JPH11345548A

JPH11345548A - 多光軸光電スイッチの状態表示方法およびその多光軸光電スイッチ

Info

Publication number: JPH11345548A
Application number: JP10153197A
Authority: JP
Inventors: Shoji Yamaguchi; 昭司山口; Keisuke Murakami; 啓介村上; Toshio Okada; 登志夫岡田
Original assignee: Keyence Corp
Current assignee: Keyence Corp
Priority date: 1998-06-02
Filing date: 1998-06-02
Publication date: 1999-12-14
Anticipated expiration: 2018-06-02
Also published as: US6414603B1; EP0964272B1; EP0964272A1; JP4052608B2; DE69924427T2; DE69924427D1

Abstract

(57)【要約】【課題】投光器から受光器への光軸調整を行う場合の
従来の不便さ、すなわち光軸調整を行っているとき投光
器を上下左右どちらの方向へ動かせばよいのか分からな
いという問題を解決する。【解決手段】投受光が対となった光軸５が多数存在す
る投光器２と受光器３とを有する多光軸光電スイッチ１
において、受光量が一定のしきい値を超えた光軸の数の
光軸数全体に対する割合を集中配置された複数の表示灯
６２でとくにバーグラフにより比率表示することによ
り、バーグラフの増加する方向へ移動させればよいこと
となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、検出エリア内に投
光素子および受光素子の対から成る光軸を複数光軸配置
する投光器と受光器とを有する多光軸光電スイッチに関
するもので、特に、その多光軸光電スイッチの遮光状態
等を表示する状態表示方法およびその方法を用いた多光
軸光電スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】多光軸光電スイッチとは、投光器の投光
素子および受光器の受光素子の対から成る光軸を複数光
軸有しこれらの光軸のいずれかの光軸が物体により遮光
したときに動作するスイッチをいい、従来より、広い検
出エリアで物体の有無を検出できる「光学式エリアセン
サ」として知られている。この多光軸光電スイッチは、
特に工作機械、パンチ機、プレス機、制動機、成形機、
自動制御機、巻線機、ロボット、鋳造機等のオペレータ
の安全を守るために用いられ、プレス機等の危険な領域
にこの多光軸光電スイッチを配置して検出エリアとし、
オペレータの手指など身体の一部がこの検出エリアに入
ることにより光軸の遮光を検出して、即座に機械の動作
を停止又は警報を発して保護している。また、多光軸光
電スイッチは工場の自動生産ラインに用いて移動する物
品の有無を検出し、物品を検出したとき次のステップに
移る等の自動制御のセンサとしても用いられている。

【０００３】この種の多光軸光電スイッチの構成は、図
８に示すように、赤外線等を発光する発光ダイオード
（ＬＥＤ）等の投光素子２１を複数個（図８では８個）
所定のピッチで設けた投光器２と、この投光器２の投光
素子２１から発せられる赤外線ビームである光軸５を受
光するためこれらの投光素子２１に対応して所定のピッ
チでフォトダイード等の受光素子３１を設けた受光器３
と、から成り、プレス機等の保護すべき検出エリアの一
方に投光器２を、また検出エリアの他方に受光器３を対
向配設し、投光器２と受光器３の各々の対をなす各投光
素子と受光素子との間で光ビームの授受がなされること
により遮光の有無を検出している。投光器２と受光器３
の間は信号線８で接続されている。投光器２は、内蔵の
投光器制御回路の制御にしたがって、投光器２の投光素
子２１が一方から他方へ（例えば、下方から上方へ））
順々にサイクリックに発光し、その投光素子２１に対応
する受光器３の受光素子３１と同期を取りながら、対応
する受光素子３１のみを受光可能とし、その他の受光素
子３１は受光不能にされている。このように常時対応す
る１個の受光素子３１しか受光可能としないのは、投光
素子２１からの光が対となる受光素子３１のみに入射す
るとは限らずその近傍の受光素子３１にも比較的強度の
大きな光として入射するケースが考えられるからであ
る。すなわち、全ての受光素子３１からの受光信号が纏
めて１個の２値化回路に入力される構成であることか
ら、物体の侵入によってその光軸が遮光状態にあるにも
かかわらずその近傍の受光素子３１への入射光があるた
め全体としてはしきい値をこえて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。このようにして、常時１光軸のみをサイクリックに
有効化して検出を続けていき、検出エリア中に物体ある
いは人間の手指等の侵入があると、これによりその位置
にある光軸５が遮光されて受光素子３１で受光できなく
なるので、警報を発したり機械の動作を停止したりして
安全を図っている。

【０００４】図９は、図８の多光軸光電スイッチ１のセ
ンサ部のブロック図である。多光軸光電スイッチ１は投
光器２と受光器３から構成されている。投光器２は、所
望のピッチ、例えば４０ｍｍ、で配設された所望の数Ｎ
の発光ダイオード等から成る投光素子２１（２１１、２
１２〜２１Ｎ）と、これらの各投光素子２１を駆動する
Ｎ個の投光回路２２（２２１、２２２〜２２Ｎ）と、Ｎ
個の投光回路２２を時分割でスキャンする投光素子切替
回路２３と、投光器制御回路２４と、多光軸光電スイッ
チ１の状態を表示する表示器６とを有している。投光器
制御回路２４はここではゲートアレイを使用して制御し
ているが、ゲートアレイの代わりに他の制御素子、たと
えばＣＰＵ等を使用することももちろん可能である。表
示器６は、例えば赤と緑の表示をする表示灯１個を用い
たものであれば、すべての光軸が一致したとき緑で点灯
し、それ以外の場合は赤で点灯するとか、また単色の表
示灯であればすべての光軸が一致したときは点灯、それ
以外の場合は消灯するものである。

【０００５】受光器３は、投光器と同じピッチで配設さ
れた所望の数Ｎのフォトトランジスタ等から成る受光素
子３１（３１１、３１２〜３１Ｎ）と、これらの各受光
素子３１の受光信号をＩ−Ｖ変換するＮ個の受光回路３
２（３２１、３２２〜３２Ｎ）と、Ｎ個の投光回路３２
と対をなす投光素子２１と同期して時分割でスキャンす
る受光素子切替回路３３と、受光回路３２からの受光信
号をまとめて増幅する増幅回路３６１と、この増幅され
た信号を所定のしきい値を基準にして１と０に変換する
２値化回路３６２と、この２値化信号で入射光状態を判
別する検波回路３６３と、受光器３側の制御を行なう受
光器制御回路３４と、プレス機等へ動作停止を行わせる
ための出力回路３５とを有している。受光器制御回路３
４は、投光器制御回路２４と同じくゲートアレイを使用
して制御しているが、ゲートアレイの代わりに他の制御
素子、たとえばＣＰＵ等を使用することももちろん可能
である。図９では表示器は受光器３側にあって投光器２
側にはないが、使用状況によっては受光器３側の表示器
６の代わりに投光器２側に設けることも可能である。

【０００６】信号線８は、投光器２と受光器３の同期を
とるための同期信号を受光器３側から投光器２側へ送る
ために使用されるものである。その他、図示しないが投
光／受光監視回路が投光器２側と受光器３側にそれぞれ
設けてあり、これで各発光素子や受光素子が正常に動作
しているか否かを常時監視し、素子故障等の異常が発生
したとき速やかにオペレータに警報するようにしてい
る。

【０００７】このような多光軸光電スイッチの動作状態
の表示には、従来、大別して次の３方法があった。（１）、第１の動作状態表示方法は、図１０に例示した
ように１個の表示器６を用いるもので、すべての光軸が
一致したとき表示器が緑点灯し、それ以外、すなわち、
１光軸でも遮光があったときはＯＦＦ（又は赤点灯）の
状態として表示する方法である。（２）、第２の動作状態表示方法は、図１１のように表
示器６を複数個用いるもので、表示器１個を各投光素子
２１に近接配設して表示する方法である。（３）、第３の動作状態表示方法は、１個の表示器を点
滅表示させる方法である。すなわち、点滅の速度を変化
させて入光光軸数の割合等を表示するもので、例えば、
入光数が１光軸の場合は３／１０秒間隔で表示器を
点滅させ、４光軸の場合は１／１０秒間隔で点滅させ、７光軸の場合は１／２０秒間隔で点滅させる、とい
った表示方法である。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においてはそれぞれ次のような欠点があった。
（１）の場合は、投光器から受光器への光軸調整を行う
場合に不便である。すなわち、この場合はすべての光軸
が一致しなければ表示器がＯＦＦ（又は赤点灯）の状態
を続けるため、光軸調整を行っているとき投光器（又は
受光器）を受光器（又は投光器）の作る面に対して上下
左右に移動させてもすべての光軸が一致しない以上表示
器がＯＦＦ（又は赤点灯）の状態を続けるので、結局ど
ちらの方向へ動かせばよいのか分からないという問題が
あった。（２）の場合は、どの光軸が合っていないかは
一目で分かるものの、投光器（又は受光器）を移動させ
た時に入光光軸数が増えたかどうかは受光器（又は投光
器）の一端の表示器から他端の表示器まで全体を見渡さ
なければならないので、必ずしも視認性がよいとはいえ
なかった。また、全ての光軸に表示器を付けるため形状
が全体的に大きくなってしまい、かつコスト高となり、
本来必要とされる機能以外の部品が増えてしまうという
問題があった。（３）の場合は、同じく光軸調整を行う
場合に不便である。この方法では絶対的な点滅速度によ
っては入光光軸数の割合が分かるにすぎず、どちらの方
向へ動かせばよいかという情報は得られないからであ
る。すなわち、どちらかの方向へ動かしたときに変わる
点滅速度の変化により初めて動かす方向がわかるのであ
るが、点滅速度の変化を知るためには所定時間かけて点
滅速度をカウントすることが必要となり、一目見ただけ
で瞬間的に移動すべき方向を知ることは不可能である。
しかもこの調整方法は入光光軸数の割合対点滅速度を熟
知して初めて行えるものであり、初心者には取扱いがと
ても難しい。

【０００９】そこで、本発明は、状態表示を例えばバー
グラフ化して表示することによって解決するもので、こ
れによれば光軸調整を行う場合に、バーグラフが増加す
る方向に動かせばよいことになり、光軸調整がとても簡
単となり、初心者にも取り扱い易い。また、表示灯の集
中配置によりバーグラフが一目で分かるようになり、従
来の（２）のような投光器の端から端まで全体を見渡す
必要がなくなるので、状態表示の視認性も向上する。本
発明は、このような表示方法および多光軸光電スイッチ
を提供することを目的としている。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の表示方法の発明は、投受光が対とな
った光軸が多数存在する投光器と受光器とを有する多光
軸光電スイッチの状態を表示する状態表示方法におい
て、受光量が一定のしきい値を超えた光軸の数の光軸数
全体に対する割合を集中配置された複数の表示灯により
比率表示することを特徴としている。また、請求項２記
載の発明は、請求項１記載の状態表示方法において、前
記比率表示をバーグラフで表示することを特徴としてい
る。そして、請求項３記載の発明は、請求項１又は２記
載の状態表示方法において、前記複数の表示灯を異なる
色の表示灯にしたことを特徴としている。以上の方法に
よれば、ＯＦＦの状態表示を１つの状態とせずに、遮光
の比率に応じてＯＦＦの状態表示をバーグラフ化して表
示し、また複数色表示することにより光軸調整する際に
も動かすべき方向と現在の状態が１目で分かり、視認性
・操作性を向上させることができる。

【００１１】さらに、請求項４記載の多光軸光電スイッ
チの発明は、投受光が対となった光軸が多数存在する投
光器と受光器とを有する多光軸光電スイッチにおいて、
受光量が一定のしきい値を超えた光軸の数をカウントす
るカウンタと、集中配置された複数の表示灯から成る表
示手段と、前記カウンタのカウント数の光軸数全体に対
する割合を計算する演算手段と、該演算手段の演算結果
に応じて前記複数の表示灯をバーグラフとして表示する
ように制御する表示制御手段と、を備えたことを特徴と
している。また、請求項５記載の発明は、前記表示手段
を投光器又は受光器の複数箇所に配置したことを特徴と
している。そして、請求項６記載の発明は、前記表示手
段を投光器および受光器の一方又は双方に設置したこと
を特徴としている。さらに、請求項７記載の発明は、前
記複数の表示灯を異なる色の表示灯にしたことを特徴と
している。また、請求項８記載の発明は、請求項７記載
の多光軸光電スイッチにおいて、前記複数の表示灯は、
通常状態における全光軸入光では緑表示灯の全灯点灯
とし、および／又は、遮光時には全光軸に対する入光
光軸の割合に応じた赤表示灯の比率点灯としたことを特
徴としている。そして、請求項９記載の発明は、請求項
４〜８のいずれか１項記載の多光軸光電スイッチにおい
て、異常の場合に、前記複数色の表示灯の一部又は全部
を点滅表示させることを特徴としている。さらに、請求
項１０記載の発明は、請求項８記載の多光軸光電スイッ
チにおいて、受光量が不足の時には、緑表示灯の全灯を
点滅表示させることを特徴としている。また、請求項１
１記載の発明は、請求項８記載の多光軸光電スイッチに
おいて、外乱光が検知された時には、緑表示灯の全灯点
灯と、赤表示灯の一部の点灯とを交互に繰り返し表示す
ることを特徴としている。以上の構成によれば、光軸の
調整等の際に、投光器と受光器の間の距離が離れたり、
投受光器の設置場所が一方が視認性の悪い場所の場合等
に、投光器と受光器どちらの光軸調整の際も手元でバー
グラフ等の表示器が確認できるので、良好に対応でき、
また、複数色の表示灯を点灯表示や点滅表示することが
できるので、正常状態や各種の異常状態を表示すること
が可能となる。

【００１２】さらに、請求項１２記載の発明は、多光軸
光電スイッチユニットを複数段連結して成る増設型多光
軸光電スイッチにおいて、請求項４〜１１のいずれか１
項記載の多光軸光電スイッチを前記多光軸光電スイッチ
ユニットの１個又は複数個に適用したことを特徴として
いる。この構成によれば、増設型多光軸光電スイッチに
おいても多光軸光電スイッチユニットの各種の考え方を
適用して使いやすくすることが可能となる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１の実施の形態
について図１〜図７を参照して説明する。図１は本発明
の第１の実施の形態に係る多光軸光電スイッチのバーグ
ラフ表示器の全体斜視図である。図２は本発明の多光軸
光電スイッチのセンサ部のブロック図である。図３は図
２のバーグラフ表示器のブロック図である。図４は図３
の多光軸光電スイッチの要部タイミングチャートであ
る。図５は本発明のバーグラフ表示器の１実施例の拡大
斜視図である。図６は図３に示すバーグラフ表示器の通
常状態の表示例を示す図である。図７は図６に示す表示
の異常時における警告表示例を示す図である。図１にお
いて、図１（ａ）は投光器と受光器のうちのいずれか一
方にだけバーグラフ表示器を設ける例で、ここでは投光
器側にバーグラフ表示器を設けている。１は、８本の光
軸を有しバーグラフ表示器を備えて検出エリアの物体を
検出する多光軸光電スイッチ（エリアセンサ）である。
２は多光軸光電スイッチ１の投光器であり、３は投光器
２の各投光素子２１からの光軸を対の各受光素子３１で
受光する受光器である。６は表示手段で、ここでは複数
（例えば８個）の発光ダイオード（ＬＥＤ）セグメント
６２で構成するバーグラフ表示器である。

【００１４】図１（ｂ）は左右の投光器２と受光器３の
双方にバーグラフ表示器６２、６３を夫々設けた例であ
ると共に、左の投光器２の２側面にバーグラフ表示器６
２を夫々設けた例も示している。なお、図１では投光器
２と受光器３を左右に配置しているのでバーグラフ表示
器６２、６３の位置も正面側、側面側としたが、投光器
と受光器の位置を９０度回転して上下配置とする場合
は、バーグラフ表示器４、５の位置はその位置で一番見
やすいところに設けるのがよい。８は前述の通信線であ
る。図１（ｂ）の多光軸光電スイッチ１は、左右の（又
は上下の）検出エリア距離が長い場合に使用すると便利
である。

【００１５】図２は、図１の多光軸光電スイッチのブロ
ック図である。１は多光軸光電スイッチで、投光器２と
受光器３から構成されている。投光器２は、所望のピッ
チ、例えば４０ｍｍ、で配設された所望の数Ｎの発光ダ
イオード等から成る投光素子２１（２１１、２１２〜２
１Ｎ）と、これらの各投光素子２１を駆動するＮ個の投
光回路２２（２２１、２２２〜２２Ｎ）と、Ｎ個の投光
回路２２を時分割でスキャンする投光素子切替回路２３
と、投光器制御回路２４と、多光軸光電スイッチ１の諸
状態を表示できる本発明に係るバーグラフ表示器６２
と、を有している。受光器３は、投光器と同じピッチで
配設された所望の数Ｎのフォトトランジスタ等から成る
受光素子３１（３１１、３１２〜３１Ｎ）と、これらの
各受光素子３１の受光信号をＩ−Ｖ変換するＮ個の受光
回路３２（３２１、３２２〜３２Ｎ）と、Ｎ個の投光回
路３２と対をなす投光素子２１と同期して時分割でスキ
ャンする受光素子切替回路３３と、受光回路３２からの
受光信号をまとめて増幅する増幅回路３６１と、この増
幅された信号を所定のしきい値を基準にして１と０に変
換する２値化回路３６２と、この２値化信号で入射光状
態を判別する検波回路３６３と、受光器３側の制御を行
なう受光器制御回路３４と、プレス機等へ動作停止を行
わせるための出力回路３５と、多光軸光電スイッチ１の
諸状態を表示することのできる本発明に係るバーグラフ
表示器６３と、を有している。投光器２と受光器３との
間は信号線８で接続されている。

【００１６】図３は、図２の投光器制御回路２４、受光
器制御回路３４、バーグラフ表示器６２、６３の各ブロ
ックを説明するための回路図である。図３において、投
光器２のためのブロックでは、２０がタイミング発生回
路、６２０が受光器側から送られてくるバーグラフ表示
器用の後述のシリアル通信データをパラレルデータに変
換するシリアル→パラレル変換回路である。図２の投光
器制御回路２４には、このシリアル→パラレル変換回路
６２０と上述のタイミング発生回路２０とが含まれてい
る。これらはゲートアレーを用いて実現しているが、他
の制御手段、例えばＣＰＵを用いて実現することももち
ろん可能である。そして、６２が、上述のシリアル→パ
ラレル変換回路６２０によって点灯制御される緑ＬＥＤ
群６２１と赤ＬＥＤ６２２群から成る本発明に係るバー
グラフ表示器である。他の回路は図２で説明したのでこ
こでは省略する。

【００１７】一方、受光器３のブロックでは、３０がタ
イミング発生回路で、６３０がバーＬＥＤデコード回
路、６３が、緑ＬＥＤ群６３１と赤ＬＥＤ群６３２で構
成される受光側のバーグラフ表示器、３７が受光軸数を
検出し演算する入光光軸数／全光軸数計算回路、３８が
パラレル→シリアル変換回路である。本発明のバーグラ
フ表示器６３はバーＬＥＤデコード回路６３０によって
点灯制御される。他の回路は図２で説明したので、ここ
では省略する。図２の受光器制御回路３４には、タイミ
ング発生回路３０と、入光光軸数／全光軸数計算回路３
７、パラレル→シリアル変換回路３８、バーＬＥＤデコ
ード回路６３０が含まれている。これらはここでは投光
器側と同様にゲートアレーを用いて実現しているが、Ｃ
ＰＵ等で実現することも可能である。図３では投光器２
と受光器３側の双方にバーグラフ表示器６２と６３を設
置しているが、これは図１の（ｂ）に相当するものであ
る。

【００１８】バーグラフ表示器の実際の配置については
図５に示されている。図５は、図３のバーグラフ表示器
６２を構成する緑ＬＥＤ６２１と赤ＬＥＤ６２２による
バーグラフ表示器６２の１例の斜視図である。図５によ
ると、緑ＬＥＤ６２１と赤ＬＥＤ６２２がそれぞれ投光
器２に下部の投光素子２１近傍に２列縦隊に集中配置さ
れて、バーグラフを構成している。通常はこの８個の緑
バーＬＥＤと８個の赤ＬＥＤ６２２の２列縦隊構成が通
常形態であるが、光軸数および表示用バーＬＥＤの数に
ついては限定はない。また、バーグラフ表示器は投光器
２又は受光器３の片方にだけ設置する場合や、双方に設
置する場合もあり、また、投光器２又は受光器３の側
面、正面等２面に配置する等その設置位置、設置個数等
については各種のバリエーションがある。特に、投光器
２と受光器３の間の距離が５ｍ以上も離れて設置される
こともあり、視認性が悪くなる場合や、取付けられる投
受光器の設置場所によっては一方が視認性の悪い場所に
当たっているような場合には、バーグラフ表示器を投光
器２、受光器３の双方に配置することによって従来のよ
うな問題は解消される。

【００１９】つぎに図２〜図４を参照して動作について
説明する。先ず、基本的な動作は投光器２の投光素子２
１１〜Ｎ（図２）を所定の間隔でサイクリックにスキャ
ン発光させ、発光タイミングに同期して対となる受光器
３の受光回路３２１〜ＮもサイクリックにＯＮさせて、
スキャン受光を行い、遮光を検出するものである。図４
は投光器２からのその発光タイミングを示すタイミング
チャートである。図４において、投光器２からの発光タ
イミングはタイミング発生回路２０（図３）からのタイ
ミング信号により、投光第１光軸〜投光第Ｎ光軸の信号
波形のように、所定間隔で投光素子切替回路２３（図
２、図３）、投光回路２２１〜Ｎを介して投光素子２１
１〜Ｎを順にスキャン発光させる。受光器３では図４に
示す受光第１光軸〜受光第Ｎ光軸の信号波形のようなタ
イミングをタイミング発生回路３０（図３）の信号によ
り与えられ、投光器２の発光タイミングに同期して対と
なる受光素子３１１〜Ｎ（図２）の受光回路３２１〜Ｎ
（図２）をＯＮさせてスキャン受光する。投光器２のタ
イミング発生回路２０と、受光器３のタイミング発生回
路３０間の同期処理は、受光器側から投光器側に同期認
識パルス（パターン）を信号線８を介して送信すること
によって行なわれる。もちろん同等なタイミング処理が
できれば他の回路構成でも構わない。例えば、投光器２
と受光器３とを同一のＣＰＵで制御して、同期処理を簡
単確実に同一タイマーを利用して行えるソフトウェア主
体で構成するようにしてもよい。いずれも信号線８を用
いて電気的同期信号が送られる。しかしながら、バーグ
ラフの表示を受光側だけにして、投光側に持たない場合
であれば、光学的なバースト信号の送信を用いるように
することにより、投受光間の信号線８を省略することも
可能である。

【００２０】受光器３の受光信号の検出は、第１光軸か
ら第Ｎ光軸まで順に増幅回路３６１で増幅したアナログ
出力（ａ）を、２値化回路３６２でしきい値と比較し、
しきい値を超えれば入光ありと判定してパルス（ｂ）を
出力し、しきい値以下ならば遮光と判定される。次に、
こうして２値化された入光信号（ｂ）は、入光光軸数／
全光軸数計算回路３７へ入力され、ここで受光量が一定
のしきい値を超えた光軸の数がカウントされて、全光軸
数（ここでは８個）に対する入光光軸数の割合の計算を
行い、算出した入光光軸数の割合の数値を基に対象とな
る表示灯をバーグラフとして表示するようバーＬＥＤデ
コード回路６３０において、バーグラフ表示器６３の表
示用データをデコードして求め、受光器側のバーグラフ
表示器６３の表示を行う。又、投光器側のバーグラフ表
示器６２の表示を行わせるためには、同一表示データが
パラレル→シリアル変換回路３８を介して、シリアル通
信データに変換された後、信号線８を介して投光器側へ
送り、投光器側ではこのシリアル通信データを再度シリ
アル→パラレル変換回路６２０でパラレルデータに変換
して、投光器２側のバーグラフ表示器６２を点灯させ
る。

【００２１】デコード回路６３０で求める表示用データ
の内容は、通常時、バーグラフ表示器６２、６３の表示
では、図６（ａ）および（ｂ）に示すように、緑点灯、
赤点灯、消灯、点滅を用いて図６（ｃ）に示す入光光軸
数／全光軸数計算回路３７で求めた計算割合１００％〜
０％によって次の各種の表示を行う。１、入光率＝１００％（すなわち、全光軸入光）時：図
６（ａ）の緑点灯（緑ＬＥＤが全点灯）とする。２、１００％＞入光率＞０％（すなわち、一部遮光）
時：全光軸に対する入光光軸の割合％に応じ、図６
（ｂ）のように、赤点灯を、赤ＬＥＤが全部から、赤Ｌ
ＥＤの下方所定数連続点灯、その残りの上方の赤ＬＥＤ
は消灯、というようにバーグラフ表示になる。３、入光率＝０％（すなわち、全光軸遮光）時：最右側
の表示のように、下方の赤ＬＥＤ１個が点滅し、他は消
灯という表示とする。以上のようなデコード処理を行って、見易いバーグラフ
表示を構成している。

【００２２】次に、警告／異常時の表示については、図
７（ａ）、（ｂ）に示すように表示するとよい。すなわ
ち、１、受光量が不足の時（所定のしきい値ぎりぎりの不安
定検知の場合）、図７（ｂ−イ）の最左側の図のよう
に、全緑ＬＥＤが点滅（投光器、受光器共）。２、投光器の投光を停止して計測することにより外乱光
が検知された時、図７（ｂ−ロ）の表示のように全緑Ｌ
ＥＤが緑点灯と、上部と下部に位置する２個の赤ＬＥＤ
の赤点灯、他は消灯を交互に繰り返す（この場合も投光
器、受光器共）。３、投光器の異常が検知された時、図７（ｂ−ハ）の表
示のように投光器の全赤ＬＥＤの点滅、又は全ＬＥＤ消
灯。受光器の全赤ＬＥＤの点滅。４、受光器の異常が検知された時、図７（ｂ−ハ）の表
示のように受光器の全赤ＬＥＤの点滅、又は全ＬＥＤ消
灯。投光器の全赤ＬＥＤの点滅。５、その他の異常が検知された時、図７（ｂ−ハ）の表
示のように全赤ＬＥＤの点滅（投光器、受光器共）というようにデコードして見やすい表示を行っている。
このように、本実施の形態によれば、ＯＦＦ時の状態表
示を１つの状態としないで、バーグラフの増減によって
光軸調整する場合に動かすべき方向が１目で分かるよう
になり、調整が容易になり、視認性も向上する。

【００２３】次に、本発明の第２の実施の形態について
図１２を参照して説明する。図１２は本発明の第２の実
施の形態に係る多光軸光電スイッチのバーグラフ表示器
を増設型の多光軸光電スイッチに設けたその斜視図であ
る。増設型の多光軸光電スイッチとは、単位となる投光
器ユニット１２１１（基部ユニット）に制御器等を内蔵
していてすでに投光器の機能を有しており、同じく単位
となる受光器ユニット１２２１（基部ユニット）も受光
器の機能を有しており、両者を信号線８で接続すること
により多光軸光電スイッチが構成されるものであるが、
検出エリアが投光器ユニット１２１１の長さ方向に足り
ない場合には、投光器ユニット１２１２、１２１３、・
・・を所望の数だけ基部の投光器ユニットに連結するこ
とによって検出エリアを広げることのできる多光軸光電
スイッチをいう。増設型の多光軸光電スイッチの制御は
設計段階で、１周期に必要とされる最大光軸数を決め
て、その最大光軸数まで駆動できるように設計しておけ
ば、その最大光軸数以内であれば投光器ユニットの増減
に関係なく共通の制御器を何の変更もなく用いることが
出来る。

【００２４】さて、図１２に示す第２の実施の形態で
は、例えば、投光器１２１側を例にとると、前実施の形
態の投光器ユニット１２１１〜１２１４を縦に４個縦属
接続したものであって、これと対となる受光器ユニット
１２２１〜４を複数個縦に縦属接続した受光器１２２と
で、多光軸光電スイッチが構成されている。このように
して光軸５を増やして検出エリアを拡張している。この
ような増設型の多光軸光電スイッチにおいても、本発明
のバーグラフ表示器１２６１を図のように投光器１２１
の最下部の投光器ユニット１２１１の正面と側面に、ま
た、最上部の投光器ユニット１２１４の正面に配置した
り、さらにバーグラフ表示器１２６２を受光器１２２の
最下部の受光器ユニット１２２１の側面に配置してい
る。このように、本発明のバーグラフ表示器を投光器や
受光器に、また、その複数面に配設することにより、操
作性・視認性を高めることができる。これらのバーグラ
フ表示器１２６１、１２６２の表示方法は前実施の形態
と同じなので、説明は省略する。

【００２５】次に、本発明の第３の実施の形態について
図１３を参照して説明する。図１３は、複数の表示灯の
集中配置のいくつかの構成例（ａ）と、その状態表示の
仕方（ｂ）の１例を示するものである。（イ）は、第１
の実施形態で例示したバーグラフ表示である。各表示灯
は方形のセグメントであるが、円セグメントを縦に整列
させてももちろんよい。各セグメントの大きさを最下段
と最上段のセグメントだけ大きめのものにするなど変え
てもよい。（ロ）は、円グラフ表示である。各扇型表示
灯はパネルとし内部に緑ＬＥＤと赤ＬＥＤが埋設されて
いる。（ハ）は、数表示である。各数字表示灯はパネル
とし内部に緑ＬＥＤと赤ＬＥＤが埋設されている。
（ニ）は、文字表示である。各文字表示灯はパネルとし
内部に緑ＬＥＤと赤ＬＥＤが埋設されている。

【００２６】次に、このような複数の表示灯の各種集中
配置したものにおいて、各センサの各状態の表示例を
（ｂ）に示す。（イ）のバーグラフ表示においては、（１）通常の全光軸入光時、全緑点灯表示。（２）通常で一部の光軸遮光時、赤で下から比率表示。（３）受光量が不足している時、全緑点滅表示。（４）異常時である外乱光受光時、全緑と、一部赤・残
り消灯と、の交互繰り返し表示。（５）その他の異常時、全赤点滅表示。（ロ）の円グラフ表示においては、（１）通常の全光軸入光時、全緑点灯表示。（２）通常で一部の光軸遮光時、赤で比率表示。（３）受光量が不足している時、全緑点滅表示。（４）異常時である外乱光受光時、全緑と、一部赤・残
り消灯と、の交互繰り返し表示。（５）その他の異常時、全赤点滅表示。（ハ）の数表示においては、（１）通常の全光軸入光時、全緑点灯表示。（２）通常で一部の光軸遮光時、赤で下の「０」から比
率表示。（３）受光量が不足している時、全緑点滅表示。（４）異常時である外乱光受光時、全緑と、一部赤・残
り消灯と、の交互繰り返し表示。（５）その他の異常時、全赤点滅表示。（ニ）の文字表示においては、（１）通常の全光軸入光時、「ＯＫ」を緑点灯表示。（２）通常で一部の光軸遮光時、赤で下の「ＮＯ」から
比率表示。（３）受光量が不足している時、全緑点滅表示。（４）異常時である外乱光受光時、全緑と、一部赤・残
り消灯と、の交互繰り返し表示。（５）その他の異常時、「ＯＫ」以外を全赤点滅表示。

【００２７】図１４は、本発明の第４の実施の形態に係
る多光軸光電スイッチの全体斜視図である。１は多光軸
光電スイッチで、投光器２と受光器３と制御器４とから
構成されている。制御器４は、ケーブル７、７を介して
投光器２、受光器３、バーグラフ表示器６２、６３の全
体動作を制御するもので、本発明の第１の実施の形態に
おける投光器制御回路や受光器制御回路等を共通の筐体
に纏めたことに特徴がある。図１４において、図１４
（ａ）は投光器（あるいは受光器でもよい。）の片方だ
けにバーグラフ表示器による表示手段６を設けた例であ
り、図１４（ｂ）は左右の投光器２と受光器３の双方に
バーグラフ表示器６２、６３を各々設け、かつ投光器２
の２側面にバーグラフ表示器６２を各々設けた例を示し
ている。図１５は、図１４の多光軸光電スイッチの制御
器の内部を説明するためのブロック図である。図１４と
図２とを比較して分かるように、投光器２の中に投光素
子２１、投光回路２２、投光素子切替回路２３、バーグ
ラフ表示器６２が配設され、受光器３の中に受光素子３
１、受光回路３２、受光素子切替回路３３、バーグラフ
表示器６３、受光回路３２からの受光信号をまとめて増
幅する増幅回路３６１と、この増幅された信号を所定の
しきい値を基準にして１と０に変換する２値化回路３６
２と、が配設されていることは図１の場合と同じである
が、それ以外の回路部品等は制御器４の中に纏められて
いる。すなわち、制御器４の中には、２値化信号で入射
光状態を判別する検波回路３６３と、受光器３側のシス
テムの制御を行なう受光器制御回路３４と、受光器制御
回路３４から投光器２側へ送られてきた同期信号や表示
器用データを受け取って投光器側のシステム制御を行な
う投光器制御回路２４と、プレス機等へ動作停止を行わ
せるための出力回路３５と、が配設されている。このよ
うにすることにより、投光器２と受光器３が軽量・コン
パクトとなり、検出エリアへの設置が容易となるばかり
か、制御関係部品を１か所に集中することにより部品の
共有化、配線の短縮化、組み立て・保守点検のしやす
さ、低コスト化等を図ることができる。

【００２８】なお、本発明はここまで、多光軸光電スイ
ッチについての適用としてプレス機等のオペレータの安
全性に例をとって説明してきたが、これに限られるもの
ではなくその他工場の産業用ロボットのためのエリアセ
ンサや、各種の警備・警報装置等にも応用可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
投受光が対となった光軸が多数存在する多光軸光電スイ
ッチにおいて、受光量が一定のしきい値を超えた光軸の
数をカウントし、カウント数値か又は光軸数全体に対す
る割合を複数の表示灯によりバーグラフとして表示する
ように構成し、これら複数個の緑表示灯と赤表示灯を用
いたバーグラフ表示器によって、ＯＦＦ時の状態表示を
１つの状態とせずに、各種のバリエーションにより表示
するバーグラフ表示法を導入して視認性を高めるように
構成したので、バーグラフ表示によって光軸調整が簡単
で正確に行えるようになり、検査エリア内での検出物体
の高さ、面積、大きさを迅速に認識できる目安ともなっ
て高度な安全・保護対策が可能になり、表示灯による表
示面積もある程度大きくなるので、それらの表示法も合
わせて視認性が向上する等の効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る多光軸光電ス
イッチの全体斜視図である。

【図２】本発明の多光軸光電スイッチのセンサ部のブロ
ック図である。

【図３】図２の投光器制御回路２４、受光器制御回路３
４、バーグラフ表示器６２、６３の各ブロックを説明す
るための回路図である。

【図４】図３の多光軸光電スイッチの要部タイミングチ
ャートである。

【図５】本発明のバーグラフ表示器の１実施例の拡大斜
視図である。

【図６】図３に示すバーグラフ表示器の通常状態の表示
例を示す図である。

【図７】図６に示す表示の異常時における警告表示例を
示す図である。

【図８】従来の多光軸光電スイッチの全体斜視図であ
る。

【図９】従来の多光軸光電スイッチのセンサ部のブロッ
ク図である。

【図１０】従来の表示灯１個付き多光軸光電スイッチの
説明図である

【図１１】従来の複数個の表示灯付き多光軸光電スイッ
チの説明図である。

【図１２】本発明の第２の実施の形態に係る多光軸光電
スイッチのバーグラフ表示器の斜視図である。

【図１３】本発明の第３の実施の形態に係る複数の表示
灯の集中配置の諸構成例（ａ）と、その状態表示の仕方
（ｂ）を示すものである。

【図１４】本発明の第４の実施の形態に係る多光軸光電
スイッチの全体斜視図である。

【図１５】図１４の多光軸光電スイッチの制御器の内部
を説明するためのブロック図である。

【符号の説明】

１多光軸光電スイッチ２投光器２０投光器側タイミング発生回路２１投光素子２２投光回路２３投光素子切替回路２４投光器側システム制御回路３受光器３０受光器側タイミング発生回路３１受光素子３２受光回路３３受光素子切替回路３４受光器側システム制御回路３５出力回路３６１増幅回路３６２２値化回路３６３検波回路３７入光光軸数／全光軸数計算回路３８パラレル→シリアル変換回路４制御器５光軸６表示手段（表示器）６２、６３バー表示器６２１、６３３緑発光ダイオード（緑ＬＥＤ）６２２、６３４赤発光ダイオード（赤ＬＥＤ）６２０シリアル→パラレル変換回路６３０バーＬＥＤデコード回路７接続ケーブル８信号線１２１増設型多光軸光電スイッチ投光器１２１１〜１２１４増設型投光器ユニット１２６１投光器側バーグラフ表示器１２２増設型多光軸光電スイッチ受光器１２１１〜１２１４増設型受光器ユニット１２６２受光器側バーグラフ表示器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】投受光が対となった光軸が多数存在する
投光器と受光器とを有する多光軸光電スイッチの状態を
表示する状態表示方法において、受光量が一定のしきい値を超えた光軸の数の光軸数全体
に対する割合を集中配置された複数の表示灯により比率
表示することを特徴とする多光軸光電スイッチの比率表
示方法。
【請求項２】請求項１記載の状態表示方法において、前記比率表示をバーグラフで表示することを特徴とする
多光軸光電スイッチの比率表示方法。
【請求項３】請求項１又は２記載の状態表示方法にお
いて、前記複数の表示灯を異なる色の表示灯にしたことを特徴
とする多光軸光電スイッチの比率表示方法。
【請求項４】投受光が対となった光軸が多数存在する
投光器と受光器とを有する多光軸光電スイッチにおい
て、受光量が一定のしきい値を超えた光軸の数をカウントす
るカウンタと、集中配置された複数の表示灯から成る表示手段と、前記カウンタのカウント数の光軸数全体に対する割合を
計算する演算手段と、該演算手段の演算結果に応じて前記複数の表示灯をバー
グラフとして表示するように制御する表示制御手段と、
を備えたことを特徴とする多光軸光電スイッチ。
【請求項５】前記表示手段を投光器又は受光器の複数
箇所に配置したことを特徴とする請求項４記載の多光軸
光電スイッチ。
【請求項６】前記表示手段を投光器および受光器の一
方又は双方に設置したことを特徴とする請求項４又は５
記載の多光軸光電スイッチ。
【請求項７】前記複数の表示灯を異なる色の表示灯に
したことを特徴とする請求項４〜５のいずれか１項記載
の多光軸光電スイッチ。
【請求項８】請求項７記載の多光軸光電スイッチにお
いて、前記複数の表示灯は、通常状態における全光軸入光では緑表示灯の全灯点灯
とし、および／又は、遮光時には全光軸に対する入光光軸の割合に応じた赤
表示灯の比率点灯としたことを特徴とする多光軸光電ス
イッチ。
【請求項９】請求項４〜８のいずれか１項記載の多光
軸光電スイッチにおいて、異常の場合に、前記複数色の表示灯の一部又は全部を点
滅表示させることを特徴とする多光軸光電スイッチ。
【請求項１０】請求項８記載の多光軸光電スイッチに
おいて、受光量が不足の時には、緑表示灯の全灯を点滅表示させ
ることを特徴とする多光軸光電スイッチ。
【請求項１１】請求項８記載の多光軸光電スイッチ
において、外乱光が検知された時には、緑表示灯の全灯点灯と、赤
表示灯の一部の点灯とを交互に繰り返し表示することを
特徴とする多光軸光電スイッチ。
【請求項１２】多光軸光電スイッチユニットを複数段
連結して成る増設型多光軸光電スイッチにおいて、請求項４〜１１のいずれか１項記載の多光軸光電スイッ
チを前記多光軸光電スイッチユニットの１個又は複数個
に適用したことを特徴とする増設型多光軸光電スイッ
チ。