(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出エリアに向けて光を照射すべく予め決められたタイミングで順次点灯される複数の投光素子と、
これら複数の投光素子と対をなすように設けられ、前記検出エリアからの光を受ける複数の受光素子と、
一の投光素子を投光サイクルの開始時に発光させるための識別用発光時間及び各投光素子を以後順次発光させるための検出用発光時間に基づいて各投光素子を隣接順に所定の投光タイミングで繰り返し発光させる投光回路と、
前記一の投光素子と対をなし予め出力が有効化された受光素子が受光状態となった後に非受光状態となるまでの受光時間が前記識別用発光時間に対応した所定の識別用受光時間と一致する度に、前記投光タイミングに同期させて前記各投光素子の対となる受光素子の出力を有効化する有効化手段と、
有効化された受光素子から出力される受光信号を検出することに基づいて前記検出エリアにおける遮光状態を検出する遮光状態検出手段とを備えた多光軸光電センサであって、
前記投光回路は、前記投光サイクルの開始時に発光させる一の投光素子を、前記投光サイクルを１回または複数回またはランダムな回数実行する毎に、変更するように構成されていることを特徴とする多光軸光電センサ。
【請求項２】
前記投光回路は、前記投光サイクルの開始時に発光させる一の投光素子を変更するに際して、前記複数の投光素子を所定の順序で１個ずつ前記一の投光素子とするように構成されていることを特徴とする請求項１記載の多光軸光電センサ。
【請求項３】
前記投光回路は、前記投光サイクルの開始時に発光させる一の投光素子を変更するに際して、前記複数の投光素子の中から１個をランダムに選択してこれを前記一の投光素子とするように構成されていることを特徴とする請求項１記載の多光軸光電センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対をなすように設けられた複数の投光素子及び受光素子を備えてなる多光軸光電センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば透過型で光同期式の多光軸光電センサは、複数の投光素子を備えた投光装置と、これらと対をなす複数の受光素子を備えた受光装置とが対向するように独立に配置されて構成されている。そして、各投光素子及び受光素子間に形成された複数の光軸の遮光状態を検出することにより、所定の検出エリア内において物体の侵入を検出している。
【０００３】
このような構成の多光軸光電センサにおいて、投光装置及び受光装置間での光同期式による同期の取得は、次のようにして行われる。まず、投光装置には、全投光素子の発光を一巡させる投光サイクルの開始時に発光させる一つの投光素子（以下、識別用投光素子と称す）の発光時間（以下、識別用発光時間と称す）、及び、各投光素子を順次発光させるための投光タイミングが予め設定されている。また、受光装置には、前記識別用発光時間と略等しい値になるようにして、識別用投光素子と対をなす受光素子（以下、識別用受光素子と称す）の受光時間（以下、識別用受光時間と称す）が予め設定されている。
【０００４】
次に、投光サイクルの開始時において、受光装置では、識別用受光素子の出力のみが有効化されており、投光装置では、識別用投光素子を識別用発光時間だけ発光させることにより光信号（以下、識別光と称す）が出射される。続いて、受光装置では、識別用受光素子にて識別光が受光信号として検出され、検出された受光信号を計時した検出時間が識別用受光時間と一致した場合に、投光装置との同期がとられる。
【０００５】
このようにして投光装置及び受光装置間の同期が取得されると、引き続き、投光装置では、投光タイミングに従って各投光素子から光信号（以下、検出光と称す）が順次出射され、受光装置では、投光タイミングに同期させて、発光する投光素子と対をなす受光素子の出力のみが順次有効化され、有効化された受光素子から出力される受光信号の検出が行われる。そして、各光軸の遮光状態を検出することにより、検出エリア内における物体の侵入の検出が行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来構成では、同期を取得するための投光素子及び受光素子、即ち、同期取得用の光軸が決まっているので、その光軸が何らかの物体により遮光されたり、上記光軸が外乱光の影響を受けたりすると、同期を取得することができなくなるという問題点があった。尚、同期取得用の光軸を２つ備えた構成も、従来から考えられているが、この構成の場合も、上記２つの同期取得用の光軸が固定されているので、これら２つの光軸が同時に遮光されてしまうと、同様な問題点が生じる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、光同期式の同期をより一層確実に取得可能なように構成した多光軸光電センサを提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の多光軸光電センサは、検出エリアに向けて光を照射すべく予め決められたタイミングで順次点灯される複数の投光素子と、これら複数の投光素子と対をなすように設けられ、前記検出エリアからの光を受ける複数の受光素子と、一の投光素子を投光サイクルの開始時に発光させるための識別用発光時間及び各投光素子を以後順次発光させるための検出用発光時間に基づいて各投光素子を隣接順に所定の投光タイミングで繰り返し発光させる投光回路と、前記一の投光素子と対をなし予め出力が有効化された受光素子が受光状態となった後に非受光状態となるまでの受光時間が前記識別用発光時間に対応した所定の識別用受光時間と一致する度に、前記投光タイミングに同期させて前記各投光素子の対となる受光素子の出力を有効化する有効化手段と、有効化された受光素子から出力される受光信号を検出することに基づいて前記検出エリアにおける遮光状態を検出する遮光状態検出手段とを備えたものにおいて、前記投光回路は、前記投光サイクルの開始時に発光させる一の投光素子を、前記投光サイクルを１回または複数回またはランダムな回数実行する毎に、変更するように構成されている。
【０００９】
上記構成によれば、投光サイクルの開始時に発光させる一の投光素子を、投光サイクルを１回または複数回またはランダムな回数実行する毎に、変更したので、ある一の投光素子の光軸が遮光されたり外乱光の影響を受けたりすることがあっても、変更した一の投光素子の光軸が遮光されたり外乱光の影響を受けたりする確率はかなり低くなる。即ち、一の投光素子を変更する毎に、同期を取得する確率が急激に高くなる。従って、同期をより一層確実に取得可能となる。
【００１０】
また、上記構成の場合、前記投光回路は、前記投光サイクルの開始時に発光させる一の投光素子を変更するに際して、前記複数の投光素子を所定の順序で１個ずつ前記一の投光素子とするように構成することが好ましい。更に、前記投光回路は、前記投光サイクルの開始時に発光させる一の投光素子を変更するに際して、前記複数の投光素子の中から１個をランダムに選択してこれを前記一の投光素子とするように構成されていることがより一層好ましい構成である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例につき図面を参照しながら説明する。まず、図１は多光軸光電センサ１の電気的構成を示すブロック図である。この図１に示すように、多光軸光電センサ１は、投光回路である例えば投光装置２と、この投光装置２に対向するように配置された受光装置３とから構成されている。
【００１２】
投光装置２は、複数の投光素子である例えば４個のＬＥＤ４ａ〜４ｄと、これらＬＥＤ４ａ〜４ｄを駆動する駆動回路５ａ〜５ｄと、ＬＥＤ４ａ〜４ｄを駆動回路５ａ〜５ｄを介して駆動制御する投光側ＣＰＵ（central processing unit ）６を備えて構成されている。投光側ＣＰＵ６は、ＬＥＤ４ａ〜４ｄ用の同期用光信号Ｐｓａ〜Ｐｓｄと、ＬＥＤ４ａ〜４ｄ用の検出用光信号Ｐａ〜Ｐｄとをそれぞれ駆動回路５ａ〜５ｄへ与えることにより、ＬＥＤ４ａ〜４ｄを発光制御するように構成されている。上記各光信号Ｐｓａ〜Ｐｓｄ、Ｐａ〜Ｐｄ並びにＬＥＤ４ａ〜４ｄの発光制御の詳細については、後述する。
【００１３】
次に、受光装置３の構成について説明する。受光装置３には、投光装置２のＬＥＤ４ａ〜４ｄと対をなす４個の受光素子である例えばＰＤ（フォトダイオード）７ａ〜７ｄが備わっている。この構成の場合、投光装置２と受光装置３とを対向させて配置することによって、それぞれ対をなすＬＥＤ４ａ〜４ｄ及びＰＤ７ａ〜７ｄ間に、物体検出用の光軸８ａ〜８ｄが形成されるように構成されている。そして、これらの光軸８ａ〜８ｄによって、物体の侵入を検出するための検出エリア９が形成されている。
【００１４】
また、各ＰＤ７ａ〜７ｄの出力端子は、受光アンプ１０ａ〜１０ｄの入力端子に接続されている。受光アンプ１０ａ〜１０ｄは、ＰＤ７ａ〜７ｄから出力される受光信号を増幅する。受光アンプ１０ａ〜１０ｄの出力端子は、制御端子に与えられる制御信号によって入出力間がオンオフするアナログスイッチ１１ａ〜１１ｄの入力端子に接続されている。アナログスイッチ１１ａ〜１１ｄの出力端子は、共通に接続されて、所定の基準電圧との大小を比較するコンパレータ１２の入力端子に接続されている。
【００１５】
コンパレータ１２は、増幅された受光信号と所定の基準電圧との大小比較を行ない、受光信号が基準電圧よりも大きいときにハイレベルを出力し、それ以外のときにロウレベルを出力するように構成されている。これにより、受光信号の波形は、コンパレータ１２によって矩形状に整形される。
【００１６】
コンパレータ１２の出力端子は、受光装置３全体の電気的な制御を行うための受光側ＣＰＵ１３に設けられた受光信号検出端子に接続されている。この受光用ＣＰＵ１３に設けられたＰＤ選択端子は、シフトレジスタ１４の入力端子に接続され、シフトレジスタ１４の４つの出力端子は、アナログスイッチ１１ａ〜１１ｄの制御端子に接続されている。この場合、受光側ＣＰＵ１３は、シフトレジスタ１４を制御することによって、ＬＥＤ４ａ〜４ｄが検出光を発光するのに同期させながらＬＥＤ４ａ〜４ｄと対をなすＰＤ１０ａ〜１０ｄの出力を有効化させるための制御信号を生成するように構成されている。
【００１７】
また、受光用ＣＰＵ１３の出力端子は、出力回路１５に接続されている。上記受光用ＣＰＵ１３には、各光軸８ａ〜８ｄの遮光状態（即ち、検出エリア９内への物体の侵入）を検出するための遮光状態検出手段としての機能が備わっている。この場合、受光側ＣＰＵ１３では、遮光状態検出手段によって、検出された受光信号の計数が行われ、この計数値と検出光を受光するためのＰＤ７ａ〜７ｄの個数（４個）との比較が行われる。
【００１８】
そして、前記計数値と前記個数とが一致した場合には、全ての光軸が遮光されていないと判定され、更に、この判定に基づいて、検出エリア９内への物体の侵入無しとの判定がなされる。また、前記比較が一致しない場合には、所定の光軸が遮光されたとの判定に基づいて、検出エリア９内への物体の侵入有りとの判定がなされる。そして、受光用ＣＰＵ１３の遮光状態検出手段により検出された各光軸８ａ〜８ｄの遮光状態の結果は、出力回路１５に出力されるように構成されている。
【００１９】
尚、本実施例の場合、受光側ＣＰＵ１３においては、検出エリア９内への物体の侵入有りとの判定が連続して所定回数だけなされた場合に、前記物体の侵入有りとの判定結果が出力回路１５へ出力されるように構成されている。
【００２０】
また、上記出力回路１５は、図示はしないが、例えば前記検出結果に基づいて外部表示灯の点灯・消灯を行ったり、前記検出結果を所定フォーマットに変換して外部装置に出力するような用途に用いられる。そして、これらアナログスイッチ１１ａ〜１１ｄ、シフトレジスタ１４及び受光側ＣＰＵ１３で有効化手段である有効化回路１６が構成され、また、ＰＤ７ａ〜７ｄ、受光アンプ１０ａ〜１０ｄ、有効化回路１６、コンパレータ１２及び出力回路１５で受光装置３が構成されている。
【００２１】
次に、投光装置２の作用、即ち、投光動作について、図２、図４、図５、図６も参照して説明する。投光装置２の４個のＬＥＤ４ａ〜４ｄは、物体の侵入を検出するための検出エリア９を横切って光信号を出射するように構成されている（図１及び図４参照）。各ＬＥＤ４ａ〜４ｄから出射される光信号は、物体１７を検出するために使用されると共に、投光装置２と受光装置３との間の同期をとるためにも使用される。即ち、ＬＥＤ４ａ〜４ｄから出射される光信号は、検出光であると共に、識別光でもある。
【００２２】
さて、投光装置２の投光側ＣＰＵ６は、図示しない発振回路から出力される基準クロックに基づいて動作し、図示しないＲＯＭに書き込まれた投光制御プログラムを読み出して実行することによって、投光装置２全体の電気的な制御を行うように構成されている。
【００２３】
この投光側ＣＰＵ６は、図２（ａ）〜（ｄ）に示すように、４種類の投光信号Ｓ１〜Ｓ４を順次所定の投光タイミングで出力するように構成されている。この場合、投光信号Ｓ１〜Ｓ４は、所定の投光サイクル（時刻Ｔ１から時刻Ｔ２までの時間ｔｘ）で繰り返し出力されるように設定されており、図２には、５回分の投光サイクル（即ち、５スキャン分）が示されている。
【００２４】
本実施例の場合、第１回目の投光サイクル（即ち、１スキャン目）においては、１光軸目のＬＥＤ４ａから識別光及び検出光を出射するための識別用投光信号Ｐｓａ及び検出用投光信号Ｐａ、並びに、他のＬＥＤ４ｂ〜４ｄからそれぞれ検出光を出射するための検出用投光信号Ｐｂ〜Ｐｄが、１回の投光サイクル内でそれぞれ異なる所定の投光タイミングで出力されるように構成されている。
【００２５】
そして、各検出用投光信号Ｐａ〜Ｐｄは、パルス状に生成されている。これに対して、識別用投光信号Ｐｓａは、検出用投光信号Ｐａ〜Ｐｄに比べて出力期間が十分長くなると共に、例えば１００ｋＨｚの周波数でオンオフを繰り返すバースト状に生成されている。ここで、上記１回の投光サイクル内における各投光信号Ｐｓａ、Ｐａ〜Ｐｄの投光タイミング及び各投光信号Ｐｓａ、Ｐａ〜Ｐｄの時間幅（即ち、発光時間）等の詳細を、図５に示す。この場合、各検出用投光信号Ｐａ〜Ｐｄの時間幅は、全て等しく、例えば時間ｔｐである。
【００２６】
次に、第２回目の投光サイクル（即ち、２スキャン目）においては、図２に示すように、２光軸目のＬＥＤ４ｂから識別光及び検出光を出射するための識別用投光信号Ｐｓｂ及び検出用投光信号Ｐｂ、並びに、他のＬＥＤ４ａ、４ｃ、４ｄからそれぞれ検出光を出射するための検出用投光信号Ｐａ、Ｐｃ、Ｐｄが、上記１回目の投光サイクルと同じ投光タイミングで出力されるように設定されている。即ち、本実施例においては、投光サイクル毎に、識別光（同期用光信号）を出射するＬＥＤを変更するように構成されている。尚、識別用投光信号Ｐｓｂの時間幅は、時間ｔｓであり、上記識別用投光信号Ｐｓａの時間ｔｓと同じ時間である。
【００２７】
従って、第３回目の投光サイクル（即ち、３スキャン目）においては、図２に示すように、３光軸目のＬＥＤ４ｃから識別光及び検出光を出射するための識別用投光信号Ｐｓｃ及び検出用投光信号Ｐｃ、並びに、他のＬＥＤ４ａ、４ｂ、４ｄからそれぞれ検出光を出射するための検出用投光信号Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｄが、上記１回目及び２回目の投光サイクルと同じ投光タイミングで出力されるように設定されている。尚、識別用投光信号Ｐｓｃの時間幅は、時間ｔｓであり、上記識別用投光信号Ｐｓａ、Ｐｓｂの時間ｔｓと同じ時間である。
【００２８】
更に、第４回目の投光サイクル（即ち、４スキャン目）においては、図２に示すように、４光軸目のＬＥＤ４ｄから識別光及び検出光を出射するための識別用投光信号Ｐｓｄ及び検出用投光信号Ｐｄ、並びに、他のＬＥＤ４ａ、４ｂ、４ｃからそれぞれ検出光を出射するための検出用投光信号Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃが、上記１回目、２回目及び３回目の投光サイクルと同じ投光タイミングで出力されるように設定されている。尚、識別用投光信号Ｐｓｄの時間幅は、時間ｔｓであり、上記識別用投光信号Ｐｓａ、Ｐｓｂ、Ｐｓｃの時間ｔｓと同じ時間である。
【００２９】
そして、第５回目の投光サイクル（即ち、５スキャン目）においては、図２に示すように、第１回目の投光サイクルと同じ投光動作が実行される。これ以降、第６、７、８回目の投光サイクルにおいては、図２に示すように、第２、３、４回目の投光サイクルと同じ投光動作が実行される。即ち、第１、２、３、４回目の投光サイクルがこの順で繰り返し実行されるように構成されている。
【００３０】
ここで、上記した投光装置２の投光動作を実現するための（投光側ＣＰＵ６の）制御内容を示したものが、図６のフローチャートであり、これについて簡単に説明する。まず、図６のステップＳ１において、今から実行する投光サイクルの回数（即ち、スキャン数）を確認する。
【００３１】
そして、確認した投光サイクルの回数が、１、５、９、……回目であるときには、第１回目の投光サイクルを実行する。具体的には、ステップＳ２へ進み、識別用投光信号Ｐｓａを出力してＬＥＤ４ａを発光させる。そして、時間ｔ１が経過したら、ステップＳ３へ進み、検出用投光信号Ｐａを出力してＬＥＤ４ａを発光させる。この後、時間ｔ２が経過したら、ステップＳ４へ進み、検出用投光信号Ｐｂを出力してＬＥＤ４ｂを発光させる。更にこの後、時間ｔ２が経過したら、ステップＳ５へ進み、検出用投光信号Ｐｃを出力してＬＥＤ４ｃを発光させる。続いて、時間ｔ２が経過したら、ステップＳ６へ進み、検出用投光信号Ｐｄを出力してＬＥＤ４ｄを発光させて、上記投光サイクルを完了するようになっている。
【００３２】
また、上記ステップＳ１において、確認した投光サイクルの回数が、２、６、１０、……回目であるときには、第２回目の投光サイクルを実行する。具体的には、ステップＳ７へ進み、識別用投光信号Ｐｓｂを出力してＬＥＤ４ｂを発光させる。そして、時間ｔ１が経過したら、ステップＳ８へ進み、検出用投光信号Ｐａを出力してＬＥＤ４ａを発光させる。この後、時間ｔ２が経過したら、ステップＳ９へ進み、検出用投光信号Ｐｂを出力してＬＥＤ４ｂを発光させる。更にこの後、時間ｔ２が経過したら、ステップＳ１０へ進み、検出用投光信号Ｐｃを出力してＬＥＤ４ｃを発光させる。続いて、時間ｔ２が経過したら、ステップＳ１１へ進み、検出用投光信号Ｐｄを出力してＬＥＤ４ｄを発光させて、上記投光サイクルを完了するようになっている。
【００３３】
更に、上記ステップＳ１において、確認した投光サイクルの回数が、３、７、１１、……回目であるときには、第３回目の投光サイクルを実行する。具体的には、ステップＳ１２へ進み、識別用投光信号Ｐｓｃを出力してＬＥＤ４ｃを発光させる。そして、時間ｔ１が経過したら、ステップＳ１３へ進み、検出用投光信号Ｐａを出力してＬＥＤ４ａを発光させる。この後、時間ｔ２秒が経過したら、ステップＳ１４へ進み、検出用投光信号Ｐｂを出力してＬＥＤ４ｂを発光させる。更にこの後、時間ｔ２秒が経過したら、ステップＳ１５へ進み、検出用投光信号Ｐｃを出力してＬＥＤ４ｃを発光させる。続いて、時間ｔ２秒が経過したら、ステップＳ１６へ進み、検出用投光信号Ｐｄを出力してＬＥＤ４ｄを発光させて、上記投光サイクルを完了するようになっている。
【００３４】
更にまた、上記ステップＳ１において、確認した投光サイクルの回数が、４、８、１２、……回目であるときには、第４回目の投光サイクルを実行する。具体的には、ステップＳ１７へ進み、識別用投光信号Ｐｓｄを出力してＬＥＤ４ｄを発光させる。そして、時間ｔ１秒が経過したら、ステップＳ１８へ進み、検出用投光信号Ｐａを出力してＬＥＤ４ａを発光させる。この後、時間ｔ２秒が経過したら、ステップＳ１９へ進み、検出用投光信号Ｐｂを出力してＬＥＤ４ｂを発光させる。更にこの後、時間ｔ２秒が経過したら、ステップＳ２０へ進み、検出用投光信号Ｐｃを出力してＬＥＤ４ｃを発光させる。続いて、時間ｔ２秒が経過したら、ステップＳ２１へ進み、検出用投光信号Ｐｄを出力してＬＥＤ４ｄを発光させて、上記投光サイクルを完了するようになっている。
【００３５】
次に、受光装置３の作用、即ち、受光動作について、図３、図７、図８、図９も参照して説明する。受光装置３では、各投光サイクルにおいて、４個のＬＥＤ４ａ〜４ｄのうちの１つから出力される識別光を、ＰＤ７ａ〜７ｄのうちの対をなすものにて検出することにより、投光装置２との同期を取得し、続いて、ＬＥＤ４ｂ〜４ｄと対をなすＰＤ７ｂ〜７ｄにて順次検出光を検出することにより、検出エリア９内における物体の侵入の検出を行うようになっている。以下、１投光サイクルにおける受光動作について説明する。
【００３６】
まず、受光装置３が起動されると、図７のステップＳ１０１において、４個のアナログスイッチ１１ａ〜１１ｄに対して制御信号Ｇ１〜Ｇ４を与えてこれらをオンする。この場合、アナログスイッチ１１ａ〜１１ｄは、ハイレベルの制御信号Ｇ１〜Ｇ４が与えられると、オンされ、ロウレベルの制御信号Ｇ１〜Ｇ４が与えられると、オフされるように構成されている。これにより、同期用光信号を４個のＰＤ７ａ〜７ｄで受光する体勢が整えられる。尚、アナログスイッチ１１ａ〜１１ｄのオン時間（識別用受光時間）は、同期用光信号、即ち、識別用投光信号Ｐｓａ〜Ｐｓｄの各投光時間ｔｓとほぼ同じ時間に設定されている。
【００３７】
そして、ステップＳ１０２へ進み、受光信号Ｓ（図１及び図３（ｋ）参照）が検出されたか否かを判断する。ここで、受光信号Ｓは、４個のＰＤ７ａ〜７ｄから出力される受光信号（を増幅した受光信号）Ｄ１〜Ｄ４（図１及び図３（ｂ）〜（ｅ）参照）をオアした信号である。
【００３８】
この状態で、例えばＬＥＤ４ａからバースト状の識別光が出射されると、この識別光はＰＤ７ａにより受光され、受光信号Ｓが検出されることから、ステップＳ１０２にて「ＹＥＳ」へ進み、同期用光信号有りの処理（サブルーチン）を実行する（ステップＳ１０３）。この処理の詳細については、後述する。
【００３９】
一方、例えばＬＥＤ４ａから出射されたバースト状の識別光が物体等により遮光されると、ＰＤ７ａ及び他の３個のＰＤ７ｂ〜７ｄも受光しないため、受光信号Ｓが検出されなくなることから、ステップＳ１０２にて「ＮＯ」へ進み、ｔｓ秒（図５参照）が経過したか否かを判断する（ステップＳ１０４）。ここで、ｔｓ秒が経過していない場合には、ステップＳ１０４にて「ＮＯ」へ進み、ステップＳ１０２へ戻るように構成されている。
【００４０】
また、ステップＳ１０４において、ｔｓ秒が経過した場合には、「ＹＥＳ」へ進み、同期用光信号が受光されなかったと判断し、同期用光信号無しの処理（サブルーチン）を実行する（ステップＳ１０５）。この処理の詳細については、後述する。
【００４１】
尚、上記ステップＳ１０２の受光信号Ｓの検出の判断においては、受光信号Ｓがハイレベルであるか否かだけを判断するだけでなく、受光信号Ｓのハイレベルの期間（即ち、Ｓのパルス幅の時間）が、時間ｔｓ（即ち、識別用投光信号Ｐｓａ〜Ｐｓｄのパルス幅の時間）とほぼ等しい場合だけ、同期用光信号を受光したと判断するようになっている。これは、他の多光軸光電センサからの干渉光等による誤動作を防止するためであり、このために、同期用光信号の投光時間ｔｓと、検出用光信号の投光時間ｔｐ（図５参照）も明確に区別している。
【００４２】
次に、同期用光信号有りの処理（サブルーチン）について、図８も参照して説明する。この場合、同期用光信号を検出したタイミングを基準として、４個のＰＤ７ａ〜７ｄによる受光動作を順次開始するように構成されている。
【００４３】
まず、図８のステップＳ２０１において、４個のアナログスイッチ１１ａ〜１１ｄをオフする（制御信号Ｇ１〜Ｇ４をロウレベルにする）。続いて、ステップＳ２０２へ進み、同期用光信号を検出したタイミングを基準として同期信号Ｔ（図３（ｆ）参照）を出力する。そして、ステップＳ２０３へ進み、同期信号Ｔを基準として、１番目の光軸のＬＥＤ４ａの投光タイミングに合わせてアナログスイッチ１１ａだけをオンする（制御信号Ｇ１をハイレベルにする）。この場合、アナログスイッチ１１ａのオン時間は、ＬＥＤ４ａの投光時間（図５に示す時間ｔｐ）とほぼ同じに設定している。
【００４４】
そして、ステップＳ２０４へ進み、受光信号Ｓがハイレベルであるか否かを判断している。ここで、受光信号Ｓがハイレベルであれば、「ＹＥＳ」へ進み、入光状態であると判断し（ステップＳ２０５）、受光信号Ｓがハイレベルでなければ、「ＮＯ」へ進み、遮光状態であると判断する（ステップＳ２０６）。この後、アナログスイッチ１１ａをオフする（ステップＳ２０７）。
【００４５】
尚、入光状態／遮光状態の判断を、１スキャン（投光サイクル）の検出結果だけで実行するように構成したが、これに代えて、２スキャン（投光サイクル）以上の各検出結果の論理積によって判断するように構成しても良い。このように構成すると、突発的なノイズ等による悪影響によって生ずる誤検出を高い確率で防止することができる。
【００４６】
続いて、ステップＳ２０８へ進み、同期信号Ｔを基準として、２番目の光軸のＬＥＤ４ｂの投光タイミングに合わせてアナログスイッチ１１ｂだけをオンする。この場合、アナログスイッチ１１ｂのオン時間は、ＬＥＤ４ｂの投光時間（図５に示す時間ｔｐ）とほぼ同じに設定している。そして、ステップＳ２０９へ進み、受光信号Ｓがハイレベルであるか否かを判断している。ここで、受光信号Ｓがハイレベルであれば、「ＹＥＳ」へ進み、入光状態であると判断し（ステップＳ２１０）、受光信号Ｓがハイレベルでなければ、「ＮＯ」へ進み、遮光状態であると判断する（ステップＳ２１１）。この後、アナログスイッチ１１ｂをオフする（ステップＳ２１２）。
【００４７】
尚、入光状態／遮光状態の判断を、１スキャン（投光サイクル）の検出結果だけで実行するように構成したが、これに代えて、２スキャン（投光サイクル）以上の各検出結果の論理積によって判断するように構成しても良い。
【００４８】
続いて、ステップＳ２１３へ進み、同期信号Ｔを基準として、３番目の光軸のＬＥＤ４ｃの投光タイミングに合わせてアナログスイッチ１１ｃだけをオンする。この場合、アナログスイッチ１１ｃのオン時間は、ＬＥＤ４ｃの投光時間（図５に示す時間ｔｐ）とほぼ同じに設定している。そして、ステップＳ２１４へ進み、受光信号Ｓがハイレベルであるか否かを判断している。ここで、受光信号Ｓがハイレベルであれば、「ＹＥＳ」へ進み、入光状態であると判断し（ステップＳ２１５）、受光信号Ｓがハイレベルでなければ、「ＮＯ」へ進み、遮光状態であると判断する（ステップＳ２１６）。この後、アナログスイッチ１１ｃをオフする（ステップＳ２１７）。
【００４９】
ここで、図４に示すように、例えば上記３番目の光軸が物体により遮光されたとすると、図３（ｄ）に示すように、ＰＤ７ｃの受光信号Ｄ３がロウレベルとなると共に、図３（ｋ）に示すように、受光信号Ｓのうちの上記３番目の光軸の受光に対応する期間がロウレベルとなる。
【００５０】
尚、入光状態／遮光状態の判断を、１スキャン（投光サイクル）の検出結果だけで実行するように構成したが、これに代えて、２スキャン（投光サイクル）以上の各検出結果の論理積によって判断するように構成しても良い。
【００５１】
続いて、ステップＳ２１８へ進み、同期信号Ｔを基準として、４番目の光軸のＬＥＤ４ｄの投光タイミングに合わせてアナログスイッチ１１ｄだけをオンする。この場合、アナログスイッチ１１ｄのオン時間は、ＬＥＤ４ｄの投光時間（図５に示す時間ｔｐ）とほぼ同じに設定している。そして、ステップＳ２１９へ進み、受光信号Ｓがハイレベルであるか否かを判断している。ここで、受光信号Ｓがハイレベルであれば、「ＹＥＳ」へ進み、入光状態であると判断し（ステップＳ２２０）、受光信号Ｓがハイレベルでなければ、「ＮＯ」へ進み、遮光状態であると判断する（ステップＳ２２１）。この後、アナログスイッチ１１ｄをオフする（ステップＳ２２２）。
【００５２】
尚、入光状態／遮光状態の判断を、１スキャン（投光サイクル）の検出結果だけで実行するように構成したが、これに代えて、２スキャン（投光サイクル）以上の各検出結果の論理積によって判断するように構成しても良い。
【００５３】
そして、ステップＳ２２３へ進み、時間ｔ３秒が経過したか否か、即ち、１回の投光サイクル完了したか否かを判断する。ここで、上記時間ｔ３秒が経過すれば、ステップＳ２２３にて「ＹＥＳ」へ進み、同期用光信号有りの処理（サブルーチン）を完了し、メインルーチン（図７のステップＳ１０１）へ戻り、次のスキャン（投光サイクル）の受光動作を繰り返し実行するようになっている。
【００５４】
次に、同期用光信号無しの処理（サブルーチン）について、図９も参照して説明する。何らかの原因で同期用光信号を受光できなかった場合は、投光装置２と受光装置３との間の同期をとれないので、次回以降のスキャン（投光サイクル）にて同期がとれるまで待機状態となるように構成されている。
【００５５】
具体的には、図９のステップＳ３０１において、４個のアナログスイッチ１１ａ〜１１ｄをオフする。そして、１スキャン（投光サイクル）の受光動作（検出動作）に要する時間ｔｘ秒（図５参照）が経過するのを待つ（ステップＳ３０２）。この時間ｔｘは、次の式で表される時間である。
【００５６】
ｔｘ＝ｔ１＋ｔｐ×４＋ｔ２×３＋ｔ３
そして、上記時間ｔｘ秒が経過したら、同期用光信号無しの処理（サブルーチン）を完了し、メインルーチン（図７のステップＳ１０１）へ戻り、次のスキャン（投光サイクル）の受光動作を繰り返し実行するように構成されている。
【００５７】
さて、このような構成の本実施例の多光軸光電センサ１において、例えば、図４に示すように、３番目の光軸が物体１７により遮光された状態で、検出動作が開始されると、１回目の投光サイクル（スキャン）では、１番目の光軸（ＬＥＤ４ａ及びＰＤ７ａの対）が同期取得用光軸となり、ＬＥＤ４ａからの同期用光信号をＰＤ７ａが受光することにより、同期が取得される。そして、３番目の光軸が物体により遮光されているので、図３（ｄ）に示すように、ＰＤ７ｃの受光信号Ｄ３がロウレベルとなると共に、図３（ｋ）に示すように、受光信号Ｓのうちの上記３番目の光軸の受光に対応する期間がロウレベルとなる。これにより、検出エリア９内に上記物体が侵入していることが検出される。
【００５８】
続いて、２回目の投光サイクル（スキャン）においては、２番目の光軸（ＬＥＤ４ｂ及びＰＤ７ｂの対）が同期取得用光軸となり、ＬＥＤ４ｂからの同期用光信号をＰＤ７ｂが受光することにより、同期が取得される。そして、３番目の光軸が物体１７により遮光されているので、図３（ｄ）に示すように、ＰＤ７ｃの受光信号Ｄ３がロウレベルとなると共に、図３（ｋ）に示すように、受光信号Ｓのうちの上記３番目の光軸の受光に対応する期間がロウレベルとなる。
【００５９】
そして、３回目の投光サイクル（スキャン）においては、３番目の光軸（ＬＥＤ４ｃ及びＰＤ７ｃの対）が同期取得用光軸となる。この場合、ＬＥＤ４ｃからの同期用光信号は物体１７により遮光されることから、該同期用光信号をＰＤ７ｃが受光できない。従って、同期をとることができない。このため、この３回目の投光サイクルでは、検出動作が実行されない。即ち、図３（ｄ）に示すように、ＰＤ７ｃの受光信号Ｄ３がロウレベルとなると共に、図３（ｇ）〜（ｊ）に示すように、ＬＥＤ４ａ〜４ｄから検出用光信号を受光する期間、アナログスイッチ１１ａ〜１１ｄはオフされ、そして、図３（ｋ）に示すように、受光信号Ｓのうちの上記３回目の投光サイクルに対応する期間がロウレベルとなる。
【００６０】
次に、４回目の投光サイクル（スキャン）においては、４番目の光軸（ＬＥＤ４ｄ及びＰＤ７ｄの対）が同期取得用光軸となり、ＬＥＤ４ｄからの同期用光信号をＰＤ７ｄが受光することにより、同期が取得される。そして、３番目の光軸が物体１７により遮光されているので、図３（ｄ）に示すように、ＰＤ７ｃの受光信号Ｄ３がロウレベルとなると共に、図３（ｋ）に示すように、受光信号Ｓのうちの上記３番目の光軸の受光に対応する期間がロウレベルとなる。以下、上述した１〜４回目の投光サイクルを繰り返すようになっている。
【００６１】
上記した構成の本実施例によれば、投光サイクルの開始時に発光させる１個のＬＥＤ４ａ〜４ｄ（一の投光素子）を、投光サイクルを１回実行する毎に、変更したので、ある１個のＬＥＤ４ａ〜４ｄの光軸が物体等により遮光されたり、外乱光の影響を受けたりすることがあっても、変更した１個のＬＥＤ４ａ〜４ｄの光軸が遮光されたり、外乱光の影響を受けたりする確率はかなり低くなる。即ち、同期取得用の光軸のＬＥＤ４ａ〜４ｄを変更する毎に、同期を取得する確率が急激に高くなる。従って、同期をより一層確実に取得可能となる。
【００６２】
例えば、図５に示すように、３番目の光軸が物体１７で遮光されているような場合、本実施例によれば、３番目の光軸以外の光軸で同期を取得する投光サイクルのときに、同期を確実にとることができる。これに対して、３番目の光軸を同期取得用の光軸として固定している従来構成の場合には、３番目の光軸の遮光状態が続く限り、同期をとることができない。
【００６３】
また、本実施例の場合、各投光サイクルにおいて、同期取得用の光軸は１つであるから、即ち、同期取得のために発光させるＬＥＤ４ａ〜４ｄの個数は、１個であるから、無駄な電力消費を最小限に少なくすることができる。ちなみに、全てのＬＥＤを同期取得のために発光させる構成が考えられるが、この構成では、消費電力が大きくなるという問題点がある。
【００６４】
尚、上記実施例においては、投光サイクル毎に同期取得用光軸を、１番目の光軸（ＬＥＤ４ａ及びＰＤ７ａの対）から４番目の光軸（ＬＥＤ４ｄ及びＰＤ７ｄの対）まで順番に変更していくように構成したが、これに限られるものではなく、投光サイクル毎に同期取得用光軸をランダムに変更していくように構成しても良い。
【００６５】
また、同期取得用光軸を投光サイクルを１回実行する毎に変更するように構成したが、これに代えて、投光サイクルを２回、または、３回以上実行する毎に変更するように構成しても良いし、また、投光サイクルをランダムな回数実行する毎に変更するように構成しても良い。更に、投光サイクルをランダムな回数実行する毎に、同期取得用光軸をランダムに変更するように構成しても良い。
【００６６】
更にまた、上記実施例では、多光軸光電センサ１の光軸の個数を４個としたが、これに限られるものではなく、光軸の個数を３個以下としても良いし、５個以上としても良い。また、多光軸光電センサ１を複数配設して、検出エリアを大きくするように構成しても良い。
【００６７】
一方、上記実施例では、４個のＬＥＤ４ａ〜４ｄから出力する同期用投光信号Ｐｓａ〜Ｐｓｄのパルス幅を同じ時間ｔｓとしたが、これに代えて、４個のＬＥＤ４ａ〜４ｄから出力する同期用投光信号Ｐｓａ〜Ｐｓｄのパルス幅を全て異なるように構成しても良い。このように構成すると、各投光サイクルにおける同期取得用光軸が４つの光軸８ａ〜８ｄの中のいずれであるかを判別することができる。
【００６８】
【発明の効果】
本発明は以上の説明から明らかなように、投光サイクルの開始時に発光させる一の投光素子を、投光サイクルを１回または複数回またはランダムな回数実行する毎に、変更したので、同期をより一層確実に取得することができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す多光軸光電センサのブロック図
【図２】投光装置側の各信号のタイムチャート
【図３】受光装置側の各信号のタイムチャート
【図４】物体が光軸を遮光する様子を示す図
【図５】１回の投光サイクルを示す図
【図６】投光装置の投光制御を示すフローチャート
【図７】受光装置の受光制御を示すフローチャート
【図８】同期用光信号有りの処理（サブルーチン）を示すフローチャート
【図９】同期用光信号無しの処理（サブルーチン）を示すフローチャート
【符号の説明】
１は多光軸光電センサ、２は投光装置、３は受光装置、４ａ〜４ｄはＬＥＤ（投光素子）、６は投光側ＣＰＵ、７ａ〜７ｄはＰＤ（受光素子）、８ａ〜８ｄは光軸、９は検出エリア、１１ａ〜１１ｄはアナログスイッチ、１２はコンパレータ、１３は受光側ＣＰＵ、１５は出力回路、１６は有効化回路（有効化手段）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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