JP4823702B2 - 多光軸光電センサ - Google Patents
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Description
特に、同期用の光軸を、検出用の光軸と兼用させる構成とする場合には、同期基準信号が遮られる状態が長い間続くことも想定され、対策の必要があった。
受光信号が遮光判定手段に取り込まれたタイミングを、受光処理動作タイミング決定手段などで監視し、これに基づいて受光位置を検出する構成とする。
前記各受光素子のそれぞれにアナログスイッチ等の受光処理手段を設ける。そして、受光タイミング信号をアナログスイッチに順次与えてアナログスイッチを順次、ON動作させる。これにより、アナログスイッチがONされた光軸のみ受光信号の取り出し、すなわち受光処理動作が可能となる。
受光処理は大まかには以下の要領で行なわれる。まず、受光タイミング信号が出力されることで、受光処理動作が開始される。その後、投光素子からは光が出射され、これが受光素子によって受光される。これにより、受光処理動作中に、受光素子から受光信号が出力される。ここで、受光処理動作の開始は受光タイミング信号(受光側)に従い、受光素子から受光信号が出力されるタイミングは投光側の投光タイミング(投光側)に従うが、投光側と受光側がそれぞれ同期基準信号に基づいて動作していれば(同期した状態)、受光処理動作が行なわれている時間帯の特定のタイミング(受光タイミング)で、投光受光動作が行なわれて受光信号が出力されてくる筈である。尚、本発明では、光軸を構成する投光素子から投光された光を受光素子が受光した時を受光位置と定義している。
同期ずれには、投光側に対して受光側が進むパターンと、遅れるパターンの2パターンがあるが、請求項2の発明によれば、受光位置を受光タイミングと比較することで、投光側に対して、受光側が進んだ状態にあるか、遅れた状態にあるか特定出来る。このように、同期のずれ方向を予め把握した上で、タイミング調整処理を行なうこととしているので、最小の調整回数で同期ずれを解消できる。
このような構成であれば、光軸全体としての同期ずれの有無を把握することが出来る。従って、ある光軸では同期がずれた状態にあるが光軸全体からみると同期がずれていない場合に、タイミング調整処理が行なわれてしまうといった事態を回避できる。
請求項4〜請求項6の構成であれば、同期ずれが進行してずれ量が大きくなったときにのみ、タイミング調整処理が行なわれることとなる。従って、タイミング調整処理の回数を少なく出来、受光処理動作タイミング決定手段の処理負担を軽減できる。
請求項7の発明では、受光タイミング信号の出力タイミングを調整する制御状態が所定回数連続し、かつ、調整後においても同期が合わない場合には、システムに異常が発生していることも考えられるので報知することとした。これにより、異常状態のまま遮光検出が続けられるといった状況を回避でき、システムの信頼性が高まる。
本発明の理解の助けとするために、実施形態1の説明に先立って本発明を端的に表した例を、図1ないし図3を参照して簡単に説明し、その後、実施形態1の具体的構成を説明する。
<多光軸光電センサの全体構成>
図4は、多光軸光電センサの外観構成を示す図である。同図に示すように、多光軸光電センサは、ケーシング内に投光素子11を一列状に配した投光器(本発明の投光手段に相当)S1と、ケーシング内に受光素子21を一列状に配した受光器(本発明の受光手段に相当)S2からなる。そして、これら投光器S1、受光器S2は各投光素子11、受光素子21が対をなして光軸Lを形成するように所定の検出領域を挟んで対向配置される。
以下、多光軸光電センサの電気的構成について、図5を参照して説明する。
まず、投光器S1側から説明すると、同図における符号11a〜11dは投光素子、符号12は各投光素子11a〜11dを駆動させる駆動回路である。駆動回路12は、各投光素子11a〜11dに対応して4つ設けられている。
ここでは、先のステップ90の処理により、受光処理周期Tmがスキャン周期Toと同じ周期に設定されているので、受光側CPU31は、1回目の開始タイミングt1を起算点とし、2回目以降の各回の一連の受光処理動作の開始タイミングt2、t3を受光処理周期Tmがスキャン周期Toと等しくなるように各回の受光処理動作の開始タイミングを決定する(自走処理)。
具体的な判定は、先のステップ70で、「a」のタイミングで二値信号Sgの取り込みのあった光軸数と、「g」のタイミングで二値信号Sgの取り込みのあった光軸数をそれぞれ算出してあるので、これらを大小比較し、「a」のタイミングで二値信号Sgの取り込みのあった光軸数が、「g」のタイミングで二値信号Sgの取り込みのあった光軸数を上回っている場合には、投光側が進んでいると判定されて、ステップ77に移行する。
Tm=To−α・・・・・・・・・・・・・・・・・(1)
尚、Toはスキャン周期である。また、αは補正値であり、例えば、Tu/7、或いはTu/14のように設定することが望ましい。
Tm=To+α・・・・・・・・・・・・・・・・・(2)
すなわち、ステップ70でNo判定されると、その後、ステップ71に移行されるが、そこでは調整カウンタの値がインクリメントされる。そのため、4回目の調整処理をおこなっても同期ずれが解消れていない場合には、5回目の調整処理を行う前に、ステップ73でNo判定される。すると、ステップ75には移行されず、ステップ79に移行して、そこで、エラー処理が行なわれる。
尚、受光処理周期Tmを調整する処理が所定回数連続して行なわれても、なお、同期ずれが解消されない場合には、ステップ79のエラー処理に変えて、スタート、或いはステップS1のすぐ後に処理を移してもよい。このような処理を行なえば、同期基準信号の入力を待つ状態となるので、同期基準信号が入ったところから、新たに処理が開始されることとなる。
次に、本発明の実施形態2について説明する。
実施形態1では、同期ずれの有無について判定する処理(ステップ70)を、以下の要領で行なった。すなわち、同期用の光軸Laを除く、他の光軸Lb、Lc、Ldのうち、いずれか一の光軸でも「a」のタイミング、或いは「g」のタイミングで二値信号Sgの取り込みがあったときには、同期ずれと判定したが、実施形態2では、この判定方法を実施形態1と異ならせている。
次に、本発明の実施形態3につい図12、図13を参照して説明する。
実施形態1では、同期ずれの有無について判定する処理(ステップ70)を、以下の要領で行なった。すなわち、同期用の光軸Laを除く、他の光軸Lb、Lc、Ldのうち、いずれか一の光軸でも「a」のタイミング、或いは「g」のタイミングで二値信号Sgの取り込みがあったときには、同期ずれと判定したが、実施形態3では、この判定方法を実施形態1と異ならせている。
次に、本発明の実施形態4について説明する。
実施形態1では、同期ずれの有無について判定する処理(ステップ70)を、以下の要領で行なった。すなわち、同期用の光軸Laを除く、他の光軸Lb、Lc、Ldのうち、いずれか一の光軸でも「a」のタイミング、或いは「g」のタイミングで二値信号Sgの取り込みがあったときには、同期ずれと判定したが、実施形態4では、この判定方法を実施形態1と異ならせている。
次に、本発明の実施形態4について図14を参照して説明する。
実施形態1では、同期ずれの有無について判定する処理(ステップ70)を、以下の要領で行なった。すなわち、同期用の光軸Laを除く、他の光軸Lb、Lc、Ldのうち、いずれか一の光軸でも「a」のタイミング、或いは「g」のタイミングで二値信号Sgの取り込みがあったときには、同期ずれと判定したが、実施形態5では、この判定方法を実施形態1と異ならせている。
図14の例であれば、光軸Lbと光軸Lcのずれ量は共に1であり、光軸Ldのずれ量はゼロであるので、光軸全体としてのずれ量は2になる。そのため、この状態では、許容値内にずれ量が収まっているので、同期ずれと判定されることはないが、同図の状態からいずれかの光軸の受光位置Pが図示左方向にずれてしまうと、その時には、ずれ量が3になって、同期ずれと判定される。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次の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。
17…投光側CPU(投光制御手段)
21…受光素子
25…アナログスイッチ
31…受光側CPU(受光処理動作タイミング決定手段、遮光判定手段)
La…同期用の光軸
Claims (7)
- 一列状に配置された複数の投光素子からなる投光手段と、
前記各投光素子とそれぞれ光軸を構成するように対をなして配される複数の受光素子からなる受光手段と、
前記光軸を構成する複数の投光素子のうちの、いずれかの投光素子から同期基準信号を投光させた後に、前記各投光素子を所定の投光タイミングで順次投光させる投光制御手段と、
前記いずれかの光軸を構成する投光素子と対をなす同期用の受光素子により受光される前記同期基準信号に基づいて前記投光タイミングに同期した受光タイミング信号を生成し、これを順次出力して各光軸に受光処理動作を順次開始させる受光処理動作タイミング決定手段と、
前記各受光処理動作を経て出力された受光信号に基づいて各光軸について遮光判定を行なう遮光判定手段と、を備えた多光軸光電センサであって、
前記受光処理動作タイミング決定手段は、前記同期用の受光素子が前記同期基準信号を受光できない場合には、前記同期用基準信号が受光できた前回のタイミングに基づいて前記受光タイミング信号を生成して一連の受光処理動作を行なわせる自走処理を行なうとともに、この自走処理中において、
前記受光処理動作タイミング決定手段は、
光軸を構成する投光素子から投光された光を受光素子が受光した時を受光位置と定義したときに、当該受光位置が前記同期基準信号に基づいて投光・受光が行なわれたときの受光タイミングと異なっている場合には、前記受光位置が受光タイミングと同じ位置になるように前記受光タイミング信号の出力タイミングを調整するタイミング調整処理を行なうことを特徴とする多光軸光電センサ。 - 前記受光処理動作タイミング決定手段は、
前記受光位置が前記受光タイミングに対して進み方向にある場合には、前記タイミング調整処理として、各光軸に対する前記受光タイミング信号の出力タイミングを一括して早め、
前記受光位置が前記受光タイミングに対して遅れ方向にある場合には、前記タイミング調整処理として、各光軸に対する前記受光タイミング信号の出力タイミングを一括して遅くすることを特徴とする請求項1に記載の多光軸光電センサ。 - 前記受光処理動作タイミング決定手段は、前記受光位置が、前記受光タイミングに対して遅れ方向、或いは進み方向のいずれにあるかを各光軸についてそれぞれ検出し、光軸全体として受光位置がいずれかの方向に偏っていることを条件に、前記タイミング調整処理を行なうこと特徴とする請求項1又は請求項2に記載の多光軸光電センサ。
- 前記受光処理動作タイミング決定手段は、前記受光タイミングに対する前記受光位置のずれ量が許容値を超えることを条件に、前記タイミング調整処理を行なうこと特徴とする請求項1又は請求項2に記載の多光軸光電センサ。
- 前記受光処理動作タイミング決定手段は、前記受光タイミングに対して遅れ方向或いは、進み方向の少なくともいずか一方に所定量外れた位置で受光が確認された光軸数が予め定められた基準光軸数を上回っていることを条件に、前記タイミング調整処理を行なうこと特徴とする請求項1又は請求項2に記載の多光軸光電センサ。
- 前記受光処理動作タイミング決定手段は、遮光状態となっている光軸の連続数が、予め定められた基準遮光光軸数を上回っていることを条件に、前記タイミング調整処理を行なうこと特徴とする請求項1又は請求項2に記載の多光軸光電センサ。
- 前記受光処理動作タイミング決定手段は、前記タイミング調整処理を行なう制御状態が所定回数連続し、かつ、調整後においても同期が合わない場合に、外部に異常を報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項1ないし請求項6のいずれかに記載の多光軸光電センサ。
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