(57)【要約】【課題】赤色ＬＥＤを単一配備して部品コストダウンを図る一方、赤色ＬＥＤを点滅点灯させても、出力電圧をこの点滅点灯に同期することなく安定させること。【解決手段】センサ出力の出力系統（出力回路１３）とは別に動作表示灯駆動系統（動作表示灯回路１２）を具備すると共に、この動作表示灯駆動系統内の動作表示灯として単一の赤色ＬＥＤ１２ａを設け、この赤色ＬＥＤ１２ａを検出物体１７が非検出領域にあるときは点灯停止、不安定検出領域にあるときは点滅点灯、安定検出領域にあるときは連続点灯すると共に、赤色ＬＥＤ１２ａが点滅点灯しても出力回路１３の出力電圧の波形はパルス状波形にならない。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上位機器から電源端子を介して内部に電源が供給される一方、センサ出力を電源端子を介して上位機器に出力すると共にセンサの動作状態を点灯および消灯により表示する動作表示灯付きの直流２線式近接センサであって、センサ出力の出力系統とは別に動作表示灯駆動系統を具備すると共に、この動作表示灯駆動系統内に前記動作表示灯として単一の赤色ＬＥＤを設け、前記赤色ＬＥＤを検出物体が非検出領域にあるときは点灯停止、不安定検出領域にあるときは点滅点灯、安定検出領域にあるときは連続点灯するようにした、ことを特徴とする近接センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、動作表示灯付き直流２線式の近接センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近接センサは、検出物体に非接触の状態で当該検出物体の存在や移動等を電気信号に置き換えて検出することができるものであり、種類も多く、またその用途も多岐にわたっている。例えば、検出物体が金属である高周波発振型や、検出物体が金属で無くても検出することができる静電容量方式等がある。こうした近接センサの信号出力形態にはアナログ出力、オンオフ出力等がある。そして近接センサは、例えばプログラマブルロジックコントローラ（ＰＬＣ）に制御機器の状態を検知入力する入力機器の１つとして用いられる（特許文献１参照）。
【０００３】
以上の近接センサには、その出力形式により、直流２線式と称するものがある。図４に従来の直流２線式近接センサの概略構成を示す。図４に示す近接センサは、内部回路１と、動作表示灯回路２と、出力回路３と、電源端子（＋Ｖｃｃ）４と、接地端子（ＧＮＤ）５とを具備する。
【０００４】
内部回路１は、上記両端子４，５間の直流電圧を動作電圧として図示略の検出物体の検出動作を行うと共に、それが備える２つの出力部１ａ，１ｂに検出出力を出力する。検出物体の検出位置が非検出領域にあるときは、赤色と緑色ＬＥＤ側の出力部１ａ，１ｂの電位を共に発光停止のハイレベル電位とし、不安定検出領域にあるときは赤色ＬＥＤ側出力部１ａの電位を発光のローレベル、緑色ＬＥＤ側出力部１ｂの電位を発光停止のハイレベルとし、安定検出領域にあるときは赤色ＬＥＤ側出力部１ａの電位を発光停止のハイレベル、緑色ＬＥＤ側出力部１ｂの電位を発光のローレベルとする。
【０００５】
動作表示灯回路２は、赤色ＬＥＤ側出力部１ａにカソードが接続された動作表示灯である赤色ＬＥＤ２ａと、緑色ＬＥＤ側出力部１ｂにカソードが接続された動作表示灯である緑色ＬＥＤ２ｂとを備える。そして検出物体が非検出領域であるときは赤色、緑色ＬＥＤ側両出力部１ａ，１ｂ電位が共に発光停止のハイレベルとなって赤色ＬＥＤ２ａ，緑色ＬＥＤ２ｂは共に発光停止する。検出物体が不安定検出領域であるときは赤色ＬＥＤ側出力部１ａの電位が発光のローレベルで赤色ＬＥＤ１ａが発光し、緑色ＬＥＤ側出力部１ｂの電位が発光停止のハイレベルで緑色ＬＥＤ２ｂが発光停止している。検出物体が安定検出領域であるときは、赤色ＬＥＤ側出力部１ａの電位が発光停止のハイレベルで赤色ＬＥＤ２ａが発光停止し、緑色ＬＥＤ側出力部１ｂの電位が発光のローレベルで緑色ＬＥＤ２ｂが発光する。
【０００６】
そして、検出物体が非検出領域であるときは赤色、緑色ＬＥＤ２ａ，２ｂが共に発光停止しかつ出力トランジスタ３ａ，３ｂが共にＯＦＦであるので、センサ出力電圧はＯＦＦとして電源電圧のハイレベルとなる。この場合、直流２線式であるので、出力トランジスタ３ｂのコレクタ電位が直流２線式近接センサの出力となる。また、検出物体が不安定検出領域、安定検出領域のいずれかであるときは、両ＬＥＤ２ａ，２ｂの一方が導通し、出力トランジスタ３ａ，３ｂがＯＮであるので、センサ出力電圧はＯＮとしてローレベルとなる。
【０００７】
以上からこの図４に示す近接センサでは、検出物体の位置に応じて、赤、緑両ＬＥＤ２ａ，２ｂを消灯または連続点灯させるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−０７６８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記近接センサでは、動作表示灯回路２の緑色ＬＥＤ２ｂが連続点灯した場合、検出物体が安定検出領域に位置したことをユーザーに報知することができるようになっている。しかしながら、この緑色ＬＥＤ２ｂは発光の視認性が悪く、ユーザーは緑色ＬＥＤ２ｂの点灯状態を確認しにくい。また、検出状態の確認のためにＬＥＤを赤色ＬＥＤ２ａと緑色ＬＥＤ２ｂの２種類を用いているので、部品コストがアップし、また、基板上においての２つのＬＥＤの実装のため、他の部品の実装スペースが狭くなる。
【００１０】
そこで、ＬＥＤを例えば赤色ＬＥＤ１つのみで動作表示灯回路を構成することが考えられる。図５に本発明者が考えた近接センサを示す。図５に示す近接センサにおいて、１は内部回路、２は動作表示灯回路、３は出力回路である。動作表示灯回路２は赤色ＬＥＤ２ｃを単一具備する。この近接センサにおいては、図示略の検出物体の位置が非検出領域にあるときは、内部回路１の出力部１ｃからは動作表示灯回路２内の赤色ＬＥＤ２ｃを発光停止するハイレベル出力を出力し、不安定検出領域にあるときは赤色ＬＥＤ２ｃを点滅点灯とする複数のパルス出力を出力し、安定検出領域にあるときは連続点灯させるローレベル出力を出力するようになっている。
【００１１】
しかしながら、直流２線式の場合、赤色ＬＥＤ２ｃのＶｆ（順方向導通電圧）分が出力電圧に反映されるので、検出物体が不安定検出領域にあるときに、赤色ＬＥＤ２ｃを点滅点灯させたときは、出力回路３の出力トランジスタ３ａ，３ｂもこれに同期してＯＮ／ＯＦＦするため、出力電圧はパルス出力となってしまう。
【００１２】
そこで、本発明は、動作表示灯として赤色ＬＥＤを単一としてＬＥＤの使用個数を削減し、かつ、検出物体が不安定検出領域にあるときに、赤色ＬＥＤを点滅点灯させても、出力電圧がこの点滅点灯に同期することなく、安定した出力電圧を出力することができるようにしたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明による近接センサは、上位機器から電源端子を介して内部に電源が供給される一方、センサ出力を電源端子を介して上位機器に出力すると共にセンサの動作状態を点灯および消灯により表示する動作表示灯付きの直流２線式近接センサであって、センサ出力の出力系統とは別に動作表示灯駆動系統を具備すると共に、この動作表示灯駆動系統内に前記動作表示灯として単一の赤色ＬＥＤを設け、前記赤色ＬＥＤを、検出物体が非検出領域にあるときは点灯停止、不安定検出領域にあるときは点滅点灯、安定検出領域にあるときは連続点灯する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によると、センサ出力は動作表示灯の駆動系統とは別の出力系統を介して電源端子に出力されるので、検出物体の位置が不安定動作領域にあって、動作表示灯駆動系統を介して赤色ＬＥＤを点滅点灯させても、センサ出力波形が赤色ＬＥＤの点滅点灯に同期してパルス状のセンサ出力波形になるようなことがなくなり、出力電圧の波形を安定させることができる。また、本発明では、動作表示灯として赤色ＬＥＤを単一具備するだけであるから、ＬＥＤの使用個数が最少に削減される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】図１は本発明の実施形態に係る動作表示灯付き近接センサの概略構成を示す図である。
【図２】図２は近接センサによる検出物体の位置に応じた非検出領域、検出領域（不安定検出領域、安定検出領域）を示す図である。
【図３】図３はセンサ出力と動作表示灯である赤色ＬＥＤの動作タイミングチャートを示す図である。
【図４】図４は従来の近接センサの概略構成を示す図である。
【図５】図５は別の従来の近接センサの概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付した図面を参照して、本発明の実施形態に係る動作表示灯付きの直流２線式近接センサを説明する。図１に同近接センサ全体のブロック構成を示す。図１を参照して、１０は近接センサ全体を示し、１１は検出物体を検出する内部回路、１２は動作表示灯回路、１３は出力回路、１４は電源回路をそれぞれ示す。また、１５は電源端子、１６は接地端子、１７は検出物体を示す。
【００１７】
内部回路１１は、２つの出力部１１ａ，１１ｂを有する。一方の出力部１１ａは、動作表示灯回路１２への駆動系統を構成し、他方の出力部１１ｂは出力回路１３への出力系統を構成する。これら両系統は互いから独立した系統となっている。
【００１８】
内部回路１１は、検出物体１７の検出に応じて各出力部１１ａ，１１ｂから各系統に出力動作する。駆動系統として出力部１１ａから動作表示灯回路１２に対してその点滅点灯、連続点灯、消灯のための駆動信号を出力する一方、出力系統として出力部１１ｂから出力回路１３に対して検出物体１７の検出に対応したレベルの出力信号を出力する。
【００１９】
動作表示灯回路１２は、動作表示灯として単一の赤色ＬＥＤ１２ａおよびこれと直列の抵抗１２ｂを内蔵し、赤色ＬＥＤ１２ａを内部回路１１の出力部１１ａからの駆動信号に応じて点灯停止、点滅点灯、連続点灯、する。
【００２０】
出力回路１３は出力トランジスタ１３ａ，１３ｂ、ツェナーダイオード１３ｃおよび抵抗１３ｄ，１３ｅを含み、内部回路１１の出力部１１ｂからの出力信号に応じてＯＦＦとＯＮレベルのセンサ出力電圧を出力する。
【００２１】
電源回路１４は、電源端子１５から印加される、例えば１２Ｖあるいは２４Ｖの直流電圧を例えば２Ｖの直流電圧に降圧処理する、ＤＣ／ＤＣコンバータである。
【００２２】
電源端子１５と接地端子１６は、直流２線式として、図示略の配線を介して、上位側機器であるＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）の入力モジュールの対応する各入力端子に接続される。
【００２３】
近接センサ１０は、その電源端子１５に対してＰＬＣ側から上記配線を介して直流１２Ｖや２４Ｖの電源が供給される一方で、検出物体１７が非検出のときは、出力回路１３から直流１２Ｖや２４Ｖのハイレベルの検出信号を、また、検出物体１７を検出したときは出力回路１３から直流３Ｖのローレベルの検出信号を、それぞれ、電源端子１５からＰＬＣ側に出力することができるようになっている。
【００２４】
ＰＬＣ側では入力モジュールにおいて近接センサ１０の電源端子１５、接地端子１６と接続している入力端子の電圧の変化状態から、近接センサ１０での検出物体１７の検出状態のデータを得て、所要のシーケンス制御を行うことができるようになっている。
【００２５】
内部回路１１は、検出回路部１１ｃ、制御回路部１１ｄを含む。検出回路部１１ｃは、高周波タイプの発振回路、整流回路、検波回路等を含む。発振回路は、金属体や磁性体等からなる検出物体１７が発振コイルに接近すると、電磁誘導作用によって渦電流損が生じて発振コイルの実効抵抗値であるインピーダンスが変化することにより発振振幅レベルが変化するものであり、検出物体１７の近接状態に応じて発振振幅レベルが変化して、発振または発振停止することで検出物体１７の有無の検出を行うことができるようになっている。整流回路は、発振回路の発振出力を発振振幅レベルの大きさに対応して直流化し検出出力として出力するものであり、検出物体１７が接近して発振振幅レベルが小さくなると検出出力が小さくなり、検出物体が離れていき発振振幅レベルが大きくなると検出出力が大きくなっていく。
【００２６】
この場合、検出回路部１１ｃは、検出物体１７が図２で示すように、非検出領域に位置するか検出領域に位置するか、また、検出領域内でも不安定検出領域か、安定検出領域かに応じた検出出力を制御回路部１１ｄに出力する。なお、非検出領域は、検出回路部１１ｃで検出物体１７を検出することができない領域であり、検出領域は検出回路部１１ｃで検出物体１７を検出することができる領域である。そして、その検出領域は不安定検出領域と安定検出領域とに分けられ、不安定検出領域は検出回路部１１ｃから制御回路部１１ｄに入力される検出出力が周囲環境の変化（たとえば周囲温度の変化）により不安定となる領域であり、安定検出領域は検出回路部１１ｃから制御回路部１１ｄに入力される検出出力が周囲環境の変化（たとえば周囲温度が変化）があっても安定して検出できる領域である。
【００２７】
制御回路部１１ｄは、好ましくは、ＣＰＵ、メモリ、インターフェースを含むマイクロコンピュータで構成され、検出回路部１１ｃの検出出力をＡ／Ｄ変換し、検出物体１７の上記位置に対応した検出出力に基づいて所要の制御処理を行い、その処理に対応した出力をＤ／Ａ変換して出力部１１ａ，１１ｂそれぞれに出力する。すなわち、制御回路部１１ｄは、検出回路部１１ｃからの出力から、検出物体１７の位置（近接センサからの検出距離）が非検出領域に位置すると判定したときは出力部１１ａからは赤色ＬＥＤ１２ａを発光させないハイレベル出力を出力し、検出物体１７が検出領域内の不安定検出領域に位置すると判定したときは出力部１１ａからは赤色ＬＥＤ１２ａを点滅点灯させるパルス出力を出力し、検出物体１７が検出領域内の安定検出領域に位置すると判定したきは赤色ＬＥＤ１２ａを連続点灯させるローレベル出力を出力する。
【００２８】
制御回路部１１ｄはまた、検出物体１７が非検出領域に位置するときは出力部１１ｂから出力回路１３にローレベル出力を出力し、出力回路１３内の出力トランジスタ１３ａ，１３ｂを非導通（ＯＦＦ）にしてＯＦＦのセンサ出力を出力し、検出物体１７が不安定検出領域および安定検出領域を含む検出領域に位置するときは、出力回路１３にハイレベル出力を出力し、出力回路１３内の出力トランジスタ１３ａ，１３ｂを共に導通してＯＮのセンサ出力を出力するようになっている。この場合、ＯＦＦ時のセンサ出力は電源端子１５での直流１２Ｖあるいは２４Ｖの出力電圧であり、ＯＮ時のセンサ出力は、出力トランジスタ１３ｂの導通時でのベース・エミッタ間電圧と、抵抗１３ｅでの降下電圧と、ツェナーダイオード１３ｃのツェナー電圧と、出力トランジスタ１３ａの導通時のコレクタ・エミッタ間電圧により、３Ｖ程度である。こうしたセンサ出力の出力電圧変化が、ＰＬＣの入力モジュールに出力されることで、ＰＬＣ側では、近接センサ１０による検出物体１７の検出状態を判断し、所要のシーケンス制御を行うことができる。
【００２９】
なお、電源回路１４では、ＤＣ／ＤＣコンバータとして、電源端子１５の電圧が上記のように１２Ｖないし２４Ｖから３Ｖまで変化するが、内部回路１１に対しては常時、２Ｖの直流電圧を供給するよう電圧調整する。
【００３０】
以上説明したように本実施形態では、上位機器であるＰＬＣから電源端子１５を介して内部回路１１に電源が供給される一方、センサ出力を電源端子１５を介してＰＬＣに出力すると共にセンサの動作状態を赤色ＬＥＤ１２ａにより点灯および消灯することで動作表示するにあたり、内部回路１１は、出力回路１３におけるセンサ出力の出力系統とは別の駆動系統にて動作表示灯回路１２を駆動するようにしたので、この動作表示灯回路１２内の単一の赤色ＬＥＤ１２ａを検出物体の位置に応じて点灯停止、点滅点灯、連続点灯しても、センサ出力を安定して出力することができる。
【００３１】
そして本実施形態では、赤色ＬＥＤを点滅点灯させても、センサ出力波形が赤色ＬＥＤの点滅点灯に同期してパルス状のセンサ出力波形になるようなことがなくなり、出力電圧の波形を安定させることができると共に、赤色ＬＥＤの赤色発光は視認しやすく、また赤色ＬＥＤを単一具備するだけであるから、ＬＥＤの使用個数が最少に削減され、コストも安価に済む。
【符号の説明】
【００３２】
１０  近接センサ
１１  内部回路
１２  動作表示灯回路
１２ａ  赤色ＬＥＤ
１３  出力回路
【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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