JPH0574028U - 多光軸光電スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 投光用及び受光用シフトレジスタの動作状態
を検知して確実な検出動作を行なわせる。 【構成】 投光用シフトレジスタ１２ｈの出力端子をマ
イクロコンピュータ５に接続し、受光用シフトレジスタ
２３ｈの出力端子をマイクロコンピュータ１５に接続す
る。マイクロコンピュータ５，１５には、各シフトレジ
スタ１２ａ乃至１２ｈ，２３ａ乃至２３ｈの正常動作状
態で与えられる出力信号パターンが予め記憶されてい
る。シフトレジスタ１２ｈ，２３ｈからの出力信号と上
記出力信号パターンとを比較して、動作状態が正常か否
かを判定する。シフトレジスタの故障発生を迅速に検出
でき、確実な遮光状態の検出動作ができる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、投光素子及び受光素子の対を複数備え、検出エリア内への投光素子 の点灯に同期して対となる受光素子からの受光信号を有効化して検出エリア内の 遮光状態を検出するようにした多光軸光電スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種の光電スイッチは、広い検出エリアで物体の有無を検出できるので、例 えば、プレス装置の安全装置に利用される。その概略的構成は次の通りである。 即ち、対をなす投光素子及び受光素子を複数対設け、制御回路からの信号により 投光素子を１個ずつ順次検出エリア内に向けて発光させる。一方、受光素子群は 複数の入力端子を備えた選択回路に接続され、それらの受光素子群のうち発光し ている投光素子と対をなす１つの受光素子のみが投光素子の発光タイミングと同 期して選択回路により有効化される。

【０００３】 この場合、投光素子を順次点灯させるために、例えば、夫々の投光素子にシフ トレジスタを接続し、これらのシフトレジスタをシリアルに接続した構成として いる。そして、制御回路からクロック信号を出力し、その出力タイミングでシフ トレジスタの出力状態を順次シフトさせるようにしている。また、このような構 成は、上述の選択回路においても用いられている。

【０００４】 受光素子による受光信号は、選択回路を介した後受光アンプにより増幅され、 比較回路によって所定の基準レベルと比較され、何れかの受光素子における受光 量が低くなったと判断されたときには、その検出エリアのうちその投光素子と受 光素子による光軸中に物体が侵入したことが判断される。

【０００５】 この場合、１つの発光素子が発光しているときには、対をなす受光素子からの 受光信号のみを有効化するのは次の理由による。即ち、投光素子から発せられる 光がそれと対をなす受光素子のみに入射されるとは限らず、その近傍に設けられ ている受光素子にも比較的強度の大きい光として入射する場合がある。従って、 全ての受光素子からの受光信号が等しく１つの比較回路に入力される構成とする と、物体の侵入によってその光軸が遮光状態にあるにも拘らず受光状態と判断し てしまい、物体の侵入を正確に検出できなくなるからである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記のような従来構成のものでは、投光用或は受光用シフトレ ジスタの何れかで故障が発生したり、また、ノイズ等により誤動作した場合に、 これを制御回路側で認識できないため、対をなす投光素子と受光素子とが同時に 動作状態になっているか否かがわからない状況であった。そして、このような状 況では、遮光状態の検出が確実に実施できなくなる場合があり、誤検出等により 危険側に働いてしまう不具合がある。

【０００７】 本考案は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、シフトレジスタに よる出力状態の異常を迅速に検出し、検出エリア内の検出動作を確実に行なわせ ることができる多光軸光電スイッチを提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案の多光軸光電スイッチは、検出エリアに向けて光を照射する複数の投光 素子と、これら複数の投光素子の夫々に対応して設けられた複数の投光用シフト レジスタと、これらの投光用シフトレジスタに制御信号を与えて前記投光素子を 所定タイミングで順次点灯させる投光制御手段と、前記投光素子と対をなすよう に設けられて前記検出エリアからの光を受ける複数の受光素子と、これら複数の 受光素子に対応して設けられた複数の受光用シフトレジスタと、これらの受光用 シフトレジスタに制御信号を与えて前記受光素子からの受光信号を前記投光素子 の点灯タイミングに同期させて有効化する受光制御手段と、前記受光素子からの 受光信号に基づいて前記検出エリアにおける遮光状態を判断する判断手段と、前 記複数の投光用シフトレジスタ及び受光用シフトレジスタの最終段の出力信号を 検出して正常動作状態で予想される出力信号パターンと比較することにより動作 状態を検知する検知手段とを設けて構成したところに特徴を有する。

【０００９】

【作用】

本考案の多光軸光電スイッチによれば、投光制御手段及び受光制御手段は、複 数の投光素子及び受光素子の各対を順次動作させて検出エリア内の遮光状態を検 出し、検知手段は、投光用及び受光用シフトレジスタの最終段の出力信号を検出 し、それらシフトレジスタが正常に動作しているときに現われる出力信号のパタ ーンと比較して正常に動作しているかどうかを検出する。これにより、投光用及 び受光用のシフトレジスタの動作状態を常に検出して、異常が発生したときには 迅速に検知でき、故障の修理等の対処を早急に行なえる。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案をプレス装置の安全装置等に用いられる８光軸のエリアセンサに 適用した場合の一実施例について図面を参照しながら説明する。

【００１１】 図３は電気的構成の概略を示すもので、このエリアセンサは、電気的に分離さ れた投光器１及び受光器２から構成されている。

【００１２】 まず、投光器１において、複数の投光素子たる８個のＬＥＤ（発光ダイオード ）３ａ乃至３ｈは投光回路４を介して投光制御手段及び検知手段を兼ね備えたマ イクロコンピュータ５に接続されている。直流電源回路６は、マイクロコンピュ ータ５に接続されると共に、電流検出回路７を介して投光回路４に接続され、所 定の直流電圧で給電されるようになっている。尚、電流検出回路７は、例えば、 通電電流に比例して端子電圧が得られる電流検出用抵抗とその端子電圧が与えら れる２個の比較器から構成され、端子電圧が所定範囲内にあるときに一方の比較 器は「Ｈ」レベル，他方の比較器は「Ｌ」レベルの信号をマイクロコンピュータ ５に入力するようになっている。

【００１３】 マイクロコンピュータ５は、後述するように投光回路４を介してＬＥＤ３ａ乃 至３ｈに投光信号を与えるようになっており、ＬＥＤ３ａ乃至３ｈは夫々検出エ リア８内に向けて８光軸の検出用の光を順次投射する。

【００１４】 また、マイクロコンピュータ５には投光器１の動作状態を表示するための表示 回路９が接続されている。この表示回路９には表示用のＬＥＤ９ａ（図１参照） が配設されており、後述するように投光器１の動作状態に応じてマイクロコンピ ュータ５から表示信号が与えられるようになっている。

【００１５】 さて、上述の投光回路４は、図１に示すように構成されている。即ち、各ＬＥ Ｄ３ａ乃至３ｈには夫々を点灯駆動するための駆動回路１０ａ乃至１０ｈが接続 されている。各駆動回路１０ａ乃至１０ｈは、夫々ＡＮＤ回路１１ａ乃至１１ｈ の出力端子に接続されている。ＡＮＤ回路１１ａ乃至１１ｈの各一方の入力端子 は、夫々投光用シフトレジスタ１２ａ乃至１２ｈの出力端子Ｑ０乃至Ｑ７に接続 されており、ＡＮＤ回路１１ａ乃至１１ｈの各他方の入力端子はマイクロコンピ ュータ５の出力端子Ａに接続されている。

【００１６】 投光用シフトレジスタ１２ａのデータ入力端子Ｄ０はマイクロコンピュータ５ の出力端子Ｂに接続され、出力端子Ｑ０は投光用シフトレジスタ１２ｂのデータ 入力端子Ｄ１に接続され、以下同様にして投光用シフトレジスタ１２ｃ乃至１２ ｈの出力端子とデータ入力端子とが順次接続されている。そして、投光用シフト レジスタ１２ｈの出力端子Ｑ７はマイクロコンピュータ５に接続されている。ま た、投光用シフトレジスタ１２ａ乃至１２ｈの各クロック入力端子ＣＫはマイク ロコンピュータ５の出力端子Ｃに接続されている。

【００１７】 尚、投光回路４はＬＥＤ３ａ乃至３ｄを投光駆動するメイン回路部４ａと、Ｌ ＥＤ３ｅ乃至３ｈを投光駆動するサブ回路部４ｂとに分けた構成としており、本 実施例においては８光軸用として２つの回路部４ａ，４ｂをシリアルに接続した 状態で使用している。そして、サブ回路部４ｂの後段には、さらに同様のサブ回 路部をシリアルに接続可能となっている。

【００１８】 次に、受光器２において、複数の受光素子たる８個のＰＤ（フォトダイオード ）１３ａ乃至１３ｈは、受光回路１４を介してマイクロコンピュータ１５に接続 されている。このマイクロコンピュータ１５は、受光制御手段及び検知手段とし ての機能を兼ね備えている。直流電源回路１６は、マイクロコンピュータ１５に 接続され、所定の直流電圧で給電するようになっている。また、各ＰＤ１３ａ乃 至１３ｈはＬＥＤ３ａ乃至３ｈと夫々対をなすように検出エリア８に向けて配置 構成されている。

【００１９】 受光回路１４の出力線は、回線チェック回路１７を介してマイクロコンピュー タ１５に接続されると共に、判断手段たる検出回路１８を介してマイクロコンピ ュータ１５に接続されている。マイクロコンピュータ１５には判断結果を出力す る出力回路１９が接続されると共に、判断結果を表示する表示回路２０が接続さ れている。

【００２０】 後述するようにフォトダイオード１３ａ乃至１３ｈにより受けた検出エリア８ からの光は、電気的な出力信号に変換されて回線チェック回路１７及び検出回路 １８を介してマイクロコンピュータ１５に入力され、検出エリア８内の状態を判 断するようになっている。

【００２１】 さて、上述の受光器２は、詳しくは図２に示すように構成される。即ち、各Ｐ Ｄ１３ａ乃至１３ｈには夫々受光信号を電気信号に変換する変換回路２１ａ乃至 ２１ｈが接続されている。各変換回路２１ａ乃至２１ｈは夫々アナログスイッチ ２２ａ乃至２２ｈを介して検出回路１８及び回線チェック回路１７に接続されて いる。アナログスイッチ２２ａ乃至２２ｈの各ゲートには夫々受光用シフトレジ スタ２３ａ乃至２３ｈの出力端子Ｑ０乃至Ｑ７が接続されている。

【００２２】 尚、上述の回線チェック回路１７は、アナログスイッチ２２ａ乃至２２ｈのオ ン状態における出力電圧により「Ｈ」レベルの出力，オフ状態の出力電圧により 「Ｌ」レベルの出力をマイクロコンピュータ１５に与えるようになっている。

【００２３】 受光用シフトレジスタ２３ａのデータ入力端子Ｄ０はマイクロコンピュータ１ ５の出力端子ａに接続され、出力端子Ｑ０は受光用シフトレジスタ２３ｂのデー タ入力端子Ｄ１に接続され、以下同様にして受光用シフトレジスタ２３ｃ乃至２ ３ｈがシリアルに接続されている。受光用シフトレジスタ２３ｈの出力端子Ｑ７ はマイクロコンピュータ１５に接続されている。また、受光用シフトレジスタ２ ３ａ乃至２３ｈの各クロック入力端子ＣＫはマイクロコンピュータ１５の出力端 子ｂに接続されている。

【００２４】 尚、受光回路１４は、ＰＤ１３ａ乃至１３ｄからの受光信号を受付けるメイン 回路部１４ａと、ＰＤ１３ｅ乃至１３ｈからの受光信号を受付けるサブ回路部１ ４ｂとに分けた構成としており、本実施例においては、８光軸用として２つの回 路部１４ａ，１４ｂをシリアルに接続した状態で使用している。そして、サブ回 路部１４ｂの後段には、さらに同様のサブ回路部をシリアルに接続可能となって いる。

【００２５】 検出回路１８は、遮光検出用の比較回路１８ａ，安定入光検出用の比較回路１ ８ｂ及び波形整形回路１８ｃから構成されており、夫々受光回路１４から検出信 号が与えられ、その出力をマイクロコンピュータ１５に与える。また、マイクロ コンピュータ１５からは、夫々の回路１８ａ乃至１８ｃにヒステリシス用のフィ ードバック信号が与えられるようになっている。

【００２６】 遮光検出用の比較回路１８ａは、所定の入光検出レベルを超える受光信号が与 えられると、入光状態を示す「Ｈ」レベルの信号をマイクロコンピュータ１５に 出力するようになっている。安定入光検出用の比較回路１８ｂは、上述の入光検 出レベルよりも高い安定入光検出レベルが設定されており、この安定入光検出レ ベルを超える受光信号が与えられると、安定入光状態を示す「Ｈ」レベルの信号 をマイクロコンピュータ１５に与えるようになっている。また、波形整形回路１ ８ｃは後述するようにバースト信号が受光信号として与えられると、同期検出信 号をマイクロコンピュータ１５に与えるようになっている。

【００２７】 出力回路１９は、遮光の検出出力をする出力回路１９ａ及び不安定入光状態を 報知するための警報出力回路１９ｂから構成されており、マイクロコンピュータ １５からの出力信号に応じて、出力端子に接続された図示しない負荷に出力を与 える。

【００２８】 表示回路２０は、３個のＬＥＤ２０ａ，２０ｂ，２０ｃから構成され、例えば 、ＬＥＤ２０ａは赤色，ＬＥＤ２０ｂは黄色，ＬＥＤ２０ｃは緑色とされている 。そして、これらのＬＥＤ２０ａ乃至２０ｃは、マイクロコンピュータ１５から の表示出力信号に応じて、夫々点灯，消灯或は点滅等のモードで動作されること により、後述するように受光状態を示す種々のモードで駆動されるようになって いる。

【００２９】 次に、本実施例の作用を以下に示す１サイクル（例えば５ｍｓｅｃで１サイク ル）中の各動作に分けて、図４及び図５をも参照しながら説明する。即ち、（１ ）待機状態，（２）同期信号検出，（３）外乱光の検出動作，（４）遮光状態の 検出動作，（５）投光状態の検出動作及び（６）受光状態の検出動作である。

【００３０】 尚、図４のタイムチャートは、投光器１におけるマイクロコンピュータ５の各 部からの出力信号及び投光回路４の各部における出力状態を示すもので、図１中 にＡ乃至Ｋで示す部分の出力状態に相当する。また、図５のタイムチャートは、 受光器２におけるマイクロコンピュータ１５の各部からの出力信号及び受光回路 １４の各部における出力状態を示すもので、図２中にａ乃至ｊで示す部分の出力 状態に相当する。 （１）待機状態 まず、投光器１において、マイクロコンピュータ５は、投光用シフトレジスタ １２ａのデータ入力端子Ｄ０にパルス信号を入力する（図４（Ｂ）参照）と共に 、投光用シフトレジスタ１２ａ乃至１２ｈのクロック入力端子ＣＫにクロック信 号を入力する（図４（Ｃ）参照）。

【００３１】 これにより、投光用シフトレジスタ１２ａの出力端子Ｑ０は「Ｈ」レベルとな り（図４（Ｄ）参照）、ＡＮＤ回路１１ａの一方の入力端子に「Ｈ」レベルの信 号が与えられた状態となる。これにより、ＡＮＤ１１ａの他方の入力端子に「Ｈ 」レベルの信号が与えられると、駆動回路１０ａによりＬＥＤ３ａが点灯される 状態となっている。

【００３２】 一方、受光器２において、マイクロコンピュータ１５は、受光用シフトレジス タ２３ａのデータ入力端子Ｄ０にパルス信号を入力する（図５（ａ）参照）と共 に、受光用シフトレジスタ２３ａ乃至２３ｈのクロック入力端子ＣＫにクロック 信号を入力する（図５（ｂ）参照）。

【００３３】 これにより、受光用シフトレジスタ２３ａの出力端子Ｑ０は「Ｈ」レベルとな り、（図５（ｃ）参照）、アナログスイッチ２２ａは導通状態となる。これによ り、変換回路２１ａは、ＰＤ１３ａにより検出される受光信号を検出回路１８に 出力可能状態となる。

【００３４】 そして、以上によりＬＥＤ３ａからの投光はＰＤ１３ａにより検出可能な待機 状態に設定される。 （２）同期信号検出 投光器１のマイクロコンピュータ５は、ＡＮＤ回路１１ａ乃至１１ｈの各他方 の入力端子に同期用のバースト信号を出力する（図４（Ａ）参照）。これにより 、ＬＥＤ３ａは駆動回路１０ａにより駆動され、検出エリア８に向けて同期検出 用の光を投射する。

【００３５】 一方、受光器２においては、ＬＥＤ３ａにより検出エリア８に投射された同期 検出用の光をＰＤ１３ａにより受けると、変換回路２１ａ及びアナログスイッチ ２２ａを介して波形整形回路１８ｃに受光信号が入力される。波形整形回路１８ ｃはこの受光信号のレベルが所定値に達すると同期検出信号をマイクロコンピュ ータ１５に入力する。

【００３６】 これにより、マイクロコンピュータ１５は、同期検出信号を受け、これを判定 して所定長さの信号であった場合に、以下に説明する所定の検出動作を行なうべ く、所定のタイミングで受光回路１４に制御信号を出力するようになる。 （３）外乱光の検出動作 投光器１において、マイクロコンピュータ５は、バースト信号を出力した後一 定期間信号を出力しない状態が保持される。即ち、ＡＮＤ回路１１ａ乃至１１ｈ の各他方の入力端子には「Ｌ」レベルの信号が与えられ、全てのＬＥＤ３ａ乃至 ３ｈは消灯状態となっている。

【００３７】 一方、投光器１により投光が行われない上述の一定期間中に、受光器２におい ては、外乱光を検出するために、次のように動作する。即ち、マイクロコンピュ ータ１５は、受光用シフトレジスタ２３ａ乃至２３ｈのクロック出力端子ＣＫに 短い間隔で連続した７個のクロック信号を与える。

【００３８】 受光用シフトレジスタ２３ａ乃至２３ｈにおいては、クロック信号が与えられ る度に「Ｈ」レベルの信号出力の状態が出力端子Ｑ０からＱ７に向けてシフトさ れてゆく（図５（ｃ）〜（ｊ）参照）。これにより、アナログスイッチ２２ａが 導通状態であったのが、順次アナログスイッチ２２ｂ乃至２２ｈの導通状態へと シフトされてゆき、ＰＤ１３ａ乃至１３ｈの受光信号を順次検出回路１８に与え るようになる。

【００３９】 いま、投光器１からは投光されていないので、上述の動作により受光信号は検 出されない筈であるが、この状態で受光信号が検出される場合には投光器１以外 の光源からの光即ち外乱光が検出されたことになる。このようにして外乱光を検 出した場合には、マイクロコンピュータ１５は、表示回路２０の赤色ＬＥＤ２０ ａに点滅信号を与えると共に、警報出力回路１９ｂに「Ｈ」レベルの信号を出力 して「外乱光検出状態」を報知する。

【００４０】 そして、上述の「外乱光検出状態」の報知は、検出頻度が小さい場合つまり短 時間で且つ１回でも検出すると行ない、さらに、この「外乱光検出状態」が例え ば６μｓｅｃ以上継続したり、或は３回のサイクルで連続して検出された場合に は、検出頻度が大であるとして、マイクロコンピュータ１５は、上記に加えて検 出用出力回路１９ａにも検出信号を出力する。つまり、検出出力を物体の侵入に よる遮光状態と同様の状態とすることによって安全側に働かせる。また、この出 力状態はロックされ、電源がオフされるまで維持される。

【００４１】 尚、この場合、上記の外乱光検出のための一定期間としては例えば８００μｓ ｅｃ程度の時間が設定されている。 （４）遮光状態の検出動作 外乱光検出動作が終了すると、投光器１において、マイクロコンピュータ５は 、ＡＮＤ回路１１ａ乃至１１ｈの各他方の入力端子に所定間隔でパルス信号を順 次出力する（図４（Ａ）参照）と共に、このパルス信号のパルス間に投光用シフ トレジスタ１２ａ乃至１２ｈにクロック信号を順次出力する（図４（Ｃ）参照） 。これにより、まず、初めの状態で投光用シフトレジスタ１２ａが「Ｈ」レベル であることにより（図４（Ｄ）参照）、ＡＮＤ回路１１ａにパルス信号が与えら れた期間中ＬＥＤ３ａが点灯される。

【００４２】 一方、受光器２においては、マイクロコンピュータ１５は、受光用シフトレジ スタ２３ａのデータ入力端子Ｄ０に「Ｈ」レベルの信号を出力すると共に、受光 用シフトレジスタ２３ａ乃至２３ｈのクロック入力端子ＣＫに所定時間間隔をお いてパルス列を出力する。

【００４３】 これにより、受光用シフトレジスタ２３ａの出力端子Ｑ０から「Ｈ」レベルの 信号が出力されてアナログスイッチ２２ａを導通状態とし、ＰＤ１３ａの検出信 号を有効化する。従って、上述のＬＥＤ３ａの点灯時に、その光軸が物体の侵入 により遮光されなければ、ＬＥＤ３ａからの投光はＰＤ１３ａにより検出され、 遮光検出回路１８ａを介してマイクロコンピュータ１５に「Ｈ」レベルの入光状 態を示す信号が出力される。

【００４４】 また、物体が侵入してＬＥＤ３ａの投光を遮光しているときには、受光信号が 出力されないことにより、マイクロコンピュータ１５は、遮光が１回検出された ことを記憶する。そして、遮光の検出が２回以上連続した場合には、マイクロコ ンピュータ１５は「遮光状態」と判断し、表示回路２０の赤色ＬＥＤ２０ａを点 灯させると共に、出力回路１９ａに出力信号を与えるようになっている。

【００４５】 以下、ＬＥＤ３ｂ乃至３ｈ及びＰＤ１３ｂ乃至１３ｈの夫々の対が順次動作さ れ、各光軸の光を授受する。そして、マイクロコンピュータ１５は、上述同様に して物体の侵入による「遮光状態」の有無を検出する。 （５）投光状態の検出動作 ａ．シフトレジスタの動作状態検出 投光器１において、マイクロコンピュータ５は、投光用シフトレジスタ１２ｈ の出力端子Ｑ７からの出力信号に基づいて投光用シフトレジスタ１２ａ乃至１２ ｈの動作状態に異常がないかを検出する。

【００４６】 即ち、投光用シフトレジスタ１２ａ乃至１２ｈが正常に動作していれば、投光 用シフトレジスタ１２ｈの出力端子Ｑ７は、マイクロコンピュータ５に図４（Ｋ ）に示すような信号を出力する筈である。マイクロコンピュータ５には予めこの 正常動作時の出力パターンが記憶されており、投光用シフトレジスタ１２ｈから の信号がその出力パターンに一致しないときには、投光用シフトレジスタ１２ａ 乃至１２ｈの何れかに故障が発生していると判断し、表示回路９のＬＥＤ９ａに 点滅信号を出力すると共に全ての投光動作を停止する。

【００４７】 これにより、投光用シフトレジスタ１２ａ乃至１２ｈの何れかが故障すること によって、出力端子に「Ｈ」レベル信号が出たままとなっていたり、出力信号の シフト動作が行われない等の誤動作の発生を報知することができる。また、全て の投光動作を停止させ、物体の侵入による遮光状態と同様の状態にすることによ って安全側に働かせる。そして、この状態はロックされ、電源がオフされるまで 維持される。 ｂ．多重投光異常の検出 前述したように、ＬＥＤ３ａ乃至３ｈへの通電は電流検出回路７を介して行わ れ、その通電電流に応じて現われる検出電圧が所定範囲内にあれば、２個の比較 器からは夫々「Ｈ」レベル及び「Ｌ」レベルの検出信号が出力される。そして、 点灯動作が正常に行われている場合には、ＬＥＤ３ａ乃至３ｈが、順次１個ずつ 点灯されるようになっているので、点灯時のの通電電流値は一定範囲内となり、 ２個の比較器からは夫々「Ｈ」レベル及び「Ｌ」レベルの信号が出力されている 筈である。

【００４８】 マイクロコンピュータ５は、ＬＥＤ３ａ乃至３ｈの夫々について通電点灯を実 施したときに、電流検出回路７からの検出信号が、「Ｈ」レベル及び「Ｌ」レベ ルのときに正常と判断し、それ以外の場合には「異常状態」と判断して表示回路 ９のＬＥＤ９ａに点滅信号を出力すると共に、全ての投光動作を停止する。

【００４９】 これにより、投光用シフトレジスタ１２ａ乃至１２ｈ，ＡＮＤ回路１１ａ乃至 １１ｈ或は駆動回路１０ａ乃至１０ｈの何れかが故障してＬＥＤ３ａ乃至３ｈが 同時に２個以上点灯されたり、或は１個も点灯されなくなる状態を迅速に検出し て報知することができる。また、全ての投光動作を停止させ（２個以上点灯され ていたとき）、物体の侵入による遮光状態と同様の状態にすることによって安全 側に働かせる。そして、この投光停止状態はロックされ、電源がオフされるまで 維持される。 （６）受光状態の検出動作 ａ．入光（受光）レベル検出 受光器２において、ＰＤ１３ａ乃至１３ｈによる受光信号は、安定入光検出回 路１８ｂにも入力されるようになっている。そして、前述のように、この安定入 光検出回路１８ｂにおける安定検出レベルは、前述の遮光検出回路１８ａの検出 レベルよりも高いレベルに設定されている。

【００５０】 安定入光検出回路１８ｂは、受光信号が与えられると、そのレベルが安定検出 レベルと比較し、ＰＤ１３ａ乃至１３ｈからの受光信号のレベルが安定検出レベ ルを超えたときに、マイクロコンピュータ１５に「安定入光状態」を示す検出信 号を出力する。また、これに応じてマイクロコンピュータ１５は、全てのＰＤ１ ３ａ乃至１３ｈからの「安定入光状態」を示す検出信号を得たときに、表示回路 ２０の緑色のＬＥＤ２０ｃに点灯信号を出力して「安定入光状態」を報知し、安 定入光検出回路１８ｂにヒステリシス用のフィードバック信号を与える。

【００５１】 一方、不安定な入光状態、例えば、光軸がずれていたり、或は図示しない装置 の窓部等が汚れていたり粉塵等の付着により投光或は受光のレベルが低下してい たりする場合には次のように動作する。即ち、ＰＤ１３ａ乃至１３ｈへの入光状 態が不安定になっていると、たとえ遮光検出回路１８ａの検出レベルを超える受 光信号であっても、安定入光検出回路１８ｂの安定検出レベルを超えていなけれ ば、マイクロコンピュータ１５は「不安定入光状態」と判断する。

【００５２】 このとき、マイクロコンピュータ１５は、まず、表示回路２０の黄色のＬＥＤ ２０ｂに点灯信号を出力して「不安定入光状態」を表示する。そして、この「不 安定入光状態」が例えば５秒間連続して検出されると、マイクロコンピュータ１ ５は、黄色のＬＥＤ２０ｂに点滅信号を出力すると共に、警報出力回路１９ｂに 出力信号を与えて報知する。

【００５３】 これにより、不安定な入光状態を早急に検知して注意を促すことができ、誤検 出を未然に防止することができる。 ｂ．シフトレジスタの動作状態検出 受光器２において、マイクロコンピュータ１５は、受光用シフトレジスタ２３ ｈの出力端子Ｑ７からの出力信号に基づいて受光用シフトレジスタ２３ａ乃至２ ３ｈの動作状態に異常がないかを検出する。

【００５４】 即ち、受光用シフトレジスタ２３ａ乃至２３ｈが正常に動作していれば、受光 用シフトレジスタ２３ｈの出力端子Ｑ７は、マイクロコンピュータ１５に図５（ ｊ）に示すような信号を出力する筈である。マイクロコンピュータ１５には予め この正常動作時の出力パターンが記憶されており、受光用シフトレジスタ２３ｈ からの信号がその出力パターンに一致しないときには、受光用シフトレジスタ２ ３ａ乃至２３ｈの何れかに故障が発生していると判断する。そして、マイクロコ ンピュータ１５は、表示回路２０の全てのＬＥＤ２０ａ乃至２０ｃに点滅信号を 出力すると共に、検出出力回路１９ａ及び警報出力回路１９ｂの両者に出力信号 を与えて「異常状態」である旨の報知を行なう。

【００５５】 これにより、受光用シフトレジスタ２３ａ乃至２３ｈの何れかが故障すること によって、出力端子に「Ｈ」レベル信号が出たままとなっていたり、出力信号の シフト動作が行われない等の誤動作の発生を報知することができる。また、検出 出力を物体の侵入による遮光状態と同様の状態にすることによって安全側に働か せる。そして、この状態はロックされ、電源がオフされるまで維持される。 ｃ．アナログスイッチの動作状態検出 前述のように、回線チェック回路１７は、アナログスイッチ２２ａ乃至２２ｈ の出力端子に接続されており、その比較出力はマイクロコンピュータ１５に入力 されるようになっている。そして、マイクロコンピュータ１５は、図５（ｂ）に 示すように、アナログスイッチ２２ｈの出力電圧を、受光動作が行なわれていな い所定のタイミング、即ち、アナログスイッチ２２ｈのオン状態とオフ状態の２ 点で検出した回線チェック回路１７からの出力信号に応じて判断する。

【００５６】 マイクロコンピュータ１５は、回線チェック回路１７からの出力信号が上記２ 点の検出で「Ｈ」レベルから「Ｌ」レベルに反転したときに正常に動作している と判断し、それ以外の場合には、検出回路１８への出力線が断線していたり、或 はアナログスイッチ２２ａ乃至２２ｈの何れかがオン状態のままとなっていたり する等の「異常状態」であると判断する。そして、マイクロコンピュータ１５は 、「異常状態」を判断すると、表示回路２０の全てのＬＥＤ２０ａ乃至２０ｃに 点滅信号を出力すると共に、検出出力回路１９ａ及び警報出力回路１９ｂの両者 に出力信号を与えて「異常状態」である旨の報知を行なう。

【００５７】 これにより、受光用シフトレジスタ２３ａ乃至１２ｈ，アナログスイッチ２２ ａ乃至２２ｈ或は変換回路２１ａ乃至２１ｈの何れかに故障が発生している場合 には迅速に検出して報知することができる。また、検出出力を物体の侵入による 遮光状態と同様の状態にすることによって安全側に働かせる。そして、この状態 はロックされ、電源がオフされるまで維持される。

【００５８】 尚、以上の各種検出動作による検出状態は、投光器１及び受光器２の夫々の表 示状態に対応させると表１及び表２のようにまとめられる。

【００５９】

【表１】

【００６０】

【表２】 このような本実施例によれば、投光回路４の投光用シフトレジスタ１２ｈの出 力端子をマイクロコンピュータ５に接続して出力状態を検出し、正常動作パター ンと比較することにより、投光用シフトレジスタ１２ａ乃至１２ｈの動作状態を 検出するようにしたので、異常状態の発生を迅速に検出でき、検出エリア８内の 遮光状態を正確に検出できる。また、同様に、受光回路１４においても受光用シ フトレジスタ２３ａ乃至２３ｈの動作状態を検出するので、異常状態の発生を迅 速に検出でき、従って、検出エリア８内の遮光状態を正確に検出できる。

【００６１】 尚、上記実施例においては、外乱光の検出を、ＰＤ１３ａ乃至１３ｈについて 一括して検出する一定期間を設けて行なうようにしたが、これに限らず、例えば 、１光軸或は複数光軸の投光が終了する度に検出するようにしても良い。

【００６２】 また、上記実施例においては、警報出力回路１８ｂを設ける構成としたが、こ れに限らず、警報出力による報知に代えて表示灯等により報知するように構成し ても良い。

【００６３】 さらに、上記実施例においては、本考案を８光軸のエリアセンサに適用した場 合について述べたが、これに限らず、光軸を構成する投光素子と受光素子の対が 複数あるもの全般に適用できる。

【００６４】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の多光軸光電スイッチによれば、検知手段により 、投光用シフトレジスタ及び受光用シフトレジスタの動作状態を検出するように したので、異常状態の発生を迅速に検出でき、従って、検出エリア内の遮光状態 を常に正確に検出できるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す投光器の電気的構成図

【図２】受光器の電気的構成図

【図３】全体構成のブロック図

【図４】投光器側の各部の信号出力状態を示すタイムチ
ャート

【図５】受光器側の各部の信号出力状態を示すタイムチ
ャート

【符号の説明】

１は投光器、２は受光器、３ａ乃至３ｈは発光ダイオー
ド（投光素子）、４は投光回路、５はマイクロコンピュ
ータ（投光制御手段，検知手段）、７は電流検出回路、
８は検出エリア、９は表示回路、１１ａ乃至１１ｈはＡ
ＮＤ回路、１２ａ乃至１２ｈは投光用シフトレジスタ、
１３ａ乃至１３ｈはフォトダイオード（受光素子）、１
４は受光回路、１５はマイクロコンピュータ（受光制御
手段，検知手段）、１７は回線チェック回路、１８は検
出回路（判断手段）、１８ａは遮光検出回路、１８ｂは
安定入光検出回路、１８ｃは波形整形回路、１９は出力
回路、１９ａは検出出力回路、１９ｂは警報出力回路、
２０は表示回路、２０ａは赤色ＬＥＤ、２０ｂは黄色Ｌ
ＥＤ、２０ｃは緑色ＬＥＤ、２２ａ乃至２２ｈはアナロ
グスイッチ、２３ａ乃至２３ｈは受光用シフトレジスタ
である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出エリアに向けて光を照射する複数の
   投光素子と、これら複数の投光素子の夫々に対応して設
   けられた複数の投光用シフトレジスタと、これらの投光
   用シフトレジスタに制御信号を与えて前記投光素子を所
   定タイミングで順次点灯させる投光制御手段と、前記投
   光素子と対をなすように設けられて前記検出エリアから
   の光を受ける複数の受光素子と、これら複数の受光素子
   に対応して設けられた複数の受光用シフトレジスタと、
   これらの受光用シフトレジスタに制御信号を与えて前記
   受光素子からの受光信号を前記投光素子の点灯タイミン
   グに同期させて有効化する受光制御手段と、前記受光素
   子からの受光信号に基づいて前記検出エリアにおける遮
   光状態を判断する判断手段と、前記複数の投光用シフト
   レジスタ及び受光用シフトレジスタの最終段の出力信号
   を検出して正常動作状態で予想される出力信号パターン
   と比較することにより動作状態を検知する検知手段とを
   具備したことを特徴とする多光軸光電スイッチ。