JP6785111B2 - 光電センサ - Google Patents
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Description
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、複数台の光電センサを近づけて使用する場合における他機との干渉を抑制できる光電センサを提供することにある。
この構成によれば、投光パターンの数と同数の光電センサを近づけて使用する場合においても、光電センサ毎に設定する投光パターン及び受光パターンを異ならせることで、他機との干渉を抑制できる。
図1に示すように、光電センサ10は、例えば透過型の光電センサであり、投光素子21を有する投光部11、及び受光素子31を有する受光部12を備えている。投光素子21及び受光素子31は互いに対向するように配置される。被検出物Xが無い場合、受光素子31は、投光素子21から出射された光を受光する。投光素子21から出射された光が被検出物Xで遮られた場合、受光素子31には投光素子21から出射された光は入射しない。光電センサ10は、受光素子31の受光レベルに基づいて、被検出物Xの有無を判定し、その判定結果に基づいて検出信号SKを出力する。
図2に示すように、受光素子31のカソードには高電位電圧VAが供給される電源配線(以下、電源配線VA)に接続されている。高電位電圧VAは、例えば5ボルト(V)である。受光素子31のアノードは、受光回路32の入力端子となる入力ノードN1に接続されている。
入力ノードN1は抵抗R1の第1端子に接続され、抵抗R1の第2端子は基準電圧が供給される基準配線に接続されている。従って、受光素子31のアノードは抵抗R1を介して基準配線に接続されている。基準電圧はたとえば0Vであり、本実施形態ではグランドGNDである。以下の説明において、グランドGNDとして説明する。なお、各図では、符号「GND」が省略されている。
信号生成回路41は、オペアンプ(演算増幅器)42、抵抗R2、コンデンサC1,C2を有している。コンデンサC1の第1端子は入力ノードN1に接続され、コンデンサC1の第2端子はオペアンプ42の反転入力端子に接続されている。オペアンプ42の非反転入力端子には、参照電圧VRが供給される。オペアンプ42の出力端子と反転入力端子の間には、抵抗R2とコンデンサC2の並列回路が接続されている。
帰還回路43は、スイッチ回路SW1とコンデンサC3とを含む。スイッチ回路SW1の第1端子はオペアンプ42の出力端子に接続され、スイッチ回路SW1の第2端子はコンデンサC3の第1端子に接続され、コンデンサC3の第2端子は入力ノードN1に接続されている。スイッチ回路SW1は、例えばMOSFETにより構成されるアナログスイッチである。スイッチ回路SW1は、受光側制御回路33から出力される制御信号SCに基づいてオンオフする。
図1に示すように、投光側制御回路23のメモリ23aには、複数の投光パターンが予め記憶されている。本実施形態の投光部11は、第1の投光パターンA1、第2の投光パターンA2、及び第3の投光パターンA3の3つの投光パターンを有している。ユーザーは、投光側設定部24を操作することによって、第1〜第3の投光パターンA1〜A3のいずれか1つを選択可能である。そして、投光側制御回路23は、投光側設定部24での操作によって選択された投光パターンで投光素子21から検出光Lを投光させるべく、投光回路22を制御する。
図1に示すように、受光側制御回路33のメモリ33aには、第1〜第3の投光パターンA1〜A3の各々と対応する複数の受光パターン(第1〜第3の受光パターンB1〜B3)が予め記憶されている。第1〜第3の受光パターンB1〜B3は、第1〜第3の投光パターンA1〜A3とそれぞれ同一のパルスパターンを有している。そして、本実施形態では、受光回路32における前記スイッチ回路SW1のオンオフの切り替えが、各受光パターンB1〜B3のいずれか1つのパルスパターンで実行されるようになっている。ユーザーは、受光側設定部34を操作することによって、第1〜第3の受光パターンB1〜B3のいずれか1つを選択可能である。そして、受光側制御回路33は、受光側設定部34での操作によって選択された受光パターンでスイッチ回路SW1を動作させるべく、制御信号SCを出力する。
対となる投光部11及び受光部12では、同一のパルスパターンを有する投光パターン及び受光パターンがそれぞれ設定されている。そして、投光部11では、設定された投光パターンで、投光素子21から検出光Lが投光される。
図7に示すように、コンパレータ35は、受光素子31での受光量に応じた受光回路32の出力信号SRと所定の閾値信号(閾値D)とを比較し、その比較結果に基づいて、ハイレベル又はローレベルの出力信号SDを出力する。このため、コンパレータ35の出力信号SDの立ち上がりは、検出光Lの立ち上がりに対し、受光回路32の出力信号SRが閾値Dに達するまでの時間分だけ遅延する。受光側制御回路33は、各出力信号SDの立ち上がりの遅延時間を算出する。そして、受光側制御回路33は、連続する2つの出力信号SDの遅延時間T4,T5に基づいて、受光パターンのずれを補正する。また、受光側制御回路33は、連続する2つの出力信号SDの立ち上がりの間隔T6を算出し、その間隔T6に基づいて受光パターンのずれを補正する。これにより、受光部12における検出光Lの検出精度の向上に寄与できる。
(1)第1の投光パターンA1のパルス群期間T1は、第2パルス群Pg2におけるエッジ間隔E2よりも短く設定される。このため、第1パルス群Pg1及び第2パルス群Pg2のパルスP同士の干渉を抑制できる。また、第2の投光パターンA2のパルス群期間T2は、第3パルス群Pg3におけるエッジ間隔E3よりも短く設定される。このため、第2パルス群Pg2及び第3パルス群Pg3のパルスP同士の干渉を抑制できる。従って、対応しない投光パターンの検出光Lによって、受光側制御回路33にて入光認識がなされることが抑制される。これにより、複数台の光電センサ10を近づけて使用する場合に、各光電センサ10の対となる投光部11及び受光部12において、互いに対応する投光パターン及び受光パターンを設定し、かつ、光電センサ10毎に設定する投光パターン及び受光パターンを異ならせることで、他機との干渉を抑制できる。
なお、上記実施形態は、以下のように変更してもよい。
・上記実施形態の各投光パターンA1〜A3では、パルス群の各パルスPが一定間隔とされるが、これに限らず、不定間隔としてもよい。
・上記実施形態におけるコンパレータ35をA/D変換器に置き換えてもよい。
・上記した実施形態並びに各変形例は適宜組み合わせてもよい。
Claims (4)
- 3つ以上のパルスからなるパルス群を一定周期で繰り返すパルスパターンであって、前記パルス群における最初のパルスの立ち上がりから最後のパルスの立ち下がりまでのパルス群期間が互いに異なり、かつ、前記パルス群の前記一定周期が互いに同一である複数の投光パターンを有し、それらのうちの1つの投光パターンで投光する投光部と、
前記複数の投光パターンとそれぞれ同一のパルスパターンからなる複数の受光パターンを有し、それらのうちの1つの受光パターンで受光した光を検出する受光部と
を備え、
前記パルス群におけるパルスの立ち下がりエッジから次のパルスの立ち上がりエッジまでの間隔をエッジ間隔として、
前記複数の投光パターンの各々の前記パルス群期間は、自身よりもパルス群期間が長い投光パターンのパルス群の前記各エッジ間隔よりも短く設定されていることを特徴とする光電センサ。 - 請求項1に記載の光電センサにおいて、
前記複数の投光パターンにおける前記パルス群のパルスの数は、互いに同一であって、前記複数の投光パターンの数よりも多く設定されていることを特徴とする光電センサ。 - 請求項1又は2に記載の光電センサにおいて、
前記受光部は、受光素子と、前記受光素子における受光に応じた信号を基に、ハイレベル又はローレベルの出力信号を出力するコンパレータと、前記コンパレータの出力信号の遅延を補正する補正部とを備えていることを特徴とする光電センサ。 - 請求項1〜3のいずれか1項に記載の光電センサにおいて、
前記受光部は、受光素子と、前記受光素子における受光に応じたレベルの信号を出力するオープン状態、及び前記受光素子における受光量によらず一定レベルの信号を出力するキャンセル状態のいずれかの状態とされる受光回路と、前記複数の受光パターンのうちの1つの受光パターンに従って、前記受光回路の前記オープン状態と前記キャンセル状態とを切り替える制御部とを備えていることを特徴とする光電センサ。
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