JP4052608B2 - 多光軸光電スイッチ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検出エリア内に投光素子および受光素子の対から成る光軸を複数光軸配置する投光器と受光器とを有する多光軸光電スイッチに関するもので、特に、その多光軸光電スイッチの遮光状態等を表示する状態表示方法およびその方法を用いた多光軸光電スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
多光軸光電スイッチとは、投光器の投光素子および受光器の受光素子の対から成る光軸を複数光軸有しこれらの光軸のいずれかの光軸が物体により遮光したときに動作するスイッチをいい、従来より、広い検出エリアで物体の有無を検出できる「光学式エリアセンサ」として知られている。この多光軸光電スイッチは、特に工作機械、パンチ機、プレス機、制動機、成形機、自動制御機、巻線機、ロボット、鋳造機等のオペレータの安全を守るために用いられ、プレス機等の危険な領域にこの多光軸光電スイッチを配置して検出エリアとし、オペレータの手指など身体の一部がこの検出エリアに入ることにより光軸の遮光を検出して、即座に機械の動作を停止又は警報を発して保護している。
また、多光軸光電スイッチは工場の自動生産ラインに用いて移動する物品の有無を検出し、物品を検出したとき次のステップに移る等の自動制御のセンサとしても用いられている。
【０００３】
この種の多光軸光電スイッチの構成は、図８に示すように、赤外線等を発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）等の投光素子２１を複数個（図８では８個）所定のピッチで設けた投光器２と、この投光器２の投光素子２１から発せられる赤外線ビームである光軸５を受光するためこれらの投光素子２１に対応して所定のピッチでフォトダイード等の受光素子３１を設けた受光器３と、から成り、プレス機等の保護すべき検出エリアの一方に投光器２を、また検出エリアの他方に受光器３を対向配設し、投光器２と受光器３の各々の対をなす各投光素子と受光素子との間で光ビームの授受がなされることにより遮光の有無を検出している。投光器２と受光器３の間は信号線８で接続されている。
投光器２は、内蔵の投光器制御回路の制御にしたがって、投光器２の投光素子２１が一方から他方へ（例えば、下方から上方へ））順々にサイクリックに発光し、その投光素子２１に対応する受光器３の受光素子３１と同期を取りながら、対応する受光素子３１のみを受光可能とし、その他の受光素子３１は受光不能にされている。このように常時対応する１個の受光素子３１しか受光可能としないのは、投光素子２１からの光が対となる受光素子３１のみに入射するとは限らずその近傍の受光素子３１にも比較的強度の大きな光として入射するケースが考えられるからである。すなわち、全ての受光素子３１からの受光信号が纏めて１個の２値化回路に入力される構成であることから、物体の侵入によってその光軸が遮光状態にあるにもかかわらずその近傍の受光素子３１への入射光があるため全体としてはしきい値をこえて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。
このようにして、常時１光軸のみをサイクリックに有効化して検出を続けていき、検出エリア中に物体あるいは人間の手指等の侵入があると、これによりその位置にある光軸５が遮光されて受光素子３１で受光できなくなるので、警報を発したり機械の動作を停止したりして安全を図っている。
【０００４】
図９は、図８の多光軸光電スイッチ１のセンサ部のブロック図である。多光軸光電スイッチ１は投光器２と受光器３から構成されている。
投光器２は、所望のピッチ、例えば４０ｍｍ、で配設された所望の数Ｎの発光ダイオード等から成る投光素子２１（２１１、２１２〜２１Ｎ）と、これらの各投光素子２１を駆動するＮ個の投光回路２２（２２１、２２２〜２２Ｎ）と、Ｎ個の投光回路２２を時分割でスキャンする投光素子切替回路２３と、投光器制御回路２４と、多光軸光電スイッチ１の状態を表示する表示器６とを有している。
投光器制御回路２４はここではゲートアレイを使用して制御しているが、ゲートアレイの代わりに他の制御素子、たとえばＣＰＵ等を使用することももちろん可能である。
表示器６は、例えば赤と緑の表示をする表示灯１個を用いたものであれば、すべての光軸が一致したとき緑で点灯し、それ以外の場合は赤で点灯するとか、また単色の表示灯であればすべての光軸が一致したときは点灯、それ以外の場合は消灯するものである。
【０００５】
受光器３は、投光器と同じピッチで配設された所望の数Ｎのフォトトランジスタ等から成る受光素子３１（３１１、３１２〜３１Ｎ）と、これらの各受光素子３１の受光信号をＩ−Ｖ変換するＮ個の受光回路３２（３２１、３２２〜３２Ｎ）と、Ｎ個の投光回路３２と対をなす投光素子２１と同期して時分割でスキャンする受光素子切替回路３３と、受光回路３２からの受光信号をまとめて増幅する増幅回路３６１と、この増幅された信号を所定のしきい値を基準にして１と０に変換する２値化回路３６２と、この２値化信号で入射光状態を判別する検波回路３６３と、受光器３側の制御を行なう受光器制御回路３４と、プレス機等へ動作停止を行わせるための出力回路３５とを有している。
受光器制御回路３４は、投光器制御回路２４と同じくゲートアレイを使用して制御しているが、ゲートアレイの代わりに他の制御素子、たとえばＣＰＵ等を使用することももちろん可能である。
図９では表示器は受光器３側にあって投光器２側にはないが、使用状況によっては受光器３側の表示器６の代わりに投光器２側に設けることも可能である。
【０００６】
信号線８は、投光器２と受光器３の同期をとるための同期信号を受光器３側から投光器２側へ送るために使用されるものである。
その他、図示しないが投光／受光監視回路が投光器２側と受光器３側にそれぞれ設けてあり、これで各発光素子や受光素子が正常に動作しているか否かを常時監視し、素子故障等の異常が発生したとき速やかにオペレータに警報するようにしている。
【０００７】
このような多光軸光電スイッチの動作状態の表示には、従来、大別して次の３方法があった。
（１）、第１の動作状態表示方法は、図１０に例示したように１個の表示器６を用いるもので、すべての光軸が一致したとき表示器が緑点灯し、それ以外、すなわち、１光軸でも遮光があったときはＯＦＦ（又は赤点灯）の状態として表示する方法である。
（２）、第２の動作状態表示方法は、図１１のように表示器６を複数個用いるもので、表示器１個を各投光素子２１に近接配設して表示する方法である。
（３）、第３の動作状態表示方法は、１個の表示器を点滅表示させる方法である。すなわち、点滅の速度を変化させて入光光軸数の割合等を表示するもので、例えば、▲１▼ 入光数が１光軸の場合は３／１０秒間隔で表示器を点滅させ、
▲２▼ ４光軸の場合は１／１０秒間隔で点滅させ、
▲３▼ ７光軸の場合は１／２０秒間隔で点滅させる、といった表示方法である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例においてはそれぞれ次のような欠点があった。
（１）の場合は、投光器から受光器への光軸調整を行う場合に不便である。
すなわち、この場合はすべての光軸が一致しなければ表示器がＯＦＦ（又は赤点灯）の状態を続けるため、光軸調整を行っているとき投光器（又は受光器）を受光器（又は投光器）の作る面に対して上下左右に移動させてもすべての光軸が一致しない以上表示器がＯＦＦ（又は赤点灯）の状態を続けるので、結局どちらの方向へ動かせばよいのか分からないという問題があった。
（２）の場合は、どの光軸が合っていないかは一目で分かるものの、投光器（又は受光器）を移動させた時に入光光軸数が増えたかどうかは受光器（又は投光器）の一端の表示器から他端の表示器まで全体を見渡さなければならないので、必ずしも視認性がよいとはいえなかった。また、全ての光軸に表示器を付けるため形状が全体的に大きくなってしまい、かつコスト高となり、本来必要とされる機能以外の部品が増えてしまうという問題があった。
（３）の場合は、同じく光軸調整を行う場合に不便である。この方法では絶対的な点滅速度によっては入光光軸数の割合が分かるにすぎず、どちらの方向へ動かせばよいかという情報は得られないからである。すなわち、どちらかの方向へ動かしたときに変わる点滅速度の変化により初めて動かす方向がわかるのであるが、点滅速度の変化を知るためには所定時間かけて点滅速度をカウントすることが必要となり、一目見ただけで瞬間的に移動すべき方向を知ることは不可能である。しかもこの調整方法は入光光軸数の割合対点滅速度を熟知して初めて行えるものであり、初心者には取扱いがとても難しい。
【０００９】
そこで、本発明は、状態表示を例えばバーグラフ化して表示することによって解決するもので、これによれば光軸調整を行う場合に、バーグラフが増加する方向に動かせばよいことになり、光軸調整がとても簡単となり、初心者にも取り扱い易い。また、表示灯の集中配置によりバーグラフが一目で分かるようになり、従来の（２）のような投光器の端から端まで全体を見渡す必要がなくなるので、状態表示の視認性も向上する。本発明は、このような表示方法および多光軸光電スイッチを提供することを目的としている。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の多光軸光電スイッチの発明は、複数個の投光素子が所定のピッチで一列に配置された投光器と、
前記複数個の投光素子の各々に対応し、光軸を形成する複数個の受光素子が前記投光素子と同一のピッチで一列に配置された受光器とからなる多光軸光電スイッチにおいて、
前記各々の受光素子の受光量と所定のしきい値とを比較することにより、対応する光軸の入光状態を判定する判定手段と、
前記判定手段の判定結果に基づいて、前記入光状態にある光軸の数をカウントするカウント手段と、
前記カウント手段のカウント数に基づいて、全光軸数に対する前記入光状態にある光軸数の割合を演算する演算手段と、
前記投光器と前記受光器の少なくとも一方に設けられ、前記演算手段によって演算された全光軸数に対する前記入光状態にある光軸数の割合を表示する集中配置された複数の表示灯からなる表示器と、
前記演算手段の演算結果に基づいて、前記全光軸数に対する前記入光状態にある光軸数の割合に応じた比率の前記表示器の表示灯を点灯させる表示制御手段とを備えることを特徴としている。
また、請求項２記載の発明は、請求項１記載の多光軸光電スイッチにおいて、前記表示器が前記投光器および前記受光器の少なくとも一方の複数箇所に設けられることを特徴としている。
そして、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の多光軸光電スイッチにおいて、前記表示器が前記投光器と前記受光器の双方に設けられることを特徴
としている。
【００１１】
さらに、請求項４記載の発明は、請求項１記載の多光軸光電スイッチにおいて、前記受光器側に表示制御手段が設けられ、信号線で表示データを投光器側に送信することを特徴としている。
また、請求項５記載の発明は、請求項４記載の多光軸光電スイッチにおいて、前記投光器側と前記受光器側で同期信号を送信する信号線を備え、該信号線と表示データを送信する前記信号線を共通にしたことを特徴としている。
そして、請求項６記載の発明は、請求項１記載の多光軸光電スイッチにおいて、
前記カウント手段、前記演算手段、前記表示制御手段は外部にケーブルで接続された制御器内部に設けられることを特徴としている。
さらに、請求項７記載の発明は、請求項１記載の多光軸光電スイッチにおいて、
前記複数の表示灯が、複数の緑表示灯と複数の赤表示灯を含み、
（１）通常状態における全光軸入光では緑表示灯の全灯点灯とし、および／又は、（２）遮光時には全光軸に対する入光光軸の割合に応じた赤表示灯の比率点灯としたことを特徴としている。
また、請求項８記載の発明は、請求項７記載の多光軸光電スイッチにおいて、異常の場合に、前記複数色の表示灯の一部又は全部を点滅表示させることを特徴としている。
また、請求項９記載の発明は、請求項７記載の多光軸光電スイッチにおいて、受光量が不足の時には、緑表示灯の全灯を点滅表示させることを特徴としている。
さらに、請求項１０記載の発明は、請求項７載の多光軸光電スイッチにおいて、
外乱光が検知された時には、緑表示灯の全灯点灯と、赤表示灯の一部の点灯とを交互に繰り返し表示することを特徴としている。
以上の構成によれば、光軸の調整等の際に、投光器と受光器の間の距離が離れたり、投受光器の設置場所が一方が視認性の悪い場所の場合等に、投光器と受光器どちらの光軸調整の際も手元でバーグラフ等の表示器が確認できるので、良好に対応でき、また、複数色の表示灯を点灯表示や点滅表示することができるので、正常状態や各種の異常状態を表示することが可能となる。
【００１２】
さらに、請求項１１記載の増設型多光軸光電スイッチの発明は、請求項１〜１０のいずれか１項記載の多光軸光電スイッチを複数段連結して成ることを特徴としている。
この構成によれば、増設型多光軸光電スイッチにおいても多光軸光電スイッチユニットの各種の考え方を適用して使いやすくすることが可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の第１の実施の形態について図１〜図７を参照して説明する。
図１は本発明の第１の実施の形態に係る多光軸光電スイッチのバーグラフ表示器の全体斜視図である。
図２は本発明の多光軸光電スイッチのセンサ部のブロック図である。
図３は図２のバーグラフ表示器のブロック図である。
図４は図３の多光軸光電スイッチの要部タイミングチャートである。
図５は本発明のバーグラフ表示器の１実施例の拡大斜視図である。
図６は図３に示すバーグラフ表示器の通常状態の表示例を示す図である。
図７は図６に示す表示の異常時における警告表示例を示す図である。
図１において、図１（ａ）は投光器と受光器のうちのいずれか一方にだけバーグラフ表示器を設ける例で、ここでは投光器側にバーグラフ表示器を設けている。１は、８本の光軸を有しバーグラフ表示器を備えて検出エリアの物体を検出する多光軸光電スイッチ（エリアセンサ）である。２は多光軸光電スイッチ１の投光器であり、３は投光器２の各投光素子２１からの光軸を対の各受光素子３１で受光する受光器である。６は表示手段で、ここでは複数（例えば８個）の発光ダイオード（ＬＥＤ）セグメント６２で構成するバーグラフ表示器である。
【００１４】
図１（ｂ）は左右の投光器２と受光器３の双方にバーグラフ表示器６２、６３を夫々設けた例であると共に、左の投光器２の２側面にバーグラフ表示器６２を夫々設けた例も示している。なお、図１では投光器２と受光器３を左右に配置しているのでバーグラフ表示器６２、６３の位置も正面側、側面側としたが、投光器と受光器の位置を９０度回転して上下配置とする場合は、バーグラフ表示器４、５の位置はその位置で一番見やすいところに設けるのがよい。８は前述の通信線である。図１（ｂ）の多光軸光電スイッチ１は、左右の（又は上下の）検出エリア距離が長い場合に使用すると便利である。
【００１５】
図２は、図１の多光軸光電スイッチのブロック図である。
１は多光軸光電スイッチで、投光器２と受光器３から構成されている。投光器２は、所望のピッチ、例えば４０ｍｍ、で配設された所望の数Ｎの発光ダイオード等から成る投光素子２１（２１１、２１２〜２１Ｎ）と、これらの各投光素子２１を駆動するＮ個の投光回路２２（２２１、２２２〜２２Ｎ）と、Ｎ個の投光回路２２を時分割でスキャンする投光素子切替回路２３と、投光器制御回路２４と、多光軸光電スイッチ１の諸状態を表示できる本発明に係るバーグラフ表示器６２と、を有している。
受光器３は、投光器と同じピッチで配設された所望の数Ｎのフォトトランジスタ等から成る受光素子３１（３１１、３１２〜３１Ｎ）と、これらの各受光素子３１の受光信号をＩ−Ｖ変換するＮ個の受光回路３２（３２１、３２２〜３２Ｎ）と、Ｎ個の投光回路３２と対をなす投光素子２１と同期して時分割でスキャンする受光素子切替回路３３と、受光回路３２からの受光信号をまとめて増幅する増幅回路３６１と、この増幅された信号を所定のしきい値を基準にして１と０に変換する２値化回路３６２と、この２値化信号で入射光状態を判別する検波回路３６３と、受光器３側の制御を行なう受光器制御回路３４と、プレス機等へ動作停止を行わせるための出力回路３５と、多光軸光電スイッチ１の諸状態を表示することのできる本発明に係るバーグラフ表示器６３と、を有している。
投光器２と受光器３との間は信号線８で接続されている。
【００１６】
図３は、図２の投光器制御回路２４、受光器制御回路３４、バーグラフ表示器６２、６３の各ブロックを説明するための回路図である。
図３において、投光器２のためのブロックでは、２０がタイミング発生回路、６２０が受光器側から送られてくるバーグラフ表示器用の後述のシリアル通信データをパラレルデータに変換するシリアル→パラレル変換回路である。
図２の投光器制御回路２４には、このシリアル→パラレル変換回路６２０と上述のタイミング発生回路２０とが含まれている。これらはゲートアレーを用いて実現しているが、他の制御手段、例えばＣＰＵを用いて実現することももちろん可能である。そして、６２が、上述のシリアル→パラレル変換回路６２０によって点灯制御される緑ＬＥＤ群６２１と赤ＬＥＤ６２２群から成る本発明に係るバーグラフ表示器である。他の回路は図２で説明したのでここでは省略する。
【００１７】
一方、受光器３のブロックでは、３０がタイミング発生回路で、６３０がバーＬＥＤデコード回路、６３が、緑ＬＥＤ群６３１と赤ＬＥＤ群６３２で構成される受光側のバーグラフ表示器、３７が受光軸数を検出し演算する入光光軸数／全光軸数計算回路、３８がパラレル→シリアル変換回路である。本発明のバーグラフ表示器６３はバーＬＥＤデコード回路６３０によって点灯制御される。
他の回路は図２で説明したので、ここでは省略する。
図２の受光器制御回路３４には、タイミング発生回路３０と、入光光軸数／全光軸数計算回路３７、パラレル→シリアル変換回路３８、バーＬＥＤデコード回路６３０が含まれている。これらはここでは投光器側と同様にゲートアレーを用いて実現しているが、ＣＰＵ等で実現することも可能である。
図３では投光器２と受光器３側の双方にバーグラフ表示器６２と６３を設置しているが、これは図１の（ｂ）に相当するものである。
【００１８】
バーグラフ表示器の実際の配置については図５に示されている。図５は、図３のバーグラフ表示器６２を構成する緑ＬＥＤ６２１と赤ＬＥＤ６２２によるバーグラフ表示器６２の１例の斜視図である。図５によると、緑ＬＥＤ６２１と赤ＬＥＤ６２２がそれぞれ投光器２に下部の投光素子２１近傍に２列縦隊に集中配置されて、バーグラフを構成している。通常はこの８個の緑バーＬＥＤと８個の赤ＬＥＤ６２２の２列縦隊構成が通常形態であるが、光軸数および表示用バーＬＥＤの数については限定はない。また、バーグラフ表示器は投光器２又は受光器３の片方にだけ設置する場合や、双方に設置する場合もあり、また、投光器２又は受光器３の側面、正面等２面に配置する等その設置位置、設置個数等については各種のバリエーションがある。特に、投光器２と受光器３の間の距離が５ｍ以上も離れて設置されることもあり、視認性が悪くなる場合や、取付けられる投受光器の設置場所によっては一方が視認性の悪い場所に当たっているような場合には、バーグラフ表示器を投光器２、受光器３の双方に配置することによって従来のような問題は解消される。
【００１９】
つぎに図２〜図４を参照して動作について説明する。
先ず、基本的な動作は投光器２の投光素子２１１〜Ｎ（図２）を所定の間隔でサイクリックにスキャン発光させ、発光タイミングに同期して対となる受光器３の受光回路３２１〜ＮもサイクリックにＯＮさせて、スキャン受光を行い、遮光を検出するものである。図４は投光器２からのその発光タイミングを示すタイミングチャートである。図４において、投光器２からの発光タイミングはタイミング発生回路２０（図３）からのタイミング信号により、投光第１光軸〜投光第Ｎ光軸の信号波形のように、所定間隔で投光素子切替回路２３（図２、図３）、投光回路２２１〜Ｎを介して投光素子２１１〜Ｎを順にスキャン発光させる。
受光器３では図４に示す受光第１光軸〜受光第Ｎ光軸の信号波形のようなタイミングをタイミング発生回路３０（図３）の信号により与えられ、投光器２の発光タイミングに同期して対となる受光素子３１１〜Ｎ（図２）の受光回路３２１〜Ｎ（図２）をＯＮさせてスキャン受光する。投光器２のタイミング発生回路２０と、受光器３のタイミング発生回路３０間の同期処理は、受光器側から投光器側に同期認識パルス（パターン）を信号線８を介して送信することによって行なわれる。もちろん同等なタイミング処理ができれば他の回路構成でも構わない。例えば、投光器２と受光器３とを同一のＣＰＵで制御して、同期処理を簡単確実に同一タイマーを利用して行えるソフトウェア主体で構成するようにしてもよい。いずれも信号線８を用いて電気的同期信号が送られる。
しかしながら、バーグラフの表示を受光側だけにして、投光側に持たない場合であれば、光学的なバースト信号の送信を用いるようにすることにより、投受光間の信号線８を省略することも可能である。
【００２０】
受光器３の受光信号の検出は、第１光軸から第Ｎ光軸まで順に増幅回路３６１で増幅したアナログ出力（ａ）を、２値化回路３６２でしきい値と比較し、しきい値を超えれば入光ありと判定してパルス（ｂ）を出力し、しきい値以下ならば遮光と判定される。
次に、こうして２値化された入光信号（ｂ）は、入光光軸数／全光軸数計算回路３７へ入力され、ここで受光量が一定のしきい値を超えた光軸の数がカウントされて、全光軸数（ここでは８個）に対する入光光軸数の割合の計算を行い、算出した入光光軸数の割合の数値を基に対象となる表示灯をバーグラフとして表示するようバーＬＥＤデコード回路６３０において、バーグラフ表示器６３の表示用データをデコードして求め、受光器側のバーグラフ表示器６３の表示を行う。
又、投光器側のバーグラフ表示器６２の表示を行わせるためには、同一表示データがパラレル→シリアル変換回路３８を介して、シリアル通信データに変換された後、信号線８を介して投光器側へ送り、投光器側ではこのシリアル通信データを再度シリアル→パラレル変換回路６２０でパラレルデータに変換して、投光器２側のバーグラフ表示器６２を点灯させる。
【００２１】
デコード回路６３０で求める表示用データの内容は、
通常時、バーグラフ表示器６２、６３の表示では、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、緑点灯、赤点灯、消灯、点滅を用いて図６（ｃ）に示す入光光軸数／全光軸数計算回路３７で求めた計算割合１００％〜０％によって次の各種の表示を行う。
１、入光率＝１００％（すなわち、全光軸入光）時：
図６（ａ）の緑点灯（緑ＬＥＤが全点灯）とする。
２、１００％＞入光率＞０％（すなわち、一部遮光）時：
全光軸に対する入光光軸の割合％に応じ、図６（ｂ）のように、赤点灯を、赤ＬＥＤが全部から、赤ＬＥＤの下方所定数連続点灯、その残りの上方の赤ＬＥＤは消灯、というようにバーグラフ表示になる。
３、入光率＝０％（すなわち、全光軸遮光）時：
最右側の表示のように、下方の赤ＬＥＤ１個が点滅し、他は消灯という表示とする。
以上のようなデコード処理を行って、見易いバーグラフ表示を構成している。
【００２２】
次に、警告／異常時の表示については、図７（ａ）、（ｂ）に示すように表示するとよい。すなわち、
１、受光量が不足の時（所定のしきい値ぎりぎりの不安定検知の場合）、図 ７（ｂ−イ）の最左側の図のように、全緑ＬＥＤが点滅（投光器、受光器共）。
２、投光器の投光を停止して計測することにより外乱光が検知された時、
図７（ｂ−ロ）の表示のように全緑ＬＥＤが緑点灯と、上部と下部に位置する２個の赤ＬＥＤの赤点灯、他は消灯を交互に繰り返す（この場合も投光器、受光器共）。
３、投光器の異常が検知された時、図７（ｂ−ハ）の表示のように
投光器の全赤ＬＥＤの点滅、又は全ＬＥＤ消灯。
受光器の全赤ＬＥＤの点滅。
４、受光器の異常が検知された時、図７（ｂ−ハ）の表示のように
受光器の全赤ＬＥＤの点滅、又は全ＬＥＤ消灯。
投光器の全赤ＬＥＤの点滅。
５、その他の異常が検知された時、図７（ｂ−ハ）の表示のように
全赤ＬＥＤの点滅（投光器、受光器共）
というようにデコードして見やすい表示を行っている。
このように、本実施の形態によれば、ＯＦＦ時の状態表示を１つの状態としないで、バーグラフの増減によって光軸調整する場合に動かすべき方向が１目で分かるようになり、調整が容易になり、視認性も向上する。
【００２３】
次に、本発明の第２の実施の形態について図１２を参照して説明する。
図１２は本発明の第２の実施の形態に係る多光軸光電スイッチのバーグラフ表示器を増設型の多光軸光電スイッチに設けたその斜視図である。
増設型の多光軸光電スイッチとは、単位となる投光器ユニット１２１１（基部ユニット）に制御器等を内蔵していてすでに投光器の機能を有しており、同じく単位となる受光器ユニット１２２１（基部ユニット）も受光器の機能を有しており、両者を信号線８で接続することにより多光軸光電スイッチが構成されるものであるが、検出エリアが投光器ユニット１２１１の長さ方向に足りない場合には、投光器ユニット１２１２、１２１３、・・・を所望の数だけ基部の投光器ユニットに連結することによって検出エリアを広げることのできる多光軸光電スイッチをいう。増設型の多光軸光電スイッチの制御は設計段階で、１周期に必要とされる最大光軸数を決めて、その最大光軸数まで駆動できるように設計しておけば、その最大光軸数以内であれば投光器ユニットの増減に関係なく共通の制御器を何の変更もなく用いることが出来る。
【００２４】
さて、図１２に示す第２の実施の形態では、例えば、投光器１２１側を例にとると、前実施の形態の投光器ユニット１２１１〜１２１４を縦に４個縦属接続したものであって、これと対となる受光器ユニット１２２１〜４を複数個縦に縦属接続した受光器１２２とで、多光軸光電スイッチが構成されている。このようにして光軸５を増やして検出エリアを拡張している。
このような増設型の多光軸光電スイッチにおいても、本発明のバーグラフ表示器１２６１を図のように投光器１２１の最下部の投光器ユニット１２１１の正面と側面に、また、最上部の投光器ユニット１２１４の正面に配置したり、さらにバーグラフ表示器１２６２を受光器１２２の最下部の受光器ユニット１２２１の側面に配置している。このように、本発明のバーグラフ表示器を投光器や受光器に、また、その複数面に配設することにより、操作性・視認性を高めることができる。
これらのバーグラフ表示器１２６１、１２６２の表示方法は前実施の形態と同じなので、説明は省略する。
【００２５】
次に、本発明の第３の実施の形態について図１３を参照して説明する。
図１３は、複数の表示灯の集中配置のいくつかの構成例（ａ）と、その状態表示の仕方（ｂ）の１例を示するものである。
（イ）は、第１の実施形態で例示したバーグラフ表示である。
各表示灯は方形のセグメントであるが、円セグメントを縦に整列させてももちろんよい。各セグメントの大きさを最下段と最上段のセグメントだけ大きめのものにするなど変えてもよい。
（ロ）は、円グラフ表示である。各扇型表示灯はパネルとし内部に緑ＬＥＤと赤ＬＥＤが埋設されている。
（ハ）は、数表示である。各数字表示灯はパネルとし内部に緑ＬＥＤと赤ＬＥＤが埋設されている。
（ニ）は、文字表示である。各文字表示灯はパネルとし内部に緑ＬＥＤと赤ＬＥＤが埋設されている。
【００２６】
次に、このような複数の表示灯の各種集中配置したものにおいて、各センサの各状態の表示例を（ｂ）に示す。
（イ）のバーグラフ表示においては、
（１）通常の全光軸入光時、全緑点灯表示。
（２）通常で一部の光軸遮光時、赤で下から比率表示。
（３）受光量が不足している時、全緑点滅表示。
（４）異常時である外乱光受光時、全緑と、一部赤・残り消灯と、の交互繰り返し表示。
（５）その他の異常時、全赤点滅表示。
（ロ）の円グラフ表示においては、
（１）通常の全光軸入光時、全緑点灯表示。
（２）通常で一部の光軸遮光時、赤で比率表示。
（３）受光量が不足している時、全緑点滅表示。
（４）異常時である外乱光受光時、全緑と、一部赤・残り消灯と、の交互繰り返し表示。
（５）その他の異常時、全赤点滅表示。
（ハ）の数表示においては、
（１）通常の全光軸入光時、全緑点灯表示。
（２）通常で一部の光軸遮光時、赤で下の「０」から比率表示。
（３）受光量が不足している時、全緑点滅表示。
（４）異常時である外乱光受光時、全緑と、一部赤・残り消灯と、の交互繰り返し表示。
（５）その他の異常時、全赤点滅表示。
（ニ）の文字表示においては、
（１）通常の全光軸入光時、「ＯＫ」を緑点灯表示。
（２）通常で一部の光軸遮光時、赤で下の「ＮＯ」から比率表示。
（３）受光量が不足している時、全緑点滅表示。
（４）異常時である外乱光受光時、全緑と、一部赤・残り消灯と、の交互繰り返し表示。
（５）その他の異常時、「ＯＫ」以外を全赤点滅表示。
【００２７】
図１４は、本発明の第４の実施の形態に係る多光軸光電スイッチの全体斜視図である。１は多光軸光電スイッチで、投光器２と受光器３と制御器４とから構成されている。制御器４は、ケーブル７、７を介して投光器２、受光器３、バーグラフ表示器６２、６３の全体動作を制御するもので、本発明の第１の実施の形態における投光器制御回路や受光器制御回路等を共通の筐体に纏めたことに特徴がある。図１４において、図１４（ａ）は投光器（あるいは受光器でもよい。）の片方だけにバーグラフ表示器による表示手段６を設けた例であり、図１４（ｂ）は左右の投光器２と受光器３の双方にバーグラフ表示器６２、６３を各々設け、かつ投光器２の２側面にバーグラフ表示器６２を各々設けた例を示している。
図１５は、図１４の多光軸光電スイッチの制御器の内部を説明するためのブロック図である。図１４と図２とを比較して分かるように、投光器２の中に投光素子２１、投光回路２２、投光素子切替回路２３、バーグラフ表示器６２が配設され、受光器３の中に受光素子３１、受光回路３２、受光素子切替回路３３、バーグラフ表示器６３、受光回路３２からの受光信号をまとめて増幅する増幅回路３６１と、この増幅された信号を所定のしきい値を基準にして１と０に変換する２値化回路３６２と、が配設されていることは図１の場合と同じであるが、それ以外の回路部品等は制御器４の中に纏められている。すなわち、制御器４の中には、２値化信号で入射光状態を判別する検波回路３６３と、受光器３側のシステムの制御を行なう受光器制御回路３４と、受光器制御回路３４から投光器２側へ送られてきた同期信号や表示器用データを受け取って投光器側のシステム制御を行なう投光器制御回路２４と、プレス機等へ動作停止を行わせるための出力回路３５と、が配設されている。
このようにすることにより、投光器２と受光器３が軽量・コンパクトとなり、検出エリアへの設置が容易となるばかりか、制御関係部品を１か所に集中することにより部品の共有化、配線の短縮化、組み立て・保守点検のしやすさ、低コスト化等を図ることができる。
【００２８】
なお、本発明はここまで、多光軸光電スイッチについての適用としてプレス機等のオペレータの安全性に例をとって説明してきたが、これに限られるものではなくその他工場の産業用ロボットのためのエリアセンサや、各種の警備・警報装置等にも応用可能である。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、投受光が対となった光軸が多数存在する多光軸光電スイッチにおいて、受光量が一定のしきい値を超えた光軸の数をカウントし、カウント数値か又は光軸数全体に対する割合を複数の表示灯によりバーグラフとして表示するように構成し、これら複数個の緑表示灯と赤表示灯を用いたバーグラフ表示器によって、ＯＦＦ時の状態表示を１つの状態とせずに、各種のバリエーションにより表示するバーグラフ表示法を導入して視認性を高めるように構成したので、バーグラフ表示によって光軸調整が簡単で正確に行えるようになり、検査エリア内での検出物体の高さ、面積、大きさを迅速に認識できる目安ともなって高度な安全・保護対策が可能になり、表示灯による表示面積もある程度大きくなるので、それらの表示法も合わせて視認性が向上する等の効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る多光軸光電スイッチの全体斜視図である。
【図２】本発明の多光軸光電スイッチのセンサ部のブロック図である。
【図３】図２の投光器制御回路２４、受光器制御回路３４、バーグラフ表示器６２、６３の各ブロックを説明するための回路図である。
【図４】図３の多光軸光電スイッチの要部タイミングチャートである。
【図５】本発明のバーグラフ表示器の１実施例の拡大斜視図である。
【図６】図３に示すバーグラフ表示器の通常状態の表示例を示す図である。
【図７】図６に示す表示の異常時における警告表示例を示す図である。
【図８】従来の多光軸光電スイッチの全体斜視図である。
【図９】従来の多光軸光電スイッチのセンサ部のブロック図である。
【図１０】従来の表示灯１個付き多光軸光電スイッチの説明図である
【図１１】従来の複数個の表示灯付き多光軸光電スイッチの説明図である。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る多光軸光電スイッチのバーグラフ表示器の斜視図である。
【図１３】本発明の第３の実施の形態に係る複数の表示灯の集中配置の諸構成例（ａ）と、その状態表示の仕方（ｂ）を示すものである。
【図１４】本発明の第４の実施の形態に係る多光軸光電スイッチの全体斜視図である。
【図１５】図１４の多光軸光電スイッチの制御器の内部を説明するためのブロック図である。
【符号の説明】
１ 多光軸光電スイッチ
２ 投光器
２０ 投光器側タイミング発生回路
２１ 投光素子
２２ 投光回路
２３ 投光素子切替回路
２４ 投光器側システム制御回路
３ 受光器
３０ 受光器側タイミング発生回路
３１ 受光素子
３２ 受光回路
３３ 受光素子切替回路
３４ 受光器側システム制御回路
３５ 出力回路
３６１ 増幅回路
３６２ ２値化回路
３６３ 検波回路
３７ 入光光軸数／全光軸数計算回路
３８ パラレル→シリアル変換回路
４ 制御器
５ 光軸
６ 表示手段（表示器）
６２、６３ バー表示器
６２１、６３３ 緑発光ダイオード（緑ＬＥＤ）
６２２、６３４ 赤発光ダイオード（赤ＬＥＤ）
６２０ シリアル→パラレル変換回路
６３０ バーＬＥＤデコード回路
７ 接続ケーブル
８ 信号線
１２１ 増設型多光軸光電スイッチ投光器
１２１１〜１２１４ 増設型投光器ユニット
１２６１ 投光器側バーグラフ表示器
１２２ 増設型多光軸光電スイッチ受光器
１２１１〜１２１４ 増設型受光器ユニット
１２６２ 受光器側バーグラフ表示器

Claims (11)

1. 複数個の投光素子が所定のピッチで一列に配置された投光器と、
   前記複数個の投光素子の各々に対応し、光軸を形成する複数個の受光素子が前記投光素子と同一のピッチで一列に配置された受光器とからなる多光軸光電スイッチにおいて、
   前記各々の受光素子の受光量と所定のしきい値とを比較することにより、対応する光軸の入光状態を判定する判定手段と、
   前記判定手段の判定結果に基づいて、前記入光状態にある光軸の数をカウントするカウント手段と、
   前記カウント手段のカウント数に基づいて、全光軸数に対する前記入光状態にある光軸数の割合を演算する演算手段と、
   前記投光器と前記受光器の少なくとも一方に設けられ、前記演算手段によって演算された全光軸数に対する前記入光状態にある光軸数の割合を表示する集中配置された複数の表示灯からなる表示器と、
   前記演算手段の演算結果に基づいて、前記全光軸数に対する前記入光状態にある光軸数の割合に応じた比率の前記表示器の表示灯を点灯させる表示制御手段とを備えることを特徴とする多光軸光電スイッチ。
2. 前記表示器が前記投光器および前記受光器の少なくとも一方の複数箇所に設けられることを特徴とする請求項１記載の多光軸光電スイッチ。
3. 前記表示器が前記投光器と前記受光器の双方に設けられることを特徴とする請求項１又は２記載の多光軸光電スイッチ。
4. 前記受光器側に表示制御手段が設けられ、信号線で表示データを投光器側に送信することを特徴とする請求項１記載の多光軸光電スイッチ。
5. 前記投光器側と前記受光器側で同期信号を送信する信号線を備え、該信号線と表示データを送信する前記信号線を共通にしたことを特徴とする請求項４記載の多光軸光電スイッチ。
6. 前記カウント手段、前記演算手段、前記表示制御手段は外部にケーブルで接続された制御器内部に設けられることを特徴とする請求項１記載の多光軸光電スイッチ。
7. 前記複数の表示灯は、複数の緑表示灯と複数の赤表示灯を含み、
   （１）通常状態における全光軸入光では緑表示灯の全灯点灯とし、および／又は、（２）遮光時には全光軸に対する入光光軸の割合に応じた赤表示灯の比率点灯としたことを特徴とする請求項１記載の多光軸光電スイッチ。
8. 異常の場合に、前記複数色の表示灯の一部又は全部を点滅表示させることを特徴とする請求項７記載の多光軸光電スイッチ。
9. 受光量が不足の時には、緑表示灯の全灯を点滅表示させることを特徴とする請求項７記載の多光軸光電スイッチ。
10. 外乱光が検知された時には、緑表示灯の全灯点灯と、赤表示灯の一部の点灯とを交互に繰り返し表示することを特徴とする請求項７記載の多光軸光電スイッチ。
11. 請求項１〜１０のいずれか１項記載の多光軸光電スイッチを複数段連結して成ることを特徴とする増設型多光軸光電スイッチ。

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