(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサ部（９）の投光部（３９）に複数の投光器（１８）と、前記投光部（３９）のからの投光信号を受光する受光部（４０）の前記複数の投光器（１８）と対をなす複数の受光器（１９）を具備し、
センサコントロール部（８）に、前記投光部（３９）を駆動する検出投光駆動回路（２３）と、
定電流回路（２２）および輝度調整回路（２１）と、
前記受光部（４０）から得るアナログ受光信号の利得を調整する利得調整回路（３４）と、
前記アナログ受光信号をデジタル信号レベルデータに変換するＡ／Ｄ変換器（アナログデジタルコンバータ）（３２）と、
時系列で取込んだ複数の前記デジタル信号データを記憶保持するＲＡＭ（４５）（記憶素子）と、
記憶された前記デジタル信号データを使用し、データの演算処理や検出状態を判断する判断機能を果たすＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）（２０）を有し、
前記ＭＰＵ（２０）に接続された検出投光駆動回路（２３）と、前記複数の投光器（１８）の投光信号と、前記複数の受光器（１９）の受光信号は、それぞれ同期クロックに同期したタイミングで順次一対の投光動作と受光動作し、
前記複数の受光器（１９）は、対をなす前記複数の投光器（１８）のそれぞれの非投光時の状態と投光時の状態の間、継続的に受光信号を検出し、
共通の前記Ａ／Ｄ変換器（３２）を経て定量デジタルデータ化した各々のデジタル信号を当該非投光時の状態及び当該投光時の状態の受光信号レベルデータとして各々ＲＡＭ（４５）に記憶保持し、
前記投光時の状態の当該受光信号レベルデータから前記非投光時の状態の当該受光信号レベルデータの差分データを検出量データとして前記ＲＡＭ（４５）に各々記憶保持し、
予め設定した閾値と、各々の前記検出量データを比較し、各々の前記検出量データの変化をもって各々の被検出体（１１）の有無を判定することを特徴とする光電センサ。
【請求項２】
請求項１において、
単一受光器（１９）又は複数の受光器（１９）を一群とする複数の受光部（４０）の複数の受光信号を同期クロックに同期したタイミングで順次一対の投光動作と受光動作し、マルチプレクサにより時分割し、共通のＡ／Ｄ変換器（３２）を経て定量デジタルデータ化した各々のデジタル信号を当該非投光時及び当該投光時の受光信号レベルデータとして各々のＲＡＭ（４５）に記憶保持することを特徴とする光電センサ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の光電センサを含み、
制御部（１）と親局（４）の間で、並列信号である監視信号（１３５）と制御信号（１３６）を授受し、前記親局（４）と単一又は、複数の子局（１０）との間では、直列信号として伝送線（ＤＰ信号線５、ＤＮ信号線６）を介して伝送し、
前記子局は、子局入出力部（７）と、センサコントロール部（８）と、センサ部（９）からなり、
センサコントロール部（８）に、前記投光部（３９）を駆動する検出投光駆動回路（２３）と、定電流回路（２２）および輝度調整回路（２１）と、前記受光部（４０）から得るアナログ受光信号の利得を調整する利得調整回路（３４）と、子局アドレス設定手段（２４）と、前記アナログ受光信号をデジタル信号レベルデータに変換するＡ／Ｄ変換器（アナログデジタルコンバータ）（３２）と、時系列で取込んだ複数の前記デジタル信号データを記憶保持するＲＡＭ（４５）（記憶素子）と、記憶された前記デジタル信号データを使用し、データの演算処理や検出状態を判断する判断機能を果たすＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）（２０）を有し、
前記ＭＰＵ（２０）に接続された検出投光駆動回路（２３）と、前記複数の投光器（１８）の投光信号と、前記複数の受光器（１９）の受光信号は、それぞれ同期伝送クロックに同期した伝送タイミングで順次一対の投光動作と受光動作し、
前記複数の受光器（１９）は、対をなす前記複数の投光器（１８）のそれぞれの非投光時の状態と投光時の状態の間、継続的に受光信号を検出し、
共通の前記Ａ／Ｄ変換器（３２）を経て定量デジタルデータ化した各々のデジタル信号を当該非投光時の状態及び当該投光時の状態の受光信号レベルデータとして各々の前記ＲＡＭ（４５）に記憶保持し、
前記投光時の状態の当該受光信号レベルデータから前記非投光時の状態の当該受光信号レベルデータの差分データを検出量データとして前記ＲＡＭ（４５）に各々記憶保持し、
予め設定した閾値と、各々の前記検出量データを比較し、各々の前記検出量データの変化をもって各々の被検出体（１１）の有無を判定することを特徴とする光電センサシステム。
【請求項４】
請求項１又は２において、
子局内に複数の投光器（１８）又は複数の受光器（１９）を一群として構成する光電センサであり、
各々の一群の最終タイミング移動信号を複数の投光器群又は複数の受光器群の群間の移動タイミング信号として直列接続し、最終の受光器群の終了信号線に受光器群の終了信号と当該全受光信号を重畳することにより、子局内の信号線を低減するとともに、対をなす投光器群と受光器群を自由に増減できる光電センサ。
【請求項５】
請求項１又は２において、
子局内に複数の投光器（１８）又は複数の受光器（１９）を一群として構成する光電センサであり、
各々の一群の最終タイミング移動信号を複数の投光器群又は複数の受光器群の群間の移動タイミング信号として直列接続し、最終の投光器群の終了信号又は受光器群の終了信号と、子局内の信号線を低減するとともに、対をなす投光器群と受光器群を自由に増減できる光電センサ。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の光電センサを含み、
制御部（１）と子局（１０）の間で、並列信号である監視信号（１３５）と制御信号（１３６）を授受し、
前記子局は、子局入出力部（７）と、センサコントロール部（８）と、センサ部（９）からなり、
センサコントロール部（８）は、子局入出力部（７）とセンサ部（９）の間にあり、センサ部（９）の投光駆動回路と、センサ部（９）の受光信号である複数のアナログ信号をデジタル信号データに変換するＡ／Ｄ変換器（アナログデジタルコンバータ）（３２）と、前記複数のデジタル信号データを記憶保持するＲＡＭ（４５）（記憶素子）と、複数の記憶データの演算処理や検出状態を判断する機能を果たすＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）（２０）を有し、
前記ＭＰＵ（２０）に接続された検出投光駆動回路（２３）と、前記投光部（３９）の投光信号と、前記受光部（４０）の受光信号は、同期クロックに同期したタイミングで順次一対の投光動作と受光動作し、
前記受光部（４０）は、投光部（３９）の非投光時の状態と投光時の状態の間、継続的に受光信号を検出し、
共通の前記Ａ／Ｄ変換器（３２）を経て定量デジタルデータ化した各々のデジタル信号を当該非投光時の状態及び当該投光時の状態の受光信号レベルデータとして各々の前記ＲＡＭ（４５）に記憶保持し、
前記投光時の状態の当該受光信号レベルデータから前記非投光時の状態の当該受光信号レベルデータの差分データを検出量データとして前記ＲＡＭ（４５）に各々記憶保持し、
予め設定した閾値と、各々の前記検出量データを比較し、各々の前記検出量データの変化をもって各々の被検出体（１１）の有無を判定することを特徴とする光電センサシステム。
【請求項７】
請求項３において、
同一子局内に投光部（３９）と受光部（４０）を持つ光電センサシステムであり、
複数の前記子局を共通の伝送線（ＤＰ信号線５、ＤＮ信号線６）に並列接続し、それぞれの前記子局の被検出体（１１）の検出状態を親局（４）に伝送し、親局（４）から制御部（１）にそれぞれの前記子局の被検出体（１１）の検出状態送出する光電センサシステム。
【請求項８】
請求項３において、
単一の子局内に投光部（３９）のみを持つ投光子局（１６）と、
前記投光子局（１６）と対をなす単一の子局内に受光部（４０）のみを持つ受光子局（１７）の子局アドレスをそれぞれ同一アドレスに設定することにより、前記投光子局（１６）と受光子局（１７）の間の被検出体（１１）の検出状態を親局（４）に伝送し、前記投光子局（１６）と受光子局（１７）の間の被検出体（１１）の有無を検出する光電センサシステム。
【請求項９】
請求項８において
複数の子局内に投光部（３９）のみを持つ投光子局（１６）と、前記複数の投光子局（１６）とそれぞれ対をなす複数の子局内に受光部（４０）のみを持つ受光子局（１７）の子局アドレスをそれぞれ同一アドレスに設定することにより、それぞれ対をなす前記複数の投光子局（１６）と前記複数の受光子局（１７）の間の被検出体（１１）の検出状態を親局（４）に伝送し、被検出体（１１）の有無を検出する光電センサシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、特定の領域内へ定形或いは不定形の被検出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、特定領域への物の出し入れ時の確認や、特定領域への進入物の検出に対し、各種光電センサが用いられてきた。【０００３】  例えば、多光軸光電センサの特許文献１には、
複数個の投光素子を並べた投光器と、複数個の投光素子と同数の受光素子を並べた受光器をそれぞれ対向させ、投光器と受光器の間の遮光状態を判別する多光軸光電センサが記載されている。この多光軸光電センサは、受光レベルにしきい値を設定して遮光状態を判別する。また、それぞれの投光素子を順に発光させる発光制御手段を有しており、
それぞれの投光素子の発光動作に同期し、当該発光素子に対向する受光素子の受光量を順に取り込み、当該受光量の取込みが一巡する間の受光量の最小値を検出する。【０００４】そして、最小受光量情報を表示する手段を具備する多光軸光電センサが記載されている。また、最小受光量をアナログ表示し、そのアナログ表示手段がバーグラフ表示する表示器であり、バーグラフの中間位置に前記遮光状態を判別するためのしきい値に相当する受光量を対応させる多光軸光電センサが記載されている。【０００５】  また、例えば、多光軸光電センサの特許文献２には、
対向する複数の投光素子と複数の受光素子が順に投光・受光を行い、発光タイミングに合わせ受光する投光素子の投光の有効化をする多光軸光電センサが記載されている。また、その受光素子に対向投光素子の時期に有効化を行う検査タイミング制御手段や、回路異常検出手段や、外乱光異常検出手段を備えた多光軸光電センサが記載されている。【０００６】  また、さらに、例えば、多光軸光電センサの特許文献３には、
向き合う対をなす投光器と、受光器とが、それぞれの投光器が発光動作する投光制御手段と、それぞれの投光素子の発光動作タイミングに合わせ受光素子が受光動作する受光制御手段と、投光器の発光動作信号を生成する信号生成手段とを有し、受光素子が外乱光を受光したとき、投光器の発光動作の周期を変更するようにした多光軸光電センサが記載されている。【０００７】更に、多光軸光電センサの特許文献４には、
多光軸光電センサ、投光装置、投光素子ユニット、投光制御ユニット、受光装置、受光素子ユニット、受光制御ユニット、及び、投受光素子の駆動数の設定方法が記載されている。【０００８】また更に、多光軸光電センサの特許文献５には、
複数の各投光素子に対向する複数の受光素子と、その投光素子群を順に点灯させて投光スキャン動作を所定の周期で繰り返す投光制御手段と、その各々の受光素子からの受光信号を、投光素子の点灯タイミングに一致させて検出し、遮光状態を検出する遮光検出手段と、干渉光の存在を検出する干渉光検出手段を有していることが記載されている。【０００９】また、この干渉光検出手段によって干渉光が検出したときには、投光制御手段における投光スキャン動作の開始タイミングを変更するか、干渉光が検出されたときには投光スキャン動作の開始タイミングをずらす多光軸光電センサが記載されている。【００１０】また、多光軸光電センサの特許文献６には、
投光器と対をなす受光器とを有する多光軸光電センサで、同期用投光素子駆動手段とを備えおり、同期用受光素子と、この同期用受光素子の出力で前記同期信号を検出する手段と、同期信号に基づいて各検出用投光素子を順に駆動する検出用投光素子駆動手段とを有することが記載されている。さらに、同期信号に基づいて受光器における各検出用受光素子からの受光信号を順次有効化する制御手段によって受光状態判定手段を備えた多光軸光電センサが記載されている。【００１１】
【特許文献１】特許第３７２４３９７号
【特許文献２】特開２００２−２０４１５１
【特許文献３】特開２００２−２１７７０３
【特許文献４】特開２００２−２３２２８５
【特許文献５】特開２００３−１３３９３３
【特許文献６】特開２００４−２１４８９９
【特許文献７】特許第３５４８７５４号
【特許文献８】特許第３７２４３９７号
【特許文献９】特許第３７６３２０２号前記の従来例において、例えば特許文献１では、複数のセンサの一巡する間の受光量の最小値を検出している。当該方式において、受光素子の直近の非投光時の受光信号レベルがどのようになっているかを検出しておらず、直近の周辺の光量変動に対し被検出体の検出の判定の信頼性が十分得られない。更に、特許文献２では、投光のタイミングで、受光を有効化し、誤動作を誘引する周辺からの受光を防止し、誤検出の対策をしている。しかしながら、当該方法においても、直近の周辺の光量変動を検出することなく、受光器の周辺光量の変動に対しての対策は取れておらず、問題が有った。【００１２】  また、特許文献３には、投光器の発光動作信号を生成する信号生成手段とを有し、受光素子が外乱光を受光したとき、投光器の発光動作の周期を変更するとしてもインターバルの長い外乱光に対しては、例え発光動作周期を変更したとしても、十分な対策にはならなかった欠点がある。
特許文献５には、所定の周期で繰り返す投光制御手段と、点灯タイミングに一致させて検出し、遮光状態を検出する遮光検出手段と、干渉光の存在を検出する干渉光検出手段を有していることが記載されているが、これもまた、前例と同じく長周期の外乱光に対しての対策とはならない欠点がある。【００１３】  更に、特許文献６には、同期信号に基づいて各検出用投光素子を順に駆動する検出用投光素子駆動手段とを有することが記載されており、また、順次有効化する制御手段によって受光状態判定手段を備えた多光軸光電センサが記載されているが、前例と同じく長周期の外乱光に対しての対策とはならない欠点があった。
従来例においては、システム全体を低コスト化や、多数センサを用いるときの配線の低減を行う所謂省配線化によって配線コスト低減や小型化において難点があった。
また、光の干渉や検出信号の信頼性についても、一定の工夫や改善がなされてはいるがいずれもシステムのコスト上昇し、また信頼性における性能面での欠点もあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】  本発明は、このような従来の不具合要因を解決し、すなわち、直近の非投光時の光量を、受光器の周辺の受光量レベルとして記憶保持し、投光時の検出受光検出レベルとの差分を検出信号レベルとして判定する方法及び判断基準である閾値を設定することで信頼性の確保がされた被検出体の検出が行なえる。
更に多数配線を省略することによって、配線スペースを低減することによる小型化を実現するものであり、また、故障時の保守作業を容易にし、また同時に当該光電センサのコストを下げ、従来の設備原価より原価低減を果たすことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】  本発明は、上記目的を達成するために、単価の安い光電センサや、光電センサシステムを提供するものである。【００１６】  請求項１には、
センサ部（９）に投光部（３９）と前記投光部（３９）からの投光信号を受光する受光部（４０）を具備し、
センサコントロール部（８）に前記投光部（３９）を駆動する検出投光駆動回路（２３）と、定電流回路（２２）および輝度調整回路（２１）と、前記受光部（４０）から得るアナログ受光信号の利得を調整する利得調整回路（３４）と、前記アナログ受光信号をデジタル信号レベルデータに変換するＡ／Ｄ変換器（アナログデジタルコンバータ）（３２）と、時系列で取込んだ複数の前記デジタル信号データを記憶保持するＲＡＭ（４５）（記憶素子）と、記憶された前記デジタル信号データを使用し、
データの演算処理や検出状態を判断する判断機能を果たすＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）（２０）を有することが記載されている。【００１７】そして、前記ＭＰＵ（２０）に接続された検出投光駆動回路（２３）と前記投光部（３９）の投光信号と、前記受光部（４０）の受光信号は、同期クロックに同期したタイミングで順次一対の投光動作と受光動作し、
前記受光部（４０）は、投光部（３９）の非投光時の状態と投光時の状態の間、継続的に受光信号を検出し、
前記Ａ／Ｄ変換器（３２）を経て定量デジタルデータ化した各々のデジタル信号を当該非投光時の状態及び当該投光時の状態の受光信号レベルデータとして前記各々ＲＡＭ（４５）に記憶保持する。【００１８】  そして、前記投光時の状態の当該受光信号レベルデータから前記非投光時の状態の受光信号レベルデータの差分データを検出量データとして前記ＲＡＭ（４５）に各々記憶保持し、
予め設定した閾値と、各々の前記検出量データを比較し、
前記検出量データの変化をもって各々の被検出体（１１）の有無を判定することを特徴とする光電センサまたは、光電センサシステムが記載されている。【００１９】  請求項２には、センサ部（９）の投光部（３９）に複数の投光器（１８）と、前記投光部（３９）のからの投光信号を受光する受光部（４０）の前記複数の投光器（１８）と対をなす複数の受光器（１９）を具備していることが記載されている。
そして、センサコントロール部（８）に、前記投光部（３９）を駆動する検出投光駆動回路（２３）と、定電流回路（２２）および輝度調整回路（２１）と、前記受光部（４０）から得るアナログ受光信号の利得を調整する利得調整回路（３４）と、前記アナログ受光信号をデジタル信号レベルデータに変換するＡ／Ｄ変換器（アナログデジタルコンバータ）（３２）と、時系列で取込んだ複数の前記デジタル信号データを記憶保持するＲＡＭ（４５）（記憶素子）と、
記憶された前記デジタル信号データを使用し、データの演算処理や検出状態を判断する判断機能を果たすＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）（２０）を有することが記載されている。【００２０】  そして、前記ＭＰＵ（２０）に接続された検出投光駆動回路（２３）と、前記複数の投光器（１８）の投光信号と、前記複数の受光器（１９）の受光信号は、それぞれ同期クロックに同期したタイミングで順次一対の投光動作と受光動作し、
前記複数の受光器（１９）は、対をなす前記複数の投光器（１８）のそれぞれの非投光時の状態と投光時の状態の間、継続的に受光信号を検出し、
共通の前記Ａ／Ｄ変換器（３２）を経て定量デジタルデータ化した各々のデジタル信号を当該非投光時の状態及び当該投光時の状態の受光信号レベルデータとして各々ＲＡＭ（４５）に記憶保持することが、記載されている【００２１】  そして、前記投光時の状態の当該受光信号レベルデータから前記非投光時の状態の当該受光信号レベルデータの差分データを検出量データとして前記ＲＡＭ（４５）に各々記憶保持し、
予め設定した閾値と、各々の前記検出量データを比較し、
各々の前記検出量データの変化をもって各々の被検出体（１１）の有無を判定することを特徴とする光電センサまたは、光電センサシステムが記載されている。【００２２】  請求項３には、請求項１、２において、
単一受光器（１９）又は複数の受光器（１９）を一群とする複数の受光部（４０）の複数の受光信号を同期クロックに同期したタイミングで順次一対の投光動作と受光動作し、マルチプレクサにより時分割し、共通のＡ／Ｄ変換器（３２）を経て定量デジタルデータ化した各々のデジタル信号を当該非投光時及び当該投光時の受光信号レベルデータとして各々のＲＡＭ（４５）に記憶保持すること
を特徴とする光電センサまたは、光電センサシステムが記載されている。【００２３】  請求項４には、請求項１から３において、
制御部（１）と親局（４）の間で、並列信号である監視信号（１３５）と制御信号（１３６）を授受し、
前記親局（４）と単一又は、複数の子局（１０）との間では、直列信号として伝送線（ＤＰ信号線５、ＤＮ信号線６）を介して伝送し、
前記子局は、子局入出力部（７）と、センサコントロール部（８）と、センサ部（９）から構成されていることが記載されている【００２４】センサコントロール部（８）に、前記投光部（３９）を駆動する検出投光駆動回路（２３）と、定電流回路（２２）および輝度調整回路（２１）と、前記受光部（４０）から得るアナログ受光信号の利得を調整する利得調整回路（３４）と、子局アドレス設定手段（２４）と、前記アナログ受光信号をデジタル信号レベルデータに変換するＡ／Ｄ変換器（アナログデジタルコンバータ）（３２）と、時系列で取込んだ複数の前記デジタル信号データを記憶保持するＲＡＭ（４５）（記憶素子）と、記憶された前記デジタル信号データを使用し、データの演算処理や検出状態を判断する判断機能を果たすＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）（２０）を有することが記載されている。【００２５】  また、前記ＭＰＵ（２０）に接続された検出投光駆動回路（２３）と、前記複数の投光器（１８）の投光信号と、前記複数の受光器（１９）の受光信号は、
それぞれ同期伝送クロックに同期した伝送タイミングで順次一対の投光動作と受光動作し、前記複数の受光器（１９）は、対をなす前記複数の投光器（１８）のそれぞれの非投光時の状態と投光時の状態の間、継続的に受光信号を検出し、
共通の前記Ａ／Ｄ変換器（３２）を経て定量デジタルデータ化した各々のデジタル信号を当該非投光時の状態及び当該投光時の状態の受光信号レベルデータとして各々の前記ＲＡＭ（４５）に記憶保持することが記載されている。【００２６】前記投光時の状態の当該受光信号レベルデータから前記非投光時の状態の当該受光信号レベルデータの差分データを検出量データとして前記ＲＡＭ（４５）に各々記憶保持し、
予め設定した閾値と、各々の前記検出量データを比較し、
各々の前記検出量データの変化をもって各々の被検出体（１１）の有無を判定することを特徴とする光電センサまたは、光電センサシステムが記載されている。【００２７】  請求項５には、請求項１から４において、
伝送データ信号に回路用供給電源の電力を重畳することを特徴とする光電センサまたは、光電センサシステムが記載されている。【００２８】  請求項６には、請求項１から５において、
投光部（３９）と受光部（４０）の間隔が変化しながらセンサ領域の被検出体（１１）を検出する場合において、受光量レベルデータを常に記憶し、経時的に受光量レベルデータの変化を比較し、自動的に感度調節を行うことを特徴とする光電センサまたは、光電センサシステムが記載されている。【００２９】  請求項７には、請求項１から６において、
子局内に複数の投光器（１８）又は複数の受光器（１９）を一群として構成する光電センサであり、
各々の一群の最終タイミング移動信号を複数の投光器群又は複数の受光器群の群間の移動タイミング信号として直列接続し、
最終の受光器群の終了信号線に受光器群の終了信号と当該全受光信号を重畳することにより、子局内の信号線を低減するとともに、対をなす投光器群と受光器群を自由に増減できることを特徴とする前記子局ターミナルが記載されている。【００３０】  請求項８には、請求項１から６において、
子局内に複数の投光器（１８）又は複数の受光器（１９）を一群として構成する光電センサであり、
各々の一群の最終タイミング移動信号を複数の投光器群又は複数の受光器群の群間の移動タイミング信号として直列接続し、
最終の投光器群の終了信号又は受光器群の終了信号と、子局内の信号線を低減するとともに、対をなす投光器群と受光器群を自由に増減できることを特徴とする前記子局ターミナルが記載されている。【００３１】  請求項９には、制御部（１）と子局（１０）の間で、並列信号である監視信号（１３５）と制御信号（１３６）を授受し、
前記子局子局入出力部（７）と、センサコントロール部（８）と、センサ部（９）から構成されていることが記載されている。
そして、センサコントロール部（８）は、子局入出力部（７）とセンサ部（９）の間にあり、センサ部（９）の投光駆動回路と、センサ部（９）の受光信号である複数のアナログ信号をデジタル信号データに変換するＡ／Ｄ変換器（アナログデジタルコンバータ）（３２）と、前記複数のデジタル信号データを記憶保持するＲＡＭ（４５）（記憶素子）と、複数の記憶データの演算処理や検出状態を判断する機能を果たすＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）（２０）を有することが記載されている。【００３２】そして、前記ＭＰＵ（２０）に接続された検出投光駆動回路（２３）と、前記投光部（３９）の投光信号と、前記受光部（４０）の受光信号は、同期クロックに同期したタイミングで順次一対の投光動作と受光動作することが記載されている。
そして、前記受光部（４０）は、投光部（３９）の非投光時の状態と投光時の状態の間、継続的に受光信号を検出し、
共通の前記Ａ／Ｄ変換器（３２）を経て定量デジタルデータ化した各々のデジタル信号を当該非投光時の状態及び当該投光時の状態の受光信号レベルデータとして各々の前記ＲＡＭ（４５）に記憶保持し、
前記投光時の状態の当該受光信号レベルデータから前記非投光時の状態の当該受光信号レベルデータの差分データを検出量データとして前記ＲＡＭ（４５）に各々記憶保持することが記載されている。【００３３】  そして、予め設定した閾値と、各々の前記検出量データを比較し、
各々の前記検出量データの変化をもって各々の被検出体（１１）の有無を判定することを特徴とする光電センサまたは、光電センサシステムが記載されている。【００３４】  請求項１０には、請求項２から７において、
同一子局内に投光部（３９）と受光部（４０）を持つ光電センサシステムにであり、
複数の前記子局を共通の伝送線（ＤＰ信号線５、ＤＮ信号線６）に並列接続し、
それぞれの前記子局の被検出体（１１）の検出状態を親局（４）に伝送し、
親局（４）から制御部（１）にそれぞれの前記子局の被検出体（１１）の検出状態送出することを特徴とする光電センサまたは、光電センサシステムが記載されている。【００３５】  請求項１１には、請求項２から７において、
単一の子局内に投光部（３９）のみを持つ投光子局（１６）と、
前記投光子局（１６）と対をなす単一の子局内に受光部（４０）のみを持つ受光子局（１７）の子局アドレスをそれぞれ同一アドレスに設定することにより、前記投光子局（１６）と受光子局（１７）の間の被検出体（１１）の検出状態を親局（４）に伝送し、
前記投光子局（１６）と受光子局（１７）の間の被検出体（１１）の有無を検出することを特徴とする光電センサまたは、光電センサシステムが記載されている。【００３６】  請求項１２には、請求項１１において
複数の子局内に投光部（３９）のみを持つ投光子局（１６）と、前記複数の投光子局（１６）とそれぞれ対をなす複数の子局内に受光部（４０）のみを持つ受光子局（１７）の子局アドレスをそれぞれ同一アドレスに設定することにより、
それぞれ対をなす前記複数の投光子局（１６）と前記複数の受光子局（１７）の間の被検出体（１１）の検出状態を親局（４）に伝送し、被検出体（１１）の有無を検出することを特徴とする光電センサまたは、光電センサシステムが記載されている。【００３７】  本発明による光電センサ及び光電センサシステムでは、単一のＡ／Ｄ変換器によって、定量デジタルデータ化した各々のデジタル信号を当該非投光時の状態及び当該投光時の状態の受光信号レベルデータとして前記各々ＲＡＭに記憶保持する。その後、投光時の状態の受光信号レベルデータから非投光時の状態の受光信号レベルデータの差分データを検出量データとしてＲＡＭに各々記憶保持する。また、予め設定した閾値と各々の前記検出量データを比較し、前記検出量データの変化をもって各々の被検出体の有無を検出する。このようにして、被検出体の有無を正確に判定することができる。【００３８】  また、本発明では、複数の検出した受光信号を単一のＡ／Ｄ変換器によって定量デジタルデータ化した各々のデジタル信号を当該非投光時の状態及び当該投光時の状態の受光信号レベルデータとして前記各々ＲＡＭに記憶保持する。そして、投光時の状態の受光信号レベルデータから非投光時の状態の受光信号レベルデータの差分データを検出量データとしてＲＡＭに各々記憶保持する。
また、予め設定した閾値と各々の前記検出量データを比較し、前記検出量データの変化をもって各々の被検出体の有無を検出する。このようにして、被検出体の有無を正確に判定することができる。【００３９】  また、さらに、本発明によれば、請求項１、２において、
単一受光器又は複数の受光器を一群とする複数の受光部の複数の受光信号を同期クロックに同期したタイミングで順次一対の投光動作と受光動作し、マルチプレクサにより時分割し、共通のＡ／Ｄ変換器を経て定量デジタルデータ化した各々のデジタル信号を当該非投光時及び当該投光時の受光信号レベルデータとして各々のＲＡＭに記憶保持することができる。【００４０】  また、本発明では、投光部を駆動する検出投光駆動回路２３と、定電流回路２２および輝度調整回路２１と、受光部から得るアナログ受光信号の利得を調整する利得調整回路３４と、子局アドレス設定手段２４と、前記アナログ受光信号をデジタル信号レベルデータに変換するＡ／Ｄ変換器（アナログデジタルコンバータ）３２と、時系列で取込んだ複数の前記デジタル信号データを記憶保持するＲＡＭ４５（記憶素子）と、記憶された前記デジタル信号データを使用し、データの演算処理や検出状態を判断する判断機能を果たすＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）２０で構成されている。【００４１】  そして、ＭＰＵに接続された検出投光駆動回路と、前記複数の投光器の投光信号と、前記複数の受光器の受光信号は、それぞれ同期伝送クロックに同期した伝送タイミングで順次一対の投光動作と受光動作をする。そして、前記複数の受光器は、対をなす前記複数の投光器のそれぞれの非投光時の状態と投光時の状態の間、継続的に受光信号を検出し、共通の前記Ａ／Ｄ変換器を経て定量デジタルデータ化した各々のデジタル信号を当該非投光時の状態及び当該投光時の状態の受光信号レベルデータとして各々の前記ＲＡＭに記憶保持する。【００４２】  そこで、その投光時の状態の当該受光信号レベルデータから前記非投光時の状態の当該受光信号レベルデータの差分データを検出量データとして前記ＲＡＭに各々記憶保持する。一方、予め設定した閾値と、各々の前記検出量データを比較し、各々の前記検出量データの変化をもって各々の被検出体の有無を検出する。このようにして、被検出体の有無を正確に判定することができる。【００４３】  また、本発明によれば、請求項１から４において、伝送データ信号に回路用供給電源の電力を重畳することができる。
また、更に、本発明によれば、請求項１から５において、
投光部と受光部の間隔が変化しながらセンサ領域の被検出体を検出する場合において、受光量レベルデータを常に記憶し、経時的に受光量レベルデータの変化を比較し、自動的に利得調整を行い、感度調節を行うことができる。【００４４】  また、本発明によれば、請求項１から５において、
投光部と受光部の間隔が変化しながらセンサ領域の被検出体を検出する場合において、受光量レベルデータを常に記憶し、経時的に受光量レベルデータの変化を比較し、自動的に利得調整を行い、感度調節を行うことができる。【００４５】  また、更に、本発明によれば、請求項１から６において、
子局内に複数の投光器又は複数の受光器を一群として光電センサを構成している。そこで、各々の一群の最終タイミング移動信号を複数の投光器群又は複数の受光器群の群間の移動タイミング信号として直列接続し、最終の受光器群の終了信号線に受光器群の終了信号と当該全受光信号を重畳することにより、子局１０内の信号線を低減するとともに、対をなす投光器群と受光器群を自由に増減できることができる。【００４６】  また、本発明によれば、請求項１から６において、
子局１０内に複数の投光器又は複数の受光器を一群として構成する光電センサであり、
各々の一群の最終タイミング移動信号を複数の投光器群又は複数の受光器群の群間の移動タイミング信号として直列接続し、最終の投光器群の終了信号又は受光器群の終了信号と、子局１０内の信号線を低減するとともに、対をなす投光器群と受光器群を自由に増減できることができる。【００４７】  また、更に、本発明による光電センサは、制御部１と子局１０の間で、並列信号である監視信号１３５と制御信号１３６を授受し、前記子局入出力部７と、センサコントロール部８と、センサ部９から構成されている。そのセンサコントロール部８は、子局入出力部７とセンサ部９の間にあり、センサ部９の投光駆動回路と、センサ部９の受光信号である複数のアナログ信号をデジタル信号データに変換するＡ／Ｄ変換器（アナログデジタルコンバータ）と、前記複数のデジタル信号データを記憶保持するＲＡＭ４５（記憶素子）と、複数の記憶データの演算処理や検出状態を判断する機能を果たすＭＰＵ（マイクロプロセッサユニット）２０を有している。【００４８】  前記ＭＰＵに接続された検出投光駆動回路と前記投光部の投光信号と前記受光部の受光信号は、同期クロックに同期したタイミングで順次一対の投光動作と受光動作をする。そして、前記受光部は、投光部の非投光時の状態と投光時の状態の間、継続的に受光信号を検出し、共通の前記Ａ／Ｄ変換器を経て定量デジタルデータ化した各々のデジタル信号を当該非投光時の状態及び当該投光時の状態の受光信号レベルデータとして各々の前記ＲＡＭに記憶保持することができる。【００４９】このようにして、前記投光時の状態の当該受光信号レベルデータから前記非投光時の状態の当該受光信号レベルデータの差分データを検出量データとして前記ＲＡＭに各々記憶保持し、予め設定した閾値と各々の前記検出量データを比較し、各々の前記検出量データの変化をもって各々の被検出体の有無を検出する。このようにして、被検出体の有無を確実に判定することができる。【００５０】  また、本発明による光電センサは、請求項２から７において、
同一子局内に投光部と受光部を持つ光電センサシステムとすることができる。
この場合、複数の前記子局１０を共通の伝送線（ＤＰ信号線５、ＤＮ信号線６）に並列接続し、それぞれの前記子局１０の被検出体の検出状態を親局に伝送し、親局から制御部にそれぞれの前記子局１０の被検出体の検出状態送出することができる。【００５１】  また、本発明によれば、請求項２から７において、
単一の子局１０内に投光部のみを持つ投光子局１６と、前記投光子局１６と対をなす単一の子局内に受光部４０のみを持つ受光子局１７の子局アドレスをそれぞれ同一アドレスに設定することにより、前記投光子局１６と受光子局１７の間の被検出体の検出状態を親局に伝送し、
前記投光子局１６と受光用子局１７の間の被検出体１１の有無を検出することができる。【００５２】  また、更に、本発明によれば、
請求項１１において、複数の子局１０内に投光部のみを持つ投光子局１６と、前記複数の投光子局１６とそれぞれ対をなす複数の子局１０内に受光部のみを持つ受光子局１７の子局アドレスを
それぞれ同一アドレスに設定することにより、それぞれ対をなす前記複数の投光子局１６と前記複数の受光用子局１７の間の被検出体１の検出状態を親局に伝送し、被検出体の有無を検出することができる。
【発明の効果】
【００５３】  本発明によれば、請求項１の構成において、
時系列で取込んだ複数の前記デジタル信号データをＲＡＭに記憶保持している。そして、記憶された前記デジタル信号データを使用し、ＭＰＵによるデータの演算処理により、検出状態を正確に判断できる。
すなわち、低い信号レベルデータに含まれるノイズや、環境から来る周辺の光量データを差分データとして取り除き、高い信号レベルデータの変動のみにより被検出体の有無を検出することで、ノイズ影響を従来法より低減し、繰り返しデータ収集などを行なわずに正確な被検出体の有無を検出することが出来る。
従って、従来法に比較し、簡単な回路により、また、簡単なプログラムにより、回路やシステムの単価の抑えることが出来る効果がある。【００５４】  また、複数の受光部の複数の受光信号をマルチプレクサにより時分割し、共通のＡ／Ｄ変換器を経て定量デジタルデータ化した各々のデジタル信号を当該非投光時及び当該投光時の受光信号レベルデータとして各々のＲＡＭに記憶保持する。そのため、複数のＡ／Ｄ変換器を用いる必要がなく、従って、回路の簡素化や、プログラムの簡素化によって、システムコストを低減した上で正確な被検出体の検知を実現することができる。【００５５】  また、本発明によれば、閾値の設定も先の差信号の高い信号レベルデータ側から設定することができるため、ノイズや、環境から来る周辺の光量データの影響を取り除き、正確な被検出体の有無を検出することが出来る。
また、本発明によれば、伝送データ信号に回路用供給電源の電力を重畳することできるため、２本の伝送線（ＤＰ信号線５、ＤＮ信号線６）に複数の子局１を並列接続するだけでよく、配線を減ずる所謂省配線の実現ができるため、従来法よりシステムコストの低減や、工期短縮や小型化を実現することができる。【００５６】さらに、本発明によれば、投光部と受光部の間隔が変化しながらセンサ領域の被検出体を検出する場合において、距離に応じてまたは、受光量レベルデータに応じて、受光量レベルデータの変化を比較し、自動的に利得調整を行い、感度調節を行うことができる。【００５７】  また、各々の一群の最終タイミング移動信号を複数の投光器群又は複数の受光器群の群間の移動タイミング信号として直列接続し、最終の受光器群の終了信号線に受光器群の終了信号と当該全受光信号を重畳することにより、子局１内の信号線を低減するとともに、対をなす投光器群と受光器群を自由に増減できる。従って、これも省配線効果に繋がり、コスト低減や工期短縮、小型化できる利点がある。【００５８】また、複数の投光器群又は複数の受光器群の群間の移動タイミング信号として直列接続し、最終の投光器群の終了信号又は受光器群の終了信号として用い、子局（１０）内の信号線を低減するとともに、対をなす投光器群と受光器群を自由に増減できる効果がある。【００５９】  また、同一子局１０内に投光部と受光部を持つ光電センサシステムにおいて、複数の前記子局１０を共通の伝送線（ＤＰ信号線５、ＤＮ信号線６）に並列接続することができる。この場合、それぞれの前記子局１０の被検出体の検出状態を親局に伝送し、親局から制御部にそれぞれの前記子局１０の被検出体の検出状態送出することで、配線を低減が容易であり、従って、省配線効果に繋がり、コスト低減や工期短縮、小型化できる利点がある。【００６０】また、単一の子局１０内に投光部のみを持つ投光子局１６と、前記投光子局１６と対をなす単一の子局内に受光部のみを持つ受光子局１７の子局アドレスをそれぞれ同一アドレスに設定することができる。これによって、前記投光子局１６と受光子局１７の間の被検出体１１の検出状態を親局４に伝送し、前記投光子局１６と受光子局１７の間の被検出体の有無を検出することができる。そして、投光部と受光部の間の同期信号を別途に用意する必要がなく、省配線効果に繋がり、コスト低減や工期短縮、小型化できる利点がある。【００６１】また更に、複数の子局１０内に投光部のみを持つ投光子局１６と、前記複数の投光子局１６とそれぞれ対をなす複数の子局１０内に受光部のみを持つ受光子局１７の子局アドレスをそれぞれ同一アドレスに設定することにより、それぞれ対をなす前記複数の投光子局１６と前記複数の受光子局１７の間の被検出体１１の検出状態を親局４に伝送する。このようにして、被検出体の有無を検出することができるため、省配線効果に繋がり、コスト低減や工期短縮、小型化できる利点が得られる。【００６２】  本発明によれば、上記の如く、被検出体の有無を正確に判定することができるだけでなく、配線の省略（省配線）や回路構成が安価にできる効果があり、コスト低減とともに、小型化、信頼性向上の効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６３】  以下に本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づき説明する。
【実施例】
【００６４】  本発明の実施例を図１から図１６によって説明する。
図１に本発明におけるセンサシステムの機能ブロック図を示す。
制御部１は、当該センサシステムにおける上位システムコンピュータであり、シーケンスコントローラやパソコンなどで、システム全体の情報の管理システムである。制御部１は、入力ユニット２と出力ユニット３を入力出力インタフェイスとして具備し、当該システムの親局４を経由してＤＰ信号線５とＤＮ信号線６から子局１０の入出力情報を授受する。親局４は、子局１０との間で用いられる直列伝送信号を並列信号に変換し、制御部１に受け渡す。子局１０は、ＤＰ信号線５とＤＮ信号線６との信号を授受する子局入出力部７を、センサコントロール部８とセンサ部９から構成されている。【００６５】  子局入出力部７は、センサ部９によって検出された監視信号をセンサコントロール部８で判別処理を行ない、その判別結果の信号をセンサコントロール部８から受取り、前記伝送線（ＤＰ信号線５、ＤＮ信号線６）から親局４に向けて送出する。また、一方、子局入出力部７は、親局４からの制御信号を前記伝送線（ＤＰ信号線５、ＤＮ信号線６）から受信し、センサコントロール部８に受渡し、センサコントロール部８は、センサ部９の制御を行なう。【００６６】図１は、３個並列に図８に示す割込み型の領域センサシステムの子局部を伝送線（ＤＰ信号線５、ＤＮ信号線６）に接続し、親局４を経由し、制御部と通信制御する光電センサシステムを表したものである。
図１において、光電センサシステムの親局と子局１０の間の配線は、２本の伝送線（ＤＰ信号線５、ＤＮ信号線６）に並列接続で簡単に複数の子局１０を接続できる。【００６７】  図２に、本発明における投光部と受光部の距離の離れた場合のセンサシステムの機能ブロック図実施例を示す。
制御部１と親局４及び伝送線（ＤＰ信号線５、ＤＮ信号線６）を介して子局１０との接続や構成及び作用は図１と同様であるが、子局１０として投光子局１６と受光子局１７が図１と異なる。すなわち図２の投光子局１６は、投光器１８の有する投光部のみを有する子局であり、また、受光子局１７は、受光器１９の有する受光部のみを有する子局である。
投光子局１６と受光子局１７は、それぞれ親局との通信制御を果たす子局入出力部７と投光信号制御または受光信号制御するセンサコントロール部８とを有する。【００６８】  このように、子局１０の内部に投光部と受光部を同時に持たず、投光子局１６と受光子局１７がそれぞれ独立して伝送線（ＤＰ信号線５、ＤＮ信号線６）に接続していることから、投光部と受光部の距離を容易に離すことができる。
従って、大型の物件や部品、車、人、動物などの被検出体の検出に有効である。また、その場合において、当該子局は、投光子局１６と受光子局１７の子局アドレスを同一に設定すれば、一対一対応させることができるため、両子局間を別途信号線で接続し、同期を取る必要がなく、省配線効果が得られる、一方、両子局の間隔が変動する場合にあっては、受光部に一定レベルの受光信号を得るために、自動輝度調整を行なったり、自動感度調整が容易に行なえる利点がある。【００６９】  図３に、本発明における制御部と子局の間をパラレル信号結合する機能ブロック図を示す。
図において、制御部１と子局１０は、伝送線（ＤＰ信号線５、ＤＮ信号線６）を介することなく、直接子局入出力部７と
パラレル信号を授受する。すなわち、制御部１の入力ユニット２は、センサコントロール部８から制御部１の入力信号として子局入出力部７からパラレル信号である監視信号１３５を受け取る。また、制御部１の出力ユニット３は、センサコントロール部８に対し、制御部１の出力信号を子局入出力部７へパラレル信号である制御信号１３６を送出する。図１又は図２と同じく、子局入出力部７は、センサコントロール部８を介してセンサ部９の投光器１８を有する投光部と受光器１９を有する受光部に接続している。
当該システムでは、子局と制御部１の間隔が比較的短い場合、高速で子局１０からパラレル信号を授受することが可能である。【００７０】  図４に、本発明における親局の機能ブロック図を示す。
親局４は、制御部１の入力ユニット２へ子局１０から受けた直列信号を直列・並列変換し、制御入力信号１３５として送出する入力データ部１２０と、制御部１の出力ユニット３から制御出力信号１３６として受けた並列信号を並列・直列変換し信号を取込む出力データ部１２１とタイミング発生手段１２４、制御データ発生手段１２５、親局出力部１２６を構成する。タイミング発生手段１２４は、水晶発振回路１２２からクロック信号の基本信号を得てクロック信号を生成し、このクロック信号にスタート信号とエンド信号を加えて制御信号の基本信号を生成する。（図示せず）【００７１】親局アドレス設定手段１２３からタイミング発生手段１２４へ親局のデータの送受信タイミングを伝える。親局出力部１２６は、制御データ発生手段１２５とラインドライバ１２８からなり、ＤＣ２４Ｖ電源９と０Ｖ電源１０から電源供給を受け、ＤＰ電源重畳共通データ信号線５およびＤＮ電源重畳共通データ信号線６を経由し、システム全体に電源を供給する。【００７２】  また、親局４の親局入力部１３２は監視信号検出手段１３１と監視データ抽出手段１３０で構成され、入力データ部１２０へ入力データ信号を送出する。監視信号検出手段１３１は、ＤＰ電源重畳共通データ信号線５およびＤＮ電源重畳共通データ信号線６を経由して子局１０から送出された一群の子局入出力部である入出力ターミナルから得られた監視信号であるデータ信号を検出する。また、親局４は、伝送インタフェイス回路として、伝送ブリーダ電流回路１２９を有する。【００７３】  親局４は、インタフェイス回路である伝送ブリーダ電流回路１２９が、親局出力部１２６内のラインドライバ１２８に接続されており、親局４の制御データ発生手段１２５から受けた制御データをタイミング発生手段１２４から送られるクロック信号と共に外部信号接続部（ＤＰ側）１３３を経由して、ＤＰ電源重畳共通データ信号線５に又、外部信号接続部（ＤＮ側）１３４を経由してＤＮ電源重畳共通データ信号線６に送出する。【００７４】  ラインドライバ１２８は、親局入力部１３２の監視信号検出手段１３１にデータ信号を渡し、監視データ抽手段１３０は、タイミング発生手段１２４から受けたクロック信号と同期して監視データ信号を得る。この監視データ信号を入力データ部１２０に渡し、制御部１の入力ユニット２に親局送信信号１３５として伝送する。
このように、親局４は制御部１と子局１０の間にあって、子局情報を受け、制御部に信号を受渡し、また、制御部から制御信号を得て、子局１０に制御信号を受け渡す役割を果たしている。【００７５】  図５に、本発明における投光部と受光部の距離間隔が長い場合のセンサシステムの機能ブロック図実施例を示す。
図５は、複数の透過型センサターミナルを使用し、大型部品のセンシングを行う子局カスケード入出力部の模式図を示す。パイプ１２をパイプラック継手１３にて次々接続し、立体空間を跨いで投光部３９と受光部４０をパイプにとりつけ、その間に入る大型物品や、不定形物品の存在を感知することができる。【００７６】  図５において、子局入出力部７とセンサコントロール部８は、続く子局カスケード入出力部の表示部も含んでおり、ホストコンピュータからの引取り支持を表示するようになっている。投光部３９をパイプラック１２に適宜取り付け、配線にて、それぞれを結線している。配線は配線止具にてパイプラック１２固定している。【００７７】  図５は、パイプラック１２によって、大型の被検知物を跨いで透過型の子局カスケード入出力部入出力システムを構成する例であり、複数の同様の構成を実施する場合にも、それぞれの投光部３９と受光部４０の間に子局入出力部７とセンサコントロール部８設置し、子局入出力部７をＤＰ電源重畳共通データ信号線５、ＤＮ電源重畳共通データ信号線６に接続するのみであり、全体の配線量の低減を図ることができる。【００７８】  図６に、本発明における投光部と受光部の距離間隔が可変である場合のセンサシステムの機能ブロック図実施例を示す。図において、可動ラック４１は車輪４２により一定方向に移動し、可動線または、一対の車輪４２を介してＤＰ信号線５とＤＮ信号線６に接続している。投光部３９から投光信号１５を受光部４０に向かって送出し、それぞれが一定方向に移動可能な可動ラック４１の間に存在する被検出物を検出し、この検出信号をホストコンピュータである制御部に伝送し、被検出物が検出されると可動ラック４１の駆動を停止する。【００７９】  図７に、本発明における子局入出力部７とセンサコントロール部８の機能ブロック配線図である。子局入出力部７は、ＤＰ信号線５とＤＮ信号線６との信号を授受する。一方、子局入出力部７とセンサコントロール部８はＯＵＴ信号２５によって、ＭＰＵ２０と信号を授受し、センサ部９から検出された検出信号からＭＰＵ２０によって判定した被検出体１１の検出結果を子局入出力部７から親局に伝達する。【００８０】  センサコントロール部８からセンサ部９の投光部３９への信号と電源は、図７のＡで示すＣＰ信号２８と、ＬＥＮＤ信号２７と、タイミングデータ信号であるＴＤ信号２９と、電源供給線Ｖｃｃ（５Ｖ）３５とＤＮ（０Ｖ）３６の５本の線の接続によって行なっている。
また、センサ部９の受光部４０の間は、図７のＢで示す電源供給線Ｖｃｃ（５Ｖ）３５とＤＮ（０Ｖ）３６とＣＰ信号２８と、タイミングデータ信号であるＴＤ信号２９と、ＤＥＮＤ３７の５本の線の接続によって行なっている。【００８１】  センサコントロール部８には、中心機能を果たすＭＰＵ２０と比較データや判断プログラムデータを記憶保持するＲＯＭ４４とセンサレベルデータと演算結果を記憶保持するＲＡＭ４５と、投光信号の輝度調整を行なう輝度調整回路２１、投光信号のバラツキを押さえ、安定した投光を行なうための定電流回路２２と、ＣＰ信号２８に投光器の駆動電流を載せて送出する検出投光駆動回路２３と、子局アドレス設定手段２４と、Ａ／Ｄ変換器３２と利得調整回路３４を具備している。【００８２】  また、センサコントロール部８は、センサ部９の受光部４０から投光部の投光器から受光した信号に受光終了信号を重畳したＤＥＮＤ信号３７を受け、利得調整回路３４にて利得調整の上、アナログ信号であるＡＩＮ信号３３をＡ／Ｄ変換器３２でデジタルレベル信号に変換し、ＭＰＵ２０のＡＤＡＴＡポートにＤＯＵＴＡ信号２６として取り込む。Ａ／Ｄ変換器３２のデータ変換タイミングは、Ａ／Ｄ変換をＭＰＵ２０によって許可するイネーブル信号であるＥＮＢ信号３０によって制御されている。
センサコントロール部８において、センサ部９に向け、投光又は受光の基本信号となるＣＫ信号４３をＭＰＵ２０から送出する。【００８３】  図８に、本発明における割込み型の領域センサシステムの子局部の摸式図を示す。
制御部１と親局４は、並列信号で双方の信号を授受し、親局４と子局１０の間は、ＤＰ信号線５とＤＮ信号線６を介して直列信号で授受する。子局１０は、前記ＤＰ信号線５とＤＮ信号線６と子局入出力部７を介してセンサコントロール部８を経由し、センサ部９の検出信号に基づく被検出体の有無情報を子局入出力部７から伝送線（ＤＰ信号線５、ＤＮ信号線６）との間で信号を授受する。
図８の割込み型の領域センサシステムの構成は、複数の投光器１８を備える投光部３９と複数の受光器１９を備える受光部４０の間隔が比較的近い場合の応用に有効である。
ここで、センサコントロール部８と子局入出力部７は、図７に示す通りである。すなわち、子局入出力部７とセンサコントロール部８を投光器１８と受光器１９が共有するため、子局１０の簡素化、低コスト化ができる。【００８４】  図９に、本発明における投光部３９と受光部４０の距離間隔が長い場合又は距離間隔変化する場合の割込み型の領域センサシステムの図であり、子局部の機能ブロック摸式図である。図９の光電センサシステムは、図８の光電センサシステムに比較し、投光子局１６と受光子局１７がそれぞれ子局入出力部７とセンサコントロール部８を備えているため、子局の組合せにおいて重複とコスト上昇が生じる。しかしながら、投光器１８を備える投光子局１６と受光器１９を備える受光子局１７の間隔が遠い場合、また、間隔が変動する場合において、投光・受光時の最適調整が出来るため、高機能の光電センサシステムを構成することができる。
すなわち、自動輝度調整や利得調整機能により、間隔が離れた場合の輝度や感度調整で、間隔の距離の影響や、間隔の変動による輝度、利得の調整の必要性が、確保できる。【００８５】  図１０は、本発明における子局部が投光部のみを持つセンサ部９と、子局部が受光部のみを持つセンサ部９であり、それぞれ投光部と受光部を複数接続した場合の摸式図である。
複数の投光器１８を持つ投光部３９とさらに複数の投光器１８を持つ投光部３９の間をＣＰ信号２８と、ＬＥＮＤ信号２７と、タイミングデータ信号であるＴＤ信号２９と、電源供給線Ｖｃｃ（５Ｖ）３５とＤＮ（０Ｖ）３６の５本の線でカスケード接続することにより、検出領域の広い光電センサシステムの投光子局１６を構成することができる。【００８６】  また、複数の受光器１９を持つ受光部４０とさらに複数の受光器１９を持つ受光部４０の間を図７のＢで示す電源供給線Ｖｃｃ（５Ｖ）３５とＤＮ（０Ｖ）３６とＣＰ信号２８と、タイミングデータ信号であるＴＤ信号２９と、ＤＥＮＤ３７の５本の線でカスケード接続することにより、検出領域の広い光電センサシステムの受光子局１７を構成することができる。それぞれの投光子局１６と受光子局１７は、それぞれ子局入出力部７とセンサコントロール部８を備え、独立してＤＰ信号線５とＤＮ信号線６に接続している。この構成では、投光子局１６と受光子局１７の間隔を広く又は、間隔を変動させて使用する場合に有効である。【００８７】  図１１は、本発明における子局部内に複数の投光部３９と、複数の受光部４０を持つセンサ部９の摸式図である。図１１に示す光電センサシステムは、投光子局１６と受光子局１７の間隔が一定であり、また広い領域での被検出体の検出に有効である。
図１２に、本発明における投光部と受光部の機能ブロック配線図を示す。
図１２において、投光部３９は、図７のセンサコントロール部８と、接続部Ａで示すＣＰ信号２８と、ＬＥＮＤ信号２７と、タイミングデータ信号であるＴＤ信号２９と、電源供給線Ｖｃｃ（５Ｖ）３５とＤＮ（０Ｖ）３６の５本の線によって接続している。【００８８】ＣＰ信号２８は、投光器であるＬＥＤ１からＬＥＤ２５に接続されており、カスケード接続されたフリップフロップの出力が接続されている。
タイミングデータ信号であるＴＤ信号２９をトリガーとして、ＣＰ信号２８のクロックパルス入力によって、カスケード接続されたフリップフロップの出力それぞれ接続された投光器であるＬＥＤ１からＬＥＤ２５が順次投光する。【００８９】  図１２において、ＴＤｏｕｔ信号３８が破線の如くＬＥＮＤ信号２７に折り返すことによって、投光信号の終了信号としてセンサコントロール部８に戻され、一連の投光動作完了となる。
一方、受光部４０は、前記投光器であるＬＥＤ１からＬＥＤ２５から発せられた投光信号に一対一対応の受光器フォトトランジスタ１４を備えており、ＣＰ信号２８のクロックパルス入力を受け、タイミングデータ信号であるＴＤ信号２９をトリガーとして、順次作動するフリップフロップの出力タイミングで、それぞれＰＴＲ−１からＰＴＲ−２５によって、投光信号を受光する。受光部４０においても、ＴＤｏｕｔ信号３８が破線の如くＤＥＮＤ信号３７に折り返すことによって、受光信号の終了信号としてセンサコントロール部８に戻され、一連の受光動作が完了となる。【００９０】  投光部３９と受光部４０において、Ｖｃｃ（５Ｖ）３５とＤＮ（０Ｖ）３６は、投光部３９と受光部４０を動作するための電源供給線である。
投光部３９と受光部４０のＴＤｏｕｔ信号３８を破線の如くＤＥＮＤ信号３７に折り返さず、複数の対をなす投光部３９と受光部４０を接続すれば、多段の投光部３９と受光部４０を構成することができる。【００９１】  図１３は、本発明におけるセンサシステム内部における信号のタイムングチャートである。
図の最上部が、クロックより長いインターバルのスタートパルス信号と投光器又は受光器の数に相当するクロックパルスで構成されているＣＰ信号２８である。
続く段のＴＤ信号２９は、投光又は受光を起動するタイミングデータ信号である。
ＴＤ信号２９でシフトレジスタが起動され、Ｓｈｉｆｔ  Ｒｅｇ．  Ｑ１信号を生成する。このＳｈｉｆｔ  Ｒｅｇ．  Ｑ１信号とともにフリップフロップＱ１から出力されるＬＥＤ１を作動させるパルスが生成され、ＬＥＤ１の投光器が投光する。【００９２】続くシフトレジスタのフリップフロップも同様にＳｈｉｆｔ  Ｒｅｇ．  Ｑ２信号、Ｓｈｉｆｔ  Ｒｅｇ．  Ｑ３信号、Ｓｈｉｆｔ  Ｒｅｇ．  Ｑ４信号、Ｓｈｉｆｔ  Ｒｅｇ．Ｑ５信号からＳｈｉｆｔ  Ｒｅｇ．  Ｑ２５信号を生成し、これに従って、フリップフロップの出力であるＬＥＤ２を作動させるパルス、ＬＥＤ３を作動させるパルス、ＬＥＤ４を作動させるパルス、ＬＥＤ４を作動させるパルス、ＬＥＤ５を作動させるパルスと続き、ＬＥＤ２５を作動させるパルスまで続く。尚この図の場合、投光器と受光器がそれぞれ２５個であるため、投光部も受光部も２５個用に設計されているが、更に多くの投光器も受光器を接続することも可能であり、また、投光部や受光部を順次更に繰り返し接続することも可能である。【００９３】  続いてＬＥＮＤ信号２７とＤＥＮＤ信号３７が重ね書きされているが、スタートパルス後の所定のパルス数（この事例では２５個のパルス期間）の終了を投光部ではＬＥＮＤ信号２７として、また受光部ではＤＥＮＤ信号３７をして同一のインターバルで構成している。
受光信号を含むＤＥＮＤ信号３７の拡大したものが次段に示す。
ここでは、受光信号レベルをそれぞれ順次摸式的に表している。スタート信号後、初段の受光器の受光信号レベルが非投光期間であるが、０Ｖレベルから受光信号が上昇し、受光器周辺の光を拾い、オフセット電圧Ｖｏｆ１となる。【００９４】  このオフセット電圧Ｖｏｆ１からＶｏｆｎは、受光器の設置されている周辺環境の光量を測定する役割を果たしている。すなわち、次に続く投光時の受光信号レベルと比較する上でのオフセットレベルを検出していることが重要である。例えば、投光期間や非投光期間を検出するわずかな期間の間に、環境の光量レベルの変動があった場合においても、誤動作や、誤判定を防ぐ効果が得られる。【００９５】  次に、ＬＥＤ１の投光信号が被検出体により弱められ、受光した受光信号レベルＶ１ｄを検出する。その後また非投光期間があり、オフセット電圧Ｖｏｆ２となり、次に、ＬＥＤ２の投光信号が被検出体によって遮られることなく受光器に検出された高い信号レベル受光信号レベルＶ２ｄを検出する。図において、Ｖｔｈは閾値レベルを１点破線示したものであり、初期値は、ＲＯＭに記憶された信号レベルを模式的に表したものであり、また、ＭＰＵ２０において、演算し、適正な閾値とするものである。
被検出体の有無のレベルは、当該アナログ検出レベル信号をＡ／Ｄ変換器３２にて、デジタル信号レベルに変換し、一旦ＲＡＭに記憶したのちオフセット信号レベルを投光時の検出レベル信号を同じく一旦ＲＡＭに記憶したのち演算処理し、被検出体の有無を閾値に比較し、判断する。
図の最下段のＥＮＢ信号は、Ａ／Ｄ変換器３２に対してＭＰＵ２０が信号変換を指示するイネーブル信号である。【００９６】  図１４に、本発明に実施形態に係るＲＯＭとＲＡＭのデータの記憶配列を示す。
記憶部のＲＯＭ領域であるＲＯＭ４４には、被検出体の有無を判断するあるいは、検出の判断基準となる閾値を演算するプログラムＰＲＭ１や、初期の閾値Ｖｔｈを記憶保持している。
記憶部のＲＡＭ領域であるＲＡＭ４５には、各受光器によって受光した受光信号レベルがＡ／Ｄ変換器３２によってデジタル信号レベルデータとしてそれぞれチャネル毎に記憶している。また、非投光時の信号レベルのオフセット信号レベルＶｏｆｎと投光時の受光信号レベルデータＶｓｎとともに、受光信号レベルデータＶｓｎからオフセット信号レベルＶｏｆｎを差引きした結果である差分データＶｎｄを記憶している。【００９７】  図１５は、本発明に実施形態に係るセンサシステムの動作を示すフローチャート図である。図１５は、当該光電センサシステムのＤＡＴＡ収集プログラムである。
ＭＰＵ２０は、図１５、図１６のフローチャート図に従って信号の生成や演算処理、データの保存や閾値と信号レベルデータの比較判断を行なう。
プログラムがスタートし、検出パルスの５倍以上のインターバルを持つスタートビットを生成する。続いてＴＤ信号２９を生成する（ステップＳ１）。続いてオフセット信号Ｖｏｆ１の入力をチェックする（ステップＳ３）。受光チャネル１のためのＣＰ信号を出力をＯＮするとともに、非投光時のチャネル１のオフセット信号Ｖｏｆ１の入力データをＲＡＭ領域にデータを格納する（ステップＳ４）。【００９８】  次に、受光チャネル１の投光時検出信号であるＶｓ１信号の入力チェックを行なう。また受光チャネル１のＣＰ信号出力をＯＦＦにする。投光時検出信号であるＶｓ１信号をＲＡＭのＤＡＴＡ領域に格納する（ステップＳ５）。
次に、受光チャネル２の非投光時のオフセット信号Ｖｏｆ２の入力をチェックする（ステップＳ６）。次に、受光チャネル２のＣＰ信号出力をＯＮにするとともに、非投光時のチャネル２のオフセット信号Ｖｏｆ１の入力データをＲＡＭのＤＡＴＡ領域へ格納する（ステップＳ７）。受光チャネル２の投光時検出信号であるＶｓ２信号の入力チェックを行なう（ステップＳ８）。
次に、受光チャネル２のＣＰ信号出力をＯＦＦにするとともに、投光時検出信号であるＶｓ２信号をＲＡＭのＤＡＴＡ領域に格納する（ステンプＳ９）。【００９９】  引続き前記ステップＳ６からステップＳ９と同様にチャネル３からチャネル２４までの信号データをデータ領域に格納する。更に、受光チャネル２５の非投光時のオフセット信号Ｖｏｆ２５の入力をチェックする（ステップＳ１０）。更に、受光チャネル２５のＣＰ信号出力をＯＮにするとともに、非投光時のチャネル２５のオフセット信号Ｖｏｆ２５の入力データをＲＡＭのＤＡＴＡ領域へ格納する（ステップＳ１１）。受光チャネル２５の投光時検出信号であるＶｓ２５信号の入力チェックを行なう（ステップＳ１２）。
次に、受光チャネル２５のＣＰ信号出力をＯＦＦにするとともに、投光時検出信号であるＶｓ２５信号をＲＡＭのＤＡＴＡ領域に格納する（ステップＳ１３）。【０１００】  図１６は、本発明に実施形態に係るセンサシステムの動作を示す図１２に続くフローチャート図である。この処理は、ＲＡＭのＤＡＴＡ領域に記憶保持されたデータの演算処理であり、光電センサによる被検出物の有無を判定する信号の抽出工程である。
先ず、受光チャネル１の投光時検出信号であるＶｓ２信号と、受光チャネル１の非投光時のオフセット信号Ｖｏｆ２を抽出する（ステップＳ１４）。
次に、受光チャネル１の投光時検出信号であるＶｓ１信号データから受光チャネル１の非投光時のオフセット信号Ｖｏｆ１データを差引き、差分データＶ１ｄをＲＡＭのＤＡＴＡ領域へ格納する（ステップＳ１５）。【０１０１】  同じく、受光チャネル２の投光時検出信号であるＶｓ２信号データから受光チャネル２の非投光時のオフセット信号Ｖｏｆ２データを差引き、差分データＶ２ｄをＲＡＭのＤＡＴＡ領域へ格納する（ステップＳ１７）。同様に、受光チャネル３から受光チャネル２４の投光時検出信号であるＶｓ３信号からＶｓ２４信号をそれぞれ受光チャネル３から受光チャネル２４の非投光時のオフセット信号Ｖｏｆ３からＶｏｆ２４データを差引き、差分データとしてＶ３ｄからＶ２４ｄをＲＡＭのＤＡＴＡ領域へそれぞれ格納する。【０１０２】  更に、受光チャネル２５の投光時検出信号であるＶｓ２５信号と、受光チャネル２５の非投光時のオフセット信号Ｖｏｆ２５を抽出する（ステップＳ１８）。
次に、受光チャネル２５の投光時検出信号であるＶｓ２５信号データから受光チャネル２５の非投光時のオフセット信号Ｖｏｆ２５データを差引き、差分データＶ２５ｄをＲＡＭのＤＡＴＡ領域へ格納する（ステップＳ１９）。【０１０３】  次に、ＲＡＭＤＡＴＡ領域の記憶保持されたデータから演算処理によって被検出体の有無の判定である対象物検知を行なう工程に進む。
先ず、カウンタＮ＝１を設定する（ステップＳ２０）。チャネル１から順次被検出体の有無判定を行なう（ステップＳ２１）。Ｖｎｄが閾値Ｖｔｈより大きいかを判定する（ステップＳ２２）。もし、Ｖｎｄが閾値Ｖｔｈより大きい場合は、ＯＵＴｎ＝１とする（ステップＳ２３）。もし、Ｖｎｄが閾値Ｖｔｈより小さい場合、ＯＵＴｎ＝０とする（ステップＳ２４）。カウンタＮをインクリメントする（ステップＳ２５）。Ｎ＝２５となるまで前記判定を続ける（ステップＳ２６）。【０１０４】Ｎ＝２５となったら、チャネル２５の検出状態を判定する（ステップＳ２７）。次に、Ｖ２５ｄがＶｔｈより大きいかを判定し、大きければ、ＯＵＴ２５を“１”として、被検出体有りを判定する（ステップＳ２９）。Ｖ２５ｄがＶｔｈより小さいときＯＵＴ２５を“０”として、被検出体不存在を判定する（ステップＳ３０）。またＢ端子へ戻り、受光チャネル１から受光チャネル２５のデータ収集し、繰り返し被検出物の有無を判定する。【０１０５】  本発明において、１クロック内の投光期間と非投光期間の受光信号を比較することによって、短期間の前後データ比較であることから、被検出体の有無の判定において、周辺の影響を受けにくくすることが特徴であり、また、被検出体の有無を判定する検出信号レベルを投光期間の受光信号レベルから非投光期間の受光信号レベルを差引き比較をしていることから、最も信号レベルの高い受光信号レベルを基準としていること、また、最も信号レベルの高い受光信号レベルからオフセット信号を差引き、オフセット信号以上、投光期間の最も信号レベルの高い受光信号レベルの間に閾値を設定するため、ノイズに対し、強いこと、更に、非投光期間に閾値レベルを越えた場合、明らかに外乱であると判定できることが特徴であり、被検出体の有無を判定する信頼性が得られている。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明におけるセンサシステムの機能ブロック図を示す。
【図２】本発明における投光部と受光部の距離の離れた場合のセンサシステムの機能ブロック図実施例を示す。
【図３】本発明における制御部と子局の間をパラレル信号結合する機能ブロック図を示す。
【図４】本発明における親局の機能ブロック図を示す。
【図５】本発明における投光部と受光部の距離間隔が長い場合のセンサシステムの機能ブロック図実施例を示す。
【図６】本発明における投光部と受光部の距離間隔が可変である場合のセンサシステムの機能ブロック図実施例を示す。
【図７】本発明における子局入出力部とセンサコントロール部の機能ブロック配線図である。
【図８】本発明における割込み型の領域センサシステムの子局部の摸式図である。
【図９】本発明における投光部と受光部の距離間隔が長い場合の割込み型の領域センサシステムの図子局部の機能ブロック摸式図である。
【図１０】本発明における子局部が投光部のみを持つセンサ部と、子局部が受光部のみを持つセンサ部であり、それぞれ投光部と受光部を複数接続した場合の摸式図である。
【図１１】本発明における子局部内に複数の投光部と、複数の受光部を持つセンサ部の摸式図である。
【図１２】本発明における投光部と受光部の機能ブロック配線図である。
【図１３】本発明におけるセンサシステム内部における信号のタイムングチャートである。
【図１４】本発明に実施形態に係るＲＯＭとＲＡＭのデータの記憶配列を示す。
【図１５】本発明に実施形態に係るセンサシステムの動作を示すフローチャート図である。
【図１６】本発明に実施形態に係るセンサシステムの動作を示す図１２に続くフローチャート図である。
【符号の説明】
【０１０７】１  制御部          ２  入力ユニット      ３  出力ユニット
４  親局            ５  ＤＰ信号線        ６  ＤＮ信号線
７  子局入出力部    ８  センサコントロール部
９  センサ部        １０  子局            １１  被検出体
１２  パイプラック用パイプ                １３  パイプラック用継ぎ手
１４  フォトトランジスタ  １５  投光信号  １６  投光子局
１７  受光子局      １８  投光器          １９  受光器
２０  ＭＰＵ        ２１  輝度調整回路    ２２  定電流回路
２３  検出投光駆動回路                    ２４  子局アドレス設定手段
２５  ＯＵＴ信号    ２６  ＤＯＵＴＡ信号  ２７  ＬＥＮＤ信号
２８  ＣＰ信号      ２９  ＴＤ信号        ３０  ＥＮＢ信号
３２  Ａ／Ｄ変換器    ３３  ＡＩＮ信号
３４  利得調整回路  ３５  Ｖｃｃ（５Ｖ）  ３６  ＤＮ（０Ｖ）
３７  ＤＥＮＤ信号  ３８  ＴＤｏｕｔ信号  ３９  投光部
４０  受光部        ４１  可動ラック      ４２  車輪
４３  ＣＫ信号      ４４  ＲＯＭ          ４５  ＲＡＭ
１２０  入力データ部            １２１  出力データ部
１２２  水晶発信回路            １２３  親局アドレス設定手段
１２４  タイミング発生手段      １２５  制御データ発生手段
１２６  親局出力部              １２８  ラインドライバ
１２９  伝送ブリーダ電流回路    １３０  監視データ抽出手段
１３１  監視信号検出手段        １３２  親局入力部
１３３  ＤＰ親局伝送信号端子    １３４  ＤＮ親局伝送信号端子
１３５  監視信号                １３６  制御信号
【図１】
0005064197.tif 000002
【図２】
0005064197.tif 000003
【図３】
0005064197.tif 000004
【図４】
0005064197.tif 000005
【図５】
0005064197.tif 000006
【図６】
0005064197.tif 000007
【図１４】
0005064197.tif 000008
【図７】
0005064197.tif 000009
【図８】
0005064197.tif 000010
【図９】
0005064197.tif 000011
【図１０】
0005064197.tif 000012
【図１１】
0005064197.tif 000013
【図１２】
0005064197.tif 000014
【図１３】
0005064197.tif 000015
【図１５】
0005064197.tif 000016
【図１６】
0005064197.tif 000017