JPH0575421A - 多光軸光電スイツチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 外乱光による誤検出を防止する。 【構成】 投光器１のＬＥＤ（発光ダイオード）３ａ乃
至３ｈによる投光動作に一定期間の非投光動作期間を設
ける。その一定期間中にマイクロコンピュータ１５によ
り、受光器２のＰＤ（フォトダイオード）１３ａ乃至１
３ｈによる受光信号を順次有効化して入光状態の有無を
検出する。これにより、入光状態を検出すれば、ＬＥＤ
３ａ乃至３ｈ以外の光源からの光を受けていることにな
る。この状態に迅速に対処することができ、遮光状態を
検出する検出動作時に外乱光による誤検出を防止でき
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、投光素子及び受光素子
の対を複数備え、検出エリア内への投光素子の点灯に同
期して対となる受光素子からの受光信号を有効化して検
出エリア内の遮光状態を検出するようにした多光軸光電
スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の光電スイッチは、広い検出エリ
アで物体の有無を検出できるので、例えば、プレス装置
の安全装置に利用される。その概略的構成は次の通りで
ある。即ち、対をなす投光素子及び受光素子を複数対設
け、制御回路からの信号により投光素子を１個ずつ順次
検出エリア内に向けて発光させる。一方、受光素子群は
複数の入力端子を備えた選択回路に接続され、それらの
受光素子群のうち発光している投光素子と対をなす１つ
の受光素子のみが投光素子の発光タイミングと同期して
選択回路により有効化される。

【０００３】そして、受光素子から選択回路を通った受
光信号は、受光アンプにより増幅され、比較回路によっ
て所定の基準レベルと比較され、何れかの受光素子にお
ける受光量が低くなったと判断されたときには、その検
出エリアのうちその投光素子と受光素子による光軸中に
物体が侵入したことが判断される。

【０００４】この場合、１つの投光素子が発光している
ときには、対をなす受光素子からの受光信号のみを有効
化するのは次の理由による。即ち、投光素子から発せら
れる光がそれと対をなす受光素子のみに入射されるとは
限らず、その近傍に設けられている受光素子にも比較的
強度の大きい光として入射する場合がある。従って、全
ての受光素子からの受光信号が等しく１つの比較回路に
入力される構成とすると、物体の侵入によってその光軸
が遮光状態にあるにも拘らず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。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ように投光素子と受光素子との対を同期させた状態で検
出動作を行う場合でも、次のような場合には正確な検出
ができなくなる場合がある。

【０００６】即ち、例えば、ある投光素子と受光素子と
の対により構成される光軸に物体が侵入して遮光状態と
なっているときに、この受光素子には投光素子からの光
が入射しないことにより非入光状態となるべきである
が、このとき、外部から外乱光として例えば他のセンサ
の投光やスパッタ光或は照明器具等からの光がその受光
素子に入光すると、入光状態と判断してしまうことによ
り遮光状態が検出できなくなることがある。

【０００７】そして、このように遮光状態でありながら
受光状態を検出することは、安全装置として利用する場
合には、危険側に動作することになる不具合となる。

【０００８】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、外乱光による入光状態を検出すること
により、迅速にその外乱光の悪影響を排除することがで
き、従って、遮光状態の検出を常に正確に行うことがで
きる多光軸光電スイッチを提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の多光軸光電スイ
ッチは、検出エリアに向けて光を照射すべく予め決めら
れたタイミングで順次点灯される複数の投光素子と、こ
れらの投光素子と対をなすように設けられて前記検出エ
リアからの光を受ける複数の受光素子と、これら各受光
素子からの受光信号をその対となる前記投光素子の点灯
タイミングに同期させて有効化する制御手段と、前記受
光素子からの受光信号に基づいて前記検出エリアにおけ
る遮光状態を判断する判断手段と、前記受光素子からの
受光信号を前記投光素子の非投光タイミングで有効化さ
せて前記検出エリア内への外乱光の入光状態を検出する
検査手段とを設けて構成したところに特徴を有する。

【００１０】

【作用】本発明の多光軸光電スイッチによれば、制御手
段は、複数の投光素子及び受光素子の各対を順次動作さ
せて検出エリア内の遮光状態を検出し、このとき、検査
手段は、投光素子の非投光タイミングで受光素子からの
受光信号を有効化させることにより、投光素子以外の光
源即ち外乱光による入光状態がないかどうかを検出す
る。これにより、制御手段による遮光状態の検出動作に
おいて、外乱光による誤検出等が発生することを迅速に
排除することができ、もって正確な検出を行なうことが
できる。

【００１１】

【実施例】以下、本発明をプレス装置の安全装置等に用
いられる８光軸のエリアセンサに適用した場合の一実施
例について図面を参照しながら説明する。

【００１２】図１は電気的構成の概略を示すもので、こ
のエリアセンサは、電気的に分離された投光器１及び受
光器２から構成されている。

【００１３】まず、投光器１において、複数の投光素子
たる８個のＬＥＤ（発光ダイオード）３ａ乃至３ｈは投
光回路４を介してマイクロコンピュータ５に接続されて
いる。直流電源回路６は、マイクロコンピュータ５に接
続されると共に、電流検出回路７を介して投光回路４に
接続され、所定の直流電圧で給電されるようになってい
る。尚、電流検出回路７は、例えば、通電電流に比例し
て端子電圧が得られる電流検出用抵抗とその端子電圧が
与えられる２個の比較器から構成され、端子電圧が所定
範囲内にあるときに一方の比較器は「Ｈ」レベル，他方
の比較器は「Ｌ」レベルの信号をマイクロコンピュータ
５に入力するようになっている。

【００１４】マイクロコンピュータ５は、後述するよう
に投光回路４を介してＬＥＤ３ａ乃至３ｈに投光信号を
与えるようになっており、ＬＥＤ３ａ乃至３ｈは夫々検
出エリア８内に向けて８光軸の検出用の光を順次投射す
る。

【００１５】また、マイクロコンピュータ５には投光器
１の動作状態を表示するための表示回路９が接続されて
いる。この表示回路９には表示用のＬＥＤ９ａ（図２参
照）が配設されており、後述するように投光器１の動作
状態に応じてマイクロコンピュータ５から表示信号が与
えられるようになっている。

【００１６】さて、上述の投光回路４は、図２に示すよ
うに構成されている。即ち、各ＬＥＤ３ａ乃至３ｈには
夫々を点灯駆動するための駆動回路１０ａ乃至１０ｈが
接続されている。各駆動回路１０ａ乃至１０ｈは、夫々
ＡＮＤ回路１１ａ乃至１１ｈの出力端子に接続されてい
る。ＡＮＤ回路１１ａ乃至１１ｈの各一方の入力端子
は、夫々シフトレジスタ１２ａ乃至１２ｈの出力端子Ｑ
０乃至Ｑ７に接続されており、ＡＮＤ回路１１ａ乃至１
１ｈの各他方の入力端子はマイクロコンピュータ５の出
力端子Ａに接続されている。

【００１７】シフトレジスタ１２ａのデータ入力端子Ｄ
０はマイクロコンピュータ５の出力端子Ｂに接続され、
出力端子Ｑ０はシフトレジスタ１２ｂのデータ入力端子
Ｄ１に接続され、以下同様にしてシフトレジスタ１２ｃ
乃至１２ｈの出力端子とデータ入力端子とが順次接続さ
れている。そして、シフトレジスタ１２ｈの出力端子Ｑ
７はマイクロコンピュータ５に接続されている。また、
シフトレジスタ１２ａ乃至１２ｈの各クロック入力端子
ＣＫはマイクロコンピュータ５の出力端子Ｃに接続され
ている。

【００１８】尚、投光回路４はＬＥＤ３ａ乃至３ｄを投
光駆動するメイン回路部４ａと、ＬＥＤ３ｅ乃至３ｈを
投光駆動するサブ回路部４ｂとに分けた構成としてお
り、本実施例においては８光軸用として２つの回路部４
ａ，４ｂをシリアルに接続した状態で使用している。そ
して、サブ回路部４ｂの後段には、さらに同様のサブ回
路部をシリアルに接続可能となっている。

【００１９】次に、受光器２において、複数の受光素子
たる８個のＰＤ（フォトダイオード）１３ａ乃至１３ｈ
は、受光回路１４を介してマイクロコンピュータ１５に
接続されている。このマイクロコンピュータ１５は、制
御手段及び検査手段としての機能を兼ね備えている。直
流電源回路１６は、マイクロコンピュータ１５に接続さ
れ、所定の直流電圧で給電するようになっている。ま
た、各ＰＤ１３ａ乃至１３ｈはＬＥＤ３ａ乃至３ｈと夫
々対をなすように検出エリア８に向けて配置構成されて
いる。

【００２０】受光回路１４の出力線は、回線チェック回
路１７を介してマイクロコンピュータ１５に接続される
と共に、判断手段たる検出回路１８を介してマイクロコ
ンピュータ１５に接続されている。マイクロコンピュー
タ１５には判断結果を出力する出力回路１９が接続され
ると共に、判断結果を表示する表示回路２０が接続され
ている。

【００２１】後述するようにフォトダイオード１３ａ乃
至１３ｈにより受けた検出エリア８からの光は、電気的
な出力信号に変換されて回線チェック回路１７及び検出
回路１８を介してマイクロコンピュータ１５に入力さ
れ、検出エリア８内の状態を判断するようになってい
る。

【００２２】さて、上述の受光器２は、詳しくは図３に
示すように構成される。即ち、各ＰＤ１３ａ乃至１３ｈ
には夫々受光信号を電気信号に変換する変換回路２１ａ
乃至２１ｈが接続されている。各変換回路２１ａ乃至２
１ｈは夫々アナログスイッチ２２ａ乃至２２ｈを介して
検出回路１８及び回線チェック回路１７に接続されてい
る。アナログスイッチ２２ａ乃至２２ｈの各ゲートには
夫々シフトレジスタ２３ａ乃至２３ｈの出力端子Ｑ０乃
至Ｑ７が接続されている。

【００２３】尚、上述の回線チェック回路１７は、アナ
ログスイッチ２２ａ乃至２２ｈのオン状態における出力
電圧により「Ｈ」レベルの出力，オフ状態の出力電圧に
より「Ｌ」レベルの出力をマイクロコンピュータ１５に
与えるようになっている。

【００２４】シフトレジスタ２３ａのデータ入力端子Ｄ
０はマイクロコンピュータ１５の出力端子ａに接続さ
れ、出力端子Ｑ０はシフトレジスタ２３ｂのデータ入力
端子Ｄ１に接続され、以下同様にしてシフトレジスタ２
３ｃ乃至２３ｈがシリアルに接続されている。シフトレ
ジスタ２３ｈの出力端子Ｑ７はマイクロコンピュータ１
５に接続されている。また、シフトレジスタ２３ａ乃至
２３ｈの各クロック入力端子ＣＫはマイクロコンピュー
タ１５の出力端子ｂに接続されている。

【００２５】尚、受光回路１４は、ＰＤ１３ａ乃至１３
ｄからの受光信号を受付けるメイン回路部１４ａと、Ｐ
Ｄ１３ｅ乃至１３ｈからの受光信号を受付けるサブ回路
部１４ｂとに分けた構成としており、本実施例において
は、８光軸用として２つの回路部１４ａ，１４ｂをシリ
アルに接続した状態で使用している。そして、サブ回路
部１４ｂの後段には、さらに同様のサブ回路部をシリア
ルに接続可能となっている。

【００２６】検出回路１８は、遮光検出用の比較回路１
８ａ，安定入光検出用の比較回路１８ｂ及び波形整形回
路１８ｃから構成されており、夫々受光回路１４から検
出信号が与えられ、その出力をマイクロコンピュータ１
５に与える。また、マイクロコンピュータ１５からは、
夫々の回路１８ａ乃至１８ｃにヒステリシス用のフィー
ドバック信号が与えられるようになっている。

【００２７】遮光検出用の比較回路１８ａは、所定の入
光検出レベルを超える受光信号が与えられると、入光状
態を示す「Ｈ」レベルの信号をマイクロコンピュータ１
５に出力するようになっている。安定入光検出用の比較
回路１８ｂは、上述の入光検出レベルよりも高い安定入
光検出レベルが設定されており、この安定入光検出レベ
ルを超える受光信号が与えられると、安定入光状態を示
す「Ｈ」レベルの信号をマイクロコンピュータ１５に与
えるようになっている。また、波形整形回路１８ｃは後
述するようにバースト信号が受光信号として与えられる
と、同期検出信号をマイクロコンピュータ１５に与える
ようになっている。

【００２８】出力回路１９は、遮光の検出出力をする検
出出力回路１９ａ及び不安定入光状態を報知するための
警報出力回路１９ｂから構成されており、マイクロコン
ピュータ１５からの出力信号に応じて、出力端子に接続
された図示しない負荷に出力を与える。

【００２９】表示回路２０は、３個のＬＥＤ２０ａ，２
０ｂ，２０ｃから構成され、例えば、ＬＥＤ２０ａは赤
色，ＬＥＤ２０ｂは黄色，ＬＥＤ２０ｃは緑色とされて
いる。そして、これらのＬＥＤ２０ａ乃至２０ｃは、マ
イクロコンピュータ１５からの表示出力信号に応じて、
夫々点灯，消灯或は点滅等のモードで動作されることに
より、後述するように受光状態を示す種々のモードで駆
動されるようになっている。

【００３０】次に、本実施例の作用を以下に示す１サイ
クル（例えば５ｍｓｅｃで１サイクル）中の各動作に分
けて、図４及び図５をも参照しながら説明する。即ち、
（１）待機状態，（２）同期信号検出，（３）外乱光の
検出動作，（４）遮光状態の検出動作，（５）投光状態
の検出動作及び（６）受光状態の検出動作である。

【００３１】尚、図４のタイムチャートは、投光器１に
おけるマイクロコンピュータ５の各部からの出力信号及
び投光回路４の各部における出力状態を示すもので、図
２中にＡ乃至Ｋで示す部分の出力状態に相当する。ま
た、図５のタイムチャートは、受光器２におけるマイク
ロコンピュータ１５の各部からの出力信号及び受光回路
１４の各部における出力状態を示すもので、図３中にａ
乃至ｊで示す部分の出力状態に相当する。 （１）待機状態 まず、投光器１において、マイクロコンピュータ５は、
シフトレジスタ１２ａのデータ入力端子Ｄ０にパルス信
号を入力する（図４（Ｂ）参照）と共に、シフトレジス
タ１２ａ乃至１２ｈのクロック入力端子ＣＫにクロック
信号を入力する（図４（Ｃ）参照）。

【００３２】これにより、シフトレジスタ１２ａの出力
端子Ｑ０は「Ｈ」レベルとなり（図４（Ｄ）参照）、Ａ
ＮＤ回路１１ａの一方の入力端子に「Ｈ」レベルの信号
が与えられた状態となる。これにより、ＡＮＤ１１ａの
他方の入力端子に「Ｈ」レベルの信号が与えられると、
駆動回路１０ａによりＬＥＤ３ａが点灯される状態とな
っている。

【００３３】一方、受光器２において、マイクロコンピ
ュータ１５は、シフトレジスタ２３ａのデータ入力端子
Ｄ０にパルス信号を入力する（図５（ａ）参照）と共
に、シフトレジスタ２３ａ乃至２３ｈのクロック入力端
子ＣＫにクロック信号を入力する（図５（ｂ）参照）。

【００３４】これにより、シフトレジスタ２３ａの出力
端子Ｑ０は「Ｈ」レベルとなり、（図５（ｃ）参照）、
アナログスイッチ２２ａは導通状態となる。これによ
り、変換回路２１ａは、ＰＤ１３ａにより検出される受
光信号を検出回路１８に出力可能状態となる。

【００３５】そして、以上によりＬＥＤ３ａからの投光
はＰＤ１３ａにより検出可能な待機状態に設定される。 （２）同期信号検出 投光器１のマイクロコンピュータ５は、ＡＮＤ回路１１
ａ乃至１１ｈの各他方の入力端子に同期用のバースト信
号を出力する（図４（Ａ）参照）。これにより、ＬＥＤ
３ａは駆動回路１０ａにより駆動され、検出エリア８に
向けて同期検出用の光を投射する。

【００３６】一方、受光器２においては、ＬＥＤ３ａに
より検出エリア８に投射された同期検出用の光をＰＤ１
３ａにより受けると、変換回路２１ａ及びアナログスイ
ッチ２２ａを介して波形整形回路１８ｃに受光信号が入
力される。波形整形回路１８ｃはこの受光信号のレベル
が所定値に達すると同期検出信号をマイクロコンピュー
タ１５に入力する。

【００３７】これにより、マイクロコンピュータ１５
は、同期検出信号を受け、これを判定して所定長さの信
号であった場合に、以下に説明する所定の検出動作を行
なうべく、所定のタイミングで受光回路１４に制御信号
を出力するようになる。 （３）外乱光の検出動作 投光器１において、マイクロコンピュータ５は、バース
ト信号を出力した後一定期間信号を出力しない状態が保
持される。即ち、ＡＮＤ回路１１ａ乃至１１ｈの各他方
の入力端子には「Ｌ」レベルの信号が与えられ、全ての
ＬＥＤ３ａ乃至３ｈは消灯状態となっている。

【００３８】一方、投光器１により投光が行われない上
述の一定期間中に、受光器２においては、外乱光を検出
するために、次のように動作する。即ち、マイクロコン
ピュータ１５は、シフトレジスタ２３ａ乃至２３ｈのク
ロック出力端子ＣＫに短い間隔で連続した７個のクロッ
ク信号を与える。

【００３９】シフトレジスタ２３ａ乃至２３ｈにおいて
は、クロック信号が与えられる度に「Ｈ」レベルの信号
出力の状態が出力端子Ｑ０からＱ７に向けてシフトされ
てゆく（図５（ｃ）〜（ｊ）参照）。これにより、アナ
ログスイッチ２２ａが導通状態であったのが、順次アナ
ログスイッチ２２ｂ乃至２２ｈの導通状態へとシフトさ
れてゆき、ＰＤ１３ａ乃至１３ｈの受光信号を順次検出
回路１８に与えるようになる。

【００４０】いま、投光器１からは投光されていないの
で、上述の動作により受光信号は検出されない筈である
が、この状態で受光信号が検出される場合には投光器１
以外の光源からの光即ち外乱光が検出されたことにな
る。このようにして外乱光を検出した場合には、マイク
ロコンピュータ１５は、表示回路２０の赤色ＬＥＤ２０
ａに点滅信号を与えると共に、警報出力回路１９ｂに
「Ｈ」レベルの信号を出力して「外乱光検出状態」を報
知する。

【００４１】そして、上述の「外乱光検出状態」の報知
は、検出頻度が小さい場合つまり短時間で且つ１回でも
検出すると行ない、さらに、この「外乱光検出状態」が
例えば６μｓｅｃ以上継続したり、或は３回のサイクル
で連続して検出された場合には、検出頻度が大であると
して、マイクロコンピュータ１５は、上記に加えて検出
用出力回路１９ａにも検出信号を出力する。つまり、検
出出力を物体の侵入による遮光状態と同様の状態とする
ことによって安全側に働かせる。また、この出力状態は
ロックされ、電源がオフされるまで維持される。

【００４２】尚、この場合、上記の外乱光検出のための
一定期間としては例えば８００μｓｅｃ程度の時間が設
定されている。 （４）遮光状態の検出動作 外乱光検出動作が終了すると、投光器１において、マイ
クロコンピュータ５は、ＡＮＤ回路１１ａ乃至１１ｈの
各他方の入力端子に所定間隔でパルス信号を順次出力す
る（図４（Ａ）参照）と共に、このパルス信号のパルス
間にシフトレジスタ１２ａ乃至１２ｈにクロック信号を
順次出力する（図４（Ｃ）参照）。これにより、まず、
初めの状態でシフトレジスタ１２ａが「Ｈ」レベルであ
ることにより（図４（Ｄ）参照）、ＡＮＤ回路１１ａに
パルス信号が与えられた期間中ＬＥＤ３ａが点灯され
る。

【００４３】一方、受光器２においては、マイクロコン
ピュータ１５は、シフトレジスタ２３ａのデータ入力端
子Ｄ０に「Ｈ」レベルの信号を出力すると共に、シフト
レジスタ２３ａ乃至２３ｈのクロック入力端子ＣＫに所
定時間間隔をおいてパルス列を出力する。

【００４４】これにより、シフトレジスタ２３ａの出力
端子Ｑ０から「Ｈ」レベルの信号が出力されてアナログ
スイッチ２２ａを導通状態とし、ＰＤ１３ａの検出信号
を有効化する。従って、上述のＬＥＤ３ａの点灯時に、
その光軸が物体の侵入により遮光されなければ、ＬＥＤ
３ａからの投光はＰＤ１３ａにより検出され、遮光検出
回路１８ａを介してマイクロコンピュータ１５に「Ｈ」
レベルの入光状態を示す信号が出力される。

【００４５】また、物体が侵入してＬＥＤ３ａの投光を
遮光しているときには、受光信号が出力されないことに
より、マイクロコンピュータ１５は、遮光が１回検出さ
れたことを記憶する。そして、遮光の検出が２回以上連
続した場合には、マイクロコンピュータ１５は「遮光状
態」と判断し、表示回路２０の赤色ＬＥＤ２０ａを点灯
させると共に、検出出力回路１９ａに出力信号を与える
ようになっている。

【００４６】以下、ＬＥＤ３ｂ乃至３ｈ及びＰＤ１３ｂ
乃至１３ｈの夫々の対が順次動作され、各光軸の光を授
受する。そして、マイクロコンピュータ１５は、上述同
様にして物体の侵入による「遮光状態」の有無を検出す
る。 （５）投光状態の検出動作 ａ．シフトレジスタの動作状態検出 投光器１において、マイクロコンピュータ５は、シフト
レジスタ１２ｈの出力端子Ｑ７からの出力信号に基づい
てシフトレジスタ１２ａ乃至１２ｈの動作状態に異常が
ないかを検出する。

【００４７】即ち、シフトレジスタ１２ａ乃至１２ｈが
正常に動作していれば、シフトレジスタ１２ｈの出力端
子Ｑ７は、マイクロコンピュータ５に図４（Ｋ）に示す
ような信号を出力する筈である。マイクロコンピュータ
５には予めこの正常動作時の入力パターンが記憶されて
おり、シフトレジスタ１２ｈからの信号がその入力パタ
ーンに一致しないときには、シフトレジスタ１２ａ乃至
１２ｈの何れかに故障が発生していると判断し、表示回
路９のＬＥＤ９ａに点滅信号を出力すると共に全ての投
光動作を停止する。

【００４８】これにより、シフトレジスタ１２ａ乃至１
２ｈの何れかが故障することによって、出力端子に
「Ｈ」レベル信号が出たままとなっていたり、出力信号
のシフト動作が行われない等の誤動作の発生を報知する
ことができる。また、全ての投光動作を停止させ、物体
の侵入による遮光状態と同様の状態にすることによって
安全側に働かせる。そして、この状態はロックされ、電
源がオフされるまで維持される。 ｂ．多重投光異常の検出 前述したように、ＬＥＤ３ａ乃至３ｈへの通電は電流検
出回路７を介して行われ、その通電電流に応じて現われ
る検出電圧が所定範囲内にあれば、２個の比較器からは
夫々「Ｈ」レベル及び「Ｌ」レベルの検出信号が出力さ
れる。そして、点灯動作が正常に行われている場合に
は、ＬＥＤ３ａ乃至３ｈが、順次１個ずつ点灯されるよ
うになっているので、点灯時のの通電電流値は一定範囲
内となり、２個の比較器からは夫々「Ｈ」レベル及び
「Ｌ」レベルの信号が出力されている筈である。

【００４９】マイクロコンピュータ５は、ＬＥＤ３ａ乃
至３ｈの夫々について通電点灯を実施したときに、電流
検出回路７からの検出信号が、「Ｈ」レベル及び「Ｌ」
レベルのときに正常と判断し、それ以外の場合には「異
常状態」と判断して表示回路９のＬＥＤ９ａに点滅信号
を出力すると共に、全ての投光動作を停止する。

【００５０】これにより、シフトレジスタ１２ａ乃至１
２ｈ，ＡＮＤ回路１１ａ乃至１１ｈ或は駆動回路１０ａ
乃至１０ｈの何れかが故障してＬＥＤ３ａ乃至３ｈが同
時に２個以上点灯されたり、或は１個も点灯されなくな
る状態を迅速に検出して報知することができる。また、
全ての投光動作を停止させ（２個以上点灯されていたと
き）、物体の侵入による遮光状態と同様の状態にするこ
とによって安全側に働かせる。そして、この投光停止状
態はロックされ、電源がオフされるまで維持される。 （６）受光状態の検出動作 ａ．入光（受光）レベル検出 受光器２において、ＰＤ１３ａ乃至１３ｈによる受光信
号は、安定入光検出回路１８ｂにも入力されるようにな
っている。そして、前述のように、この安定入光検出回
路１８ｂにおける安定検出レベルは、前述の遮光検出回
路１８ａの検出レベルよりも高いレベルに設定されてい
る。

【００５１】安定入光検出回路１８ｂは、受光信号が与
えられると、そのレベルが安定検出レベルと比較し、Ｐ
Ｄ１３ａ乃至１３ｈからの受光信号のレベルが安定検出
レベルを超えたときに、マイクロコンピュータ１５に
「安定入光状態」を示す検出信号を出力する。また、こ
れに応じてマイクロコンピュータ１５は、全てのＰＤ１
３ａ乃至１３ｈからの「安定入光状態」を示す検出信号
を得たときに、表示回路２０の緑色のＬＥＤ２０ｃに点
灯信号を出力して「安定入光状態」を報知し、安定入光
検出回路１８ｂにヒステリシス用のフィードバック信号
を与える。

【００５２】一方、不安定な入光状態、例えば、光軸が
ずれていたり、或は図示しない装置の窓部等が汚れてい
たり粉塵等の付着により投光或は受光のレベルが低下し
ていたりする場合には次のように動作する。即ち、ＰＤ
１３ａ乃至１３ｈへの入光状態が不安定になっている
と、たとえ遮光検出回路１８ａの検出レベルを超える受
光信号であっても、安定入光検出回路１８ｂの安定検出
レベルを超えていなければ、マイクロコンピュータ１５
は「不安定入光状態」と判断する。

【００５３】このとき、マイクロコンピュータ１５は、
まず、表示回路２０の黄色のＬＥＤ２０ｂに点灯信号を
出力して「不安定入光状態」を表示する。そして、この
「不安定入光状態」が例えば５秒間連続して検出される
と、マイクロコンピュータ１５は、黄色のＬＥＤ２０ｂ
に点滅信号を出力すると共に、警報出力回路１９ｂに出
力信号を与えて報知する。

【００５４】これにより、不安定な入光状態を早急に検
知して注意を促すことができ、誤検出を未然に防止する
ことができる。 ｂ．シフトレジスタの動作状態検出 受光器２において、マイクロコンピュータ１５は、シフ
トレジスタ２３ｈの出力端子Ｑ７からの出力信号に基づ
いてシフトレジスタ２３ａ乃至２３ｈの動作状態に異常
がないかを検出する。

【００５５】即ち、シフトレジスタ２３ａ乃至２３ｈが
正常に動作していれば、シフトレジスタ２３ｈの出力端
子Ｑ７は、マイクロコンピュータ１５に図５（ｊ）に示
すような信号を出力する筈である。マイクロコンピュー
タ１５には予めこの正常動作時の入力パターンが記憶さ
れており、シフトレジスタ２３ｈからの信号がその入力
パターンに一致しないときには、シフトレジスタ２３ａ
乃至２３ｈの何れかに故障が発生していると判断する。
そして、マイクロコンピュータ１５は、表示回路２０の
全てのＬＥＤ２０ａ乃至２０ｃに点滅信号を出力すると
共に、検出出力回路１９ａ及び警報出力回路１９ｂの両
者に出力信号を与えて「異常状態」である旨の報知を行
なう。

【００５６】これにより、シフトレジスタ２３ａ乃至２
３ｈの何れかが故障することによって、出力端子に
「Ｈ」レベル信号が出たままとなっていたり、出力信号
のシフト動作が行われない等の誤動作の発生を報知する
ことができる。また、検出出力を物体の侵入による遮光
状態と同様の状態にすることによって安全側に働かせ
る。そして、この状態はロックされ、電源がオフされる
まで維持される。 ｃ．アナログスイッチの動作状態検出 前述のように、回線チェック回路１７は、アナログスイ
ッチ２２ａ乃至２２ｈの出力端子に接続されており、そ
の比較出力はマイクロコンピュータ１５に入力されるよ
うになっている。そして、マイクロコンピュータ１５
は、図５（ｂ）に示すように、アナログスイッチ２２ｈ
の出力電圧を、受光動作が行なわれていない所定のタイ
ミング、即ち、アナログスイッチ２２ｈのオン状態とオ
フ状態の２点で検出した回線チェック回路１７からの出
力信号に応じて判断する。

【００５７】マイクロコンピュータ１５は、回線チェッ
ク回路１７からの出力信号が上記２点の検出で「Ｈ」レ
ベルから「Ｌ」レベルに反転したときに正常に動作して
いると判断し、それ以外の場合には、検出回路１８への
出力線が断線していたり、或はアナログスイッチ２２ａ
乃至２２ｈの何れかがオン状態のままとなっていたりす
る等の「異常状態」であると判断する。そして、マイク
ロコンピュータ１５は、「異常状態」を判断すると、表
示回路２０の全てのＬＥＤ２０ａ乃至２０ｃに点滅信号
を出力すると共に、検出出力回路１９ａ及び警報出力回
路１９ｂの両者に出力信号を与えて「異常状態」である
旨の報知を行なう。

【００５８】これにより、検出回路１８への回線，シフ
トレジスタ２３ａ乃至１２ｈ，アナログスイッチ２２ａ
乃至２２ｈ或は変換回路２１ａ乃至２１ｈの何れかに故
障が発生している場合には迅速に検出して報知すること
ができる。また、検出出力を物体の侵入による遮光状態
と同様の状態にすることによって安全側に働かせる。そ
して、この状態はロックされ、電源がオフされるまで維
持される。

【００５９】尚、以上の各種検出動作による検出状態
は、投光器１及び受光器２の夫々の表示状態に対応させ
ると表１及び表２のようにまとめられる。

【００６０】

【表１】

【００６１】

【表２】 このような本実施例によれば、投光器１による投光動作
が行なわれない一定期間を設け、この一定期間中に受光
器２のＰＤ１３ａ乃至１３ｈの受光信号を順次有効化す
ることにより、外乱光があるときには報知するようにし
たので、遮光状態の検出動作中に、外乱光による誤検出
を未然に防止することができ、常に正確な検出動作を行
なうことができる。

【００６２】また、本実施例によれば、上述のように投
光器１による投光動作が行われていないときに外乱光の
検出を行なうので、外部からのノイズ等による悪影響の
状態があるか否かの検出も同時に行なえることになる。

【００６３】尚、上記実施例においては、外乱光の検出
を、ＰＤ１３ａ乃至１３ｈについて一括して検出する一
定期間を設けて行なうようにしたが、これに限らず、例
えば、１光軸或は複数光軸の投光が終了する度に検出す
るようにしても良い。

【００６４】また、上記実施例においては、警報出力回
路１９ｂを設ける構成としたが、これに限らず、警報出
力による報知に代えて表示灯等により報知するように構
成しても良い。

【００６５】さらに、上記実施例においては、本発明を
８光軸のエリアセンサに適用した場合について述べた
が、これに限らず、光軸を構成する投光素子と受光素子
の対が複数あるもの全般に適用できる。

【００６６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の多光軸光
電スイッチによれば、検査手段により、受光素子からの
受光信号を投光素子の非投光タイミングで有効化させて
前記検出エリア内への外乱光の入光状態を検出するよう
にしたので、外乱光の入光状態を迅速に検出することが
でき、従って、遮光状態の検出動作を常に正確に行なえ
るという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体構成のブロック図

【図２】投光器の電気的構成図

【図３】受光器の電気的構成図

【図４】投光器側の各部の信号出力状態を示すタイムチ
ャート

【図５】受光器側の各部の信号出力状態を示すタイムチ
ャート

【符号の説明】

１は投光器、２は受光器、３ａ乃至３ｈは発光ダイオー
ド（投光素子）、４は投光回路、５はマイクロコンピュ
ータ、７は電流検出回路、８は検出エリア、９は表示回
路、１１ａ乃至１１ｈはＡＮＤ回路、１２ａ乃至１２ｈ
はシフトレジスタ、１３ａ乃至１３ｈはフォトダイオー
ド（受光素子）、１４は受光回路、１５はマイクロコン
ピュータ（制御手段，検査手段）、１７は回線チェック
回路、１８は検出回路（判断手段）、１８ａは遮光検出
回路、１８ｂは安定入光検出回路、１８ｃは波形整形回
路、１９は出力回路、１９ａは検出出力回路、１９ｂは
警報出力回路、２０は表示回路、２０ａは赤色ＬＥＤ、
２０ｂは黄色ＬＥＤ、２０ｃは緑色ＬＥＤ、２２ａ乃至
２２ｈはアナログスイッチ、２３ａ乃至２３ｈはシフト
レジスタである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出エリアに向けて光を照射すべく予め
   決められたタイミングで順次点灯される複数の投光素子
   と、これらの投光素子と対をなすように設けられて前記
   検出エリアからの光を受ける複数の受光素子と、これら
   各受光素子からの受光信号をその対となる前記投光素子
   の点灯タイミングに同期させて有効化する制御手段と、
   前記受光素子からの受光信号に基づいて前記検出エリア
   における遮光状態を判断する判断手段と、前記受光素子
   からの受光信号を前記投光素子の非投光タイミングで有
   効化させて前記検出エリア内への外乱光の入光状態を検
   出する検査手段とを具備してなる多光軸光電スイッチ。