレジスタ２３ａのデータ入力
端子Ｄ０はマイクロコンピュータ１５の出力端子ａに接
続され、出力端子Ｑ０は受光用シフトレジスタ２３ｂの
データ入力端子Ｄに接続され、以下同様にして受光用シ
フトレジスタ２３ｃ乃至２３ｈがシリアルに接続されて
いる。受光用シフトレジスタ２３ｈの出力端子Ｑ７はマ
イクロコンピュータ１５に接続されている。また、受光
用シフトレジスタ２３ａ乃至２３ｈの各クロック入力端
子ＣＫはマイクロコンピュータ１５の出力端子ｂに接続
されている。

【００２５】尚、受光回路１４は、ＰＤ１３ａ乃至１３
ｄからの受光信号を受付けるメイン回路部１４ａと、Ｐ
Ｄ１３ｅ乃至１３ｈからの受光信号を受付けるサブ回路
部１４ｂとに分けた構成としており、本実施例において
は、８光軸用として２つの回路部１４ａ，１４ｂをシリ
アルに接続した状態で使用している。そして、サブ回路
部１４ｂの後段には、さらに同様のサブ回路部をシリア
ルに接続可能となっている。

【００２６】検出回路１８は、遮光検出用の比較回路１
８ａ，安定入光検出用の比較回路１８ｂ及び波形整形回
路１８ｃから構成されており、夫々受光回路１４から検
出信号が与えられ、その出力をマイクロコンピュータ１
５に与える。また、マイクロコンピュータ１５からは、
夫々の回路１８ａ乃至１８ｃにヒステリシス用のフィー
ドバック信号が与えられるようになっている。

【００２７】遮光検出用の比較回路１８ａは、所定の入
光検出レベルを超える受光信号が与えられると、入光状
態を示す「Ｈ」レベルの信号をマイクロコンピュータ１
５に出力するようになっている。安定入光検出用の比較
回路１８ｂは、上述の入光検出レベルよりも高い安定入
光検出レベルが設定されており、この安定入光検出レベ
ルを超える受光信号が与えられると、安定入光状態を示
す「Ｈ」レベルの信号をマイクロコンピュータ１５に与
えるようになっている。また、波形整形回路１８ｃは後
述するようにバースト信号が受光信号として与えられる
と、同期検出信号をマイクロコンピュータ１５に与える
ようになっている。

【００２８】出力回路１９は、遮光の検出出力をする出
力回路１９ａ及び不安定入光状態を報知するための警報
出力回路１９ｂから構成されており、マイクロコンピュ
ータ１５からの出力信号に応じて、出力端子に接続され
た図示しない負荷に出力を与える。

【００２９】表示回路２０は、３個のＬＥＤ２０ａ，２
０ｂ，２０ｃから構成され、例えば、ＬＥＤ２０ａは赤
色，ＬＥＤ２０ｂは黄色，ＬＥＤ２０ｃは緑色とされて
いる。そして、これらのＬＥＤ２０ａ乃至２０ｃは、マ
イクロコンピュータ１５からの表示出力信号に応じて、
夫々点灯，消灯或は点滅等のモードで動作されることに
より、後述するように受光状態を示す種々のモードで駆
動されるようになっている。

【００３０】次に、本実施例の作用を以下に示す１サイ
クル（例えば５ｍｓｅｃで１サイクル）中の各動作に分
けて、図４及び図５をも参照しながら説明する。即ち、
（１）待機状態，（２）同期信号検出，（３）外乱光の
検出動作，（４）遮光状態の検出動作，（５）投光状態
の検出動作及び（６）受光状態の検出動作である。

【００３１】尚、図４のタイムチャートは、投光器１に
おけるマイクロコンピュータ５の各部からの出力信号及
び投光回路４の各部における出力状態を示すもので、図
１中にＡ乃至Ｋで示す部分の出力状態に相当する。ま
た、図５のタイムチャートは、受光器２におけるマイク
ロコンピュータ１５の各部からの出力信号及び受光回路
１４の各部における出力状態を示すもので、図２中にａ
乃至ｊで示す部分の出力状態に相当する。（１）待機状態まず、投光器１において、マイクロコンピュータ５は、
投光用シフトレジスタ１２ａのデータ入力端子Ｄにパル
ス信号を入力する（図４（Ｂ）参照）と共に、投光用シ
フトレジスタ１２ａ乃至１２ｈのクロック入力端子ＣＫ
にクロック信号を入力する（図４（Ｃ）参照）。

【００３２】これにより、投光用シフトレジスタ１２ａ
の出力端子Ｑ０は「Ｈ」レベルとなり（図４（Ｄ）参
照）、ＡＮＤ回路１１ａの一方の入力端子に「Ｈ」レベ
ルの信号が与えられた状態となる。これにより、ＡＮＤ
１１ａの他方の入力端子に「Ｈ」レベルの信号が与えら
れると、駆動回路１０ａによりＬＥＤ３ａが点灯される
状態となっている。

【００３３】一方、受光器２において、マイクロコンピ
ュータ１５は、受光用シフトレジスタ２３ａのデータ入
力端子Ｄにパルス信号を入力する（図５（ａ）参照）と
共に、受光用シフトレジスタ２３ａ乃至２３ｈのクロッ
ク入力端子ＣＫにクロック信号を入力する（図５（ｂ）
参照）。

【００３４】これにより、受光用シフトレジスタ２３ａ
の出力端子Ｑ０は「Ｈ」レベルとなり、（図５（ｃ）参
照）、アナログスイッチ２２ａは導通状態となる。これ
により、変換回路２１ａは、ＰＤ１３ａにより検出され
る受光信号を検出回路１８に出力可能状態となる。

【００３５】そして、以上によりＬＥＤ３ａからの投光
はＰＤ１３ａにより検出可能な待機状態に設定される。（２）同期信号検出投光器１のマイクロコンピュータ５は、ＡＮＤ回路１１
ａ乃至１１ｈの各他方の入力端子に同期用のバースト信
号を出力する（図４（Ａ）参照）。これにより、ＬＥＤ
３ａは駆動回路１０ａにより駆動され、検出エリア８に
向けて同期検出用の光を投射する。

【００３６】一方、受光器２においては、ＬＥＤ３ａに
より検出エリア８に投射された同期検出用の光をＰＤ１
３ａにより受けると、変換回路２１ａ及びアナログスイ
ッチ２２ａを介して波形整形回路１８ｃに受光信号が入
力される。波形整形回路１８ｃはこの受光信号のレベル
が所定値に達すると同期検出信号をマイクロコンピュー
タ１５に入力する。

【００３７】これにより、マイクロコンピュータ１５
は、同期検出信号を受け、これを判定して所定長さの信
号であった場合に、以下に説明する所定の検出動作を行
なうべく、所定のタイミングで受光回路１４に制御信号
を出力するようになる。（３）外乱光の検出動作投光器１において、マイクロコンピュータ５は、バース
ト信号を出力した後一定期間信号を出力しない状態が保
持される。即ち、ＡＮＤ回路１１ａ乃至１１ｈの各他方
の入力端子には「Ｌ」レベルの信号が与えられ、全ての
ＬＥＤ３ａ乃至３ｈは消灯状態となっている。

【００３８】一方、投光器１により投光が行われない上
述の一定期間中に、受光器２においては、外乱光を検出
するために、次のように動作する。即ち、マイクロコン
ピュータ１５は、受光用シフトレジスタ２３ａ乃至２３
ｈのクロック出力端子ＣＫに短い間隔で連続した７個の
クロック信号を与える。

【００３９】受光用シフトレジスタ２３ａ乃至２３ｈに
おいては、クロック信号が与えられる度に「Ｈ」レベル
の信号出力の状態が出力端子Ｑ０からＱ７に向けてシフ
トされてゆく（図５（ｃ）〜（ｊ）参照）。これによ
り、アナログスイッチ２２ａが導通状態であったのが、
順次アナログスイッチ２２ｂ乃至２２ｈの導通状態へと
シフトされてゆき、ＰＤ１３ａ乃至１３ｈの受光信号を
順次検出回路１８に与えるようになる。

【００４０】いま、投光器１からは投光されていないの
で、上述の動作により受光信号は検出されない筈である
が、この状態で受光信号が検出される場合には投光器１
以外の光源からの光即ち外乱光が検出されたことにな
る。このようにして外乱光を検出した場合には、マイク
ロコンピュータ１５は、表示回路２０の赤色ＬＥＤ２０
ａに点滅信号を与えると共に、警報出力回路１９ｂに
「Ｈ」レベルの信号を出力して「外乱光検出状態」を報
知する。

【００４１】そして、上述の「外乱光検出状態」の報知
は、検出頻度が小さい場合つまり短時間で且つ１回でも
検出すると行ない、さらに、この「外乱光検出状態」が
例えば６μｓｅｃ以上継続したり、或は３回のサイクル
で連続して検出された場合には、検出頻度が大であると
して、マイクロコンピュータ１５は、上記に加えて検出
用出力回路１９ａにも検出信号を出力する。つまり、検
出出力を物体の侵入による遮光状態と同様の状態とする
ことによって安全側に働かせる。また、この出力状態は
ロックされ、電源がオフされるまで維持される。

【００４２】尚、この場合、上記の外乱光検出のための
一定期間としては例えば８００μｓｅｃ程度の時間が設
定されている。（４）遮光状態の検出動作外乱光検出動作が終了すると、投光器１において、マイ
クロコンピュータ５は、ＡＮＤ回路１１ａ乃至１１ｈの
各他方の入力端子に所定間隔でパルス信号を順次出力す
る（図４（Ａ）参照）と共に、このパルス信号のパルス
間に投光用シフトレジスタ１２ａ乃至１２ｈにクロック
信号を順次出力する（図４（Ｃ）参照）。これにより、
まず、初めの状態で投光用シフトレジスタ１２ａが
「Ｈ」レベルであることにより（図４（Ｄ）参照）、Ａ
ＮＤ回路１１ａにパルス信号が与えられた期間中ＬＥＤ
３ａが点灯される。

【００４３】一方、受光器２においては、マイクロコン
ピュータ１５は、受光用シフトレジスタ２３ａのデータ
入力端子Ｄに「Ｈ」レベルの信号を出力すると共に、受
光用シフトレジスタ２３ａ乃至２３ｈのクロック入力端
子ＣＫに所定時間間隔をおいてパルス列を出力する。

【００４４】これにより、受光用シフトレジスタ２３ａ
の出力端子Ｑ０から「Ｈ」レベルの信号が出力されてア
ナログスイッチ２２ａを導通状態とし、ＰＤ１３ａの検
出信号を有効化する。従って、上述のＬＥＤ３ａの点灯
時に、その光軸が物体の侵入により遮光されなければ、
ＬＥＤ３ａからの投光はＰＤ１３ａにより検出され、遮
光検出回路１８ａを介してマイクロコンピュータ１５に
「Ｈ」レベルの入光状態を示す信号が出力される。

【００４５】また、物体が侵入してＬＥＤ３ａの投光を
遮光しているときには、受光信号が出力されないことに
より、マイクロコンピュータ１５は、遮光が１回検出さ
れたことを記憶する。そして、遮光の検出が２回以上連
続した場合には、マイクロコンピュータ１５は「遮光状
態」と判断し、表示回路２０の赤色ＬＥＤ２０ａを点灯
させると共に、出力回路１９ａに出力信号を与えるよう
になっている。

【００４６】以下、ＬＥＤ３ｂ乃至３ｈ及びＰＤ１３ｂ
乃至１３ｈの夫々の対が順次動作され、各光軸の光を授
受する。そして、マイクロコンピュータ１５は、上述同
様にして物体の侵入による「遮光状態」の有無を検出す
る。（５）投光状態の検出動作ａ．シフトレジスタの動作状態検出投光器１において、マイクロコンピュータ５は、投光用
シフトレジスタ１２ｈの出力端子Ｑ７からの出力信号に
基づいて投光用シフトレジスタ１２ａ乃至１２ｈの動作
状態に異常がないかを検出する。

【００４７】即ち、投光用シフトレジスタ１２ａ乃至１
２ｈが正常に動作していれば、投光用シフトレジスタ１
２ｈの出力端子Ｑ７は、マイクロコンピュータ５に図４
（Ｋ）に示すような信号を出力する筈である。マイクロ
コンピュータ５には予めこの正常動作時の出力パターン
が記憶されており、投光用シフトレジスタ１２ｈからの
信号がその出力パターンに一致しないときには、投光用
シフトレジスタ１２ａ乃至１２ｈの何れかに故障が発生
していると判断し、表示回路９のＬＥＤ９ａに点滅信号
を出力すると共に全ての投光動作を停止する。

【００４８】これにより、投光用シフトレジスタ１２ａ
乃至１２ｈの何れかが故障することによって、出力端子
に「Ｈ」レベル信号が出たままとなっていたり、出力信
号のシフト動作が行われない等の誤動作の発生を報知す
ることができる。また、全ての投光動作を停止させ、物
体の侵入による遮光状態と同様の状態にすることによっ
て安全側に働かせる。そして、この状態はロックされ、
電源がオフされるまで維持される。ｂ．多重投光異常の検出前述したように、ＬＥＤ３ａ乃至３ｈへの通電は電流検
出回路７を介して行われ、その通電電流に応じて現われ
る検出電圧が所定範囲内にあれば、２個の比較器からは
夫々「Ｈ」レベル及び「Ｌ」レベルの検出信号が出力さ
れる。そして、点灯動作が正常に行われている場合に
は、ＬＥＤ３ａ乃至３ｈが、順次１個ずつ点灯されるよ
うになっているので、点灯時のの通電電流値は一定範囲
内となり、２個の比較器からは夫々「Ｈ」レベル及び
「Ｌ」レベルの信号が出力されている筈である。

【００４９】マイクロコンピュータ５は、ＬＥＤ３ａ乃
至３ｈの夫々について通電点灯を実施したときに、電流
検出回路７からの検出信号が、「Ｈ」レベル及び「Ｌ」
レベルのときに正常と判断し、それ以外の場合には「異
常状態」と判断して表示回路９のＬＥＤ９ａに点滅信号
を出力すると共に全ての投光動作を停止する。

【００５０】これにより、投光用シフトレジスタ１２ａ
乃至１２ｈ，ＡＮＤ回路１１ａ乃至１１ｈ或は駆動回路
１０ａ乃至１０ｈの何れかが故障してＬＥＤ３ａ乃至３
ｈが同時に２個以上点灯されたり、或は１個も点灯され
なくなる状態を迅速に検出して報知することができる。
また、全ての投光動作を停止させ（２個以上点灯されて
いたとき）、物体の侵入による遮光状態と同様の状態に
することによって安全側に働かせる。そして、この投光
停止状態はロックされ、電源がオフされるまで維持され
る。（６）受光状態の検出動作ａ．入光（受光）レベル検出受光器２において、ＰＤ１３ａ乃至１３ｈによる受光信
号は、安定入光検出回路１８ｂにも入力されるようにな
っている。そして、前述のように、この安定入光検出回
路１８ｂにおける安定検出レベルは、前述の遮光検出回
路１８ａの検出レベルよりも高いレベルに設定されてい
る。

【００５１】安定入光検出回路１８ｂは、受光信号が与
えられると、そのレベルが安定検出レベルと比較し、Ｐ
Ｄ１３ａ乃至１３ｈからの受光信号のレベルが安定検出
レベルを超えたときに、マイクロコンピュータ１５に
「安定入光状態」を示す検出信号を出力する。また、こ
れに応じてマイクロコンピュータ１５は、全てのＰＤ１
３ａ乃至１３ｈからの「安定入光状態」を示す検出信号
を得たときに、表示回路２０の緑色のＬＥＤ２０ｃに点
灯信号を出力して「安定入光状態」を報知し、安定入光
検出回路１８ｂにヒステリシス用のフィードバック信号
を与える。

【００５２】一方、不安定な入光状態、例えば、光軸が
ずれていたり、或は図示しない装置の窓部等が汚れてい
たり粉塵等の付着により投光或は受光のレベルが低下し
ていたりする場合には次のように動作する。即ち、ＰＤ
１３ａ乃至１３ｈへの入光状態が不安定になっている
と、たとえ遮光検出回路１８ａの検出レベルを超える受
光信号であっても、安定入光検出回路１８ｂの安定検出
レベルを超えていなければ、マイクロコンピュータ１５
は「不安定入光状態」と判断する。

【００５３】このとき、マイクロコンピュータ１５は、
まず、表示回路２０の黄色のＬＥＤ２０ｂに点灯信号を
出力して「不安定入光状態」を表示する。そして、この
「不安定入光状態」が例えば５秒間連続して検出される
と、マイクロコンピュータ１５は、黄色のＬＥＤ２０ｂ
に点滅信号を出力すると共に、警報出力回路１９ｂに出
力信号を与えて報知する。

【００５４】これにより、不安定な入光状態を早急に検
知して注意を促すことができ、誤検出を未然に防止する
ことができる。ｂ．シフトレジスタの動作状態検出受光器２において、マイクロコンピュータ１５は、受光
用シフトレジスタ２３ｈの出力端子Ｑ７からの出力信号
に基づいて受光用シフトレジスタ２３ａ乃至２３ｈの動
作状態に異常がないかを検出する。

【００５５】即ち、受光用シフトレジスタ２３ａ乃至２
３ｈが正常に動作していれば、受光用シフトレジスタ２
３ｈの出力端子Ｑ７は、マイクロコンピュータ１５に図
５（ｊ）に示すような信号を出力する筈である。マイク
ロコンピュータ１５には予めこの正常動作時の出力パタ
ーンが記憶されており、受光用シフトレジスタ２３ｈか
らの信号がその出力パターンに一致しないときには、受
光用シフトレジスタ２３ａ乃至２３ｈの何れかに故障が
発生していると判断する。そして、マイクロコンピュー
タ１５は、表示回路２０の全てのＬＥＤ２０ａ乃至２０
ｃに点滅信号を出力すると共に、検出出力回路１９ａ及
び警報出力回路１９ｂの両者に出力信号を与えて「異常
状態」である旨の報知を行なう。

【００５６】これにより、受光用シフトレジスタ２３ａ
乃至２３ｈの何れかが故障することによって、出力端子
に「Ｈ」レベル信号が出たままとなっていたり、出力信
号のシフト動作が行われない等の誤動作の発生を報知す
ることができる。また、検出出力を物体の侵入による遮
光状態と同様の状態にすることによって安全側に働かせ
る。そして、この状態はロックされ、電源がオフされる
まで維持される。ｃ．アナログスイッチの動作状態検出前述のように、回線チェック回路１７は、アナログスイ
ッチ２２ａ乃至２２ｈの出力端子に接続されており、そ
の比較出力はマイクロコンピュータ１５に入力されるよ
うになっている。そして、マイクロコンピュータ１５
は、図５（ｂ）に示すように、アナログスイッチ２２ｈ
の出力電圧を、受光動作が行なわれていない所定のタイ
ミング、即ち、アナログスイッチ２２ｈのオン状態とオ
フ状態の２点で検出した回線チェック回路１７からの出
力信号に応じて判断する。

【００５７】マイクロコンピュータ１５は、回線チェッ
ク回路１７からの出力信号が上記２点の検出で「Ｈ」レ
ベルから「Ｌ」レベルに反転したときに正常に動作して
いると判断し、それ以外の場合には、検出回路１８への
出力線が断線していたり、或はアナログスイッチ２２ａ
乃至２２ｈの何れかがオン状態のままとなっていたりす
る等の「異常状態」であると判断する。そして、マイク
ロコンピュータ１５は、「異常状態」を判断すると、表
示回路２０の全てのＬＥＤ２０ａ乃至２０ｃに点滅信号
を出力すると共に、検出出力回路１９ａ及び警報出力回
路１９ｂの両者に出力信号を与えて「異常状態」である
旨の報知を行なう。

【００５８】これにより、検出回路１８への回線，受光
用シフトレジスタ２３ａ乃至１２ｈ，アナログスイッチ
２２ａ乃至２２ｈ或は変換回路２１ａ乃至２１ｈの何れ
かに故障が発生している場合には迅速に検出して報知す
ることができる。また、検出出力を物体の侵入による遮
光状態と同様の状態にすることによって安全側に働かせ
る。そして、この状態はロックされ、電源がオフされる
まで維持される。

【００５９】尚、以上の各種検出動作による検出状態
は、投光器１及び受光器２の夫々の表示状態に対応させ
ると表１及び表２のようにまとめられる。

【００６０】

【表１】

【００６１】

【表２】このような本実施例によれば、電流検出回路７によりＬ
ＥＤ３ａ乃至３ｈに順次流れる負荷電流を検出し、マイ
クロコンピュータ５によりその負荷電流値が一定範囲内
つまり１個分の負荷電流の範囲内にあるか否かを判断す
るようにしたので、同時に２個以上の点灯がある等の異
常状態が発生したときには、迅速にこの状態を検出する
ことができ、従って、簡単な構成で遮光状態の検出動作
の信頼性を向上できる。

【００６２】尚、上記実施例においては、外乱光の検出
を、ＰＤ１３ａ乃至１３ｈについて一括して検出する一
定期間を設けて行なうようにしたが、これに限らず、例
えば、１光軸或は複数光軸の投光が終了する度に検出す
るようにしても良い。

【００６３】また、上記実施例においては、警報出力回
路１９ｂを設ける構成としたが、これに限らず、警報出
力による報知に代えて表示灯等により報知するように構
成しても良い。

【００６４】さらに、上記実施例においては、本考案を
８光軸のエリアセンサに適用した場合について述べた
が、これに限らず、光軸を構成する投光素子と受光素子
の対が複数あるもの全般に適用できる。

【００６５】

【考案の効果】以上説明したように、本考案の多光軸光
電スイッチによれば、電流検出手段により複数の投光素
子に供給される負荷電流を検出し、状態検知手段によ
り、その検出負荷電流が本来点灯タイミングとなった投
光素子の点灯に要する負荷電流の範囲を上回っていたと
きは前記投光素子が動作異常であることを外部に報知す
るようにしたので、複数の投光素子が予め決められたタ
イミングで順次点灯されていない場合には、検出負荷電
流値が所定範囲を上回ることにより、多重投光状態等の
異常状態を迅速に検出でき、従って、簡単な構成で遮光
状態の検出動作の信頼性を向上し得るという優れた効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す投光器の電気的構成図

【図２】受光器の電気的構成図

【図３】全体構成のブロック図

【図４】投光器側の各部の信号出力状態を示すタイムチ
ャート

【図５】受光器側の各部の信号出力状態を示すタイムチ
ャート

【符号の説明】

１は投光器、２は受光器、３ａ乃至３ｈは発光ダイオー
ド（投光素子）、４は投光回路、５はマイクロコンピュ
ータ（状態検知手段）、７は電流検出回路（電流検出手
段）、８は検出エリア、９は表示回路、１１ａ乃至１１
ｈはＡＮＤ回路、１２ａ乃至１２ｈはシフトレジスタ、
１３ａ乃至１３ｈはフォトダイオード（受光素子）、１
４は受光回路、１５はマイクロコンピュータ（制御手
段）、１７は回線チェック回路、１８は検出回路（判断
手段）、１８ａは遮光検出回路、１８ｂは安定入光検出
回路、１８ｃは波形整形回路、１９は出力回路、１９ａ
は検出出力回路、１９ｂは警報出力回路、２０は表示回
路、２０ａは赤色ＬＥＤ、２０ｂは黄色ＬＥＤ、２０ｃ
は緑色ＬＥＤ、２２ａ乃至２２ｈはアナログスイッチ、
２３ａ乃至２３ｈはシフトレジスタである。

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】検出エリアに向けて光を照射すべく予め
決められたタイミングで順次点灯される複数の投光素子
と、これらの投光素子と対をなすように設けられて前記
検出エリアからの光を受ける複数の受光素子と、これら
各受光素子からの受光信号をその対となる前記投光素子
の点灯タイミングに同期させて有効化する制御手段と、
前記受光素子からの受光信号に基づいて前記検出エリア
における遮光状態を判断する判断手段と、前記複数の投
光素子に供給される負荷電流を検出する電流検出手段
と、この電流検出手段による検出電流値が本体点灯タイ
ミングとなった投光素子の点灯に要する負荷電流の範囲
を上回っていたときは前記投光素子が動作異常であるこ
とを外部に報知する状態検知手段とを具備したことを特
徴とする多光軸光電スイッチ。