JP3382015B2 - 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、投光部から投光される
パルス光よりなる光ビームの反射光を受光し、その受光
信号を、上記パルス光の投光に対応して同期検波する測
距式光電センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光電センサでは被検知対象物の表面状態
や光学系のレンズ面の汚れなどにより受光信号のレベル
が減少し動作レベルに対して余裕のないレベル、つまり
安定入光レベルを上回らなくなると、検出機能が十分に
得られなくなるという問題がある。

【０００３】そこで、従来は安定入光判別結果を被検知
対象物の有無結果の「有」終了によりデータを確定し、
物体の有無結果が「無」に変化した時に、物体の有無判
別結果が「有」の期間中に安定入光レベル以下の判別が
完全に連続した時のみ自己診断出力を「光量不足」とし
て知らせるものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来例では、検
出状態の変化が長時間起こらない場合には物体の有無結
果が「無」に変化するまでは異常状態の判別が不可で、
例えば光量が何らかの原意で減少して最低受光レベル以
下になり検出不能となって初めて異常の認識とあなり、
発見が非常に遅くなる。また被検知対象物が高速で移動
している場合には、一回の不安定な要因で異常と判断し
誤検知の可能性がある。また異常判断の解除が一回の安
定となり、不具合が改善されていないにもかかわらず異
常状態を解除してしまうという問題があった。

【０００５】更に、被検知対象物或いは背景が鏡面等の
反射率の高い場合には、受光信号を増幅する増幅回路が
飽和することがあり、安定した検出が不能となる問題も
ある。本発明は上記問題点に鑑みて為されたもので、そ
の目的とするところは被検知対象物が高速或いは低速で
移動する場合でも異常の光量の異常の検知と報知が可能
で、また異常報知状態も、確実に光量が安定状態に復帰
したときに解除することができる測距式の光電センサを
提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明では、光ビームを投受光して被検知対
象物の存在を検知する反射式の光電センサであって、被
検知対象物が所定の距離範囲内に存在するか否かを判定
する距離判別手段と、距離判別手段から出力される被検
知対象物からの反射光による距離信号の内、光量が最低
受光量レベル以上か否かを判定する最低受光量レベル判
定手段と、光量が最低受光量レベルよりも所定の割合で
大きい安定入光レベル以上となったとき安定入光状態と
判定する安定入光判定手段と、最低受光受光量レベル判
定手段と距離判別手段による結果により物体の有無を判
別する物体有無判別手段とを有し、上記の各判定手段の
判定結果により、光量が安定入光レベルを下回り最低受
光量レベルを上回る状態が所定時間継続するかを判断す
る第１のタイマ回路と、光量が安定入光レベルを上回る
状態が所定時間継続するかを判断する第２のタイマ回路
と、物体有無判別手段が物体有りと判断している間に安
定入光レベル以上か否かによってある値を加算或いは減
算するカウンタとを備えるともに、カウンタのカウント
値が第１の所定の値になるか第１のタイマ回路の限時時
間が所定時間となった場合に外部に異常を知らせる異常
報知手段を備え、異常報知に関与しているカウンタのカ
ウント値が第２の所定値になるか第２のタイマ回路が所
定時間となった場合に、異常報知手段の異常報知を解除
するものである。

【０００７】請求項２の発明では、光ビームを投受光し
て被検知対象物の存在を検知する反射式の光電センサで
あって、被検知対象物が所定の距離範囲内に存在するか
否かを判定する距離判別手段と、距離判別手段から出力
される被検知対象物からの反射光による距離信号の内、
光量が最低受光量レベル以上か否かを判定する最低受光
量レベル判定手段と、光量が最低受光量レベルよりも所
定の割合で大きい安定入光レベル以上となったとき安定
入光状態と判定する安定入光判定手段と、光量が安定入
光レベルよりも所定の割合で大きい過入光レベル以上と
なったとき過入光状態と判定する過入光判定手段と、最
低受光受光量レベル判定手段と距離判別手段による結果
により物体の有無を判別する物体有無判別手段とを有
し、上記の各判定手段の判定結果により、光量が安定入
光レベルを下回り最低受光量レベルを上回る状態が所定
時間継続するかを判断する第１のタイマ回路と、過入光
レベルを上回る状態が所定時間継続するかを判断する第
２のタイマ回路と、安定入光レベルを上回り過入光レベ
ルを下回る状態が所定時間継続するかを判断する第３の
タイマ回路と、物体有無判別手段が物体有りと判断して
いる間に安定入光レベルを上回り過入光レベルを下回る
か否かによってある値を加算或いは減算するカウンタと
を備えるとともに、カウンタのカウント値が第１の所定
の値になるか第１のタイマ回路或いは第２のタイマ回路
の限時時間が所定時間となった場合に外部に異常を知ら
せる異常報知手段を備え、異常報知に関与しているカウ
ンタのカウント値が第２の所定値になるか第３のタイマ
回路の限時が所定時間となった場合に、異常報知手段の
異常報知を解除するものである。

【０００８】請求項３の発明では、光ビームを投受光し
て被検知対象物の存在を検知する反射式の光電センサで
あって、被検知対象物が所定の距離範囲内に存在するか
否かを判定する距離判別手段と、距離判別手段から出力
される被検知対象物からの反射光による距離信号の内、
光量が最低受光量レベル以上か否かを判定する最低受光
量レベル判定手段と、光量が最低受光量レベルよりも所
定の割合で大きい安定入光レベル以上となったとき安定
入光状態と判定する安定入光判定手段と、光量が安定入
光レベルよりも所定の割合で大きい過入光レベル以上と
なったとき過入光状態と判定する過入光判定手段と、最
低受光受光量レベル判定手段と距離判別手段による結果
により物体の有無を判別する物体有無判別手段とを有
し、上記の各判定手段の判定結果により、光量が安定入
光レベルを下回り最低受光量レベルを上回る状態が所定
時間継続するかを判断する第１のタイマ回路と、過入光
レベルを上回る状態が所定時間継続するかを判断する第
２のタイマ回路と、安定入光レベルを上回り過入光レベ
ルを下回る状態が所定時間継続するかを判断する第３の
タイマ回路と、物体有無判別手段が物体有りと判断して
いる間に安定入光レベルを上回り過入光レベルを下回る
か否かによってある値を加算或いは減算する第１のカウ
ンタと、物体有無判別手段が物体無しと判断している間
に過入光レベル以上か、下回るかによって或る値を加算
或いは減算する第２のカウンタとを備えるとともに、第
１又は第２のカウンタのカウント値が第１の所定の値に
なるか第１のタイマ回路或いは第２のタイマ回路の限時
時間が所定時間となった場合に外部に異常を知らせる異
常報知手段を備え、異常報知に関与している第１又は第
２のカウンタのカウント値が第２の所定値になるか第３
のタイマ回路の限時が所定時間となった場合に、異常報
知手段の異常報知を解除するものである。

【０００９】請求項４の発明では、光ビームを投受光し
て被検知対象物の存在を検知する反射式の光電センサで
あって、被検知対象物が所定の距離範囲内に存在するか
否かを判定する距離判別手段と、距離判別手段から出力
される被検知対象物からの反射光による距離信号の内、
光量が最低受光量レベル以上か否かを判定する最低受光
量レベル判定手段と、光量が最低受光量レベルよりも所
定の割合で大きい安定入光レベル以上となったとき安定
入光状態と判定する安定入光判定手段と、光量が安定入
光レベルよりも所定の割合で大きい過入光レベル以上と
なったとき過入光状態と判定する過入光判定手段と、最
低受光受光量レベル判定手段と距離判別手段による結果
により物体の有無を判別する物体有無判別手段と、過入
光判定手段の判定結果と物体有無判別結果に基づいて選
択的に制御出力をオン／オフする過入光設定切換部を有
し、上記の各判定手段の判定結果により、光量が安定入
光レベルを下回り最低受光量レベルを上回る状態が所定
時間継続するかを判断する第１のタイマ回路と、過入光
レベルを上回る状態が所定時間継続するかを判断する第
２のタイマ回路と、安定入光レベルを上回り過入光レベ
ルを下回る状態が所定時間継続するかを判断する第３の
タイマ回路と、物体有無判別手段が物体有りと判断して
いる間に安定入光レベル以上か否かによってある値を加
算或いは減算する第１のカウンタと、物体有無判別手段
が物体有りと判断している間に過入光レベル以上である
か否によって或る値を加算或いは減算する第２のカウン
タとを備えるとともに、各カウンタのカウント値が第１
の所定の値になるか第１のタイマ回路或いは第２のタイ
マ回路の限時時間が所定時間となった場合に過入光設定
切換部の状態に応じて外部に異常を知らせる異常報知手
段を備え、第１、第２のカウンタのカウント値が第２の
所定値になるか第３のタイマ回路の限時時間が所定時間
となった場合に、異常報知手段の異常報知を解除するも
のである。

【００１０】

【作用】請求項１の発明によれば、最低受光量レベル、
安定入光レベルを設けて不安定状態の検出及び安定状態
への復帰検出双方に、不安定或いは安定状態での物体の
有無の検知判定の動作回数を開始するカウンタと、継続
状態を監視するタイマ回路とを設けることにより、被検
知対象物が高速移動している場合でも或いは低速で移動
して状態が長時間固定の場合でも異常の検出と報知がで
き、また安定状態が継続した場合にはこれを確実に検出
して異常報知を解除し自動復帰することができる。

【００１１】請求項２、請求項３の発明によれば、請求
項１の発明の作用に加えて、増幅回路が飽和状態となる
ような過入光があった場合にもこれを検出して異常報知
が行え、また過入光状態から安定状態に入ったときも確
実にこれを検出して異常報知を解除し自動復帰すること
ができる。請求項４の発明によれば、被検知対象物が光
沢物である場合でも異常検出ができ、また検知状態に応
じて過入光の処理を選択でき、また被検知対象物が高速
で移動している場合でも、状態が長時間固定の場合でも
異常の検出と報知ができ、また安定状態が継続した場合
にはこれを確実に検出して異常報知を解除し自動復帰す
ることができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 （実施例１）図１は三角測距方式による反射式光電セン
サからなる実施例のブロック図を示しており、投光回路
部は発振回路１で発生するパルス信号により駆動回路２
を通じて発光素子３を駆動して発光素子３から発生され
たパルス光を投光用光学系を通じて光ビームとして検知
エリアに投光するによってなっている。

【００１３】上記投光回路部から所定距離をもって側方
に配設された受光回路部は、被検知対象物による光ビー
ムの反射光を受光用光学系を通じて受光して位置検出素
子４の受光面に集光スポットを形成するようになってい
る。位置検出素子４はＰＳＤのような一次元位置検出素
子からなり、集光スポットの位置に対応した位置信号Ｉ
₁ ，Ｉ₂ を出力するものであり、これら位置信号Ｉ ₁ ，
Ｉ₂ は増幅回路５₁₁，５₁₂、５₂₁，５₂₂により増幅され
て差動増幅回路６に入力して差動増幅回路６によりその
差分を取り、その差分の大きさと予め距離設定ブロック
７の可変抵抗器ＶＲ₁ により設定された距離範囲に対応
する距離設定レベルＬａとを比較器８で比較して所定の
距離範囲内にあるかどうかを判別している。つまり差動
増幅回路６、比較器８により距離判別手段を構成する。

【００１４】比較器８の出力は発振回路１で発生するパ
ルス信号に同期して検波を行う同期検波回路９により検
波される。一方位置検出素子４の下側の位置信号Ｉ₂ の
増幅出力と最低受光量設定ブロック１０の抵抗Ｒ₁ によ
り設定された最低受光量レベルＬｂとを比較器１１で比
較して光量が最低受光量以上か否かを判定するようにな
っている。つまり比較器１１は位置信号Ｉ₂ のレベルが
最低受光量レベルＬｂ以上になると出力を発生する最低
受光量レベル判別手段を構成し、この比較器１１の出力
は発振回路１で発生するパルス信号に同期して検波を行
う同期検波回路１２により検波される。

【００１５】この同期検波回路１２の検波出力は上記同
期検波回路９の検波出力と共にアンドゲート１５に入力
する。つまり位置信号Ｉ₂ のレベルが最低受光量レベル
以上にあるときに、距離判別の出力が有効となって、積
分回路１３に取り込まれ積分される。この積分値が所定
値に達すると出力回路１４を通じて被検知対象物が設定
している距離範囲内に存在していることを示す検知出力
を発生する。つまりアンドゲート１５、積分回路１３が
物体有無判別手段を構成する。

【００１６】更に位置信号Ｉ₂ の増幅出力と最低受光量
設定ブロック１０からの出力に基づいて安定入光量設定
ブロック１６により最低受光量レベルＬｂに対して一定
の割合で大きな値で設定される安定入光量レベルＬｃと
を比較器１７で比較し、安定入光レベルを以上か否かを
判定するようになっている。つまり比較器１７が安定入
光判定手段を構成する。この比較器１７の出力は、発振
回路１で発生するパルス信号に同期して検波を行う同期
検波回路１８により検波される。

【００１７】上記同期検波回路１２の検波出力は積分回
路１９により積分され、また同期検波回路１８の検波出
力は積分回路２０により積分され、上記積分回路１３の
積分出力とともに、これら積分回路１９、２０の積分出
力は共に状態判定回路２１に取り込まれる。また積分回
路１９の積分出力と、積分回路２０のノットゲート２５
で反転された出力はアンドゲート２６に入力して論理積
を取られ、そのアンドゲート２６の論理積出力は第１の
タイマ回路２３に入力されるようになっている。また積
分回路２０の積分出力は第２のタイマ回路２４に入力す
るようにもなっている。

【００１８】状態判定回路２１は積分回路１３の出力、
つまり被検知対象物「有」の判定があってから、検知対
象物「無」に変化するまでの間に、積分回路１９、２０
の出力に基づいて位置信号Ｉ₂ のレベルＬ、つまり光量
が安定入光レベルＬｃを下回り且つ最低受光量レベルＬ
ｂ以上であればカウンタ２２のカウント値に１を加え、
また安定入光レベルＬｃ以上であれば２をカウント値か
ら減ずる動作を行う。カウンタ２２はそのカウント値が
第１の所定値である４に達したときには信号をラッチ出
力し、またカウント値が第２の所定値である０に達した
ときには信号出力を解除するようなっている。

【００１９】またタイマ回路２３は、光量、つまり位置
信号Ｉ₂ のレベルＬが安定入光レベルＬｃを下回り且つ
最低受光量レベルＬｂを越えている状態になると限時動
作を開始し、その状態が所定時間Ｔ（例えば０．３ｓｅ
ｃ）以上継続すれば信号をラッチ出力するようになって
いる。タイマ回路２４は光量、つまり位置信号Ｉ₁ のレ
ベルＬが安定入光レベルＬｃを上回る状態が所定時間Ｔ
（例えば０．３ｓｅｃ）以上継続すれば、タイマ回路２
３及びカウンタ２２をリセットする信号を出力する。

【００２０】而して、図２（ａ）に示すように位置信号
Ｉ₁ のレベルＬが安定入光レベルＬｃを下回った場合に
はタイマ回路２３が限時動作を開始して限時時間が所定
時間Ｔ（例えば０．３ｓｅｃ）に達した時点でもレベル
Ｌが安定入光レベルＬｃを下回っている状態が継続され
ていればタイマ回路２３は”Ｈ”信号を出力する。この
信号はオアゲート２７を通じて自己診断出力回路２８に
入力し、自己診断出力回路２８はこの信号に応じて異常
を報知する信号を図２（ｂ）に示すように出力する。

【００２１】次に位置信号Ｉ₂ のレベルＬが安定入光レ
ベルＬｃ以上になった場合にはタイマ回路２４が限時動
作を開始して限時時間が所定時間Ｔに達した時点でも位
置信号Ｉ₁ のレベルＬが安定入光レベルＬｃ以上になっ
ている場合にはタイマ回路２４はタイマ回路２３をリセ
ットする信号を出力する。従ってタイマ回路２３からの
信号出力が解除され、自己診断出力回路２８による異常
報知の信号の出力も停止する。

【００２２】一方状態判定判定回路２１は、図３（ｂ）
に示すように積分回路１３の出力が”Ｈ”になってか
ら”Ｌ”に変化するまで、つまり被検知対象物「有」の
判定があってから、「無」に変化するまでの間に積分回
路１９、２０の出力に基づいて、図３（ａ）に示す位置
信号Ｉ2 のレベルＬ、つまり光量が安定入光レベルＬｃ
を下回り、且つ最低受光量レベルＬｂ以上であればカウ
ンタ２２のカウント値に図３（ｃ）に示すように１を加
え、その光量が安定入光レベルＬｃ以上になると、カウ
ント値から２を減ずる動作を行い、例えば４回の検検知
動作において連続して位置信号Ｉ2 のレベルＬ、つまり
光量が安定入光レベルＬｃを下回り、且つ最低受光量レ
ベルＬｂ以上の状態があると、カウンタ２２のカウント
値はになり、そのためカウンタ４から信号が出力する
ことになる。この信号はオアゲート２７を通じて自己診
断出力回路２８に入力し、自己診断出力回路２８は異常
を報知する信号を図３（ｄ）に示すように出力する。

【００２３】そしてその後２回の検知動作において連続
して位置信号Ｉ₂ のレベルＬが安定入光レベルＬｃ以上
になると、カウンタ２２のカウント値は第２の所定値の
０となり、カウンタ２２は信号出力を解除する。従って
自己診断出力回路２８による異常報知の信号の出力も停
止する。またカウンタ２２の信号出力中において、安定
した状態になるとタイマ回路２４の限時動作によりカウ
ンタ２２はカウント値が０にリセットされ上述と同様に
信号出力が解除される。

【００２４】（実施例２）上記実施例１では過入光に対
する対策を施していないが、本実施例はこの過入光に対
する対策を施したものである。本実施例では図４に示す
ように位置検出素子４の両位置信号Ｉ₁ ，Ｉ₂ と、安定
入光量レベルＬｃに対して過入光レベル設定ブロック２
９により一定割合大きく設定した過入光レベルＬｄとを
比較器３０，３１で比較して、その比較出力をオアゲー
ト３２を通じて同期検波回路３３に取り込んで同期検波
を行い、この検波出力を積分回路３４で積分するように
してある。つまり位置信号Ｉ₁ ，Ｉ₂ のレベルの何れか
が過入光レベルＬｄ以上となって飽和するような状態に
なったことを判定し、その判定結果を積分出力として取
り出し、異常報知に使用するようにしている。尚同期検
波回路３３は発振回路１で発生するパルス信号に同期し
て検波を行うものである。

【００２５】さて積分回路３４の出力は積分回路１３、
１９、２０の積分出力とともに状態判定回路３９に入力
して、カウンタ２２のカウント値の制御に使用され、ま
たタイマ回路３８に入力するようにもなっている。更に
はノットゲート３５により反転された後アンドゲート３
６で積分回路２０の出力との論理積がとられ、そのアン
ドゲート３６の出力はタイマ回路３７に入力するように
なっている。

【００２６】状態判定回路３９は、積分回路１３出力
が”Ｈ”から”Ｌ”に変化する、つまり被検知対象物
「有」の判定があってから、被検知対象物「無」に変化
するまでの間に、積分回路１９、２０、３４の出力に基
づいて位置信号Ｉ₂ のレベルＬ最低受光量レベルＬｂ以
上となり且つ安定入光レベルＬｃを下回る状態が完全に
連続するか或いは過入光レベルＬｄ以上に１度でもなる
かを判定し、このような不安定状態になればカウンタ２
２のカウント値に１を加え、また逆に安定状態になれば
カウンタ２２のカウント値から２を減じる動作を行うよ
うになっている。そしてカウンタ２２は実施例１の場合
と同様にそのカウント値が第１の所定値である４に達し
たときには”Ｈ”信号をラッチ出力し、またカウント値
が第２の所定値である０に達したときには信号出力を解
除するようなっている。

【００２７】またタイマ回路３８は過入光レベルＬｄ以
上に位置信号Ｉ₁ 又はＩ₂ のレベルがなると、限時動作
を開始してその状態が継続し限時時間が所定時間Ｔ（例
えば０．３ｓｅｃ）に達すると”Ｈ”信号をラッチ出力
するものである。またタイマ回路３７は位置信号Ｉ₁ 、
Ｉ₂ のレベルが過入光レベルＬｄを以上とならず、且つ
位置信号Ｉ₂ のレベルが安定入光レベルＬｃ以上になる
と限時動作を開始してその状態が継続し限時時間が所定
時間Ｔ（例えば０．３ｓｅｃ）に達するとタイマ回路２
３、タイマ回路３８及びカウンタ２２の信号出力を解除
するリセット信号を出力するようになっている。

【００２８】タイマ回路２３は実施例１の場合と同じ動
作を成すもので、上記カウンタ２２の信号、タイマ回路
２８の信号とともにオアゲート４０に入力するようなっ
ている。尚実施例１と同じ動作を為す回路要素には同じ
番号、記号を付して、その説明を実施例１の説明を参照
することにより、ここでは説明は省略する。

【００２９】次に本実施例の動作を図５、図６に基づい
て説明する。まず光量、つまり位置信号Ｉ₁ ，Ｉ₂ のレ
ベルの何れかもが図５（ａ）に示すように過入光レベル
Ｌｄ以上とならない状態で、位置信号Ｉ₂ のレベルが安
定入光レベルＬｃと最低受光量レベルＬｂとの間にある
不安定状態になり、この状態が所定時間Ｔ経過するまで
継続するとタイマ回路２３から”Ｈ”信号がラッチ出力
され、この信号はオアゲート４０を通じて実施例１と同
様に自己診断出力回路２８に入力し図５（ｂ）に示すよ
うに自己診断出力回路２８は異常報知の信号が出力され
る。

【００３０】また位置信号Ｉ₁ ，Ｉ₂ のレベルの何れか
が過入光レベルＬdを下回り且つ安定入光レベルＬｃ以
上の安定状態になり、この状態が所定時間Ｔ経過するま
で継続するとタイマ回路２３からリセット信号が発生し
てタイマ回路２３はリセットされ、自己診断出力回路２
８の異常報知の信号の出力が解除される。以上の動作は
実施例１と変わらないが、過入光レベルＬｄ以上に位置
信号Ｉ₁，Ｉ₂ のレベルなると、タイマ回路３８が限時
動作を開始し、上回った状態が継続して限時動作が所定
時間Ｔに達すると、タイマ回路３８は信号をラッチ出力
する。この信号はオアゲート４０を通じて上述と同様に
自己診断出力回路２８に入力し自己診断出力回路２８か
ら異常報知の信号が出力される。

【００３１】また安定状態になり、この状態が所定時間
Ｔ経過するまで継続するとタイマ回路３７からリセット
信号が発生してタイマ回路３８はリセットされ、自己診
断出力回路２８の異常報知の信号の出力が解除される。
一方状態判定判定回路３９は、図６（ｂ）に示すように
積分回路１３出力が”Ｈ”になってから”Ｌ”に変化す
るまで、つまり被検知対象物「有」の判定があってか
ら、被検知対象物「無」に変化するまでの間に積分回路
１９、２０の出力に基づいて、図６（ａ）に示す位置信
号Ｉ₂ のレベルＬ、つまり光量が安定入光レベルＬｃを
下回り、且つ最低受光量レベルＬｂ以上になればカウン
タ２２のカウント値に図６（ｃ）に示すように１を加
え、安定入光レベルＬｃ以上になると、カウント値から
２を減ずる動作を行い、例えば４回の検検知動作におい
て連続して位置信号Ｉ₂ のレベルＬ、つまり光量が安定
入光レベルＬｃを下回り、且つ最低受光量レベルＬｂ以
上の状態になると、カウンタ２２のカウント値は４にな
り、そのためカウンタ４から信号が出力することにな
る。この信号はオアゲート２７を通じて自己診断出力回
路２８に入力し、自己診断出力回路２８は異常を報知す
る信号が図６（ｄ）に示すように出力する。

【００３２】そしてその後２回の検知動作において連続
して位置信号Ｉ₂ のレベルＬが安定入光レベルＬｃ以上
になると、カウンタ２２のカウント値は０となり、カウ
ンタ２２の信号出力が解除される。従って自己診断出力
回路２８の異常報知の信号の出力も停止する。次に位置
信号Ｉ₁ ，Ｉ₂ のレベルが過入光レベルＬｄ以上になる
と、状態判定回路３９は検知動作毎１ずつカウンタ２２
のカウント値をアップさせ、カウント値が４に達した時
点で、カウンタ４は”Ｈ”信号が出力する。この信号は
オアゲート４０を通じて自己診断出力回路２８に入力
し、自己診断出力回路２８は異常を報知する信号を出力
する。

【００３３】そして再び位置信号Ｉ₁ ，Ｉ₂ のレベルの
何れかが過入光レベルＬｄを下回り且つ安定入光レベル
Ｌｃ以上になって安定状態に入ると、状態判定回路３９
はカウンタ２２のカウント値を２ずつ減じる。そしてカ
ウンタ２２はそのカウント値が０となったとき信号出力
を停止し、自己診断出力回路２８による異常報知の信号
の出力を停止させる。

【００３４】またカウンタ２２の信号出力中において、
安定した状態になるとタイマ回路３７の限時動作により
カウンタ２２はカウント値が０にリセットされ上述と同
様に信号出力が解除される。 （実施例３）本実施例は実施例２における状態判定回路
３９によりカウント値が制御されるカウンタ４１を図７
に示すように設けたもので、この点で図４の実施例２と
相違する。つまり本実施例では状態判定判定回路３９
が、図９（ｂ）に示すように積分回路１３の出力が”
Ｌ”になってから”Ｈ”に変換するまで、つまり被検知
対象物「無」の判定があってから、被検知対象物「有」
に変化するまでの間に積分回路３４の出力に基づいて、
図９（ａ）に示す位置信号Ｉ₁ 又は１₂ のレベルＬ、つ
まり光量が過入光レベルＬｄ以上に１度でもなるかを判
断し、その以上となる不安定状態になれは図９（ｄ）に
示すようにカウンタ４１のカウント値に１を加え、過入
光レバルＬｄを下回る安定状態になれば２を減じるよう
にカンタ４１を制御するようになっており、カウンタ４
１はカウント値が第１の所定値４となれば図９（ｅ）に
示すように信号をオアゲート４０を通じて自己診断出力
回路２８へ出力し、自己診断出力回路２８は異常を報知
する信号を出力する。

【００３５】そしてカント値が第２の所定値の０に戻れ
ば、カウンタ４１は信号出力を停止し、自己診断出力回
路２８の異常報知を解除する。尚タイマ回路２３、３
８、３７の動作は実施例２と同じであり、図８（ａ）、
（ｂ）は実施例２の図５の場合と同様にこれらタイマ回
路２３、３８、３７の動作と異常報知との関係を示して
いる。

【００３６】またカウンタ２２も実施例２のカウンタ２
２と同様に動作するもので図９（ｃ）はこのカウンタ２
２のカウント値の変化を示し、このカウンタ２２のカウ
ント値が４に達したとき、図９（ｅ）に示すように自己
診断出力回路２８から異常報知の信号が出力され、また
カウント値が０に戻れば、自己診断出力回路２８による
異常報知が解除される。

【００３７】尚実施例２と同じ構成、同じ動作を為す回
路要素についての説明は実施例２に於ける説明を参照す
ることにより、ここでは説明は省略する。 （実施例４）本実施例は基本的には実施例２，３と同じ
構成を有するが、本実施例では図１０に示すように過入
光判別手段である積分回路３４の出力と、物体有無判別
の出力である積分回路１３の出力とが出力回路１４へ出
力されるのをオン／オフするロジック回路と切換スイッ
チＳＷとを備えた過入光設定切換部５０を設けるととも
に、タイマ回路３８、３７の動作制御のための状態判別
回路４６を設けている。過入光設定切換部５０は切換ス
イッチＳＷがオンのとき、アンドゲート４２の入力の一
方を”Ｌ”とし、ナンドゲート４３の一方の反転入力
を”Ｈ”とするようになっている。この場合積分回路１
４の出力が”Ｈ”のとき、つまり過入光時にはナンドゲ
ート４３の出力が”Ｌ”となってアンドゲート４４の出
力を”Ｌ”とする。つまり過入光時には出力回路３４へ
は物体有りを示す積分回路１３の出力が入力しないよう
になっている。切換スイッチＳＷがオフのときは、ナン
ドゲート４３の出力を”Ｈ”に固定するため、積分回路
３４の出力が”Ｌ”のときは、積分回路１３の積分出力
が、オアゲート４５と、アンドゲート４４を通じて出力
回路１４に入力し、積分回路３４の出力が”Ｈ”のとき
は、その出力が積分回路１３の出力のいかんにかかわわ
らず、アンドゲート４２、オアゲート４５、アンドゲー
ト４４を通じて出力回路１４に入力するようになってお
り、被検知対象物が光沢物で反射光が多い場合にその検
知を行うことができるようになっている。

【００３８】而して切換スイッチＳＷをオフ状態にして
いる場合、つまり過入光オン時に出力発生を行う場合で
は、位置信号Ｉ₁ ，Ｉ₂ のレベルＬが過入光レベルＬｄ
以上とならない状態において、図１１（ａ）に示すよう
に位置信号Ｉ₂ のレベルが安定入光レベルＬｃを下回る
と、タイマ回路２３が限時動作を開始し、位置信号Ｉ ₂
のレベルが安定入光レベルＬｃを下回り、且つ最低受光
量レベルＬｂ以上となる不安定状態が所定時間Ｔ（例え
ば０．３ｓｅｃ）以上継続すると、”Ｈ”信号をラッチ
出力してその信号をオアゲート４０を介して自己診断出
力回路２８に出力する。自己診断出力回路２８はこの信
号を受けて図１１（ｃ）に示すように異常を報知する信
号を出力する。そして積分回路１３の出力が図１１
（ｂ）に示すように物体「有」で、安定入光レベルＬｃ
以上或いは過入光レベルＬｄを下回り且つ安定入光レベ
ルＬｃ以上の状態であるとする判定結果が状態判定回路
４６からタイマ回路３７に入力すると、タイマ回路３７
は限時動作を開始して、その状態が所定時間Ｔ（例えば
０．３ｓｅｃ）継続すると、”Ｈ”信号を出力して、カ
ウンタ２２，４１、タイマ回路２３，３８をリセットし
て自己診断出力回路２８への出力を停止させ、異常報知
を解除させる。

【００３９】また積分回路１３の出力が物体「無」を示
し位置信号Ｉ₁ ，Ｉ₂ のレベルＬの何れかが過入光レベ
ルＬｄ以上の状態にあるとする判定結果が状態判定回路
４６からタイマ回路３８に入力すると、タイマ回路３８
は限時動作を開始してその状態が所定時間Ｔ（例えば
０．３ｓｅｃ）連続すると、信号をラッチ出力してその
信号をオアゲート４０を介して自己診断出力回路２８に
出力する。自己診断出力回路２８はこの信号を受けて図
１１（ｃ）に示すように異常を報知する信号を出力す
る。そして再び積分回路１３の出力が図１１（ｂ）に示
すように物体「有」で、安定入光レベルＬｃを上回る状
態或いは過入光レベルＬｄを下回り且つ、安定入光レベ
ルＬｃ以上の状態にあるとする判定結果が状態判定回路
４６からタイマ回路３７に入力すると、タイマ回路３７
は限時動作を開始して、その状態が所定時間Ｔ（例えば
０．３ｓｅｃ）継続すると、信号を出力して、カウンタ
２２，４１、タイマ回路２３，３８をリセットして自己
診断出力回路２８への出力を停止させ、異常報知を解除
させる。

【００４０】一方状態判定回路３９は、図１２（ｂ）に
示す積分回路１３の出力が物体「有」と反転してから
「無」に変化するまでの間に、積分回路１９、２０の出
力に基づいて図１２（ａ）に示すように位置信号Ｉ₂ の
レベルＬが最低受光量レベルＬｂ以上で且つ安定入光レ
ベルＬｃより下回った状態になるとカウンタ２２のカウ
ント値を図１２（ｃ）に示すように１を加え、また安定
入光レベルＬｃ以上となり、過入光レベルＬｄを下回っ
ている場合には、カウント値から２を減じるようにカウ
ンタ２２を制御する。カウンタ２２はカウント値が第１
の所定値である４になれば”Ｈ”信号をオアゲート４０
を介して自己診断出力回路２８に出力する。自己診断出
力回路２８はこの信号を受けて図１２（ｅ）に示すよう
に異常を報知する信号を出力させる。またカウント値が
第２の所定値である０に戻るとカウンタ２２は信号出力
を停止して、自己診断出力回路２８による異常報知を止
める。また状態判定回路３９は図１２（ｂ）に示す積分
回路１３の出力が物体「無」と反転してから「有」に変
化するまでの間に、積分回路３４の出力を受けて位置信
号Ｉ₁ ，Ｉ₂ のレベルＬの何れかが過入光レベルＬｄ以
上になると、図１２（ｄ）に示すようにカウンタ４１の
カウント値に１を加え、また過入光レベルＬｄを下回る
と、カウント値から２を減ずるように制御する。カウン
タ４１はカウント値が第１の所定値である４になれば”
Ｈ”信号をオアゲート４０を介して自己診断出力回路２
８に出力する。自己診断出力回路２８はこの信号を受け
て図１２（ｅ）に示すように異常を報知する信号を出力
させる。またカウント値が第２の所定値である０に戻る
とカウンタ４１は信号出力を停止して、自己診断出力回
路２８による異常報知を止める。

【００４１】そしてカウンタ２２又は４４の信号による
異常報知時おいても安定状態が０．３秒以上継続すると
タイマ回路３７によるリセット信号によりカウンタ２２
又は４４のカウント値がリセットされ、異常報知が解除
される。次に切換スイッチＳＷをオン状態にしている場
合、つまり過入光オフ時に出力発生を行なわない場合に
は、図１３（ａ）に示すように位置信号Ｉ₂ のレベルが
安定入光レベルＬｃを下回り且つ最低受光量レベルＬｂ
以上の不安定状態になると、タイマ回路２３が限時動作
を開始し、この不安定状態が所定時間Ｔ（例えば０．３
ｓｅｃ）以上になると、信号をラッチ出力してその信号
をオアゲート４０を介して自己診断出力回路２８に出力
する。自己診断出力回路２８はこの信号を受けて図１３
（ｃ）に示すように異常を報知する信号を出力する。そ
して位置信号Ｉ₂ のレベルＬが安定入光レベルＬｃ以上
の状態になると状態判定回路３９の判定結果に基づいて
タイマ回路３７は限時動作を開始して、その状態が所定
時間Ｔ（例えば０．３ｓｅｃ）継続すると、”Ｈ”信号
を出力して、カウンタ２２，４１、タイマ回路２３，３
８をリセットして自己診断出力回路２８への出力を停止
させ、異常報知を解除させる。尚図１３（ｂ）は積分回
路１３の出力による物体有無の出力を示す。

【００４２】一方状態判定回路３９は、図１４（ｂ）に
示す積分回路１３の出力が物体「有」と反転してから
「無」に変化するまでの間に、積分回路１９、２０の出
力に基づいて図１４（ａ）に示すように位置信号Ｉ₂ の
レベルＬが最低受光量レベルＬｂ以上となり且つ安定入
光レベルＬｃより下回った状態になるとカウンタ２２の
カウント値を図１４（ｃ）に示すように１を加え、また
安定入光レベルＬｃ以上となり、且つ過入光レベルＬｄ
を下回っている場合には、カウント値から２を減じるよ
うにカウンタ２２を制御する。カウンタ２２はカウント
値が第１の所定値である４になれば信号をオアゲート４
０を介して自己診断出力回路２８に出力する。自己診断
出力回路２８はこの信号を受けて図１４（ｅ）に示すよ
うに異常を報知する信号を出力させる。またカウント値
が第２の所定値である０に戻ると信号出力を停止して、
自己診断出力回路２８による異常報知を止める。

【００４３】カウンタ２２の信号による異常報知時おい
ても安定状態が０．３秒を連続するとタイマ回路３７に
よる信号によりカウンタ２２のカウント値がリセットさ
れ、異常報知が解除される。なお切換スイッチＳＷをオ
ンしている状態では、カウンタ４１によるカウント動作
は図１４（ｄ）に示すように停止している。

【００４４】

【発明の効果】請求項１の発明によれば、最低受光量レ
ベル、安定入光レベルを設けて不安定状態の検出及び安
定状態への復帰検出双方に、不安定或いは安定状態での
物体の有無の検知判定の動作回数を開始するカウンタ
と、継続状態を監視するタイマ回路とを設けることによ
り、被検知対象物が高速移動している場合でも或いは低
速で移動して状態が長時間固定の場合でも異常の検出と
報知ができ、また安定状態が継続した場合にはこれを確
実に検出して異常報知を解除し自動復帰することがで
き、信頼性の高い光電センサが実現できるという効果が
ある。

【００４５】請求項２、請求項３の発明によれば、請求
項１の発明の効果に加えて、増幅回路が飽和状態となる
ような過入光があった場合にもこれを検出して異常報知
が行え、また過入光状態から安定状態に入ったときも確
実にこれを検出して異常報知を解除し自動復帰すること
ができるという効果がある。請求項４の発明によれば、
被検知対象物が光沢物である場合でも異常検出ができ、
また検知状態に応じて過入光の処理を選択でき、また被
検知対象物が高速で移動している場合でも、状態が長時
間固定の場合でも異常の検出と報知ができ、また安定状
態が継続した場合にはこれを確実に検出して異常報知を
解除し自動復帰することができ、信頼性の高い光電セン
サが実現できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１のブロック回路図である。

【図２】同上の動作説明用タイムチャートである。

【図３】同上の動作説明用タイムチャートである。

【図４】本発明の実施例２のブロック回路図である。

【図５】同上の動作説明用タイムチャートである。

【図６】同上の動作説明用タイムチャートである。

【図７】本発明の実施例３のブロック回路図である。

【図８】同上の動作説明用タイムチャートである。

【図９】同上の動作説明用タイムチャートである。

【図１０】本発明の実施例４のブロック回路図である。

【図１１】同上の過入光オン時の動作説明用タイムチャ
ートである。

【図１２】同上の過入光オン時の動作説明用タイムチャ
ートである。

【図１３】同上の過入光オフ時の動作説明用タイムチャ
ートである。

【図１４】同上の過入光オフ時の動作説明用タイムチャ
ートである。

【符号の説明】

Ｉ₁ 、Ｉ₂ 位置検出信号 Ｌｂ 最低受光量レベル Ｌｃ 安定入光量レベル ２１ 状態判定回路 ２２ カウンタ ２３ タイマ回路 ２４ タイマ回路 ２８ 自己診断出力回路

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−6409（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−56809（ＪＰ，Ａ) 実開 平４−103031（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01V 8/12

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光ビームを投受光して被検知対象物の存在
   を検知する反射式の光電センサであって、被検知対象物
   が所定の距離範囲内に存在するか否かを判定する距離判
   別手段と、距離判別手段から出力される被検知対象物か
   らの反射光による距離信号の内、光量が最低受光量レベ
   ル以上か否かを判定する最低受光量レベル判定手段と、
   光量が最低受光量レベルよりも所定の割合で大きい安定
   入光レベル以上となったとき安定入光状態と判定する安
   定入光判定手段と、最低受光受光量レベル判定手段と距
   離判別手段による結果により物体の有無を判別する物体
   有無判別手段とを有し、上記の各判定手段の判定結果に
   より、光量が安定入光レベルを下回り最低受光量レベル
   を上回る状態が所定時間継続するかを判断する第１のタ
   イマ回路と、光量が安定入光レベルを上回る状態が所定
   時間継続するかを判断する第２のタイマ回路と、物体有
   無判別手段が物体有りと判断している間に安定入光レベ
   ル以上か否かによってある値を加算或いは減算するカウ
   ンタとを備えるともに、カウンタのカウント値が第１の
   所定の値になるか第１のタイマ回路の限時時間が所定時
   間となった場合に外部に異常を知らせる異常報知手段を
   備え、異常報知に関与しているカウンタのカウント値が
   第２の所定値になるか第２のタイマ回路が所定時間とな
   った場合に、異常報知手段の異常報知を解除することを
   特徴とする光電センサ。
2. 【請求項２】光ビームを投受光して被検知対象物の存在
   を検知する反射式の光電センサであって、被検知対象物
   が所定の距離範囲内に存在するか否かを判定する距離判
   別手段と、距離判別手段から出力される被検知対象物か
   らの反射光による距離信号の内、光量が最低受光量レベ
   ル以上か否かを判定する最低受光量レベル判定手段と、
   光量が最低受光量レベルよりも所定の割合で大きい安定
   入光レベル以上となったとき安定入光状態と判定する安
   定入光判定手段と、光量が安定入光レベルよりも所定の
   割合で大きい過入光レベル以上となったとき過入光状態
   と判定する過入光判定手段と、最低受光受光量レベル判
   定手段と距離判別手段による結果により物体の有無を判
   別する物体有無判別手段とを有し、上記の各判定手段の
   判定結果により、光量が安定入光レベルを下回り最低受
   光量レベルを上回る状態が所定時間継続するかを判断す
   る第１のタイマ回路と、過入光レベルを上回る状態が所
   定時間継続するかを判断する第２のタイマ回路と、安定
   入光レベルを上回り過入光レベルを下回る状態が所定時
   間継続するかを判断する第３のタイマ回路と、物体有無
   判別手段が物体有りと判断している間に安定入光レベル
   を上回り過入光レベルを下回るか否かによってある値を
   加算或いは減算するカウンタとを備えるとともに、カウ
   ンタのカウント値が第１の所定の値になるか第１のタイ
   マ回路或いは第２のタイマ回路の限時時間が所定時間と
   なった場合に外部に異常を知らせる異常報知手段を備
   え、異常報知に関与しているカウンタのカウント値が第
   ２の所定値になるか第３のタイマ回路の限時が所定時間
   となった場合に、異常報知手段の異常報知を解除するこ
   とを特徴とする光電センサ。
3. 【請求項３】光ビームを投受光して被検知対象物の存在
   を検知する反射式の光電センサであって、被検知対象物
   が所定の距離範囲内に存在するか否かを判定する距離判
   別手段と、距離判別手段から出力される被検知対象物か
   らの反射光による距離信号の内、光量が最低受光量レベ
   ル以上か否かを判定する最低受光量レベル判定手段と、
   光量が最低受光量レベルよりも所定の割合で大きい安定
   入光レベル以上となったとき安定入光状態と判定する安
   定入光判定手段と、光量が安定入光レベルよりも所定の
   割合で大きい過入光レベル以上となったとき過入光状態
   と判定する過入光判定手段と、最低受光受光量レベル判
   定手段と距離判別手段による結果により物体の有無を判
   別する物体有無判別手段とを有し、上記の各判定手段の
   判定結果により、光量が安定入光レベルを下回り最低受
   光量レベルを上回る状態が所定時間継続するかを判断す
   る第１のタイマ回路と、過入光レベルを上回る状態が所
   定時間継続するかを判断する第２のタイマ回路と、安定
   入光レベルを上回り過入光レベルを下回る状態が所定時
   間継続するかを判断する第３のタイマ回路と、物体有無
   判別手段が物体有りと判断している間に安定入光レベル
   を上回り過入光レベルを下回るか否かによってある値を
   加算或いは減算する第１のカウンタと、物体有無判別手
   段が物体無しと判断している間に過入光レベル以上か、
   下回るかによって或る値を加算或いは減算する第２のカ
   ウンタとを備えるとともに、第１又は第２のカウンタの
   カウント値が第１の所定の値になるか第１のタイマ回路
   或いは第２のタイマ回路の限時時間が所定時間となった
   場合に外部に異常を知らせる異常報知手段を備え、異常
   報知に関与している第１又は第２のカウンタのカウント
   値が第２の所定値になるか第３のタイマ回路の限時が所
   定時間となった場合に、異常報知手段の異常報知を解除
   することを特徴とする光電センサ。
4. 【請求項４】光ビームを投受光して被検知対象物の存在
   を検知する反射式の光電センサであって、被検知対象物
   が所定の距離範囲内に存在するか否かを判定する距離判
   別手段と、距離判別手段から出力される被検知対象物か
   らの反射光による距離信号の内、光量が最低受光量レベ
   ル以上か否かを判定する最低受光量レベル判定手段と、
   光量が最低受光量レベルよりも所定の割合で大きい安定
   入光レベル以上となったとき安定入光状態と判定する安
   定入光判定手段と、光量が安定入光レベルよりも所定の
   割合で大きい過入光レベル以上となったとき過入光状態
   と判定する過入光判定手段と、最低受光受光量レベル判
   定手段と距離判別手段による結果により物体の有無を判
   別する物体有無判別手段と、過入光判定手段の判定結果
   と物体有無判別結果に基づいて選択的に制御出力をオン
   ／オフする過入光設定切換部を有し、上記の各判定手段
   の判定結果により、光量が安定入光レベルを下回り最低
   受光量レベルを上回る状態が所定時間継続するかを判断
   する第１のタイマ回路と、過入光レベルを上回る状態が
   所定時間継続するかを判断する第２のタイマ回路と、安
   定入光レベルを上回り過入光レベルを下回る状態が所定
   時間継続するかを判断する第３のタイマ回路と、物体有
   無判別手段が物体有りと判断している間に安定入光レベ
   ル以上か否かによってある値を加算或いは減算する第１
   のカウンタと、物体有無判別手段が物体有りと判断して
   いる間に過入光レベル以上であるか否によって或る値を
   加算或いは減算する第２のカウンタとを備えるととも
   に、各カウンタのカウント値が第１の所定の値になるか
   第１のタイマ回路或いは第２のタイマ回路の限時時間が
   所定時間となった場合に過入光設定切換部の状態に応じ
   て外部に異常を知らせる異常報知手段を備え、第１、第
   ２のカウンタのカウント値が第２の所定値になるか第３
   のタイマ回路の限時時間が所定時間となった場合に、異
   常報知手段の異常報知を解除することを特徴とする光電
   センサ。