JPS6356015A - 多光軸式光電スイツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的コ （産業上の利用分野） 本発明は、プレス機械等の安全装置例えばエリアセンサ
に適用される多光軸式光電スイッチに関する。

（従来の技術） 例えばプレス機械の安全装置としてのエリアセンサとし
ては、投光側に複数個の投光素子及び受光側にその投光
素子と１対１で対応する受光素子を設けると共に、投光
側において、所定の投光パルスに基づいて各投光素子か
らパルス変調光を発光させる投光回路を設け、更に、受
光側において、このパルス変調光を各受光素子が受光し
て受光信号を出力し、この受光信号を上記投光パルスと
同期をとって検波することにより被検出体の有無を検出
する受光回路を設け、これによって互のモ渉を防止し且
つ耐ノイズ性を向上させるように構成したものが供され
ている。この場合、受光信号と投光パルスとの同期をと
るために、投光側及び受光側を同期信号線で結線するよ
うに構成している。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記従来構成では、同期信号線を結線す
る構成であるので、設置時に同期信号線の配線作業が必
要になり、作業性が恕いという欠点があり、また、投光
側と受光側との間の検出距離に応じた長さの同期信号線
が必要になるので、その分コスト高になる。

そこで、本発明の目的は、同期信号線を不要にし得て、
作業性を向上できると共に低コスト化を実現できる多光
軸式光電スイッチを提供するにある。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明の多光軸式光電スイッチは、複数対の検出用投光
素子及び受光素子と一対の同期用投光素子及び受光素子
とを設け、発振出力により前記同期用投光素子を間欠的
に発光させると共にこの同期用投光素子の発光停止時に
前記発振出力とは周波数が異なる発振出力により前記検
出用投光素子を発光させる投光回路を設け、更に、受光
回路を設け、この受光回路によって前記同期用投光素子
と対応する同期用受光素子の受光に基づく同期信号と同
期をとることにより前記検出用投光素子と対応する検出
用受光素子の受光に基づく受光信号を検波してその受光
信号の有無に応じて肢検出体検出信号を出力するように
構成したものである。

（作用） 受光回路によって、同期用投光素子と対応する同期用受
光素子の受光に基づく同期信号と同期をとることにより
、検出用投光素子と対応する検出用受光素子の受光に基
づく受光信号を検波するので、従来とは異なり同期信号
線が不要になる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例につき図面を参照しながら説明
する。

第１図において、１は投光側Ａの例えば発光ダイオード
からなる同期用投光素子、２は受光側Ｂの例えばフォト
ダイオードからなる同期用受光素子で、これらは対をな
している。３，４，５．６は例えば発光ダイオードから
なる検出用投光素子、７’、８，９．１０は例えばフォ
トダイオードからなる検出用受光素子で、これらは夫々
複数対例えば４対の対をなしている。投光側Ａにおいて
、１１は異なる周波数の発振出力を発生する発振装置で
、これは第１の発振器１２及び第２の発振器１３からな
るものである。ここで、第１の発振器１２から発振出力
たる例えばａＨｚの発振パルスＰ１２が出力されると共
に、第２の発振器１３から発振出力たる発振パルスＰ１
２とは周波数の異なる例えばｂＨｚの発振パルスＰ１３
が出力されるようになっている。１４は投光回路で、こ
れは、発振パルスＰ１２をアンドゲート１４ａを介して
間欠的に通過させることにより同期用投光信号Ｓｌを出
力させて同期用投光素子１を発光させると共に、発振パ
ルスＰ１３をアンドゲート１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ及び
１４ｅを介して前記同期用投光信号Ｓｌの存在しないと
きに順次通過させることにより検出用投光信号Ｓ３．Ｓ
４．Ｓ５及びＳ６を出力させて検出用投光素子３，４．
５及び６を順次発光させるようになっている。

第１図において、１５は受光側Ｂの受光回路であり、以
下これについて述べる。１６は周波数選択機能（例えば
バンドパスフィルタによりａＨｚの周波数のみ選択する
）を有する同期用増幅回路で、これは同期用投光素子１
と対応する同期用受光素子２からの検出信号を受けて同
期用受光信号Ｓ１Ｇを出力するようになっている。１７
．１ｇ。

１９．２０は夫々周波数選択機能（例えばバンドパスフ
ィルタによりｂＨｚの周波数のみ選択する）を臀する検
出用増幅回路で、これらは各検出用投光素子３，４，５
．６と対応する各検出用受光素子７，８，９．１０から
の検出信号を受けて夫々検出用受光信号Ｓ　１７．　　
Ｓ　１８．　　Ｓ　１９．　　Ｓ　２０を出力するよう
になっている。２１はコンパレータで、これは、その入
力端子２１ａに同期用増幅回路１６からの同期用受光信
号Ｓ１Ｂを人力すると共に、出力端子２１ｂ及び２１ｃ
から上記同期用受光信号Ｓ１．６に基づく同期信号３２
１ａ及び３２１ｂを出力するようになっている。ここで
、コンパレータ２１は第２図に示すように２個の比較器
２２及び２３からなるものであり、比較器２２及び２３
は、その各（−）入力端子に同期用受光信号ＳＩＢが人
力され、各（＋）入力端子に直流電源電圧子■を抵抗２
４，２５．２６により分圧した基や電圧Ｖａ及びＶｂ　
（Ｖａ＞Ｖｂ）が入力されることにより、各出力端子か
ら同期用受光信号ＳｌＢを基準電圧■ａ及びｖｂを夫々
しきい値として反転させたパルスである同期信号Ｓ　２
１ａ及びＳ　２１ｂが出力されるようになっている。２
７はコントローラで、これはコンパレータ２１からの同
期信号Ｓ　２１ｂを受けてタイミング信号Ｓ２７を出力
するようになっている。２８はスキャナで、これは、検
出用増幅回路１７〜２０からの検出用受光信号Ｓ１７〜
Ｓ２０を人力すると共に、コントローラ２７からのタイ
ミング信号Ｓ２７を入力して、タイミング信号Ｓ２７に
より検出用受光信号ＳＬ７〜Ｓ２０をスキャンした受光
信号Ｓ１７°〜Ｓ２０゛をコンパレータ２９に出力する
ようになっている。コンパレータ２９は、上記受光信号
Ｓ１７°〜Ｓ２０°を入力してこれらを前記基準電圧ｖ
ｂと比較し合成受光信号Ｓ２９として反転出力するよう
になっている。３０は同期検波回路で、これは、コンパ
レータ２９からの合成受光信号５２９及びコンパレータ
２１からの同期信号８２１ｂを人力し、合成受光信号Ｓ
２９を同期信号５２１ｂと同期をとって検波してその合
成受光信号Ｓ２９が有る（ハイレベル）ことにより被検
出体検出信号Ｓ３０を出力するようになっている。３１
は出力回路で、これは、同期検波回路３０からの検出信
号Ｓ３０を受けて被検出体検出信号Ｓ３１を出力すると
共に、コンパレータ２１からの同期信号３２１ａを受け
てこれが例えば所定時間ハイレベルの状態に保持された
ときに被検出体検出信号Ｓ３１を出力するようになって
いる。

尚、第３図に示すように、投光側Ａと受光側Ｂとは所定
の検出圧、１ｉｔＬを存してプレス機械の可動部分前方
に設置されるようになっている。

次に上記構成の作用について第４図及び第５図をも参照
して説明する。

投光回路１４は、第４図（ａ）及び第５図（ａ）で示す
ように間欠的な同期用投光信号ｓ１に応じて同期用投光
索子１を間欠的に発光させる。この場合、同期用投光信
号Ｓ１のうちの時間幅の大なる部分はバースト信号であ
り、その後の投光信号Ｓ１の有無の時間幅は夫々等しく
なるように設定されている。また、投光回路１４は、第
４図（ｂ）〜（ｅ）で示すように同期用投光索子１の発
光停止時即ち投光信号Ｓ１が無しのときに、投光信号８
３〜Ｓ６に応じて検出用投光素子３〜６を順に発光させ
る。このような状態で、同期用受光素子２が各投光素子
１，３〜６からの投光を受光して検出信号を出力するが
、この検出信号を受けて同期用増幅回路１６はａＨｚの
検出信号だけを選択して増幅することから第４図（ｆ）
及び第５図（ｂ）で示すように同期用受光信号８１６を
出力する。この同期用受光信号Ｓ１６を受けてコンパレ
ータ２１はその出力端子２１ｂ（比較器２３の出力端子
）から第４図（ｐ）及び第５図（ｄ）で示すように反転
信号たる同期信号Ｓ　２１ｂを出力する。

そして、この同期信号５２１ｂを受けてコントローラ２
７は、その同期信号３２１ｂを分配するためのタイミン
グ信号Ｓ２７を出力する。一方、各検出用受光素子７〜
１０が各投光素子１．３〜６からの投光を受光して検出
信号を出力するが、この検出信号を受けて各検出用増幅
回路１７〜２０はｂＨ２の検出信号だけを選択して増幅
することから第４図（ｇ）〜（ｊ）で示すように夫々検
出用受光信号Ｓ１７〜Ｓ２０を出力する。これらの検出
用受光信号Ｓ１７〜Ｓ２０は検出用投光素子３〜６と検
出用受光素子７〜１０との対応がまだ特定されず夫々が
混在したものである。ここで、スキャナ２８は、このよ
うな検出用受光信号Ｓ１７〜Ｓ２０を入力し、これらを
コントローラ２７からのタイミング信号Ｓ２７によりタ
イミングをとってスキャンする。従って、検出用受光信
号Ｓ１７〜Ｓ２０は同期信号５２１ｂが出力される毎に
スキャンされて、第４図（ｋ）〜（ｎ）で示すように検
出用投光素子３〜６と検出用受光素子７〜１０との対応
が特定された受光信号Ｓ１７”〜Ｓ２０°がスキャナ２
８から出力される。そして、コンパレータ２９はこれら
受光信号５１７°〜Ｓ２０°を基４電圧ｖｂと比較する
ことにより第４図（ｏ）で示すように合成受光信＋３８
２９を反転出力する。この後、同期検波回路３０かこの
合成受光信号Ｓ２９を前記同期信号３２１ｂと同期をと
って検波する。この場合、第４図（ｈ）で示すように、
２サイクル目のＸ領域で検出用投光素子４と検出用受光
素子８との間に被検出体が位置して検出用受光信号Ｓ１
８に遮光が生じたとすると、第４図（ｔ、）で示すよう
に受光信号Ｓ１８′の２サイクルロにもｙ領域で示す遮
光が生じ、更に、第４図（ｏ）で示すように合成受光信
号Ｓ２９においても、２領域で示す遮光即ち合成受光信
号Ｓ２９が有りとなり（ハイレベル）、この遮光が検波
されて第４図（ｑ）で示すように同期検波回路３０から
検出信号Ｓ３０が出力される。そして、この検出信号Ｓ
３０を受けて出力回路３１は被検出体検出信号Ｓ３１を
出力する。

さて、同期用投光索子１と同期用受光索子２との間に被
検出体が位置して同期用受光信号ＳｌＢが遮光される場
合について、第５図を参照して述べる。この場合、第５
図（ｂ）で示すように時刻Ｔ１で被検出体による遮光が
生じ始めると、同期用増幅回路１６からの同期用受光信
号Ｓ１６の出力レベルが低下する。このとき、コンパレ
ータ２１において、その比較器２２の（＋）入力端子に
しきい値の高い基準電圧Ｖａ　（Ｖａ＞Ｖｂ）が人力さ
れていることから、比較器２２の出力端子から出力され
る同期信号３２１ａは第５図（ｃ）で示すように時刻Ｔ
１以降ハイレベルの状態に保持される。

この結果、出力回路３１は、この同期信号５２１ｂを受
けてこれが所定時間（例えば投光信号Ｓｔの不存在時間
より若干長い時間）ハイレベル状態になっていることを
検出することにより、被検出体を検出して被検出体検出
信号Ｓ３１を出力する。尚、コンパレータ２１において
、同期信号Ｓ　２１ａを得る基準電圧Ｖａを同期信号３
２１ｂを得る基準電圧ｖｂよりも大（Ｖａ＞Ｖｂ）とな
るように設定した理由は次の通りである。即ち、同期信
号Ｓ　２１ａを得る基準電圧を例えば同期信号３２１ｂ
を得る基準電圧と等しくｖｂとした場合を考えてみると
、投光信号８１６の遮光が生じ始めて例えば第５図（ｅ
）で示すように波形が乱れると、同様にして同期信号Ｓ
　２１ｂの波形も乱れるようになり、コントローラ２７
からのタイミング信号Ｓ２７も乱れて制御不能になるの
である。従って、基準電圧Ｖａ、ＶｂをＶ　ａ　＞　Ｖ
　ｂとなるように設定すれば、同期信号３２１ｂに波形
の乱れを生ずるまえに同期信号５２１ａがハイレベルの
ままとなってこれに基づき被検出体検出信号Ｓ３ｋが出
力されるのである。

このような構成の本実施例によれば次のような効果を得
ることができる。即ち、投光回路１４により、第１の発
振器１２からの発振パルスＰ１２により同期用投光素子
１を間欠的に発光させると共に、この同期用投光索子１
の発光停止時に前記発振パルスＰＬ２とは周波数が異な
る発振パルスＰ１３により検出用投光素子３〜６を発光
させ、更に、受光回路１５により、前記同期用投光索子
１と対応する同期用受光索子２の受光に基づく同期信号
Ｓ　２１ｂと同期をとることによって、検出用投光素子
３〜６と対応する検出用受光素子７〜１０の受光に基づ
く受光信号Ｓ１７’〜Ｓ２０”を検波してその受光信号
Ｓ１７“〜Ｓ２０′が無いことから被検出体検出信号Ｓ
３１を出力するように構成したので、同期信号線を結線
する従来に比へ、同期信号線を不要にし得ることから、
配線の作業性を向上できると共に、同期信号線がなくな
る分低コスト化できる。また、受光回路１５は、同期用
投光素子１と対応する同期用受光素子２の受光に基づく
同期信号Ｓ　２１ａのレベル変化を検出することにより
、同期用投光素子１及び同期用受光素子２を被検出体検
出用に使用することができる。

尚、上記実施例では、検出用投光素子３〜６を同じｂＨ
ｚの周波数の発振パルスＰ１３に基づく投光信号８３〜
Ｓ６に応じて発光させるようにしたが、代わりに、夫々
異なる周波数の発振パルスに基づく投光信号に応じて発
光させるようにしても良く、この場合には、スキャナ２
８により各検出信号Ｓ１７〜Ｓ２０をスキャンする必要
が無くなり、スキャナ２８を不要にし得る。

［発明の効果］ 本発明は以」−の説明から明らかなように、２Ｕ数対の
検出用投光素子及び受光素子と一対の同期用投光素子及
び受光素子とを設け、発振出力により前記同期用投光素
子を間欠的に発光させると共にこの同期用投光素子の発
光停止時に前記発振出力とは周波数が異なる発振出力に
より前記検出用投光素子を発光させる投光・回路を設け
、更に、受光回路を設け、この受光回路によって前記同
期用投光素子と対応する同期用受光素子の受光に基づく
同期信号と同期をとることにより前記検出用投光素子と
対応する検出用受光素子の受光に基づく受光信号を検波
してその受光信号の有無に応じて被検出体検出信号を出
力するように構成したので、同期信号線を不要にし得て
、作業性を向上できると共に低コスト化を実現できると
いう優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示すもので、第１図は全体の
電気的構成のブロック図、第２図はコンパレータの具体
的電気的構成図、第３図は全体の斜視図、第４図及び第
５図は夫々作用説明用のタイムチャートである。 図面中、１は同期用投光素子、２は同期用受光素子、３
，４，５．６は検出用投光素子、７，８゜９、ｌＯは検
出用受光素子、１１は発振装置、１４は投光回路、１５
は受光回路、２１はコンパレータを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、複数対の検出用投光素子及び受光素子と、一対の同
   期用投光素子及び受光素子と、発振出力により前記同期
   用投光素子を間欠的に発光させると共にこの同期用投光
   素子の発光停止時に前記発振出力とは周波数が異なる発
   振出力により前記検出用投光素子を発光させる投光回路
   と、前記同期用投光素子と対応する同期用受光素子の受
   光に基づく同期信号と同期をとることにより前記検出用
   投光素子と対応する検出用受光素子の受光に基づく受光
   信号を検波してその受光信号の有無に応じて被検出体検
   出信号を出力する受光回路とを具備してなる多光軸式光
   電スイッチ。