JP4445320B2 - 多光軸光電センサ - Google Patents
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Description
多重投光時の各投光素子に供給される電流の値ITは下記の(式1)により決定される。
IT=Itp/m (式1)
(Itp:定電流回路から出力される電流の値 m:投光動作を行なっている投光素子の数)
即ち、多重投光が行なわれているときには、投光素子に供給される電流の値が「Ic/m」となり、「電流検出手段で検出された電流値が0より大きく、且つ、所定レベル以下」という条件を満たすから動作異常が検出される。
このようにすれば、投光素子における回路上の位置に関係なく各投光素子への駆動電流を均一化することができるから、異常検出手段にて設定する所定レベルを一定のレベルに設定したとしても、正確に動作異常を検出することができる。
本発明の実施形態1を図1又は図2によって説明する。
本発明に係る多光軸光電センサは、N個の投光素子T(例えばLED)が一列に配列された投光器10と、それらのN個の投光素子Tのそれぞれと対をなすN個の受光素子J(例えばフォトダイオード)が配列された受光器30とを所定の検出エリアを挟んで対向配置された構成をなす。電気的構成は従来のものと同様であり、図1にその全体概略図が示してある。なお、同図では、N個の投光素子T及び受光素子Jのうち図面最下端の投光素子T1 及び受光素子J1 、その上の投光素子T2 及び受光素子J2 、N−1番目の投光素子TN-1 及び受光素子JN-1 と、N番目の投光素子TN 及び受光素子JN のみ示してあり、3〜N−2番目の投光素子T及び受光素子Jとそれらに対応する構成(スイッチング素子11、逆流阻止ダイオード25)は省略してある。また、以下の説明で使用される文字Kは、上記の投光素子及び受光素子の任意の順位(1〜N)を示したものである。
また、負荷抵抗24の抵抗値RLと電流検出抵抗22の抵抗値RSとは、それらの比がRL>>RSとなるようにそれぞれ設定されている。これは、電流検出抵抗22の分担電圧を検出する際に、共通線23の抵抗成分の影響を抑止するためである。
「正常投光時(単一投光時)」
投光側CPU15からシフトレジスタ14へスタートパルスSが出力されると、このシフトレジスタ14は最下端のFET11から上側のFET11へ順次オン信号を送信する。すると、最下端の投光素子T1から最上端の投光素子TNにかけて順次投光動作が行なわれる。
このとき、投光動作を行なう投光素子Tの数は1つであるから、この投光素子Tに流れる電流ITの値は定電流回路21からの出力電流Itpに等しい。従って、電流検出抵抗22に流れる電流はItpとなり、この電流検出抵抗22に生ずる電圧、即ち、分担電圧がダイオードOR回路から出力される。
出力される分担電圧Vは下記(式2)のようになる。
V=(Itp×RS)+Vf(DA) (式2)
Vf(DA):ダイオード25の動作電圧
Vo=(Itp×RS)+Vf(DA)−α (式3)
α:補正係数
この補正係数は、所定の値であって、例えば、基準レベルVoが単一投光の場合の分担電圧と2重投光の場合の分担電圧の中間の値となるように設定すればよい。
基準レベルVoは単一投光時の分担電圧から補正係数αを減じた値とする。従って、本実施形態における基準レベルVoは下記(式4)のようになる。
Vo=(Itp×RS/2)+Vf(DA)+β (式4)
尚、上記投光動作に伴って、対となる受光素子Jからの信号がコンパレータ33に出力され、コンパレータからの出力を受けた受光側CPU34は各光軸の入光状態ないし遮光状態を検出する。
何らかの原因により、例えば、2つ以上の投光素子Tが同時に投光動作を行なった場合には、それらの投光素子Tに接続されている電流検出抵抗22に電流が流れる。このときに各投光素子T(電流検出抵抗22)に流れる電流ITは、
IT=Itp/m (式1)
となり、ダイオードOR回路により、電流検出抵抗22に生ずる電圧が出力される。この場合の電流検出抵抗22の分担電圧Vmは下記(式5)のように表される。
Vm=(IT×RS)+Vf(DA)
=(Itp×RS/m)+Vf(DA) (式5)
m:投光動作を行なっている投光素子Tの数
Vm=(Itp×RS/2)+Vf(DA)
となり、分担電圧Vmは基準レベルVoよりも「β」だけ下回る(図2参照)。即ち、「電流検出手段で検出された電流値が0より大きく、且つ、所定レベル以下」という条件を満たすこととなる。
これにより、投光側CPU15は多重投光であると判断して、異常出力回路27を作動させるために駆動信号を送信する。
正常投光時(単一投光時)には、その投光素子に供給される電流の値は定電流回路の出力電流の値「Itp」に等しい。一方、複数の投光素子が同時に投光動作を行なう多重投光時には、各投光素子へ供給される電流は減少する。この多重投光時に投光素子に供給される電流の電流値ITは下記の(式1)により決定される。
IT=Itp/m (式1)
(Itp:定電流回路から出力される電流の値 m:投光動作を行なっている投光素子の数)
即ち、多重投光が行なわれているときには、本来投光動作すべき投光素子に供給される電流の値が「Itp/m」となり、これによって、各電流検出抵抗22の分担電圧が設定された基準レベルを下回ることにより動作異常を検出することができる。
このようにすれば、投光素子Tにおける回路上の位置に関係なく各投光素子Tへの駆動電流を均一化することができるから、基準レベルを一のレベルに設定したとしても、正確に動作異常を検出することができる。
実施形態2について図3を参照して説明する。尚、上記実施形態1と同一の部分に関しては同一の符号を付して重複する説明を省略する。
本実施形態の多光軸光電センサは各投光素子Tの投光動作を個別に検出することができるようになっている。
その構成は図3に示すように、投光素子T毎にそれぞれコンパレータ41が設けられており、その非反転入力端子が投光素子Tと電流検出抵抗22との接続点に接続され、反転入力端子が基準電圧源42に接続されている。この基準電圧源42の電圧値は上記実施形態1にて記載した基準レベルVmと同一の電圧値とされている。
また、コンパレータ41の出力端子はそれぞれインターフェイス(図示せず)を介して投光側CPU15に接続されている。
正常投光時(単一投光時)には、各投光素子Tに順次定電流回路21からの電流が供給される。即ち、投光素子Tに定電流回路21からの出力電流Itpが流れて投光動作を行なうこととなり、その他の投光素子Tは投光動作を行なっていないから、すべてのコンパレータ41について上述した「投光素子Tに定電流回路21からの出力電流Itpが流れて投光動作を行なっているとき又は非投光動作時」の条件が満たされる。これによって、すべてのコンパレータ41からはハイレベル信号が出力されることとなり、投光側CPU15では投光動作は正常であると判断する。
投光側CPU15では、2つ以上のコンパレータ41からロウレベル信号を受けることになり、これをもって多重投光であると判断し、異常出力回路27に駆動信号を送信する。
実施形態3について図4を参照して説明する。本実施形態では、コンパレータ41が1つ設けられており、その非反転入力端子に共通線23が接続されているとともに、反転入力端子に基準電圧源42(電圧値「Vm」)が接続され、出力端子が投光側CPU15に接続されているところが、実施形態1の構成と相違している。
これによれば、正常動作時(単一投光時)においては、コンパレータ41からハイレベル信号が出力されて、投光側CPU15にて正常であると判断され、他方、多重投光の場合にはロウレベル信号が出力されて投光側CPU15にて動作異常であると判断される。
また、単一投光時であっても、投光動作を行なっている投光素子Tに異常があって投光電流が極端に少ない場合には、コンパレータ41からロウレベル信号が出力されるから投光側CPU15にて動作異常であると判断される。
上記構成としても、実施形態1と同様に多重投光、投光素子の異常を検出することができる。
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも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。
(1)上記実施形態では、スイッチング素子11としてNチャネル型のMOSFETを用いた構成を示したが、これに限らずバイポーラトランジスタを用いた構成としても良く、NPN型・PNP型のどちらでも用いることができる。また、ユニポーラトランジスタを用いる場合には、MOSFETのほかに接合型FETを用いることができ、Nチャネル型・Pチャネル型のどちらを用いても良い。
12,13,23…共通線
14…シフトレジスタ
15…投光側CPU
21…定電流回路
22…電流検出抵抗
24…負荷抵抗
25…逆流阻止ダイオード
26…電圧検出手段
J(1,2...N-1,N)…受光素子
T(1,2...N-1,N)…投光素子
Claims (2)
- 一列状に配置される複数の投光素子と、
前記複数の投光素子と対をなして配置される複数の受光素子と、
前記複数の投光素子へ駆動電流を供給する定電流回路と、
前記複数の投光素子に対して定電流回路からの駆動電流の供給を順次許容することによりこれら投光素子を順次投光動作させる駆動手段と、
投光動作を行なう投光素子と対をなす受光素子からの受光信号出力を有効化する有効化手段と、
前記有効化手段により出力された受光信号のレベルに基づいて、当該受光信号を出力した受光素子における入光状態を判断する判断手段と、
前記複数の投光素子においてそれぞれに流れる電流の電流値を検出する電流検出手段と、
前記各電流検出手段において検出された電流値のうち1つでも、その電流値が0より大きく、且つ、所定レベル以下であるときに前記投光素子の動作異常を検出する異常検出手段とを備えたことを特徴とする多光軸光電センサ。 - 前記電流検出手段は、
一方の接続端子が前記投光素子に接続されるとともに、他方の接続端子がグランドライン側に接続される電流検出抵抗と、
アノードがそれぞれ共通接続されるとともに、カソードが前記投光素子と前記電流検出抵抗との間に接続される逆流阻止ダイオードと、
前記電源ラインと前記逆流阻止ダイオードのアノードとの間に接続される負荷抵抗と、
前記電流検出抵抗の分担電圧を検出する電圧検出手段とから構成されていることを特徴とする請求項1記載の多光軸光電センサ。
Priority Applications (1)
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JP2004134233A JP4445320B2 (ja) | 2004-04-28 | 2004-04-28 | 多光軸光電センサ |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2004134233A JP4445320B2 (ja) | 2004-04-28 | 2004-04-28 | 多光軸光電センサ |
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JP2005318294A JP2005318294A (ja) | 2005-11-10 |
JP4445320B2 true JP4445320B2 (ja) | 2010-04-07 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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