JP4957254B2 - Photoelectric sensor and photoelectric sensor light receiving unit - Google Patents
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Description
本発明は、光電センサおよび光電センサの受光ユニット関し、特に汎用フォトICを備えた光電センサおよび光電センサの受光ユニットに関する。 The present invention relates to a photoelectric sensor and a light receiving unit for the photoelectric sensor, and more particularly to a photoelectric sensor including a general-purpose photo IC and a light receiving unit for the photoelectric sensor.
一般に、光電センサは、受光した光信号の受光量を所定の閾値と比較することによって、検出領域に対象物が存在するか否かの判定を行なうが、受光量は、周囲の環境などによって変動することがある。 In general, a photoelectric sensor determines whether or not an object exists in a detection region by comparing the amount of received light signal with a predetermined threshold. However, the amount of received light varies depending on the surrounding environment. There are things to do.
図10は、反射回帰型光電センサにおける受光量の変動を説明するための図である。反射回帰型光電センサとは、LED(Light Emitting Diode)から出力され反射板で反射されてもどってくる光を検出物体がさえぎることによって検出を行なうセンサである。 FIG. 10 is a diagram for explaining fluctuations in the amount of received light in the reflection regression photoelectric sensor. The reflection regression type photoelectric sensor is a sensor that detects a light output from an LED (Light Emitting Diode) and that is detected by blocking a light that is reflected by a reflecting plate.
図10に示すように、LEDから投光レンズを介して出力された光信号は、反射板で反射されて、受光レンズを介してフォトダイオードに入力される。光信号の経路上にある投光レンズ、受光レンズおよび反射板にごみが付着したり、傷が発生したりする場合には、LEDから出力された光の大きさAがA′に減衰してフォトダイオードに入力されるため、フォトダイオードの受光量は変動する。また、反射板の光軸が変動する場合にも、同様にフォトダイオードの受光量が変動する。このような現象は、反射回帰型光電センサだけでなく、検出領域に光を照射し、検出物体からの反射光を受光することによって検出を行なう回帰型光電センサ、および対抗する投光器と受光器間の光を検出物体がさえぎることによって検出を行なう透過型光電センサについても同様に生じる。 As shown in FIG. 10, the optical signal output from the LED through the light projecting lens is reflected by the reflecting plate and input to the photodiode through the light receiving lens. When dust adheres to the light projecting lens, light receiving lens, and reflector on the optical signal path, or the scratches are generated, the magnitude A of the light output from the LED is attenuated to A ′. Since the light is input to the photodiode, the amount of light received by the photodiode varies. Similarly, when the optical axis of the reflecting plate varies, the amount of light received by the photodiode also varies. Such a phenomenon is not only a reflection regression type photoelectric sensor, but also a regression type photoelectric sensor that detects light by irradiating a detection region and receiving reflected light from a detection object, and between the opposing projector and receiver. This also occurs in a transmissive photoelectric sensor that detects light by blocking the detected light by a detection object.
このようにフォトダイオードの受光量が変動すると、検出領域での対象物の存在の有無の検出精度が劣化する。そこで、受光量の変動に対処する方法が、たとえば特許文献1に記載されている。
When the amount of light received by the photodiode fluctuates in this way, the detection accuracy of the presence / absence of an object in the detection region deteriorates. Therefore, for example,
図11は、特許文献1に記載された受光量の変動に対処する方法を説明するための図である。
FIG. 11 is a diagram for explaining a method for dealing with fluctuations in the amount of received light described in
図11に示すように、受光量が減衰するにつれて、受光量との比較の対象である閾値を小さくすることによって、周囲環境の変動に影響されずに検出領域での対象物の有無を判定することができる。 As shown in FIG. 11, as the amount of received light attenuates, the threshold value, which is a target for comparison with the amount of received light, is reduced to determine the presence or absence of an object in the detection region without being affected by changes in the surrounding environment. be able to.
ところで、光電センサにおけるフォトダイオードの受光量を閾値と比較する機能、およびその他の様々な機能(たとえば特許文献2に記載されているような相互干渉防止機能、特許文献3に記載されているようなノイズリダクション機能など)を1つのチップに搭載した汎用フォトICが実用化されている(たとえば、特許文献4を参照)。このような汎用フォトICを部品として用いることで、一から設計、製造するよりも低コスト、かつ低労力で光電センサを設計、製造することができる。
しかしながら、受光量の変動に対処する機能は、未だ特殊用途であるため、汎用フォトIC(Integrated Circuit)に組み込まれていない、また、汎用フォトICは、受光量との比較の対象である閾値が固定のため、特許文献1に記載のような閾値を変更することによって受光量の変動に対処する機能を追加することもできない。
However, since the function for dealing with fluctuations in the amount of received light is still a special purpose, it has not been incorporated into a general-purpose photo IC (Integrated Circuit). For fixing, it is not possible to add a function for dealing with fluctuations in the amount of received light by changing the threshold value as described in
それゆえに、本発明の目的は、受光量の変動に対処する機能を有せず、かつ閾値が固定である汎用フォトICを用いて、受光量が変動しても対象物の検出精度が劣化しない光電センサおよび光電センサの受光ユニットを提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to provide a general-purpose photo IC that does not have a function for dealing with fluctuations in the amount of received light and that has a fixed threshold value, and the detection accuracy of an object does not deteriorate even if the amount of received light varies. A photoelectric sensor and a light receiving unit of the photoelectric sensor are provided.
上記課題を解決するために、本発明は、増幅器と閾値出力部と信号比較部を少なくとも含む汎用ICを備え、投光ユニットから出力された光を受光して信号処理部により処理する光電センサの受光ユニットであって、受光ユニットは、汎用ICの内部または外部に、検出領域から入射される光を受光して、受光量に応じた大きさの信号を出力する受光素子を備え、汎用ICの増幅器は、受光素子から出力される信号を増幅し、閾値出力部は、大きさが固定の閾値信号を出力し、信号比較部は、増幅された信号と大きさが固定の閾値信号とを比較して比較結果を出力し、信号処理部は、信号比較部により出力される比較結果に従って検出領域における対象物体の存在有無を判定して判定結果を出力し、汎用ICは、外部に信号を出力するための第1の出力端子を含み、増幅器は、増幅された信号を第1の出力端子を介して汎用ICの外部に出力し、受光ユニットは、さらに、汎用ICの外部に、第1の出力端子と接続され、増幅された信号を取込んで出力する取込部と、取込部から出力される増幅された信号に基いて、受光素子の受光量が所定の範囲となるように、投光素子の投光量を変化させる投光量制御信号を投光ユニットへ出力する投光量制御部とを備える。 In order to solve the above problems, the present invention provides a general-purpose IC including at least an amplifier, a threshold output unit, and a signal comparison unit, and receives a light output from a light projecting unit and processes it by a signal processing unit . a light receiving unit, receiving unit, internal or external to the general-purpose IC, receives the light incident from the detection area, comprising a light receiving element for outputting the magnitude of the signal corresponding to the amount of light received, the general-purpose IC The amplifier amplifies the signal output from the light receiving element , the threshold output unit outputs a threshold signal having a fixed magnitude , and the signal comparison unit compares the amplified signal with the threshold signal having a fixed magnitude. The signal processing unit outputs the determination result by determining the presence / absence of the target object in the detection region according to the comparison result output by the signal comparison unit, and the general-purpose IC outputs a signal to the outside in order to Comprises one output terminal, the amplifier, the amplified signal through a first output terminal to output to the outside of the universal IC, receiving unit is further to the general-purpose IC external, a first output terminal A light projecting element that receives and outputs an amplified signal, and a light receiving element within a predetermined range based on the amplified signal output from the capturing part. A projection light amount control unit that outputs a projection light amount control signal for changing the projection light amount to the projection unit.
好ましくは、汎用ICは、さらに、外部に信号を出力するための第2の出力端子と、投光のタイミングを表わす投光タイミング信号を出力する投光タイミング制御部とを含み、投光タイミング制御部は、投光タイミング信号を、第2の出力端子を介して投光ユニットおよび取込部に出力し、取込部は、第2の出力端子と接続され、出力された投光タイミング信号に同期して増幅された信号を取込む。 Preferably, the general-purpose IC further includes a second output terminal for outputting a signal to the outside, and a light projection timing control unit for outputting a light projection timing signal indicating the timing of light projection, and performs light projection timing control. The unit outputs the light projection timing signal to the light projecting unit and the capture unit via the second output terminal, and the capture unit is connected to the second output terminal and outputs the light projection timing signal. Captures the amplified signal synchronously.
好ましくは、取込部は、投光ユニットから投光のタイミングを表わす投光タイミング信号を受けて、投光タイミング信号に同期して増幅された信号を取込む。 Preferably, the capturing unit receives a light projecting timing signal indicating a light projecting timing from the light projecting unit, and captures an amplified signal in synchronization with the light projecting timing signal.
また、本発明は、可変利得増幅器と閾値出力部と信号比較部を少なくとも含む汎用ICを備え、投光ユニットから出力された光を受光して信号処理部により処理する光電センサの受光ユニットであって、受光ユニットは、汎用ICの内部または外部に、検出領域から入射される光を受光して、受光量に応じた大きさの信号を出力する受光素子を備え、汎用ICの可変利得増幅器は、受光素子から出力される信号を増幅し、かつ利得制御信号に従って利得を変化させ、閾値出力部は、大きさが固定の閾値信号を出力し、信号比較部は、増幅された信号と大きさが固定の閾値信号とを比較して比較結果を出力し、信号処理部は、信号比較部により出力される比較結果に従って検出領域における対象物体の存在有無を判定して判定結果を出力し、汎用ICは、外部に信号を出力するための第1の出力端子と、外部からの信号の入力を受け付ける入力端子とを含み、可変利得増幅器は、増幅された信号を第1の出力端子を介して汎用ICの外部に出力し、利得制御信号は、入力端子を介して入力されて可変利得増幅器に送られ、受光ユニットは、さらに、汎用ICの外部に、第1の出力端子と接続され、増幅された信号を取込んで出力する取込部と、取込部から出力される増幅された信号の大きさが所定の範囲となるように、可変利得増幅器の利得を変化させる利得制御信号を入力端子へ出力する利得制御部とを備える。 In addition, the present invention is a light receiving unit of a photoelectric sensor that includes a general-purpose IC including at least a variable gain amplifier, a threshold value output unit, and a signal comparison unit, and receives light output from the light projecting unit and processes it by the signal processing unit. Te, the light receiving unit is inside or outside the general purpose IC, receives the light incident from the detection area, comprising a light receiving element for outputting the magnitude of the signal corresponding to the amount of light received, the variable gain amplifier of the general-purpose IC is The signal output from the light receiving element is amplified and the gain is changed in accordance with the gain control signal , the threshold output unit outputs a threshold signal having a fixed magnitude , and the signal comparison unit outputs the amplified signal and the magnitude. there outputs a comparison result by comparing the threshold signal fixed, the signal processing unit, to determine the presence or absence of a target object in the detection area according to the comparison result output by the signal comparing unit outputs a determination result, pan IC has a first output terminal for outputting a signal to the outside, and a input terminal for receiving an input signal from the outside, the variable gain amplifier, the amplified signal through a first output terminal Output to the outside of the general-purpose IC, the gain control signal is input via the input terminal and sent to the variable gain amplifier, and the light receiving unit is further connected to the first output terminal outside the general-purpose IC for amplification A capture unit that captures and outputs the received signal, and a gain control signal that changes the gain of the variable gain amplifier so that the magnitude of the amplified signal output from the capture unit is within a predetermined range. And a gain controller for outputting to the terminal.
好ましくは、汎用ICは、さらに、外部に信号を出力するための第2の出力端子と、投光のタイミングを表わす投光タイミング信号を出力する投光タイミング制御部とを含み、投光タイミング制御部は、投光タイミング信号を、第2の出力端子を介して投光ユニットおよび取込部に出力し、取込部は、第2の出力端子と接続され、出力された投光タイミング信号に同期して増幅された信号を取込む。 Preferably, the general-purpose IC further includes a second output terminal for outputting a signal to the outside, and a light projection timing control unit for outputting a light projection timing signal indicating the timing of light projection, and performs light projection timing control. The unit outputs the light projection timing signal to the light projecting unit and the capture unit via the second output terminal, and the capture unit is connected to the second output terminal and outputs the light projection timing signal. Captures the amplified signal synchronously.
好ましくは、取込部は、投光ユニットから投光のタイミングを表わす投光タイミング信号を受けて、投光タイミング信号に同期して増幅された信号を取込む。 Preferably, the capturing unit receives a light projecting timing signal indicating a light projecting timing from the light projecting unit, and captures an amplified signal in synchronization with the light projecting timing signal.
また、本発明は、投光ユニットと、増幅器と閾値出力部と信号比較部を少なくとも含む汎用ICを備えた受光ユニットとを含み、投光ユニットから出力された光を受光ユニットにより受光して信号処理部により処理する光電センサであって、投光ユニットは、検出領域に向けて光を出力する投光素子を備え、受光ユニットは、汎用ICの内部または外部に、検出領域から入射される光を受光して、受光量に応じた大きさの信号を出力する受光素子を備え、汎用ICの増幅器は、受光素子から出力される信号を増幅し、閾値出力部は、大きさが固定の閾値信号を出力し、信号比較部は、増幅された信号と大きさが固定の閾値信号とを比較して比較結果を出力し、信号処理部は、信号比較部により出力される比較結果に従って検出領域における対象物体の存在有無を判定して判定結果を出力し、汎用ICは、外部に信号を出力するための第1の出力端子を含み、増幅器は、増幅された信号を第1の出力端子を介して汎用ICの外部に出力し、受光ユニットは、さらに、汎用ICの外部に、第1の出力端子と接続され、増幅された信号を取込んで出力する取込部と、取込部から出力される増幅された信号に基いて、受光素子の受光量が所定の範囲となるように、投光素子の投光量を変化させる投光量制御信号を投光ユニットへ出力する投光量制御部とを備える。 The present invention also includes a light projecting unit, and a light receiving unit including a general-purpose IC including at least an amplifier, a threshold output unit, and a signal comparing unit, and the light output from the light projecting unit is received by the light receiving unit. A photoelectric sensor that is processed by a processing unit, wherein the light projecting unit includes a light projecting element that outputs light toward the detection region, and the light receiving unit receives light incident from the detection region inside or outside the general-purpose IC. The general-purpose IC amplifier amplifies the signal output from the light receiving element , and the threshold output unit has a fixed threshold value. outputs a signal, the signal comparing section, the amplified signal and the magnitude is compared with a threshold signal of the fixed output a comparison result, the signal processing section, detected according to the comparison result output by the signal comparing unit area Versus And outputs the determination result to determine the presence or absence of an object, a general-purpose IC includes a first output terminal for outputting a signal to the outside, the amplifier via a first output terminal of the amplified signal The light receiving unit is further connected to the first output terminal outside the general-purpose IC , and takes in and outputs the amplified signal, and outputs from the take-in section. A light projection amount control unit that outputs a light projection amount control signal for changing the light projection amount of the light projecting element to the light projecting unit so that the amount of light received by the light receiving element falls within a predetermined range based on the amplified signal. Prepare.
好ましくは、汎用ICは、さらに、外部に信号を出力するための第2の出力端子と、投光のタイミングを表わす投光タイミング信号を出力する投光タイミング制御部とを含み、投光タイミング制御部は、投光タイミング信号を、第2の出力端子を介して投光ユニットおよび取込部に出力し、投光ユニットは、第2の出力端子と接続され、投光素子は、出力された投光タイミング信号に同期して光を出力し、取込部は、第2の出力端子と接続され、出力された投光タイミング信号に同期して増幅された信号を取込む。 Preferably, the general-purpose IC further includes a second output terminal for outputting a signal to the outside, and a light projection timing control unit for outputting a light projection timing signal indicating the timing of light projection, and performs light projection timing control. The unit outputs the light projection timing signal to the light projecting unit and the capturing unit via the second output terminal, the light projecting unit is connected to the second output terminal, and the light projecting element is output Light is output in synchronization with the light projection timing signal, and the capturing unit is connected to the second output terminal, and captures an amplified signal in synchronization with the output light projection timing signal.
好ましくは、投光ユニットは、さらに、投光のタイミングを表わす投光タイミング信号を出力する投光タイミング制御部を備え、投光素子は、投光タイミング信号に同期して光を出力し、取込部は、投光タイミング信号に同期して増幅された信号を取込む。 Preferably, the light projecting unit further includes a light projecting timing control unit that outputs a light projecting timing signal indicating a light projecting timing, and the light projecting element outputs light in synchronization with the light projecting timing signal, and receives the light. The capture unit captures the amplified signal in synchronization with the projection timing signal.
また、本発明は、投光ユニットと、可変利得増幅器と閾値出力部と信号比較部を少なくとも含む汎用ICを備えた受光ユニットとを含み、投光ユニットから出力された光を受光ユニットにより受光して信号処理部により処理する光電センサであって、投光ユニットは、検出領域に向けて光を出力する投光素子を備え、受光ユニットは、汎用ICの内部または外部に、検出領域から入射される光を受光して、受光量に応じた大きさの信号を出力する受光素子を備え、汎用ICの可変利得増幅器は、受光素子から出力される信号を増幅し、かつ利得制御信号に従って利得を変化させ、閾値出力部は、大きさが固定の閾値信号を出力し、信号比較部は、増幅された信号と大きさが固定の閾値信号とを比較して比較結果を出力し、信号処理部は、信号比較部により出力される比較結果に従って検出領域における対象物体の存在有無を判定して判定結果を出力し、汎用ICは、外部に信号を出力するための第1の出力端子と、外部からの信号の入力を受け付ける入力端子とを含み、可変利得増幅器は、増幅された信号を第1の出力端子を介して汎用ICの外部に出力し、利得制御信号は、入力端子を介して入力されて可変利得増幅器に送られ、受光ユニットは、さらに、汎用ICの外部に、第1の出力端子と接続され、増幅された信号を取込んで出力する取込部と、取込部から出力される増幅された信号の大きさが所定の範囲となるように、可変利得増幅器の利得を変化させる利得制御信号を入力端子へ出力する利得制御部とを備える。 The present invention also includes a light projecting unit, a light receiving unit including a variable gain amplifier, a general-purpose IC including at least a threshold output unit and a signal comparing unit, and the light output from the light projecting unit is received by the light receiving unit. The light projecting unit includes a light projecting element that outputs light toward the detection region, and the light receiving unit is incident on the inside or outside of the general-purpose IC from the detection region. The variable gain amplifier of the general-purpose IC amplifies the signal output from the light receiving element and increases the gain according to the gain control signal. The threshold output unit outputs a threshold signal having a fixed magnitude , and the signal comparison unit compares the amplified signal with a threshold signal having a fixed magnitude and outputs a comparison result. The signal To determine the presence or absence of a target object in the detection area according to the comparison result output outputs a determination result by較部, general purpose IC includes a first output terminal for outputting a signal to the outside, an external signal The variable gain amplifier outputs the amplified signal to the outside of the general-purpose IC through the first output terminal, and the gain control signal is input through the input terminal and is variable. The light receiving unit is further connected to the first output terminal outside the general-purpose IC , and a receiving unit that receives and outputs the amplified signal, and an amplification that is output from the capturing unit. A gain control unit that outputs to the input terminal a gain control signal that changes the gain of the variable gain amplifier so that the magnitude of the received signal falls within a predetermined range.
好ましくは、汎用ICは、さらに、外部に信号を出力するための第2の出力端子と、投光のタイミングを表わす投光タイミング信号を出力する投光タイミング制御部とを含み、投光タイミング制御部は、投光タイミング信号を、第2の出力端子を介して投光ユニットおよび取込部に出力し、投光ユニットは、第2の出力端子と接続され、投光素子は、出力された投光タイミング信号に同期して光を出力し、取込部は、第2の出力端子と接続され、出力された投光タイミング信号に同期して増幅された信号を取込む。 Preferably, the general-purpose IC further includes a second output terminal for outputting a signal to the outside, and a light projection timing control unit for outputting a light projection timing signal indicating the timing of light projection, and performs light projection timing control. The unit outputs the light projection timing signal to the light projecting unit and the capturing unit via the second output terminal, the light projecting unit is connected to the second output terminal, and the light projecting element is output Light is output in synchronization with the light projection timing signal, and the capturing unit is connected to the second output terminal, and captures an amplified signal in synchronization with the output light projection timing signal.
好ましくは、投光ユニットは、さらに、投光のタイミングを表わす投光タイミング信号を出力する投光タイミング制御部を備え、投光素子は、投光タイミング信号に同期して光を出力し、取込部は、投光タイミング信号に同期して増幅された信号を取込む。 Preferably, the light projecting unit further includes a light projecting timing control unit that outputs a light projecting timing signal indicating a light projecting timing, and the light projecting element outputs light in synchronization with the light projecting timing signal, and receives the light. The capture unit captures the amplified signal in synchronization with the projection timing signal.
本発明の光電センサおよび光電センサの受光ユニットによれば、受光量の変動に対処する機能を有せず、かつ閾値が固定である汎用フォトICを用いて、受光量が変動しても対象物の検出精度が劣化しないようにすることができる。 According to the photoelectric sensor and the light receiving unit of the photoelectric sensor of the present invention, a general-purpose photo IC that does not have a function to cope with fluctuations in the amount of received light and has a fixed threshold is used. The detection accuracy can be prevented from deteriorating.
以下、本発明に係る実施の形態について図面を参照して説明する。
[第1の実施形態]
第1の実施形態は、投光素子の投光量を自動調整する機能を備えた反射回帰型光電センサに関する。
Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings.
[First Embodiment]
The first embodiment relates to a reflection regression photoelectric sensor having a function of automatically adjusting the light projection amount of a light projecting element.
回帰反射型光電センサとは、投光および受光の光学系と回路系とを備えたセンサ本体と回帰反射板(以降、リフレクタと呼ぶ)からなるセンサである。回帰反射(逆反射、再帰反射とも呼ばれる)とは、コーナーキューブのように、投光が来た方向と同じ方向に最終的な反射光が向かう光の反射をいう。 The retroreflective photoelectric sensor is a sensor including a sensor body including a light projecting and receiving optical system and a circuit system, and a retroreflective plate (hereinafter referred to as a reflector). Retroreflective (also referred to as retroreflection or retroreflection) refers to reflection of light that is finally reflected in the same direction as the direction of projection, such as a corner cube.
回帰反射型光電センサは、センサ本体とリフレクタとを含む。センサ本体の投光部より投光された光がリフレクタにより反射され、その反射光がセンサ本体の受光部により受光される。 The retroreflective photoelectric sensor includes a sensor body and a reflector. The light projected from the light projecting portion of the sensor body is reflected by the reflector, and the reflected light is received by the light receiving portion of the sensor body.
そして、回帰反射型光電センサは、たとえば工場の製造ラインにおいてベルトコンベヤで運ばれる被検出物体を検出するのに用いられる。センサ本体とリフレクタとの間に被検出物体があるとき、センサ本体からリフレクタへの光が被検出物体により遮られ、センサ受光部に光が到達できないことで、物体が検出される。 The retroreflective photoelectric sensor is used to detect an object to be detected that is carried on a belt conveyor in a factory production line, for example. When there is an object to be detected between the sensor main body and the reflector, the light from the sensor main body to the reflector is blocked by the object to be detected, and the light cannot reach the sensor light receiving unit, so that the object is detected.
図1は、本発明の第1の実施形態の光電センサの構成を表わす図である。
図1を参照して、この光電センサは、投光ユニット30と、受光ユニット40とを備える。
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a photoelectric sensor according to a first embodiment of the present invention.
With reference to FIG. 1, the photoelectric sensor includes a
投光ユニット30は、投光レンズ71、D/A変換部23、駆動回路2、および投光素子1を備える。
The
投光素子1は、LEDで構成され、投光タイミング信号に同期して、パルス光を出力する。
The
投光レンズ71は、投光素子1から出力された光を検出領域に向けて照射する。
D/A変換部23は、投光量制御部22から送られる投光量制御信号(デジタル信号)をアナログ信号に変換して、駆動回路2に与える。
The
The D /
駆動回路2は、投光タイミング信号に同期して、投光素子1を駆動する。駆動回路2は、D/A変換部23から出力される投光量制御信号に従って、投光素子の投光量を変化させる。より具体的には、駆動回路2は、投光量制御信号が投光量の増加を指定する場合には、投光素子の投光量を一定値だけ増加させ、投光量制御信号が投光量の減少を指定する場合には、投光素子の投光量を一定値だけ減少させる。
The
受光ユニット40は、受光素子5、増幅器6、閾値出力部4、信号比較部7、信号処理部8、投光タイミング制御部3、および出力処理部9を含む汎用フォトIC11と、受光レンズ72と、A/D変換部21と、投光量制御部22とを備える。
The
受光素子5は、フォトダイオードで構成され、検出領域から入射される光を受光して、受光量に応じた大きさの信号を出力する。
The
増幅器6は、受光素子5から出力される信号を増幅して、増幅された信号(電圧)を信号比較部7に出力するとともに、第1の出力端子12を通じて汎用フォトIC11の外部に出力する。
The
閾値出力部4は、図示しない汎用フォトIC11の電源の電圧からレベルを1段階落とした固定の大きさの閾値信号(電圧)を出力する。 The threshold output unit 4 outputs a threshold signal (voltage) having a fixed magnitude obtained by dropping the level by one step from the voltage of the power source of the general-purpose photo IC 11 (not shown).
信号比較部7は、増幅器6で増幅された信号と、閾値出力部4から供給される閾値信号の大きさを比較して、比較結果を出力する。
The signal comparison unit 7 compares the signal amplified by the
信号処理部8は、投光タイミング制御部3を指示して、投光ユニット30の投光のタイミングを表わす投光タイミング信号を出力させる。信号処理部8は、投光ユニット30の投光のタイミングの直後において、信号比較部7から出力される比較結果に従って対象物体の存在の有無を判定し、判定信号を出力処理部9に送る。すなわち、信号処理部8は、増幅された信号の大きさが閾値信号の大きさを超えるときには、検出領域に対象物体が存在しないと判定し、増幅された信号の大きさが閾値信号の大きさ以下のときには、検出領域に対象物体が存在すると判定する。
The
また、信号処理部8は、隣接する光電センサとの相互干渉を防止するための処理を実行し、蛍光灯などの外乱光による誤動作を防止するための処理を実行する。
In addition, the
投光タイミング制御部3は、信号処理部8からの指示に従って、投光タイミング信号を第2の出力端子14を通じて、汎用フォトIC11の外部に出力する。投光タイミング信号は、受光ユニット40のA/D変換部21と、投光ユニット30の駆動回路2に送られる。
The light projection
出力処理部9は、モード入力端子15と接続され、モード入力端子15を通じて外部からL/D信号を受ける。出力処理部9は、入力されたL/D信号がライトモードを表わすときには、対象物体が存在するときにオンとなり、対象物体が存在しないときにオフとなる信号を第3の出力端子16を通じて出力回路10へ出力する。出力処理部9は、入力されたL/D信号がダークモードを表わすときには、対象物体が存在するときにオフとなり、対象物体が存在しないときにオンとなる信号を第3の出力端子16を通じて出力回路10へ出力する。
The
出力回路10は、光電センサの外部とのインタフェースを司る回路である。
受光レンズ72は、検出領域からの光を集光して、受光素子5に出力する。
The
The
A/D変換部21は、第1の出力端子12と接続され、投光タイミング信号に同期して、増幅器6で増幅された信号をサンプリングして、投光量制御部22に出力する。
The A /
投光量制御部22は、A/D変換部21でサンプリングされた増幅された信号に基いて、受光素子5の受光量が所定の範囲となるように、投光素子1の投光量を変化させる投光量制御信号(デジタル信号)を投光ユニット30へ送る。より具体的には、投光量制御部22は、A/D変換部21でサンプリングされた増幅信号に基いて受光素子5の受光量を求めて、受光素子5の受光量が所定の範囲の下限(規定値)よりも小さいときに、受光量が所定の範囲の下限(規定値)以上となるまで、投光素子1の投光量を増加させる投光量制御信号(デジタル信号)を投光ユニット30へ送る。また、投光量制御部22は、受光素子5の受光量が所定の範囲の上限(規定値)よりも大きいときに、受光量が所定の範囲の上限(規定値)以上となるまで、投光素子1の投光量を減少させる投光量制御信号(デジタル信号)を投光ユニット30へ送る。
Based on the amplified signal sampled by the A /
(光電センサの構造)
次に、上述の反射回帰型光電センサの構造を説明する。
(Photoelectric sensor structure)
Next, the structure of the reflection regression photoelectric sensor described above will be described.
図2は、本発明の第1の実施形態の反射回帰型光電センサの外観斜視図である。
図2を参照して、反射回帰型光電センサは、投光ユニットと受光ユニットが共通のハウジングに収容された送受一体型の構成をとる。センサ本体は、ケース206の前面に受光用兼および投光用の窓203が設けられている。窓203は、脱落しないように保護部材202によって保持されている。ケース206の上面には、表示灯205が設けられており、検出結果がわかるようになっている。
FIG. 2 is an external perspective view of the reflection regression photoelectric sensor according to the first embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 2, the reflection regression photoelectric sensor has a transmission / reception integrated type structure in which a light projecting unit and a light receiving unit are accommodated in a common housing. The sensor body is provided with a light receiving and projecting
(投光量の追従動作)
図3は、本発明の第1の実施形態の光電センサによる投光量の追従を説明するための図である。
(Following operation of light intensity)
FIG. 3 is a diagram for explaining the follow-up of the light projection amount by the photoelectric sensor according to the first embodiment of the present invention.
図3を参照して、従来は、S1に示すように投光量が一定であるため、受光量R1の減少に対処できない。これに対して、本発明の実施形態では、閾値を一定にしたまま、S2に示すように投光量を増加することによって、受光量R2を一定に保つことができる。 Referring to FIG. 3, conventionally, since the light projection amount is constant as shown in S <b> 1, it is impossible to cope with the decrease in the amount of received light R <b> 1. On the other hand, in the embodiment of the present invention, the received light amount R2 can be kept constant by increasing the light projection amount as shown in S2 while keeping the threshold value constant.
以上のように、第1の実施形態の反射回帰型光電センサは、受光量の変動に対処する機能を有せず、かつ閾値が固定である汎用フォトICを用いて、受光量の減少に対して投光量を増加させるように制御するので、対象物の検出精度が劣化しないようにすることができる。汎用フォトICとして、ノイズリダクション機能、相互干渉防止機能などを有するものを用いれば、これらの機能と受光量の変動に対処する機能の両方を有する光電センサを低コストかつ低労力で設計、製造することができる。 As described above, the reflection regression photoelectric sensor of the first embodiment does not have a function for dealing with fluctuations in the amount of received light, and uses a general-purpose photo IC with a fixed threshold value to reduce the amount of received light. Therefore, it is possible to prevent the detection accuracy of the object from deteriorating. If a general-purpose photo IC having a noise reduction function, a mutual interference prevention function, etc. is used, a photoelectric sensor having both of these functions and a function to cope with fluctuations in the amount of received light is designed and manufactured at low cost and with low labor. be able to.
[第2の実施形態]
第2の実施形態は、増幅器の利得を自動調整する機能を備えた反射回帰型光電センサに関する。
[Second Embodiment]
The second embodiment relates to a reflection regression photoelectric sensor having a function of automatically adjusting the gain of an amplifier.
図4は、本発明の第2の実施形態の光電センサの構成を表わす図である。
図4を参照して、この光電センサは、投光ユニット50と、受光ユニット60とを備える。
FIG. 4 is a diagram illustrating the configuration of the photoelectric sensor according to the second embodiment of the present invention.
With reference to FIG. 4, the photoelectric sensor includes a light projecting unit 50 and a
投光ユニット50は、投光レンズ71、駆動回路2、および投光素子1を備える。
投光素子1は、LEDで構成され、投光タイミング信号に同期して、パルス光を出力する。
The light projecting unit 50 includes a
The
投光レンズ71は、投光素子1から出力された光を検出領域に向けて照射する。
駆動回路2は、投光タイミング信号に同期して、投光素子1を駆動する。
The
The
受光ユニット60は、受光素子5、可変利得増幅器56、閾値出力部4、信号比較部7、信号処理部8、投光タイミング制御部3、および出力処理部9を含む汎用フォトIC29と、A/D変換部21と、利得制御部24とを備える。
The
受光素子5は、フォトダイオードで構成され、検出領域から入射される光を受光して、受光量に応じた大きさの信号を出力する。
The
可変利得増幅器56は、受光素子5から出力される信号を増幅して、増幅された信号(電圧)を信号比較部7に出力するとともに、第1の出力端子12を通じて汎用フォトIC29の外部に出力する。可変利得増幅器56は、利得入力端子13から送られる利得制御信号に従って利得を変化させる。より具体的には、可変利得増幅器56は、利得制御信号が利得の増加を指定する場合には、利得を一定値だけ増加させ、利得制御信号が利得の減少を指定する場合には、利得を一定値だけ減少させる。
The
閾値出力部4は、図示しない汎用フォトIC29の電源の電圧からレベルを1段階落とした固定の大きさの閾値信号(電圧)を出力する。 The threshold output unit 4 outputs a threshold signal (voltage) having a fixed magnitude obtained by dropping the level by one step from the power supply voltage of the general-purpose photo IC 29 (not shown).
信号比較部7は、増幅器で増幅された信号と、閾値出力部4から供給される閾値信号の大きさを比較して、比較結果を出力する。 The signal comparison unit 7 compares the signal amplified by the amplifier with the magnitude of the threshold signal supplied from the threshold output unit 4 and outputs a comparison result.
信号処理部8は、投光タイミング制御部3を指示して、投光ユニット50の投光のタイミングを表わす投光タイミング信号を出力させる。信号処理部8は、投光ユニット50の投光のタイミングの直後において、信号比較部7から出力される比較結果に従って対象物体の存在の有無を判定し、判定信号を出力処理部9に送る。すなわち、信号処理部8は、増幅された信号の大きさが閾値信号の大きさを超えるときには、検出領域に対象物体が存在しないと判定し、増幅された信号の大きさが閾値信号の大きさ以下のときには、検出領域に対象物体が存在すると判定する。
The
投光タイミング制御部3は、信号処理部8からの指示に従って、投光タイミング信号を第2の出力端子14を通じて、汎用フォトIC29の外部に出力する。投光タイミング信号は、受光ユニット60のA/D変換部21と、投光ユニット50の駆動回路2に送られる。
The light projection
出力処理部9は、モード入力端子15と接続され、モード入力端子15を通じて外部からL/D信号を受ける。出力処理部9は、入力されたL/D信号がライトモードを表わすときには、対象物体が存在するときにオンとなり、対象物体が存在しないときにオフとなる信号を第3の出力端子16を通じて出力回路10へ出力する。出力処理部9は、入力されたL/D信号がダークモードを表わすときには、対象物体が存在するときにオフとなり、対象物体が存在しないときにオンとなる信号を第3の出力端子16を通じて出力回路10へ出力する。
The
出力回路10は、光電センサの外部とのインタフェースを司る回路である。
受光レンズ72は、検出領域からの光を集光して、受光素子5に出力する。
The
The
A/D変換部21は、第1の出力端子12と接続され、投光タイミング信号に同期して、増幅器で増幅された信号をサンプリングして、利得制御部24に出力する。
The A /
利得制御部24は、A/D変換部21でサンプリングされた増幅された信号の大きさが所定の範囲となるように、可変利得増幅器56の利得を変化させる利得制御信号を利得入力端子13に送る。より具体的には、利得制御部24は、A/D変換部21でサンプリングされた増幅された信号の大きさが所定の範囲の下限(規定値)よりも小さいときに、増幅された信号が所定の範囲の下限(規定値)以上となるまで、可変利得増幅器56の利得を増加させる利得制御信号を利得入力端子13へ送る。また、利得制御部24は、サンプリングされた増幅された信号の大きさが所定の範囲の上限(規定値)よりも大きいときに、増幅された信号が所定の範囲の上限(規定値)以下となるまで、可変利得増幅器56の利得を減少させる利得制御信号を利得入力端子13へ送る。
The
以上のように、第2の実施形態の反射回帰型光電センサは、受光量の変動に対処する機能を有せず、かつ閾値が固定である汎用フォトICを用いて、可変利得増幅器の出力が減少すると、可変利得増幅器の利得を増加するように制御するので、対象物の検出精度が劣化しないようにすることができる。また、汎用フォトICとして、ノイズリダクション機能、相互干渉防止機能などを有するものを用いれば、これらの機能と受光量の変動に対処する機能の両方を有する光電センサを低コストかつ低労力で設計、製造することができる。 As described above, the reflection regression photoelectric sensor of the second embodiment does not have a function to cope with fluctuations in the amount of received light, and the output of the variable gain amplifier uses a general-purpose photo IC with a fixed threshold value. When it decreases, control is performed so as to increase the gain of the variable gain amplifier, so that the detection accuracy of the object can be prevented from deteriorating. In addition, if a general-purpose photo IC having a noise reduction function, a mutual interference prevention function, etc. is used, a photoelectric sensor having both of these functions and a function to cope with fluctuations in the amount of received light can be designed at low cost and with low labor. Can be manufactured.
[第3の実施形態]
第3の実施形態は、投光量を自動調整する機能を備えた透過型光電センサに関する。
[Third Embodiment]
The third embodiment relates to a transmissive photoelectric sensor having a function of automatically adjusting a light projection amount.
図5は、本発明の第3の実施形態の光電センサの概略を説明するための図である。
図5を参照して、透過型の光電センサは、投光ユニットと受光ユニットとが対抗して配置される。検出物体が存在しないときには、投光ユニットから出力された光が受光ユニットに入力される。検出物体が存在するときには、投光ユニットから出力された光が検出物体に遮られるため、受光ユニットに入力される光の量が減少する。投光ユニットと受光ユニットの間は、同期信号線Aと同期信号線Bで接続される。
FIG. 5 is a diagram for explaining the outline of the photoelectric sensor according to the third embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 5, in the transmissive photoelectric sensor, a light projecting unit and a light receiving unit are arranged to face each other. When there is no detection object, the light output from the light projecting unit is input to the light receiving unit. When the detection object exists, the light output from the light projecting unit is blocked by the detection object, so that the amount of light input to the light receiving unit is reduced. The light projecting unit and the light receiving unit are connected by a synchronization signal line A and a synchronization signal line B.
図6は、本発明の第3の実施形態の光電センサの構成を表わす図である。
図6を参照して、この光電センサが、図1の第1の実施形態の光電センサと相違する点は、投光タイミング制御部93が投光ユニット130に含まれる点である。
FIG. 6 is a diagram illustrating a configuration of a photoelectric sensor according to the third embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 6, this photoelectric sensor is different from the photoelectric sensor of the first embodiment in FIG. 1 in that a light projection
以下、第1の実施形態の光電センサと相違する点について説明する。
投光タイミング制御部93は、受光ユニット140の信号処理部98の制御を受けることなく、自発的に投光タイミング信号を投光ユニット130内の駆動回路2に出力する。また、投光タイミング制御部93とA/D変換部21の間は、同期信号線Aで接続され、同期信号線Aを通じて投光タイミング信号が投光タイミング制御部93からA/D変換部21に送られる。
Hereinafter, differences from the photoelectric sensor of the first embodiment will be described.
The light projection
また、投光量制御部22とD/A変換部23との間は、同期信号線Bで接続される。同期信号線Bを通じて投光量制御信号が投光量制御部22からD/A変換部23に送られる。
Further, the projection light
以上のように、第3の実施形態の透過型光電センサによれば、第1の実施形態の反射回帰型光電センサと同様に、受光量の変動に対処する機能を有せず、かつ閾値が固定である汎用フォトICを用いて、受光量の減少に対して投光量を増加させるように制御するので、対象物の検出精度が劣化しないようにすることができる。また、汎用フォトICとして、ノイズリダクション機能、相互干渉防止機能などを有するものを用いれば、これらの機能と受光量の変動に対処する機能の両方を有する光電センサを低コストかつ低労力で設計、製造することができる。 As described above, according to the transmission photoelectric sensor of the third embodiment, similarly to the reflection regression photoelectric sensor of the first embodiment, it does not have a function to cope with fluctuations in the amount of received light and has a threshold value. Since a fixed general-purpose photo IC is used to control the light projection amount to increase with respect to the decrease in the amount of received light, the detection accuracy of the object can be prevented from deteriorating. In addition, if a general-purpose photo IC having a noise reduction function, a mutual interference prevention function, etc. is used, a photoelectric sensor having both of these functions and a function to cope with fluctuations in the amount of received light can be designed at low cost and with low labor. Can be manufactured.
[第4の実施形態]
第4の実施形態は、増幅器の利得を自動調整する機能を備えた透過型光電センサに関する。
[Fourth Embodiment]
The fourth embodiment relates to a transmissive photoelectric sensor having a function of automatically adjusting the gain of an amplifier.
図7は、本発明の第4の実施形態の光電センサの概略を説明するための図である。
図7を参照して、この透過型の光電センサは、第3の実施形態と同様に、投光ユニットと受光ユニットとが対抗して配置される。また、投光ユニットと受光ユニットの間は、同期信号線Aで接続される。
FIG. 7 is a diagram for explaining the outline of the photoelectric sensor according to the fourth embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 7, in this transmissive photoelectric sensor, a light projecting unit and a light receiving unit are arranged to face each other as in the third embodiment. Further, the light projecting unit and the light receiving unit are connected by a synchronization signal line A.
図8は、本発明の第4の実施形態の光電センサの構成を表わす図である。
図8を参照して、この光電センサが、図4の第2の実施形態の光電センサと相違する点は、投光タイミング制御部93が投光ユニット150に含まれる点である。
FIG. 8 is a diagram illustrating the configuration of a photoelectric sensor according to the fourth embodiment of the present invention.
Referring to FIG. 8, this photoelectric sensor is different from the photoelectric sensor of the second embodiment in FIG. 4 in that a light projection
以下、第2の実施形態の光電センサと相違する点について説明する。
投光タイミング制御部93は、受光ユニット160の信号処理部98の制御を受けることなく、自発的に投光タイミング信号を投光ユニット150内の駆動回路2に出力する。また、投光タイミング制御部93とA/D変換部21の間は、同期信号線Aで接続され、同期信号線Aを通じて投光タイミング信号が投光タイミング制御部93からA/D変換部21に送られる。
Hereinafter, differences from the photoelectric sensor of the second embodiment will be described.
The light projection
以上のように、第4の実施形態の透過型光電センサによれば、第2の実施形態の反射回帰型光電センサと同様に、受光量の変動に対処する機能を有せず、かつ閾値が固定である汎用フォトICを用いて、増幅器の出力が減少すると、増幅器の利得を増加するように制御するので、対象物の検出精度が劣化しないようにすることができる。また、汎用フォトICとして、ノイズリダクション機能、相互干渉防止機能などを有するものを用いれば、これらの機能と受光量の変動に対処する機能の両方を有する光電センサを低コストかつ低労力で設計、製造することができる。 As described above, according to the transmission photoelectric sensor of the fourth embodiment, similarly to the reflection regression photoelectric sensor of the second embodiment, it does not have a function to deal with fluctuations in the amount of received light and has a threshold value. When the output of the amplifier is decreased using a fixed general-purpose photo IC, the gain of the amplifier is controlled to increase, so that the detection accuracy of the object can be prevented from deteriorating. In addition, if a general-purpose photo IC having a noise reduction function, a mutual interference prevention function, etc. is used, a photoelectric sensor having both of these functions and a function to cope with fluctuations in the amount of received light can be designed at low cost and with low labor. Can be manufactured.
(変形例)
本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、たとえば以下のような変形例を含む。
(Modification)
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes, for example, the following modifications.
(1) 直流光の場合
本発明の実施形態では、投光タイミング制御部が投光タイミング信号を出力し、投光タイミング信号に同期して投光素子がパルス光を出力し、投光タイミング信号に同期してA/D変換部が増幅器または可変利得増幅器の出力をサンプリングしたが、これに限定するものではない。投光素子が直流光を出力するような場合には、光電センサは、投光タイミング制御部を備えないものとしてもよい。そして、投光素子、A/D変換部は、投光タイミング制御部の制御を受けることなく、自ら適当なタイミングで光の出力、サンプリングを行なうものとしてもよい。
(1) In the case of DC light In the embodiment of the present invention, the light projection timing control unit outputs a light projection timing signal, and the light projecting element outputs pulse light in synchronization with the light projection timing signal. The A / D converter samples the output of the amplifier or the variable gain amplifier in synchronization with the above, but the present invention is not limited to this. When the light projecting element outputs DC light, the photoelectric sensor may not include the light projecting timing control unit. The light projecting element and the A / D conversion unit may output and sample light at an appropriate timing without being controlled by the light projecting timing control unit.
(2) 汎用フォトICの内部
本発明の実施形態で説明した受光素子、信号処理部および出力処理部は、必ずしも汎用フォトICの内部にある必要はなく、汎用フォトICの外部にあるものとしてもよい。一方、汎用フォトICは、増幅器(または可変利得増幅器)、閾値出力部、および信号処理部を必ず含むものでなければならない。
(2) Inside of general-purpose photo IC The light-receiving element, the signal processing unit, and the output processing unit described in the embodiment of the present invention are not necessarily inside the general-purpose photo IC, and may be outside the general-purpose photo IC. Good. On the other hand, a general-purpose photo IC must include an amplifier (or a variable gain amplifier), a threshold output unit, and a signal processing unit.
(3) 光電センサの構造
本発明の第1および第2の実施形態では、検出方式が反射回帰型の光電センサを例について説明したが、これに限定するものではなく、検出方式が反射型であってもよい。反射回帰型および反射型の光電センサは、ファイバ型の構造であってもよい。
(3) Structure of photoelectric sensor In the first and second embodiments of the present invention, the detection method is a reflection regression type photoelectric sensor. However, the present invention is not limited to this, and the detection method is a reflection type. There may be. The reflection regression type and reflection type photoelectric sensors may have a fiber type structure.
図9は、ファイバ光電センサの上部カバーを開いた状態における外観斜視図である。
同図に示されるように、光電センサは多連装型のプラスチック製筐体101を有する。筐体101の前部には、投光用ファイバ302と受光用ファイバ303とが挿入され、クランプレバー103の操作によって抜け止め固定される。筐体101の後部からは電気コード4が引き出されている。図示の電気コード304は、アース用の芯線141と、正電源用の芯線142と、検出出力用の芯線143と、診断出力用の芯線144とを有する。筐体101は、制御盤等の取付面に対して、図示しないDINレールを介して固定される。符号104で示されるものはDINレール嵌合溝である。筐体101の上部には、透明な上部カバー102が開閉可能に取り付けられている。上部カバー102を開いた状態で露出する筐体101の上面には、第1の表示器105と、第2の表示器106と、第1の操作ボタン107と、第2の操作ボタン108と、第3の操作ボタン109と、第1のスライド操作子110と、第2のスライド操作子111とが設けられている。また、投光用ファイバ2および受光用ファイバ3の先端には、レンズなどを含みファイバに着脱可能なヘッド部120が設けられている。また、図示しないが、このファイバ光電センサには、ファイバをクランプし、かつ投光素子および受光素子を内蔵するアンプが備えられている。
FIG. 9 is an external perspective view of the fiber photoelectric sensor with the upper cover opened.
As shown in the figure, the photoelectric sensor has a multi-package
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 投光素子、2 駆動回路、3,93 投光タイミング制御部、4 閾値出力部、5 受光素子、6 増幅器、7 信号比較部、8,98 信号処理部、9 出力処理部、10 出力回路、11,29,121,129 汎用フォトIC、12 第1の出力端子、13 利得入力端子、14 第2の出力端子、15 モード入力端子、16 第3の出力端子、21 A/D変換部、22 投光量制御部、23 D/A変換部、24 利得制御部、30,50,130,150 投光ユニット、40,60,140,160 受光ユニット、56 可変利得増幅器、71 投光レンズ、72 受光レンズ、101 プラスチック製筐体、102 上部カバー、103 クランプレバー、104 DINレール嵌合溝、105 第1の表示器、106 第2の表示器、107 第1の操作ボタン、108 第2の操作ボタン、109 第3の操作ボタン、110 第1のスライド操作子、111 第2のスライド操作子、120 ヘッド部、141 アース用の芯線、142 正電源用の芯線、143 検出出力用の芯線、144 診断出力用の芯線、202 保護部材、203 受光窓、205 表示灯、206 ケース、302 投光用ファイバ、303 受光用ファイバ、304 電源コード。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light emitting element, 2 Drive circuit, 3,93 Light projection timing control part, 4 Threshold output part, 5 Light receiving element, 6 Amplifier, 7 Signal comparison part, 8,98 Signal processing part, 9 Output processing part, 10 Output circuit 11, 29, 121, 129 General-purpose photo IC, 12 First output terminal, 13 Gain input terminal, 14 Second output terminal, 15 Mode input terminal, 16 Third output terminal, 21 A / D converter, 22 Light Emitting Control Unit, 23 D / A Conversion Unit, 24 Gain Control Unit, 30, 50, 130, 150 Light Emitting Unit, 40, 60, 140, 160 Light Receiving Unit, 56 Variable Gain Amplifier, 71 Projecting Lens, 72 Light-receiving lens, 101 Plastic housing, 102 Top cover, 103 Clamp lever, 104 DIN rail fitting groove, 105 First indicator, 106 Second indicator 107 1st operation button, 108 2nd operation button, 109 3rd operation button, 110 1st slide operation element, 111 2nd slide operation element, 120 head part, 141 Core wire for grounding, 142 Positive power supply 143 core wire for detection output, 144 core wire for diagnosis output, 202 protective member, 203 light receiving window, 205 indicator lamp, 206 case, 302 light projecting fiber, 303 light receiving fiber, 304 power cord.
Claims (12)
前記受光ユニットは、前記汎用ICの内部または外部に、
検出領域から入射される光を受光して、受光量に応じた大きさの信号を出力する受光素子を備え、
前記汎用ICの前記増幅器は、前記受光素子から出力される信号を増幅し、
前記閾値出力部は、大きさが固定の閾値信号を出力し、
前記信号比較部は、前記増幅された信号と前記大きさが固定の閾値信号とを比較して比較結果を出力し、
前記信号処理部は、前記信号比較部により出力される比較結果に従って前記検出領域における対象物体の存在有無を判定して判定結果を出力し、
前記汎用ICは、外部に信号を出力するための第1の出力端子を含み、
前記増幅器は、増幅された信号を前記第1の出力端子を介して前記汎用ICの外部に出力し、
前記受光ユニットは、さらに、前記汎用ICの外部に、
前記第1の出力端子と接続され、前記増幅された信号を取込んで出力する取込部と、
前記取込部から出力される増幅された信号に基いて、前記受光素子の受光量が所定の範囲となるように、投光素子の投光量を変化させる投光量制御信号を前記投光ユニットへ出力する投光量制御部とを備えた光電センサの受光ユニット。 A light receiving unit of a photoelectric sensor that includes a general-purpose IC including at least an amplifier, a threshold output unit, and a signal comparison unit, receives light output from a light projecting unit, and processes the light by a signal processing unit ,
The light receiving unit is inside or outside the general-purpose IC ,
A light receiving element that receives light incident from the detection region and outputs a signal having a magnitude corresponding to the amount of light received,
The amplifier of the general-purpose IC amplifies a signal output from the light receiving element ,
The threshold output unit outputs a threshold signal having a fixed magnitude ,
The signal comparison unit compares the amplified signal with a threshold signal having a fixed magnitude, and outputs a comparison result.
The signal processing unit determines the presence or absence of the target object in the detection region according to the comparison result output by the signal comparison unit, and outputs a determination result,
The general purpose IC includes a first output terminal for outputting a signal to the outside,
The amplifier outputs the amplified signal to the outside of the general-purpose IC through the first output terminal,
The light receiving unit is further external to the general-purpose IC .
A capture unit connected to the first output terminal for capturing and outputting the amplified signal;
Based on the amplified signal output from the capturing unit, a light projection amount control signal for changing the light projection amount of the light projecting element so that the amount of light received by the light receiving element falls within a predetermined range is sent to the light projecting unit. A photoelectric sensor light receiving unit including an output light intensity control unit.
外部に信号を出力するための第2の出力端子と、
投光のタイミングを表わす投光タイミング信号を出力する投光タイミング制御部とを含み、
前記投光タイミング制御部は、前記投光タイミング信号を、前記第2の出力端子を介して前記投光ユニットおよび前記取込部に出力し、
前記取込部は、前記第2の出力端子と接続され、前記出力された投光タイミング信号に同期して前記増幅された信号を取込む、請求項1記載の光電センサの受光ユニット。 The general-purpose IC further includes:
A second output terminal for outputting a signal to the outside;
A projection timing control unit that outputs a projection timing signal representing the timing of projection ,
The light projection timing control unit outputs the light projection timing signal to the light projection unit and the capture unit via the second output terminal,
The light receiving unit of the photoelectric sensor according to claim 1, wherein the capturing unit is connected to the second output terminal and captures the amplified signal in synchronization with the output light projection timing signal.
前記受光ユニットは、前記汎用ICの内部または外部に、
検出領域から入射される光を受光して、受光量に応じた大きさの信号を出力する受光素子を備え、
前記汎用ICの可変利得増幅器は、前記受光素子から出力される信号を増幅し、かつ利得制御信号に従って利得を変化させ、
前記閾値出力部は、大きさが固定の閾値信号を出力し、
前記信号比較部は、前記増幅された信号と前記大きさが固定の閾値信号とを比較して比較結果を出力し、
前記信号処理部は、前記信号比較部により出力される比較結果に従って前記検出領域における対象物体の存在有無を判定して判定結果を出力し、
前記汎用ICは、外部に信号を出力するための第1の出力端子と、
外部からの信号の入力を受け付ける入力端子とを含み、
前記可変利得増幅器は、増幅された信号を前記第1の出力端子を介して前記汎用ICの外部に出力し、
前記利得制御信号は、前記入力端子を介して入力されて前記可変利得増幅器に送られ、
前記受光ユニットは、さらに、前記汎用ICの外部に、
前記第1の出力端子と接続され、前記増幅された信号を取込んで出力する取込部と、
前記取込部から出力される増幅された信号の大きさが所定の範囲となるように、前記可変利得増幅器の利得を変化させる利得制御信号を前記入力端子へ出力する利得制御部とを備えた光電センサの受光ユニット。 A light receiving unit of a photoelectric sensor that includes a general-purpose IC including at least a variable gain amplifier, a threshold output unit, and a signal comparison unit , receives light output from a light projecting unit, and processes it by a signal processing unit ,
The light receiving unit is inside or outside the general-purpose IC ,
A light receiving element that receives light incident from the detection region and outputs a signal having a magnitude corresponding to the amount of light received,
The variable gain amplifier of the general-purpose IC amplifies the signal output from the light receiving element, and changes the gain according to a gain control signal ,
The threshold output unit outputs a threshold signal having a fixed magnitude ,
The signal comparison unit compares the amplified signal with a threshold signal having a fixed magnitude, and outputs a comparison result.
The signal processing unit determines the presence or absence of the target object in the detection region according to the comparison result output by the signal comparison unit, and outputs a determination result,
The general-purpose IC includes a first output terminal for outputting a signal to the outside,
Including an input terminal for receiving an input of an external signal ,
The variable gain amplifier outputs the amplified signal to the outside of the general-purpose IC through the first output terminal,
The gain control signal is input via the input terminal and sent to the variable gain amplifier,
The light receiving unit is further external to the general-purpose IC .
A capture unit connected to the first output terminal for capturing and outputting the amplified signal;
A gain control unit that outputs a gain control signal that changes the gain of the variable gain amplifier to the input terminal so that the magnitude of the amplified signal output from the capturing unit is within a predetermined range. Light receiving unit for photoelectric sensor.
外部に信号を出力するための第2の出力端子と、
投光のタイミングを表わす投光タイミング信号を出力する投光タイミング制御部とを含み、
前記投光タイミング制御部は、前記投光タイミング信号を、前記第2の出力端子を介して前記投光ユニットおよび前記取込部に出力し、
前記取込部は、前記第2の出力端子と接続され、前記出力された投光タイミング信号に同期して前記増幅された信号を取込む、請求項4記載の光電センサの受光ユニット。 The general-purpose IC further includes:
A second output terminal for outputting a signal to the outside;
A projection timing control unit that outputs a projection timing signal representing the timing of projection ,
The light projection timing control unit outputs the light projection timing signal to the light projection unit and the capture unit via the second output terminal,
The light receiving unit of the photoelectric sensor according to claim 4, wherein the capturing unit is connected to the second output terminal and captures the amplified signal in synchronization with the output light projection timing signal.
前記投光ユニットは、
検出領域に向けて光を出力する投光素子を備え、
前記受光ユニットは、前記汎用ICの内部または外部に、
検出領域から入射される光を受光して、受光量に応じた大きさの信号を出力する受光素子を備え、
前記汎用ICの前記増幅器は、前記受光素子から出力される信号を増幅し、
前記閾値出力部は、大きさが固定の閾値信号を出力し、
前記信号比較部は、前記増幅された信号と前記大きさが固定の閾値信号とを比較して比較結果を出力し、
前記信号処理部は、前記信号比較部により出力される比較結果に従って前記検出領域における対象物体の存在有無を判定して判定結果を出力し、
前記汎用ICは、外部に信号を出力するための第1の出力端子を含み、
前記増幅器は、増幅された信号を前記第1の出力端子を介して前記汎用ICの外部に出力し、
前記受光ユニットは、さらに、前記汎用ICの外部に、
前記第1の出力端子と接続され、前記増幅された信号を取込んで出力する取込部と、
前記取込部から出力される増幅された信号に基いて、前記受光素子の受光量が所定の範囲となるように、投光素子の投光量を変化させる投光量制御信号を前記投光ユニットへ出力する投光量制御部とを備えた光電センサ。 Including a light projecting unit, a light receiving unit including a general-purpose IC including at least an amplifier, a threshold output unit, and a signal comparing unit, and the light output from the light projecting unit is received by the light receiving unit and processed by the signal processing unit. A photoelectric sensor,
The light projecting unit is
It has a light projecting element that outputs light toward the detection area,
The light receiving unit is inside or outside the general-purpose IC ,
A light receiving element that receives light incident from the detection region and outputs a signal having a magnitude corresponding to the amount of light received,
The amplifier of the general-purpose IC amplifies a signal output from the light receiving element ,
The threshold output unit outputs a threshold signal having a fixed magnitude ,
The signal comparison unit compares the amplified signal with a threshold signal having a fixed magnitude, and outputs a comparison result.
The signal processing unit determines the presence or absence of the target object in the detection region according to the comparison result output by the signal comparison unit, and outputs a determination result,
The general purpose IC includes a first output terminal for outputting a signal to the outside,
The amplifier outputs the amplified signal to the outside of the general-purpose IC through the first output terminal,
The light receiving unit is further external to the general-purpose IC .
A capture unit connected to the first output terminal for capturing and outputting the amplified signal;
Based on the amplified signal output from the capturing unit, a light projection amount control signal for changing the light projection amount of the light projecting element so that the amount of light received by the light receiving element falls within a predetermined range is sent to the light projecting unit. A photoelectric sensor provided with an output light intensity control unit.
外部に信号を出力するための第2の出力端子と、
投光のタイミングを表わす投光タイミング信号を出力する投光タイミング制御部とを含み、
前記投光タイミング制御部は、前記投光タイミング信号を、前記第2の出力端子を介して前記投光ユニットおよび前記取込部に出力し、
前記投光ユニットは、前記第2の出力端子と接続され、前記投光素子は、前記出力された投光タイミング信号に同期して光を出力し、
前記取込部は、前記第2の出力端子と接続され、前記出力された投光タイミング信号に同期して前記増幅された信号を取込む、請求項7記載の光電センサ。 The general-purpose IC further includes:
A second output terminal for outputting a signal to the outside;
A projection timing control unit that outputs a projection timing signal representing the timing of projection ,
The light projection timing control unit outputs the light projection timing signal to the light projection unit and the capture unit via the second output terminal,
The light projecting unit is connected to the second output terminal, and the light projecting element outputs light in synchronization with the output light projecting timing signal.
The photoelectric sensor according to claim 7, wherein the capturing unit is connected to the second output terminal and captures the amplified signal in synchronization with the output light projection timing signal.
投光のタイミングを表わす投光タイミング信号を出力する投光タイミング制御部を備え、
前記投光素子は、前記投光タイミング信号に同期して光を出力し、
前記取込部は、前記投光タイミング信号に同期して前記増幅された信号を取込む、請求項7記載の光電センサ。 The light projecting unit further includes:
A projection timing control unit for outputting a projection timing signal representing the timing of projection,
The light projecting element outputs light in synchronization with the light projection timing signal,
The photoelectric sensor according to claim 7, wherein the capturing unit captures the amplified signal in synchronization with the light projection timing signal.
前記投光ユニットは、
検出領域に向けて光を出力する投光素子を備え、
前記受光ユニットは、前記汎用ICの内部または外部に、
検出領域から入射される光を受光して、受光量に応じた大きさの信号を出力する受光素子を備え、
前記汎用ICの可変利得増幅器は、前記受光素子から出力される信号を増幅し、かつ利得制御信号に従って利得を変化させ、
前記閾値出力部は、大きさが固定の閾値信号を出力し、
前記信号比較部は、前記増幅された信号と前記大きさが固定の閾値信号とを比較して比較結果を出力し、
前記信号処理部は、前記信号比較部により出力される比較結果に従って前記検出領域における対象物体の存在有無を判定して判定結果を出力し、
前記汎用ICは、外部に信号を出力するための第1の出力端子と、
外部からの信号の入力を受け付ける入力端子とを含み、
前記可変利得増幅器は、増幅された信号を前記第1の出力端子を介して前記汎用ICの外部に出力し、
前記利得制御信号は、前記入力端子を介して入力されて前記可変利得増幅器に送られ、
前記受光ユニットは、さらに、前記汎用ICの外部に、
前記第1の出力端子と接続され、前記増幅された信号を取込んで出力する取込部と、
前記取込部から出力される増幅された信号の大きさが所定の範囲となるように、前記可変利得増幅器の利得を変化させる利得制御信号を前記入力端子へ出力する利得制御部とを備えた光電センサ。 A light-receiving unit including a general-purpose IC including at least a light projecting unit, a variable gain amplifier, a threshold output unit, and a signal comparing unit, and the signal processing unit receives light output from the light projecting unit by the light receiving unit. A photoelectric sensor for processing by :
The light projecting unit is
It has a light projecting element that outputs light toward the detection area,
The light receiving unit is inside or outside the general-purpose IC ,
A light receiving element that receives light incident from the detection region and outputs a signal having a magnitude corresponding to the amount of light received,
The variable gain amplifier of the general-purpose IC amplifies the signal output from the light receiving element, and changes the gain according to a gain control signal ,
The threshold output unit outputs a threshold signal having a fixed magnitude ,
The signal comparison unit compares the amplified signal with a threshold signal having a fixed magnitude, and outputs a comparison result.
The signal processing unit determines the presence or absence of the target object in the detection region according to the comparison result output by the signal comparison unit, and outputs a determination result,
The general-purpose IC includes a first output terminal for outputting a signal to the outside,
Including an input terminal for receiving an input of an external signal,
The variable gain amplifier outputs the amplified signal to the outside of the general-purpose IC through the first output terminal,
The gain control signal is input via the input terminal and sent to the variable gain amplifier,
The light receiving unit is further external to the general-purpose IC .
A capture unit connected to the first output terminal for capturing and outputting the amplified signal;
A gain control unit that outputs a gain control signal that changes the gain of the variable gain amplifier to the input terminal so that the magnitude of the amplified signal output from the capturing unit is within a predetermined range. Photoelectric sensor.
外部に信号を出力するための第2の出力端子と、
投光のタイミングを表わす投光タイミング信号を出力する投光タイミング制御部とを含み、
前記投光タイミング制御部は、前記投光タイミング信号を、前記第2の出力端子を介して前記投光ユニットおよび前記取込部に出力し、
前記投光ユニットは、前記第2の出力端子と接続され、前記投光素子は、前記出力された投光タイミング信号に同期して光を出力し、
前記取込部は、前記第2の出力端子と接続され、前記出力された前記投光タイミング信号に同期して前記増幅された信号を取込む、請求項10記載の光電センサ。 The general-purpose IC further includes:
A second output terminal for outputting a signal to the outside;
A projection timing control unit that outputs a projection timing signal representing the timing of projection ,
The light projection timing control unit outputs the light projection timing signal to the light projection unit and the capture unit via the second output terminal,
The light projecting unit is connected to the second output terminal, and the light projecting element outputs light in synchronization with the output light projecting timing signal.
The capture unit, which is connected to the second output terminal, the photoelectric sensor of the synchronization with the outputted light projection timing signals taking said amplified signal,請 Motomeko 10 wherein.
投光のタイミングを表わす投光タイミング信号を出力する投光タイミング制御部を備え、
前記投光素子は、前記投光タイミング信号に同期して光を出力し、
前記取込部は、前記投光タイミング信号に同期して前記増幅された信号を取込む、請求項10記載の光電センサ。 The light projecting unit further includes:
A projection timing control unit for outputting a projection timing signal representing the timing of projection,
The light projecting element outputs light in synchronization with the light projection timing signal,
The photoelectric sensor according to claim 10, wherein the capturing unit captures the amplified signal in synchronization with the light projection timing signal.
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