(57)【要約】【課題】受光器側の過入光状態の解消を、より良好に行なうことができる多光軸光電スイッチを提供する。【解決手段】多光軸光電スイッチの受光器５に配置された受光制御回路１７は、各ＬＥＤ２ａ乃至２ｅの投光タイミング後に、前置増幅回路９より出力される対応する受光信号にアンダーシュートが発生したことを検出する。具体的には、前置増幅回路９より出力される受光信号のレベルを、対応するＬＥＤ２の投光タイミングから所定時間の経過後に基準データと比較して検出する。そして、調整手段２１は、その検出状態に基づいて、受光信号に発生するアンダーシュートのレベルが小さくなるように前置増幅回路９の増幅率を変化させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の投光手段を備えてなる投光器と、
この投光器に対向して配置され、前記複数の投光手段によって投光された光を夫々受光する複数の受光手段と、これら複数の受光手段に対応して設けられ、各受光手段より出力される受光信号を増幅する増幅手段とを備えてなる受光器と、
前記複数の投光手段及び受光手段に順次投受光動作を行なわせ、各投光手段及び受光手段において形成される光軸をスキャンするように制御する投受光制御手段とを備えて構成される多光軸光電スイッチにおいて、
前記受光器は、
各投光素子の投光タイミング後に、前記増幅手段より出力される対応する受光信号のレベルが逆極性側に変化したことを検出する過入光検出手段と、
この過入光検出手段による検出状態に基づいて、受光信号が逆極性側で示す信号レベルが小さくなるように、前記増幅手段の増幅率と、前記投光器側の投光出力レベルとの少なくとも一方を変化させることで調整動作を行なう調整手段とを備えることを特徴とする多光軸光電スイッチ。
【請求項２】
前記調整手段は、受光信号のレベルが逆極性側に変化している時間を計測し、その計測時間に基づいて調整動作を行なうことを特徴とする請求項１記載の多光軸光電スイッチ。
【請求項３】
前記過入光検出手段は、前記増幅手段より出力される受光信号のレベルを、対応する投光素子の投光タイミングから所定時間の経過後に基準レベルと比較することで過入光状態の検出を行なうように構成され、
前記調整手段は、
前記増幅手段の増幅率と、前記投光器側の投光出力レベルとの少なくとも一方を記憶させる記憶手段を備え、
当該記憶手段に記憶されているデータに基づいて前記増幅率または投光出力レベルの少なくとも一方を変化させることで調整動作を行ない、
前記調整動作の終了後に、前記記憶手段に記憶されているデータを更新することを特徴とする請求項１または２記載の多光軸光電スイッチ。
【請求項４】
前記調整手段は、前記増幅手段の増幅率と、前記投光器側の投光出力レベルとの少なくとも一方を、全受光素子または全投光素子につき一括して可変可能に構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の多光軸光電スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の投光手段及び受光手段に順次投受光動作を行なわせ、各投光手段及び受光手段において形成される光軸をスキャンすることで被検出物の検出を行なう多光軸光電スイッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】
多光軸光電スイッチにおいては、一般に、受光器側の受光感度を向上させるため、受光信号を増幅するアンプ（増幅器）を備えることが多い。その場合、投光器と受光器との設置間隔が例えば仕様において想定した距離よりも短くなると、受光信号レベルが高くなりすぎる過入光状態に陥ることがある。
【０００３】
受光器側が過入光状態になると、受光アンプの内部に配置されているカップリングコンデンサが過充電になり、増幅器で増幅された受光信号が正極性で出力される場合には、その受光信号の出力に伴って信号レベルが負極正側に現われるアンダーシュートが発生する。アンダーシュートが発生すると、投光器，受光器間における平行移動特性や角度特性に穴ができたり、各光軸間の干渉防止性能が低下したり、スキャン周期の制約から光軸数の最大値を低下させる必要が生じたりする。
【０００４】
特許文献１は、斯様な問題を解決するために、受光器側が過入光状態になったことを検出すると、受光アンプの増幅率を低下させるように調整する構成を採用したものである。
【０００５】
【特許文献１】
特許第３３５３０１６号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１では、受光アンプの出力信号の波高値に基づいて過入光状態を検出しているため、検出感度が敏感になり過ぎる傾向があり、以下のような問題が発生する場合があった。例えば、振動等により投光器または受光器が僅かに変位しただけでも過入光状態を検出することがあり、本来は正常な受光状態であるにもかかわらず受光アンプの増幅率を過剰に低下させ、投光信号が受光不能となり遮光状態を検出してしまう。
【０００７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、受光器側の過入光状態の解消を、より良好に行なうことができる多光軸光電スイッチを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の多光軸光電スイッチは、複数の投光手段を備えてなる投光器と、
この投光器に対向して配置され、前記複数の投光手段によって投光された光を夫々受光する複数の受光手段と、これら複数の受光手段に対応して設けられ、各受光手段より出力される受光信号を増幅する増幅手段とを備えてなる受光器と、
前記複数の投光手段及び受光手段に順次投受光動作を行なわせ、各投光手段及び受光手段において形成される光軸をスキャンするように制御する投受光制御手段とを備えて構成されるものにおいて、
前記受光器は、
各投光素子の投光タイミング後に、前記増幅手段より出力される対応する受光信号のレベルが逆極性側に変化したことを検出する過入光検出手段と、
この過入光検出手段による検出状態に基づいて、受光信号が逆極性側で示す信号レベルが小さくなるように、前記増幅手段の増幅率と、前記投光器側の投光出力レベルとの少なくとも一方を変化させることで調整動作を行なう調整手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
即ち、受光信号レベルが過剰に高くなることで増幅手段より出力される増幅信号の極性が正規の出力状態の逆方向に現われる場合、過入光検出手段は、その波形状態を直接検出する。従って、従来のように受光信号が正規の極性を示す期間のレベルに基づいて過入光状態を検出するものとは異なり、受光信号における逆極性レベルの発生を確実且つ安定的に検出することが可能となる。そして、調整手段は、受光信号の逆極性レベルが小さくなるように調整動作を行なうので、受光レベル調整を良好に行なうことができる。
【００１０】
この場合、請求項２に記載したように、前記調整手段を、受光信号のレベルが逆極性側に変化している時間を計測し、その計測時間に基づいて調整動作を行なうように構成すると良い。即ち、前記計測時間の長さは、受光信号の逆極性レベルの大きさとの相関性があるので、計測時間の長さに応じて調整動作における調整量を設定すれば、受光レベル調整をより良好に行なうことができる。
【００１１】
また、以上の場合において、請求項３に記載したように、前記過入光検出手段を、前記増幅手段より出力される受光信号のレベルを、対応する投光素子の投光タイミングから所定時間の経過後に基準レベルと比較することで過入光状態の検出を行なうように構成し、
前記調整手段を、前記増幅手段の増幅率と、前記投光器側の投光出力レベルとの少なくとも一方を記憶させる記憶手段を備え、当該記憶手段に記憶されているデータに基づいて前記増幅率または投光出力レベルの少なくとも一方を変化させることで調整動作を行ない、前記調整動作の終了後に、前記記憶手段に記憶されているデータを更新するように構成すると良い。
【００１２】
斯様に構成すれば、過入光検出手段は、増幅手段より出力される受光信号のレベルに基づいて過入光状態の検出を確実に行なうことができる。そして、調整手段は、調整周期毎に、記憶手段に記憶されているデータに基づいて調整動作を行なうので、受光信号に発生するオーバーシュートまたはアンダーシュートが極力小さくなるように、増幅手段の増幅率または投光出力レベルを調整することができる。
【００１３】
更に、請求項４に記載したように、前記調整手段を、前記増幅手段の増幅率と、前記投光器側の投光出力レベルとの少なくとも一方を、全受光素子または全投光素子につき一括して可変可能に構成するのが好ましい。斯様に構成すれば、各光軸毎に調整を行なうものに比較して、構成をより簡単にすることができると共に、調整に要する時間を短縮することも可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
（第１実施例）
以下、本発明の第１の実施例について図１乃至図５を参照して説明する。多光軸光電スイッチの電気的構成の概略を示す図１において、投光器１は、複数の投光素子としての５個のＬＥＤ２ａ乃至２ｅを備え、マイクロコンピュータなどからなる投光制御回路（投受光制御手段）３からの投光信号Ｓｐに基いて投光回路４により順次ＬＥＤ２ａ乃至２ｅを発光させる。これに対して、受光器５には、投光器１のＬＥＤ２ａ乃至２ｅに対応するように５個の受光部６ａ乃至６ｅが設けられている。
【００１５】
各受光部６ａ乃至６ｅは、直流電源端子ＶＣとアースとの間に接続された受光素子としてのフォトダイオード７及びバイアス抵抗８の直列回路と、それらの共通接続端子に入力端子を接続した前置増幅回路（増幅手段）９とからなり、フォトダイオード７は入射される光を光電変換し、変換された微弱な電気信号を前置増幅回路９により増幅して受光信号として出力するようになっている。
【００１６】
ＦＥＴ１０ａ乃至１０ｅは、各受光部６ａ乃至６ｅに対応して設けられ、そのドレイン・ソース端子間は抵抗８に並列に接続されており、ゲートは積分回路１１ａ乃至１１ｅの出力端子に接続されている。各積分回路１１ａ乃至１１ｅの入力端子は夫々ＡＮＤ回路１２ａ乃至１２ｅの出力端子に接続されている。
【００１７】
積分回路１１ａ乃至１１ｅは、ＡＮＤ回路１２ａ乃至１２ｅを介して与えられる制御パルス信号Ｓｘを積分してその積分値としての積分電圧を夫々に接続されたＦＥＴ１０ａ乃至１０ｅのゲートに与えるようになっている。そして、ＦＥＴ１０ａ乃至１０ｅは、ゲートに与えられた積分電圧の値に応じてドレイン・ソース間の導通状態を変化させ、これにより並列に接続されたバイアス抵抗８との合成抵抗値を変化させるようになっている。
【００１８】
選択回路１３は、各受光部６ａ乃至６ｅに対応して設けられた５個のアナログスイッチ１４ａ乃至１４ｅと５個のＤタイプのフリップフロップ（以下、ＤＦＦと称す）１５ａ乃至１５ｅから構成される。また、受光回路（投受光制御手段）１６は、受光制御回路１７，主増幅回路１８，比較器１９及び出力回路２１から構成される。受光制御回路（過入光検出手段）１７はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭなどを有するマイクロコンピュータで構成され、後述する検出プログラムが予め記憶されている。
【００１９】
そして、前記受光部６ａ乃至６ｅにおける前置増幅回路９の出力端子は、夫々アナログスイッチ１４ａ乃至１４ｅを介して主増幅回路１８の入力端子に接続され、主増幅回路１８の出力端子は比較器１９の入力端子及び受光制御回路１７の入力端子Ｂに接続されている。その入力端子Ｂは、受光制御回路１７の内部に配置されているＡ／Ｄ変換器２０の入力端子に接続されている。
【００２０】
この場合、比較器１９には比較基準電圧として検出レベルに相当する電圧Ｖ１が設定されている。そして、比較器１９は、与えられた増幅出力Ｖｏが電圧Ｖ１を超えるときに、「Ｈ」レベルの検出信号Ｓａを受光制御回路１７の入力端子Ａに与える。また、Ａ／Ｄ変換器２０は、入力されるアナログ信号を両極性で受け入れて、デジタル信号を例えば反転オフセット２進形式で出力する。
【００２１】
ＡＮＤ回路１２ａ乃至１２ｅの各一方の入力端子は、夫々アナログスイッチ１４ａ乃至１４ｅのゲートに接続されると共に、ＤＦＦ１５ａ乃至１５ｅの出力端子Ｑ１乃至Ｑ５に接続されており、各他方の入力端子は受光制御回路１７の出力端子Ｃに接続されている。ＤＦＦ１５ａのデータ入力端子Ｄは受光制御回路１７の出力端子Ｄに接続されており、ＤＦＦ１５ｂ乃至１５ｅのデータ入力端子Ｄは夫々ＤＦＦ１５ａ乃至１５ｄの出力端子Ｑ１乃至Ｑ４に接続されている。また、ＤＦＦ１５ａ乃至１５ｅのクロック入力端子ＣＫは受光制御回路１７の出力端子Ｅに接続されており、クロック信号Ｓｃｋが与えられる。
【００２２】
受光制御回路１７の入力端子Ｆは外部入力端子Ｐ１に接続されており、その端子Ｐ１には投光制御回路３の出力端子から同期信号線を介して同期信号としての投光信号Ｓｐが与えられる。また、受光制御回路１７の出力端子Ｇは出力回路２１を介して端子Ｒに接続されており、この端子Ｒを介して図示しない負荷回路側に検出信号Ｓｚを与える。
尚、ＦＥＴ１０，積分回路１１，ＡＮＤ回路１２，選択回路１３，受光制御回路１７は、調整手段２１を構成している。
【００２３】
次に、本実施例の作用について、図２乃至図５をも参照して説明する。まず、（１）検出動作について説明するが、基本的な動作で特許文献１と同様のものについてはその明細書中の段落番号を明示して説明を簡略化し、異なる部分のみを詳細に説明する。尚、図２は、受光制御回路１７によって行なわれる検出動作及び感度調整動作（検出プログラム）の内容を示すフローチャートであり、図３は、図２のステップＳ３である検出ルーチンの内容を示すフローチャートである。
【００２４】
また、図４は、受光制御回路１７の入力端子Ｆに投光制御回路３より投光信号Ｓｐ（スタートパルスＳｐ０とこれに続く５個の同期パルスＳｐ１乃至Ｓｐ５とからなる）が与えられた場合に、受光制御回路１７が出力する信号のタイミング、並びにそれに伴うＤＦＦ１５の信号出力タイミングを示すタイミングチャートである。受光制御回路１７は、投光信号Ｓｐが与えられると検出プログラムの実行を開始すると共に、出力端子Ｄ，ＥよりデータパルスＳｄ，クロックパルスＳｃｋを出力する。
【００２５】
まず、特許文献１の段落
【００３３】〜
【００３７】までの動作は同様であるから、その概略を説明する。投光器１は、投光信号Ｓｐに基いて投光制御回路３によりＬＥＤ２ａ乃至２ｅを順次発光させる。受光器５は、５個のＬＥＤ２ａ乃至２ｅの夫々に対応する受光部６ａ乃至６ｅにより順次受光し、フォトダイオード７により光電変換した信号を前置増幅回路９に入力する。前置増幅回路９はその電気信号を増幅し受光信号として出力する。
【００２６】
受光制御回路１７は、スタートパルスＳｐ０が与えられて検出プログラムをスタートすると、出力端子ＤからデータパルスＳｄを１個出力する。続いて、出力端子Ｅから１個目のクロックパルスＳｃｋ１を出力し、ＤＦＦ１５ａ乃至１５ｅ夫々のクロック入力端子ＣＫに与える。すると、ＤＦＦ１５ａのみが出力端子Ｑ１から「Ｈ」レベルの信号を出力し、アナログスイッチ１４ａは、受光部６ａからの受光信号を有効化して主増幅回路１８に出力する。
【００２７】
受光制御回路１７は、以上のように受光部６ａの１チャンネル目の光軸の選択を行い（ステップＳ１）、その受光信号を主増幅回路１８に入力する（ステップＳ２）。そして、受光制御回路１７は、入力端子Ｆに与えられる同期パルスＳｐ１乃至Ｓｐ５に応じて出力端子ＥからクロックパルスＳｃｋ２乃至Ｓｃｋ６を順次出力し、２チャンネル目以降の光軸に対応する受光部６ｂ乃至６ｅの選択動作を行う。
【００２８】
そして、主増幅回路１８は、受光部６ａから入力された受光信号を増幅し、その増幅出力Ｖｏを比較器１９及び受光制御回路１７の入力端子Ｂに与える。前述のように、比較器１９には検出レベルに相当する基準電圧Ｖ１が設定されている。そして、増幅出力Ｖｏのレベルがそれらの基準電圧Ｖ１を超えるときに比較器１９は「Ｈ」レベルの受光検出信号Ｓａを出力する。
【００２９】
また、受光制御回路１７は、受光信号の検出タイミングに続くアンダーシュート検出期間において、Ａ／Ｄ変換器２０の出力データを参照して基準データと比較する。そして、その出力データが基準データを負側に超えているか否かによって受光信号波形にアンダーシュート（即ち、過入光状態）が発生しているか否かを判断する（図５（ｂ）参照）。尚、図５は、（ａ）のような波形の投光信号が出力された場合に過入光状態となり、（ｂ）受光信号波形にアンダーシュートが発生した場合を示す。
【００３０】
即ち、受光信号の振幅レベルは正極性で現われるのが正規の出力状態であるのに対して、その振幅レベルが負極正側に振れることでアンダーシュートが発生することになる。
ここで、特許文献１の記述に整合させるのであれば、アンダーシュートが発生している場合は「過入光検出信号Ｓｂ出力あり」に対応する。
【００３１】
以降の動作も、基本的には特許文献１の段落
【００３９】〜
【００５１】と同様である。即ち、受光制御回路１７は検出ルーチンＳ３に移行し、図３に示す検出ルーチンのプログラムを実行する。受光制御回路１７は、ステップＲ１にて比較器１９から受光検出信号Ｓａが入力されているか否かを判断し、入力されていればステップＲ２に移行する。受光制御回路１７は、５光軸分に相当する１スキャンにわたり受光検出信号Ｓａが入力されていれば（「ＹＥＳ」）ステップＲ３に移行し、受光判定信号を出力する。一方、受光制御回路１７は、ステップＲ１或いはＲ２で「ＮＯ」と判断すると、ステップＲ４に移行して受光判定信号の出力を停止する。
【００３２】
そして、受光制御回路１７は、検出ルーチンＳ３が終了すると、再び図２に示す検出プログラムのステップＳ４に移行し、過入光検出信号Ｓｂが入力されているか判断する。適切な入光状態であれば（「ＮＯ」）ステップＳ５に移行する。ステップＳ５で検出動作を行った光軸が最終チャンネルでなければ（「ＮＯ」）ステップＳ６に進み、次のチャンネルに相当する光軸の受光部６ｂを選択する。
【００３３】
この場合、受光制御回路１７は、クロックパルスＳｃｋ２を出力する。すると、ＤＦＦ１５ａは出力端子Ｑ１に「Ｌ」レベルの信号を出力し、ＤＦＦ１５ｂは出力端子Ｑ２に「Ｈ」レベルの信号を出力する。この結果、アナログスイッチ１４ｂのゲートに「Ｈ」レベルの信号が与えられ、受光部６ｂから出力される受光信号が有効化されて主増幅回路１８に入力される。受光制御回路１７は、前述同様検出プログラムに従い検出動作を行う。そして、受光部６ｅからの受光信号が主増幅回路１８に入力されてそのレベルを判定した後ステップＳ５で「ＹＥＳ」と判断すると、１スキャンの検出動作が終了する。
【００３４】
（２）検出動作中における自動感度調整動作
次に、選択回路１３により有効化した各受光部６ａ乃至６ｅから出力される受光信号のレベルが高く、各受光部６ａ乃至６ｅに対する入光量が過大である場合（過入光状態）の感度調整動作について説明する。この場合、Ａ／Ｄ変換器２０より出力されるデータが負側のしきい値を超えるので、受光制御回路１７は、前述の検出動作を行った後ステップＳ４にて「ＹＥＳ」と判断し、ステップＳ７に移行する。
【００３５】
すると、受光制御回路１７は、直ちに出力端子Ｃから制御パルス信号Ｓｘを出力する。この時、ＤＦＦ１５ａの出力端子Ｑ１からはまだ「Ｈ」レベルの信号が出力されており、積分回路１１ａの入力端子にはＡＮＤ回路１２ａを介して「Ｈ」レベルの制御パルス信号Ｓｘが入力される。積分回路１１ａは、制御パルス信号Ｓｘに応じた積分電圧をＦＥＴ１０ａのゲートに与える。オフ状態であったＦＥＴ１０ａは、ゲートにバイアスが与えられることでドレイン・ソース端子間の導通状態を変化させる。
【００３６】
すると、ＦＥＴ１０ａは、導通状態が変化して等価抵抗値が小さくなるので、バイアス抵抗８との並列回路における合成抵抗値も小さくなる。これにより、フォトダイオード７に対するバイアス電圧が低下し、受光感度が低下する。
【００３７】
以下同様にして、受光制御回路１７は、上述の動作を繰り返すことで、受光部６ａからの受光信号のレベルがオーバーシュートを発生させる過入光レベルを越えないように、略一定の出力頻度で制御パルス信号Ｓｘを出力する定常状態になる。これにより、受光制御回路１７は、例えば、受光部６ａ乃至６ｅの夫々に対応した出力頻度で制御パルス信号Ｓｘを出力するようになり、その受光感度を過入光レベル未満の略一定のレベルに自動的に制御する。
【００３８】
即ち、本実施例では、受光信号に伴うアンダーシュートの発生を検出する方式のみが相違しており、その発生に伴って受光側の感度、前置増幅回路９の増幅率を調整する動作は特許文献１と同様に行なわれる。
【００３９】
以上のように本実施例によれば、多光軸光電スイッチの受光器５に配置された受光制御回路１７は、各ＬＥＤ２ａ乃至２ｅの投光タイミング後に、前置増幅回路９より出力される対応する受光信号にアンダーシュートが発生したことを検出する。具体的には、前置増幅回路９より出力される受光信号のレベルを、対応するＬＥＤ２の投光タイミングから所定時間の経過後に基準データと比較して検出を行なう。そして、調整手段２１は、その検出状態に基づいて、受光信号に発生するアンダーシュートのレベルが小さくなるように、前置増幅回路９の増幅率を変化させることで調整動作を行なうようにした。
【００４０】
従って、従来のように受光信号が正規の極性を示す期間のレベルに基づいて過入光状態を検出するものとは異なり、受光信号における逆極性レベルの発生を確実且つ安定的に検出することが可能となる。そして、調整手段２１は、受光信号の逆極性レベルが小さくなるように調整動作を行なうので、受光レベル調整を良好に行なって過入光状態を解消することができる。
【００４１】
また、このようにアンダーシュートの発生を所定のタイミングで直接検出する方式によれば、従来のように受光信号が正規の極性を示す期間のレベルに基づいて過入光状態を検出する方式に比較して、前置増幅回路９に増幅可能範囲が狭い、増幅率が小さい安価なオペアンプを用いても容易に検出を行なうことが可能となる。
【００４２】
（第２実施例）
図６及び図７は本発明の第２実施例を示すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。図６は、第１実施例における図１相当図の要部のみを示すものである。第２実施例では、前置増幅回路９とアナログスイッチ１４との間に、受光信号検出用の比較器３１とアンダーシュート検出用の比較器（過入光検出手段）３２との２つが配置されており、その段階で信号は二系統に分かれている。
【００４３】
そして、比較器３１の出力信号ＤＳ１は、アナログスイッチ１４（及び主増幅回路１８）を介して受光制御回路１７の入力端子Ａに与えられる。従って、第１実施例の比較器１９は削除されている。また、比較器３２の出力信号ＤＳ２は、アナログスイッチ３３（及び主増幅回路１８と同等の図示しない増幅回路）を介して受光制御回路１７の入力端子Ｂに与えられる。アナログスイッチ１４，アナログスイッチ３３（過入光検出手段）は、第１実施例と同様にＤＦＦ１５の出力信号で開閉制御される。
【００４４】
尚、比較器３２はアンダーシュート検出用であるから、入力信号レベルが負側のしきい値を超えると、ハイレベルの信号が出力されるように入出力電圧範囲が調整されている。
また、具体的には図示しないが、第１実施例において、受光制御回路１７の入力端子Ｂ側に配置されていたＡ／Ｄ変換器２０も削除されている。
【００４５】
次に、第２実施例の作用について図７をも参照して説明する。図７（ａ），（ｂ）は、第１実施例における図５（ａ），（ｂ）と同様である。受光制御回路１７は、各光軸に対応するアナログスイッチ１４，３３が開くタイミングにおいて、比較器３１からの出力信号ＤＳ１の出力状態により受光検出を行なうと共に、比較器３２からの出力信号ＤＳ２の出力状態によってアンダーシュート検出を行なう。即ち、受光制御回路１７は、入力端子Ｂの信号レベルが「Ｈ」であるか否かによってアンダーシュートを検出する。
以上のように構成された第２実施例による場合も、第１実施例と同様の効果が得られる。
【００４６】
（第３実施例）
図８及び図９は本発明の第３実施例を示すものであり、第２実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。電気的構成の要部を示す図８において、第３実施例では、第２実施例の構成からアナログスイッチ３３が削除されている。そして、２つの比較器３１，３２の出力端子は、ＯＲ回路３４の入力端子に夫々接続されており、そのＯＲ回路３４の出力端子は、アナログスイッチ１４の入力側に接続されている。その他の構成は第１実施例などと同様である。
【００４７】
次に、第３実施例の作用について図９をも参照して説明する。ＯＲ回路３４は、比較器３１，３２より出力される受光信号とアンダーシュート検出信号との何れか一方が「Ｈ」レベルになると、出力端子が「Ｈ」レベルになる。従って、図９（ｃ）に示すように、受光信号にアンダーシュートが発生している場合は、正規の受光信号の出力期間とアンダーシュートの発生期間とを合わせた期間だけ「Ｈ」レベルを示す信号が出力される。
【００４８】
即ち、比較器３１，３２より出力される受光信号とアンダーシュート検出信号とはＯＲ回路３４により共通化され、信号ＤＳ１として受光制御回路１７の入力端子Ａに出力される。そして、受光制御回路１７は、入力端子Ａを参照し、信号ＤＳ１について受光検出期間とアンダーシュート検出期間との夫々の期間において夫々の検出を行なうようになっている。
以上のように構成された第３実施例による場合も、第１又は第２実施例と同様の効果が得られる。
【００４９】
（第４実施例）
図１０及び図１１は本発明の第４実施例を示すものであり、第２実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。電気的構成の要部を示す図１０において、第４実施例では、第２実施例における比較器３２が比較器（過入光検出手段）３５に置き換わっている。
【００５０】
そして、第４実施例では、通常動作時とは異なる調整動作モードにおいて、図１１（ａ）に示すように、投光器１側からは、各光軸につき、物体検出等のために出力される主投光信号に続いて、アンダーシュート検出用に副投光信号が出力されるように構成されている。その副投光信号のレベルは主投光信号よりも低いレベルに設定されている。
【００５１】
比較器３５の比較用基準値は、副投光信号を検出するために比較器３１よりも低いレベルに設定されている（図１１（ｂ）参照）。この場合、受光信号にアンダーシュートが発生していない場合、またはアンダーシュートが発生していてもその振幅が小さければ、図１１（ｂ）に示すように、受光器側で比較器３５により副投光信号の成分が検出される。
【００５２】
これに対して、図１１（ｃ）に示すように、アンダーシュートの発生レベルが大きくなると、レベルが小さい副投光信号成分はアンダーシュートによって吸収されてしまい、比較器３５によっては検出されなくなる。
そこで、受光制御回路１７は、調整動作モードにおいて、受光信号中に副投光信号成分が観測される状態になるように感度調整を行なう。
【００５３】
以上のように構成された第４実施例によれば、投光器１は、各光軸につき主投光信号に続いて副投光信号を出力し、受光制御回路１７は、受光信号中に副投光信号成分が観測される状態になるように感度調整を行なうようにしたので、アンダーシュートの影響を低減するように調整を行なうことができる。
【００５４】
（第５実施例）
図１２は本発明の第５実施例を示すものであり、第４実施例と異なる部分についてのみ説明する。第５実施例では、第４実施例とは異なり、副投光信号としてパルス幅が主投光信号よりも狭いものを用いる。斯様な場合でも、受光器側においてアンダーシュートの影響を受けた場合の受光信号波形における副投光信号成分の現れ方は第４実施例と同様となるから、同様の方式で副投光信号成分を検出して調整を行なうことができる。
【００５５】
（第６実施例）
図１３乃至図１５は本発明の第６実施例を示すものであり、第１実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、以下異なる部分についてのみ説明する。電気的構成の要部を示す図１３において、第６実施例では、第１実施例の構成からＦＥＴ１０，積分回路１１，ＡＮＤ回路１２が削除されている。そして、受光制御回路４１は、出力端子Ｃより制御パルス信号Ｓｘに代えて制御データＤｘを出力するようになっており、その制御データＤｘは、投光器４２の投光回路４３に与えられている。また、受光制御回路４１は内部にメモリ（記憶手段）４４を備えており、投光回路４３はＤ／Ａ変換器４５を内蔵している。
【００５６】
図１４は、投光回路４３の内部構成を示すものである。ＬＥＤ２のアノードは駆動電源ＶＣＣに接続されており、カソードは、ＬＥＤ駆動用のＮＰＮトランジスタ４６のコレクタに接続されている。そして、各トランジスタ４６のベースは、トランジスタ４６を駆動するシフトレジスタ４７の各出力端子に夫々接続されており、エミッタは、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ４８のドレインに共通に接続されている。そして、ＦＥＴ４８のソースはＮチャネルＭＯＳＦＥＴ４９のドレインに接続されており、ＦＥＴ４９のソースはグランドに接続されている。
【００５７】
上段のＦＥＴ４８のゲートには投光パルス信号が与えられ、ＦＥＴ４８は、各ＬＥＤ２が発光するタイミングに応じてＯＮするようになっている。そして、下段のＦＥＴ４９のゲートには、Ｄ／Ａ変換器４５によって変換出力されるアナログ信号が与えられている。
即ち、第１実施例では、アンダーシュートの発生を検出すると受光側の受光感度（前置増幅器９の増幅率）を調整したが、第６実施例では、ＦＥＴ４９のオン抵抗を変化させることで投光回路４３による投光出力レベルを調整するようになっている。尚、受光制御回路４１，Ｄ／Ａ変換器４５，ＦＥＴ４９は、調整手段５０を構成している。
【００５８】
次に、第６実施例の作用について図１５をも参照して説明する。図１５は、第１実施例における図２相当図である。受光制御回路４１は、第１実施例とは異なり、Ａ／Ｄ変換器２０の出力データによりアンダーシュートを検出すると、その出力データに応じた値の制御データＤｘを投光回路４３に出力するようになっている。
【００５９】
即ち、ステップＳ１の実行後は、メモリ４４より読み出した制御データＤｘを投光回路４３に出力する（ステップＳ１０）。メモリ４４には、予め初期データが記憶されている。この時、その制御データＤｘはＤ／Ａ変換器４５によってＤ／Ａ変換され、そのアナログ信号電圧がＦＥＴ４９のゲートに与えられる。すると、ＦＥＴ４９はそのゲート電圧に応じたオン抵抗を示すようになるので、投光タイミングにおいて上段のＦＥＴ４８がオンすると共に、何れかのトランジスタ４６がオンして対応するＬＥＤ２が発光する際にそのＬＥＤ２に流れる電流は、ＦＥＴ４９のオン抵抗に応じて設定される。
【００６０】
そして、ステップＳ４に代わるステップＳ１１において、受光制御回路４１は、Ａ／Ｄ変換器２０の出力データが過入光レベル（アンダーシュート発生レベル）か否かよりを判断し、過入光レベルであれば（「ＹＥＳ」）、ステップＳ１０でメモリ４４より読み出した制御データＤｘを、その過入光レベルの度合い（判定しきい値との差）に応じて減少させ、投光回路４３に出力する（ステップＳ１２）。
【００６１】
すると、投光回路４３においてはＦＥＴ４９のゲート電圧が低下するので、オン抵抗は上昇し、ＬＥＤ２が駆動される場合に流れる電流値は低下して、投光出力レベルは低下する。従って、アンダーシュートの発生は抑制される方向に調整される。
【００６２】
それから、受光制御回路４１は変更した制御データＤｘをメモリ４４に書き込んで更新すると（ステップＳ１３）、ステップＳ５に移行する。また、ステップＳ１１において、過入光レベルでない場合も（「ＮＯ」）  ステップＳ５に移行する。
【００６３】
以上のように第６実施例によれば、調整手段５０は、メモリ４４に記憶されている制御データＤｘに基づいて投光回路４２の投光出力レベルを一括して変化させることで調整動作を行ない、前記調整動作の終了後に、メモリ４４に記憶されている制御データＤｘを更新するようにした。
【００６４】
従って、調整周期毎に、メモリ４４に記憶されているデータに基づいて調整動作が行われるので、受光信号に発生するアンダーシュートが極力小さくなるように、より短い時間で投光出力レベルを調整することができる。そして、各光軸毎に調整を行なうものに比較して構成をより簡単にすることができると共に、調整に要する時間を短縮することも可能となる。
【００６５】
（第７実施例）
図１６は本発明の第７実施例を示すものであり、第６実施例と異なる部分についてのみ説明する。第７実施例では、第６実施例におけるＮＰＮトランジスタ４６がＰＮＰトランジスタ５１に置き換わっている。そして、ＬＥＤ２のカソードは、トランジスタ５１のエミッタに接続されており、トランジスタ５１のコレクタはグランドに接続されている。
【００６６】
また、ＦＥＴ４９は削除されており、ＦＥＴ４８に代えて、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴ５２が配置されている。そのＦＥＴ５２のドレインには各ＬＥＤ２のアノードが共通に接続されており、ソースにはＤ／Ａ変換器４５によって変換出力されるアナログ信号が与えられている。そして、ＦＥＴ５２のゲートには、投光パルス信号がＮＯＴ回路５３を介して与えられている。尚、受光制御回路４１，Ｄ／Ａ変換器４５，ＦＥＴ５２は、調整手段５４を構成している。
【００６７】
以上のように構成された第７実施例によれば、各投光タイミングにおいてＦＥＴ５２がオンする場合に、そのＦＥＴ５２を介してＬＥＤのアノードに印加される電圧は、Ｄ／Ａ変換器４５を介して出力されるアナログ電圧となる。従って、第７実施例では、第６実施例におけるＬＥＤ２の駆動電流に代わって、ＬＥＤ２の駆動電圧を変化させることになり、第６実施例と同様の効果が得られる。
【００６８】
本発明は上記し且つ図面に記載した実施例にのみ限定されるものではなく、次のような変形又は拡張が可能である。
正規の受光信号極性が負である場合は、オーバーシュートを検出するように構成すれば良い。
第１実施例の構成において、第６実施例のように前置増幅回路９の増幅率をデジタル制御するように構成しても良い。
調整手段を、受光信号のレベルが逆極性側に変化している時間、即ちアンダーシュート発生時間を計測し、その計測時間に基づいて調整動作を行なうように構成しても良い。即ち、前記計測時間の長さは受光信号の逆極性レベルの大きさとの相関性があるので、計測時間の長さに応じて調整動作における調整量を設定すれば、受光レベル調整を良好に行なうことができる。
受光信号のレベルが逆極性側に変化していることを検出するには、その他、例えば、前置増幅回路９の出力信号レベルのゼロクロス点通過を検出することで、行っても良い。
第４又は第５実施例において副投光信号を用いたが、副投光信号を主投光信号と同程度の振幅レベルとパルス幅とを有する信号としても良い。その場合、受光側は、比較器３１のみを設け、１つの光軸に付きそれら２つの信号が連続して受光される場合に正常と判定し、アンダーシュートの発生により副投光信号の受光レベルが低下して、最初の主投光信号のみが受光された場合に過入光状態の発生を判定するように構成すれば良い。
【００６９】
【発明の効果】
請求項１記載の多光軸光電スイッチによれば、過入光検出手段は、各投光素子の投光タイミング後に、増幅手段より出力される対応する受光信号のレベルが逆極性側に変化したことを検出し、調整手段は、過入光検出手段による検出状態に基づいて、受光信号が逆極性側で示す信号レベルが小さくなるように、増幅手段の増幅率と投光器側の投光出力レベルとの少なくとも一方を変化させることで調整動作を行なう。
【００７０】
従って、従来のように受光信号が正規の極性を示す期間のレベルに基づいて過入光状態を検出するものとは異なり、受光信号における逆極性レベルの発生を確実且つ安定的に検出することが可能となる。そして、調整手段は、受光信号の逆極性レベルが小さくなるように調整動作を行なうので、受光レベル調整を良好に行なって過入光状態を解消することができる。
【００７１】
請求項２記載の多光軸光電スイッチによれば、調整手段は、受光信号のレベルが逆極性側に変化している時間を計測し、その計測時間に基づいて調整動作を行なうので受光レベル調整をより良好に行なうことができる。
【００７２】
請求項３記載の多光軸光電スイッチによれば、過入光検出手段は、受光信号のレベルを、対応する投光素子の投光タイミングから所定時間の経過後に基準レベルと比較して過入光状態の検出を行なう。そして、調整手段は、記憶手段に記憶されているデータに基づいて増幅率または投光出力レベルの少なくとも一方を変化させて調整動作を行ない、調整動作の終了後に記憶手段に記憶されているデータを更新する。従って、増幅手段より出力される受光信号のレベルに基づいて過入光状態の検出を確実に行なうことができる。また、調整周期毎に、受光信号に発生するオーバーシュートまたはアンダーシュートが極力小さくなるように、増幅手段の増幅率または投光出力レベルを調整することができる。
【００７３】
請求項４記載の多光軸光電スイッチによれば、調整手段は、増幅手段の増幅率と、投光器側の投光出力レベルとの少なくとも一方を、全受光素子または全投光素子につき一括して可変可能とするので、各光軸毎に調整を行なうものに比較して、構成をより簡単にすることができると共に、調整に要する時間を短縮することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例であり、多光軸光電スイッチの電気的構成の概略を示す図
【図２】受光制御回路によって行なわれる検出動作及び感度調整動作（検出プログラム）の内容を示すフローチャート
【図３】図２のステップＳ３である検出ルーチンの内容を示すフローチャート
【図４】受光制御回路の入力端子Ｆに投光信号Ｓｐが与えられた場合における各信号のタイミングチャート
【図５】（ｂ）は、（ａ）のような波形の投光信号が出力された場合に過入光状態となり、受光信号波形にアンダーシュートが発生した場合の波形を示す図
【図６】本発明の第２実施例であり、図１相当図の要部のみを示す図
【図７】各信号のタイミングチャート
【図８】本発明の第３実施例を示す図６相当図
【図９】図７相当図
【図１０】本発明の第４実施例を示す図６相当図
【図１１】図７相当図
【図１２】本発明の第５実施例を示す図１１相当図
【図１３】本発明の第６実施例を示す図１相当図
【図１４】投光回路内部の電気的構成を示す図
【図１５】図２相当図
【図１６】本発明の第７実施例を示す図１４相当図
【符号の説明】
１は投光器、２はＬＥＤ（投光素子）、３は投光制御回路（投受光制御手段）、５は受光器、７はフォトダイオード（受光素子）、９は前置増幅回路（増幅手段）、１６は受光回路（投受光制御手段）、１７は受光制御回路（過入光検出手段）、２１は調整手段、３２は比較器（過入光検出手段）、３３はアナログスイッチ（過入光検出手段）、３５は比較器（過入光検出手段）、４４はメモリ（記憶手段）、５０，５４は調整手段を示す。
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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