JP6809088B2 - 多光軸光電センサ - Google Patents

Description

本発明は、多光軸光電センサに関する。本発明は、特に、外部機器との通信を行う通信機能を備えた多光軸光電センサに関する。

一般的な多光軸光電センサでは、複数の投光素子が一列に配置された投光部と、複数の投光素子にそれぞれ対向して同数の受光素子が一列に配置された受光部とを備えている。多光軸光電センサは、投光部と受光部との間に形成される複数の光軸の各々が遮光状態にあるか否かを検出している。

投光部は、各投光素子を順次発光させる。受光部は、投光素子の発光動作に同期するタイミングで、各投光素子に対応する受光素子から、その受光素子の受光量を測定している。これにより、多光軸光電センサは、光軸ごとの遮光状態を順に検出することができる。受光部は、光軸ごとの検出結果を用いて、投光部と受光部との間に形成される検出エリアに物体があるか否かを判別して、その判別結果を示す信号を出力する。投光部と受光部とを同期させるために、投光部と受光部とが通信線を介して接続されている。あるいは投光部と受光部とを同期させるために、投光部と受光部とが光通信によって接続されている。

多光軸光電センサは、たとえば生産現場において作業者の安全のための装置として設置される。設置された多光軸光電センサは、検出エリアのいずれかの光軸において遮光状態が検出されると、生産設備の動作を停止させる。生産現場において設置する生産設備や環境に応じて多光軸光電センサの設定を変更する必要がある。特許文献１に記載の多光軸光電センサでは、設定用のコンソールを接続して種々の検出動作の定義を設定している。

特開２００２−２９６３６１号公報

しかし、外部機器である設定用のコンソールを多光軸光電センサに接続する場合、外部機器と接続するための専用の通信配線を設けるか、投光部と受光部との通信線を利用する必要があり、配線数が増加する問題があった。また、生産現場において設置する生産設備の数が増えれば設置する多光軸光電センサの数も増えることになる。配線数の多い多光軸光電センサを多数設置した場合、配線を接続する作業量が増えると共に、配線の接続ミスが発生するリスクも増える問題があった。

本発明は、外部機器と接続することができる多光軸光電センサにおいて配線数を削減することができる多光軸光電センサを提供することを目的とする。

本発明のある局面によれば、複数の投光素子を有する投光部と、複数の投光素子にそれぞれ対向配置された複数の受光素子を有する受光部とを含み、投光部と受光部との間に形成される複数の光軸の各々が遮光状態にあるか否かを検出するセンサ部と、投光部および受光部のそれぞれに設けられ、投光部または受光部を制御する制御部と、制御部の複数の入力部および複数の出力部の各々と接続され、信号を入出力する複数の信号配線と、複数の信号配線のうち少なくとも１つの配線を通信配線と共用する共用配線で制御部と外部機器との通信を行う通信部とを備える。

好ましくは、共用配線は、制御部に制御信号を入力する信号配線である。
好ましくは、制御部に制御信号を入力する信号配線は、機能を一時的に無効化するミューティング信号を入力する信号配線である。

好ましくは、制御部に制御信号を入力する信号配線は、制御部を初期化するリセット信号を入力する信号配線である。

好ましくは、共用配線を、通信配線として用いるのか、信号配線として用いるのかを切換える切換部をさらに備える。

好ましくは、通信部は、通信する外部機器が接続されているか否かを探索するための探索信号を送信し、制御部は、探索信号に対する応答信号を通信部が外部機器から受信した場合、共用配線を通信配線として用いるように切換部を切換える。

好ましくは、通信部は、センサ部が動作している間、探索信号を定期的に送信する。
好ましくは、制御部は、外部機器との通信が切断された場合、共用配線を信号配線として用いるように切換部を切換える。

好ましくは、信号配線に用いる信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域の通信信号に変換する変換部をさらに備え、通信部は、変換部で変換した通信信号を共用配線に用いて制御部と外部機器との通信を行う。

好ましくは、投光部と受光部との間に形成される光軸を用いて、投光部と受光部との同期を行う。

本技術に係る多光軸光電センサによれば、外部機器と接続することができる構成であっても配線数を削減することができる。

本実施の形態１に従う多光軸光電センサの構成例を示す模式図である。 本実施の形態１に従う多光軸光電センサの構成を示すブロック図である。 本実施の形態１に従う多光軸光電センサに接続するパーソナルコンピュータの構成を示す図である。 本実施の形態１に従う多光軸光電センサの起動時の外部機器探索処理を説明するためのフローチャートである。 本実施の形態１に従う多光軸光電センサの通常動作時の外部機器探索処理を説明するためのフローチャートである。 本実施の形態１に従う多光軸光電センサの外部機器通信異常検知処理を説明するためのフローチャートである。 本実施の形態２に従う多光軸光電センサの構成を示すブロック図である。 本実施の形態３に従う多光軸光電センサの構成を示すブロック図である。

以下において、本実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

（実施の形態１）
図１は、本実施の形態１に従う多光軸光電センサの構成例を示す模式図である。図１を参照して、多光軸光電センサ１００は、投光器１と、受光器２と、コントローラ６とを含む。図１における光ビームの進行方向を表す矢印、および、その光ビームを「光軸」と表現する。従って「光軸の遮光」とは、当該光軸として表現される光ビームが遮光されることと同義である。多光軸光電センサ１００は、外部機器であるパーソナルコンピュータ５と通信するために接続することができる。多光軸光電センサ１００は、パーソナルコンピュータ５と通信するために受光器２側の通信用ケーブル１０１の途中に分岐コネクタ１０２を備えている。分岐コネクタ１０２は、通信ユニット４を介してパーソナルコンピュータ５に接続される。

投光器１および受光器２のそれぞれは、通信用ケーブル１０１を介してコントローラ６に接続されている。受光器２側の通信用ケーブル１０１は、分岐コネクタ１０２で専用コード３に分岐し、専用コード３を介して通信ユニット４に接続されている。通信ユニット４は、専用コード３で入出力される信号をパーソナルコンピュータ５で入出力される信号に変換する。通信ユニット４は、たとえばＲＳ４８５規格の信号をシリアル変換して、ＲＳ２３２ＣあるいはＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の規格に準拠した信号を出力する。パーソナルコンピュータ５を多光軸光電センサ１００に接続することで、多光軸光電センサ１００の設定変更や動作をモニタすることが可能になる。なお、パーソナルコンピュータ５と通信ユニット４とを合わせて外部機器５０と称する場合がある。

図２は、本実施の形態１に従う多光軸光電センサ１００の構成を示すブロック図である。図２を参照して、投光器１は、複数の発光素子を有する投光部１ａと、投光部１ａを制御する制御部１ｂと、制御部１ｂに対する入出力を行うＩ／Ｏ（Input/ Output）部１ｃとを備えている。Ｉ／Ｏ部１ｃは、通信用ケーブル１０１と接続されており、制御部１ｂとコントローラ６との間で送受信される信号の入出力を制御する通信インターフェースである。通信用ケーブル１０１は、制御部１ｂに対して信号を入出力する複数の信号配線を有している。

受光器２は、複数の投光素子にそれぞれ対向配置された複数の受光素子を有する受光部２ａを備えている。受光器２は、さらに、受光部２ａを制御する制御部２ｂと、制御部２ｂに対する入出力を行うＩ／Ｏ部２ｃとを備えている。受光器２は、また、制御部２ｂとＩ／Ｏ部２ｃとの接続を、制御部２ｂと通信部２ｅとの接続に切換える切換部２ｄと、制御部２ｂと外部機器５０との通信を行う通信部２ｅとを備えている。Ｉ／Ｏ部２ｃは、通信用ケーブル１０１と接続されており、制御部２ｂとコントローラ６との間で送受信される信号の入出力を制御する通信インターフェースである。Ｉ／Ｏ部２ｃは、制御部２ｂに信号を入力するための複数の入力部（第１入力部、第２入力部など）と、制御部２ｂからの信号を出力するための複数の出力部（第１出力部、第２出力部など）とを有している。通信用ケーブル１０１は、制御部２ｂに対して信号を入出力する複数の信号配線を有している。

制御部１ｂ，２ｂは、ＣＰＵおよびメモリ等を具備するマイクロコンピュータなどにより構成される。制御部１ｂ，２ｂは、互いに連携して、投光部１ａが有する発光素子の発光と、受光部２ａが有する受光素子の受光とが同期して動作するように制御する。制御部２ｂは、遮光判定機能を有し、順次得られる各光軸の受光量を所定の閾値と比較することによって、各光軸が入光／遮光のいずれの状態であるかを判定する。さらに、制御部２ｂは、光軸の選択が一巡する都度、光軸ごとの判定結果を統合して、各光軸により設定される検出エリア全体としての遮光の有無を判定する。

切換部２ｄは、制御部２ｂからＩ／Ｏ部２ｃの第１入力部への接続を、制御部２ｂから通信部２ｅへの接続に切換えるスイッチである。制御部２ｂから通信部２ｅへの接続に切換えると、制御部２ｂは、通信部２ｅを介して外部機器５０と通信可能となる。つまり、切換部２ｄは、Ｉ／Ｏ部２ｃの第１入力部に接続された信号配線を、通信配線として用いるのか、信号配線として用いるのかを切換えるスイッチである。切換部２ｄを設けたＩ／Ｏ部２ｃの第１入力部に接続された信号配線は、外部機器５０との通信に用いる通信配線として共用される共用配線である。なお、Ｉ／Ｏ部２ｃの第１入力部に接続された信号配線は、通信用ケーブル１０１の１つの配線である。

通信部２ｅは、制御部２ｂと外部機器５０との通信を制御する通信インターフェースである。外部機器５０は、通信部２ｅを介して制御部２ｂと通信することで、多光軸光電センサ１００の設定変更や動作をモニタすることがきる。通信部２ｅは、たとえばＲＳ４８５規格のインターフェースである。

コントローラ６は、統合された遮光判定結果を入力し、判定結果が遮光有りの場合は、「検出」の状態を示す信号（停止信号）を出力する。判定結果が遮光無しの場合は、「非検出」の状態を示す信号を出力する。コントローラ６は、多光軸光電センサ１００の出力部として機能している。コントローラ６は、図２に示されるように、投光器１および受光器２とは別に設けられていてもよいし、投光器１または受光器２のいずれかに内蔵されていてもよい。

制御部１ｂと制御部２ｂとが同期して、投光部１ａの複数の発光素子が順次点灯するとともに、受光部２ａの複数の受光素子からの受光信号が順次処理される。制御部１ｂおよび制御部２ｂは、投光部１ａと受光部２ａとの間に形成される光軸を用い、空間光伝送による光通信を利用して互いに同期している。なお、制御部１ｂおよび制御部２ｂは、投光部１ａと受光部２ａとの間に通信配線を設けて、当該通信配線による通信を利用して互いに同期してもよい。

図１に戻り、パーソナルコンピュータ５には、多光軸光電センサ１００に各種のパラメータを設定し、多光軸光電センサ１００の各種の状態を表示するためのプログラムがインストールされている。パーソナルコンピュータ５に加えて、あるいはパーソナルコンピュータ５に代えて、同様の機能を有する別の表示装置（たとえば専用コンソール）が通信ユニット４に接続されてもよい。

図３は、本実施の形態１に従う多光軸光電センサ１００に接続するパーソナルコンピュータ５の構成を示す図である。図３を参照して、パーソナルコンピュータ５は、全体を制御するための制御部５１と、データを入力するための入力部５５と、データを一時的に記憶するための記憶部５３と、データを出力するための表示部５７と、制御部５１で実行するためのプログラム等を不揮発的に記憶するための外部記憶装置５９とを含む。

制御部５１は、ＣＰＵと、このＣＰＵで実行するためのプログラムを記憶するための読出専用メモリ（ＲＯＭ）あるいはＣＰＵでプログラムを実行する際に必要となる変数等を記憶するためのランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）を含む。

入力部５５は、キーボードまたはマウスなどであり、文字または数字の入力、または、所定の指示コマンドの入力が可能となっている。また、入力部５５は通信ユニット４から伝送されるデータを受ける。

記憶部５３は、多光軸光電センサ１００の設定に必要な各種データ等を一時的に格納する。

表示部５７は、液晶表示装置等のディスプレイであり、制御部５１の指示に従って各種の情報（たとえば多光軸光電センサ１００の動作結果など）を表示する。

外部記憶装置５９は、コンピュータ読取可能な記録媒体６１に記録されたプログラムあるいはデータを読込み、たとえばそのデータを制御部５１に送信する。

次に、Ｉ／Ｏ部２ｃの信号配線と通信部２ｅの通信配線との共用配線について、さらに詳しく説明する。従来の多光軸光電センサでは、パーソナルコンピュータなどの外部機器と接続するために専用の通信配線を設けるか、投光部と受光部との通信線を利用する必要があった。そのため、従来の多光軸光電センサでは、制御部に接続する信号配線以外に専用の通信配線を追加するための通信用ケーブルに含まれる配線数が増え、コストが増加していた。そこで、本実施の形態１に従う多光軸光電センサ１００では、専用の通信配線を追加するのではなく、制御部２ｂに接続する信号配線のうち少なくとも１つの配線を通信配線と共用する共用配線としている。多光軸光電センサ１００では、通信配線を共用配線とすることで、専用の通信配線のように外部機器５０が接続されていない場合に接続がフローティング状態のままとなる配線が存在しないため、当該配線を介したノイズの影響を低減することができ、多光軸光電センサ１００の耐ノイズ性を向上させることができる。

具体的に、図２に示す多光軸光電センサ１００では、制御部２ｂから直接Ｉ／Ｏ部２ｃの第１入力部に接続する配線を、通信部２ｅを経由して接続する配線に切換える切換部２ｄを備えている。そのため、多光軸光電センサ１００では、通信用ケーブル１０１のうちのＩ／Ｏ部２ｃの第１入力部に接続された信号配線を、外部機器５０との通信を行う通信配線と共用する共用配線としている。ここで、Ｉ／Ｏ部２ｃの第１入力部は、たとえば多光軸光電センサ１００におけるミューティング機能を制御するための制御信号（ミューティング信号）を入力するための入力部である。また、Ｉ／Ｏ部２ｃの第１入力部に接続する配線は、ミューティング信号を入力する信号配線である。ここで、ミューティング機能とは、一般的にミューティング信号が制御部２ｂに入力されている間、全検出エリアで光軸の遮光を検出することを一時的に無効化する機能である。

なお、Ｉ／Ｏ部２ｃの第２入力部は、たとえば多光軸光電センサ１００におけるリセット機能を制御するための制御信号（リセット信号）を入力するための入力部である。ここで、リセット機能とは、一般的にリセット信号が制御部２ｂに入力されると、制御部２ｂの設定が初期化される機能である。切換部２ｄは、制御部２ｂから直接Ｉ／Ｏ部２ｃの第２入力部に接続する配線を、通信部２ｅを経由して接続する配線に切換えるように設けてもよい。これにより、通信用ケーブル１０１のうちのＩ／Ｏ部２ｃの第２入力部に接続された信号配線を、外部機器５０との通信を行う通信配線と共用する共用配線とすることができる。

さらに、Ｉ／Ｏ部２ｃの第１出力部は、たとえば制御部２ｂで遮光の有無を判定した結果を出力するための出力部である。また、Ｉ／Ｏ部２ｃの第２出力部は、たとえば制御部２ｂでのエラーを出力するための出力部である。切換部２ｄは、制御部２ｂから直接Ｉ／Ｏ部２ｃの第１出力部または第２出力部に接続する配線を、通信部２ｅを経由して接続する配線に切換えるように設けてもよい。これにより、通信用ケーブル１０１のうちのＩ／Ｏ部２ｃの第１出力部または第２出力部に接続された信号配線を、外部機器５０との通信を行う通信配線と共用する共用配線とすることができる。

次に、切換部２ｄは、共用配線を、通信配線として用いるのか、信号配線として用いるのかを切換える切換スイッチであるが、ユーザがいずれの配線に用いるかを手動で切換える構成以外に、分岐コネクタ１０２で分岐した専用コード３に外部機器５０が接続されたか否かに基づき自動で切換える構成でもよい。以下、専用コード３に外部機器５０が接続されたか否かに基づいて、切換部２ｄでの切換えを制御する構成について説明する。

まず、通信部２ｅは、分岐コネクタ１０２で分岐した専用コード３に外部機器５０が接続されているか否かを探索するための探索信号を送信する。専用コード３に外部機器５０が接続されていない場合、探索信号を送信しても当該探索信号に対する応答信号は返信されることはない。しかし、専用コード３に外部機器５０が接続されている場合、外部機器５０が探索信号を受信し、当該探索信号に対する応答信号を所定時間内に返信する。制御部２ｂは、外部機器５０からの応答信号を通信部２ｅが受信した場合、切換制御信号を切換部２ｄに出力する。切換部２ｄは、切換制御信号に基づき、共用配線を通信配線として用いるためにスイッチを切換える。なお、通信部２ｅが切換制御信号を切換部２ｄに対して直接出力し、切換部２ｄが、切換制御信号に基づき、共用配線を通信配線として用いるためにスイッチを切換えてもよい。

通信部２ｅでの探索信号の送信（外部機器探索処理）は、多光軸光電センサ１００の起動時に行われる。多光軸光電センサ１００の起動時の外部機器探索処理について、フローチャートを用いて説明する。図４は、本実施の形態１に従う多光軸光電センサ１００の起動時の外部機器探索処理を説明するためのフローチャートである。まず、制御部２ｂは、通信部２ｅと接続するように切換部２ｄを切換える（ステップＳ４１）。つまり、切換部２ｄは、共用配線を通信配線として用いるためにスイッチを切換える。

次に、制御部２ｂは、通信部２ｅに対して探索信号を送信（外部機器探索信号発信）するように制御する（ステップＳ４２）。通信部２ｅは、当該制御に基づき探索信号を送信する。通信部２ｅが探索信号を送信後、制御部２ｂは、通信部２ｅが当該探索信号に対する応答信号の有無に基づき、外部機器５０との接続の有無を判断する（ステップＳ４３）。制御部２ｂは、外部機器５０との接続が有ると判断した場合（ステップＳ４３：ＹＥＳ）、通信部２ｅを介して、設定変更や動作をモニタするための外部機器５０との通信処理を開始する（ステップＳ４４）。その後、制御部２ｂは、起動時の外部機器探索処理を終了する。

一方、制御部２ｂは、外部機器５０との接続が無いと判断した場合（ステップＳ４３：ＮＯ）、Ｉ／Ｏ部２ｃの第１入力部と接続するように切換部２ｄを切換える（ステップＳ４５）。つまり、切換部２ｄは、共用配線を信号配線として用いるためにスイッチを切換える。制御部２ｂは、Ｉ／Ｏ部２ｃを介して通信用ケーブル１０１からの信号の入出力を行うＩ／Ｏ処理を開始する（ステップＳ４６）。その後、制御部２ｂは、起動時の外部機器探索処理を終了する。Ｉ／Ｏ処理を開始することで、たとえば、コントローラ６からＩ／Ｏ部２ｃの第１入力部に制御信号（ミューティング信号）を入力することが可能となる。

通信部２ｅでの探索信号の送信は、多光軸光電センサ１００の起動時以外に、多光軸光電センサ１００の通常動作時に定期的に行われる。多光軸光電センサ１００の通常動作時の外部機器探索処理について、フローチャートを用いて説明する。図５は、本実施の形態１に従う多光軸光電センサ１００の通常動作時の外部機器探索処理を説明するためのフローチャートである。まず、制御部２ｂは、多光軸光電センサ１００の通常動作時において、無限ループ開始から無限ループ終了までの間の処理ステップを繰返し実行する。制御部２ｂは、通信部２ｅと接続するように切換部２ｄを切換える（ステップＳ５１）。つまり、切換部２ｄは、共用配線を通信配線として用いるためにスイッチを切換える。

次に、制御部２ｂは、通信部２ｅに対して探索信号を送信（外部機器探索信号発信）するように制御する（ステップＳ５２）。通信部２ｅが探索信号を送信後、制御部２ｂは、通信部２ｅが当該探索信号に対する応答信号の有無に基づき、外部機器５０との接続の有無を判断する（ステップＳ５３）。制御部２ｂは、外部機器５０との接続が有ると判断した場合（ステップＳ５３：ＹＥＳ）、通信部２ｅを介して、設定変更や動作をモニタするための外部機器５０との通信処理を開始する（ステップＳ５４）。

一方、制御部２ｂは、外部機器５０との接続が無いと判断した場合（ステップＳ５３：ＮＯ）、Ｉ／Ｏ部２ｃの第１入力部と接続するように切換部２ｄを切換える（ステップＳ５５）。つまり、切換部２ｄは、共用配線を信号配線として用いるためにスイッチを切換える。制御部２ｂは、Ｉ／Ｏ部２ｃを介して通信用ケーブル１０１からの信号の入出力を行うＩ／Ｏ処理を開始する（ステップＳ５６）。その後、制御部２ｂは、起動時の外部機器探索処理を終了する。

次に、制御部２ｂは、受光部２ａでの受光処理の実施を開始する（ステップＳ５７）。受光部２ａは、投光部１ａが発光する光を受光する処理を実施することで、投光部１ａと受光部２ａとの間に形成される複数の光軸の各々が遮光状態にあるか否かを検出することができる。次に、制御部２ｂは、各光軸が入光／遮光のいずれの状態であるかを判定するなどのセンサ内部機構処理の実施を開始する（ステップＳ５８）。

多光軸光電センサ１００の通常動作時、通信部２ｅの探索信号の送信は、無限ループ開始から無限ループ終了までの間の処理ステップを繰返した回数分だけ、実施される。つまり、通信部２ｅは、センサ部（投光部１ａおよび受光部２ａ）が動作している間、探索信号を定期的に送信している。そのため、多光軸光電センサ１００の通常動作時に、外部機器５０を接続しても、切換部２ｄが、共用配線を通信配線として用いるためにスイッチを切換えることができる。また、多光軸光電センサ１００の通常動作時に、外部機器５０を切断しても、切換部２ｄが、共用配線を信号配線として用いるためにスイッチを切換えることができる。

次に、制御部２ｂと外部機器５０との間で通信異常を検知した場合の処理（外部機器通信異常検知処理）について、フローチャートを用いて説明する。図６は、本実施の形態１に従う多光軸光電センサ１００の外部機器通信異常検知処理を説明するためのフローチャートである。まず、制御部２ｂは、外部機器５０との通信異常の有無を判断する（ステップＳ６１）。具体的に、制御部２ｂは、外部機器５０に対して送信した信号の応答信号を所定時間内に受信できない場合や、外部機器５０から通信エラー信号を受信した場合などに外部機器５０との通信異常が有ると判断する。

制御部２ｂは、外部機器５０との通信異常が有ると判断した場合（ステップＳ６１：ＹＥＳ）、外部機器５０との通信を強制的に切断するために、切換部２ｄにＩ／Ｏ部２ｃの第１入力部と接続するようにスイッチを切換えさせる（ステップＳ６２）。つまり、切換部２ｄは、共用配線を信号配線として用いるためにスイッチを切換える。以降、制御部２ｂは、多光軸光電センサ１００の通常動作時の外部機器探索処理（図５）を実行する。当該外部機器探索処理において、専用コード３に外部機器５０が接続されているか否かを再度判断して、外部機器５０との通信を再度設定する。このように、通信異常が発生した外部機器５０との通信が継続されることを回避することができると共に、通信が切断された配線がＩ／Ｏ部２ｃの第１入力部と接続される信号配線に切換わる。そのため、通信が切断された配線の接続がフローティング状態のままにならないので、当該配線を介したノイズの影響を低減することができ、多光軸光電センサ１００の耐ノイズ性を向上させることができる。

一方、制御部２ｂは、外部機器５０との通信異常が無いと判断した場合（ステップＳ６１：ＮＯ）、通信処理を継続して実施する（ステップＳ６３）。図６では、ステップＳ６３の処理後に、外部機器通信異常検知処理を終了している。しかし、制御部２ｂは、外部機器５０との通信状態が継続している間、外部機器通信異常検知処理を繰返し実行してもよい。

以上のように、本実施の形態１に係る多光軸光電センサ１００は、複数の投光素子を有する投光部１ａと、複数の投光素子にそれぞれ対向配置された複数の受光素子を有する受光部２ａとを含み、投光部１ａと受光部２ａとの間に形成される複数の光軸の各々が遮光状態にあるか否かを検出するセンサ部を備えている。さらに、多光軸光電センサ１００は、受光部２ａを制御する制御部２ｂと、制御部２ｂに対して信号を入出力する複数の信号配線である通信用ケーブル１０１と、通信用ケーブル１０１のうちの１つの配線を通信配線と共用する共用配線で制御部２ｂと外部機器５０との通信を行う通信部２ｅとを備えている。そのため、多光軸光電センサ１００は、制御部２ｂと外部機器５０との通信を行うために専用の通信配線を必要とせず、配線数を削減することができる。通信用ケーブル１０１の配線数を削減することで、多光軸光電センサ１００を複数設置した場合に配線の接続作業の軽減や配線の接続ミスの低減が可能となる。

また、多光軸光電センサ１００は、共用配線を、通信配線として用いるのか、信号配線として用いるのかを切換える切換部２ｄをさらに備える。そのため、多光軸光電センサ１００は、必要に応じて共用配線を通信配線にも信号配線にも切換えて使用することができる。例えば、通信用ケーブル１０１のうち、Ｉ／Ｏ部２ｃの第１入力部と接続するミューティング信号を入力する信号配線を共用配線とすると、切換部２ｄは、外部機器５０と通信するときは通信配線に、多光軸光電センサ１００におけるミューティング機能を利用するときは信号配線に切換えることができる。また、例えば、通信用ケーブル１０１のうち、Ｉ／Ｏ部２ｃの第２入力部と接続するリセット信号を入力する信号配線を共用配線とすると、切換部２ｄは、外部機器５０と通信するときは通信配線に、多光軸光電センサ１００におけるリセット機能を利用するときは信号配線に切換えることができる。もちろん、共用配線とする信号配線は、ミューティング信号のような制御信号を入力する信号配線だけでなく、制御部２ｂで遮光の有無を判定した結果を出力する信号配線でもよい。

さらに、多光軸光電センサ１００は、通信部２ｅが、通信する外部機器５０が接続されているか否かを探索するための探索信号を送信し、制御部２ｂが、探索信号に対する応答信号を通信部２ｅが外部機器５０から受信した場合、共用配線を通信配線として用いるように切換部２ｄを切換える。そのため、多光軸光電センサ１００は、外部機器５０を接続すれば自動的に共用配線を通信配線として用いて制御部２ｂと外部機器５０との間で通信が可能になる。

また、多光軸光電センサ１００は、通信部２ｅが、センサ部が動作している間、探索信号を定期的に送信するので、動作時に外部機器５０の接続、切断を行っても、切換部２ｄで共用配線の切換えが可能である。さらに、多光軸光電センサ１００は、制御部２ｂが、外部機器５０との通信が切断された場合、共用配線を信号配線として用いるように切換部２ｄを切換えるので、共用配線の接続がフローティング状態のままにならず耐ノイズ性が向上する。

（実施の形態２）
本実施の形態１に従う多光軸光電センサ１００は、切換部２ｄで共用配線を、通信配線として用いるのか、信号配線として用いるのかを切換える構成にすることで、共用配線で通信配線と信号配線とを共用していた。しかし、共用配線を、通信配線として用いるのか、信号配線として用いるのかで切換えるのではなく、共用配線に、通信配線として用いる機能と、信号配線として用いる機能とを共に持たせることで、共用配線で通信配線と信号配線とを共用することも可能である。本実施の形態２に従う多光軸光電センサでは、共用配線に、通信配線として用いる機能と、信号配線として用いる機能とを共に持たせる構成について説明する。図７は、本実施の形態２に従う多光軸光電センサの構成を示すブロック図である。図７に示す多光軸光電センサ１００ａは、投光器１、受光器２、およびコントローラ６を備えている。なお、図７に示す多光軸光電センサ１００ａは、図２に示す多光軸光電センサ１００と同じ構成に同じ符号を付して詳細な説明を繰返さない。

図７を参照して、投光器１は、複数の発光素子を有する投光部１ａと、投光部１ａを制御する制御部１ｂと、制御部１ｂに対する入出力を行うＩ／Ｏ部１ｃとを備えている。受光器２は、複数の投光素子にそれぞれ対向配置された複数の受光素子を有する受光部２ａを備えている。受光器２は、さらに、受光部２ａを制御する制御部２ｂと、制御部２ｂに対する入出力を行うＩ／Ｏ部２ｃとを備えている。受光器２は、また、制御部２ｂと外部機器５０との通信を行う通信部２ｅと、通信部２ｅとＩ／Ｏ部２ｃとの間に変換部２ｆと、専用コード３の途中に変換部２ｇとを備えている。

変換部２ｆ，２ｇは、信号配線に用いる信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域の通信信号に変換する。変換部２ｆ，２ｇは、通信信号の周波数帯域を信号配線と異ならせることで、信号配線に通信信号を重畳させて制御部２ｂと外部機器５０と通信を可能にしている。例えば、Ｉ／Ｏ部２ｃの第１入力部に入力される制御信号（ミューティング信号）が、キロヘルツ（ｋＨｚ）以下の周波数帯域である場合に、変換部２ｆ，２ｇは、通信信号をメガヘルツ（ＭＨｚ）以上の周波数帯域に変換することで、同じＩ／Ｏ部２ｃの第１入力部に接続する配線（共用配線）に制御信号と通信信号とを重畳させることができる。

具体的に、制御部２ｂから外部機器５０に通信信号を送信する場合、変換部２ｆは、制御部２ｂから受取った通信信号の周波数帯域をギガヘルツに変換し、Ｉ／Ｏ部２ｃの第１入力部に出力する。出力された通信信号は、Ｉ／Ｏ部２ｃの第１入力部に接続する通信用ケーブル１０１、分岐コネクタ１０２および専用コード３を経て、変換部２ｇに入力する。変換部２ｇに入力した通信信号は、元の周波数帯域に変換され外部機器５０に出力される。また、外部機器５０から制御部２ｂに通信信号を送信する場合、変換部２ｇは、外部機器５０から受取った通信信号の周波数帯域をギガヘルツに変換し、Ｉ／Ｏ部２ｃの第１入力部に出力する。出力された通信信号は、専用コード３、分岐コネクタ１０２およびＩ／Ｏ部２ｃの第１入力部に接続する通信用ケーブル１０１を経て、変換部２ｆに入力する。変換部２ｆに入力した通信信号は、元の周波数帯域に変換され制御部２ｂに出力される。

以上のように、本実施の形態２に従う多光軸光電センサ１００ａは、信号配線に用いる信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域の通信信号に変換する変換部２ｆ，２ｇので、共用配線に、通信配線として用いる機能と、信号配線として用いる機能とを共に持たせることが可能である。なお、変換部２ｆ，２ｇは、例示であって共用配線に、通信配線として用いる機能と、信号配線として用いる機能とを共に持たせることが可能な構成であれば何れの構成であってもよい。例えば、通信信号を送信する時間帯と、制御信号を送信する時間帯とを分けて共用配線に信号を送信することで、共用配線に、通信配線として用いる機能と、信号配線として用いる機能とを共に持たせてもよい。

（実施の形態３）
本実施の形態１に従う多光軸光電センサ１００は、受光器２側の制御部２ｂに対して信号を入出力する複数の信号配線のうち少なくとも１つの配線を通信配線と共用する共用配線とする構成について説明した。しかし、配線を通信配線と共用する共用配線の構成は、受光器２側の制御部２ｂに接続する信号配線に限定されず、投光器１側の制御部１ｂに接続する信号配線に対して適用してもよい。本実施の形態３に従う多光軸光電センサでは、投光器側の制御部に接続する信号配線に対して共用配線の構成を適用する。図８は、本実施の形態３に従う多光軸光電センサの構成を示すブロック図である。図８に示す多光軸光電センサ１００ｂは、投光器１、受光器２、およびコントローラ６を備えている。なお、図８に示す多光軸光電センサ１００ｂは、図２に示す多光軸光電センサ１００と同じ構成に同じ符号を付して詳細な説明を繰返さない。

図８を参照して、投光器１は、複数の発光素子を有する投光部１ａを備えている。投光器１は、さらに、投光部１ａを制御する制御部１ｂと、制御部１ｂに対する入出力を行うＩ／Ｏ部１ｃとを備えている。投光器１は、また、制御部１ｂとＩ／Ｏ部１ｃとの接続を制御部１ｂと通信部１ｅとの接続に切換える切換部１ｄと、制御部１ｂと外部機器５０との通信を行う通信部１ｅとを備えている。Ｉ／Ｏ部１ｃは、通信用ケーブル１０１と接続されており、制御部１ｂとコントローラ６との間で送受信される信号の入出力を制御する通信インターフェースである。Ｉ／Ｏ部１ｃは、制御部１ｂに信号を入力するための複数の入力部（第１入力部、第２入力部など）と、制御部１ｂからの信号を出力するための複数の出力部（第１出力部、第２出力部など）とを有している。通信用ケーブル１０１は、制御部１ｂに対して信号を入出力する複数の信号配線を有している。

受光器２は、複数の投光素子にそれぞれ対向配置された複数の受光素子を有する受光部２ａを備えている。受光器２は、さらに、受光部２ａを制御する制御部２ｂと、制御部２ｂに対する入出力を行うＩ／Ｏ部２ｃとを備えている。Ｉ／Ｏ部２ｃは、通信用ケーブル１０１と接続されており、制御部２ｂとコントローラ６との間で送受信される信号の入出力を制御する通信インターフェースである。通信用ケーブル１０１は、制御部２ｂに対して信号を入出力する複数の信号配線を有している。

切換部１ｄは、制御部１ｂからＩ／Ｏ部１ｃの第１入力部への接続を、制御部１ｂから通信部１ｅへの接続に切換えるスイッチである。制御部１ｂから通信部１ｅへの接続に切換えると、制御部１ｂは、通信部１ｅを介して外部機器５０と通信可能となる。つまり、切換部１ｄは、Ｉ／Ｏ部１ｃの第１入力部に接続された信号配線を、通信配線として用いるのか、信号配線として用いるのかを切換えるスイッチである。切換部１ｄを設けたＩ／Ｏ部１ｃの第１入力部に接続された信号配線は、外部機器５０との通信に用いる通信配線として共用される共用配線である。なお、Ｉ／Ｏ部１ｃの第１入力部に接続された信号配線は、通信用ケーブル１０１の１つの配線である。

通信部１ｅは、制御部１ｂと外部機器５０との通信を制御する通信インターフェースである。外部機器５０は、通信部１ｅを介して制御部１ｂと通信することで、多光軸光電センサ１００ｂの設定変更や動作をモニタすることがきる。通信部１ｅは、たとえばＲＳ４８５規格のインターフェースである。

切換部１ｄを、図２に示す切換部２ｄと、通信部１ｅ、図２に示す通信部２ｅとそれぞれ読み替えることで、図８に示す多光軸光電センサ１００ｂは、図２に示す多光軸光電センサ１００と同じ動作となるため、詳細な説明を繰り返さない。

以上のように、本実施の形態３に係る多光軸光電センサ１００ｂは、複数の投光素子を有する投光部１ａと、複数の投光素子にそれぞれ対向配置された複数の受光素子を有する受光部２ａとを含み、投光部１ａと受光部２ａとの間に形成される複数の光軸の各々が遮光状態にあるか否かを検出するセンサ部を備えている。さらに、多光軸光電センサ１００ｂは、投光部１ａを制御する制御部１ｂと、制御部１ｂに対して信号を入出力する複数の信号配線である通信用ケーブル１０１と、通信用ケーブル１０１のうちの１つの配線を通信配線と共用する共用配線で制御部１ｂと外部機器５０との通信を行う通信部１ｅとを備えている。そのため、多光軸光電センサ１００ｂは、制御部１ｂと外部機器５０との通信を行うために専用の通信配線を必要とせず、配線数を削減することができる。

また、多光軸光電センサ１００ｂは、共用配線を、通信配線として用いるのか、信号配線として用いるのかを切換える切換部１ｄをさらに備える。そのため、多光軸光電センサ１００ｂは、必要に応じて共用配線を通信配線にも信号配線にも切換えて使用することができる。例えば、通信用ケーブル１０１のうち、Ｉ／Ｏ部１ｃの第１入力部と接続するミューティング信号を入力する信号配線を共用配線とすると、切換部１ｄは、外部機器５０と通信するときは通信配線に、多光軸光電センサ１００ｂにおけるミューティング機能を利用するときは信号配線に切換えることができる。また、例えば、通信用ケーブル１０１のうち、Ｉ／Ｏ部１ｃの第２入力部と接続するリセット信号を入力する信号配線を共用配線とすると、切換部１ｄは、外部機器５０と通信するときは通信配線に、多光軸光電センサ１００ｂにおけるリセット機能を利用するときは信号配線に切換えることができる。もちろん、共用配線とする信号配線は、ミューティング信号のような制御信号を入力する信号配線だけでなく、制御部１ｂで遮光の有無を判定した結果を出力する信号配線でもよい。

（変形例）
（１）本実施の形態１に係る多光軸光電センサ１００では、受光部２ａを制御する制御部２ｂと、制御部２ｂに対して信号を入出力する複数の信号配線である通信用ケーブル１０１と、通信用ケーブル１０１のうちの１つの配線を通信配線と共用する共用配線で制御部２ｂと外部機器５０との通信を行う通信部２ｅとを備えていると説明した。しかし、これに限定されず、本実施の形態に係る多光軸光電センサでは、通信部が、通信用ケーブルのうちの２つ以上の配線をそれぞれ通信配線と共用する複数の共用配線で制御部と外部機器との通信を行ってもよい。つまり、制御部と外部機器とが複数の配線で通信を行う場合、通信用ケーブルのうち複数の配線をそれぞれの通信配線と共用して共用配線としてもよい。もちろん、本実施の形態に係る多光軸光電センサでは、投光部側に共用配線を設ける場合にも、通信用ケーブルのうちの２つ以上の配線をそれぞれ通信配線と共用する複数の共用配線としてもよい。

（２）本実施の形態１に係る多光軸光電センサ１００では、制御信号（ミューティング信号）を入力するＩ／Ｏ部２ｃの第１入力部に接続する配線を通信配線と共用している。そのため、多光軸光電センサ１００では、切換部２ｄでＩ／Ｏ部２ｃの第１入力部に接続する配線を通信配線として用いる場合、制御部２ｂに対して制御信号（ミューティング信号）を入力することができない。しかし、これに限定されず、本実施の形態に係る多光軸光電センサでは、外部機器のパーソナルコンピュータから制御信号（ミューティング信号）を、通信部を介して制御部に入力してもよい。つまり、外部機器で、多光軸光電センサを制御可能にしてもよい。

（３）本実施の形態１に係る多光軸光電センサ１００では、制御部１ｂおよび制御部２ｂが、投光部１ａと受光部２ａとの間に形成される光軸を用い、空間光伝送による光通信を利用して互いに同期している。そのため、多光軸光電センサ１００は、制御部１ｂおよび制御部２ｂを同期するために通信配線も削減することができる。もちろん、本実施の形態に係る多光軸光電センサにおいて、投光器側の制御部と受光器側の制御部との間に通信配線を設け、当該通信配線による通信を利用して互いに同期する構成を採用してもよい。当該構成を多光軸光電センサ１００に採用した場合、投光器１側の制御部１ｂと受光器２側の制御部２ｂとの間に設けた通信配線を利用することなく、かつ外部機器５０との通信配線を別途追加することなく外部機器５０との通信可能な多光軸光電センサ１００を実現することが可能となる。

（４）本実施の形態１に係る多光軸光電センサ１００では、制御部２ｂとＩ／Ｏ部２ｃとの間に切換部２ｄを設けることで、Ｉ／Ｏ部２ｃの第１入力部に接続された信号配線を、通信配線として用いるのか、信号配線として用いるのかを切換える構成について説明した。しかし、これに限定されず、本実施の形態に係る多光軸光電センサでは、Ｉ／Ｏ部と分岐コネクタとの間に切換部を設けて、通信配線として用いるのか、信号配線として用いるのかを切換える構成でもよい。

（５）本実施の形態１に係る多光軸光電センサ１００では、制御部２ｂが、通信部２ｅと接続するように切換部２ｄを切換えた（ステップＳ４１）後に、通信部２ｅから探索信号を送信する（ステップＳ４２）制御を行う構成について説明した。しかし、これに限定されず、本実施の形態に係る多光軸光電センサでは、制御部が、通信部と接続するように切換部を切換える前に、通信部から探索信号を送信する制御を行う構成でもよい。当該構成の場合、探索信号に対する応答信号が有ったとき、切換部は制御部と通信部とを接続するように切換える。

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、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。

１ 投光器、１ａ 投光部、１ｂ，２ｂ，５１ 制御部、１ｃ，２ｃ Ｉ／Ｏ部、１ｄ，２ｄ 切換部、１ｅ，２ｅ 通信部、２ 受光器、２ａ 受光部、２ｆ，２ｇ 変換部、３ 専用コード、４ 通信ユニット、５ パーソナルコンピュータ、６ コントローラ、５０ 外部機器、５３ 記憶部、５５ 入力部、５７ 表示部、５９ 外部記憶装置、６１ 記録媒体、１００，１００ａ，１００ｂ 多光軸光電センサ、１０１ 通信用ケーブル、１０２ 分岐コネクタ。

Claims (10)

1. 複数の投光素子を有する投光部と、前記複数の投光素子にそれぞれ対向配置された複数の受光素子を有する受光部とを含み、前記投光部と前記受光部との間に形成される複数の光軸の各々が遮光状態にあるか否かを検出するセンサ部と、
   前記投光部および前記受光部のそれぞれに設けられ、前記投光部または前記受光部を制御する制御部と、
   前記制御部の複数の入力部および複数の出力部の各々と接続され、信号を入出力する複数の信号配線と、
   前記複数の信号配線のうち少なくとも１つの配線を通信配線と共用する共用配線で前記制御部と外部機器との通信を行う通信部とを備える、多光軸光電センサ。
2. 前記共用配線は、前記制御部に制御信号を入力する信号配線である、請求項１に記載の多光軸光電センサ。
3. 前記制御部に制御信号を入力する信号配線は、機能を一時的に無効化するミューティング信号を入力する信号配線である、請求項２に記載の多光軸光電センサ。
4. 前記制御部に制御信号を入力する信号配線は、前記制御部を初期化するリセット信号を入力する信号配線である、請求項２に記載の多光軸光電センサ。
5. 前記共用配線を、通信配線として用いるのか、信号配線として用いるのかを切換える切換部をさらに備える、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の多光軸光電センサ。
6. 前記通信部は、通信する前記外部機器が接続されているか否かを探索するための探索信号を送信し、
   前記制御部は、前記探索信号に対する応答信号を前記通信部が前記外部機器から受信した場合、前記共用配線を通信配線として用いるように前記切換部を切換える、請求項５に記載の多光軸光電センサ。
7. 前記通信部は、前記センサ部が動作している間、前記探索信号を定期的に送信する、請求項６に記載の多光軸光電センサ。
8. 前記制御部は、前記外部機器との通信が切断された場合、前記共用配線を信号配線として用いるように前記切換部を切換える、請求項５〜請求項７のいずれか１項に記載の多光軸光電センサ。
9. 信号配線に用いる信号の周波数帯域とは異なる周波数帯域の通信信号に変換する変換部をさらに備え、
   前記通信部は、前記変換部で変換した通信信号を前記共用配線に用いて前記制御部と前記外部機器との通信を行う、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の多光軸光電センサ。
10. 前記投光部と前記受光部との間に形成される光軸を用いて、前記投光部と前記受光部との同期を行う、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の多光軸光電センサ。

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