JP3392908B2 - 光エリアセンサ - Google Patents
光エリアセンサInfo
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光エリアセンサに係り、
特に、自己診断機能を備えた信頼性の優れたものに関す
る。 【０００２】 【従来の技術】従来、プレス機械に用いられるような光
エリアセンサは、多光軸式の光電センサから構成されて
いて、所定範囲内に位置した人体等の被検出物を検出で
きるように構成されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の多光軸式の光電センサからなる光エリアセンサは、
一軸に投光素子と受光素子を有し、各軸をサイクリック
に駆動させて被検出物を検出するようにしているので、
駆動回路が複雑になる欠点があるとともに、駆動回路が
故障したときの自己診断機能がないため、信頼性が劣る
欠点があった。 【０００４】そこで、本発明は、上記欠点を解決するた
めになされたものであって、その目的は、簡単な駆動回
路で、しかも自己診断可能な光エリアセンサを提供する
ことにある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明に係る光エリアセ
ンサは、上記目的を達成するために、光軸線上に所定の
間隔を保って設けられた投光素子と受光素子とからなる
センサを複数設けて形成されたセンサ部と、前記各光軸
上の各投光素子を所定の駆動信号により循環して駆動さ
せる投光部と、その投光部の駆動と同期し、前記各光軸
上の各受光素子からの信号を入力する受光部と、その受
光部の各受光素子からの出力信号を並列に入力し、その
入力信号の変化を検出する検出部と、前記投光部の一つ
の投光素子を駆動する駆動信号及びその一つの投光素子
に対応した前記受光部の一つの受光素子からの信号を入
力するための信号を入力し、それら入力信号が所定の同
期状態に保たれていることをもって正常と判定する自己
診断手段とを有することを特徴としている。 【０００６】 【作用】上記構成において、各センサは、投光部と受光
部が循環して作動する。そして、受光部の一つの受光素
子から出力があれば、検出部は被検出物検知の出力を行
う。また、自己診断手段は、一つの投光素子の駆動信号
とその一つの投光素子に対応した一つの受光素子からの
信号を入力するための信号とが所定の関係を維持しなく
なったとき、光エリアセンサは異常と判断する。 【０００７】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、一実施例に係る光エリアセンサの概略構
成を示すブロック図、図２はその電気回路図である。 【０００８】センサ部１は、周知の多光軸式の光電セン
サと同じく、複数の光軸線上に所定の間隔を保って、投
光素子２a 〜２n と受光素子３a 〜３n をそれぞれ有し
ている。 【０００９】投光部４は、定電流駆動部５と循環レジス
タ６とからなり、このうち定電流駆動部５は、各投光素
子２a 〜２n に対応した駆動回路５a 〜５n を有してい
て、各駆動回路５a 〜５n が作動したときに、各投光素
子２a 〜２n が各受光素子３a 〜３n に向けて光を照射
できるように構成されている。 【００１０】循環レジスタ６は、フリップフロップ（以
下、Ｆ／Ｆという）回路６a 〜６n を直列に接続した周
知の循環レジスタから構成されている。すなわち、この
循環レジスタは、最初の段のＦ／Ｆ回路６a 入力端に駆
動信号源のパルス信号が入力されるとともに、最終段の
Ｆ／Ｆ回路６n の出力がフィードバックされて入力され
ている。そして、各Ｆ／Ｆ回路６a 〜６n の出力端は、
上記各駆動回路５a 〜５n に接続されるとともに、最終
段のＦ／Ｆ回路６n を除いて、次段のＦ／Ｆ回路６b 〜
６n-1 のＦ／Ｆ回路の入力端に接続されている。 【００１１】受光部１０は、増幅部１１と、選択部１２
と、循環レジスタ１３と、同期制御回路１４とから構成
されていて、このうち、増幅部１１は、各受光素子３a
〜３n が受光したときに発生された電流を増幅する増幅
回路１１a 〜１１n を有している。 【００１２】選択部１２は、各増幅回路１１a 〜１１n
に対応したアナログスイッチ回路（以下、スイッチとい
う）１２a 〜１２n を有していて、各スイッチ１２a 〜
１２n を介して各増幅回路１１a 〜１１n の出力をコン
パレータ２０に出力することができるように構成されて
いる。 【００１３】循環レジスタ１３は、上記投光部４の循環
レジスタ６と同様に、Ｆ／Ｆ回路１３a 〜１３n を直列
に接続して構成されている。そして、最初の段のＦ／Ｆ
回路１３a の入力端には、上記投光部４の循環レジスタ
６の最終段のＦ／Ｆ回路６n の出力が入力され、また、
循環レジスタ１３には、同期制御回路１４からのリセッ
ト信号が入力されるように構成されている。 【００１４】各Ｆ／Ｆ回路１３a 〜１３n の出力端は、
上記スイッチ１２a 〜１２n にそれぞれ接続されている
とともに、最終段のＦ／Ｆ回路１３n を除く出力端は、
次段のＦ／Ｆ回路１３b 〜１３n-1 の入力端に接続され
ている。 【００１５】コンパレータ２０（本発明の検出部に相当
する）は、各スイッチ１２a 〜１２n の出力を並列的に
入力した信号を入力信号とし、基準電位（Ｖ）と比較し
て出力を送出するように構成されている。 【００１６】照査回路３０（図１には図示せず）は、受
光部１０の循環レジスタ１３の最終段のＦ／Ｆ回路１３
n の出力と投光部４の循環レジスタ６の最終段のＦ／Ｆ
回路６n の出力の状態を照査できるように、ゲート回路
により構成されている。 【００１７】次に、図３のタイムチャートを用いて、本
実施例に係る光エリアセンサの検出動作について説明す
る。 【００１８】投光部４の最初の段のＦ／Ｆ回路６a に、
図３の（１）に示される駆動パルス（クロックパルス）
が入力されると、各Ｆ／Ｆ回路６a 〜６n は、１パルス
毎に順次駆動される。 【００１９】このため、各駆動回路５a 〜５n も、１パ
ルス毎に順次駆動されて、各投光素子２a 〜２n を駆動
させることができる。そして、最終段のＦ／Ｆ回路６n
の次に再び最初のＦ／Ｆ回路６a が駆動される。つま
り、各投光素子２a 〜２n は、１スキャンのうち、１パ
ルスだけ順次照射するように作用する（図３の（２）〜
（４）参照）。 【００２０】各投光素子２a 〜２n が順次照射すること
により、各受光素子３a 〜３n が電流を発生させて各増
幅回路１１a 〜１１n に出力する。そして、各増幅回路
１１a 〜１１n からの出力は、各スイッチ１２a 〜１２
n を介してコンパレータ２０に取込まれるが、各スイッ
チ１２a 〜１２n は、循環レジスタ１３により、各投光
素子２a 〜２n の照射に対応して、つまり同期して順次
閉じられる（図３の（５）〜（７）参照）。 【００２１】したがって、いずれか一つの受光素子が被
検出物体により遮光されて、その受光素子に対応したス
イッチが閉じられてもコンパレータ２０に出力が入力さ
れないときは、コンパレータ２０は基準電位（Ｖ）と比
較して、被検出物を検出した旨の検出信号（本実施例に
係る光エリアセンサがプレス機械に用いられたときは異
常信号）を出力する。 【００２２】以上のように、本実施例に係る光エリアセ
ンサは、投光部４と受光部１０とに循環レジスタ６，１
３を設けるとともに、スイッチ回路１２a 〜１２n を介
して受光部１０の信号を取込んで被検出物を検出するよ
うにしたので、回路構成が簡単で低コストに製造するこ
とが可能となる。 【００２３】次に、本発明の自己診断手段を実行するた
めの照査回路３０の動作について説明する。照査回路の
一方の入力端には、受光部１０の最終段のＦ／Ｆ回路１
３n の出力が入力されている（図２参照）。したがっ
て、受光部１０の各Ｆ／Ｆ回路１３a 〜１３n が正常に
動作していれば、１スキャンの最終の駆動パルス毎にそ
の駆動パルス信号に対応した信号が入力される。 【００２４】照査回路３０の他方の入力端には、投光部
４の最終段のＦ／Ｆ回路６n の出力が入力されている
（図２参照）。したがって、この入力信号は、投光部４
の各Ｆ／Ｆ回路６a 〜６n が正常に動作していれば、一
方の入力信号と同期状態にある。このため、両入力信号
が同期して入力されているときは、投光部４と受光部１
０の回路は正常に作動中であることを意味する（図３の
（イ）参照）。 【００２５】しかし、いずれか一方の入力信号が欠落し
たり、あるいは、両入力が非同期したときは、投光部４
又は受光部１０のいずれか、あるいは両方に異常が生じ
たことを意味しているので（図３の（ロ）参照）、この
ときは、照査回路３０から図示しないアラーム等を駆動
させる信号を出力し、オペレータに報知する。 【００２６】以上のように、本実施例に係る光エリアセ
ンサは、投光部４と受光部１０の最終段のＦ／Ｆ回路６
n ，１３n の出力を照査して回路の異常を検出できるよ
うにしたので、信頼性の優れたものとすることができ
る。 【００２７】 【発明の効果】本発明に係る光エリアセンサは、光軸線
上に所定の間隔を保って設けられた投光素子と受光素子
とからなるセンサを複数設けて形成されたセンサ部と、
前記各光軸上の各投光素子を所定の駆動信号により循環
して駆動させる投光部と、その投光部の駆動と同期し、
前記各光軸上の各受光素子からの信号を入力する受光部
と、その受光部の各受光素子からの出力信号を並列に入
力し、その入力信号の変化を検出する検出部と、前記投
光部の一つの投光素子を駆動する駆動信号及びその一つ
の投光素子に対応した前記受光部の一つの受光素子から
の信号を入力するための信号を入力し、それら入力信号
が所定の同期状態に保たれていることをもって正常と判
定する自己診断手段とからなるので、簡単な構成で多光
軸式の光エリアセンサを実現でき、低コストに製造する
ことができるとともに、自己診断を行うので、信頼性の
優れたものとすることができる。
特に、自己診断機能を備えた信頼性の優れたものに関す
る。 【０００２】 【従来の技術】従来、プレス機械に用いられるような光
エリアセンサは、多光軸式の光電センサから構成されて
いて、所定範囲内に位置した人体等の被検出物を検出で
きるように構成されている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の多光軸式の光電センサからなる光エリアセンサは、
一軸に投光素子と受光素子を有し、各軸をサイクリック
に駆動させて被検出物を検出するようにしているので、
駆動回路が複雑になる欠点があるとともに、駆動回路が
故障したときの自己診断機能がないため、信頼性が劣る
欠点があった。 【０００４】そこで、本発明は、上記欠点を解決するた
めになされたものであって、その目的は、簡単な駆動回
路で、しかも自己診断可能な光エリアセンサを提供する
ことにある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明に係る光エリアセ
ンサは、上記目的を達成するために、光軸線上に所定の
間隔を保って設けられた投光素子と受光素子とからなる
センサを複数設けて形成されたセンサ部と、前記各光軸
上の各投光素子を所定の駆動信号により循環して駆動さ
せる投光部と、その投光部の駆動と同期し、前記各光軸
上の各受光素子からの信号を入力する受光部と、その受
光部の各受光素子からの出力信号を並列に入力し、その
入力信号の変化を検出する検出部と、前記投光部の一つ
の投光素子を駆動する駆動信号及びその一つの投光素子
に対応した前記受光部の一つの受光素子からの信号を入
力するための信号を入力し、それら入力信号が所定の同
期状態に保たれていることをもって正常と判定する自己
診断手段とを有することを特徴としている。 【０００６】 【作用】上記構成において、各センサは、投光部と受光
部が循環して作動する。そして、受光部の一つの受光素
子から出力があれば、検出部は被検出物検知の出力を行
う。また、自己診断手段は、一つの投光素子の駆動信号
とその一つの投光素子に対応した一つの受光素子からの
信号を入力するための信号とが所定の関係を維持しなく
なったとき、光エリアセンサは異常と判断する。 【０００７】 【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、一実施例に係る光エリアセンサの概略構
成を示すブロック図、図２はその電気回路図である。 【０００８】センサ部１は、周知の多光軸式の光電セン
サと同じく、複数の光軸線上に所定の間隔を保って、投
光素子２a 〜２n と受光素子３a 〜３n をそれぞれ有し
ている。 【０００９】投光部４は、定電流駆動部５と循環レジス
タ６とからなり、このうち定電流駆動部５は、各投光素
子２a 〜２n に対応した駆動回路５a 〜５n を有してい
て、各駆動回路５a 〜５n が作動したときに、各投光素
子２a 〜２n が各受光素子３a 〜３n に向けて光を照射
できるように構成されている。 【００１０】循環レジスタ６は、フリップフロップ（以
下、Ｆ／Ｆという）回路６a 〜６n を直列に接続した周
知の循環レジスタから構成されている。すなわち、この
循環レジスタは、最初の段のＦ／Ｆ回路６a 入力端に駆
動信号源のパルス信号が入力されるとともに、最終段の
Ｆ／Ｆ回路６n の出力がフィードバックされて入力され
ている。そして、各Ｆ／Ｆ回路６a 〜６n の出力端は、
上記各駆動回路５a 〜５n に接続されるとともに、最終
段のＦ／Ｆ回路６n を除いて、次段のＦ／Ｆ回路６b 〜
６n-1 のＦ／Ｆ回路の入力端に接続されている。 【００１１】受光部１０は、増幅部１１と、選択部１２
と、循環レジスタ１３と、同期制御回路１４とから構成
されていて、このうち、増幅部１１は、各受光素子３a
〜３n が受光したときに発生された電流を増幅する増幅
回路１１a 〜１１n を有している。 【００１２】選択部１２は、各増幅回路１１a 〜１１n
に対応したアナログスイッチ回路（以下、スイッチとい
う）１２a 〜１２n を有していて、各スイッチ１２a 〜
１２n を介して各増幅回路１１a 〜１１n の出力をコン
パレータ２０に出力することができるように構成されて
いる。 【００１３】循環レジスタ１３は、上記投光部４の循環
レジスタ６と同様に、Ｆ／Ｆ回路１３a 〜１３n を直列
に接続して構成されている。そして、最初の段のＦ／Ｆ
回路１３a の入力端には、上記投光部４の循環レジスタ
６の最終段のＦ／Ｆ回路６n の出力が入力され、また、
循環レジスタ１３には、同期制御回路１４からのリセッ
ト信号が入力されるように構成されている。 【００１４】各Ｆ／Ｆ回路１３a 〜１３n の出力端は、
上記スイッチ１２a 〜１２n にそれぞれ接続されている
とともに、最終段のＦ／Ｆ回路１３n を除く出力端は、
次段のＦ／Ｆ回路１３b 〜１３n-1 の入力端に接続され
ている。 【００１５】コンパレータ２０（本発明の検出部に相当
する）は、各スイッチ１２a 〜１２n の出力を並列的に
入力した信号を入力信号とし、基準電位（Ｖ）と比較し
て出力を送出するように構成されている。 【００１６】照査回路３０（図１には図示せず）は、受
光部１０の循環レジスタ１３の最終段のＦ／Ｆ回路１３
n の出力と投光部４の循環レジスタ６の最終段のＦ／Ｆ
回路６n の出力の状態を照査できるように、ゲート回路
により構成されている。 【００１７】次に、図３のタイムチャートを用いて、本
実施例に係る光エリアセンサの検出動作について説明す
る。 【００１８】投光部４の最初の段のＦ／Ｆ回路６a に、
図３の（１）に示される駆動パルス（クロックパルス）
が入力されると、各Ｆ／Ｆ回路６a 〜６n は、１パルス
毎に順次駆動される。 【００１９】このため、各駆動回路５a 〜５n も、１パ
ルス毎に順次駆動されて、各投光素子２a 〜２n を駆動
させることができる。そして、最終段のＦ／Ｆ回路６n
の次に再び最初のＦ／Ｆ回路６a が駆動される。つま
り、各投光素子２a 〜２n は、１スキャンのうち、１パ
ルスだけ順次照射するように作用する（図３の（２）〜
（４）参照）。 【００２０】各投光素子２a 〜２n が順次照射すること
により、各受光素子３a 〜３n が電流を発生させて各増
幅回路１１a 〜１１n に出力する。そして、各増幅回路
１１a 〜１１n からの出力は、各スイッチ１２a 〜１２
n を介してコンパレータ２０に取込まれるが、各スイッ
チ１２a 〜１２n は、循環レジスタ１３により、各投光
素子２a 〜２n の照射に対応して、つまり同期して順次
閉じられる（図３の（５）〜（７）参照）。 【００２１】したがって、いずれか一つの受光素子が被
検出物体により遮光されて、その受光素子に対応したス
イッチが閉じられてもコンパレータ２０に出力が入力さ
れないときは、コンパレータ２０は基準電位（Ｖ）と比
較して、被検出物を検出した旨の検出信号（本実施例に
係る光エリアセンサがプレス機械に用いられたときは異
常信号）を出力する。 【００２２】以上のように、本実施例に係る光エリアセ
ンサは、投光部４と受光部１０とに循環レジスタ６，１
３を設けるとともに、スイッチ回路１２a 〜１２n を介
して受光部１０の信号を取込んで被検出物を検出するよ
うにしたので、回路構成が簡単で低コストに製造するこ
とが可能となる。 【００２３】次に、本発明の自己診断手段を実行するた
めの照査回路３０の動作について説明する。照査回路の
一方の入力端には、受光部１０の最終段のＦ／Ｆ回路１
３n の出力が入力されている（図２参照）。したがっ
て、受光部１０の各Ｆ／Ｆ回路１３a 〜１３n が正常に
動作していれば、１スキャンの最終の駆動パルス毎にそ
の駆動パルス信号に対応した信号が入力される。 【００２４】照査回路３０の他方の入力端には、投光部
４の最終段のＦ／Ｆ回路６n の出力が入力されている
（図２参照）。したがって、この入力信号は、投光部４
の各Ｆ／Ｆ回路６a 〜６n が正常に動作していれば、一
方の入力信号と同期状態にある。このため、両入力信号
が同期して入力されているときは、投光部４と受光部１
０の回路は正常に作動中であることを意味する（図３の
（イ）参照）。 【００２５】しかし、いずれか一方の入力信号が欠落し
たり、あるいは、両入力が非同期したときは、投光部４
又は受光部１０のいずれか、あるいは両方に異常が生じ
たことを意味しているので（図３の（ロ）参照）、この
ときは、照査回路３０から図示しないアラーム等を駆動
させる信号を出力し、オペレータに報知する。 【００２６】以上のように、本実施例に係る光エリアセ
ンサは、投光部４と受光部１０の最終段のＦ／Ｆ回路６
n ，１３n の出力を照査して回路の異常を検出できるよ
うにしたので、信頼性の優れたものとすることができ
る。 【００２７】 【発明の効果】本発明に係る光エリアセンサは、光軸線
上に所定の間隔を保って設けられた投光素子と受光素子
とからなるセンサを複数設けて形成されたセンサ部と、
前記各光軸上の各投光素子を所定の駆動信号により循環
して駆動させる投光部と、その投光部の駆動と同期し、
前記各光軸上の各受光素子からの信号を入力する受光部
と、その受光部の各受光素子からの出力信号を並列に入
力し、その入力信号の変化を検出する検出部と、前記投
光部の一つの投光素子を駆動する駆動信号及びその一つ
の投光素子に対応した前記受光部の一つの受光素子から
の信号を入力するための信号を入力し、それら入力信号
が所定の同期状態に保たれていることをもって正常と判
定する自己診断手段とからなるので、簡単な構成で多光
軸式の光エリアセンサを実現でき、低コストに製造する
ことができるとともに、自己診断を行うので、信頼性の
優れたものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る光エリアセンサの概略
構成図である。 【図２】一実施例に係る光エリアセンサの電気回路図で
ある。 【図３】検出動作を示すタイムチャートである。 【符号の説明】 １ センサ部 ２a 〜２n 投光素子 ３a 〜３n 受光素子 ４ 投光部 ５ 定電流駆動部 ６ 循環レジスタ １０ 受光部 １１ 増幅部 １２ 選択部 １３ 循環レジスタ ２０ コンパレータ（検出部） ３０ 照査回路（自己診断手段）
構成図である。 【図２】一実施例に係る光エリアセンサの電気回路図で
ある。 【図３】検出動作を示すタイムチャートである。 【符号の説明】 １ センサ部 ２a 〜２n 投光素子 ３a 〜３n 受光素子 ４ 投光部 ５ 定電流駆動部 ６ 循環レジスタ １０ 受光部 １１ 増幅部 １２ 選択部 １３ 循環レジスタ ２０ コンパレータ（検出部） ３０ 照査回路（自己診断手段）
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 加藤 雅一
埼玉県浦和市上木崎１丁目13番８号 日
本信号株式会社 与野事業所内
(56)参考文献 特開 平２−271199（ＪＰ，Ａ)
特開 平２−135632（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−311009（ＪＰ，Ａ)
実開 昭64−7434（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H03K 17/78
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 光軸線上に所定の間隔を保って設けられ
た投光素子と受光素子とからなるセンサを複数設けて形
成されたセンサ部と、 前記各光軸上の各投光素子を所定の駆動信号により循環
して駆動させる投光部と、 前記投光部の駆動と同期し、前記各光軸上の各受光素子
からの信号を入力する受光部と、 前記受光部の各受光素子からの出力信号を並列に入力
し、その入力信号の変化を検出する検出部と、前記投光部の一つの投光素子を駆動する駆動信号及びそ
の一つの投光素子に対応した前記受光部の一つの受光素
子からの信号を入力するための信号を入力し、それら入
力信号が所定の同期状態に保たれていることをもって正
常と判定する自己診断手段と、 を有することを特徴とする光エリアセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12195493A JP3392908B2 (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 光エリアセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12195493A JP3392908B2 (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 光エリアセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06311010A JPH06311010A (ja) | 1994-11-04 |
| JP3392908B2 true JP3392908B2 (ja) | 2003-03-31 |
Family
ID=14824028
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12195493A Expired - Fee Related JP3392908B2 (ja) | 1993-04-26 | 1993-04-26 | 光エリアセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3392908B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3234530B2 (ja) * | 1996-04-26 | 2001-12-04 | 株式会社ナブコ | ドア用センサの自己診断装置 |
-
1993
- 1993-04-26 JP JP12195493A patent/JP3392908B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06311010A (ja) | 1994-11-04 |
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