JP2911369B2 - 多光軸光電センサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複数の光軸を備え、そ
の光軸が遮光されたことを検出する多光軸光電センサに
関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の多光軸光電センサには、投光ユ
ニットと受光ユニットとが設けられており、投光ユニッ
トには投光素子である発光ダイオードが複数個設けら
れ、受光ユニットには各発光ダイオードに対応して受光
素子であるフォトダイオードが複数個設けられている。

【０００３】また、投光ユニットには、発光ダイオード
を所定の投光タイミングにて順次点灯させるためのＣＰ
Ｕ等を備え、受光ユニットにおいてもフォトダイオード
による受光状態を所定の受光タイミングにて順次読み取
るためのＣＰＵ等が設けられている。さらに、投光タイ
ミングと受光タイミングとの同期をとるために、投光ユ
ニットと受光ユニットとが同期信号線によって接続され
ており、投光ユニット側から受光ユニット側に同期信号
が伝送されるようになっている。

【０００４】ところで、投光ユニット及び受光ユニット
は常に対をなして使用されるものであるから、両ユニッ
ト間で各種の連携動作をさせたい場合がある。例えば、
多光軸光電センサをピッキングセンサとして用い、作業
者に指示を与える作業指示灯を受光ユニット側と投光ユ
ニット側に設けた場合である。このような場合には、従
来、２つの作業指示灯を連携動作させるために、別個に
設けられている制御装置と投光ユニット及び受光ユニッ
トとをそれぞれ信号線で接続し、制御装置からの出力信
号によって同時に点灯或いは消灯させるようにしてい
た。しかし、この構成では、両ユニット間に同期信号線
を配線するだけでなく、更に、制御装置から受光ユニッ
ト及び投光ユニットに別々に信号線を配線しなければな
らないため、配線が複雑になるという欠点がある。

【０００５】また、多光軸光電センサが複数個並んで配
置される場合、隣合う多光軸光電センサ同士の例えば投
光タイミングを生成するための発振周波数が同じである
と相互干渉を起こす恐れがあるため、スイッチを設けて
発振周波数を切り換えることが行われる。さらに、送信
ユニット側において発振周波数を切り換えれば、これと
連携して受光ユニット側においても発振周波数を切り換
える必要があるから、従来、スイッチは、投光ユニット
側と受光ユニット側にそれぞれ設けられていた。しか
し、２つのスイッチが離れた位置に設けられていると、
切り換え操作が面倒であるばかりか、一方のみ切り換
え、他方については切り換えを忘れてしまうこともあ
る。これを防ぐには、両ユニット間を同期信号線とは別
の信号線にて接続し、投光ユニット側のスイッチが切り
換えられた時に、信号線を介して受光器ユニット側の発
振周波数も切り換えられるようにする構成が考えられ
る。しかし、この構成についても、投光ユニットと受光
ユニットとを接続する信号線が増えるため、配線が複雑
になるという欠点がある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記事情に
鑑みてなされたもので、その目的は、投光ユニットと受
光ユニットとを備えたものにおいて、配線を複雑にする
ことなく、両ユニットを連携動作させることができる多
光軸光電センサを提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の多光軸光電センサは、複数の投光素子を備
えた投光ユニットと、前記投光素子と対をなすように配
置される複数の受光素子を備えた受光ユニットと、前記
投光ユニット及び受光ユニットのいずれか一方に設けら
れ所定周期の同期パルスを含む同期信号を生成する同期
信号生成手段と、前記投光ユニット及び受光ユニット間
を接続する同期信号線と、前記投光ユニット及び受光ユ
ニットのうち前記同期信号生成手段を設けたユニットと
は反対側のユニットに設けられ前記同期信号線を介して
伝送される同期信号の同期パルスを検出する同期信号検
出手段と、前記投光ユニットに設けられ前記各投光素子
を順次点灯させる投光動作を前記同期パルスに同期して
周期的に行わせるための投光タイミング信号を生成する
投光タイミング信号生成手段と、前記受光ユニットに設
けられ前記受光素子を順次有効化することで各受光素子
と対をなす前記投光素子からの光を受光する受光動作を
周期的に行わせるための受光タイミング信号を前記同期
パルスに同期して生成する受光タイミング信号生成手段
と、前記投光ユニット及び受光ユニットのいずれか一方
に設けられ両ユニット間で連携が必要な動作が当該ユニ
ットで行われるときに連携信号を生成する連携信号生成
手段と、前記投光ユニット及び受光ユニットのうち前記
連携信号生成手段を設けたユニットとは反対側のユニッ
トに設けられ前記同期信号線を介して伝送される連携信
号を検出する連携信号検出手段と、連携信号検出手段に
よって連携信号が検出されたときに当該ユニットにおい
て連携動作を行う連携動作実行手段とを備えたところに
特徴を有する。

【０００８】

【０００９】上記構成によれば、例えば投光ユニットに
設けられた同期信号生成手段により所定周期の同期パル
スを含んだ同期信号が生成されると共に、その同期パル
スに基づき投光タイミング信号生成手段によって投光タ
イミング信号が生成される。すると、投光ユニットの投
光素子群が投光タイミング信号に同期して順次点灯され
る投光動作が同期パルスが与えられる度に実行され、こ
れが繰り返し実行される。一方、前記同期信号は同期信
号線を受光ユニット側に伝送され、受光ユニットの同期
信号検出手段によって検出され、それに基づいて受光タ
イミング信号生成手段によって受光タイミング信号が生
成される。すると、受光ユニットにおいて各投光素子と
対をなす受光素子が順次有効化されるという受光動作が
同期パルスを受ける度に実行され、これが同期パルス毎
に繰り返されることになる。さらに、投光ユニット及び
受光ユニットのいずれか一方において両ユニット間で連
携が必要な動作が当該ユニットで行われるときには、連
携信号生成手段によって同期パルスから所定時間ずらし
た連携信号が生成され、これが同期信号線を介して相手
方ユニットに伝送される。そして、相手方ユニットでは
連携信号検出手段によって連携信号が検出され、これに
基づいて当該ユニットで必要な連携動作が連携動作実行
手段によって実行される。なお、同期信号生成手段は必
ずしも投光ユニット側に設けられるに限らず、受光ユニ
ット側にこれを設けて投光ユニット側には同期信号線を
通して伝送される同期信号を検出する同期信号検出手段
を設けるようにしてもよい。

【００１０】

【００１１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明は同期信号を
伝送するための同期信線を介して連携信号を伝送するよ
うにしたので、新たに信号線が増えたり、配線が複雑に
なったりすることなく、投光ユニットと受光ユニットと
を連携動作させることができる効果を奏する。

【００１２】

【００１３】

【実施例】以下、本発明の多光軸光電センサをピッキン
グセンサに適用した一実施例について図１乃至図７を参
照して説明する。ピッキングセンサは、部品棚に収納さ
れた部品から、作業者が所定の部品を取り出したか否か
を監視するためのものであり、本実施例の多光軸光電セ
ンサは、部品の取出口毎に複数個配置される。

【００１４】本実施例の多光軸光電センサの概略的構成
は、図１に示すように、投光ユニット１と受光ユニット
２とを備えて構成されており、投光ユニット１と受光ユ
ニット２とは、図示しない取出口を挟んで両側に対向し
て設置されている。

【００１５】投光ユニット１には、投光素子である発光
ダイオード３が複数個一列に並んだ状態で設けられると
共に、中央演算処理装置（以下、ＣＰＵという）４及
び、シフトレジスタから構成される順序回路５が設けら
れている。そして、ＣＰＵ４は投光タイミング信号生成
手段として機能するようになっており、その出力端子Ｂ
１から出力されるクロック信号である投光タイミング信
号によって、発光ダイオード３が順次点灯するように配
線されている。この投光タイミング信号は、後述する投
光タイミング信号切換スイッチによって、周波数が切り
換えられるようになっている。

【００１６】さらに、投光ユニット１には、作業指示灯
６及び、２つの動作表示灯７，８が設けられており、そ
れぞれＣＰＵ４の出力端子Ｂ６，Ｂ７，Ｂ８に接続され
ている。また、入力回路９が設けられており、図示しな
い例えばシーケンサからの作業指示信号がこの入力回路
９を介してＣＰＵ４の入力端子Ｂ５に入力可能となるよ
うに配線されている。また、投光タイミング切換スイッ
チ１０及び故障検出モード切換スイッチ１１が設けられ
ており、それぞれＣＰＵ４の入力端子Ｂ４，Ｂ３に接続
されている。

【００１７】一方、受光ユニット２には、発光ダイオー
ド３に対向する位置に、受光素子であるフォトダイオー
ド１２が複数個やはり発光ダイオード３と同様に一列に
並んだ状態で設けられると共に、各フォトダイオード１
２の状態を読み込むための受光回路１３及びＣＰＵ１４
が設けられている。

【００１８】受光回路１３には、図２に示すように、フ
ォトダイオード１２に対応して複数個のアナログスイッ
チ１５が設けられており、その各アナログスイッチ１５
の入力端子Ｉは対応するフォトダイオード１２の出力端
子に接続され、各アナログスイッチ１５のゲート端子Ｇ
は、シフトレジスタ１６の出力端子Ｑ１，Ｑ２，…Ｑｎ
に接続されており、受光タイミング信号生成手段として
も機能するＣＰＵ１４の出力端子Ａ２から出力されるク
ロック信号である受光タイミング信号によって、アナロ
グスイッチ１５が順次オン状態とされるようになってい
る。また、シフトレジスタ１６の入力端子Ｄは、ＣＰＵ
１４の出力端子Ａ１に接続されている。さらに、各アナ
ログスイッチ１５の出力端子Ｏは、コンデンサＣ１を介
して受光信号検出回路１７及び安定入光検出回路１８に
接続されている。

【００１９】受光信号検出回路１７は、弁別回路を構成
するコンパレータ１９と、フリップ・フロップ（以下Ｆ
／Ｆ）２０とを備えており、コンパレータ１９の基準電
圧は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２と抵抗Ｒ３の値によって決定
されると共に、ＣＰＵ１４の出力端子Ａ５の電圧レベル
によって基準電圧は切り換え可能となっている。コンパ
レータ１９の出力端子は、Ｆ／Ｆ２０の入力端子ＣＫに
接続されており、ＣＰＵ１４の出力端子Ａ４に接続され
たＦ／Ｆ２０のリセット端子ＣＬＲ（ロウアクティブで
あり図中上線で示される）がハイレベルであれば、コン
パレータ１９の出力がロウレベルからハイレベルに変化
したときにＦ／Ｆ２０の出力端子Ｑがハイレベル、即ち
受光信号が出力されて、ＣＰＵ１４の入力端子Ａ３に入
力されるようになっている。

【００２０】安定入光検出回路１８も、上記同様に、コ
ンパレータ２１とＦ／Ｆ２２を備えて構成されている。
しかし、抵抗Ｒ４と抵抗Ｒ５と抵抗Ｒ６の値によって決
定される基準電圧が上記受光信号検出回路１７の基準電
圧とは異なり、受光信号検出回路１７の基準電圧より高
くなっている。

【００２１】また、受光ユニット２には、遮光表示灯２
３、安定動作表示灯２４及び作業指示灯２５が設けられ
ており、それぞれＣＰＵ１４の出力端子Ａ１０，Ａ１
１，Ａ１２に接続されている。また、出力回路２６が設
けられており、ＣＰＵ１４の出力端子Ａ１３から出力さ
れた出力信号がシーケンサに出力されるように配線され
ている。

【００２２】さらに、投光ユニット１には信号出力回路
２７が、受光ユニット２には信号入力回路２８とが設け
られており、両回路２７，２８は同期信号線２９によっ
て接続されている。これにより、投光ユニット１側のＣ
ＰＵ４から出力された後述する同期信号や連携信号（作
業灯点灯パルス、投光タイミング切換パルス、故障検出
パルス）が受光ユニット２側のＣＰＵ１４に伝送され
る。なお、この信号出力回路２７等は、従来における同
期信号を伝送するための回路に相当するものである。

【００２３】次に、本実施例の作用について述べる。 ＜電源投入後の初期動作＞投光タイミング切換スイッチ
１０がオフ状態且つ、故障検出モード切換スイッチ１１
がオフ状態で、作業指示信号の入力がない場合（入力回
路の入力端子がハイレベル）には、電源を投入すると、
多光軸光電センサは初期動作を行い、部品が正しく作業
者によって取り出された否かの監視を行う。以下、初期
動作について図３を参照して説明する。

【００２４】投光ユニット１側のＣＰＵ４は、入力端子
Ｂ５がハイレベルであることを検出すると、出力端子Ｂ
８をロウレベルにして動作表示灯８を点灯させ、投光タ
イミング信号が通常周波数で動作中であることを示す。
さらに、ＣＰＵ４は同期信号生成手段としても機能する
ようになっており、信号出力回路２７を介して同期信号
線２９に同期信号に相当する同期パルスＰ１，Ｐ２（ハ
イレベル）を所定間隔で２個出力すると共に、１つ目の
同期パルスＰ１の立上りから所定時間経過後に順序回路
５に投光タイミング信号を出力して、発光ダイオード３
を順次点灯させる。なお、図中ＳＰ１〜ＳＰｎは、順序
回路５の出力信号で、ハイレベルの時に発光ダイオード
３が点灯する。

【００２５】一方、受光ユニット２側においては、同期
パルスＰ１，Ｐ２が伝送されてくると、その同期パルス
Ｐ１，Ｐ２は信号入力回路２８を介して後述する同期信
号検出手段によってＣＰＵ１４に検出される。ここで、
パルスＰ１，Ｐ２を連続して検出した時に限り、１つ目
のパルスＰ１を同期パルスと認識をし、１つ目の同期パ
ルスＰ１の立上りから一定時間経過後に出力端子Ａ１を
ハイレベルにする。さらに、出力端子Ａ２から受光タイ
ミング信号が出力され、各アナログスイッチ１５をオン
状態とするため、シフトレジスタ１６の出力端子Ｑ１，
Ｑ２，…Ｑｎが順次出力（ハイレベル）される。ここ
で、図中明かなように、順序回路５の出力端子ＳＰ１，
ＳＰ２，…ＳＰｎがハイレベル、即ち発光ダイオード３
が点灯した時に、シフトレジスタ１６の出力端子Ｑ１，
Ｑ２，…Ｑｎがハイレベル、即ち、点灯した発光ダイオ
ード３に対向するフォトダイオード１２に接続されたア
ナログスイッチ１５がオン状態となる。

【００２６】そして、点灯した発光ダイオード３に対向
するフォトダイオード１２は、光を受けると、アナログ
信号を出力し、その信号は、オン状態となっているアナ
ログスイッチ１５を介して受光信号検出回路１７及び安
定入光検出回路１８のコンパレータ１９，２１に入力さ
れる。コンパレータ１９，２１に入力された信号は基準
値をしきい値としてデジタル信号に変換されて出力され
る。ＣＰＵ１４の出力端子Ａ４，Ａ７からは、受光タイ
ミング信号に同期して受光ゲート信号が出力されるので
（ハイレベル）、各Ｆ／Ｆ２０，２２の出力端子Ｑから
は、受光信号が発光ダイオード３に対応した数だけ出力
されることになる。そして、上記動作が繰り返され、１
つの発光ダイオード３に対応する受光信号が連続２個抜
けがないことを確認してから、ＣＰＵ１４は、出力端子
Ａ１１をロウレベルにして安定動作表示灯２４を点灯す
ると共に、出力回路２６の出力をオン状態（ロウレベ
ル）とする。

【００２７】ここで、発光ダイオード３からの光が弱
く、フォトダイオード１２からのアナログ信号の電圧レ
ベルが、受光信号検出回路１７のコンパレータ１９の基
準値より高いが、安定入光検出回路１８のコンパレータ
２１の基準値より低いような場合には、受光信号検出回
路１７からのみ受光信号が出力され、安定入光検出回路
１８からは受光信号は出力されない。このような場合に
は、ＣＰＵ１４は出力端子Ａ１０，Ａ１１を共にハイレ
ベルにして、遮光表示灯２３及び安定動作表示灯２４を
点灯しないようにして、不安定状態であることを知らせ
る。

【００２８】＜作業指示灯点灯動作＞ シーケンサから、作業者に所定の部品を取り出すよう指
示するための信号である作業指示信号が出力（ロウレベ
ル）されると、その信号は入力回路９を介してＣＰＵ４
に入力される。すると、ＣＰＵ４は出力端子Ｂ６をロウ
レベルにして作業指示灯６を点灯させる。さらに、２周
期間（１周期間は、１つ目の同期パルスＰ１の立ち上が
りから、次の１つ目の同期パルスＰ１の立ち上がりまで
の期間をいう）、この作業指示信号が入力し続ければ、
図４に示すように、ＣＰＵ４は信号出力回路２７を介し
て同期信号線２９に連携信号に相当する作業灯点灯パル
スＳを所定の位置に出力する。この作業灯点灯パルスＳ
は、信号入力回路２８を介してＣＰＵ１４に読み取ら
れ、ＣＰＵ１４がこの作業灯点灯パルスＳを４周期間、
即ち４回連続して読み取れば、出力端子Ａ１２をロウレ
ベルにして受光ユニット２側の作業指示灯２５を点灯さ
せるという連携動作を実行する。すなわち、本実施形態
では、投光ユニット１側のＣＰＵ４は連携信号発生手段
として機能し、受光ユニット２側のＣＰＵ１４は連携信
号検出手段及び連携動作実行手段としても機能する。

【００２９】また、作業指示灯６，２５を消灯したい場
合には、上記とは逆に、シーケンサから制御作業指示信
号の出力がなければ、投光ユニット１側の作業指示灯６
は消灯し、さらに、その状態が２周期間続けば消灯パル
スが投光ユニット１側から受光ユニット２側に伝送され
て、受光ユニット１側の作業指示灯６は消灯する。

【００３０】＜遮光状態検出動作＞棚に収納された部品
の取出口を挟んで、投光ユニット１と受光ユニット２と
は対向して配置されているため、作業者が部品を取り出
せば、発光ダイオード３の点灯による光軸が遮られる。
光軸が遮光されると、それに対応するフォトダイオード
１２からは、アナログ信号は出力されないため、受光信
号検出回路１７及び安定入光検出回路１８からは受光信
号が出力されない。そして、１つのフォトダイオード１
２に対応する受光信号が連続して２周期間、即ち２回連
続して受光信号検出回路１７及び安定入光検出回路１８
からＣＰＵ１４に出力されなければ、ＣＰＵ１４は、出
力回路２６の出力信号をオン状態（ロウレベル）からオ
フ状態（ハイレベル）として、光軸が遮光されたことを
シーケンサに知らせる。また、ＣＰＵ１４は、出力端子
Ａ１０をロウレベル、出力端子Ａ１１をハイレベルにし
て、遮光表示灯２３を点灯させると共に安定動作表示灯
２４を消灯する。

【００３１】シーケンサは、出力信号がオフ状態とされ
ると、オフ状態とされた出力信号が、作業指示信号を出
力した多光軸光電センサからのものであれば、作業は正
常に行われたと判断し、作業指示信号を出力した多光軸
光電センサからのものでない場合には、その作業は異常
であると判断して、警報器を鳴らす。即ち、部品の取り
出しを指示した部品棚以外から間違って部品が取り出さ
れれば、警報器によってそのことを知らせるのである。

【００３２】部品が取り出され、光軸が遮光されなくな
ると、ＣＰＵ１４は、全てのフォトダイオード１２に対
して受光信号が４周期間連続して抜けがないか否かを確
認し、抜けがなければ、出力端子Ａ１０をハイレベル、
出力端子Ａ１１をロウレベルにして、遮光表示灯２３を
消灯すると共に、安定動作表示灯２４を点灯させる。さ
らに、出力信号をオン状態として電源投入後の初期状態
に戻り、作業指示信号の入力を待つと共に部品が正しく
取り出されるか否かの監視を行う。

【００３３】＜投光タイミング切換動作＞多光軸光電セ
ンサは、部品の取出口毎に配置されているため、隣合う
光軸光電センサの投光タイミング信号の周波数が同じで
あると、相互干渉を起こす恐れがあり、そのような場合
には、互いに異なる周波数にしなければならない。

【００３４】それには、隣合う多光軸光電センサの一方
の投光タイミング切換スイッチ１０をオン状態として、
電源を投入する。そして、ＣＰＵ４の入力端子Ｂ４が２
周期間ロウレベルであると、図４に示すように、ＣＰＵ
４は、同期信号線２９に信号出力回路２７を介して連携
信号に相当する投光タイミング切換パルスＴを所定位置
に出力すると共に、出力端子Ｂ７，Ｂ８をロウレベルに
して動作表示灯７，８を共に点灯させ、投光タイミング
信号が切り換えられることを知らせる。

【００３５】受光ユニット２側においては、投光タイミ
ング切換パルスＴは信号入力回路２８を介してＣＰＵ１
４に読み取られ、ＣＰＵ１４が４周期間連続してこのパ
ルスＴを読み取れば、受光タイミング信号の周波数を投
光タイミング信号の周波数と同じ周波数に切り換えると
いう連携動作を実行する。これによって、投光ユニット
１側の投光タイミングと受光ユニット２側の受光タイミ
ングは同一となるため、発光ダイオード３の点灯と共
に、その発光ダイオード３に対応するフォトダイオード
１２のアナログスイッチ１５をオン状態とすることがで
き、正常なピッキングセンサとして動作する。

【００３６】＜故障検出動作＞故障検出動作とは、始業
時において、多光軸光電センサに故障がないか否かの検
査、いわゆるセルフチェックをいう。以下、この動作に
ついて図５を参照して説明する。

【００３７】故障検出モード切換スイッチ１１をオン状
態にして、電源を投入すれば、ＣＰＵ４は故障検出モー
ドに移行する。そして、所定時間経過（例えば、電源投
入後約５００ｍｓｅｃ）後に、シーケンサによって、作
業指示信号が所定期間の間出力（ロウレベル）される。
ＣＰＵ４は、作業指示信号が２周期間以上出力されてい
ること及び、その後、作業指示信号が２周期間出力され
ていないことを検出すると、故障検出を開始する。ま
ず、ＣＰＵ４は、信号出力回路２７を介して、同期信号
線２９に連携信号に相当する故障検出パルスＫを所定の
位置に出力する（図４参照）。また、１５周期間、投光
タイミング信号の出力は止められ、投光動作は禁止され
る。

【００３８】受光ユニット２側においては、ＣＰＵ１４
は、故障検出パルスＫを４周期間連続して読み取ると、
故障検出モードに移行して次のような連携動作を実行す
る。すなわち、受光タイミング信号を出力して、各フォ
トダイオード１２に対して受光動作を１５周期間行う。
ここで、投光動作が行われていないにも係わらず、外乱
光等によって、１つのフォトダイオード１２に対する受
光信号が連続して４回確認されれば、遮光表示灯２３及
び安定動作表示灯２４を点滅させて、異常を知らせると
共に、出力信号をオフ状態にし続けてシーケンサに知ら
せる。

【００３９】また、ＣＰＵ１４は、故障検出パルスＫが
連続して４周期間読み取ることができなかった時にも、
遮光表示灯２３及び安定動作表示灯２４を点滅させると
共に出力信号をオフ状態にしてシーケンサに異常を知ら
せる。

【００４０】１５周期間終了すると、投光ユニット１側
のＣＰＵ４は、通常動作に戻り、投光タイミング信号を
出力して投光動作を開始する。しかし、故障検出パルス
Ｋは、さらに、１５周期間同期信号線２９に出力し続け
る。受光ユニット２側のＣＰＵ１４も、１５周期間後に
通常動作に戻るが、故障検出パルスＫの検出はし続け、
４回連続して故障検出パルスＫを読み取ることができな
かったならば、やはりこの場合にも、遮光表示灯２３及
び安定動作表示灯２４を点滅させると共に出力信号をオ
フ状態にし続けてシーケンサに異常を知らせる。また、
１５周期間終了して投光動作が開始し、その後、２周期
間正常に通常動作が続けば、出力信号をオン状態にす
る。

【００４１】＜同期信号検出手段＞受光ユニット２側の
ＣＰＵ１４による同期パルスＰ，Ｐ２の検出手段につい
て、図６、図７を参照して説明する。同期パルスＰ１，
Ｐ２は、投光ユニット１側から所定間隔にて連続して伝
送され、それぞれ立上り時にＣＰＵ１４によって検出さ
れる。また、図中同期信号ゲートは、１つ目の同期パル
スＰ１が有効なものであるか否かを判断するためのフラ
グであり、この同期信号ゲートが開いている時、即ちフ
ラグが”１”である時に、同期パルスＰ１がＣＰＵ１４
によって検出されたならば、その同期パルスＰ１は有効
なものと判断され、同期信号ゲートが閉じている時、即
ちフラグが”０”の時に、同期パルスＰ１がＣＰＵ１４
によって検出されたならば、その同期パルスＰ１は有効
なものでないと判断される。即ち、同期信号ゲートが開
いている時以外に検出されたパルスは１つ目の同期パル
スＰ１とみないのである。これは、ノイズ等が誤って１
つ目の同期パルスＰ１とみなされるのを防止するためで
ある。

【００４２】さて、図６（ａ）に示すように、電源投入
直後においては、同期信号ゲートは開いており、１周期
目の同期パルスＰ１がＣＰＵ１４によって検出されるの
を待つ。そして、１つ目の同期パルスＰ１がＣＰＵ１４
によって検出されたならば、同期信号ゲートを閉じ、そ
れ以後、検出されるパルスを１つ目の同期パルスＰ１と
誤判定しないようにする。さらに、２つめの同期パルス
Ｐ２がＣＰＵ１４によって検出され、この場合には同期
信号ゲートの状態には係わらず、ＣＰＵ１４はこのパル
スＰ２を２つ目の同期パルスと判断する。ここで、１つ
目の同期パルスＰ１を検出し、これが有効なものと判断
された後、さらに、２つ目の同期パルスＰ２が検出され
た時に限り、１つ目の同期パルスＰ１は、正常な同期パ
ルスＰ１として確定する。また、２つ目の同期パルスＰ
２を検出できなければ、１つ目の同期パルスＰ１は、誤
判定であったとされ、同期信号ゲートを再度開いて、１
つ目の同期パルスＰ１を待つ（図６（ｂ）参照）。これ
は、同期信号ゲートが開いている間にも、ノイズが発生
される可能性があり、このような場合にはノイズを１つ
目の同期パルスＰ１として判断してしまうので、これを
防止するためである。

【００４３】図６（ａ）において、１周期目で同期パル
スＰ１の立ち上がりが検出されると共に、閉じられた同
期信号ゲートは、その後、一定時間経過後に再度開かれ
る。これは、２周期目の同期パルスＰ１が有効なものか
否かを判断するためである。そして、ＣＰＵ１４が２周
期目の同期パルスＰ１を検出し、その時に同期信号ゲー
トが開かれていれば上記同様に、それは有効であると判
断され、閉じていれば有効なものでないとされる。ま
た、ここでも、同期信号ゲートは、１周期目と同様、Ｃ
ＰＵ１４が１つ目の同期パルスの立ち上がりを検出した
時に、閉じられ、再度一定時間経過後に３周期目の同期
パルスＰ１の判断のために開かれ、後は順次繰り返され
る。

【００４４】ここで、図７（ａ）に示すように、同期信
号ゲートと１つ目の同期パルスＰ１の立ち上がりとの関
係をみてみると、同期パルスＰ１が正常な周期にて繰り
返し出力されている場合には、同期パルスＰ１の立ち上
がりは、必ず同期信号ゲートが開いている時間帯の中央
に来るように、上記にいう一定時間である、同期パルス
の立ち上がりから次の同期信号ゲートを開くまでの時間
は決められている。なお、図中破線で示されているの
は、実際には、１つ目の同期パルスＰ１の検出が正常に
行われた場合には、同期パルスＰ１の立ち上がりと共に
同期信号ゲートは閉じられるためである。

【００４５】ところで、図７（ｂ）に示すように、発振
回路の誤差等によって、同期パルスＰ１の周期がずれ、
同期パルスＰ１の立ち上がりが同期信号ゲートの開いて
いる時間帯の中央ではなく、初めの方でＣＰＵによって
検出されることがある。すると、次の同期信号ゲート
は、ずれていた同期パルスＰ１の立ち上がりから一定時
間経過後に開かれるため、正常位置に戻った同期パルス
Ｐ１の立ち上がりは、同期信号ゲートの開いている時間
帯の後の方で検出されることになる。しかし、その後
は、同期信号ゲートを開くタイミングが同期パルスＰ１
の立ち上がりに同期しているため、同期パルスＰ１が正
常周期に戻れば、同期パルスＰ１の立ち上がりと同期信
号ゲートとの関係は正常な関係に戻る。

【００４６】また、投光ユニット１側の発振回路と受光
ユニット２側の発振回路の誤差等によって、図７
（ｃ），（ｄ）に示すように、途中から同期パルスＰ１
が全体に正常な位置よりずれてしまうような場合があ
る。しかし、このような場合でも、同期信号ゲートを開
くタイミングが同期パルスＰ１の立ち上がりに同期して
いるため、同期パルスＰ１の立ち上がりと同期信号ゲー
トとの関係はずれることなく正常な関係に戻すことがで
きる。

【００４７】なお、同期パルスＰ１の立ち上がりに同期
させてその後一定時間経過後に同期信号ゲートを開くよ
うにしているため、同期パルスＰ１をＣＰＵ１４が検出
できなかったような場合には、その後に同期信号ゲート
が開かれなくなってしまうため、そのような場合には、
先の同期信号ゲートが同期パルスＰ１に同期して開かれ
た時間に基づいて、次の同期信号ゲートを開くようにす
る。

【００４８】このように、本実施例では、投光ユニット
１による投光タイミングと受光ユニット２による受光タ
イミングとの同期をとるために従来においても必要であ
った同期信号線２９を用いて、投光ユニット１と受光ユ
ニット２とを連携動作させるための連携信号である、作
業灯点灯パルスＳ、投光タイミング切換パルスＴ及び故
障検出パルスＫを伝送するようにしたので、信号線を新
たに増やすことなく、投光ユニット１と受光ユニット２
とを連携動作させることができる効果を奏する。また、
投光ユニット１と受光ユニット２とが連携動作されるた
め、動作させるためのスイッチ、例えば、投光タイミン
グ切換スイッチ１０等は一方にのみ設ければよいので、
回路が簡単になるばかりか、投光ユニット１と受光ユニ
ット２とで異なる動作をしてしまうことがなくなる。

【００４９】さらに、同期パルスＰ１であるか否かを判
断するのに、同期信号ゲートを用いることにより、同期
信号ゲートが閉じている間に入力されたノイズ等を同期
パルスＰ１と誤判定してしまうことがなく、さらには、
同期信号ゲートは同期パルスＰ１に同期しているため、
同期パルスＰ１がジッタ等によって変動しても、それに
追従して同期パルスＰ１の有無を判断することができ、
正確かつ確実な同期パルスＰ１の検出を行うことができ
る。

【００５０】なお、本発明は上記各実施例に限定される
ものではなく、例えば次のように変形して実施すること
ができ、これらの実施態様も本発明の技術的範囲に属す
る。 （１） 上記実施例では、連携信号は、投光ユニット１
側から受光ユニット２側に伝送される構成であったが、
受光ユニット側から投光ユニット側に伝送される構成、
或いは、投光ユニット側と受光ユニット側との間で双方
向に伝送される構成であってもよい。

【００５１】（２） 上記実施例では、同期信号は、投
光ユニット１側から受光ユニット２側に伝送される構成
であったが、受光ユニット側から投光ユニット側に伝送
される構成であってもよい。

【００５２】（３） 上記実施例では、連携信号は、作
業灯点灯パルスＳ、投光タイミング切換パルスＴ、故障
検出パルスＫであったが、これに限定されるものではな
く、例えば、警報ブザーを設けてこれを鳴らすための警
報パルス等、種々様々なパルスであってもよい。

【００５３】（４） 上記実施例では、故障検出は、投
光動作を行わずに、１５周期間受光動作を行い、その
後、投光動作を行いながら１５周期間受光動作を行い、
異常を検出するものであったが、これに限定されず、例
えば、投光動作を行わない受光動作と、投光動作を行い
ながらの受光動作とを交互に繰り返して異常を検出する
ようなものであってもよい。その他、同期信号線を複数
本備えているものにも本発明は適用できる等、本発明は
要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の全体を示す回路図である。

【図２】受光回路を示す回路図である。

【図３】通常動作時のタイミングチャートである。

【図４】同期信号及び連携信号を示す波形図である。

【図５】故障検出動作時のタイミングチャートである。

【図６】（ａ）は同期パルスが連続して２個伝送された
場合の同期信号検出手段を示すタイミングチャート、
（ｂ）は２つ目の同期パルスが伝送されなかった場合の
同期信号伝送手段を示すタイミングチャートである。

【図７】同期信号と同期信号ゲートとの関係を示すタイ
ミングチャートである。

【符号の説明】

１…投光ユニット（投光ユニット） ２…受光ユニット（受光ユニット） ３…発光ダイオード（投光素子） １２…フォトダイオード（受光素子） ２７…信号出力回路（連携信号伝送手段） ２８…信号入力回路（連携信号伝送手段） ２９…同期信号線 Ｐ１，Ｐ２…同期信号 Ｓ…作業灯点灯パルス（連携信号） Ｔ…投光タイミング切換パルス（連携信号） Ｋ…故障検出パルス（連携信号）

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−218844（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−122989（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−156717（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−132803（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−293683（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−75421（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−84012（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−91036（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−108441（ＪＰ，Ｕ) 実開 平５−74029（ＪＰ，Ｕ) 実開 平２−24638（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H03K 17/78 - 17/98

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の投光素子を備えた投光ユニット
   と、前記投光素子と対をなすように配置される複数の受
   光素子を備えた受光ユニットと、前記投光ユニット及び
   受光ユニットのいずれか一方に設けられ所定周期の同期
   パルスを含んだ同期信号を生成する同期信号生成手段
   と、前記投光ユニット及び受光ユニット間を接続する同
   期信号線と、前記投光ユニット及び受光ユニットのうち
   前記同期信号生成手段を設けたユニットとは反対側のユ
   ニットに設けられ前記同期信号線を介して伝送される同
   期信号の同期パルスを検出する同期信号検出手段と、前
   記投光ユニットに設けられ前記各投光素子を順次点灯さ
   せる投光動作を前記同期パルスに同期して周期的に行わ
   せるための投光タイミング信号を生成する投光タイミン
   グ信号生成手段と、前記受光ユニットに設けられ前記受
   光素子を順次有効化することで各受光素子と対をなす前
   記投光素子からの光を受光する受光動作を周期的に行わ
   せるための受光タイミング信号を前記同期パルスに同期
   して生成する受光タイミング信号生成手段と、前記投光
   ユニット及び受光ユニットのいずれか一方に設けられ両
   ユニット間で連携が必要な動作が当該ユニットで行われ
   るときに連携信号を生成する連携信号生成手段と、前記
   投光ユニット及び受光ユニットのうち前記連携信号生成
   手段を設けたユニットとは反対側のユニットに設けられ
   前記同期信号線を介して伝送される連携信号を検出する
   連携信号検出手段と、連携信号検出手段によって連携信
   号が検出されたときに当該ユニットにおいて連携動作を
   行う連携動作実行手段とを備えてなる多光軸光電セン
   サ。