JP4009862B2 - 多光軸光電センサ - Google Patents

Description

この発明は、例えば、ライトカーテンやエリアセンサとしての用途に好適な多光軸光電センサに係り、特に、センサヘッド間の距離に応じた適切な検出感度の設定を可能とした多光軸光電センサに関する。

多光軸光電センサは一般に、一方側には複数の投光素子が配列された投光センサヘッド（投光器）が、対向する側には同数の受光素子が配列された受光センサヘッド（受光器）が配置されて構成される。ライトカーテンとして使用される場合には、検出対象領域（危険領域）に物体が侵入すると、投光器からの検出光が受光器手前で遮蔽又は反射されるため、受光器における受光量が部分的又は全体に亘り変化し（受光量が減衰し）、それにより物体侵入が検出される。また、エリアセンサとして使用される場合には、検出対象領域に物体が侵入すると、いずれかの光軸が侵入物体により遮蔽されるため、該当する１又は２以上の受光素子における受光量が減衰し、それにより所定領域（エリア）への物体侵入が検出される。

ところで、多光軸光電センサの場合には、投光器及び受光器において投受光素子が製品組み立て時に本体（投受光器）に一体化されるため、単体の光電センサ等とは異なり、光軸毎の受光量のバラツキが生じやすい。加えて、最長距離検出を確保するためにも、従来の多光軸光電センサにあっては、実際の設置環境（もっぱらセンサヘッド間の距離）と大凡関係なく、全ての発光素子を定格内での最大の発光量で発光させ、受光側においてはアンプの増幅率を最大とし、更に、受光判定しきい値は回路内部で発生するノイズによって誤動作しない程度の最も低い値に設定されるのが一般的である（例えば特許文献１参照）。
特開２００２−４６６４号公報

上述したように、従来の多光軸光電センサにおいては、光軸毎の受光量のバラツキの問題や、最長検出距離を確保するといった課題があるため、投光量、増幅率並びに受光判定しきい値が固定化されている。このため、以下に示す問題点が指摘されている。
（１）投光量が多いため、隣接する他の光電センサの検出判定に影響を与え易い。
（２）受光信号増幅率が大きく、かつ、受光判定しきい値が小さいため、他の光電センサからの検出光が自身の受光素子に入射するような状況下にあっては、遮光状態であるにも拘わらず、入光状態と誤判定してしまう場合が生じ易い。

この発明は、上述の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、センサヘッド間の距離に応じた適切な検出感度の設定を可能とし、もって、他の光電センサとの相互干渉の防止を図った多光軸光電センサを提供することにある。

この発明のさらに他の目的乃至作用効果については、以下の明細書の記載を参照することにより、当業者であれば容易に理解されるであろう。

上記の目的を達成するために、本発明の多光軸光電センサは、複数の投光器が配列された投光センサヘッドと、複数の受光器が配列された受光センサヘッドとを対向配置させてなる多光軸光電センサを前提とし、センサヘッド間の距離に相当する距離値が入力される第１の手段と、第１の手段で入力された距離値に基づいて検出感度を求める第２の手段と、第２の手段で求められた検出感度を設定する第３の手段とが設けられる。

入力される『距離値』は、センサヘッド間の距離に対応する、実際の距離を示す値（距離値）とされる。

『距離値に基づいて検出感度を求める』については、距離値と検出感度とを予め対応付けて記憶した変換テーブルが参照される。尚、変換テーブルを用いる場合、その内容は、当業者が適宜なし得る設計事項として変更乃至書き換え可能なものとすることができる。

尚、『検出感度』とあるが、この場合、検出感度の変更（調整）とは、例えば、投光量、受光信号増幅率、受光判定しきい値等を変更（調整）することを意味する。

上述した本発明によれば、距離値に応じた適切な検出感度が求められるように第２の手段を予め仕組んでおくことで、第１の手段を介して距離値を入力するだけで、適切な検出感度を直ちに設定することができる。また、検出感度を投光量、受光信号増幅率、受光判定しきい値により規定する場合には、過大な投光や、過大な増幅或いは過小な受光判定しきい値の設定等を回避することができるから、他の光電センサとの相互干渉の防止にも寄与することができる。

本発明において、好ましくは、第２の手段は、距離値と検出感度とを予め対応付けて記憶した変換テーブルを参照して検出感度を求めるものとされ、当該変換テーブルには、センサヘッド間の距離が大きいほど投光量が多く、小さいほど投光量が少なくなるように、距離値と投光量との対応付けがなされる。

このような態様によれば、センサヘッド間の距離の長短に比して投光量が設定されるから、自身のセンサにおける検出判定に必要な光量を維持しつつも、過剰な投光による相互干渉を防止することが可能となる。

また、本発明において好ましくは、第２の手段は、第１の手段で入力される距離値に基づいて、投光量、受光信号増幅率、受光判定しきい値を特定することで検出感度を求めるものとされ、当該第２の手段は、第１の手段で入力されるセンサヘッド間の距離値において各組の投光器と受光器との光軸が一致して対向配置されたときに得られる増幅後の受光信号レベルが、受光判定しきい値の１倍より大きく、かつ、受光判定しきい値の３倍以下の所定の倍率となるように、投光量、受光信号増幅率、受光判定しきい値が求められるように仕組まれる。

ここで、『仕組まれる』とあるが、これは、例えば、先述した所定の換算式やルールデータベース、或いは変換テーブル等を、そのように予め設定しておくことを意味している。

尚、『受光判定しきい値の１倍以上であり、かつ、受光判定しきい値の３倍以下』とあるが、この規定範囲は、発明者らにより知見された検出判定に好ましい実質有効値である。そして、発明者らによる鋭意研究によれば、このような規定範囲とすれば、各光軸が適切に対向配置されていないときには、大抵の場合において、何れかの光軸において受光判定しきい値を上回る受光信号レベルが得られない。したがって、検出感度を設定するに際して、表示器等を用いて受光判定しきい値と最低受光信号レベルとの大小関係を明示したり、何れかの光軸の受光信号レベルが上記規定範囲内にないような場合にはその旨を明示するようにすることで、光軸がズレた状態で検出感度が設定されるという事態を回避することができる。

次に、本発明において、好ましくは、第１の手段が、投光センサヘッドと受光センサヘッドとを結ぶ通信ケーブルに接続される外部設定器により実現される。

尚、ここでいう『通信ケーブル』は、投受光タイミング同期用の信号線が一体化されたものでもよい。また、『外部設定器』は、少なくとも、操作子等の距離データ入力手段を有する。この『距離データ』とは、センサヘッド間の距離に対応するものであればよく、実際の距離を示す値（距離値）のみならず、距離範囲を特定するデータ等、実質距離値に準ずる各種態様の距離データが含まれる。

このような態様によれば、距離データ入力手段をセンサヘッドに具備させる場合に比して、センサヘッドをコンパクトかつ軽量に設計できる。加えて、第１の手段を外部設定器により実現することで、センサヘッドの形状、構成等に影響を与えることなく、距離データ入力手段の構成（スイッチ、ボタン等の配置）は必要に応じて様々に設計することができる。

本発明において、より好ましくは、距離データと検出感度とを予め対応付けて記憶した変換テーブルが外部設定器の所定メモリに格納されており、当該変換テーブルを参照して検出感度が求められる。

ここでいう『所定メモリ』には、ＣＰＵの外付けメモリの他、ＣＰＵの内部メモリも含まれる。

このような態様によれば、距離データの入力から検出感度の取得までの一連の処理を外部設定器を通じて実行することができる。尚、この場合にも、変換テーブルの内容は適宜書き換え（変更）可能とすることができる。

本発明において、上述したように、第１の手段及び第２の手段を外部設定器により実現する場合、より好ましくは、投光センサヘッドには、投光器からの投光量を調整する投光量設定手段が設けられ、受光センサヘッドには、受光器からの受光信号の増幅率を調整する受光信号増幅率設定手段と、受光判定しきい値を調整する受光判定しきい値設定手段とが設けられる。そして、通信ケーブルを介した外部設定器からの信号に基づき、各センサヘッドにおいて、投光量、受光信号増幅率、受光判定しきい値が設定されるようにする。

上述の態様の多光軸光電センサは、換言すれば以下のように表現される。
複数の投光器と投光器からの投光量調整手段とを有する投光センサヘッドと、複数の受光器、受光信号増幅率調整手段並びに受光判定しきい値調整手段とを有する受光センサヘッドと、投光センサヘッドと受光センサヘッドとを結ぶ通信ケーブルと、当該通信ケーブルに接続されセンサヘッド間の距離に相当する距離データを入力する手段、及び投光量、受光信号増幅率、受光判定しきい値と距離データとを対応付けて記憶した変換テーブルとを有する外部設定器とを具備し、外部設定器を介して入力される距離データを変換テーブルに照らし合わせて決定される投光量、受光信号増幅率、受光判定しきい値を各センサヘッドにおける調整値として設定する多光軸光電センサ。

上述の態様の多光軸光電センサにあっては、外部設定器に距離データを入力することにより、外部設定器の内部メモリに格納された変換テーブルを参照して検出感度（投光量、受光信号増幅率、受光判定しきい値）が求められる。そして、求められた投光量、受光信号増幅率、受光判定しきい値を各センサヘッドにおいて設定するための信号が通信ケーブルを介して各センサヘッドに送信され、それにより検出感度が設定される。

このような態様によれば、外部設定器を介してセンサヘッド間の距離に相当する距離データを入力するだけで、各センサヘッドにおいて、距離に応じて予め定められた適切な検出感度（投光量、受光信号増幅率、受光判定しきい値）が直ちに設定される。このため、過大な投光量設定や、過大な受光信号増幅或いは過小な受光判定しきい値の設定等を回避することができるから、他の光電センサとの相互干渉の防止にも寄与することができる。

以上の説明で明らかなように、本発明の多光軸光電センサによれば、センサヘッド間の距離に応じた適切な検出感度の設定が可能となり、これにより、他のセンサとの相互干渉を未然に防止することが可能な多光軸光電センサを提供することができる。

以下に、本発明に係る多光軸光電センサの好適な実施の一形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、以下の実施の形態は本発明の一例を示すものに過ぎず、言うまでもなく、本発明の要旨は特許請求の範囲によってのみ規定されるものである。

本実施形態の多光軸光電センサ１００の構成が図１の外観図に示されている。同図に示されるように本実施形態の多光軸光電センサは、投光センサヘッド１と受光センサヘッド２とが通信用ケーブル１０１で接続されて構成されている。また、通信用ケーブル１０１には、接続コネクタ１０２を介して、外部設定器３が連結されている。尚、図示は省略されているが、接続コネクタ１０２と投光センサヘッド１との間には、電源供給用の配線ボックス等が介在されている。

外部設定器３は、複数の押しボタンスイッチで構成される操作部３ａと、液晶ディスプレイで構成される表示部３ｂとを有している。本実施形態では、この外部設定器３を介して、投光センサヘッド１からの投光量、受光センサヘッド２における受光信号増幅率並びに受光判定しきい値の設定が可能とされている。また、表示部３ｂには、そのときどきの投光用、受光量或いは受光判定しきい値等が表示される。回路構成等の詳細については後述する。

本実施形態の多光軸光電センサの本体部（センサヘッド）の回路構成が図２に示されている。同図に示されるように、投光センサヘッド１は、投光素子、電流制御回路及び光軸選択回路を含むｎ個の投光器１１（１１₁〜１１n）と、それら投光器１１の駆動信号等を生成するＣＰＵ１２と、受光センサヘッド２との通信並びに外部設定器３との通信を行うための通信回路１３と、上位装置（この例ではＰＬＣ）との通信を行うためのＩ／Ｏインターフェース１４とを有している。

また、受光センサヘッド２は、受光素子を含む光電変換部、受光素子からの受光信号を増幅するプリアンプ並びに光軸選択回路を含む受光器２１（２１1〜２１n）と、メインアンプ、フィルタ（ハイパスフィルタ又はコムフィルタ）並びにＡ／Ｄ変換器を含む信号処理部２２と、受光器２１の駆動信号等を生成すると共に信号処理部２２からの信号に基づいて検出判定のための演算を行うＣＰＵ２３と、投光センサヘッド１との通信並びに外部設定器３との通信を行うための通信回路２４と、上位装置（この例ではＰＬＣ）との通信を行うためのＩ／Ｏインターフェース２５とを有している。

投光センサヘッド１の回路構成の詳細が図３に示されている。同図に示されるように、各投光センサヘッド１は、赤外光（又は赤色光）を発光する投光素子１１１と、投光素子１１１を駆動するためのＣＰＵからの駆動信号（光軸選択信号）がベース端子に入力されるトランジスタ（光軸選択回路）１１２と、ＣＰＵ１２からの信号に基づき、投光素子１１１からの投光量調整を行うための電流制御回路１１３と、内部メモリを有するＣＰＵ１２と、ＣＰＵ１２からのｍ本の信号入力線とｎ本の出力線とが接続されたデコーダ１２０とを含んで構成されている。尚、同図では、ＣＰＵ１２に対して一体の投光器が接続されている様子が示されているが、実際には、同様の構成により、図２に示したようにＣＰＵ１２にはｎ個の投光器１１が信号線を介して接続されている。

同図から理解されるように、図２に示すｎ個の各投光器１１は、ＣＰＵ１２からの光軸選択信号（Ｓ１）により、トランジスタ１１２を介して選択的に駆動される。

また、電流制御回路１１３は、メイン抵抗１１３ａを介在させて、トランジスタ１１２に並列接続されるｎ個のＦＥＴ（電界効果トランジスタ）を含んで構成される。尚、符号１１３Ｒ₁，１１３Ｒ₂，１１３Ｒ₃〜１１３Ｒ_nは、メイン抵抗１１３ａと各ＦＥＴとの間に介在される異なる抵抗値を有する抵抗である。

それぞれのＦＥＴ（１１３Ｒ₁，１１３Ｒ₂，１１３Ｒ₃〜１１３Ｒ_n）には、デコーダ１２０から駆動信号（Ｓ３）が入力されるようになっている。すなわち、ＣＰＵ１２から、デコーダ１２０に対しては、各信号線につき２ビットによる複数通り（２^m通り)の信号入力（Ｓ２）が可能とされており、これにより、デコーダからは、ｎ個のＦＥＴを選択的に駆動するためのｎ通りの信号出力（Ｓ３）がなされる。このことから理解されるように、各投光器１１においては、ＦＥＴ（１１３Ｒ₁，１１３Ｒ₂，１１３Ｒ₃〜１１３Ｒ_n）及び抵抗（１１３Ｒ₁，１１３Ｒ₂，１１３Ｒ₃〜１１３Ｒ_n）を介して、投光量（投光電流値）をｎ通り選択することが可能とされている。尚、後述するように、外部設定器３を介して指定される投光量の設定値は、ＣＰＵ２１の内部メモリに格納される。

受光センサヘッド２の回路構成の詳細が図４に示されている。同図に示されるように、各投光センサヘッド２は、光電変換部２１ａ、プリアンプ２１ｂ及び光軸選択回路２１ｃを含む投光器２１と、プリアンプ２１からの受光信号を増幅するメインアンプ２２ａと、増幅された受光信号をフィルタリングするフィルタ２２ｂと、フィルタリング後の受光信号をＡ／Ｄ変換器２２ｃを通して受信し、この受光信号レベルに基づき検出判定処理を行うＣＰＵ２３とを主体として構成される。

ＣＰＵ２３は、内部メモリを有し、後述するように外部設定器３を介して指定される受光判定しきい値の設定値は、この内部メモリに格納される。この受光判定しきい値と信号処理部２２からの受光信号（Ｓ４）との比較を行うことにより、検出判定処理を実行する。

また、ＣＰＵ２３からは、メインアンプ２２ａにおける受光信号増幅率を規定するためのｎビットの信号（Ｓ５）が出力される。すなわち、本実施形態では、このｎビットの信号（Ｓ５）に基づいて、メインアンプ２２においては、２ⁿ通りの受光信号増幅率を設定することが可能とされている。尚、この受光信号増幅率も、後述するように外部設定器３を介して設定されるものであり、その設定値はＣＰＵ２３の内部メモリに格納される。

また、ＣＰＵ２３からは、トランジスタ（図示せず）を有する光軸選択回路２１ｃを介して光電変換部２１における受光素子を選択的に駆動するための光軸選択信号（Ｓ６）と、受光信号の有効化（ゲート開）を指示するゲート制御信号（Ｓ７）とが出力されるようになっている。

外部設定器３の回路構成の詳細が図５に示されている。同図に示されるように、外部設定器３は、図１に示した操作部３ａに対応する入力回路３１と、図１に示した表示部３ｂに対応する表示回路３２と、投光センサヘッド１並びに受光センサヘッド２との通信を行うための通信回路３３と、それら入力回路３１、表示回路３２、通信回路３３を統括制御するＣＰＵ３４とを有している。ＣＰＵ３４は、内部メモリを有しており、この内部メモリには、後述する変換テーブル（図１１参照）が格納されている。尚、同図中符号３５で示されるのは、通信ケーブル用の接続端子である。

次に、本実施形態の多光軸光電センサの動作内容の概略が図６のゼネラルフローチャートにより示されている。

同フローチャートに示されるように、本実施形態の多光軸光電センサは、電源が投入されると、先ず、センサヘッド及び外部設定器のメモリの初期化等の起動処理が実行される（ステップ６０１）。起動処理が終了すると、次いで検出処理が実行される。この検出処理は、投受光処理（ステップ６０２）と、投光センサヘッド１、受光センサヘッド２並びに外部設定器３との間の通信又は受光センサヘッド２と他の多光軸光電センサ（多光軸光電センサが併設されるような場合）の受光センサヘッドとの通信を行う通信処理（ステップ６０３）とを所定回数繰り返すことにより実行される。尚、本実施形態では、通信処理（ステップ６０３）の終了後に、受光判定しきい値、投光量、受光信号増幅率等の設定を行うための設定モードに移行するか否かの確認が行われる（ステップ６０４）。この例では、外部設定器３からの所定の設定開始信号の入力があったときに（ステップ６０４ＹＥＳ）、設定モード（ステップ６０５）へと移行する。

ステップ６０２に示される投受光処理の詳細が図７のフローチャートにより示されている。尚、同図には、投光センサヘッド１における処理（ステップ７１１７１４）と、受光センサヘッド２における処理（ステップ７２１〜７２６）とが並列的に示されている。投受光処理では、投光センサヘッド１においては、先ず、ＣＰＵ１２において、内部メモリから投光量の設定値（投光電流データ）が読み込まれる（ステップ７１１）。これにより、図３に示したデコーダ１２０からのＦＥＴ駆動信号出力（Ｓ３）が決定される。一方、受光センサヘッド２においては、先ず、ＣＰＵ２３において、内部メモリから受光信号増幅率、及び受光判定しきい値の設定値が読み込まれる（ステップ７２１）。これにより、図４に示したＣＰＵ２３からの受光信号増幅率指定信号（Ｓ５）及び受光判定しきい値が決定される。

次いで、投光センサヘッド１及び受光センサヘッド２において、通信用ケーブル１０１を通じて、投光センサヘッド１と受光センサヘッド２との間の同期をとるための同期通信が行われる（ステップ７１２，ステップ７２２）。

次いで、投光センサヘッド１においては、先に決定された投光量に基づき、各投光器１１を順次選択的に駆動させることにより（ステップ７１３）、各投光器１１からの投光が行われる（ステップ７１４）。これが所定回数繰り返される（ステップ７１３〜ステップ７１４）。一方、受光センサヘッド２においては、先に決定された受光信号増幅率を前提として、各受光器２１のゲートを選択的に順次開放し（ステップ７２３）、各受光器２１からの受光信号を順次取り込む（ステップ７２４）。受光処理（ステップ７２４）により生成された受光信号は、Ａ／Ｄ変換器２２ｃによりＡ／Ｄ変換されて（ステップ７２５）、ＣＰＵ２３に取り込まれる。ＣＰＵ２３では、取り込まれた受光信号と、先に決定された受光判定しきい値とを比較することにより、検出判定処理（各光軸における受光有無の判定）を実行する（ステップ７２６）。

尚、同フローチャートには示されていないが、この多光軸光電センサ１００がライトカーテンを用途として使用される場合には、検出判定処理（ステップ７２６）において、何れかの光軸において受光が確認されなかったときには、それに応じた所定動作（例えば、制御対象機器の停止信号の生成）が実行される。また、この多光軸センサがエリアセンサを用途として使用される場合には、検出判定処理（ステップ７２６）において、受光が確認されなかった光軸に基づいて、それに応じた所定動作（例えば、物体侵入エリアを特定するための信号生成）が実行される。これら検出判定処理後の動作については当業者にとって自明であるから詳細説明は省略する。

図６のステップ６０３に示される通信処理の詳細が図８のフローチャートにより示されている。尚、同図には、投光センサヘッド１における処理（ステップ８１１〜８１３）と、受光センサヘッド２における処理（ステップ８２１〜８２５）と、外部設定器３における処理（ステップ８３１〜８３２）とが並列的に示されている。

通信処理においては、先ず、受光センサヘッド２（ＣＰＵ２３）から投光センサヘッド１（ＣＰＵ１２）に対して、連結間問い合わせが行われる（ステップ８２１）。この連結間問い合わせは、投光センサヘッド１の状態確認（所定チェック項目の確認）や、連結された他の多光軸光電センサの状態確認等を行うものである。連結間問い合わせが行われると、それに対し、投光センサヘッド１から受光センサヘッド２に対して応答が行われる（ステップ８１１）。この応答は、投光センサヘッド１が正常に動作しているか否か等を受光センサヘッド２に通知するものである。

次いで、連結間通知が行われる。この連結間通知は、連結された他の多光軸光電センサの状態に応じて、投光センサヘッド１に所定の命令を発する（共有データの配布等も含まれる）ものである。具体的には、先の連結間問い合わせ（ステップ８２１）により他の多光軸光電センサが動作停止等（異常動作）していることが確認されたような場合には、投光センサヘッド１からの投光を停止させるための命令信号が発生される。これは、本実施形態では、一連の多光軸光電センサが全て正常動作をしていないときには、正常動作している他の多光軸光電センサも一時的に動作を停止させるように規制しているためである。

次いで、受光センサヘッド２と外部設定器３との間での通信が行われる。この通信は、投光量、受光信号増幅率、検出判定しきい値、或いはその他各種パラメータの設定を行うための設定モードに移行するか否かの確認をするためのものである（ステップ８３１，ステップ８２３）。ここで、外部設定器３において、設定モードに移行するための所定操作がなされると、それにより設定モード突入確認信号（設定開始信号）が、外部設定器３から受光センサヘッド２へと送出され（ステップ８２４ＹＥＳ）、これにより、受光センサヘッド２は、その旨を投光センサヘッドへと通知する（ステップ８２５）。これにより、投光センサヘッド１及び受光センサヘッド２は、設定モード（設定処理）へと移行する。尚、設定開始信号が送出されない場合には（ステップ８２４ＮＯ）、設定処理へ移行することなく処理は一旦終了される。

設定処理の詳細が図９のフローチャートにより示されている。本実施形態の多光軸光電センサにおいては、図９に示されるように、設定処理では、ダークオン・ダークオフ等の基本動作に係るパラメータ選択を行うためのパラメータ設定（ステップ９０１）と、投光量、受光信号増幅率並びに検出判定しきい値を投光センサヘッド１と受光センサヘッド２の間の距離に基づいて一括設定するための一括設定処理（ステップ９０３）と、マニュアルによる設定（外部設定器の操作による設定値の個別調整）（ステップ９０４）とが可能とされている。

ここでは、先ず、本発明の要部となる一括設定処理の内容を詳細に説明する。一括設定処理の詳細内容が図１０のフローチャートにより示されている。尚、同図には、外部設定器３における処理（ステップ１０１１〜１０１４）と、センサ本体部（投受光センサヘッド）における処理（ステップ１０２１〜１０２３）とが並列的に示されている。

一括設定処理は、外部設定器３の操作により行われる。まず始めに、ユーザが外部設定器の操作部３の操作部３ａを定められた手順で操作して、投光センサヘッド１と受光センサヘッド２の間の距離値を入力する（ステップ１０１１）。この距離値は、ユーザが両センサヘッド間の距離を実測して得られるものである。尚、外部設定器３に入力される距離値は、実質値（単位：メートル、センチ、ミリメートル）であってもよいし、距離に相当するパラメータ値等であってもよい。

距離値が入力されると、次いで、外部設定器３の内部メモリに格納された変換テーブルが呼び出され、この変換テーブルを参照して、投光量、受光信号増幅率、受光判定しきい値が特定される（ステップ１０１２）。

変換テーブルの内容の一例が図１１に示されている。この変換テーブルでは、距離値に対して、投光量、受光信号増幅率、受光判定しきい値が一義的に対応付けられている。具体的には、同図に示されるように、入力された距離値が５００ｍｍ〜５５０ｍｍの間にあるときは、投光量はＩ１、受光信号増幅率はＧ１、受光判定しきい値はＴｈ１と特定される。同様にして、入力された距離値が５５１ｍｍ〜６５０ｍｍの間にあるときは、投光量はＩ２、受光信号増幅率はＧ２、受光判定しきい値はＴｈ２と特定される。尚、同図に示される距離値の例から明らかであるように、本実施形態では、センサヘッド間の距離は、５００ｍｍ〜１００００ｍｍの間で設定可能とされている。尚、図１１に“Ｍａｎｕａｌの表示値”とあるが、これは、外部設定器３に入力される距離値を、実質値（単位：メートル、センチ、ミリメートル）ではなく、距離相当のパラメータ値で入力する場合に用いられる値である。すなわち、本実施形態では、外部設定器３に入力する距離値として、実質値とパラメータ値との双方が利用可能とされている。

尚、図１１には示されていないが、本実施形態では、この変換テーブルでは、入力される距離値に相当するセンサヘッド間の距離において、各組の投光器１１と受光器２１との光軸が一致して対向配置されたときに得られる増幅後の受光信号レベルが、受光判定しきい値の１倍より大きく、かつ、受光判定しきい値の３倍以下の所定の倍率となるように、予め、距離値と投光量、受光信号増幅率並びに受光判定しきい値とが対応付けられている。

ここで、『受光判定しきい値の１倍以上であり、かつ、受光判定しきい値の３倍以下』とあるが、この規定範囲は、発明者らにより知見された検出判定に好ましい実質有効値である。そして、このような規定範囲とすれば、各光軸が適切に対向配置されていないときには、大抵の場合において、何れかの光軸において受光判定しきい値を上回る受光信号レベルが得られない。したがって、本実施形態では、検出感度を設定するに際して、外部設定器３の表示部３ｂには、入力された距離値で特定される受光判定しきい値と、いずれかの光軸で得られる最低受光信号レベルとが表示されるように設計されている。すなわち、最低受光信号レベルが受光判定しきい値を下回っているような場合には、投光センサヘッド或いは受光センサヘッドのいずれかを高さ方向に移動（微調整）させることにより、光軸合わせを行うことができる。このため、光軸がズレた状態で検出感度が設定されるという事態を回避することができる。

また、図１１には示されていないが、本実施形態では、変換テーブルには、センサヘッド間の距離が大きいほど投光量が多く、小さいほど投光量が少なくなるように、距離データと投光量との対応付けがなされている。このようにすることで、センサヘッド間の距離の長短に比して投光量が設定されるから、検出判定に必要な光量を維持しつつも、過剰な投光による他のセンサへの干渉を防止することを可能としている。

図１０のフローチャートに戻り、投光量、受光信号増幅率並びに受光判定しきい値が特定されると（ステップ１０１２）、外部設定器３から投光センサヘッド１に対しては、通信ケーブルを介して投光量設定値データが送信され（ステップ１０１３）、投光センサヘッド１のＣＰＵ１２の内部メモリに当該投光量設定値が書き込まれる（ステップ１０２１）。同時に、外部設定器３から受光センサヘッド２に対しては、通信ケーブルを介して受光信号増幅率並びに受光判定しきい値設定値データが送信され（ステップ１０１３）、受光センサヘッド２のＣＰＵ２３の内部メモリに当該受光信号増幅率並びに受光判定しきい値の設定値が書き込まれる（ステップ１０２１）。

投受光センサヘッドにおいて新たに設定値が書き込まれると、次いで、それまで格納されていた設定値（旧設定値）が、各センサヘッドのＣＰＵの内部メモリに設けられた変更履歴領域に追加保存される。この変更履歴は、センサに異常が発生した場合のトラブルシューティングの際の参照情報として活用されるものである。

次いで、投受光センサヘッドからは、外部設定器３に対して、新たに保存された各設定値データが通信ケーブルを介して送信される（ステップ１０２３）。外部設定器３は、この受信された設定値データに基づき、先に入力された距離値で定められる各設定値が各センサヘッドにおいて正常に書き込まれたか否かを確認する（ステップ１０１４）。これにより、一括設定処理は一旦終了する。

次に、図９のフローチャートに示される個別設定処理の詳細を図１２のフローチャートを参照しつつ説明する。尚、同フローチャートには、センサ本体部（投受光センサヘッド）における処理と、外部設定器３における処理とが並列的に示されている。

ユーザが、外部設定器３の操作部３ａを押下等して、設定処理移行のための操作を行うと、通信用ケーブル１０１を通じて、その旨が外部設定器３から多光軸光電センサ（この例では受光センサヘッド２のＣＰＵ２３）へと通知される（ステップ１２１１）。

受光センサヘッド２のＣＰＵ２３は、設定処理移行の通知を受けると、投光センサヘッド２のＣＰＵ１２に問い合わせを行ってそのとき設定されている投光量設定値を呼び出すとと共に、自身の内部メモリに格納されている受光信号増幅率並びに受光判定しきい値の設定値を読み出し（ステップ１２２１）、これら設定値データを外部設定器３へと通知する（ステップ１２２２）。これにより、外部設定器３の表示部３ｂには、そのとき設定されている各種設定値が表示される（ステップ１２１２，１２１３）。尚、これにより、受光センサヘッド２のＣＰＵ２３並びに外部設定器３は、一時待機状態となる（ステップ１２２３ＮＯ，ステップ１２２４、ステップ１２１４ＮＯ，ステップ１２１５）

この状態において、ユーザが外部設定器３の操作部３の操作により各種設定値（投光量、受光信号増幅率、受光判定しきい値）を指定すると（ステップ１２１４ＹＥＳ）、指定された設定値データが、ＣＰＵ２３に通知される（ステップ１２１６）。

ＣＰＵ２３は、通知された指定値を読み込み（ステップ１２２５）、その値を新たな設定値として更新設定する（ステップ１２２６）。尚、投光量設定値の変更指定があった場合には、ＣＰＵ２３から新たな投光量設定値データが投光センサヘッド２のＣＰＵ１２に送信される。

このように、本実施形態では、外部設定器３からの設定値の個別設定を行える構成とすることにより、変換テーブルを用いた各種設定値の設定後の微調整等をも容易に行えるように考慮されている。

以上の説明で明らかなように、本実施の形態によれば、センサヘッド間の距離値を外部設定器３に入力するだけで、適切な検出感度を直ちに設定することができる。また、投光量、受光信号増幅率、受光判定しきい値が、距離値に応じて予め求められている一義的な値に規定されるから、過大な投光や、過大な増幅或いは過小な受光判定しきい値の設定等を回避することができ、他の光電センサとの相互干渉の防止にも寄与することができる。

ライトカーテンやエリアセンサとして用いられる多光軸光電センサにおいて、センサヘッド間の距離に応じた適切な検出感度の設定を行うことができ、また、これにより、他のセンサとの相互干渉を未然に防止することが可能となる。

本発明の多光軸光電センサの外観図（全体構成図）である。 本発明の多光軸光電センサの本体部（投受光センサヘッド）の回路構成を示す図である。 投光センサヘッドの回路構成の詳細を示す図である。 受光センサヘッドの回路構成の詳細を示す図である。 外部設定器の回路構成を示す図である。 本発明の多光軸光電センサの動作内容の概略を示すゼネラルフローチャートである。 投受光処理の詳細を示すフローチャートである。 通信処理の詳細を示すフローチャートである。 設定処理の詳細内容を示すフローチャートである。 一括設定処理の詳細を示すフローチャートである。 変換テーブルの内容の一例を示す図である。 個別設定処理の詳細を示すフローチャートである。

符号の説明

１ 投光センサヘッド
２ 受光センサヘッド
３ 外部設定器
３ａ 操作部
３ｂ 表示部
４ ＰＬＣ
１１ 投光器
１２ ＣＰＵ
１３ 通信用回路
１４ Ｉ／Ｏ
２１ 受光器
２２ 信号処理部
２３ ＣＰＵ
２４ 通信用回路
２５ Ｉ／Ｏ
１０ ケーブル
１００ 多光軸光電センサ
１０１ 通信用ケーブル
１０２ 通信用ケーブル接続コネクタ
１１１ 投光素子
１１２ 選択回路
１１３ 電流制御回路
１２０ デコーダ

Claims (8)

1. 複数の投光器が配列された投光センサヘッドと、複数の受光器が配列受光センサヘッドとを対向させてからなる多光軸センサであって、
   センサヘッド間の距離値が入力される第１の手段と、
   第１の手段で入力された距離値に基づいて、予め距離値と検出感度とを対応付けて記憶した変換テーブルを参照して検出感度を求める第２の手段と、
   第２の手段で求められた検出感度を設定する第３の手段と、を有する、
   ことを特徴とする多光軸光電センサ。
2. 第２の手段は、投光量、受光信号増幅率、受光判定しきい値の何れか１つ以上を特定することで検出感度を求める、
   ことを特徴とする請求項１に記載の多光軸光電センサ。
3. 変換テーブルには、センサヘッド間の距離が大きいほど投光量が多く、
   小さいほど投光量が少なくなるように、距離値と投光量との対応付けがなされている、ことを特徴とする請求項２に記載の多光軸光電センサ。
4. 第２の手段は、第１の手段で入力されるセンサヘッド間の距離値において、
   各組の投光器と受光器との光軸が一致して対向配置されたときに得られる増幅後の受光信号レベルが、受光判定しきい値の１倍より大きく、かつ、受光判定しきい値の３倍以下の所定の倍率となるように、投光量、受光信号増幅率、受光判定しきい値が求められるように仕組まれている、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載の多光軸光電センサ。
5. 第１の手段が、投光センサヘッドと受光センサヘッドとを結ぶ通信ケーブルに接続される外部設定器により実現されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載の多光軸光電センサ。
6. 距離データと検出感度とを予め対応付けて記憶した変換テーブルが外部設定器の所定メモリに格納されており、当該変換テーブルを参照して検出感度が求められる、ことを特徴とする請求項５に記載の多光軸光電センサ。
7. 投光センサヘッドには、投光器からの投光量を調整する投光量設定手段が設けられ、受光センサヘッドには、受光器からの受光信号の増幅率を調整する受光信号増幅率設定手段と、受光判定しきい値を調整する受光判定しきい値設定手段と、が設けられ、
   通信ケーブルを介した外部設定器からの信号に基づき、各センサヘッドにおいて、投光量、受光信号増幅率、受光判定しきい値が設定される、ことを特徴とする請求項６に記載の多光軸光電センサ。
8. 複数の投光器と、投光器からの投光量調整手段とを有する投光センサヘッドと、
   複数の受光器と、受光信号増幅率調整手段並びに受光判定しきい値調整手段とを有する受光センサヘッドと、
   投光センサヘッドと受光センサヘッドとを結ぶ通信ケーブルと、
   当該通信ケーブルに接続され、センサヘッド間の距離に相当する距離データを入力する手段と、投光量、受光信号増幅率、受光判定しきい値と距離データとを対応付けて記憶した変換テーブルと、を有する外部設定器と、を具備し、
   外部設定器を介して入力される距離データを変換テーブルに照らし合わせて決定される投光量、受光信号増幅率、受光判定しきい値を各センサヘッドにおける調整値として設定する、ことを特徴とする多光軸光電センサ。

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