JPH07321625A - 光エリアセンサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 所定の間隔を保って設けられた複数の光軸線
の一方側にそれぞれ投光素子を配置するとともに、他方
側にそれぞれ受光素子を配置し、それら各投光素子と受
光素子とを同期させつつ循環駆動させるようにした光エ
リアセンサにおいて、使い勝手を向上させる。 【構成】 各受光素子の出力を個別に抽出する出力抽出
手段を設け、その出力を希望の用途、例えばブザー駆動
出力信号やプレス機械駆動停止出力信号等に用いる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光エリアセンサに係り、
特に、使い勝手の向上と初期設定が容易にできるように
したものに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、プレス機械に用いられるような光
エリアセンサは、多光軸式の光電センサから構成されて
いて、各光軸がサイクリック駆動されて被検出物を検出
するように構成されている。すなわち、従来の光エリア
センサは、いずれかの光軸線（以下、光軸という）上で
被検出物を検出したときに、所定の検出エリア内に人体
等の被検出物の存在を検出できるように構成されてい
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の多光軸式の光電センサからなる光エリアセンサは、
一軸に投光素子と受光素子を有し、各軸をサイクリック
に駆動させて被検出物を検出するようにしているので、
いずれの光軸で被検出物を検出したかは不明で、各光軸
における出力を用途別に用いることができず、使い勝手
に劣るという欠点があった。

【０００４】また、投光部と受光部とは、それぞれのハ
ウジング内に設けられるが、両ハウジングの整合性が所
定どおりに得られていないと、つまり、各光軸がそれぞ
れ一致していないと、正確な検出ができなくなるので、
両ハウジングの取付けには、十分に時間をかけて慎重に
行わなければならないという面倒があった。

【０００５】そこで、本発明は、上記欠点を解決するた
めになされたものであって、その目的は、光軸上の各出
力を個別に得ることができるようにして使い勝手を向上
させるとともに、初期設定の容易な光エリアセンサを提
供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光エリアセ
ンサは、上記目的を達成するために、所定の間隔を保っ
て設けられた複数の光軸の一方側にそれぞれ投光素子を
配置した投光部と、その投光部から所定距離離れた位置
で、それら複数の光軸の他方側にそれぞれ受光素子を配
置した受光部とからなり、それら各光軸線上の投光素子
と受光素子とを同期させつつ循環駆動させるようにした
光エリアセンサにおいて、前記各受光素子の出力を個別
に抽出する出力抽出手段を設けたことを特徴としてい
る。また、いずれの光軸上にも被検出物が存在しない状
態における各受光素子の出力をそれぞれ検出する検出手
段を設けるとともに、その検出手段が各受光素子の出力
が所定以上のときに、投光部と受光部とが整合されたと
判定する判定手段とを設けたことを特徴ととしている。

【０００７】

【作用】上記構成において、出力抽出手段は、各受光素
子の出力を個別に抽出する。したがって、各受光素子の
出力を個別に利用することができる。また、判定手段
は、いずれの光軸上にも被検出物が存在しない状態にお
ける各受光素子の出力をそれぞれ検出する検出手段が、
各受光素子の出力が所定以上のときに、投光部と受光部
とが整合されたと判定する。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、一実施例に係る光エリアセンサの概略構
成を示す斜視図、図２はその電気的構成の概略を示すブ
ロック図、図３は図２の電気回路図である。

【０００９】投光部１及び受光部１０は、それぞれハウ
ジング１ａ，１０ａ内に設けられている。このうち、投
光部１は、ハウジング１ａの一面で、その面の垂直線上
に沿って、所定の間隔を保って、（図示の例では９個）
の発光素子ａ1 〜ａ9 が設けられている。

【００１０】また、受光部１０のハウジング１０ａは、
上記投光部１から所定距離離れた位置で、投光部１のハ
ウジング１ａの投光素子ａ1 〜ａ9 の設けられている面
と対向する面に、各投光素子ａ1 〜ａ9 に対応した位置
に複数の受光素子ｂ1 〜ｂ9が設けられている。

【００１１】したがって、投光素子ａ1 と受光素子ｂ1
との間で光軸Ｘ1 が、また、投光素子ａ2 と受光素子ｂ
2 との間で光軸Ｘ2 が形成され、同様に、各投光素子ａ
3 〜ａ9 と各受光素子ｂ3 〜ｂ9 との間で、それぞれ光
軸Ｘ3 〜Ｘ9 が形成される。

【００１２】各ハウジング１ａ，１０ａは同一形状に作
られ、また各投光素子ａ1 〜ａ9 の取付穴と各受光素子
ｂ1 〜ｂ9 の取付穴も完全一致するように作られている
ので、両ハウジング１ａ，１０ａの取付位置が正常であ
れば、図１に示されるように、すべての光軸Ｘ1 〜Ｘ9
は完全一致するように構成されている。

【００１３】また、本実施例に係る光エリアセンサを例
えばプレス機械の人間検知センサに用いるような場合、
検出範囲の一方側に投光部１を、また他方側に受光部１
０を設置するが、このとき投光部１は固定状に設置さ
れ、受光部１０は可変状に設置される。

【００１４】図１の矢印イは、ハウジング１０ｂの可変
状態を示していて、各光軸Ｘ1 〜Ｘ9 の内の中間に位置
する光軸（図示の例ではＸ5 ）と水平方向において直交
する線Ｌ1 及び各光軸Ｘ1 〜Ｘ9 と垂直方向において直
交するＬ2 との交点０を中心に矢印方向に回動すること
ができることを示している。

【００１５】この矢印イ方向のうちの特定の一点におい
て、各投光素子ａ1 〜ａ9 と各受光素子ｂ1 〜ｂ9 とが
互いに完全一致することができる。つまり、各光軸Ｘ1
〜Ｘ9 を正常に形成させることができる。

【００１６】図１中、表示灯Ａは、各光軸Ｘ1 〜Ｘ9 を
正常に形成されたか否かを判定するためのもので、この
表示灯Ａの点灯動作については、以下の図２及び図３の
電気的構成の説明中で詳述する。

【００１７】投光部１は、定電流駆動部２と循環レジス
タ３とからなり、このうち定電流駆動部２は、各投光素
子ａ1 〜ａ9 に対応した駆動回路２a 〜２i を有してい
て、各駆動回路２a 〜２i が作動したときに、各投光素
子ａ1 〜ａ9 は各受光素子ｂ1 〜ｂ9 に向けて光を照射
できるように構成されている。

【００１８】循環レジスタ３は、フリップフロップ（以
下、Ｆ／Ｆという）回路３a 〜３iを直列に接続した周
知の循環レジスタから構成されている。すなわち、この
循環レジスタ３は、最初の段のＦ／Ｆ回路３a 入力端に
駆動信号源のパルス信号が入力されるとともに、最終段
のＦ／Ｆ回路３i の出力がフィードバックされて入力さ
れている。そして、各Ｆ／Ｆ回路３a 〜３i の出力端
は、上記各駆動回路２a〜２i に接続されるとともに、
最終段のＦ／Ｆ回路３j を除いて、次段のＦ／Ｆ回路３
b 〜３h のＦ／Ｆ回路の入力端に接続されている。

【００１９】受光部１０は、増幅部１１と、スイッチン
グ部１２と、循環レジスタ１３と、同期制御回路１４と
から構成されていて、このうち、増幅部１１は、各受光
素子ｂ1 〜ｂ9 が受光したときに発生された電流を増幅
する増幅回路１１a 〜１１iを有している。

【００２０】スイッチング部１２は、各増幅回路１１a
〜１１i に対応したスイッチ回路（以下、スイッチとい
う）１２a 〜１２i を有していて、各スイッチ１２a 〜
１２i を介して各増幅回路１１a 〜１１i の出力を各増
幅回路１１a 〜１１i に対応して設けられている各コン
パレータ２０a 〜２０i にそれぞれ出力することができ
るように構成されている。

【００２１】循環レジスタ１３は、上記投光部１の循環
レジスタ３と同様に、Ｆ／Ｆ回路１３a 〜１３i を直列
に接続して構成されている。そして、最初の段のＦ／Ｆ
回路１３a の入力端には、上記投光部１の循環レジスタ
３の最終段のＦ／Ｆ回路６iの出力が入力され、また、
循環レジスタ１３には、同期制御回路１４からのリセッ
ト信号が入力されるように構成されている。

【００２２】各Ｆ／Ｆ回路１３a 〜１３i の出力端は、
上記スイッチ１２a 〜１２i にそれぞれ接続されている
とともに、最終段のＦ／Ｆ回路１３i を除く出力端は、
次段のＦ／Ｆ回路１３b 〜１３h の入力端に接続されて
いる。

【００２３】各コンパレータ２０a 〜２０i は、各スイ
ッチ１２a 〜１２i の出力信号を入力信号とし、基準電
位（Ｖ）と比較して各出力端子Ｓ1 〜Ｓ9 にそれぞれ出
力信号を出力できるように構成されている。

【００２４】判定出力回路３０（図３参照）は、各スイ
ッチ１２a 〜１２i の出力を入力し、それぞれの出力を
図示しない選択釦を押下することにより択一的に選択し
て表示灯Ａを点灯表示できるように構成されてる。

【００２５】上記構成の光エリアセンサの光軸合せにつ
いて説明する。各光軸Ｘ1 〜Ｘ9 間に被検出物が存在し
ないときにおいて、各光軸Ｘ1 〜Ｘ9 がそれぞれ正常に
セットされているとき、つまり各投光素子ａ1 〜ａ9 と
各受光素子ｂ1 〜ｂ9 とがそれぞれ完全に対応している
とき、各増幅回路１１a 〜１１i の出力は図４に示され
るように最高に達することができる。

【００２６】今、光軸Ｘ1 についての増幅回路１１ａの
出力について考察してみると、光軸Ｘ1 が一致したとき
は最高の出力となり、ハウジング１０ｂが垂直線Ｌ2 か
ら外れるにしたがって急激に出力が低下する（図４参
照）。

【００２７】したがって、この出力で表示灯Ａをさせる
と、光軸Ｘ1 が正常に形成されたときはその表示灯Ａの
輝度は最高に達し、これをもって光軸Ｘ1 の形成を知る
ことができる。

【００２８】また、表示灯Ａの輝度変化に変えて、出力
の大きさによって、表示灯Ａの発色を変えるようにして
もよい。例えば、出力が最高に達したときは緑色に、そ
れよりも少し低い出力のときは黄色に、そして最も低い
ときは赤色に変えれば、表示灯Ａの色をもって光軸Ｘ1
の形成を知ることができる。

【００２９】なお、上述の出力は、各増幅回路１１a 〜
１１i の出力の総和の出力も同じように変化するので、
その総和の出力を光軸形成の判定に用いてもよい。

【００３０】しかし、両ハウジング１ａ，１０ａの取付
けは、通常、中央部分の光軸（図１の例ではＸ5 ）が完
全位置するように予め決められてセットされ、この光軸
Ｘ5を中心にハウジング１０ｂが可変されるので、この
光軸Ｘ5 から最も離れた位置の光軸Ｘ1 又はＸ9 に対す
る増幅回路１１a 又は１１ｉの出力を判定するだけで、
全ての光軸Ｘ1 〜Ｘ9 を正常に形成することができる。

【００３１】光軸Ｘ1 〜Ｘ9 が正常に形成されたときに
は、ハウジング１０ｂは固定される。なお、上述の例で
は、受光部１０のハウジング１０ａを可変型としたが、
投光部1 のハウジング１ａを可変としてもよい。

【００３２】ハウジング１０ａの固定後は、全ての光軸
Ｘ1 〜Ｘ9 が正常に形成されているか否かのチェック
を、出力判定回路３０の選択釦を選択して行なわれる。

【００３３】上述のように、両ハウジング１ａ，１０ａ
のセットが終了したのち、各出力端子Ｓ1 〜Ｓ9 をそれ
ぞれの用途別に選択することができる。

【００３４】図１の例は、本実施例に係る光エリアセン
サをプレス機械の検出器に適用した例を示していて、光
軸Ｘ1 ，Ｘ2 及びＸ8 ，Ｘ9 に対応する出力端子Ｓ1 ，
Ｓ2、Ｓ8 ，Ｓ9 は、作業員に対し、危険範囲に入りつ
つあることを知らせるためのブザー（図示せず）に接続
され、光軸Ｘ3 〜Ｘ7 に対応する出力端子Ｓ3 〜Ｓ7
は、プレス機械を緊急停止させるための装置（図示せ
ず）に接続されている。

【００３５】次に、本実施例に係る光エリアセンサの検
出動作について説明する。

【００３６】投光部１の最初の段のＦ／Ｆ回路３a に、
駆動パルス（クロックパルス）が入力されると、各Ｆ／
Ｆ回路３a 〜３i は、１パルス毎に順次駆動される。

【００３７】このため、各駆動回路２a 〜２i も、１パ
ルス毎に順次駆動されて、各投光素子ａ1 〜ａ9 を駆動
させることができる。そして、最終段のＦ／Ｆ回路２i
の次に再び最初のＦ／Ｆ回路２a が駆動される。つま
り、各投光素子ａ1 〜ａ9 は、１スキャンのうち、１パ
ルスだけ順次照射するように作用する。

【００３８】各投光素子ａ1 〜ａ9 が順次照射すること
により、各受光素子ｂ1 〜ｂ9 が電流を発生させて各増
幅回路１１a 〜１１i に出力する。そして、各増幅回路
１１a 〜１１i からの出力は、各スイッチ１２a 〜１２
i を介してコンパレータ２０a 〜２０i にそれぞれ取込
まれる。この際、各スイッチ１２a 〜１２i は、循環レ
ジスタ１３により、各投光素子ａ1 〜ａ9 の照射に対応
して、つまり同期して順次スイッチＯＮされる。

【００３９】したがって、いずれか一つの受光素子、例
えば受光素子ｂ1 が被検出物体により遮光されて、その
受光素子ｂ1 に対応したコンパレータ２０a に出力が入
力されないときは、コンパレータ２０a は基準電位
（Ｖ）と比較して、被検出物を検出した旨の検出信号
（本実施例に係る光エリアセンサにおいてはブザー駆動
信号）を出力する。

【００４０】以上のように、本実施例に係る光エリアセ
ンサは、受光部１０の各受光素子ｂ1 〜ｂ9 の出力を個
別に取出すことができるので、その出力信号を希望する
用途に用いることができ、使い勝手を向上させることが
できる。

【００４１】なお、上述の実施例では、光軸の数を９本
としたが、これ以上でも、またこれ以下であってもよい
ことはもちろんである。

【００４２】

【発明の効果】本発明に係る光エリアセンサは、各受光
素子の出力を個別に抽出する出力抽出手段を設けたの
で、各受光素子の出力を個別に取出すことができるの
で、その出力信号を希望する用途に用いることができ、
使い勝手を向上させることができる。

【００４３】また、いずれの光軸上にも被検出物が存在
しない状態における各受光素子の出力をそれぞれ検出す
る検出手段を設けるとともに、その検出手段が各受光素
子の出力が所定以上のときに、投光部と受光部とが整合
されたと判定する判定手段とを設けたときは、簡単に光
軸を形成でき、初期設定を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る光エリアセンサの概略
構成を示す斜視図である。

【図２】本発明の一実施例に係る光エリアセンサの電気
的概略構成を示すブロック図である。

【図３】一実施例に係る光エリアセンサの電気回路図で
ある。

【図４】増幅回路の出力状態を示す説明図である。

【符号の説明】

ａ1 〜ａ9 投光素子 ｂ1 〜ｂ9 受光素子 １ 投光部 ２ 定電流駆動部 ３，１３ 循環レジスタ １０ 受光部 １１ 増幅部 １２ スイッチング部 ２０a 〜２０i コンパレータ ３０ 出力判定回路 １ａ，１０ａ ハウジング Ｘ1 〜Ｘ9 光軸（光軸線） Ａ 表示灯

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 所定の間隔を保って設けられた複数の光
   軸線の一方側にそれぞれ投光素子を配置した投光部と、
   その投光部から所定距離離れた位置で、それら複数の光
   軸線の他方側にそれぞれ受光素子を配置した受光部とか
   らなり、それら各光軸線上の投光素子と受光素子とを同
   期させつつ循環駆動させるようにした光エリアセンサに
   おいて、 前記各受光素子の出力を個別に抽出する出力抽出手段を
   設けたことを特徴とする光エリアセンサ。
2. 【請求項２】 いずれの光軸線上にも被検出物が存在し
   ない状態における各受光素子の出力をそれぞれ検出する
   検出手段を設けるとともに、その検出手段が各受光素子
   の出力が所定以上のときに、投光部と受光部とが整合さ
   れたと判定する判定手段とを設けたことを特徴とする請
   求項１記載の光エリアセンサ。