(57)【要約】【課題】誤検出を低減する。【解決手段】光を発光する発光素子１０１と、光を受光する受光素子１０２と、発光素子１０１が一端に接続された信号伝送ケーブル１０３と、受光素子１０２が一端に接続された信号伝送ケーブル１０４と、発光素子１０１の発光面に一端が対向配置された光ファイバ１０５と、受光素子１０２の受光面に一端が対向配置された光ファイバ１０６とを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発光する発光素子と、
光を受光する受光素子と、
前記発光素子が一端に接続された第１信号伝送ケーブルと、
前記受光素子が一端に接続された第２信号伝送ケーブルと、
前記発光素子の発光面に一端が対向配置された第１光ファイバと、
前記受光素子の受光面に一端が対向配置された第２光ファイバと
を備えた光電センサ。
【請求項２】
前記発光素子及び前記第１光ファイバは、当該発光素子の発光面と当該第１光ファイバの端面との位置関係に変化が生じないように固定され、
前記受光素子及び前記第２光ファイバは、当該受光素子の受光面と当該第２光ファイバの端面との位置関係に変化が生じないように固定された
ことを特徴とする請求項１記載の光電センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、物体の有無を検出する光電センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば半導体装置等の製造ライン上を流れる物体（部品又は製品等）を検出するため、複数の光電センサを連結して用いている。また、光電センサの設置箇所が狭い場合、光ファイバを用いた光ファイバ型光電センサが用いられる（例えば特許文献１参照）。この光ファイバ型光電センサでは、発光素子により発光された光を光ファイバで導いて検出領域に照射し、検出領域を通過した光を光ファイバで受光素子まで導き、物体の有無を検出する。この光ファイバ型光電センサを用いることで、通常の光電センサでは設置できない狭い箇所であっても光ファイバを設置可能であり、物体検出が可能となる。また、光ファイバ型光電センサは、センシング部分の耐環境性を有し、また、小型であることから、微小物体の検出に広く使われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１０６５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、光ファイバ型光電センサでは、光ファイバの施設状態、及び、光ファイバと本体部との接続状態によっても、センシング状態が変化する。そのため、光ファイバの設置後の環境変化により誤検出が起こることがある。また、光ファイバ型光電センサでは、光ファイバと本体部との接続を現場で行うため、安定した光電変換が損なわれる場合がある。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、誤検出を低減できる光電センサを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係る光電センサは、光を発光する発光素子と、光を受光する受光素子と、発光素子が一端に接続された第１信号伝送ケーブルと、受光素子が一端に接続された第２信号伝送ケーブルと、発光素子の発光面に一端が対向配置された第１光ファイバと、受光素子の受光面に一端が対向配置された第２光ファイバとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、上記のように構成したので、誤検出を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る光電センサの構成例を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１における制御部の構成例を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１における発光素子と信号伝送ケーブルとの接続方法の一例を示す斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態１における信号伝送ケーブルと切替え部との接続方法の一例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１における信号生成部により生成されて出力される送信信号の一例を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１におけるセンサヘッドの位置関係の一例を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態１における表示部による表示例を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る光電センサの別の構成例（反射型の場合）を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る光電センサ１の構成例を示す図である。
光電センサ１は、例えば半導体装置等の製造ライン上を流れる物体（部品又は製品等）の有無を検出する。以下では、光電センサ１が透過型である場合を示す。この光電センサ１は、図１に示すように、複数の発光素子１０１、複数の受光素子１０２、複数の信号伝送ケーブル（第１信号伝送ケーブル）１０３、複数の信号伝送ケーブル（第２信号伝送ケーブル）１０４、複数の光ファイバ（第１光ファイバ）１０５、複数の光ファイバ（第２光ファイバ）１０６、複数のセンサヘッド１０７、複数のセンサヘッド１０８及び本体部１０９を備えている。また、本体部１０９には、切替え部１１０、アンプ部１１１、制御部１１２、通信部１１３及び表示部１１４が搭載されている。図１では、Ｎ系統の発光素子１０１（１０１−１〜１０１−Ｎ）、受光素子１０２（１０２−１〜１０２−Ｎ）、信号伝送ケーブル１０３（１０３−１〜１０３−Ｎ）、信号伝送ケーブル１０４（１０４−１〜１０４−Ｎ）、光ファイバ１０５（１０５−１〜１０５−Ｎ）、光ファイバ１０６（１０６−１〜１０６−Ｎ）、センサヘッド１０７（１０７−１〜１０７−Ｎ）及びセンサヘッド１０８（１０８−１〜１０８−Ｎ）を備えた場合を示している。
【００１０】
発光素子１０１は、当該発光素子１０１が接続された信号伝送ケーブル１０３により伝送された送信信号に応じ、当該送信信号を変換した光を発光するチップＬＥＤ又はフォトＩＣ等のセンサ素子である。また必要に応じて、チップ抵抗又は保護ダイオード等も接続される。
【００１１】
受光素子１０２は、発光素子１０１と対となって設けられ、光を受光するフォトダイオード等のセンサ素子である。また必要に応じて、チップ抵抗又は保護ダイオード等も接続される。この受光素子１０２により受光された光を示す受信信号は、当該受光素子１０２が接続された信号伝送ケーブル１０４に出力される。受信信号は電流の値の変化から成る。
【００１２】
信号伝送ケーブル１０３は、発光素子１０１毎に設けられ、一端に発光素子１０１が接続され、他端が切替え部１１０（本体部１０９）に接続される。信号伝送ケーブル１０３は、信号ライン１０３１、グランドライン１０３２、及び、信号ライン１０３１及びグランドライン１０３２を被膜する絶縁体１０３３を有している（図３参照）。また必要に応じて、電源ライン（不図示）も追加される。この信号伝送ケーブル１０３は、切替え部１１０により出力された送信信号を伝送して発光素子１０１に出力する。送信信号は電流の値の変化から成る。
【００１３】
信号伝送ケーブル１０４は、受光素子１０２毎に設けられ、一端に受光素子１０２が接続され、他端が切替え部１１０（本体部１０９）に接続される。信号伝送ケーブル１０４は、信号ライン１０４１（不図示）、グランドライン１０４２（不図示）、及び、信号ライン１０４１及びグランドライン１０４２を被膜する絶縁体１０４３（不図示）を有している。この信号伝送ケーブル１０４は、受光素子１０２により受光された光を示す受信信号を伝送して切替え部１１０に出力する。
【００１４】
光ファイバ１０５は、発光素子１０１毎に設けられ、発光素子１０１の発光面に一端が対向配置され、他端がセンサヘッド１０７に接続される。この光ファイバ１０５は、発光素子１０１により発光された光が入射され、当該光を他端側に導光してセンサヘッド１０７に出射する。光ファイバ１０５は、信号伝送ケーブル１０３より短い長さで形成されている。最適な構成は、光ファイバ１０５は、耐熱性及び耐薬品性等の耐環境性が求められる装置内（空間）のみを配線できるだけの長さとし、装置外の配線は信号伝送ケーブル１０３にて行い、一般的に耐環境性が弱い発光素子１０１は装置外に出た状態にする。これにより、従来の課題であった光ファイバの施設状態、具体的には光ファイバの曲げ又は折れによる光量の不安定を回避することが可能となり、本体部１０９とセンサヘッド１０７との間を長い距離で配線することが可能となる。なお、発光素子１０１と光ファイバ１０５は、光電センサ１の施設前（製造時）に、最適な状態に調整され、樹脂等により発光素子１０１の発光面と光ファイバ１０５の端面との位置関係に変化が生じないように固定される。
【００１５】
光ファイバ１０６は、受光素子１０２毎に設けられ、受光素子１０２の受光面に一端が対向配置され、他端がセンサヘッド１０８に接続される。この光ファイバ１０５は、センサヘッド１０８から光が入射され、当該光を他端側に導光して受光素子１０２に出射する。光ファイバ１０６は信号伝送ケーブル１０４より短い長さで形成されている。最適な構成は、光ファイバ１０６は、耐熱性及び耐薬品性等の耐環境性が求められる装置内（空間）のみを配線できるだけの長さとし、装置外の配線は信号伝送ケーブル１０４にて行い、一般的に耐環境性が弱い受光素子１０２は装置外に出た状態にする。これにより、従来の課題であった光ファイバの施設状態、具体的には光ファイバの曲げ又は折れによる光量の不安定を回避することが可能となり、本体部１０９とセンサヘッド１０８との間を長い距離で配線することが可能となる。なお、受光素子１０２と光ファイバ１０６は、光電センサ１の施設前（製造時）に、最適な状態に調整され、樹脂等により受光素子１０２の受光面と光ファイバ１０６の端面との位置関係に変化が生じないように固定される。また、光ファイバ１０５と光ファイバ１０６の長さは同じにする必要はない。
【００１６】
センサヘッド１０７は、発光素子１０１毎に設けられ、光学レンズ（不図示）を有し、光ファイバ１０５の他端が接続される。このセンサヘッド１０７は、光ファイバ１０５により出射された光を光学レンズを介して外部に照射する。
【００１７】
センサヘッド１０８は、受光素子１０２毎に設けられ、光学レンズ（不図示）を有し、光ファイバ１０６の他端が接続される。このセンサヘッド１０８は、外部からの光を光学レンズを介して光ファイバ１０６に出射する。なお、センサヘッド１０８は、物体の有無を検出する検出領域を挟んで、対となるセンサヘッド１０７に対向配置される。
【００１８】
切替え部１１０は、制御部１１２の後述する選択部１１２３により選択された信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４との間で信号の入出力を行う。すなわち、切替え部１１０は、まず、選択部１１２３により選択された信号伝送ケーブル１０３に対し、制御部１１２の後述する信号生成部１１２４により生成されてアンプ部１１１により増幅された送信信号を出力する。その後、切替え部１１０は、選択部１１２３により選択された信号伝送ケーブル１０４により伝送された受信信号を入力する。この切替え部１１０により入力された受信信号は、アンプ部１１１に出力される。
【００１９】
アンプ部１１１は、選択部１１２３により選択された信号伝送ケーブル１０３に基づいて、信号生成部１１２４により生成された送信信号を増幅する。このとき、アンプ部１１１は、電圧である送信信号を電流に変換する場合もある。なお、アンプ部１１１における信号伝送ケーブル１０３毎の増幅量は、ＰＣ等により、センサヘッド１０７及びセンサヘッド１０８の位置関係に基づいて適切な値に設定される。このアンプ部１１１により増幅された送信信号は、切替え部１１０に出力される。また、アンプ部１１１は、切替え部１１０により入力された受信信号をフィルタリング等でノイズを除去した後に増幅する。このとき、アンプ部１１１は、電流である受信信号を電圧に変換する場合もある。このアンプ部１１１により増幅された受信信号は、制御部１１２に出力される。アンプ部１１１は、主にアナログ回路で構成される。
【００２０】
制御部１１２は、切替え部１１０、アンプ部１１１、通信部１１３及び表示部１１４を制御する。この制御部１１２は、システムＬＳＩ等の処理回路や、メモリ等に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ等により実現される。制御部１１２は、図２に示すように、記憶部１１２１、モード設定部１１２２、選択部１１２３、信号生成部１１２４、信号復調部１１２５及び物体検出部１１２６を備えている。
【００２１】
記憶部１１２１は、信号生成部１１２４で用いるビット列を構成するための情報を格納する。例えば、記憶部１１２１は、上記情報として、各信号伝送ケーブル１０３のＩＤを示す情報を格納する。また、記憶部１１２１は、上記情報に代えて、信号伝送ケーブル１０３毎に異なるビット列そのものを示す情報を格納してもよい。なお、記憶部１１２１は必須の構成ではなく、制御部１１２から取り除いてもよい。
【００２２】
モード設定部１１２２は、光電センサ１を使用する使用者による入力に応じ、光電センサ１の運用モードを調整モード又は通常モードに設定する。
調整モードは、センサヘッド１０７及びセンサヘッド１０８の位置決めを行うためのモードである。この調整モードでは、制御部１１２は、ある特定のセンサヘッド１０７及び当該センサヘッド１０７と対となるセンサヘッド１０８の位置決めが完了するまでは、対応する信号伝送ケーブル１０３のみに送信信号を出力し続け、且つ、全ての受光素子１０２による受光結果が観測可能となるように切替え部１１０を制御する。
通常モードは、検出領域における物体の有無を検出するためのモードである。この通常モードでは、制御部１１２は、予め設定されたタイミング及び順序で、対象とする信号伝送ケーブル１０３を１つずつ選択して当該信号伝送ケーブル１０３に送信信号を出力し、且つ、当該信号伝送ケーブル１０３に接続された発光素子１０１と対である受光素子１０２による受光結果が観測可能となるように切替え部１１０を制御する。
【００２３】
選択部１１２３は、信号の入出力を行う信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４を選択する。
光電センサ１が調整モードの場合には、選択部１１２３は、ある特定の信号伝送ケーブル１０３及び全ての信号伝送ケーブル１０４を選択する。また、対応するセンサヘッド１０７及び当該センサヘッド１０７と対となるセンサヘッド１０８の位置決めが完了した場合には、選択部１１２３は、次の信号伝送ケーブル１０３に切替える。
また、光電センサ１が通常モードの場合には、選択部１１２３は、予め設定された時間間隔及び順序で、一対の信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４を切替えながら選択する。Ｎ対の信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４の切替えは、例えば一対の信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４に対して１ｍｓの選択時間を設け、信号伝送ケーブル１０３を介して発光素子１０１を発光させる時間を０．３ｍｓ程度とすること等が考えられる。信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４のケーブル長さが数ｍである場合、ケーブル長さ１ｍに対して数ｎｓの伝搬遅延時間が発生する程度であるため、発光時間に対して選択時間に余裕を持たせることができる。
なお上記では、選択部１１２３は、予め設定された時間間隔及び順序で、一対の信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４を切替えるものとした。しかしながら、これに限らず、選択部１１２３は、選択した一対の信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４を用いて物体の検知ができた時点で次の信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４を選択するようにしてもよい。
この選択部１１２３により選択された信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４を示す信号は、信号生成部１１２４、切替え部１１０及びアンプ部１１１に出力される。
【００２４】
信号生成部１１２４は、送信信号を生成する。この信号生成部１１２４により生成された送信信号は、アンプ部１１１に出力される。
また、受光素子１０２が外乱光の存在する場所に設置される場合や、受光素子１０２により受光された光の発光元である発光素子１０１を特定する必要がある場合には、送信信号を信号伝送ケーブル１０３毎に固有な信号としてもよい。すなわち、信号生成部１１２４は、選択部１１２３により選択された信号伝送ケーブル１０３に基づいて、送信信号として、当該信号伝送ケーブル１０３に固有なビット列から成る数ビットのオンオフ信号を生成する。この際、例えば、制御部１１２に記憶部１１２１が設けられている場合には、信号生成部１１２４は、当該記憶部１１２１に格納された情報から得られたビット列で変調を掛けることで、上記オンオフ信号を生成可能である。また、上記ビット列は、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）等の誤り検出符号を付加して構成してもよい。
【００２５】
信号復調部１１２５は、アンプ部１１１により増幅された受信信号を復調する。この際、信号復調部１１２５は、アンプ部１１１により増幅された受信信号のビット列を、信号生成部１１２４で送信信号を生成する際に用いたビット列と比較する。そして、信号復調部１１２５は、両方のビット列が完全に一致又はある一定以上の割合で一致している場合に、当該送信信号の出力先である発光素子１０１を発光元と判断する。この信号復調部１１２５により復調された（発光素子１０１が発光元と判断された）受信信号は、物体検出部１１２６に出力される。また、信号生成部１１２４と信号復調部１１２５は、互いに同期をとっており、信号生成部１１２４が送信信号を出力した後、所定時間内に信号復調部１１２５で当該送信信号に対応する受信信号が検出されない場合には、その旨を物体検出部１１２６に通知する。なお、送信信号を信号伝送ケーブル１０３毎に固有な信号としない場合には、信号復調部１１２５は不要であり、制御部１１２から取り除いてもよい。この場合、物体検出部１１２６が選択部１１２３の選択した信号伝送ケーブル１０３と信号伝送ケーブル１０４を特定できればよい。
【００２６】
物体検出部１１２６は、光電センサ１が通常モードの場合において、信号復調部１１２５により復調された受信信号に基づいて、物体の有無を検出する。すなわち、物体検出部１１２６は、信号復調部１１２５により復調された受信信号に基づいて、受光レベルが閾値以下である受光素子１０２が存在すると判断した場合に、検出領域に透明体等の物体が有ると判断する。また、信号復調部１１２５により該当する受信信号が検出されないと通知された場合には、検出領域に物体が有ると判断する。この物体検出部１１２６により検出された物体の有無を示す信号は、通信部１１３又は表示部１１４のうちの少なくとも一方に出力される。
なお、制御部１１２は、光電センサ１が調整モードの場合には、信号復調部１１２５により出力された受信信号をそのまま表示部１１４に出力する。
【００２７】
通信部１１３は、外部装置との間で通信を行う。なお、通信部１１３と外部装置との間の接続は、有線（ＲＳ−４８５又はイーサネット（登録商標）等）でも無線でもよい。この通信部１１３は、制御部１１２により出力された信号を外部装置に送信し、また、外部装置により送信された信号を受信する。
【００２８】
表示部１１４は、制御部１１２により出力された信号に応じた表示を行う。ここで、表示部１１４は、制御部１１２により受信信号が出力された場合には、当該受信信号が示す光の受光レベルを表示する。また、表示部１１４は、制御部１１２の物体検出部１１２６により物体の有無を示す信号が出力された場合には、当該物体の有無を表示する。
【００２９】
次に、発光素子１０１と信号伝送ケーブル１０３との接続方法の一例について、図３を参照しながら説明する。
発光素子１０１と信号伝送ケーブル１０３は、図３に示すように、配線が成された回路基板１１５を介して導通されている。すなわち、発光素子１０１は回路基板１１５上にはんだ付け又は接合により接続され、信号伝送ケーブル１０３は信号ライン１０３１及びグランドライン１０３２の一端が回路基板１１５上にはんだ付け又は接合により接続されている。
【００３０】
なお、発光素子１０１と信号伝送ケーブル１０３との接続は上記に限らない。例えば、市販のコネクタのオス側に発光素子１０１が接続され、メス側に信号伝送ケーブル１０３が接続されてもよい。このような構成により、発光素子１０１を信号伝送ケーブル１０３に対して容易に着脱可能となり、発光素子１０１が劣化した場合に信号伝送ケーブル１０３の配線はそのままに発光素子１０１より先だけを交換可能となる。
【００３１】
また上記では、発光素子１０１と信号伝送ケーブル１０３との接続方法について示したが、受光素子１０２と信号伝送ケーブル１０４との接続方法についても同様であり、その説明を省略する。
【００３２】
次に、信号伝送ケーブル１０３と切替え部１１０との接続方法の一例について、図４を参照しながら説明する。
切替え部１１０では、基板上に、切替え部１１０を実現するマルチプレクサＩＣ１１０１と、複数のコネクタのオス側１１０２とが接続されている。マルチプレクサＩＣ１１０１は制御部１１２によって制御される。一方、信号伝送ケーブル１０３の信号ライン１０３１及びグランドライン１０３２の他端には、上記コネクタのメス側１０３４が接続されている。そして、メス側１０３４がオス側１１０２に接続されることで、マルチプレクサＩＣ１１０１と信号伝送ケーブル１０３とが導通される。このような構成により、信号伝送ケーブル１０３を切替え部１１０（本体部１０９）に対して容易に着脱可能となる。
【００３３】
なお上記では、信号伝送ケーブル１０３と切替え部１１０との接続方法について示したが、信号伝送ケーブル１０４と切替え部１１０との接続方法についても同様であり、その説明を省略する。
【００３４】
次に、信号生成部１１２４により生成されて出力される送信信号の一例について、図５を参照しながら説明する。図５では、信号生成部１１２４が、予め設定された時間間隔で３系統の発光素子１０１（１０１−１〜１０１−３）に順に送信信号を生成して出力する場合を示している。
【００３５】
この場合、まず、選択部１１２３は、信号の入出力を行うケーブルとして、信号伝送ケーブル１０３−１及び信号伝送ケーブル１０４−１を選択する。そして、信号生成部１１２４は、信号伝送ケーブル１０３−１に接続された発光素子１０１−１に対する送信信号ｆ１を生成する。図５では、信号生成部１１２４は、送信信号ｆ１として、数ビットのオンオフ信号を生成している。そして、信号生成部１１２４は、生成した送信信号ｆ１を、時間Ｔ１の間にアンプ部１１１及び切替え部１１０を介して信号伝送ケーブル１０３−１に出力する。その後、発光素子１０１−１は送信信号ｆ１を変換した光を発光し、当該光は光ファイバ１０５−１及びセンサヘッド１０７−１を介して外部に照射される。そして、受光素子１０２−１は、センサヘッド１０８−１及び光ファイバ１０６−１を介して光の受光を行い、制御部１１２は信号伝送ケーブル１０４−１、切替え部１１０及びアンプ部１１１を介して受信信号の検出を行う。
【００３６】
時間Ｔ１が経過した後、選択部１１２３は、信号の入出力を行うケーブルとして、信号伝送ケーブル１０３−２及び信号伝送ケーブル１０４−２を選択する。そして、信号生成部１１２４は、信号伝送ケーブル１０３−２に接続された発光素子１０１−２に対する送信信号ｆ２を生成する。図５では、送信信号ｆ２のビット列が、送信信号ｆ１のビット列とは異なっている。そして、信号生成部１１２４は、生成した送信信号ｆ２を、時間Ｔ２の間にアンプ部１１１及び切替え部１１０を介して信号伝送ケーブル１０３−２に出力する。その後、発光素子１０１−２は送信信号ｆ２を変換した光を発光し、当該光は光ファイバ１０５−２及びセンサヘッド１０７−２を介して外部に照射される。そして、受光素子１０２−２は、センサヘッド１０８−２及び光ファイバ１０６−２を介して光の受光を行い、制御部１１２は信号伝送ケーブル１０４−２、切替え部１１０及びアンプ部１１１を介して受信信号の検出を行う。
時間Ｔ２が経過した後、信号伝送ケーブル１０３−３に対しても同様の処理を行う。
【００３７】
このように、信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４を用いて発光素子１０１及び受光素子１０２との間で信号の入出力を行うことで、通常の光電センサでは設置できない狭い箇所であっても信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４を設置可能であり、物体検出が可能となる。また、信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４は、任意に折り曲げられても、信号の伝送が可能である。そのため、信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４が設置箇所に応じて折り曲げられて使用される場合でも、光ファイバ型光電センサに対し、正確に物体検出が可能となる。
【００３８】
また、発光素子１０１が劣化した場合に、発光素子１０１又は信号伝送ケーブル１０３より先のみを交換するだけでよく、本体部１０９の交換は不要であるため、メンテナンス時における部品交換コストを低減できる。受光素子１０２が劣化した場合にも同様である。
【００３９】
また、信号生成部１１２４が信号伝送ケーブル１０３毎に異なるビット列から成る送信信号を生成することで、制御部１１２は、切替え部１１０での切替え状況に加え、受光素子１０２により受光された光を示す受信信号のビット列から、当該受光された光がどの発光素子１０１により発光された光であるかを特定可能となる。
なお、信号生成部１１２４では、信号伝送ケーブル１０３毎に時分割に送信信号を出力している。そのため、受光素子１０２により光が受光されたタイミングから、当該受光された光がどの発光素子１０１により発光された光であるかを特定することもできる。
【００４０】
また、信号生成部１１２４が送信信号ｆ１〜ｆ３を出力する時間Ｔ１〜Ｔ３は、制御部１１２で設定可能である。例えば、送信信号ｆ１〜ｆ３自体の送信時間を０．２〜０．３ｍｓ程度とし、信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４の伝搬遅延時間がケーブル長さ１ｍに対して数ｎｓであることを考慮すると、時間Ｔ１〜Ｔ３は１ｍｓ程度等とすることが考えられる。これにより、信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４のケーブル長さによる遅延等を考慮した時間Ｔ１〜Ｔ３を設定可能となる。
なお、複数の信号伝送ケーブル１０４の間隔が十分離れているか、又は信号生成部１１２４が生成する送信信号を信号伝送ケーブル１０３毎に固有の信号にしておけば、選択部１１２３は切替え部１１０に対して複数の信号伝送ケーブル１０３を同時に選択しても、相互干渉を起こすことが無くなる。その場合、信号復調部１１２５は複数の受信信号を復調できる機能を有することとなる。
【００４１】
なお、従来では、複数の光電センサを連結して用いている。この場合、各光電センサの通信が煩雑となり高速化ができず、また、電源ライン及び信号ラインの配線の引き回しが煩雑になるという課題があった。
それに対し、実施の形態１に係る光電センサ１では、単一の本体部１０９に複数対のセンサ素子（発光素子１０１及び受光素子１０２）を信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４を介して接続する構成としている。その結果、各センサ素子でのセンシングに対する処理の高速化を図ることができ、また、配線の引き回しも容易となる。
【００４２】
次に、センサヘッド１０７及びセンサヘッド１０８の位置関係の一例について、図６を参照しながら説明する。図６では、３系統のセンサヘッド１０７（１０７−１〜１０７−３）及びセンサヘッド１０８（１０８−１〜１０８−３）の位置関係を示している。
図６では、センサヘッド１０７−１とセンサヘッド１０８−１との間の距離Ｌ１に対し、センサヘッド１０７−２とセンサヘッド１０８−２との間の距離Ｌ２が長い。そのため、発光素子１０１−１に出力する送信信号の強度は、発光素子１０１−２に出力する送信信号の強度に対して弱くても、受光素子１０２−１は十分に受光が可能である。しかしながら、図６のように、センサヘッド１０７−１とセンサヘッド１０７−２との間の距離Ｗ１が近い場合には、相互干渉を生じる可能性があるため、非常に強い送信信号を発光素子１０１−２に出力するのは望ましくない。一方で、図６では、センサヘッド１０７−３とセンサヘッド１０７−２との間の距離Ｗ２は離れており、且つ、センサヘッド１０７−３とセンサヘッド１０８−３との間の距離Ｌ３は非常に離れている。そのため、発光素子１０１−３に出力する送信信号の強度は強くすることが望ましい。
【００４３】
このように、各発光素子１０１に出力する送信信号の適切な強度は、センサヘッド１０７及びセンサヘッド１０８の位置関係により異なる。そこで、センサヘッド１０７及びセンサヘッド１０８の位置決めを行った後、例えばＰＣを用いて、その位置関係に基づいて、アンプ部１１１に対して各発光素子１０１に出力する送信信号に対する増幅量を設定する。これにより、最適な条件での物体検出が可能となる。
【００４４】
次に、表示部１１４による表示例について図７を参照しながら説明する。
図７に示す表示部１１４では、切替え部１１０における切替え数と同数の表示窓１１４１（１１４１−１〜１１４１−Ｎ）が設けられ、各受光素子１０２での受光レベルをゲージで表示している。
【００４５】
この表示部１１４は、主にセンサヘッド１０７及びセンサヘッド１０８の位置決めを行う際に使用される。位置決めを行う場合には、制御部１１２は、ある特定のセンサヘッド１０７及び当該センサヘッド１０７と対となるセンサヘッド１０８の位置決めが完了するまでは、当該センサヘッド１０７に対応する信号伝送ケーブル１０３のみに送信信号を出力し続け、且つ、全ての受光素子１０２による受光結果が観測可能となるように切替え部１１０を制御する。そして、表示部１１４は、各受光素子１０２での受光レベルを表示する。これにより、図７に示すように、特定の発光素子１０１による発光に対する各受光素子１０２での受光結果を観測できる。よって、複数の発光素子１０１による相互干渉の有無を判断でき、各センサヘッド１０７及び各センサヘッド１０８を相互干渉のない最適な設置とすることができる。
【００４６】
また、光電センサ１が通常モードである場合には、表示部１１４は、例えば、物体検出部１１２６により出力された物体の有無を示す信号に基づき、物体が無い場合には表示窓１１４１のレベルゲージを０％とし、物体が有る場合には表示窓１１４１のレベルゲージを１００％とする。
【００４７】
なお上記では、光電センサ１が、単一の本体部１０９に複数対のセンサ素子（発光素子１０１及び受光素子１０２）が信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４を介して接続された場合を示した。しかしながら、これに限らず、光電センサ１は、単一の本体部１０９に一対のセンサ素子（発光素子１０１及び受光素子１０２）が信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４を介して接続された構成としてもよい。
【００４８】
また上記では、光電センサ１が透過形である場合を示した。しかしながら、これに限らず、図８に示すように、光電センサ１は反射型でもよい。図８では、光電センサ１が、単一の本体部１０９に一対のセンサ素子（発光素子１０１及び受光素子１０２）が信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４を介して接続された場合を示している。また図８では、センサヘッド１０７，１０８が単一のセンサヘッド１１６に変更されている。
【００４９】
以上のように、この実施の形態１によれば、光を発光する発光素子１０１と、光を受光する受光素子１０２と、発光素子１０１が一端に接続された信号伝送ケーブル１０３と、受光素子１０２が一端に接続された信号伝送ケーブル１０４と、発光素子１０１の発光面に一端が対向配置された光ファイバ１０５と、受光素子１０２の受光面に一端が対向配置された光ファイバ１０６とを備えたので、誤検出を低減できる。
すなわち、実施の形態１に係る光電センサ１では、信号伝送ケーブル１０３，１０４を用いて発光素子１０１及び受光素子１０２を本体部１０９から分離させ、且つ、光ファイバ１０５，１０６を発光素子１０１及び受光素子１０２に対向配置している。これにより、センシング部分での耐環境性を確保しつつ、且つ、多くの部分を電気接続とすることで、施設状態の変化に対するセンシング性能の変化を抑制でき、長期的に安定検出を継続できる。
【００５０】
また、発光素子１０１と光ファイバ１０５は、光電センサ１の施設前（製造時）に、最適な状態に調整され、樹脂等により発光素子１０１の発光面と光ファイバ１０５の端面との位置関係に変化が生じないように固定される。また、受光素子１０２と光ファイバ１０６は、光電センサ１の施設前（製造時）に、最適な状態に調整され、樹脂等により受光素子１０２の受光面と光ファイバ１０６の端面との位置関係に変化が生じないように固定される。これにより、光電変換部分が固定され、安定したセンシングが可能となる。
【００５１】
また、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００５２】
１  光電センサ
１０１  発光素子
１０２  受光素子
１０３  信号伝送ケーブル（第１信号伝送ケーブル）
１０４  信号伝送ケーブル（第２信号伝送ケーブル）
１０５  光ファイバ（第１光ファイバ）
１０６  光ファイバ（第２光ファイバ）
１０７  センサヘッド
１０８  センサヘッド
１０９  本体部
１１０  切替え部
１１１  アンプ部
１１２  制御部
１１３  通信部
１１４  表示部
１１５  回路基板
１１６  センサヘッド
１０３１  信号ライン
１０３２  グランドライン
１０３３  絶縁体
１０３４  コネクタのメス側
１０４１  信号ライン
１０４２  グランドライン
１０４３  絶縁体
１１０１  マルチプレクサＩＣ
１１０２  コネクタのオス側
１１２１  記憶部
１１２２  モード設定部
１１２３  選択部
１１２４  信号生成部
１１２５  信号復調部
１１２６  物体検出部
１１４１  表示窓
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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