JP3704560B2 - 多光軸投光器 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投光状態を的確にモニター可能な多光軸投光器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多光軸光電センサ機器では図１のように、多光軸投光器１と多光軸受光器２の組み合わせから成り立っており、例えば投光器１から光軸３〜６が順序的に投光され、受光器２が光軸３〜６の投光タイミングと同期して、前記投光を受光検知している。このような多光軸光電センサ機器は工場の生産ラインなどで危険防止などのためによく使用され、例えば生産従事者の手が光軸４を遮ったとすると受光器２は遮光と判断して、アラーム報知や生産機械の停止などのための制御信号を送出するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、そのような投光器１の異常の一つとして、まれながらも二重投光（多重投光）という現象がありうる。これは本来投光すべき光軸に加えて隣接する光軸も同時に投光してしまう現象である。図１では例えば光軸３と光軸４がともに投光される現象である。この投光状態では光軸４が遮られたとしても、光軸３の光がその広がりにより点線のように光軸４上において受光器２に入光するため、受光器２は入光と判断してしまうことになる。これを回避するには二重投光（多重投光）を的確に検出するための回路を設ける必要がある。一般に多光軸投光器は、複数の出力端子に順序的に駆動信号を発生する駆動回路部と、前記出力端子に各々接続されて前記駆動信号により順序的にオンされて投光する投光素子を含む複数の投光回路部とを備えているが、二重投光を検出する回路としては、前記投光回路部の各入力または各出力電圧を直接的にオア接続した接続点電圧をモニターする手法（特開平１１−３５５１１５号公報）が知られている。しかし、この手法では投光回路部の電圧を直接的に検出して判定する回路構成であるため、前記駆動回路部の出力電圧値のバラツキによる影響を受けやすく、二重投光か否かの閾値設定が困難となる可能性があり、的確に二重投光を検出できないことが考えられる。本発明はこのような解決すべき課題を鑑み、精度よく二重投光（多重投光）を検出できる回路を備えた多光軸投光器を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明を要約すると、複数の出力端子に順序的に駆動信号を発生する駆動回路部と、前記出力端子に各々接続されて前記駆動信号により順序的にオンされて投光する投光素子を含む複数の投光回路部と、これらの投光回路部に各々接続されて、前記投光素子の非投光状態ではオンせず前記投光素子の投光状態でオンするトランジスタと、これらのトランジスタの出力側に各々接続された出力側抵抗とを含む複数の検出回路部と、直流電源から接続した共通抵抗とを備え、前記各出力側抵抗は前記共通抵抗に共通接続され、前記各出力側抵抗と前記共通抵抗の接続点電圧を投光状態のモニター電圧とした多光軸投光器である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を説明するが、それはあくまで本発明に基づいて採択された例示的な実施形態であり、本発明をその実施形態に特有な事項に基づいて限定解釈してはならず、本発明の技術的範囲は、請求項に示した事項さらにはその事項と実質的に等価である事項に基づいて定めなければならない。
【０００６】
図示の実施形態は、例として４光軸である多光軸投光器１を示し、複数の出力端子７〜１０に順序的に駆動信号１１を発生する駆動回路部１２と、前記出力端子７〜１０に各々接続されて前記駆動信号１１により順序的にオンされて投光する投光素子（発光ダイオード）LED1,LED2,…を含む複数の投光回路部１３〜１６と、これらの投光回路部１３〜１６に各々接続されて、前記投光素子LED1,LED2,…の非投光状態ではオンせず前記投光素子LED1,LED2,…の投光状態でオンするトランジスタQ1,Q2,…と、これらのトランジスタQ1,Q2,…の出力側に各々接続された出力側抵抗R1,R2,…とを含む複数の検出回路部１７〜２０と、直流電源VDDから接続した共通抵抗Rとを備え、前記各出力側抵抗R1,R2,…は前記共通抵抗Rに共通接続され、前記各出力側抵抗R1,R2,…と前記共通抵抗Rの接続点電圧を投光状態のモニター電圧としている。
【０００７】
通常動作を述べると、駆動回路部１２の出力端子７に駆動信号１１（Ｈレベル）が現れると、抵抗Ra1を介してトランジスタQa1にベース電流が流れ込み、これに伴ってトランジスタQa1にコレクタ電流が流れて、投光素子LED1がオンして投光される。そうすると、トランジスタQa1のエミッタ抵抗Rc1に電圧が発生して、この電圧により抵抗Rd1を介してトランジスタQ1にベース電流が流れて、トランジスタQ1がオンする。これによりトランジスタQ1にコレクタ電流が流れて抵抗R1と抵抗Rに電流が流れ、トランジスタQ1のコレクタ−エミッタ間電圧を実質０と仮定すると、モニター電圧としては、ＶＤＤ×（Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ））が発生する。以下同様にして、出力端子８に駆動信号１１が現れると、投光素子LED2がオンして投光されるとともに、トランジスタQ2がオンされて、モニター電圧としては、ＶＤＤ×（Ｒ２／（Ｒ２＋Ｒ））が発生する。ここで、説明簡略化のためにＲ＝Ｒ１＝Ｒ２＝…とすれば、通常投光時のモニター電圧としては、ＶＤＤ／２となることが理解される。なお、モニター電圧を検知して制御信号化するためにはコンパレータまたはＡ／Ｄコンバータ及びマイコンなどが必要となるが、それ自体は周知であるため、説明を省略する。
【０００８】
次に、ＩＣ化などで小型化されることが多い駆動回路部１２の出力端子７−８間が半田付け不良などで短絡された場合を考える。そうすると、例えば駆動信号１１が出力端子７に現れたときに、トランジスタQa1とトランジスタQa2がともにオンとなり、投光素子LED1と投光素子LED2がともに投光されることが考えられる。この時にはトランジスタQ1とトランジスタQ2がともにオンするため、Ｒ＝Ｒ１＝Ｒ２＝…とすれば、モニター電圧はＶＤＤ／３となる。また、極端に出力端子７〜１０のうちのＮ個が短絡して、Ｎ光軸同時投光したと考えれば、モニター電圧はＶＤＤ／（Ｎ＋１）となる。また、無投光時のモニター電圧としてはＶＤＤが出力される。以上のことから、モニター電圧の判定閾値を設定すれば、モニター電圧を検知するコンパレータなどにおいて、図４に示すようにＶＤＤとＶＤＤ／２の中間に閾値Ａを、ＶＤＤ／２とＶＤＤ／３の中間に閾値Ｂを設定して、モニター電圧が閾値Ｂより下回ったときに二重投光（多重投光）と判定すればよい。
【０００９】
以上述べた本実施形態では、投光素子LED1,LED2,…の非投光状態ではオンせず投光素子LED1,LED2,…の投光状態でオンするトランジスタQ1,Q2,…を設けたことに特徴があり、駆動回路部１２の出力電圧値のバラツキや駆動回路部１２の出力端子７〜１０間短絡時の駆動回路部１２の出力電圧値のバラツキの影響を実質的に受けることなく、モニター電圧が発生するため、判定閾値の設定が容易になり、二重投光（多重投光）の検出を精度よく行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】投光器と受光器の外観正面図
【図２】本発明の実施形態による投光器の回路図
【図３】同部分拡大回路図
【図４】同モニター電圧を示す電圧レベル図
【符号の説明】
１ 多光軸投光器
３〜６ 光軸
７〜１０ 出力端子
１１ 駆動信号
１２ 駆動回路部
LED1,LED2,… 投光素子
１３〜１６ 投光回路部
Q1,Q2,… トランジスタ
R1,R2,… 出力側抵抗
１７〜２０ 検出回路部
VDD 直流電源
R 共通抵抗
【発明の属する技術分野】
本発明は、投光状態を的確にモニター可能な多光軸投光器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
多光軸光電センサ機器では図１のように、多光軸投光器１と多光軸受光器２の組み合わせから成り立っており、例えば投光器１から光軸３〜６が順序的に投光され、受光器２が光軸３〜６の投光タイミングと同期して、前記投光を受光検知している。このような多光軸光電センサ機器は工場の生産ラインなどで危険防止などのためによく使用され、例えば生産従事者の手が光軸４を遮ったとすると受光器２は遮光と判断して、アラーム報知や生産機械の停止などのための制御信号を送出するものである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、そのような投光器１の異常の一つとして、まれながらも二重投光（多重投光）という現象がありうる。これは本来投光すべき光軸に加えて隣接する光軸も同時に投光してしまう現象である。図１では例えば光軸３と光軸４がともに投光される現象である。この投光状態では光軸４が遮られたとしても、光軸３の光がその広がりにより点線のように光軸４上において受光器２に入光するため、受光器２は入光と判断してしまうことになる。これを回避するには二重投光（多重投光）を的確に検出するための回路を設ける必要がある。一般に多光軸投光器は、複数の出力端子に順序的に駆動信号を発生する駆動回路部と、前記出力端子に各々接続されて前記駆動信号により順序的にオンされて投光する投光素子を含む複数の投光回路部とを備えているが、二重投光を検出する回路としては、前記投光回路部の各入力または各出力電圧を直接的にオア接続した接続点電圧をモニターする手法（特開平１１−３５５１１５号公報）が知られている。しかし、この手法では投光回路部の電圧を直接的に検出して判定する回路構成であるため、前記駆動回路部の出力電圧値のバラツキによる影響を受けやすく、二重投光か否かの閾値設定が困難となる可能性があり、的確に二重投光を検出できないことが考えられる。本発明はこのような解決すべき課題を鑑み、精度よく二重投光（多重投光）を検出できる回路を備えた多光軸投光器を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明を要約すると、複数の出力端子に順序的に駆動信号を発生する駆動回路部と、前記出力端子に各々接続されて前記駆動信号により順序的にオンされて投光する投光素子を含む複数の投光回路部と、これらの投光回路部に各々接続されて、前記投光素子の非投光状態ではオンせず前記投光素子の投光状態でオンするトランジスタと、これらのトランジスタの出力側に各々接続された出力側抵抗とを含む複数の検出回路部と、直流電源から接続した共通抵抗とを備え、前記各出力側抵抗は前記共通抵抗に共通接続され、前記各出力側抵抗と前記共通抵抗の接続点電圧を投光状態のモニター電圧とした多光軸投光器である。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態を説明するが、それはあくまで本発明に基づいて採択された例示的な実施形態であり、本発明をその実施形態に特有な事項に基づいて限定解釈してはならず、本発明の技術的範囲は、請求項に示した事項さらにはその事項と実質的に等価である事項に基づいて定めなければならない。
【０００６】
図示の実施形態は、例として４光軸である多光軸投光器１を示し、複数の出力端子７〜１０に順序的に駆動信号１１を発生する駆動回路部１２と、前記出力端子７〜１０に各々接続されて前記駆動信号１１により順序的にオンされて投光する投光素子（発光ダイオード）LED1,LED2,…を含む複数の投光回路部１３〜１６と、これらの投光回路部１３〜１６に各々接続されて、前記投光素子LED1,LED2,…の非投光状態ではオンせず前記投光素子LED1,LED2,…の投光状態でオンするトランジスタQ1,Q2,…と、これらのトランジスタQ1,Q2,…の出力側に各々接続された出力側抵抗R1,R2,…とを含む複数の検出回路部１７〜２０と、直流電源VDDから接続した共通抵抗Rとを備え、前記各出力側抵抗R1,R2,…は前記共通抵抗Rに共通接続され、前記各出力側抵抗R1,R2,…と前記共通抵抗Rの接続点電圧を投光状態のモニター電圧としている。
【０００７】
通常動作を述べると、駆動回路部１２の出力端子７に駆動信号１１（Ｈレベル）が現れると、抵抗Ra1を介してトランジスタQa1にベース電流が流れ込み、これに伴ってトランジスタQa1にコレクタ電流が流れて、投光素子LED1がオンして投光される。そうすると、トランジスタQa1のエミッタ抵抗Rc1に電圧が発生して、この電圧により抵抗Rd1を介してトランジスタQ1にベース電流が流れて、トランジスタQ1がオンする。これによりトランジスタQ1にコレクタ電流が流れて抵抗R1と抵抗Rに電流が流れ、トランジスタQ1のコレクタ−エミッタ間電圧を実質０と仮定すると、モニター電圧としては、ＶＤＤ×（Ｒ１／（Ｒ１＋Ｒ））が発生する。以下同様にして、出力端子８に駆動信号１１が現れると、投光素子LED2がオンして投光されるとともに、トランジスタQ2がオンされて、モニター電圧としては、ＶＤＤ×（Ｒ２／（Ｒ２＋Ｒ））が発生する。ここで、説明簡略化のためにＲ＝Ｒ１＝Ｒ２＝…とすれば、通常投光時のモニター電圧としては、ＶＤＤ／２となることが理解される。なお、モニター電圧を検知して制御信号化するためにはコンパレータまたはＡ／Ｄコンバータ及びマイコンなどが必要となるが、それ自体は周知であるため、説明を省略する。
【０００８】
次に、ＩＣ化などで小型化されることが多い駆動回路部１２の出力端子７−８間が半田付け不良などで短絡された場合を考える。そうすると、例えば駆動信号１１が出力端子７に現れたときに、トランジスタQa1とトランジスタQa2がともにオンとなり、投光素子LED1と投光素子LED2がともに投光されることが考えられる。この時にはトランジスタQ1とトランジスタQ2がともにオンするため、Ｒ＝Ｒ１＝Ｒ２＝…とすれば、モニター電圧はＶＤＤ／３となる。また、極端に出力端子７〜１０のうちのＮ個が短絡して、Ｎ光軸同時投光したと考えれば、モニター電圧はＶＤＤ／（Ｎ＋１）となる。また、無投光時のモニター電圧としてはＶＤＤが出力される。以上のことから、モニター電圧の判定閾値を設定すれば、モニター電圧を検知するコンパレータなどにおいて、図４に示すようにＶＤＤとＶＤＤ／２の中間に閾値Ａを、ＶＤＤ／２とＶＤＤ／３の中間に閾値Ｂを設定して、モニター電圧が閾値Ｂより下回ったときに二重投光（多重投光）と判定すればよい。
【０００９】
以上述べた本実施形態では、投光素子LED1,LED2,…の非投光状態ではオンせず投光素子LED1,LED2,…の投光状態でオンするトランジスタQ1,Q2,…を設けたことに特徴があり、駆動回路部１２の出力電圧値のバラツキや駆動回路部１２の出力端子７〜１０間短絡時の駆動回路部１２の出力電圧値のバラツキの影響を実質的に受けることなく、モニター電圧が発生するため、判定閾値の設定が容易になり、二重投光（多重投光）の検出を精度よく行える。
【図面の簡単な説明】
【図１】投光器と受光器の外観正面図
【図２】本発明の実施形態による投光器の回路図
【図３】同部分拡大回路図
【図４】同モニター電圧を示す電圧レベル図
【符号の説明】
１ 多光軸投光器
３〜６ 光軸
７〜１０ 出力端子
１１ 駆動信号
１２ 駆動回路部
LED1,LED2,… 投光素子
１３〜１６ 投光回路部
Q1,Q2,… トランジスタ
R1,R2,… 出力側抵抗
１７〜２０ 検出回路部
VDD 直流電源
R 共通抵抗
Claims (1)
- 複数の出力端子に順序的に駆動信号を発生する駆動回路部と、前記出力端子に各々接続されて前記駆動信号により順序的にオンされて投光する投光素子を含む複数の投光回路部と、これらの投光回路部に各々接続されて、前記投光素子の非投光状態ではオンせず前記投光素子の投光状態でオンするトランジスタと、これらのトランジスタの出力側に各々接続された出力側抵抗とを含む複数の検出回路部と、直流電源から接続した共通抵抗とを備え、前記各出力側抵抗は前記共通抵抗に共通接続され、前記各出力側抵抗と前記共通抵抗の接続点電圧を投光状態のモニター電圧とした多光軸投光器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002146509A JP3704560B2 (ja) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | 多光軸投光器 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002146509A JP3704560B2 (ja) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | 多光軸投光器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003338746A JP2003338746A (ja) | 2003-11-28 |
| JP3704560B2 true JP3704560B2 (ja) | 2005-10-12 |
Family
ID=29705477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002146509A Expired - Fee Related JP3704560B2 (ja) | 2002-05-21 | 2002-05-21 | 多光軸投光器 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3704560B2 (ja) |
-
2002
- 2002-05-21 JP JP2002146509A patent/JP3704560B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2003338746A (ja) | 2003-11-28 |
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