KR20080038249A

KR20080038249A - 매핑 센서 시스템

Info

Publication number: KR20080038249A
Application number: KR1020087007189A
Authority: KR
Inventors: 요시타네 사이토; 켄지 니시키도
Original assignee: 애니와이어 가부시키가이샤
Priority date: 2005-08-25
Filing date: 2005-10-12
Publication date: 2008-05-02
Also published as: CN101238498A; TWI326117B; WO2007023575A1; CN101238498B; JP2007059856A; KR100976194B1; TW200709326A

Abstract

전원 중첩 공통 데이터선에 감시 신호를 중첩하고, 전원, 신호선의 접속을 줄임과 아울러, 각각의 센서 자국의 동작 시기를 시분할함으로써 해당 매핑 센서 시스템의 동작 시의 전력량을 줄이고 부착 조정을 용이하게 한다.

매핑 센서 시스템은 피검출체(8)를 감시하는 센서부를 포함하는 복수의 센서 자국(9, 7a∼7h)을 갖는다. 이들 센서 자국(9, 7a∼7h)은 공통 데이터 신호(11, 12)에 접속되고, 센서부로부터의 감시 신호를 공통 데이터 신호선(11, 12)을 통하여 제어부로 전송하도록 구성된다.

매핑 센서 시스템, 자국, 모국, 시분할, 감시, 반도체 웨이퍼, 신호 중첩

Description

매핑 센서 시스템{MAPPING SENSOR SYSTEM}

본 발명은 평판형의 물품이나 정형상(定形狀)의 물품 등의 유무 또는 보관 위치를 검출하는 매핑 센서 시스템에 관한 것이다. 특히, 액정 공장에서의 박판의 유무 또는 보관 위치 또는 반도체 공장에서의 반도체 웨이퍼의 유무 또는 보관 위치를 검출하는 매핑 센서 시스템에 관한 것이다.

평판형의 물품, 정형상의 물품의 보관이나 관리에 있어서, 상기 평판형의 물품이나 정형상의 물품 등의 유무 또는 보관 위치를 검출하는 것은 이들 물품의 제조 공정이나 사용 시에서의 물건의 보관이나 관리를 행하는 데 있어 중요한 요건이며, 이들 정보를 호스트 시스템이나 다음 공정의 자동화 기계에 전달함으로써 제조 라인이나 검사 라인 또는 보관 관리에서의 공정의 자동화를 실현할 수 있다. 예컨대, 반도체 공장에서의 반도체 웨이퍼의 유무나 보관 위치를 매핑 센서에 의해 검출하고, 상기 검출 결과 데이터를 자동화된 제조 기기나 검사 설비, 보관 관리 기기로 넘겨 라인을 자동화하고, 또는 액정용 유리, 디스크용 유리판, 프린트 기판 등의 생산에 있어서도 상기와 마찬가지로 매핑 센서가 사용되고 있다. 더욱이 정 형의 의료 기구의 보관 관리에 있어서도 물품의 유무 또는 보관 위치를 매핑 센서에 의해 검출하고 있다.

상기 매핑 센서는 투광(投光) 소자 및 수광(受光) 소자를 갖는 검출 헤드를 구비하며, 이 매핑 센서 또는 매핑 센서를 이용한 웨이퍼 등의 검출 장치는 특허 문헌 1∼4에 개시되어 있다. 특허 문헌 1 및 2에는 한 쌍의 프리즘을 포함하는 프리즘 구조체를 주체로 하여 서로 반대되는 2방향으로 투광 또는 수광할 수 있는 컴팩트한 양방향성 검출 헤드를 이용하여, 이들을 투광용 및 수광용으로서 교대로 배열한 웨이퍼 등의 검출 장치가 개시되어 있다. 이와 같이 구성된 웨이퍼 등의 검출 장치에서는 1개의 투광 소자 또는 수광 소자를 일직선 상에 서로 반대되는 방향의 2개의 검출 광축에 대응시키기 때문에, 즉 파이버 홀더에 지지된 한 쌍의 반사 프리즘에서의 입사 광축 또는 출사 광축이 하나의 직선을 따르기 때문에 투광 소자 및 수광 소자의 수를 절약할 수 있고, 엄밀한 웨이퍼 등의 위치를 검출할 수 있도록 되어 있다.

또한 특허 문헌 3에는 투명 수지에 의해 한 쌍의 프리즘을 포함하는 프리즘 구조체를 형성하고, 1개의 파이버용 검출 헤드에 있어서 서로 반대되는 2방향으로 투광 또는 수광할 수 있는 컴팩트한 양방향성 검출 헤드를 구성하고, 투광용 및 수광용의 양방향성 헤드를 교대로 배열한 파이버 센서용 검출 헤드가 개시되어 있다. 이와 같이 구성된 파이버 센서용 검출 헤드에서는 1개의 투광 소자 또는 수광 소자로 2개의 검출 광축에 대응시킬 수 있으므로, 직렬 배열된 다수의 박물(薄物)을 검출할 수 있도록 되어 있다.

더욱이 특허 문헌 4에는 검출 헤드에 설치된 투광부 및 수광부를 통하여 본체 케이스의 투광 소자와 수광 소자를 광 결합하는 웨이퍼 센서가 개시되어 있다. 이와 같이 구성된 웨이퍼 센서에서는 전기적인 배선을 매우 용이하게 행할 수 있음과 아울러, 개개의 검출 헤드가 고장났을 때라 하더라도 배선 작업을 행하지 않고 검출 헤드만을 바꿔 끼워 교환하기만 하면 되므로 일상의 보수 점검을 간단히 행할 수 있도록 되어 있다.

특허 문헌 1: 일본 특허 공개 평 11-074331호 공보(단락 [0006], 단락 [0019])

특허 문헌 2: 일본 특허 공개 평 11-074332호 공보(단락 [0006], 단락 [0019])

특허 문헌 3: 일본 특허 공개 평 11-064101호 공보(단락 [0018])

특허 문헌 4: 일본 특허 공개 평 10-070176호 공보(단락 [0014])

발명의 개시

발명이 해결하고자 하는 과제

그러나, 상기 특허 문헌 1∼4에 개시된 검출 장치 등에서는 1개의 투광 소자 또는 수광 소자를 일직선 상에 서로 반대되는 방향의 2개의 검출 광축에 대응시킴으로써 투광 소자 및 수광 소자의 수를 절약하고, 또는 투광 소자와 수광 소자를 광 결합함으로써 전기적인 배선을 용이하게 행할 수 있지만 매핑 센서의 수가 증가하면 전기 신호 배선의 개수가 증가하기 때문에 전기 신호선의 배선 작업이 번거로 워지는 문제가 있었다.

예컨대, 매핑 센서의 주변은 각각의 매핑 센서 세트마다 신호선이나 전원선이 배선되어 있으며, 이들 신호를 받아 호스트 시스템이나 자동화 기기에 접속하는 단말 개소는 각각의 매핑 센서마다 배선을 할 필요가 있었다. 그 결과, 배선수가 많고, 단자대나 배선의 증가가 문제임과 아울러, 배선 작업 공정 수의 증가, 조립 검사, 각 센서의 조정 등에 현저하게 시간이나 노동력을 들일 필요가 있었다. 또한 배선 공정 수가 증가하는 만큼 공사 기간의 신장이나 비용 증가나 설비의 용적 증가로 이어지는 문제가 있었다.

또한 매핑 센서의 고장이 상기 배선의 단선인 경우, 배선의 많음에 비례하여 보수 작업이 번잡해지며, 많은 작업 시간을 요함과 아울러, 장치의 소형화에서의 배선의 처리가 문제가 되고 있으며, 많은 배선수가 신뢰성의 저하로도 이어졌다.

또한 신호 처리도 동시에 복수의 센서가 동작하고 있는 경우, 다른 매핑 센서로부터 나오는 빛의 누설이나, 매핑 센서 근방의 조명 등의 빛에 의한 신호 노이즈가 습득되기 쉬워 미조정을 요하는 등의 취급의 번잡함이 수반되고 있었다. 또한 피검출체의 검출 감도를 높이면 다른 조명 등이 발하는 빛을 잘못 검지하거나 다른 매핑 센서의 빛을 취하여(픽업하여) 오동작하는 등의 문제가 발생하기 때문에 감도의 미조정을 요하는 문제가 발생하였었다.

더욱이 각각의 검출 헤드는 동시에 작동하고 있으며, 매핑 센서의 수에 비례하여 회로의 소비 전력이 증가하고, 전원 용량도 증가함과 아울러 검출 헤드인 매핑 센서들 간에 신호가 돌아들어옴으로 인한 오동작의 문제도 있었다.

본 발명은 공통의 신호선, 즉 터미널이 작동하기 위한 전력을 운반하는 선에 피검출체의 검출 정보를 중첩하고, 전원 및 신호선의 접속을 줄임과 아울러 각각의 매핑 센서의 투광 및 수광 동작 시기를 시분할함으로써 상호의 매핑 센서의 간섭을 억제하는 투광 구동 회로 및 수광 타이밍 조정 회로를 가짐과 아울러, 각각의 센서 감도 조정을 좌우 양방향에서 간결하게 행할 수 있는 구조 및 조정 회로를 갖는다. 이에 따라 센서 감도 조정이 완료하고, 회로 동작이 정상임을 나타내는 표시를 다방위에서 확인할 수 있고, 또한 해당 매핑 센서 시스템의 동작 시의 전력량을 줄일 수 있음과 아울러 매핑 센서의 부착 조정을 용이하게 할 수 있고, 배선 절감화 및 배선 작업의 간소화를 도모할 수 있다.

즉, 본 발명의 제1 목적은, 전원이나 신호선의 배선과 접속을 저감할 수 있음과 아울러, 매핑 센서수가 증가하여도 배선과 접속이 간단한 건너기(크로스오버) 배선을 접속함으로써 상호의 매핑 센서의 간섭을 억제할 수 있는 매핑 센서 시스템을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제2 목적은, 각각의 센서 감도 조정을 좌우 양방향에서 간결하게 행할 수 있고, 센서 감도 조정이 완료되었을 때 회로 동작이 정상임을 나타내는 표시를 다방향에서 확인할 수 있는 매핑 센서 시스템을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 제3 목적은, 매핑 센서군의 동작 시의 전력량을 저감할 수 있음과 아울러, 부착 조정을 용이하게 행할 수 있고, 더욱이 배선을 줄임으로써 배선 작업을 간소화할 수 있는 매핑 센서 시스템을 제공하는 것에 있다.

과제를 해결하기 위한 수단

청구항 1에 따른 발명은, 도 1∼도 3, 도 7, 도 9, 도 11, 도 12, 도 13, 도 17에 도시한 바와 같이, 각각이 피제어부의 센서부(124)를 감시하는 복수의 검출 헤드인 매핑 센서(111)를 가지며, 상기 복수의 검출 헤드인 상기 매핑 센서(111)가 공통 데이터 신호선(11, 12)에 접속되고, 상기 센서부(124)로부터의 감시 신호를 상기 공통 데이터 신호선(11, 12)을 통하여 제어부(24)로 전송하는 것을 특징으로 하는 매핑 센서 시스템이다.

이 청구항 1에 기재된 매핑 센서 시스템에서는, 전원으로부터의 전력에 매핑 센서(111)의 신호를 중첩하고, 각각의 신호를 시프트 레지스터 구조로 신호를 전송함과 아울러, 각각의 매핑 센서(111) 사이를 크로스오버 배선으로 접속하거나, 또는 각각의 매핑 센서(111) 사이를 빛에 의해 신호를 전달하는 방법을 이용함으로써 신호선의 수를 전원선 2개(공통 데이터 신호선 D+(11) 및 D-(12))로 통합하는 것이 가능해져 배선의 수를 대폭으로 줄이는 것이 가능해진다. 특히 반도체 공장 설비나 액정 공장 설비에 있어서는 설비의 소형화, 공간 절약화를 도모할 수 있다.

청구항 2에 따른 발명은, 도 1∼도 3 및 도 7, 도 9, 도 11, 도 12, 도 13, 도 17에 도시한 바와 같이, 소정의 동기 전송 클록에 동기한 투광 타이밍 이동 신호(60) 또는 타이밍 이동 신호를 발생하기 위한 타이밍 이동 신호 발생 회로(113, 120, 121, 122)와, 상기 투광 타이밍 이동 신호(60) 또는 상기 타이밍 이동 신호의 제어 하에서 피검출체(8)를 검출하는 각각의 복수의 검출 헤드인 매핑 센서(111) 중에 구성되는 단일의 검출용 투광기(18) 또는 복수의 검출용 투광기를 동기 전송 클록에 기초하여 순차적으로 개별의 매핑 센서 중의 검출용 투광기(18)를 발광시키는 투광 신호 발생 회로(114)와, 단일의 검출용 투광기(18) 또는 복수의 검출용 투광기의 발광 타이밍에 따라 단일의 검출용 수광 신호(5) 또는 복수의 검출용 수광 신호를 유지하는 동작 표시 회로(118)와, 단일의 검출용 수광 신호(5) 또는 복수의 검출용 수광 신호를 감시 신호로서 공통 데이터 신호선(11, 12)에 송출하는 전송 출력 신호 회로(117)를 구비한 것을 특징으로 하는 매핑 센서 시스템이다.

이 청구항 2에 기재된 매핑 센서 시스템에서는, 각각의 매핑 센서(111)를 시분할하여 동작시킴으로써 각각의 다른 매핑 센서(111)로부터의 빛의 간섭 문제를 해소할 수 있고, 동시에 회로 동작 전류의 증가를 억제하는 것이 가능해지며, 설비의 소형화나 설비 비용의 삭감을 할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 소정의 동기 전송 클록에 동기한 투광 타이밍 이동 신호(60) 또는 타이밍 이동 신호를 발생하기 위한 타이밍 이동 신호 발생 회로(113)와, 타이밍 이동 신호(60) 또는 타이밍 이동 신호의 제어 하에서 피검출체를 검출하는 각각의 검출 헤드인 매핑 센서(111) 중에 구성되는 검출용 투광기(18)를, 동기 전송 클록에 기초하여 순차적으로 개별적으로 발광시키고, 그 발광 타이밍에 따라 검출용 수광 신호를 유지하고, 이 검출 수광 신호를 감시 신호로서 공통 데이터 신호선(11, 12)에 송출하므로, 상기 시분할하여 투광 동작함에 따른 전류의 최소화를 도모할 수 있음과 아울러, 빛의 간섭 문제를 해소할 수 있다.

청구항 3에 따른 발명은, 도 1, 도 2, 도 3 또는 도 7, 도 9, 도 11, 도 12, 도 13, 도 17에 도시한 바와 같이, 청구항 1 또는 2 기재의 매핑 센서 시스템에 있 어서, 해당 검출 헤드인 매핑 센서(111)의 순차 어드레스 번지의 타이밍 이동 신호를 다음 검출 헤드인 매핑 센서(111)에 순차적으로 전기 신호로서 보냄으로써 복수의 검출 헤드인 매핑 센서(111)로부터 센서 신호를 받아들이는 것을 특징으로 하는 매핑 센서 시스템이다.

이 청구항 3에 기재된 매핑 센서 시스템에서는, 각각의 매핑 센서(111)를 시분할 동작시킴으로써 다른 센서 동작과의 간섭이 없어지고, 투광 휘도를 높임으로써 외부로부터의 빛 노이즈의 강도 비율을 개선할 수 있고, 각각의 피검출체에 대한 검출 감도를 높임과 아울러 감도 조정을 용이하게 행할 수 있다. 또한 감도 조정이 적절하게 행해졌음을 표시하는 센서 동작 표시를 다방향에서 보기 쉬운 다방위 표시로 바꿈으로써 표시기의 수도 줄일 수 있고, 회로 전류 및 회로 비용을 저감할 수 있다. 따라서, 배선수와 접속을 줄일 수 있음과 아울러, 동작 조정의 간결화나 무조정화를 가능하게 하고, 설치 작업이나 정기적인 조정의 부담을 현저하게 경감할 수 있다.

청구항 4에 따른 발명은, 도 1∼도 3, 도 7 또는 도 9에 도시한 바와 같이, 청구항 1 또는 2 기재의 매핑 센서 시스템에 있어서, 순차 어드레스 번지의 타이밍 이동 신호를 다음 검출 헤드인 매핑 센서(111)에 투광 신호로서 순차적으로 보냄으로써 복수의 임의의 검출 헤드인 매핑 센서(111)로부터 센서 신호를 받아들이는 것을 특징으로 하는 매핑 센서 시스템이다.

이 청구항 4에 기재된 매핑 센서 시스템에서는, 순차 어드레스 번지의 타이밍 이동 신호를 다음 검출 헤드인 매핑 센서(111)에 투광 신호로서 순차적으로 보 냄으로써 복수의 임의의 검출 헤드인 매핑 센서(111)로부터 센서 신호를 받아들일 수 있다. 이 결과, 각각의 매핑 센서(111)를 시분할 동작시킴으로써 다른 센서 동작과의 간섭이 없어지고, 투광 휘도를 높임으로써 외부로부터의 빛 노이즈의 강도 비율을 개선할 수 있고, 각각의 피검출체에 대한 검출체 감도를 높임과 아울러 감도 조정을 용이하게 행할 수 있다.

청구항 5에 따른 발명은, 도 1, 도 2, 도 7 또는 도 9, 도 11, 도 12, 도 13, 도 17에 도시한 바와 같이, 청구항 1 또는 2 기재의 매핑 센서 시스템에 있어서, 검출 헤드인 매핑 센서(111)의 좌우에 검출 감도 조정용 가변 저항기(19, 20)를 가지며, 다방향에서 확인할 수 있는 위치에 단일의 센서 동작 표시(23)가 설치된 것을 특징으로 하는 매핑 센서 시스템이다.

이 청구항 5에 기재된 매핑 센서 시스템에서는, 단일의 센서 동작 표시(23)를 다방향에서 확인할 수 있다. 또한 각각의 매핑 센서(111)는 규격화된 길이의 크로스오버 배선의 사용 또는 전원선에의 신호 중첩에 의한 전원 중첩 공통 데이터 신호선에의 접속이 동시에 매핑 센서(111)의 고정을 겸할 수 있기 때문에 배선수 저감에 의해 배선 공정 수도 저감할 수 있다.

또한, 도 11∼도 14에 도시한 바와 같이, 복수의 검출 헤드인 매핑 센서(111)를 부착판(97)에 부착하고, 각각의 매핑 센서(111) 사이를 순차적으로 크로스오버 배선(96)을 사용하여 타이밍 이동 신호, 검출 헤드 공통의 회로용 공급 전원의 전력 및 전송 데이터 신호를 전송하도록 구성할 수 있다.

또한, 도 2에 도시한 바와 같이, 복수의 검출 헤드인 매핑 센서(111)를 부착 하는 부착판(1)에 공통의 도체(13)를 설치하고, 이 도체(13)에 검출 헤드인 매핑 센서(111)를 부착하는 도전성 고정구(16)를 사용하여 검출 헤드인 매핑 센서(111) 공통의 회로용 공급 전원의 전력 및 전송 데이터 신호를 전송하도록 구성할 수도 있다.

(발명의 효과)

본 발명에 의하면, 매핑 센서에 의한 피검출체의 검출 신호를 전원선에 실음으로써, 즉 상기 검출 신호와 전원으로부터의 전력을 중첩함으로써 신호 배선을 생략하고, 이에 따라 매핑 센서간의 배선이나 매핑 센서와 모국과의 배선을 생략할 수 있어, 배선 공정 수의 저감이나 배선 스페이스의 소형화를 실현할 수 있다.

또한 매핑 센서간의 간격을 용이하게 조정 변경할 수 있고, 매핑 센서수를 용이하게 증감할 수 있는 이점이 있다. 또한 매핑 센서가 각각 서로 다른 타이밍에서 피검출체에 대하여 투광하는 타이밍에 동기하여 수광하므로 다른 매핑 센서 신호의 영향을 전혀 받지 않기 때문에 투광량을 증가시키고 고감도의 검지가 가능하며, 동시에 투광하지 않기 때문에 투광 시의 전력 소비를 저감할 수 있다. 또한 각 매핑 센서간의 신호 전달을 동일 규격의 크로스오버 배선을 이용하여 행하면, 각 매핑 센서간의 간격을 용이하게 설정 변경할 수 있다. 더욱이 이웃끼리의 매핑 센서간의 신호 전달을 빛에 의해 행하면, 매핑 센서간의 배선을 더욱 저감할 수 있다.

도 1은 본 발명 제1 실시 형태의 복수의 매핑 센서(111) 및 피검출체(8)를 도시한 측면도이다.

도 2는 그들 매핑 센서(111)를 부착판(1)에 나사 고정에 의해 고정하는 모식도로서, 각 부품의 부착 상태를 도시한 사시도이다.

도 3은 복수의 매핑 센서가, 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D+(11) 및 전원중첩 공통 데이터 신호선 D-(12)에 접속되고, 나아가 모국과 접속되며, 외부 입력 유닛 및 외부 출력 유닛과 데이터의 교환을 위한 접속을 도시한 블록도이다.

도 4는 모국 내부의 기능 블록 및 전원 중첩 공통 데이터 신호선과의 접속과 제어부와의 데이터의 교환을 도시한 블록도이다.

도 5는 모국 내부의 기능 블록을 상세하게 도시한 블록도이다.

도 6은 모국 내부의 각 신호의 변화를 도시한 타이밍 차트이다.

도 7은 센서 자국 A의 회로도이다.

도 8은 센서 자국 A 내부의 각 신호의 변화를 도시한 타이밍 차트이다.

도 9는 센서 자국 B의 회로도이다.

도 10은 센서 자국 B 내부의 각 신호의 변화를 도시한 타이밍 차트이다.

도 11은 센서 자국의 크로스오버 배선에 의한 투광 신호 및 수광 신호의 전달을 행하는 예를 도시한 블록도이다.

도 12는 센서 자국 A에 이어 다음 센서 자국 B에 투광 타이밍 이동 신호를 송신하기 위한 타이밍 이동 신호(87)가 부가된 크로스오버 배선형의 센서 자국 A의 회로도이다.

도 13은 이전의 센서 자국으로부터 신호 AD를 받고, 해당 자국이 투광 및 수광 동작이 완료한 후, 이어지는 센서 자국에 대하여 타이밍 이동 신호(87)를 송출하는 크로스오버 배선형의 센서 자국 B의 회로도이다.

도 14는 매핑 센서 모듈(89)을 매핑 센서 베이스(92)에 고정하고, 매핑 센서 모듈(89)을 매핑 센서 베이스(92)와 함께 부착판(97)에 고정하고, 각 모듈간의 연결을 버스 케이블 커넥터(95) 및 매핑 센서 모듈간 크로스오버 배선(96)으로 접속하기 직전의 상태를 도시한 요부 사시도이다.

도 15는 DIN 규격 레일(99)에 매핑 센서 모듈(103)을 고정하고, 매핑 센서를 구성하는 사례를 도시한 요부 사시도이다.

도 16은 복수의 검출 투광 포토다이오드 LEDsn(107) 및 복수의 검출 수광 포토트랜지스터 PHTRsn(108)를 구비한 센서 자국 A의 회로 구성도이다.

도 17은 종래의 제어계의 피제어부의 센서부(124)를 이 센서부를 포함하는 복수의 매핑 센서(111)로 치환한 것을 도시한 구성도이다.

<부호의 설명>

1, 97…부착판,

6…검출 투광 신호,

5…검출 수광 신호,

7a…센서 자국 B(#1),

7b…센서 자국 B(#2),

7c…센서 자국 B(#3),

7d…센서 자국 B(#n-4),

7e…센서 자국 B(#n-3),

7f…센서 자국 B(#n-2),

7g…센서 자국 B(#n-1),

7h…센서 자국 B(#n),

8…피검출체,

9…센서 자국 A(#0),

11…전원 중첩 공통 데이터 신호선 D+,

12…전원 중첩 공통 데이터 신호선 D-,

13…도체,

16…부착 나사(도전성 고정구),

17…수광용 포토트랜지스터 PHTRs,

18…투광용 LED(검출용 투광기),

19…우측 검출 감도 조정 볼륨 VRr(검출 감도 조정용 가변 저항기),

20…좌측 검출 감도 조정 볼륨 VRl(검출 감도 조정용 가변 저항기),

24…제어부,

35…DC 전원(회로용 공급 전원),

36…타이밍 발생 수단,

60…투광 타이밍 이동 신호,

86, 96…크로스오버 배선,

87…타이밍 이동 신호,

92…자국 베이스,

107…검출 투광 포토다이오드 LEDs(검출 투광기),

110…매핑 센서 시스템,

111…매핑 센서,

113, 120, 121, 122…타이밍 이동 신호 발생 회로,

124…센서부

이하 본 발명을 실시하기 위한 최선의 형태를 실시예를 참조하여 설명한다.

<제1 실시 형태>

본 발명의 제1 실시 형태를 도 1 내지 도 17에 의해 설명한다.

도 17에 본 발명의 매핑 센서 시스템 전체를 도시하였다. 여기서, 도 17 중의 부호 124는 종래의 피제어부의 센서부인데, 이 부분이 매핑 센서(111)로 치환된 것이 본 발명에 따른 매핑 센서 시스템이다.

도 1에 본 발명에 따른 매핑 센서 시스템의 측면도를 도시하였다. 매핑 센서(111)는 복수의 매핑 센서 자국(9, 7a∼7h)과, 이들 센서 자국(9, 7a∼7h)을 부착하는 부착판(1)을 구비한다. 부착판(1)은 연직 방향으로 연장되어 설치된 판상의 절연체(14)와, 연직 방향으로 소정의 간격을 두고 각각 연장되어 설치되며 절연체(14)에 표면이 노출되도록 각각 매설된 2개의 각기둥형의 도체(13, 13)를 갖는다(도 2). 상기 복수의 매핑 센서 자국(子局, mapping sensor stations, 9, 7a∼7h)은 부착판(1)에 그 길이 방향으로 소정의 간격을 두고 고정된다. 또한 2개의 도체(13, 13)는 전원으로부터의 전력을 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D+(11) 및 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D-(12)을 통하여 매핑 센서 자국(9, 7a∼7h)에 공급함과 아울러, 센서부(124)의 감시 신호를 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D+(11) 및 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D-(12)에 송출하는 역할을 하고 있다.

모식도인 도 1의 사례에 있어서, 9세트의 매핑 센서 자국(9, 7a∼7h)을 부착판(1)에 고정한 예이다. 실제의 사용에 있어서는, 25세트, 32세트, 50세트 등과 같이 보다 많은 매핑 센서를 부착판에 부착하여 사용하는 것인데, 설명을 용이하게 하기 위하여 수를 줄여 도시한 것이다. 도 1에 있어서, 예컨대 최하단에 위치하는 센서 자국 A(9)에만 그 상방에 배치된 센서 자국 B(7a∼7h)의 회로(도 9)와 신호의 전송 회로가 서로 다른 회로(도 7)가 사용된다. 또한 도 1은 피검출체(8)가 이빠짐 상태로 존재하는 경우의 사례이다.

도 1의 사례는, 아래에서 위로 신호를 전달하고 있으나, 위에서 아래로 신호를 전달하는 경우에는 최상부에 센서 자국 A(9)를 설치하고, 그 하방에 센서 자국 B(7a∼7h)를 사용할 수도 있다.

도 2에 본 발명에 있어서 매핑 센서를 부착판(1)에 나사 고정에 의해 고정하는 모식도를 도시하였다. 도 2에 있어서, 각 부품의 부착 상태를 도시하였다. 2개의 도체(13, 13)의 표면에는 이들 도체의 길이 방향으로 소정의 간격을 두고 복수의 나사 구멍(15)이 각각 형성되고, 도체(13, 13) 중 나사 구멍(15)이 형성된 면 이외의 ３면은 절연체(14)로 덮여져서 전기적으로 절연됨과 아울러 이들 도체(13, 13)는 센서 자국 A(9) 또는 센서 자국 B(7a∼7h)을 고정하기에 충분한 강도를 갖는다. 매핑 센서 자국(9, 7a∼7h)은 검출 헤드인 매핑 센서(111)를 부착하기 위한 부착 나사(16)를 상기 나사 구멍(15)에 나사 결합함으로써 센서 자국(9, 7a∼7h)이 부착판(1)에 고정된다. 또한 매핑 센서 자국(9, 7a∼7h)의 회로(도 7 및 도)는 도체(13)를 통하여 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D+(11) 및 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D-(12)에 접속됨으로써 매핑 센서 정보, 즉 센서부(124)가 검출한 피검출체(8)의 유무의 정보를 모국(親局, 29)에 전달할 수 있도록 되어 있다. 구체적으로 설명하면, 소정의 장소에 피검출체(8)가 위치하는 경우에는 센서부(124)의 투광용 LED(18)가 발한 빛이 피검출체(8)에서 반사되고, 그 반사광을 센서부(124)의 수광용 포토트랜지스터 PHTRs(17)에 의해 받아 피검출체(8)가 존재하는 것을 검출하고, 소정의 장소에 피검출체(8)가 위치하지 않는 경우에는 센서부(124)의 투광용 LED(18)가 발한 빛이 피검출체(8)에서 반사되지 않고, 센서부(124)의 수광용 포토트랜지스터 PHTRs(17)가 반사광을 수광하지 않고 피검출체(8)가 존재하지 않는 것을 검출하도록 구성된다.

이 경우, 투광용 LED(18) 및 수광용 포토트랜지스터 PHTRs(17)는 피검출체의 종류에 따라 부착수를 가감함으로써 최적 검출 감도를 얻을 수 있다. 또한 센서부(124)의 검출 감도는 검출 감도 조정 회로(119)에 의해 조정할 수 있도록 구성된다. 이 검출 감도 조정 회로(119)는 각 센서 자국(9, 7a∼7h)의 우측 가장자리에 설치된 우측 검출 감도 조정 볼륨 VRr(19)과 각 센서 자국(9, 7a∼7h)의 좌측 가장자리에 설치된 좌측 검출 감도 조정 볼륨 VRl(20)을 갖는다. 각 센서 자국(9, 7a∼7h)의 초기 설정이나 센서 자국(9, 7a∼7h)의 교환 시의 검출 감도 설정은 우측 검출 감도 조정 볼륨 VRr(19) 또는 좌측 검출 감도 조정 볼륨 VRl(20)에 의해 어느 쪽에서도 센서 동작 표시 LED(23)를 보면서 용이하게 행할 수 있다. 어드레스 투광용 LEDa(21)에 의해 다음 어드레스의 센서 자국에 어드레스 신호를 송출하고, 이것을 어드레스 수광용 포토트랜지스터 PHTRa(22)에 의해 수신한다.

도 3에는 본 발명의 복수의 센서 자국(9, 7a∼7h)과 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D+(11) 및 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D-(12)과 모국(29)과의 접속 상황과, 모국(29)과 제어부(24)의 외부 입력 유닛(25) 및 외부 출력 유닛(26)과의 데이터의 교환을 위한 접속 상황을 도시한 블록도를 나타낸다. 도 3은 본 발명에 있어서 센서 자국(9, 7a∼7h) 사이를 광신호로, 신호의 전달을 행하는 경우의 블록 다이어그램을 나타낸 것으로서, 이에 따라 신호 전달선을 생략할 수 있도록 되어 있다.

도 4에는 도 3의 모국(29)의 구체적인 구성을 나타낸다. 모국(29)은 복수의 센서 자국으로부터의 매핑 센서 정보를 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D+(11) 및 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D-(12)을 경유하여 받는다. 모국(29)의 인터페이스 회로인 전송 브리더 전류 회로(40)는 모국 출력부(32) 내의 라인 드라이버(34)에 접속되어 있으며, 제어 데이터 발생 수단(33)으로부터 받은 제어 데이터를 타이밍 발생 수단(36)으로부터 전송되는 클록 신호와 함께 외부 신호 접속부(41)를 경유하여 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D+(11)에, 그리고 외부 신호 접속부(42)를 경유하여 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D-(12)에 송출한다.

라인 드라이버(34)로부터는 모국 입력부(37)의 감시 신호 검출 수단(39)에 데이터 신호가 건네지고, 감시 데이터 추출 수단(38)에 의해 타이밍 발생 수단(36)으로부터 받은 클록 신호와 동기하여 감시 데이터 신호를 얻는다. 이 감시 데이터 신호를 입력 데이터부(30)에 건네주고, 제어부(24)의 입력 유닛(25)에 모국 송신 신호(27)로서 전송한다. 한편, 제어부(24)의 출력 유닛(26)은 모국 수신 신호(28)를 모국의 출력 데이터부(31)에 전송하고, 그 신호 성분을 타이밍 발생 수단(36)으로부터 받는 클록 신호에 의해 모국 출력부(32) 중의 제어 신호 발생 수단(33)에 있어서 제어 데이터를 발생하고, 라인 드라이버(34)를 지나 외부 신호 접속부(42)를 경유하여 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D-(12)에 송출한다. DC 전원(35)은 모국(29)에 전력을 공급하기 위하여 접속된다.

도 5에는 도 4의 모국 내부의 상세한 배선 및 블록도의 구성을 나타낸다.

타이밍 발생 수단(36)은 클록 신호 Dck(48)를 출력 데이터부(31)에 송출함과 아울러, 입력 데이터부(30)에 데이터 출력 클록 신호 Dick(51)를 송출한다.

또한 타이밍 발생 수단(36)은 제어 데이터 발생(33)의 스타트 신호 ST(50)를 송출하고, 이 신호를 이용하여 출력 데이터부(31)의 병렬·직렬 변환의 프리셋 신호로 함과 아울러, 입력 데이터부(30)의 직렬·병렬 변환 입력 데이터부 시프트 레지스터의 프리셋 신호로 되어 있다.

제어부(24)의 출력 유닛(26)으로부터 모국(29)의 출력 데이터부(31)로 송출되는 모국 수신 신호(28)는 모국 출력 데이터부(31)에 있어서 신호가 병렬·직렬 변환되고, 직렬 데이터 신호 D(49)로서 제어 데이터 발생부(33)로 송출되고, 제어 데이터 발생부(33)에 있어서 신호 Pck(53)로서 라인 드라이버(34)로 전송된다. 전송 브리더 전류 회로(40)는 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D+(11)과 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D-(12)에 병렬로 접속되어 있으며, 라인 드라이버(34)의 출력 전류와 브리더 전류 회로로부터 흘러나오는 신호 Ip(55)와 전류 신호 Iis(57)의 합성 전류가 전류 신호 Is(56)로서 감시 신호 검출 수단(39)의 회로에 흐르는 감시 신호가 검출되고, 인버터(47)를 통하여 감시 데이터 추출 수단인 플립 플롭으로 신호 Diip(54)로서 전달된다. 이 플립 플롭의 출력은 데이터 입력 감시 신호 Diis(52)로서 입력 데이터부로 전달된다.

각 매핑 센서의 상태 신호인 직렬의 데이터 입력 감시 신호 Diis(52)는 일단 입력 데이터부(30)의 시프트 레지스터에 축적된다. 직렬 데이터인 시프트 레지스터의 각 셀의 데이터는 그대로 병렬 데이터로서 입력 포트 i번 "0"(43)으로부터 입력 포트 i번 "31"(44)로 건네지고, 제어부의 입력 유닛에 대하여 병렬 데이터로서 송출된다. 한편, 제어부의 출력 유닛으로부터 송출된 모국 수신 신호(28)는 출력 포트 p번 "0"(45)으로부터 출력 포트 p번 "31"(46)으로 각각 들여보내지고, 출력 데이터부(31) 내부에서 병렬 데이터의 직렬 변환이 이루어지고, 직렬 데이터 신호 D(49)로서 제어 데이터 발생부(33)로 송출된다.

도 6에는 도 5의 모국(29)의 배선 기능 블록도의 각 부의 신호 파형을 나타낸다. 클록 신호 Dck(48)는 스타트 신호 ST(50)의 상승 신호 후 다음 스타트 신호의 상승까지의 동안, 일정 주기의 클록 신호를 계속적으로 송출한다. 또한 데이터 입력 클록 신호 Dick(51)는 입력 데이터부(30)의 신호 처리를 행하는 데 있어서의 클록 신호이며, 클록 신호 Dck(48)의 클록 시작점으로부터 클록 1주기만큼 시프트하고, 매핑 시스템의 감시 신호를 기다렸다가 신호 처리한다.

데이터 입력 감시 신호 Diis(52)는 감시 신호가 "0", "1", "0", "1"의 상태일 경우의 신호 사례를 나타낸다. 신호 Pck(53)는 클록 신호 Dck(48)의 역위상을 이루는 클록 신호이며, (변경할) 라인 드라이버(34)로부터 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D+(11), 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D-(12)에 송출되고, 매핑 센서의 상태 신호 처리를 행한다. 신호 Diip(54)는 감시 신호 검출 수단(39)에 있어서 검출된 감시 신호를 인버터(47)에서 반전시킨 입력 전류 신호이며, 감시 데이터 추출 수단인 플립 플롭의 입력에 감시 신호 정보를 전달한다. 해당 감시 데이터 추출 수단인 플립 플롭에는 데이터 입력 클록 신호 Dick(51)에 동기하여 데이터 입력 감시 신호 Diis(52)를 입력 데이터부(30)에 송출한다. 신호 전류 Ip(55)는 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D+(11), 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D-(12)에 실려 있는 신호에 따라 변화하는 전송 브리더 전류 회로의 신호 전류이다.

도 7에는 센서 자국 A(#0)(9)의 내부의 배선도를 도시하였다. 센서 자국 A(#0)는 매핑 센서 시스템에 있어서 최하단에만 사용하는 회로 구성이다. 여기서, 모국으로부터 공통 데이터 신호선 D+(11) 및 D-(12)을 통하여 전송되는 클록 신호는 클록 검지 회로(112)에 있어서 검출된다. 클록 검지 회로(112)에 있어서 검출된 클록 신호는 투광 타이밍 이동 신호 발생 회로 A(113)에 있어서 투광 타이밍 이동 신호(60)를 자국 내에서 발신하는 기능을 갖는다. 또한 투광 신호 발생 회로(114)는 피검출체(8)를 검출하는 투광용 LED(18)로부터 발생한 검출 투광 신호를 수광용 포토트랜지스터 PHTRs(17)에 의해 검출 수광 신호를 수광하고, 피검출체(8)의 유무, 상태를 모국에, 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D+(11)과 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D-(12)을 통하여 전송한다.

매핑 센서(111)에 의한 피검출체(8)의 검출 감도의 조정은 검출 감도 조정 회로(119)에 있어서 직렬로 접속된 우측 검출 감도 조정 볼륨 VRr(19) 및 좌측 검출 감도 조정 볼륨 VRl(20)에 의해 매핑 센서 시스템의 좌우 양측에서 조정할 수 있도록 되어 있다. 이에 따라 해당 매핑 센서 시스템(110)이 부착된 비교적 큰 설비의 주변을 돌아 일일이 반대측으로 이동하지 않아도 검출 감도를 조정할 수 있다는 이점이 있다. 상기 검출 감도의 조정에서의 동작 상태는 동작 표시 회로(118)에 있어서 센서 동작 표시 LED(23)에 의해 행한다. 센서 동작 표시 LED(23)는 다방향에서 동작 확인할 수 있도록 다면 반사판을 가지고 있으며, 이에 따라 검출 감도 및 불감대 등의 동작 범위의 조정 확인 작업을 용이하게 하고 있다.

센서 자국 A(#0)(9)의 센서 동작이 종료한 후, 다음 어드레스에 해당하는 센서 자국 B(7a)의 어드레스 수광용 포토트랜지스터 PHTRa(22)에 대하여 어드레스 투광용 LEDa(21)가 어드레스 투광 신호를 발하여 동작 신호를 송신하고, 전달한다(도 7 및 도 9). 또한 클록 검지 회로(112)에 있어서, 제너 다이오드 ZD(78)는 21V를 문턱값으로 하여 클록을 검출하고, 센서 자국 클록 신호 CK(58)를 얻는다(도 7). 더욱이 자국 제어 전원 CV(64)은 센서 자국 A의 제어 전원을 형성한다.

한편, 투광 타이밍 이동 신호 발생 회로(113)에 있어서, 센서 자국 클록 신호 CK(58)는 트랜지스터 TRc(65)에 의해 증폭되고, 그 출력 신호의 일부가 인버터(66)를 지난 후에 RC 회로에 의해 시정수 3t₀ 오프 딜레이 신호(68)가 된다. 또한 다이오드 및 저항에 의해 1/4T₀ 오프 딜레이 신호(67)가 얻어진다. 이 신호가 센서 자국 스타트 신호 ST(59)가 된다.

스타트 신호 ST(59)와 클록 신호 CK(58)의 하강의 타이밍에서 플립 플롭(69)이 세팅되고, 출력으로서 투광 타이밍 이동 신호(60)가 얻어진다.

투광 신호 발생 회로(114)는 투광 타이밍 이동 신호(60)를 트랜지스터 TRl(70)에 의해 증폭하고, 투광용 LED(18) 및 직렬로 접속되어 있는 어드레스 투광 회로(115)의 어드레스 투광용 LEDa(21)로부터 어드레스 투광 신호(3)를 발생한다.

우측 검출 감도 조정 볼륨 VRr(19) 및 좌측 검출 감도 조정 볼륨 VRl(20)에 의해 조정된 검출 신호는 검출 수광 회로(116)의 연산 증폭기(operational amplifier; 74)의 입력 전압으로서 조정되고, 컴퍼레이터(75)의 출력 신호 S(61)가 동작 표시 회로(118)의 플립 플롭(72)에 전달되고, 동시에 앤드 게이트(71)의 출력이 플립 플롭(72)의 S단자에 들어간다. 플립 플롭(72)의 출력은 트랜지스터 TR(76)에 대한 구동 신호 SD(62)로서 센서 동작 표시 LED(23)를 투광 동작시킨다. 전송 출력 신호 회로(117)의 앤드 게이트(73)는 플립 플롭(72)의 출력 신호와 트랜지스터 TRc(65)의 출력 신호인 클록 신호 및 투광 타이밍 이동 신호(60)와의 논리곱을 취하여 신호 Dip(63)를 트랜지스터 TRi(77)에 전달하고, 해당 센서 자국 A(9)의 출력 신호를 트랜지스터 TRi(77)로부터 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D+(11)과 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D-(12) 사이로 송출한다.

도 8에는 도 7에 도시한 센서 자국 A(9) 내부의 각 부의 신호를 타이밍 차트로서 도시하였다. 전송 라인인 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D+(11)과 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D-(12) 사이에는 24V의 신호 전압과 펄스 신호가 중첩되어 있으며, 21V를 문턱 전압으로 하여 센서 자국 클록 신호 CK(58)가 검출된다.

도 8에서는 센서 자국 클록 신호 CK(58)의 최초의 하강 및 센서 자국 스타트 신호 ST(59)의 반전 신호가 투광 타이밍 이동 신호(60)의 온 타이밍이 되고, 또한 클록의 1주기 후의 하강 신호에 의해 투광 타이밍 이동 신호(60)가 오프가 되는 것을 나타내고 있다.

도 8에 있어서, 컴퍼레이터(75)의 출력인 신호 S(61)는 투광 타이밍 이동 신호(60)에 약간 포토트랜지스터 검출에 의해 지연되어 상승하고, 투광 타이밍 이동 신호(60)와 함께 지연되어 하강하는 신호이다. 신호 SD(62)는 센서 동작 표시 LED(23)의 드라이브 신호이다. 신호 Dip(63)는 센서 자국 A의 출력 트랜지스터 TRi를 드라이브하고, 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D+(11)과 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D-(12)을 통하여 모국으로 전송하는 신호이다.

도 9에는 매핑 센서에서 예컨대, 최하단에만 사용하는 센서 자국 A 이외의 센서 자국인 센서 자국 B(7a∼7h)의 회로 구성도를 도시하였다. 센서 자국 B(7a∼7h)는 최하단의 센서 자국 A 또는 해당 센서 자국 B(7a∼7h)보다 어드레스가 앞선 센서 자국 B(7a∼7h)의 어드레스 투광용 LEDa(21)로부터 투광되는 어드레스 투광 신호를 어드레스 수광용 포토트랜지스터 PHTRa(22)에 의해 수신하고, 해당 센서 자국 B(7a∼7h)의 작동을 시작한다. 수광용 포토트랜지스터 PHTRa(22)가 어드레스 신호를 받고, 인버터(79)를 통하여 플립 플롭(80)에 신호 AD(81)를 송출하도록 구성된다.

플립 플롭(80)은 상기 신호 AD(81) 및 센서 자국 B 클록 신호 CK(82)를 트랜지스터 TRc 경유로 받은 타이밍에서 투광 타이밍 이동 신호 LT를 생성한다. 그 후의 회로 동작은 상기 센서 자국 A과 동일하므로 모두는 기재하지 않으나, 컴퍼레이터 출력 신호인 센서 자국 B 신호 S(83)는 플립 플롭 FF의 입력 신호가 되고, 센서 자국 B 신호 SD(84)는 센서 동작 표시 LED를 드라이브하는 트랜지스터 TR의 구동 신호가 된다. 신호 Dip(85)는 해당 센서 자국 B(7a∼7h)의 출력 신호를 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D+(11)과 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D-(12)을 통하여 모국에 전송하기 위한 트랜지스터 TRi의 드라이브 신호가 된다.

도 10은 도 9에 도시한 센서 자국 B 내부의 각 부의 신호를 타이밍 차트로서 도시하였다. 센서 자국 B 클록 신호 CK(82)는 상기 센서 자국 A의 동작과 동일하게 전송 라인으로부터 21V를 문턱 전압으로 하여 클록 신호로서 검출된 것이다. 신호 AD(81)는 해당 센서 자국 B의 어드레스 신호이며, 플립 플롭을 경유하여 해당 센서 자국 B의 투광 타이밍 이동 신호 LT를 생성한다.

도 10에 있어서, LT(#1), LT(#2), LT(#3),……LT(#n)는 해당 센서 자국 B의 투광 타이밍 이동 신호 LT(#1), 이 센서 자국 B에 인접하는 센서 자국 B의 투광 타이밍 이동 신호 LT(#2), 그 다음 센서 자국 B에 인접하는 투광 타이밍 이동 신호 LT(#3), ……n번째의 센서 자국 B의 투광 타이밍 이동 신호 LT(#n)를 각각 나타낸다.

센서 자국 B 신호 S(83)는 투광 타이밍 이동 신호 LT(#1)의 상승 후에 온이 되고, 클록 신호 CK(82)의 1주기의 하강과 함께 하강한다. 센서 자국 B 신호 SD(84)는 센서 자국 B 신호 S(83)와 함께 상승한다. 신호 Dip(85)는 센서 자국 B 신호 S(83)와 함께 상승하며, 클록 반사이클에서 하강한다.

<제2 실시 형태>

도 11에는 각 센서 자국간을 크로스오버 배선(86)으로, 투광 신호 및 수광 신호를 전달하는 예를 도시하였다. 센서 자국간 크로스오버 배선(86)이 각 센서 자국간을 접속하는 크로스오버 배선이다. 각각의 센서 자국 사이는 센서 자국간 버스 케이블 유닛(109)에 의해 표준 길이의 커넥터 케이블로 접속된다. 따라서, 표준 길이의 케이블 길이를 바꿈으로써 센서 자국의 간격을 자유로이 변경할 수 있고, 또한 배선의 여유분만큼 간격의 다소의 변경도 가능하게 되어 있다. 이와 같이 복수의 센서 자국을 최적으로 배열함으로서 매핑 센서 시스템(110)이 구성된다. 또한, 크로스오버 배선에 의해 인접하는 센서 자국끼리를 접속하는 것에 한정될뿐만 아니라, 예컨대 센서 자국 A을 중단에 설정한 경우라 하더라도 이 센서 자국 A을 크로스오버 배선에 의해 센서 자국 A의 바로 위의 센서 자국 B에 접속하고, 이 센서 자국 B을 크로스오버 배선에 의해 센서 자국 A의 바로 아래의 센서 자국 B에 접속하고, 더욱이 상하의 센서 자국 B에 차례대로 접속할 수도 있다. 위치 관계에 있어서 순위를 매기고자 하는 경우에는 이 방법을 따를 수도 있다.

이와 같이 크로스오버 배선 부분까지 포함하여 각각이 일정 형상, 일정 형태로 제작되어 있기 때문에 각각을 사전에 제작해 두고, 필요 시에 단순 작업, 짧은 납기로 조립하는 스톡 방식의 생산도 용이하다.

도 12에는 크로스오버 배선형의 센서 자국 A의 회로도를 나타내었다. 타이밍 이동 신호 발생 회로 AW(121)에 의해 해당 센서 자국 A의 검출 투광 신호의 투광 타이밍이 설정됨과 아울러, 크로스오버 배선에 의해 센서 자국 B에 타이밍 이동 신호(87)가 건네진다. 도 12에 있어서, 센서 자국 A에 이어 다음 센서 자국 B에 투광 타이밍 이동 신호를 송신하기 위한 타이밍 이동 신호(87)가 부가되어 있다. 이와 같이 타이밍 이동 신호(87)를 빛에 의해 송신하는 방식을 이용하지 않고도 크로스오버 배선에 의해 용이하게 실현할 수 있다. 그러나, 도 2에 도시한 바와 같이, 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D+(11), 전원 중첩 공통 데이터 신호선 D-(12)에 도체(13)를 사용하여, 접속과 센서 자국의 고정을 양립시키기 위해서는 크로스오버 배선을 사용하지 않고 빛에 의한 투광 타이밍 이동 신호로 연결하는 방식을 이용하는 이점은 크다.

도 13에는 크로스오버 배선형의 센서 자국 B의 회로도를 나타내었다. 도 12에 도시한 센서 자국 A에 이어지는 센서 자국 B, 그 뒤에 이어지는 센서 자국 B는 모두 도 13에 도시한 회로와 동일한 구성이며, 타이밍 이동 신호 발생 회로 BW(122)에 있어서 이전의 센서 자국으로부터 신호 AD(88)를 받고, 해당 자국이 투광 및 수광 동작이 완료한 후, 이어지는 센서 자국에 대하여 타이밍 이동 신호(87)를 송출한다. 이 타이밍 이동 신호(87)의 발생 회로, 센서 자국으로부터 신호 AD(88)를 받는 회로를 제외하고, 모두 빛을 이용하여 어드레스 투광 신호를 주고받는 방식과 다르지 않고, 타이밍 이동 신호(87)를 보내는 단자와 타이밍 이동 신호 발생 회로 BW(122)의 일부를 제외하고 회로 동작은 다르지 않아, 프린트 기판 배선의 부분 공용이 가능하다.

도 14에는 매핑 센서 모듈(89)의 매핑 센서 베이스(92)에의 조립 순서를 나타내었다. 먼저 매핑 센서 모듈(89)을 매핑 센서 모듈 고정 나사(90)에 의해 매핑 센서 베이스(92)에 고정한다. 다음, 매핑 센서 베이스 고정 나사(91)를 매핑 센서 모듈(89)이 고정된 매핑 센서 베이스(92)의 통공에 삽입 관통한 후에, 부착판(97)의 매핑 센서 베이스 고정 암나사(98)에 나사 결합한다. 이에 따라 매핑 센서 시스템(110)이 완성된다. 이 경우, 각 모듈간의 연결은 버스 케이블 커넥터(95)로부터 매핑 센서 모듈간 크로스오버 배선(96)에 의해 접속되어 있다. 또한 스페이서(93)를 사용함으로써 매핑 센서 어셈블리(94)의 간격을 용이하게 산출하여 정확한 간격 조정을 행할 수 있다.

도 15에는 DIN 규격의 레일(99)에 매핑 센서 모듈(103)을 고정한 매핑 센서 시스템 예를 나타내었다. 매핑 센서 모듈(103)은 매핑 센서 베이스 고정 나사(105)에 의해 랙 마운트 매핑 센서 베이스(101)에 고정된다. 위치 결정 스페이서(102)를 사용함으로써 레일(99)에 매핑 센서 모듈(103)을 일정한 간격을 두고 간편하게 고정할 수 있다. 레일(99)에는 레일의 길이 방향으로 연장되는 복수의 자재 구멍(100)이 형성되며, 이들 자재 구멍(100)을 이용하여 매핑 센서 시스템을 지주 또는 랙 등의 구조물에 부착 고정함으로써 피검출체(8)와의 위치 관계를 용이하게 조정할 수 있도록 되어 있다. 랙 마운트 매핑 센서 베이스(101)는 DIN 규격의 레일(99)에 간이적으로 부착할 수 있고, 나아가 고정 나사에 의해 각도 흔들림 등이 발생하지 않고 고정할 수 있다. 또한 랙 마운트 매핑 센서 베이스(101)에는 버스 케이블 커넥터(104)가 설치되고, 이 버스 케이블 커넥터(104)에 의해 매핑 센서 모듈(103)의 랙 마운트 매핑 센서 베이스(101)에의 부착 작업이나 매핑 모듈(103)의 교환 작업을 용이하게 행할 수 있도록 되어 있다.

도 16에는 복수의 검출 투광 포토다이오드 LEDsn(107) 및 복수의 수광 검출 포토트랜지스터 PHTRsn(108)를 이용한 센서 자국 A의 회로 구성도를 도시하였다. 복수의 검출 투광 포토다이오드 LEDsn(107) 및 복수의 수광 검출 포토트랜지스터 PHTRsn(108)는 부호 123으로 도시된다. 복수의 검출 투광 포토다이오드 LEDsn(107)를 구비하고, 또한 복수의 검출 수광 포토트랜지스터 PHTRsn(108)를 구비함으로써 피검출체(8)를 고감도로 검출할 수 있고, 또한 외란 신호에 대한 신호 대 노이즈비인 S/N비를 개선할 수 있도록 되어 있다. 도 16에 있어서, 복수의 검출 투광 포토다이오드 LEDsn(107)에는 이들 검출 투광 포토다이오드 LEDsn(107)에 신호 전류를 공급하기 위한 저항(106)이 접속된다.

복수의 검출 투광 포토다이오드 LEDsn(107) 및 복수의 검출 수광 포토트랜지스터 PHTRsn(108)를 작동시켜도 매핑 센서 시스템 전체에서는 동시 발광하지 않고 시분할 동작하고 있기 때문에, 회로 사용 전력은 최소화할 수 있고, 장치의 소형화, 전력 절감을 실현할 수 있다.

본 발명의 이용은 판상의 피검출체인 액정 유리, 실리콘 웨이퍼, 반도체 실장 기판을 생산하는 공정에서 사용되는데, 형상이 정형인 부품류의 생산, 가공, 보관 등에 있어서도 널리 사용이 가능하다.

Claims

각각이 피제어부의 센서부(124)를 감시하는 복수의 검출 헤드인 매핑 센서(111)를 가지며, 상기 복수의 검출 헤드인 상기 매핑 센서가 전원으로부터의 전력을 중첩한 공통 데이터 신호선(11, 12)에 접속되고, 상기 센서부(124)로부터의 감시 신호를 상기 공통 데이터 신호선(11, 12)을 통하여 제어부(24)로 전송하는 것을 특징으로 하는 매핑 센서 시스템.
소정의 동기 전송 클록에 동기한 투광 타이밍 이동 신호(60) 또는 타이밍 이동 신호(87)를 발생하기 위한 타이밍 이동 신호 발생 회로(113, 120, 121, 122)와,

상기 투광 타이밍 이동 신호(60) 또는 상기 타이밍 이동 신호(87)의 제어 하에서, 피검출체(8)를 검출하는 각각의 상기 복수의 검출 헤드인 상기 매핑 센서 중에 구성되는 단일 또는 복수의 검출용 투광기(18)를,

상기 동기 전송 클록에 기초하여 순차적으로 개별의 상기 매핑 센서 중의 상기 단일 또는 복수의 검출용 투광기(18)를 발광시키는 투광 신호 발생 회로(114)와,

상기 단일 또는 복수의 검출용 투광기(18)의 발광 타이밍에 따라 단일 또는 복수의 검출용 수광 신호(5)를 수광하는 검출 수광 회로(116)와,

상기 검출용 수광 신호를 유지하는 동작 표시 회로(118)와,

상기 단일 또는 복수의 검출용 수광 신호(5)를 감시 신호로서 전원으로부터 의 전력을 중첩한 공통 데이터 신호선(11, 12)에 송출하는 전송 출력 신호 회로(117)를 구비한 것을 특징으로 하는 매핑 센서 시스템.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 검출 헤드인 상기 매핑 센서의 순차 어드레스 번지의 타이밍 이동 신호를 다음 검출 헤드인 상기 매핑 센서로 순차적으로 전기 신호로서 보냄으로써 상기 복수의 검출 헤드인 상기 매핑 센서로부터 센서 신호를 받아들이는 것을 특징으로 하는 매핑 센서 시스템.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 순차 어드레스 번지의 상기 타이밍 이동 신호를 다음 상기 검출 헤드인 상기 매핑 센서에 검출 투광 신호(6)로서 순차적으로 보냄으로써 복수의 임의의 상기 검출 헤드인 상기 매핑 센서로부터 상기 센서 신호를 받아들이는 것을 특징으로 하는 매핑 센서 시스템.
청구항 1 또는 청구항 2에 있어서, 검출 헤드인 상기 매핑 센서의 좌우 어느 한쪽에 하나 또는 양쪽에 검출 감도 조정용 가변 저항기(19, 20)를 가지며, 다방향에서 확인할 수 있는 위치에 단일의 센서 동작 표시(23)가 설치된 것을 특징으로 하는 매핑 센서 시스템.
청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 검출 헤드인 상기 매핑 센서가 부착판(1, 97)에 부착되고, 각각의 상기 매핑 센서 사이를 순차적으로 크로스오버 배선(96)을 사용하여 타이밍 이동 신호, 상기 검출 헤드 공통의 회로용 공급 전원의 전력 및 전송 데이터 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 매핑 센서 시스템.
청구항 1, 청구항 2, 또는 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서, 복수의 검출 헤드인 상기 매핑 센서를 부착하는 부착판(1)에 공통의 도체(13)가 설치되고, 상기 도체(13)에 검출 헤드인 상기 매핑 센서를 부착하는 도전성 고정구(16)를 사용하여 상기 검출 헤드인 상기 매핑 센서 공통의 회로용 공급 전원의 전력 및 전송 데이터 신호를 전송하는 것을 특징으로 하는 매핑 센서 시스템.