JP2002124168A - 多光軸光電センサ - Google Patents
多光軸光電センサInfo
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Abstract
されたかどうかを把握しながら光軸調整を行えるように
する。 【解決手段】 投光器1側で各投光素子3を順次発光さ
せるのに応じて、受光器2側で発光した投光素子3に対
応する受光素子4の得た受光量を取り込み、その中から
最小レベルとなる受光量を検出する。投光器1,受光器
2には、それぞれ複数個の発光体L0〜L7によるバー
グラフ表示器が設けられている。受光器2側の制御回路
13は、前記最小受光量を示すバーグラフを表示するた
めの点灯パターンを決定し、自装置内の発光体駆動回路
17を制御する。またこの点灯パターンを示す制御信号
は、通信回路15,14を介して投光器1側の制御回路
12に与えられ、投光器1側で発光体駆動回路16を同
様に制御する。
Description
受光素子とを一対一の関係で向かい合わせることにより
複数の平行な光軸が設定され、光軸毎に遮光状態を判別
して物体を検出する多光軸光電センサに関するもので、
特に、センサの光軸調整を円滑に行うための技術に関連
する。
光素子が一列に配置された投光器と、投光素子と同数の
受光素子が一列に配置された受光器とを、所定の距離を
隔てて設置して成る。投受光器の設置時には、各投光素
子と各受光素子とが一対一の関係で向かい合うように調
整することにより、投受光器の各光軸が位置合わせされ
る。投受光素子の組合せ毎に位置合わせされた光軸は、
素子の並び方向に沿って平行に整列し、2次元状の検知
エリアを形成する。
光素子の動作を制御するための制御回路が組み込まれて
いる。投光器側の制御回路は、各投光素子を順に発光さ
せる処理を繰り返し行う。受光器側の制御回路は、各受
光素子からの出力をそれぞれ対応する投光素子の発光動
作に同期するタイミングで取り込みつつ、各受光量を所
定のしきい値と個別に比較する。この比較において、た
とえ1つでもしきい値を下回る受光量があると、制御回
路は、外部に対し、異常を知らせる検知信号を出力す
る。
内の侵入物体を確実に検知する都合上、多数の素子を間
隔を密にして設定するとともに、投光器のレンズを含む
光学系により、指向角を絞って光を出射している。した
がって投光素子と受光素子との位置が微妙にずれただけ
で、物体検知に必要なレベルの光を受光素子に取り込め
なくなるので、センサ設置時には投受光器の各光軸を正
確に合わせる必要がある。しかしながら通常、投光器と
受光器とは、数メートルの距離を隔てて設置されるの
で、光軸の調整は非常に困難である。
−345548号公報では、投光器や受光器の適所に複
数の表示灯を一列に配置し、この表示灯により受光量が
一定のしきい値を超えた光軸の数が光軸数全体に対しど
の位の割合になるかを示すバーグラフを表示するように
している。この方法によれば、全ての表示灯が点灯する
ことによっていずれの光軸も物体を検知可能なレベルに
位置合わせされたことになるので、作業者に光軸の調整
状態をわかりやすく示して設置作業を円滑に進めること
が可能となる。
軸調整においては、仮に受光素子が投光素子に向き合っ
た状態になったとしても、遮光状態を判別するためのし
きい値ぎりぎりで光軸調整を終了した場合は、振動の影
響などで光軸がわずかにずれただけでも受光量が落ち込
み、誤検知が生じる虞がある。したがって受光量が前記
遮光状態の判定基準となるしきい値を超えた後も、その
しきい値からある程度の余裕度を持つ値に達するまで光
軸調整を続けるのが望ましい。しかしながら前記特開平
11−345548号公報の方法では、各光軸の受光量
を光軸の入光,遮光を判別するためのしきい値と比較し
て、しきい値を越える受光量が得られた光軸の割合を示
すだけであり、しきい値からの余裕度はなんら示されて
いないから、光軸が望ましい状態に合わせられたか否か
まで判別できない、という問題がある。
値を越える光軸が出現して初めてバーグラフ表示が行わ
れるので、いずれの光軸でもしきい値を超える受光量が
得られていない状態下では、なんの指標も示されず、設
置作業を支援できない。
軸のずれに対応するために、前記バーグラフ表示を常時
行うのが望ましいが、各表示灯を常時点灯させると、消
費電流が大きくなって経済性が悪い、という問題が生じ
る。
たもので、各光軸が、それぞれ遮光状態を判定するため
のしきい値に対して十分な余裕度を持つ受光状態にまで
調整されるように光軸調整作業を支援し、もって信頼性
の高い物体検知環境を設定することを第1の目的とす
る。
れていない時点でも、光軸合わせの指標となる情報を提
示することにより、光軸の調整作業を初期段階から十分
に支援できるようにすることを第2の目的とする。
いた表示により提示する場合に、発光体を常時点灯させ
ることによる消費電力を削減してセンサ稼働時のコスト
を下げることを第3の目的とする。
センサは、複数個の投光素子が一列に配置された投光器
と、前記投光素子と同数の受光素子が一列に配置された
受光器とを具備するもので、前記投光器と受光器とを各
投光素子と各受光素子とが一対一に向かい合うように設
置することにより、複数本の平行な光軸による検知エリ
アが形成されており、所定の受光レベルをしきい値とし
て光軸毎の遮光状態を判別することによって、前記検知
エリアへの物体の侵入を検出するようにしている。さら
にこの多光軸センサには、投光器の各投光素子を順次発
光させる発光制御手段、各投光素子の発光動作に同期し
て、発光した素子に対向する受光素子による受光量を順
次取り込む受光量取得手段、各受光素子に対する受光量
の取込みが一巡する間に得られた受光量のうちの最小値
を検出する最小受光量検出手段、およびこの最小受光量
検出手段により検出された最小受光量を示す情報を出力
する出力手段が設けられる。
(LED)、受光素子にはフォトダイオード(PD)が
用いられる。上記構成の多光軸光電センサでは、発光制
御手段、受光量取得手段により、各投光素子の発光タイ
ミングに同期させて対応する受光素子より受光量を取り
込むことによって、受光素子毎の受光量が順次抽出され
る。最小受光量検出手段は、この受光量の取込みが一巡
した時点で、または受光量の取り込みが一巡する間の各
受光量を順に比較して、最小レベルの受光量を検出す
る。
前記受光量を、バーグラフ、円グラフなどによるアナロ
グ表示を行う手段として構成することができる。ただし
表示はアナログ表示に代えて、受光量を表す数字をディ
ジタル表示してもよい。なお、ディジタル表示の場合、
A/D変換された受光量レベルをそのまま表示してもよ
いが、0,1,2,3・・・というように受光量レベル
を段階表示する方法をとることもできる。
Dなどの発光体による表示器や液晶表示器を、投光器,
受光器の少なくとも一方に配置すれば、作業者は、設置
作業を行いながら光軸の位置合わせ状態を確認すること
ができる。勿論、この種の表示器は、投受光器から独立
させて、たとえばディスプレイ装置によって構成され、
センサの設置位置の近傍で情報を表示するものであって
もよい。なお前記出力手段は、情報を表示する手段に限
らず、音声または効果音により情報を報知する手段とす
ることもできる。
光量のうちの最小受光量を出力する場合、この最小受光
量が遮光状態を判別するためのしきい値に対して余裕度
を持つレベルになれば、全ての光軸が余裕度を持って合
わせられたことになる。したがって作業者は、出力手段
から出力された最小受光量を示す情報によって、前記し
きい値に対し余裕度を持った状態で光軸調整を行ってい
るかどうかを把握しながら調整作業を行うことができる
から、最終的に、すべての光軸を前記しきい値に対して
十分な余裕度を持つ状態に調整することができ、信頼度
の高い物体検知環境を設定することが可能となる。また
前記しきい値を下回る状態にあるときから最小受光量を
出力するようにすれば、設置の初期段階から作業者に光
軸の調整状態を報知して、作業を支援することができ
る。
は、バーグラフを表示するための表示器と、前記表示器
に前記最小受光量検出手段により検出された最小受光量
を示すバーグラフを表示させる表示制御手段とを具備さ
せることができる。なお、前記表示器は、複数の発光器
を一列に配置し、点灯させる発光器の数によってバーグ
ラフの長さを変更するように構成することができる。ま
た画素を2次元配列して成る液晶表示器などの画像表示
手段により表示器を構成して、バーグラフの画像を表示
することもできる。またこの表示器は、投光器もしくは
受光器、または投光器および受光器の双方に設けること
ができる。
置に光軸の遮光状態を判別するためのしきい値に相当す
る受光量を対応させると、しきい値の前後の所定の範囲
での最小受光量の変化を表示することができ、受光量の
過不足状態をわかりやすく示すことが可能となる。なお
ここでいう中間位置とは、後記する図5(3)に示すよ
うに、バーグラフの両端を除く任意の位置のことであ
る。
表示可能に構成し、表示制御手段を、前記遮光状態を判
別するためのしきい値を上回る受光量と前記しきい値を
下回る受光量とを異なる色彩で表示するように構成する
ことができる。たとえば前記しきい値を下回る受光量の
範囲を第1の色彩(たとえば赤色)で表示し、しきい値
を上回る受光量の範囲(受光量の余裕度)を第2の色彩
(たとえば緑色)で表示する(図5(4)参照。)とい
うように、バーグラフの色彩とグラフの長さとの組合せ
により、受光量の過不足度合をよりわかりやすく表示す
ることができる。
る場合、バーグラフの色彩をこれら2種類の色彩のいず
れかに切り替えて表示するように構成すれば、最小受光
量が遮光状態を判別するためのしきい値よりも大きいと
きと小さいときとでバーグラフの表示色を切り替えて示
すことができる。また最小受光量がしきい値よりも大き
いときと小さいときとでバーグラフの表示色を切り替え
ることにより、図5(5)に示すように、最小受光量が
しきい値よりも小さいときは、しきい値に対する受光量
の不足状態を示すバーグラフを表示し、最小受光量がし
きい値よりも大きいときは、しきい値に対する受光量の
余裕度を示すバーグラフを表示することも可能となる。
データを受け付けて前記バーグラフの伸びる方向を変更
する機能を設ければ、投受光器を向きを反転させて設置
した場合などにも適切なバーグラフ表示を行うことが可
能となる。
光電センサは、前記と同様の発光制御手段および受光量
取得手段を具備するほか、適正に調整された光軸の数を
抽出するための光軸数抽出手段と、この光軸数抽出手段
による抽出結果を示す情報を表示する表示手段とを具備
する。
対する受光量の取込みが一巡する間に得られた各受光量
に基づき、前記遮光状態を判別するためのしきい値より
所定量以上レベルの高い受光量が得られた光軸の数を抽
出するように構成される。ここで抽出の対象となる光軸
は、遮光状態を判別するためのしきい値ぎりぎりで調整
された場合よりも、余裕度を持って調整された光軸であ
る。たとえば遮光状態を判別するためのしきい値に対
し、最低限必要とする余裕度に相当する量だけ高い受光
レベルを光軸合わせしきい値として設定し、受光量取得
手段により得られた光軸毎の受光量をこの光軸合わせし
きい値と順に比較することによって、必要な余裕度を持
つ受光状態に調整された光軸の数を抽出することができ
る。
または投光器および受光器の双方に設けられた表示器
と、この表示器の表示動作を制御するための表示制御手
段とを含む構成にすることができる。また表示される情
報は、前記光軸数抽出手段により抽出された光軸数であ
るが、光軸数そのものを表示するのに代えて、前記光軸
数の全光軸数に対する割合を表示することもできる。ま
た表示器は、バーグラフ,円形グラフなどのアナログ表
示を行うように構成することができるが、これに限ら
ず、前記光軸数や割合を示す数字を表示するディジタル
表示器とすることもできる。なお、バーグラフを表示す
る場合には、前記最小の受光量を表示する場合と同様
に、複数の発光体や画像表示によって行うことができ
る。
示手段により表示された情報によって余裕度を持つ受光
量まで調整された光軸数またはその割合を確認すること
ができるので、すべての光軸が余裕度を持つ受光状態に
なったことを示す表示がなされたときに調整作業を完了
することにより、各光軸を十分な余裕度を持つ受光状態
に調整することができる。したがって簡単かつ確実に調
整作業を行うことができ、前記した最小受光量に関する
情報を提供する構成のものと同様に、各光軸を十分に余
裕度を持つ受光状態にまで調整することができ、信頼性
の高い物体検知環境を設定することができる。
列に配置された投光器と、投光素子と同数の受光素子が
一列に配置された受光器とが、各投光素子と各受光素子
とが一対一に向かい合うように設置され、各投光素子を
順次発光させる発光制御手段、各投光素子の発光動作に
同期して、発光した素子に対向する受光素子による受光
量を順次取り込む受光量取得手段、複数の発光体を有す
るアナログ表示器、前記受光量取得手段により取り込ま
れた受光量の状態を示す所定の情報をアナログ表示器に
表示させる表示制御手段を具備する多光軸光電センサで
あって、前記表示制御手段が、前記アナログ表示器に表
示させる情報が安定化したとき、発光中の発光体の輝度
を下げるように構成された多光軸光電センサを提供す
る。
りバーグラフや円形グラフなどのグラフを表示する表示
器として構成することができ、前記した最小受光量を示
す情報や、前記遮光状態を判別するためのしきい値また
は光軸合わせ用しきい値を上回る受光量を得た光軸数な
どを表示することができる。
受光器の設置時にアナログ表示器の表示により光軸の調
整作業を支援した後、光軸が適正に調整されて表示され
る情報が安定化すると、発光中の発光体の輝度が下がる
ので、情報を表示しつつも稼働中のセンサの消費電力を
削減することができる。なおアナログ表示器の発光輝度
を下げた後も、振動の影響などにより表示される情報が
変動した場合は、発光輝度を最初のレベルに戻すのが望
ましい。
かる多光軸光電センサの設置状態を示すもので、図中の
1は投光器を、2は受光器を、それぞれ示す。前記投受
光器1,2は、いずれも長手形状のケース体5を本体と
する。各ケース体5,5は、それぞれ一側面に図示しな
い窓部が形成されており、長手方向を垂直方向に対応さ
せ、各窓部を対向させた状態で設置される。
器2には前記投光素子3と同数の受光素子4が、それぞ
れ前記窓部に沿う位置に一列に並べた状態で組み込まれ
る。各投光素子3および各受光素子4は、いずれも所定
のピッチで配置される。投光器1と受光器2とを対向さ
せたとき、各投光素子3と各受光素子4とが一対一の関
係で向かい合うように設置することにより、各投受光素
子3,4の光軸が合わせられ、投受光器1,2間に、投
受光素子3,4の組合せ毎の光軸が平行に並ぶ2次元の
検知エリアSが設定される。
ロボットのロボットアームの作業領域や、プレス機械に
おける型の往復動領域のような危険区域内に設置され、
前記検知エリアSへの物体(作業者の身体など)の侵入
を検知すると、前記受光器2から機械側に異常検知信号
が出力される。機械側では、この異常検知信号を受け
て、機械の動作を停止させるなどの異常処理を行う。
は、投光器1および受光器2の本体の外側面(前記窓部
と反対側の面をいう)に、光軸の調整状態を示すための
バーグラフ表示器6が設置される。各バーグラフ表示器
6は、それぞれ複数個(図示例では8個)の発光体L0
〜L7を長手方向に沿って一列に配置したもので、いず
れのバーグラフ表示器6,6にも同じ情報が表示され
る。なお前記発光体L0〜L7および各投光素子3は、
いずれも発光ダイオードにより構成され、受光器2の受
光素子4は、フォトダイオードにより構成される。
部の構成を示す。投光器1には、前記各投光素子3やバ
ーグラフ表示器6を構成する発光体L0〜L7のほか、
各投光素子3を個別に駆動する駆動回路7,光軸順次選
択回路10,発光体駆動回路16,制御回路12,なら
びに受光器2との通信のための通信回路14などが組み
込まれる。
備するマイクロコンピュータであり、所定の時間間隔毎
に、投光素子発光用の駆動信号(以下これを「発光指示
信号」という。)を出力する。前記光軸順次選択回路1
0は、各投光素子3の駆動回路7を順に制御回路12に
接続するためのゲート回路であって、この回路10にお
ける切替処理により、前記制御回路12からの発光指示
信号が各駆動回路7に順に与えられて、各投光素子3が
順に発光する。また制御回路12は、前記通信回路14
を介して、受光器2側に前記発光指示信号を出力するほ
か、受光器2より前記バーグラフ表示器6の表示を制御
するための制御信号の送信を受けて前記発光体駆動回路
16を制御する。
バーグラフ表示器6を構成する発光体L0〜L7のほ
か、光軸順次選択回路11,発光体駆動回路17,増幅
回路18,サンプルホールド回路19,A/D変換回路
20,制御回路13,通信回路15などが組み込まれ
る。また各受光素子4と光軸順次選択回路11との間に
は、それぞれ増幅回路8とアナログスイッチ9とが設け
られる。なお通信回路15は、投光器1側の通信回路1
4とケーブル接続される。
路12と同様に、CPUやメモリを具備するマイクロコ
ンピュータにより構成される。この制御回路13は、前
記通信回路15を介して投光器1側からの発光指示信号
を受け取り、この発光指示信号に同期する信号を光軸順
次選択回路11およびサンプルホールド回路19に出力
する。前記光軸順次選択回路11は、投光器1側の回路
10と同様のゲート回路であって、前記制御回路13か
らの同期信号を順にアナログスイッチ9に与えることに
より、アンプ8を介して受光素子4からの出力信号を順
に取り出す働きをする。なおこのアナログスイッチ9の
切替えは、前記投光器1側の投光素子3の発光順序に対
応するように行われており、これにより前記順次点灯し
た発光素子からの光に対応する受光量を示す信号(以下
「受光量レベル信号」という。)が順に取り出される。
アナログスイッチ9から増幅回路18に入って再度増幅
された後、サンプルホールド回路19においてサンプリ
ングされる。さらにサンプリングされた受光量レベル信
号はA/D変換回路20によりディジタル変換されて、
制御回路13に入力される。制御回路13は、入力され
た受光量レベル信号のディジタル変換値(以下、「受光
量データ」という。)を、あらかじめ設定された遮光状
態を判別するためのしきい値(以下、「遮光判定しきい
値」という。)と比較する。そしていずれかの受光量デ
ータが遮光判定しきい値を下回ると、前記検知エリアS
に物体があると判別し、図示しない出力回路から前記異
常検知信号を出力する。
バーグラフ表示器6に対する表示制御のためにも使用す
る。バーグラフ表示器6の制御は、たとえば前記8個の
発光体のうちのどの発光体までを点灯させるかを示す点
灯パターン(通常8種類、全く点灯させない場合も含め
ると9種類の点灯パターンが考えられる。)を示す制御
信号を発光体駆動回路17に与えることによって行われ
る。さらにこの制御信号は、通信回路15を介して投光
器1側に送信され、投光器1側の制御回路12を介して
発光体駆動回路16に与えられる。
るバーグラフ表示のための手順を示す。前記したよう
に、制御回路13は、投光器1側から得た発光信号に同
期する信号を光軸順次選択回路11およびサンプルホー
ルド回路19に与えることにより、各投光素子3からの
光に対応する受光量データを順に取得する(図3のST
1)。1サイクル分の受光量データの取込みが完了する
と、ST2が「YES」となってST3に進み、得られ
た受光量データの中から最小レベルとなるものを抽出す
る。
ように、バーグラフ表示器6の8個の発光体L0〜L7
に対し、それぞれ所定の受光量レベルをしきい値TH0
〜TH7として対応づけたテーブルが設定される。なお
図示例の場合、TH0<TH1<TH2<・・・<TH
7となるように設定される。図3のST4では、前記最
小受光量を各しきい値TH0〜TH1と比較し、その比
較結果に応じていずれの発光体までを点灯させるかを決
定する。ST5では、前記決定した点灯パターンを示す
制御信号を生成し、発光体駆動回路17および通信回路
15に出力する。
〜TH1のいずれかを遮光判定しきい値と同値にして、
前記遮光判定しきい値に対する最小受光量の過不足度合
いを示すようにしている。この設定によれば、バーグラ
フ表示器6により、最小受光量が遮光判定しきい値に対
し余裕度を持つレベルになったことがされたとき、すべ
ての光軸が適正な状態に調整されたことになるから、セ
ンサの設置時に、バーグラフ表示器6の表示を確認しな
がら作業を行うようにすれば、各光軸を正しく調整する
ことができる。
示例を示す。なお、図中の「オン領域」とは、前記遮光
判定しきい値以上になる受光量の範囲であり、「オフ領
域」とは、前記遮光判定しきい値を下回る受光量の範囲
である。
L1に前記遮光判定しきい値に相当するレベル(図中、
「オンレベル」と示す。)を対応づけることにより、最
小受光量が遮光判定しきい値に達するまで発光体L0の
みを点灯させ、最小受光量がオン領域に達した後は、そ
の受光量レベルに応じてL1以降の所定数の発光体を点
灯するようにしている。このような表示制御によれば、
作業者は、最小受光量がオン領域に到達するまでの状態
を持続的に確認できるとともに、最小受光量がオン領域
に達した後も、どの程度の余裕度があるかを確認しつつ
光軸の調整作業を行うことができる。
遮光判定しきい値を対応づけることにより、このオン領
域に達するまでの最小受光量の動きを段階を追って表示
するようにしている。この例の場合、最小受光量がオン
領域に達するまでの状態がきめ細かく表示されるので、
初期の設置作業が行いやすいというメリットがある。た
だし最小受光量がオン領域に達した後の余裕度は表示さ
れない。
発光体L3に前記遮光判定しきい値を対応づけることに
より、最小受光量がオン領域に到達する前後の状態を確
認できるようにしたものである。特に図5(4)の例で
は、オフ領域に対応する3個の発光体L0〜L2に赤色
発光型のLEDを採用し、オン領域に対応する残り5個
の発光体L3〜L7に緑色発光型のLEDを採用するこ
とにより、受光量がオン,オフいずれの領域にあるか
を、その過不足の度合とともに、一層わかりやすく示す
ことができる。
それぞれ2種類の光源を組み込み、最小受光量がオフ領
域にあるときとオン領域にあるときとで発光色を切り替
えるようにしている。図示例では、最小受光量がオフ領
域にあるときは、各発光体L0〜L7をオフ領域に対応
させて、前記遮光判定しきい値までに不足する受光量に
応じた数の発光体を赤色に発光させる。さらにその後、
最小受光量がオンレベルに到達すると、各発光体L0〜
L7をオン領域に対応させて遮光判定しきい値を上回る
受光量に応じた数の発光体を緑色で点灯させる。
赤色光によるバーグラフが表示されている間はバーが低
くなるような調整を行い、緑色光によるバーグラフが表
示されている間はバーが高くなるような調整を行うこと
になる。このように、光軸の調整状態が、色およびバー
の高低により明確に示されるので、作業者は表示を参照
しながら各光軸を最適な状態に調整することができる。
構成した場合は、前記図5(4)と同様に、中間位置の
所定の発光体に遮光判定しきい値を対応づけておき、最
小受光量がオン領域に到達した時点で、バーグラフ全体
の表示色を赤色から緑色に切り替えるようにしてもよ
い。
より入光状態から遮光状態になったと判別するための遮
光判定しきい値と、受光量の増加により遮光状態から入
光状態になったと判別するための遮光判定しきい値とを
個別に設定し、前者のしきい値を後者のしきい値より低
く設定することにより、遮光状態の判定動作にヒステリ
シスを持たせる場合がある。この場合は、受光量の増加
時に使用する遮光判定しきい値を前記図5のオンレベル
に設定して、最小受光量の過不足状態を表示するのが望
ましい。
ベルをバーグラフとして表示することによって、各光軸
を余裕度を持つ状態にまで調整できるようにしたが、同
じ基本構成の多光軸光電センサにおいて、余裕度を持つ
受光状態にある光軸の数を示す情報を表示するようにし
てもよい。
または光軸の割合を表示する場合の制御回路13の処理
手順を示す。なお、この図6では、図3の手順と区別す
るために、個々の処理のステップを「ST11」以降の
符号により示す。
状態になっているかどうかを判別するために、前記遮光
判定しきい値よりも所定量だけ高いレベルを光軸調整用
のしきい値として設定している。(以下、このしきい値
を「光軸合わせしきい値」という。またこの光軸合わせ
しきい値を上回る受光量の範囲を「調整完了領域」と呼
ぶことにする。)
調整完了領域の各領域に達した光軸の数を計数するため
のカウンタであって、まず最初のST11で、これらカ
ウンタB1,B2をゼロクリアした上で、受光量データ
の取込み処理を開始する。
を取り込んだ後、ST13〜16では、この受光量を遮
光判定しきい値,光軸合わせしきい値の各しきい値と比
較し、受光量が遮光判定しきい値を上回る場合はB1
を、さらに光軸合わせしきい値を上回る場合はB2を、
それぞれインクリメントする。1サイクル分の受光量デ
ータの取込みが完了すると、ST17が「YES」とな
ってST18に進み、前記カウンタB1,B2の数に応
じて、前記8個の発光体L0〜L7のうちのどの発光体
を点灯させるかを決定する。ST19では、決定した点
灯パターンを示す制御信号を生成し、発光体駆動回路1
7および通信回路15に出力する。
す。この例では、前記バーグラフ表示器6の8個の発光
体L0〜L7を上下4個ずつに分け、下半分の発光体L
0〜L3を赤色発光型のLEDにより構成する一方、上
半分の発光体L4〜L7を緑色発光型のLEDにより構
成する。(以下、赤色LEDによる発光体L0〜L3を
「第1グループ」、緑色LEDによる発光体L4〜L7
を「第2グループ」と呼ぶ。)そして第1グループの各
発光体L0〜L3によりオン領域に達している光軸の数
を表示し、さらに第2グループの各発光体L4〜L7に
より、調整完了領域に到達した光軸の数を表示するよう
にしている。
カウンタB1,B2の計数値に基づく光軸数を全光軸数
に対する割合に換算してパーセントを単位とした表示を
行っており、いずれのグループでも、B1,B2が全光
軸数の25パーセントに相当する数だけ増える毎に、発
光体を下から順に1つずつ点灯させるようにしている。
L7の点灯状態の変化を示している。図7(1)は、い
ずれの光軸もオフ領域にある状態下での表示であって、
いずれのグループの発光体も完全消灯している。図7
(2)は、調整作業が進んで全体の50パーセントの光
軸がオン領域に達しているが、調整完了領域に達した光
軸は25パーセントに満たない状態を示す。
軸がオン領域に達するとともに、全体の25パーセント
の光軸が調整完了領域に達したときの表示状態であり、
第1グループの3個の発光体L0〜L2と、第2グルー
プの最下位の発光体L4とが点灯している。図7(4)
(5)は、すべての光軸がオン領域に達しているが、ま
だ調整完了領域に達していない光軸があることを表示し
た状態であり、第1グループのすべての発光体L0〜L
3を点灯させて各光軸がオン領域に達したことを示すと
ともに、第2グループの未点灯の発光体L6,L7によ
って、光軸の調整が完了していないことを示している。
図7(6)は、すべての光軸が調整完了領域に達したと
きの表示状態であり、第1,第2のグループのすべての
発光体L0〜L7が点灯している。
が図7(6)の表示状態を示すまで調整作業を続けるこ
とにより、すべての光軸を遮光判定しきい値に対して十
分な余裕度を持つ状態にまで調整することができる。ま
た前記第1,第2の2つのグループを設けることによ
り、オン領域には入っているが、調整完了領域のレベル
にまで到達していない光軸数を認識することができるの
で、作業員は、あとどのくらいの調整作業を行えば良い
かを把握しやすくなり、光軸調整を効率良く進めること
ができる。
受光器2のそれぞれにバーグラフ表示器6を設けている
が、必ずしも双方に表示器を設ける必要はなく、いずれ
か一方(設計上は受光器2が望ましい。)にのみ設置す
るようにしてもよい。またバーグラフ表示器6に代え
て、複数の発光体による円グラフを表示するなど、バー
以外のアナログ表示を行うようにしてもよい。また7セ
グメントの数値表示器などにより、最小受光量のレベル
や調整可能領域に達した光軸数などを度数表示すること
も可能である。このほか表示器を投受光器1,2から独
立させ、たとえば液晶のディスプレイ装置などで構成
し、投受光器1,2の近傍位置で情報を提示したり、音
声や効果音により情報を出力するようにしてもよい。
作業が完了した時点で消灯するようにしてもよいが、セ
ンサ稼働後の振動などにより光軸がずれた場合を考慮し
て、常時、オン状態にしておくのが望ましい。ただし前
記バーグラフ表示器6などの発光体を用いた表示器を使
用する場合は、表示させる情報が安定した時点で発光中
の発光体の輝度を下げることにより、消費電力を抑える
のが望ましい。なお発光体の輝度を下げるには、図8に
示すように、前記発光体駆動回路16,17において、
発光体に与える駆動パルスの周期に対する駆動パルスの
幅の割合(デューティー比)を通常よりも小さくすれば
よい。
順を示す。なおこの手順は、バーグラフ表示器6に最小
受光量が表示される場合の手順であり、個々の処理のス
テップは「ST21」以降の符号により示す。
受光器2側の制御回路13で行われる。最初のST21
の処理は、制御回路13内のタイマをスタートさせる処
理であって、電源投入時などに行われる。この後、制御
回路13は、前記図3のST3の処理に応じて、ST2
2以降の処理を実行する。(具体的には、ST22以降
の処理は、ST3〜5のいずれかの処理が終了した時点
での割込処理として実行される。)
が一巡した時点で得られる最小受光量ADMINを求め、
つぎのST23で、この最小受光量ADMINを、一段階
前に得た最小受光量ADLASTと比較する。両者が一致し
ない場合は、ST23からST24に進んで、前記タイ
マをリセットした後、ST25で、最新の最小受光量A
DMINによりADLASTを書き換え、ST22に戻る。以
下、ADMINとADLASTとが一致するまで、毎時の最小
受光量ADMINを取り込み、ST22〜25の処理を繰
り返す。
たと判別すると、以後、ST22〜27の処理により、
所定時間(T秒)が経過するまでADMINとADLASTと
の一致状態が持続するか否かを判別する。T秒の間、前
記一致状態が持続すると、最小受光量が安定化したと判
別してST27に進み、前記バーグラフ表示器6の輝度
を下げることを決定する。
体制御回路17に対し、発光中の発光体に対する駆動パ
ルス幅のデューティー比の変更を指示する制御信号を出
力するとともに、同様の制御信号を、通信回路15を介
して投光器1に送信する。投光器1側の制御回路12
は、通信回路14を介してこの制御信号を取り込んだ
後、この制御信号に応じて自装置内の発光体駆動回路1
6を制御する。これにより投受光器1,2の各バーグラ
フ表示器6の輝度は、ほぼ同時に低い値に切り替えられ
る。
低くした後に、振動などの影響を受けて光軸のずれが生
じ、最小受光量ADMINに変化が生じた場合は、再びバ
ーグラフ表示器6の輝度を初期状態に戻すなどして、光
軸のずれを報知する必要がある。特に、光軸が大きくず
れて最小受光量ADMINがオフ領域まで落ち込んだ場合
は、安全の確保のために前記異常検知信号を出力するな
どして、速やかな光軸の再調整を促すのが望ましい。
領域内に留まっている場合、上記のような異常処理にま
で移行する必要はないが、光軸に若干のずれが生じたこ
とを報知するために、バーグラフ表示器6を点滅表示さ
せたり、ブザーなどにより異常を報知するように設定す
るのが望ましい。
示器6に光軸数を表示させる場合には、前記カウンタB
1,B2の値がともに全光軸数に相当する値のまま維持
される状態になったとき、発光体L0〜L7の輝度を下
げるのが望ましい。
のような光軸調整のための情報表示機能のみならず、セ
ンサ内で発生する各種の異常を報知する機能を持たせる
こともできる。たとえば上記実施例のように8個の発光
体を具備する表示器の場合、各発光体のオンオフを組み
合わせることにより、異常の内容を8ビット構成の情報
として表示することができ、28=256通りの異常を
報知することが可能となる。
1の状態で取り付けられるとは限らず、上下反転させて
取り付けられたり、横向きに取り付けられる場合もあ
る。このように投受光器1,2の取付け方向が変更され
た場合、前記バーグラフの表示方向に違和感が生じる
(たとえば上から下に向かってバーが伸びるなど)こと
がある。
2とを接続する通信ケーブルに環境設定用のコンピュー
タ(パーソナルコンピュータやコンソールなどを指
す。)を接続し、このコンピュータから投受光器1,2
にバーグラフの表示方向に関する設定データを送信する
ことによって、解決することができる。すなわち投受光
器1,2に、外部のコンピュータからの入力を受け付け
るための通信モジュールと、入力された設定データに応
じて前記発光体駆動回路16,17への制御信号の出力
パターンを切り替えるようなソフトウェアを組み込むこ
とによって、前記バーグラフの表示方向を現場の所望す
る方向に設定することが可能となる。なおバーグラフ表
示器6を他のアナログ表示器やディジタル表示器に代え
た場合も、同様に、発光体の表示の順序や数字の表示方
向を、外部からの設定データに応じて切り替えることが
可能である。
れた受光量のうち最小値となる受光量を示す情報を出力
するようにしたので、遮光状態を判別するためのしきい
値に対して十分に余裕度を持つレベルまで各光軸が調整
されたかどうかを確認しながら光軸調整を行うことが可
能となり、信頼性の高い物体検知環境を設定することが
できる。また最小受光量が前記遮光状態を判別するため
のしきい値に到達する前から情報の出力を行うことによ
り、初期の作業の段階から作業者に光軸の位置合わせの
状態を報知して、光軸調整作業の負担を軽減することが
できる。
ためのしきい値より所定量以上レベルの高い受光量が得
られた光軸の数を抽出し、その抽出結果を示す情報を表
示するようにしたので、最小の受光量を出力する場合と
同様に、各光軸が十分に余裕度を持つ受光状態になって
いるかどうかを確認しながら光軸調整を行うことが可能
となり、信頼性の高い物体検知環境を設定することがで
きる。
示す斜視図である。
る。
チャートである。
応関係を示す説明図である。
の表示例を示す説明図である。
チャートである。
の表示例を示す説明図である。
る。
フローチャートである。
Claims (8)
- 【請求項1】 複数個の投光素子が一列に配置された投
光器と、前記投光素子と同数の受光素子が一列に配置さ
れた受光器とを、各投光素子と各受光素子とが一対一に
向かい合うように設置し、所定の受光レベルをしきい値
として光軸毎に遮光状態を判別するようにした多光軸光
電センサにおいて、 前記各投光素子を順次発光させる発光制御手段と、 各投光素子の発光動作に同期して、発光した素子に対向
する受光素子による受光量を順次取り込む受光量取得手
段と、 前記各受光素子に対する受光量の取込みが一巡する間に
得られた受光量のうちの最小値を検出する最小受光量検
出手段と、 前記最小受光量検出手段により検出された最小受光量を
示す情報を出力する出力手段とを具備する多光軸光電セ
ンサ。 - 【請求項2】 前記出力手段は、前記最小受光量をアナ
ログ表示する手段である請求項1に記載された多光軸光
電センサ。 - 【請求項3】 前記最小受光量をアナログ表示する手段
は、バーグラフを表示するための表示器と、前記表示器
に前記最小受光量検出手段により検出された最小受光量
を示すバーグラフを表示させる表示制御手段とを具備す
る請求項2に記載された多光軸光電センサ。 - 【請求項4】 前記表示制御手段は、前記表示器におい
て、バーグラフの中間位置に前記遮光状態を判別するた
めのしきい値に相当する受光量を対応させて成る請求項
3に記載された多光軸光電センサ。 - 【請求項5】 前記表示器は、少なくとも2種類の色彩
を表示可能に構成され、前記表示制御手段は、前記遮光
状態を判別するためのしきい値を上回る受光量と前記し
きい値を下回る受光量とを異なる色彩で表示する請求項
3に記載された多光軸光電センサ。 - 【請求項6】 前記表示器は、複数の発光体を一列に配
置して成り、 前記表示制御手段は、前記表示器に表示させる情報が前
記光軸の遮光状態を判別するためのしきい値を上回る値
で安定化したとき、発光中の発光体の輝度を下げる請求
項3に記載された多光軸光電センサ。 - 【請求項7】 前記表示制御手段は、外部からの設定デ
ータを受け付けて前記表示器のバーグラフの伸びる方向
を変更可能に構成されて成る請求項3に記載された多光
軸光電センサ。 - 【請求項8】 複数個の投光素子が一列に配置された投
光器と、前記投光素子と同数の受光素子が一列に配置さ
れた受光器とを、各投光素子と各受光素子とが一対一に
向かい合うように設置し、所定の受光レベルをしきい値
として光軸毎に遮光状態を判別するようにした多光軸光
電センサにおいて、 前記各投光素子を順次発光させる発光制御手段と、 各投光素子の発光動作に同期して、発光した素子に対向
する受光素子による受光量を順次取り込む受光量取得手
段と、 前記各受光素子に対する受光量の取込みが一巡する間に
得られた各受光量に基づき、前記遮光状態を判別するた
めのしきい値より所定量以上レベルの高い受光量が得ら
れた光軸の数を抽出する光軸数抽出手段と、 前記光軸数抽出手段による抽出結果を示す情報を表示す
る表示手段とを具備する多光軸光電センサ。
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