JP2533473Y2

JP2533473Y2 - 多光軸光電センサ

Info

Publication number: JP2533473Y2
Application number: JP1987102276U
Authority: JP
Inventors: 雅彦柴山; 梅吉甲斐; 誠司島田; 典宏福丸
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1987-07-02
Filing date: 1987-07-02
Publication date: 1997-04-23
Anticipated expiration: 2002-07-02
Also published as: JPS647434U

Description

【考案の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この考案は、多数の光軸を有する光電スイッチ、いわ
ゆるラインセンサの安定動作確認に関する。

（ロ）従来の技術多光軸光電スイッチ、いわゆるラインセンサは、例え
ば、製造ラインに流れる物体の高さを検出するために使
用される。従来のラインセンサとしては、第３図に示す
ものが知られている。このラインセンサは、投光ユニッ
ト22、受光ユニット24及びコントローラ26により構成さ
れている。投光ユニット22と受光ユニット24とは、ライ
ン21を挟んで対向して設けられている。

投光ユニット22には投光素子、例えは発光ダイオード
（LED）L₁〜L₅が列設されている。また、受光ユニット2
2には、LEDL₁〜L₅のそれぞれに対応する受光素子、例え
はホトトランジスタP₁〜P₅がやはり鉛直方向に列設され
ている。コントローラ26は、投光ユニット22、受光ユニ
ット24を制御し、物体の高さに応じた出力を行なう機能
を有している。

この従来のラインセンサには、スキャン（時分割）方
式が採用されている場合が多い。スキャン方式は周期T₁
をもって、LEDをL₁、L₂、‥‥、L₅と順番に点灯してい
き、点灯中のLEDに対応するホトトランジスタの受光信
号を選択し、そのレベルを基準値と比較していくもので
ある。例えば、L₂が点灯としている場合（L₁、L₃、‥
‥、L₅は消灯）には、P₂の受光信号が選択されて（P₂が
アクティブとなり）、そのレベルが基準値と比較され、
P₂とL₂とを結ぶ光軸l₂が遮光されているか否かが判定さ
れる。下から何番目までの、光軸ｌが遮光されているか
により物体の高さが検出される。

このようにスキャン方式を採用するのは、もしL₁〜L₅
を全て点灯状態に保持すると共に、ホトトランジスタP₁
〜P₅が全てアクティブにされ、各光軸l₁〜l₅の遮光状態
がパラレルに判定されるようにすると、例えば第３図中
２点鎖線で示すように、ホトトランジスタP₂に、対応し
ないLEDL₁の投光が入射し、物体の高さが誤って検出さ
れる危険性があるからである。

（ハ）考案が解決しようとする問題点上記従来のラインセンサにおいては、投光ユニット2
2、受光ユニット24の位置がずれる、すなわち光軸がず
れたり、LED、ホトトランジスタのレンズ面が汚れた
り、その他の原因により、受光素子への入射光量が減少
し、正確な検出が行なえない場合が生じる。そこで、正
常に動作していることを確認できる何らかの手段が要求
される。

従来から単一光軸の光電スイッチにおいて、正常動作
確認のための表示灯が設けられているのはよく知られた
ところである。しかし、これをそのままラインセンサに
適用すると、光軸の数だけ表示灯が必要となり、ライン
センサの部品数が増えコストが上昇するという問題点が
生じる。

そこで、多数の光軸についての安定動作確認を一つの
表示灯で行なうことも考えられる。この場合、上記パラ
レル方式を採用している場合には、各受光素子の受光信
号が同時に得られるため、AND回路を適用して、比較的
容易に、これを行なうことができる。しかし、ラインセ
ンサは、スキャン方式のものがほとんどであり、スキャ
ン方式では受光信号が時分割で処理されるため、単純な
AND回路は適用できない。また、単に各光軸についての
安定動作表示を、１つの表示灯でスキャン同期して切替
えて行なうようにしても、周期T₁が短い場合には、表示
灯ががちらつき、その消灯が目視できない場合を生じ
る。

この考案は、上記に鑑みなされたものであり、簡単な
回路構成で、多数の光軸についての安定動作確認を１つ
の報知手段で行える多光軸光電センサの提供を目的とし
ている。

（ニ）問題点を解決するための手段上記問題点を解決するため、この考案の多光軸光電セ
ンサは、スキャン周期T₁でスキャン投光を行う複数の投
光素子と、これら投光素子のそれぞれに対応して設けら
れる受光素子と、これら受光素子の受光レベルを基準値
と比較し、投光素子とこれと対応する受光素子を結ぶ各
光軸の入射光量の減少を順次検出する受光状態検出手段
とを備えてなるものにおいて、全光軸が安定して入光状
態であるときに安定動作中という旨を報知する報知手段
と、前記受光状態検出手段で各光軸のうちの少なくとも
１つの入射光量の減少が検出されたことに応じてリセッ
トされると共に前記スキャン周期T₁より長い周期T₂でカ
ウントアップを開始し、カウントアップ中に入射光量の
減少が検出されたときはカウントアップをリセットして
カウントアップをやり直す計時手段と、この計時手段に
より制御され、この計時手段の計時中には前記報知手段
の安定動作中の報知を解除する手段とを備えたことを特
徴とするものである。

（ホ）作用この考案の多光軸光電センサは、１つの光軸の入射光
量が減少した場合（例えば遮光状態になった場合）に、
報知手段の作動がスキャンの周期T₁よりも長い時間T₂の
間持続することとなる。少なくとも一つの光軸が、何ら
かの原因により受光素子への入射光量が減少しており、
この状態が持続する時には、この報知手段の作動状態も
持続する。なぜならば、計時手段の設定時間T₂は、スキ
ャンの周期T₁よりも長く、計時手段がカウントアップす
る前に、当該光軸の遮光が検出され、計時手段がリセッ
トされ、再び計時を一から始めるためである。また全て
の光軸で遮光がない場合は、遮光状態検出手段は、これ
を検出しないので、検出手段も計時をせず、したがって
報知手段は作動しない。従って、光軸が多数あっても安
定動作の表示を一つの報知手段、例えば表示灯で的確に
行なえる。また、計時手段を用いるだけなので構成も簡
単である。

（ヘ）実施例この考案の一実施例を第１図及び第２図に基づいて以
下に説明する。

第１図は、この実施例ラインセンサの回路構成を説明
するブロック図であり、従来と同様、投光ユニット２、
受光ユニット４及びコントローラ６の３つの部分より構
成される。

投光ユニット２は、LED（投光素子）L₁〜L₅及びリン
グカウンタ３を備えてなる。リングカウンタ３には、同
期パルスが入力され、LEDがL₁、L₂、‥‥、L₅、L₁とサ
イクリックに順次点灯されていく。

受光ユニット４には、ホトトランジスタP₁〜P₅、マル
チプレクサ５等が設けられている。ホトトランジスタP₁
〜P₅には、それぞれ抵抗Ｒを介して電圧Ｖが印加され
る。ホトトランジスタに入射する光量が大きいほど、電
流が多く流れ、ホトトランジスタ端子間の電位差が小さ
くなる。この電位差が受光信号とされ、マルチプレクサ
５に入力される。

マルチプレクサ５にも、リングカウンタ３に入力され
るのと同じ同期パルスが入力されており、ホトトランジ
スタの受光信号がP₁、P₂、‥‥、P₅、P₁とサイクリック
に順次選択されて、コントローラ６に送られる。この
時、点灯しているLEDに対応するホトトランジスタの受
光信号が選択される。

コントローラ６に送られた受光信号は、コンパレータ
（遮光状態検出手段）７に入力される。コンパレータ７
は、基準電圧発生回路８よりの基準電圧と受光信号とを
比較する。受光信号レベルが基準電圧よりも高い場合に
は、コンパレータ７の出力はハイとなる。これは、当該
受光信号を出力したホトトランジスタの受光レベルが低
い、すなわち、その光軸が遮光状態であることを示して
いる。

コンパレータ７の出力は、CPU（マイクロコンピュー
タ）９に取込まれる。CPU9は、下から何番目までの光軸
が遮光状態であるか否かを検出し、物体の高さを判別す
る。判別結果は、出力回路10により、適切な形で出力さ
れる。また、CPU9には、LED駆動回路（ドライバ）11が
接続され、CPU9の指令に基づき、安定動作表示用のLED
（報知手段）12がドライブされる。もちろんCPUを用い
ない回路構成とすることもでき、適宜設計変更可能であ
る。

次に、この実施例ラインセンサの動作を説明する。

投光ユニット２のリングカウンタ３には、同期パルス
が入力され、第２図（ａ）に示すよう、LEDがL₁、L₂、
‥‥、L₅、L₁、…と順次点灯する。受光ユニット４のマ
ルチプレクサ５は、これと同期して、発光中のLEDに対
応するホトトランジスタ、例えばL₂が発光している時に
は、P₂をアクティブとし、その受光信号がコンパレータ
７に入力させる。

第２図（ｃ）は、コンパレータ７へ入力される信号を
示している。図中の各ピークは、それぞれホトトランジ
スタP₁〜P₅の受光信号レベルを示している。このピーク
の値が低いほど、受光レベルが高いこととなる。第２図
（ｃ）では、P₁の受光レベルが低下し、基準電圧V_tを超
えた場合を示している。この場合、コンパレータ７の出
力は、第２図（ｄ）に示すようになる。

CPU9は、コンパレータ７の出力がハイとなれば、内部
のタイマをカウントする。このタイマの設定時間T₂は、
LEDL₁〜L₅の駆動周期T₁よりも若干長くされている。こ
のタイマがカウントをしている間、LEDドライバ11への
信号はハイとなり、確認用LED12は消灯状態となる（逆
に点灯状態となるよう構成してもよく、適宜設計変更可
能である）。

L₁とP₁を結ぶ光軸の遮光状態が何らかの原因により継
続すれば、第２図（ｄ）に示すようにコンパレータ７の
出力は、周期的ハイとなる。この場合には、タイマがカ
ウントアップする前に、コンパレータ７の出力がハイと
なり、タイマがリセットされて再びカウントが開始され
る。従って、LEDドライバ11への信号のハイ状態が持続
し、確認用LED12は消灯のままとなる。

物体の高さを検出する場合に、光軸の幾つかは遮光状
態になるから、この場合にも、確認用LED12は消灯す
る。もちろん物体が光軸上よりなくなり、全光軸が遮光
状態となれば、確認用LED12は点灯する。

なお、上記実施例では、報知手段としてLEDを使用し
ているが、ブザーなどの鳴動装置も使用可能であり、適
宜設定変更可能である。

また、投光素子、受光素子は、それぞれLED、ホトト
ランジスタに限定されず、光軸数なども適宜変更可能で
ある。

（ト）考案の効果以上説明したように、この考案の多光軸光電センサ
は、簡単な回路構成で多数の光軸についての安定動作確
認を一つの報知手段で行なえる利点を有し、また、コス
ト的にも優れている利点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一実施例に係るラインセンサの回
路構成を説明するブロック図、第２図は、同ラインセン
サの動作を説明するタイムチャートであり、第２図
（ａ）は、LEDのオンタイミング、第２図（ｂ）は、ホ
トトランジスタのアクティブタイミング、第２図（ｃ）
は、コンパレータの入力、第２図（ｄ）は、コンパレー
タの出力、第２図（ｅ）は、LEDドライバへの入力をそ
れぞれ示す図、第３図は、従来の多光軸光電スイッチを
説明する概略構成図である。 L₁〜L₅:LED,P₁〜P₅：ホトトランジスタ,3:リングカウン
タ,5:マルチプレクサ,7:コンパレータ,9:CPU,12:確認用
LED。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者島田誠司京都府京都市右京区花園土堂町10番地立石電機株式会社内 (72)考案者福丸典宏京都府京都市右京区花園土堂町10番地立石電機株式会社内 (56)参考文献実開昭54−59245（ＪＰ，Ｕ) 実開昭58−57135（ＪＰ，Ｕ) 実開昭53−26889（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】スキャン周期T₁でスキャン投光を行う複数
の投光素子と、これら投光素子のそれぞれに対応して設
けられる受光素子と、これら受光素子の受光レベルを基
準値と比較し、投光素子とこれと対応する受光素子を結
ぶ各光軸の入射光量の減少を順次検出する受光状態検出
手段とを備えてなる多光軸光電センサにおいて、全光軸が安定して入光状態であるときに安定動作中とい
う旨を報知する報知手段と、前記受光状態検出手段で各
光軸のうちの少なくとも１つの入射光量の減少が検出さ
れたことに応じてリセットされると共に前記スキャン周
期T₁より長い周期T₂でカウントアップを開始し、カウン
トアップ中に入射光量の減少が検出されたときはカウン
トアップをリセットしてカウントアップをやり直す計時
手段と、この計時手段により制御され、この計時手段の
計時中には前記報知手段の安定動作中の報知を解除する
手段とを備えたことを特徴とする多光軸光電センサ。