(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象領域に侵入するターゲットの位置または距離に応じた電気信号を出力するセンサであって、検出対象の変化を示す物理量に応じた電気信号を出力する検出部と、
ゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を備え、設定されたゲインおよび／またはオフセットの下で前記検出部からの出力を増幅して、前記検出部からの出力に応じて変化する電圧、電流、またはパルス幅を出力値とするアナログ出力を得る出力回路と、
前記ゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を制御して前記出力回路のゲインおよび／またはオフセットを設定する調整手段と、
チューニング情報を入力する為の操作スイッチ、および／または外部から前記チューニング情報を入力する為のリモート端子と、を具備し、
前記調整手段は、前記検出対象が所定の状態にあるときに与えられる前記チューニング情報を受けて作動して前記検出部の出力または前記出力回路からのアナログ出力を検出するモニタ手段と、
このモニタ手段にて検出された前記検出部の出力または前記出力回路からのアナログ出力に基づいて該アナログ出力を予め定められた出力仕様に合わせるに必要なゲインおよび／またはオフセットを算出して前記ゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を制御する演算手段と、
前記チューニング情報を無効化する情報が与えられたとき、前記調整手段の作動を禁止する禁止手段と、を備えることを特徴とするセンサ装置。
【請求項２】
検出対象の変化を検出するセンサユニットと、このセンサユニットとの間で通信して該センサユニットの動作条件を設定するリモートユニットとからなり、
前記センサユニットは、
検出対象領域に侵入するターゲットの位置または距離に応じた電気信号を出力するセンサであって、検出対象の変化を示す物理量に応じた電気信号を出力する検出部と、
ゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を備え、設定されたゲインおよび／またはオフセットの下で前記検出部からの出力を増幅して、前記検出部からの出力に応じて変化する電圧、電流、またはパルス幅を出力値とするアナログ出力を得る出力回路と、
前記リモートユニットとの間で通信する通信手段とを備え、
前記リモートユニットは、
前記センサユニットとの間で通信する通信手段と、
チューニング情報を入力する為の操作スイッチ、および／または外部から前記チューニング情報を入力する為のリモート端子と、
前記検出対象が所定の状態にあるときに与えられる前記チューニング情報を受けて作動し、前記通信手段を介して前記センサユニットにおける前記検出部の出力または前記出力回路からのアナログ出力を検出するモニタ手段と、
このモニタ手段にて検出された前記検出部の出力または前記出力回路からのアナログ出力に基づいて該アナログ出力を予め定められた出力仕様に合わせるに必要な前記出力回路でのゲインおよび／またはオフセットを算出し、前記通信手段を介して前記出力回路のゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を制御する演算手段と、
前記チューニング情報を無効化する情報が与えられたとき、前記モニタ手段及び前記演算手段の作動を禁止する禁止手段と、を備えることを特徴とするセンサ装置。
【請求項３】
検出対象領域に侵入するターゲットの位置または距離に応じた電気信号を出力するセンサであって、検出対象の変化を示す物理量に応じた電気信号を出力する検出部と、
ゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を備え、設定されたゲインおよび／またはオフセットの下で前記検出部からの出力を増幅して、前記検出部からの出力に応じて変化する電圧、電流、またはパルス幅を出力値とするアナログ出力を得る出力回路と、
前記ゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を制御して前記出力回路のゲインおよび／またはオフセットを設定する調整手段と、
チューニング情報を入力する為の操作スイッチ、および外部から前記チューニング情報を入力する為のリモート端子と、
上記一方のチューニング情報の入力を選択的に許可すると共に他方のチューニング情報の入力を禁止する入力切替手段と、を具備し、
前記調整手段は、前記検出対象が所定の状態にあるときに与えられる前記チューニング情報を受けて作動して前記検出部の出力または前記出力回路からのアナログ出力を検出するモニタ手段と、
このモニタ手段にて検出された前記検出部の出力または前記出力回路からのアナログ出力に基づいて該アナログ出力を予め定められた出力仕様に合わせるに必要なゲインおよび／またはオフセットを算出して前記ゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を制御する演算手段と、を備えることを特徴とするセンサ装置。
【請求項４】
検出対象の変化を検出するセンサユニットと、このセンサユニットとの間で通信して該センサユニットの動作条件を設定するリモートユニットとからなり、
前記センサユニットは、
検出対象領域に侵入するターゲットの位置または距離に応じた電気信号を出力するセンサであって、検出対象の変化を示す物理量に応じた電気信号を出力する検出部と、
ゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を備え、設定されたゲインおよび／またはオフセットの下で前記検出部からの出力を増幅して、前記検出部からの出力に応じて変化する電圧、電流、またはパルス幅を出力値とするアナログ出力を得る出力回路と、
前記リモートユニットとの間で通信する通信手段とを備え、
前記リモートユニットは、
前記センサユニットとの間で通信する通信手段と、
チューニング情報を入力する為の操作スイッチ、および外部から前記チューニング情報を入力する為のリモート端子と、
上記一方のチューニング情報の入力を選択的に許可すると共に他方のチューニング情報の入力を禁止する入力切替手段と、
前記検出対象が所定の状態にあるときに与えられる前記チューニング情報を受けて作動し、前記通信手段を介して前記センサユニットにおける前記検出部の出力または前記出力回路からのアナログ出力を検出するモニタ手段と、
このモニタ手段にて検出された前記検出部の出力または前記出力回路からのアナログ出力に基づいて該アナログ出力を予め定められた出力仕様に合わせるに必要な前記出力回路でのゲインおよび／またはオフセットを算出し、前記通信手段を介して前記出力回路のゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を制御する演算手段と、を備えることを特徴とするセンサ装置。
【請求項５】
検出対象領域に侵入するターゲットの位置または距離に応じた電気信号を出力するセンサであって、検出対象の変化を示す物理量に応じた電気信号を出力する検出部と、
ゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を備え、設定されたゲインおよび／またはオフセットの下で前記検出部からの出力を増幅して、前記検出部からの出力に応じて変化する電圧、電流、またはパルス幅を出力値とするアナログ出力を得る出力回路と、
前記出力回路のゲインおよび／またはオフセットを調整した際、前記出力回路から得られるアナログ出力の調整に関する設定情報を表示する表示手段と、
前記ゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を制御して前記出力回路のゲインおよび／またはオフセットを設定する調整手段と、
チューニング情報を入力する為の操作スイッチ、および／または外部から前記チューニング情報を入力する為のリモート端子と、を具備し、
前記調整手段は、前記検出対象が所定の状態にあるときに与えられる前記チューニング情報を受けて作動して前記検出部の出力または前記出力回路からのアナログ出力を検出するモニタ手段と、
このモニタ手段にて検出された前記検出部の出力または前記出力回路からのアナログ出力に基づいて該アナログ出力を予め定められた出力仕様に合わせるに必要なゲインおよび／またはオフセットを算出して前記ゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を制御する演算手段と、を備えることを特徴とするセンサ装置。
【請求項６】
検出対象の変化を検出するセンサユニットと、このセンサユニットとの間で通信して該センサユニットの動作条件を設定するリモートユニットとからなり、
前記センサユニットは、
検出対象領域に侵入するターゲットの位置または距離に応じた電気信号を出力するセンサであって、検出対象の変化を示す物理量に応じた電気信号を出力する検出部と、
ゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を備え、設定されたゲインおよび／またはオフセットの下で前記検出部からの出力を増幅して、前記検出部からの出力に応じて変化する電圧、電流、またはパルス幅を出力値とするアナログ出力を得る出力回路と、
前記出力回路のゲインおよび／またはオフセットを調整した際、前記出力回路から得られるアナログ出力の調整に関する設定情報を表示する表示手段と、
前記リモートユニットとの間で通信する通信手段とを備え、
前記リモートユニットは、
前記センサユニットとの間で通信する通信手段と、
チューニング情報を入力する為の操作スイッチ、および／または外部から前記チューニング情報を入力する為のリモート端子と、
前記検出対象が所定の状態にあるときに与えられる前記チューニング情報を受けて作動し、前記通信手段を介して前記センサユニットにおける前記検出部の出力または前記出力回路からのアナログ出力を検出するモニタ手段と、
このモニタ手段にて検出された前記検出部の出力または前記出力回路からのアナログ出力に基づいて該アナログ出力を予め定められた出力仕様に合わせるに必要な前記出力回路でのゲインおよび／またはオフセットを算出し、前記通信手段を介して前記出力回路のゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を制御する演算手段と、を備えることを特徴とするセンサ装置。
【請求項７】
検出対象領域に侵入するターゲットの位置または距離に応じた電気信号を出力するセンサであって、検出対象の変化を示す物理量に応じた電気信号を出力する検出部と、
ゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を備え、設定されたゲインおよび／またはオフセットの下で前記検出部からの出力を増幅して、前記検出部からの出力に応じて変化する電圧、電流、またはパルス幅を出力値とするアナログ出力を得る出力回路と、
前記出力回路のゲインおよび／またはオフセットの調整時に、調整の基準となるアナログ出力のレベルを、その出力仕様として与えられるアナログ出力の変化範囲に対する相対値として表示する表示手段と、
前記ゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を制御して前記出力回路のゲインおよび／またはオフセットを設定する調整手段と、
チューニング情報を入力する為の操作スイッチ、および／または外部から前記チューニング情報を入力する為のリモート端子と、を具備し、
前記調整手段は、前記検出対象が所定の状態にあるときに与えられる前記チューニング情報を受けて作動して前記検出部の出力または前記出力回路からのアナログ出力を検出するモニタ手段と、
このモニタ手段にて検出された前記検出部の出力または前記出力回路からのアナログ出力に基づいて該アナログ出力を予め定められた出力仕様に合わせるに必要なゲインおよび／またはオフセットを算出して前記ゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を制御する演算手段と、を備えることを特徴とするセンサ装置。
【請求項８】
検出対象の変化を検出するセンサユニットと、このセンサユニットとの間で通信して該センサユニットの動作条件を設定するリモートユニットとからなり、
前記センサユニットは、
検出対象領域に侵入するターゲットの位置または距離に応じた電気信号を出力するセンサであって、検出対象の変化を示す物理量に応じた電気信号を出力する検出部と、
ゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を備え、設定されたゲインおよび／またはオフセットの下で前記検出部からの出力を増幅して、前記検出部からの出力に応じて変化する電圧、電流、またはパルス幅を出力値とするアナログ出力を得る出力回路と、
前記出力回路のゲインおよび／またはオフセットの調整時に、調整の基準となるアナログ出力のレベルを、その出力仕様として与えられるアナログ出力の変化範囲に対する相対値として表示する表示手段と、
前記リモートユニットとの間で通信する通信手段とを備え、
前記リモートユニットは、
前記センサユニットとの間で通信する通信手段と、
チューニング情報を入力する為の操作スイッチ、および／または外部から前記チューニング情報を入力する為のリモート端子と、
前記検出対象が所定の状態にあるときに与えられる前記チューニング情報を受けて作動し、前記通信手段を介して前記センサユニットにおける前記検出部の出力または前記出力回路からのアナログ出力を検出するモニタ手段と、
このモニタ手段にて検出された前記検出部の出力または前記出力回路からのアナログ出力に基づいて該アナログ出力を予め定められた出力仕様に合わせるに必要な前記出力回路でのゲインおよび／またはオフセットを算出し、前記通信手段を介して前記出力回路のゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を制御する演算手段と、を備えることを特徴とするセンサ装置。
【請求項９】
検出対象領域に侵入するターゲットの位置または距離に応じた電気信号を出力するセンサであって、検出対象の変化を示す物理量に応じた電気信号を出力する検出部と、
ゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を備え、設定されたゲインおよび／またはオフセットの下で前記検出部からの出力を増幅して、前記検出部からの出力に応じて変化する電圧、電流、またはパルス幅を出力値とするアナログ出力を得る出力回路と、
前記ゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を制御して前記出力回路のゲインおよび／またはオフセットを設定する調整手段と、
チューニング情報を入力する為の操作スイッチ、および／または外部から前記チューニング情報を入力する為のリモート端子と、を具備し、互いに連装可能なセンサ装置であって、
複数台に亘る連装時には、与えられた前記チューニング情報を、隣接するセンサ装置に伝達する情報伝達手段をさらに具備し、
前記調整手段は、前記検出対象が所定の状態にあるときに与えられる前記チューニング情報を受けて作動して前記検出部の出力または前記出力回路からのアナログ出力を検出するモニタ手段と、
このモニタ手段にて検出された前記検出部の出力または前記出力回路からのアナログ出力に基づいて該アナログ出力を予め定められた出力仕様に合わせるに必要なゲインおよび／またはオフセットを算出して前記ゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を制御する演算手段と、を備えることを特徴とするセンサ装置。
【請求項１０】
検出対象の変化を検出するセンサユニットと、このセンサユニットとの間で通信して該センサユニットの動作条件を設定するリモートユニットとからなる互いに連装可能なセンサ装置であって、
前記センサユニットは、
検出対象領域に侵入するターゲットの位置または距離に応じた電気信号を出力するセンサであって、検出対象の変化を示す物理量に応じた電気信号を出力する検出部と、
ゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を備え、設定されたゲインおよび／またはオフセットの下で前記検出部からの出力を増幅して、前記検出部からの出力に応じて変化する電圧、電流、またはパルス幅を出力値とするアナログ出力を得る出力回路と、
前記リモートユニットとの間で通信する通信手段とを備え、
前記リモートユニットは、
前記センサユニットとの間で通信する通信手段と、
チューニング情報を入力する為の操作スイッチ、および／または外部から前記チューニング情報を入力する為のリモート端子と、
複数台に亘る連装時には、与えられた前記チューニング情報を、隣接するセンサ装置に伝達する情報伝達手段と、
前記検出対象が所定の状態にあるときに与えられる前記チューニング情報を受けて作動し、前記通信手段を介して前記センサユニットにおける前記検出部の出力または前記出力回路からのアナログ出力を検出するモニタ手段と、
このモニタ手段にて検出された前記検出部の出力または前記出力回路からのアナログ出力に基づいて該アナログ出力を予め定められた出力仕様に合わせるに必要な前記出力回路でのゲインおよび／またはオフセットを算出し、前記通信手段を介して前記出力回路のゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を制御する演算手段と、を備えることを特徴とするセンサ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出対象の変化に応じたアナログ出力を得るセンサ装置に係り、特にアナログ出力に対する自動調整機能を備えたセンサ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
アナログ出力型の光電センサは、投光部と受光部との間に形成された光路中に侵入したターゲット（検出対象物）による前記受光部での受光量の変化から、例えば前記光路中へのターゲットの侵入量（ターゲットの位置）を検出するものであり、受光量に応じてリニアに変化する前記受光部からの電気信号を、予めゲインとオフセットが設定されたアナログ出力回路を介して増幅して出力するように構成されている。
【０００３】
このような光電センサを用いたセンサ装置においては、通常、センサ装置本体に組み込まれたボリュームやスイッチ等を操作することで、その出力仕様に応じた適切なアナログ出力が得られるように前記アナログ出力回路におけるゲインやオフセットを調整している［例えば特許文献１を参照］。また適切なアナログ出力が得られるように、前記投光部からの投光量を調整することも提唱されている。尚、ターゲット（検出対象物）までの距離を検出する高周波発振型近接センサのようなアナログ出力型のセンサ装置においても、同様にアナログ出力回路におけるゲインやオフセットを調整することが行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７１１６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで前述した光電センサにおける投光量の経時的な変化に起因して受光量が変化する場合や、検出対象物自体が頻繁に代わって検出条件が変化するような場合には、一般的にはその都度、前述したゲインとオフセットとを繰り返し調整してアナログ出力を最適化することが必要であり、非常に煩わしい。しかもセンサ装置が暴爆環境や極限環境等に設置されていたり、その設置環境への人間（作業者）の入り込み自体が上記設置環境に悪影響を及ぼすような場合には、センサ装置本体に組み込まれたボリュームやスイッチ等を直接操作することが極めて困難である。またその調整は、専ら、アナログ出力をモニタしながら行うことが必要である。従ってセンサ装置に搭載されているゲイン調整機能やオフセット調整機能を有効に活用することができないと言う問題があった。
【０００６】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、検出対象の変化を示す物理量に応じて出力されるアナログ出力を、所要とする出力仕様に簡易に合わせることのできる自動調整機能を備えたセンサ装置を提供することにある。
即ち、本発明は、ゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を備えたセンサ装置をリモート的に制御することで、所要とする出力仕様のアナログ出力が得られるようにアナログ出力回路におけるゲインおよび／またはオフセットを自動調整し得る機能を備えたセンサ装置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】
【０００７】
上述した目的を達成するべく本発明に係るセンサ装置は、
<ａ>  検出対象の変化を示す物理量に応じた電気信号を出力する検出部と、
<ｂ>  ゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を備え、設定されたゲインおよび／またはオフセットの下で前記検出部からの出力を増幅してアナログ出力を得る出力回路と、
<ｃ>  前記ゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を制御して前記出力回路のゲインおよび／またはオフセットを設定する調整手段とを具備し、
<ｄ>  前記調整手段は、前記検出対象が所定の状態にあるときに与えられるチューニング情報を受けて作動して前記検出部の出力または前記出力回路からのアナログ出力を検出するモニタ手段と、
<ｅ>  このモニタ手段にて検出された前記検出部の出力または前記出力回路からのアナログ出力に基づいて該アナログ出力を予め定められた出力仕様に合わせるに必要なゲインおよび／またはオフセットを算出して前記ゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を制御する演算手段と
を備えることを特徴としている。
【０００８】
尚、前記検出部を、前記出力回路、前記調整手段、前記モニタ手段および前記演算手段を備えたセンサ装置本体から独立（分離）させて、検出対象が位置付けられる検出部位に設けられるヘッドユニットとして構成することも可能である。この場合、前記ヘッドユニットには、検出対象の変化を示す物理量に応じた電気信号を出力する検出部に加えて、該検出部の出力（電気信号）を前記センサ装置本体に伝達する出力バッファ（例えば前置増幅器）を設けることが望ましい。
【０００９】
また上述したセンサ装置を、検出対象の変化を検出するセンサユニットと、このセンサユニットとの間で通信して該センサユニットの動作条件を設定するリモートユニットとして構成し、
前記センサユニットに、
<ａ>  検出対象の変化を示す物理量に応じた電気信号を出力する検出部と、
<ｂ>  ゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を備え、設定されたゲインおよび／またはオフセットの下で前記検出部からの出力を増幅してアナログ出力を得る出力回路と、
<ｆ>  前記リモートユニットとの間で通信する通信手段とを設け、
一方、前記リモートユニットに、
<ｇ>  前記センサユニットとの間で通信する通信手段と、
<ｃ>  前記検出対象が所定の状態にあるときに与えられるチューニング情報を受けて作動し、前記通信手段を介して前記センサユニットにおける前記検出部の出力または前記出力回路からのアナログ出力を検出するモニタ手段と、
<ｄ>  このモニタ手段にて検出された前記検出部の出力または前記出力回路からのアナログ出力に基づいて該アナログ出力を予め定められた出力仕様に合わせるに必要な前記出力回路でのゲインおよび／またはオフセットを算出し、前記通信手段を介して前記出力回路のゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能を制御する演算手段とを設けるようにしても良い。
【００１０】
ちなみに前記検出部は、検出対象領域に侵入するターゲットの位置または距離に応じた電気信号を出力するセンサであり、前記出力回路のアナログ出力は、前記検出部からの出力に応じて変化する電圧、電流、またはパルス幅を出力値として生成するように構成される。
また前記チューニング情報は、ターゲットが前記検出対象領域に存在しないとき、および／またはターゲットが前記検出対象領域の所定位置に位置付けられたときに与えられるものであって、例えば前記モニタ手段および演算手段を起動するトリガ信号、若しくは上記条件での前記アナログ出力の値を指定する出力設定情報からなる。この出力設定情報についてはアナログ値として与えることも可能であるが、デジタル値として与えることも可能である。また前記出力設定情報を、例えば予め設定されたデフォルト値を与えた後、所定時間後に前記アナログ出力の値を指定する指定値として与えるようにしても良い。また前記出力設定情報を前記トリガ信号と共に並列的に与えることも勿論可能である。
【００１１】
そして前記演算手段としては、例えば前記チューニング情報が入力されたときの前記アナログ出力を基準として、該アナログ出力が予め定められた出力仕様の最大値および最小値の範囲で変化するゲインおよび／またはオフセットを算出するように構成することが好ましい。或いは前記演算手段を、前記チューニング情報が入力された時点から所定時間に亘って検出される前記検出部の出力または前記アナログ出力の変化からその最大値と最小値とを求め、この最大値と最小値とに基づいて前記アナログ出力が予め定められた出力仕様の範囲で変化するゲインおよび／またはオフセットを算出するように構成しても良い。
【００１２】
また前記検出部が、例えば投光量調整機能を備えた投光部と、受光量に応じた電気信号を出力する受光部とを備えた光電センサであるとき、
前記調整手段においては、前記検出部の出力または前記アナログ出力に基づいて前記アナログ出力を予め定められた出力仕様に合わせるに必要な投光量を算出して前記投光量調整機能を制御する調光機能を備えることも好ましい。更に前記調整手段が、前記投光部からの投光を停止させて前記受光部での受光量が遮光時受光量となる状態を強制的に設定する手段を備えることも好ましい。
【００１３】
尚、センサ装置としては、前記チューニング情報を入力する手段としての操作スイッチや、或いは外部から前記チューニング情報を入力する為のリモート端子を備えておれば良い。また予め設定された周期で前記チューニング情報を発生するチューニング情報発生手段や、前記検出対象が所定の状態にあるときのアナログ出力を求め、上記状態でのアナログ出力がその出力仕様から外れたときに前記チューニング情報を自動生成するチューニング情報発生手段を備えることも望ましい。
【００１４】
更には前記チューニング情報を無効化する情報が与えられたとき、前記調整手段の作動を禁止する禁止手段を備えたり、該センサ装置に設けられた操作部の操作によって与えられるチューニング情報、または該センサ装置に接続された外部機器からリモート設定されるチューニング情報を入力する情報入力手段と、上記一方のチューニング情報の入力を選択的に許可すると共に他方のチューニング情報の入力を禁止する入力切替手段とを備えることも望ましい。
【００１５】
また前記出力回路のゲインおよび／またはオフセットを調整した際、前記出力回路から得られるアナログ出力の調整に関する設定情報を表示する表示手段を備えたり、更には前記出力回路のゲインおよび／またはオフセットの調整時に、調整の基準となるアナログ出力のレベルを、その出力仕様として与えられるアナログ出力の変化範囲に対する相対値として表示する表示手段を備えることも望ましい。
【００１６】
更には上述したセンサ装置を複数台に亘って連装した時、与えられた前記チューニング情報を、隣接するセンサ装置に伝達する情報伝達手段を備えることも望ましい。
【発明の効果】
【００１７】
上記構成のセンサ装置によれば、検出対象が所定の状態にあるときにアナログ出力回路の調整を促すチューニング情報を入力するだけで、アナログ出力を予め定められた出力仕様に合わせるに必要なアナログ出力回路に対するゲインおよび／またはオフセットを算出し、算出したゲインおよび／またはオフセットを用いてゲイン調整機能および／またはオフセット調整機能が自動調整されるので、簡易にして効果的に所望とする出力仕様のアナログ出力を得ることが可能となる。
【００１８】
従って本発明によれば、例えばセンサ装置本体に組み込まれたボリュームやスイッチ等を直接操作することが極めて困難な場合であっても、アナログ出力の調整をリモート的に指示するだけでセンサ装置に搭載されているゲイン調整機能やオフセット調整機能を有効に活用して、その調整を自動的に実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係るセンサ装置の要部概略構成図。
【図２】センサ装置のアナログ出力に対するゲイン調整およびオフセット調整によるチューニングの原理を説明する為の図。
【図３】アナログ出力回路のゲインとオフセットとを電子的に制御可能にしたセンサ装置の構成例を示す図。
【図４】アナログ出力回路のゲインとオフセットとを電子的に制御可能にしたセンサ装置の別の構成例を示す図。
【図５】本発明に係るセンサ装置におけるチューニング処理手順の一例を示す図。
【図６】受光量（センサ出力）とパルス幅との関係を示す図。
【図７】光学式のセンサ装置を用いた蛇行検出の原理を説明する為の図。
【図８】蛇行検出用のセンサ装置におけるチューニングの手法を説明する為の図。
【図９】チューニング条件の表示例を示す図。
【図１０】アナログ出力とその表示スパンとの関係を示す図。
【図１１】投光部の投光量を制御してアナログ出力のゲインを調整する例を示す図。
【図１２】センサ装置をセンサユニットとリモートユニットとに分離した場合の構成例を示す図。
【図１３】完全遮光状態が得られない場合のチューニング例を示す図。
【図１４】２点チューニングを行う場合の表示例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照して本発明の実施形態に係るセンサ装置について説明する。
このセンサ装置は、基本的には図１にその概略構成を示すように、検出対象の変化を示す物理量に応じた電気信号を出力する検出部１と、この検出部１から出力される電気信号を増幅して、例えばアナログ出力電圧やアナログ出力電流、或いは後述するパルス幅信号として外部出力するアナログ出力回路２とを備えて構成される。上記検出部１は、例えば投光部と、この投光部から投光された光を受光する受光部とを備え、その光路内に侵入した物体（ターゲット）により光の一部が遮られることによって変化する前記受光部での受光量（物理量）に相当する電気信号（電流）を出力する光電センサからなる。また前記アナログ出力回路２は、ゲイン調整機能３とオフセット調整機能４とを備え、設定されたゲインおよびオフセットの下で前記検出部１から出力される電気信号を増幅して前述したアナログ出力を得るように構成される。
【００２１】
尚、ここでは検出部１が検出する物理量として、光路に侵入した物体（ターゲット）の位置によって変化する受光部での受光量を例に説明するが、反射形光電センサのように検出部１と物体（ターゲット）との距離によって変化する受光量を、検出対象とする物理量としても良い。また高周波磁気センサに代表されるように、検出部１と物体（ターゲット）との距離によって変化する共振出力を、検出対象とする物理量としても良い。更には物体（ターゲット）の形状や色、或いはその表面状態等によって光の反射率や透過率等が変化するような場合には、その反射光量や透過光量を物理量として上記物体（ターゲット）の状態を求めるようなものであっても良い。また物体（ターゲット）の温度や湿度等を検出し、その検出情報をアナログ出力として求める装置にも適用可能である。
【００２２】
本発明に係るセンサ装置は、上述した基本構成に加えて、チューニング情報が与えられたときに作動して前記ゲイン調整機能３およびオフセット調整機能４をそれぞれ制御し、前記アナログ出力回路２のゲインおよびオフセットを設定する調整手段５を備えて構成される。この調整手段５は、例えば検出対象が所定の状態にあるときに外部からリモート的に与えられるチューニング情報を取り込む入力部６と、チューニング情報の入力を端緒として前記検出部１の出力または前記アナログ出力回路２の出力を検出するモニタ手段７と、このモニタ手段７にて検出された出力値に応じて前記アナログ出力回路２に設定すべきゲインとオフセットと求め、これらのゲインとオフセットとに従って前記ゲイン調整機能３およびオフセット調整機能４をそれぞれ制御する演算手段８とを備える。
【００２３】
具体的には前記演算手段８は、例えば前記検出対象が所定の状態にあるときに前記モニタ手段７により検出されたアナログ出力に基づいて、該アナログ出力が所定の出力仕様を満たすように前記検出部１の出力信号を増幅するに必要な前記アナログ出力回路２のゲインとオフセットとを計算する。このゲインとオフセットの計算手法については後述する。そして演算手段８は、算出したゲインおよびオフセットに従って前記ゲイン調整機能３およびオフセット調整機能４をそれぞれ制御し、これによって前記アナログ出力回路２のゲインとオフセットとをそれぞれ設定する役割を担う。このようなモニタ手段７および演算手段８を備えた調整手段５は、例えばマイクロプロセッサを用いて実現される。
【００２４】
尚、前記チューニング情報は、例えば装置本体の前面パネル等に設けられたトリガスイッチ、または装置本体にケーブルを介して接続されてその外部に引き出されたリモートスイッチを、前記検出器１による検出対象が所定の状態にあるときにオペレータ（監視員）により操作して与えられるトリガ信号からなる。またチューニング情報（トリガ信号）は、センサ装置の起動時における初期設定動作の一貫として自動生成される初期化信号として与えられるものであっても良く、更にはセンサ装置自体が周期的に生成するものであっても良い。またセンサ装置が工業生産ライン等に組み込まれるような場合には、その工業生産ラインの制御を司る指令装置から自動的に与えられる同期信号を前記チューニング情報（トリガ信号）として用いることも可能である。
【００２５】
但し、チューニング情報としては上述したトリガ信号のみならず、後述するように前記アナログ出力回路２のゲインとオフセットとを調整してアナログ出力を調整（チューニング）する際に用いる各種のパラメータを変更する情報であっても良い。具体的には検出対象（ターゲット）を所定の位置に位置付けたときに出力すべきアナログ出力値等として与えることも可能である。
【００２６】
一方、前述した検出対象が所定の状態にあるときとは、例えば前記検出器１の検出対象領域にターゲット（検出対象物）が存在しない状態や、前記検出対象領域の予め定められた位置や、投光部から発せられた光の全てを遮る位置にターゲット（検出対象物）を位置付けた状態であって、従来一般的なセンサ装置においてそのアナログ出力をマニュアル調整する際に設定される状態を指す。このような状態は、例えばターゲットの位置を手動操作することで設定されたり、工業生産ラインにおいては検出対象領域にターゲットを供給しない状態等として設定される。
【００２７】
そして上述したセンサ装置におけるアナログ出力の調整（チューニング）は、次のようにして行われる。ここでは前記検出部１が前述した投光部と受光部とを備えた光電センサであり、その光路（検出対象領域）に侵入したターゲット（検出対象物）によって変化する前記受光部での受光量（検出部１の出力）から前記光路へのターゲットの侵入量（ターゲットの位置）を検出する場合を例に説明する。
【００２８】
この種の光電センサを備えたセンサ装置においては、例えば光路中にターゲットが存在しない状態で前記受光部による受光量が最大となる状態（全入光状態）から、前記投光部から受光部に向けて照射された光がターゲットによって遮られて前記受光部での受光量が最小となる状態（遮光状態）に至るまで、前記受光部での受光量は前記光路へのターゲットの侵入量（位置）に応じてリニアに変化する。そして上記検出部（光電センサ）１の検出出力（受光量）を前記アナログ出力回路２を介して増幅して外部出力されるアナログ出力は、一般的には、例えば電流出力の場合には［４〜２０ｍＡ］、また電圧出力の場合には［１〜５Ｖ］として設定することが多い。
【００２９】
アナログ出力として電圧信号を得る場合を例に説明すると、上述したアナログ出力信号の仕様［１〜５Ｖ］に対して、実際に前記アナログ出力回路２から出力されるアナログ出力信号が、遮光状態における出力電圧が［１Ｖ］であるが、遮光状態から全入光状態に掛けて［１〜４Ｖ］の変化しか示さないような場合、或いは逆に［１〜６Ｖ］のような大きな変化を示すような場合には、全入光状態における出力電圧が［５Ｖ］となるようにアナログ出力回路２のゲインを調整すれば良い。
【００３０】
しかしアナログ出力信号が、遮光状態から若干の入光状態に至っても変化せず、例えば図２(ａ)に示すような［１〜４Ｖ］の変化を呈するような場合には、基本的には先ず図２(ｂ)に示すように遮光状態においてだけアナログ出力電圧がその最小値である［１Ｖ］となるようにアナログ出力回路２のオフセットを調整する。その上で図２(ｃ)に示すように全入光状態においてアナログ出力電圧がその最大値である［５Ｖ］となるようにアナログ出力回路２のゲインを調整することで、アナログ出力に対する調整（チューニング）が行われる。
【００３１】
尚、このようなオフセットおよびゲインの調整は、従来一般的にはオペレータによってアナログ出力信号の変化を監視しながら、装置本体に設けられた前記ゲイン調整機能３およびオフセット調整機能４の各調整部品（可変抵抗器）をそれぞれ直接操作することにより実施される。またアナログ出力回路２の構成によっては、オフセット調整とゲイン調整とが互いに影響し合うことがあるので、一般的にはアナログ出力がその出力仕様として定められた出力特性に適合するまで、前述したオフセットおよびゲインの調整は交互に繰り返し実施される。
【００３２】
これに対して本装置においては、検出対象が所定の状態にあるときにトリガ信号（チューニング情報）を与えることだけで前述した調整手段５を起動し、アナログ出力に対する調整（チューニング）を自動的に行うものとなっている。具体的には上記状態においてトリガ信号（チューニング情報）が与えられたとき、これを端緒として前述したモニタ手段７にて前記検出部１の出力、または前記アナログ出力回路２の出力を検出する。その上で前記演算手段８において上記モニタ手段で７での検出値に応じて、前記アナログ出力がその出力仕様に適合させるに必要な、前記アナログ出力回路２でのゲインとオフセットとをそれぞれ演算する。そして算出したゲインとオフセットとに従って前記アナログ出力回路２のゲイン調整機能３およびオフセット調整機能４をそれぞれ制御し、これによってアナログ出力回路２のゲインとオフセットとをそれぞれ自動設定するものとなっている。
【００３３】
ちなみにアナログ出力回路２のゲインおよびオフセットの自動調整（設定）を可能とするべく、本センサ装置においては前述したアナログ出力回路２におけるゲイン調整機能３およびオフセット調整機能４は、制御電圧によって抵抗値が変化する、いわゆる電子ボリュームやプログラマブル増幅器等の電子部品を用いて実現される。そして前述した調整部５は上述した電子部品を制御してアナログ出力回路２のゲインとオフセットとをそれぞれ設定する制御電圧発生器やＤ／Ａ変換器等として実現される。
【００３４】
具体的にはアナログ出力回路２のゲインとオフセットとを電子的に制御するセンサ装置は、例えば図３および図４にそれぞれ示すように実現される。即ち、図３に示すセンサ装置は、受光量に応じた受光器１ａの出力電流を前置アンプ１ｂを介して電流−電圧変換して出力するように検出部１を構成すると共に、アナログ出力回路２をプログラマブルゲインアンプ２ａとその出力バッファ２ｂとにより構成した例を示している。そして前述した調整部５としての機能を担うマイクロプロセッサ５ａにて、前記アナログ出力回路２に設定すべきゲインとオフセットとをそれぞれ計算し、算出したゲインに相当するパラメータを前記プログラマブルゲインアンプ２ａに与えることで該プログラマブルゲインアンプ２ａでの増幅利得（ゲイン）を設定する。同時に算出したオフセットに相当するデジタル値をＤ／Ａ変換器５ｂを介して制御電圧に変換し、これをオフセット電圧として前記プログラマブルゲインアンプ２ａの非反転入力端（＋）に与えるものとなっている。この結果、プログラマブルゲインアンプ２ａは、その反転入力端（−）に入力される前記検出部１からのセンサ出力に対して所定のオフセットを与え、前述した如く設定されたゲインの下で前記センサ出力を増幅して出力仕様に適合したアナログ出力を得るものとなっている。
【００３５】
また図４に示すセンサ装置は、前述したアナログ出力回路２を演算増幅器（ＯＰアンプ）２ｃと出力バッファ２ｂとを主体として構成される。そして上記演算増幅器（ＯＰアンプ）２ｃの出力を電子ボリューム２ｅを通して分圧して取り出すことでその出力ゲインを調整し、また前記演算増幅器（ＯＰアンプ）２ｃの非反転入力端（＋）に与えるオフセット電圧を電子ボリューム２ｄを介して与えるように構成したものである。そして前記調整部５としての役割を担うマイクロプロセッサ５ａにて前記電子ボリューム２ｄ,２ｅの抵抗値（分圧比）をそれぞれ制御することで、アナログ出力回路２に対して所定のゲインとオフセットとを与えるものとなっている。
【００３６】
ここで本センサ装置に対するアナログ出力の調整（チューニング）について、今少し詳細に説明する。アナログ出力の調整（チューニング）は、例えば検出部１を構成する光電センサの光路（検出対象領域）にターゲット（検出対象物）を位置付けない状態、つまりターゲットが存在しない状態において該センサ装置にトリガ信号を与えることによって開始される。図５は本装置の前述した調整部５において実行されるチューニング処理手順の一例を示している。
【００３７】
この図５を参照して本発明に係るチューニング処理について説明すると、この処理は先ず光電センサの投光部からの投光を停止させることで受光部が遮光された状態を等価的に形成し〈ステップＳ１〉、この遮光状態において前記アナログ出力回路２の出力電圧Ｖout０を検出することから開始される〈ステップＳ２〉。次いで検出した出力電圧Ｖout０が、出力仕様として定められた最小出力電圧Ｖminの誤差範囲［Ｖmin±ΔＶ］内にあるか否かを判定し〈ステップＳ３〉、誤差範囲を外れる場合には前記検出出力電圧Ｖout０が前記最小出力電圧Ｖminよりも低いか否かを判定する〈ステップＳ４〉。
【００３８】
そして前記出力電圧Ｖout０が前記最小出力電圧Ｖminよりも低い場合には、前記アナログ出力回路２に設定するオフセットを所定量だけ増やし〈ステップＳ５ａ〉、逆に検出出力電圧Ｖout０が前記最小出力電圧Ｖminよりも高い場合には、前記アナログ出力回路２に設定するオフセットを所定量だけ減らして〈ステップＳ５ｂ〉、再度、前記アナログ出力回路２の出力電圧Ｖout０を検出する〈ステップＳ２〉。以上の処理を前記出力電圧Ｖout０が前記最小出力電圧Ｖminの誤差範囲［Ｖmin±ΔＶ］内に収まるまで繰り返し実行することでアナログ出力回路２に与えるオフセット量を最適化調整する。そして遮光状態でのアナログ出力電圧Ｖout０を、その出力仕様として定められた遮光状態での最小出力電圧Ｖminとして設定する。
【００３９】
しかる後、前記出力電圧Ｖout０が前記最小出力電圧Ｖminの誤差範囲［Ｖmin±ΔＶ］内に収まることが確認されたならば〈ステップＳ３〉、次に前述した如く投光を停止させていた投光部を駆動し、投光を再開させる〈ステップＳ６〉。この投光再開時には前述したように光路（検出対象領域）にターゲットが存在しないので、前記受光部の全入光状態が設定される。そこで今度はこの全入光状態においてにおいて前記アナログ出力回路２の出力電圧Ｖout１を検出する〈ステップＳ７〉。次いで検出した出力電圧Ｖout１が、その出力仕様として定められた最大出力電圧Ｖsetの誤差範囲［Ｖset±ΔＶ］内にあるか否かを判定する〈ステップＳ８〉。そして誤差範囲を外れる場合には前記出力電圧Ｖout１前記最大出力電圧Ｖsetよりも低いか否かを判定する〈ステップＳ９〉。
【００４０】
この判定の結果、前記出力電圧Ｖout１が前記最大出力電圧Ｖsetよりも低い場合には、前記アナログ出力回路２に設定するゲインを所定量だけ増やし〈ステップＳ１０ａ〉、逆に前記出力電圧Ｖout１が前記最大出力電圧Ｖsetよりも高い場合には、前記アナログ出力回路２に設定するゲインを所定量だけ減らす〈ステップＳ１０ｂ〉。その上で再度、前記アナログ出力回路２の出力電圧Ｖout１を検出する〈ステップＳ２〉。以上の処理を前記出力電圧Ｖout１が前記最大出力電圧Ｖsetの誤差範囲［Ｖset±ΔＶ］内に収まるまで繰り返し実行することでアナログ出力回路２に与えるゲインを最適化調整する。そして全入光状態でのアナログ出力電圧Ｖout１を、その出力仕様として定められた全入光状態での最大出力電圧Ｖsetに設定する。
【００４１】
以上のようにして前記出力電圧Ｖout１が前記最大出力電圧Ｖsetの誤差範囲［Ｖset±ΔＶ］内に収まることが確認されたならば〈ステップＳ８〉、再度、前記投光部の投光を停止させる〈ステップＳ１１〉。そしてこの投光停止状態において再度、前記アナログ出力回路２の出力電圧Ｖout０を検出する〈ステップＳ１２〉。そして出力電圧Ｖout０が、前記出力仕様として定められた最小出力電圧Ｖminの誤差範囲［Ｖmin±ΔＶ］内にあるか否かを再度判定する〈ステップＳ１３〉。つまりゲイン調整を施した後にも、前述した如く調整したオフセットが適正に保たれているか否かを確認する。
【００４２】
この判定によって遮光状態でのアナログ出力電圧Ｖout０が、その最小出力電圧Ｖminの誤差範囲［Ｖmin±ΔＶ］を外れた場合には、前述したステップＳ３からの処理を繰り返し実行してオフセットを再調整する。そしてオフセットおよびゲインの再調整を経て前記アナログ出力電圧Ｖoutが、遮光状態においてその出力仕様として定められた最小出力電圧Ｖoutとなり、また全入光状態においてその出力仕様として定められた最大出力電圧Ｖsetとなることが確認されたならば〈ステップＳ１３〉、これによってアナログ出力に対するチューニングを、つまりアナログ出力回路２に対するゲインとオフセットの調整処理を終了する。
【００４３】
このように本センサ装置においては、検出対象が所定の状態にあるとき（検出対象が存在しないとき）にトリガ信号を与えることだけで調整部５を起動し、受光部での受光条件を変化させたときのアナログ出力回路２の出力に応じて該アナログ出力回路２に設定するゲインとオフセットとを自動調整し、アナログ出力を最適化することができる。従ってセンサ装置が暴爆環境や極限環境等に設置されていたり、その設置環境への人間（作業者）の入り込み自体が困難であったり、更には人間（作業者）の入り込みが上記設置環境に悪影響を及ぼすような場合であっても、外部からセンサ装置にトリガ信号を入力するだけでアナログ出力回路２のゲインおよびオフセットの最適化調整を自動的に実行させて、該センサ装置から所望とする出力仕様のアナログ出力を得ることができる。故に検出部１の特性が経時的に変化するような場合であっても、常に安定した出力特性のアナログ出力を得ることができるので、工業的利点が絶大である。
【００４４】
尚、上述したようにアナログ出力の調整を行った後、前述したチューニング情報の入力を禁止して、アナログ出力の調整の不本意な起動を阻止する手段を設けておくことも好ましい。またセンサ装置がチューニング情報を入力する為の手段として、例えば装置本体の前面パネル等に設けられた押し釦スイッチ等の操作スイッチや、外部から前記チューニング情報を入力する為のリモート入力端子、更にはチューニング情報の自動発生機能等の複数のチューニング情報付与手段を備える場合には、それらのなかの１つだけを有効化し、他の入力系を無効化する情報切替手段を設けておくようにしても良い。このような切替手段を備えれば、アナログ出力の調整を指示する系統を１本化することができるので、不本意なチューニングを簡易に阻止することが可能となる。また個々のチューニング情報付与手段毎に、それを有効化するか無効化するかの制御を行うことも勿論可能である。
【００４５】
ところで前述した実施形態においては、アナログ出力をモニタして前記アナログ出力回路２のゲインとオフセットとを自動調整する例について説明した。しかし光電センサ（受光部）からのセンサ出力を検出し、そのときのアナログ出力回路２の出力（アナログ出力）が所定の出力仕様を満たすように、アナログ出力回路２に設定すべきゲインとオフセットとを計算することも可能である。
【００４６】
即ち、前述した遮光状態でのセンサ出力ｖout０と、全入光状態でのセンサ出力ｖout１とをそれぞれ検出すれば、これらのセンサ出力ｖout０,ｖout１から出力仕様［１〜５Ｖ］のアナログ出力Ｖoutを得るに必要な、前記アナログ出力回路２に設定すべきゲインとオアセットとを理論的に計算（逆算）することができる。従って理論的に算出したゲインとオフセットとを前記アナログ出力回路２に設定すれば良い。或いは算出したゲインとオフセットとを前記アナログ出力回路２に仮設定し、これを基準として前述した調整手順を実行すれば、先の説明と同様にしてアナログ出力回路２のゲインとオフセットとを適正に設定することができる。従ってアナログ出力回路２の出力に代えて、センサ出力をモニタしてもアナログ出力に対する調整（チューニング）を同様に実行することができる。
【００４７】
またアナログ出力回路２に設定されているゲインとオフセットが明らかな場合にも、同様にして検出対象が予め定められた特定の状態にあるときにトリガ信号を与え、そのときに検出される前記検出部１の出力（受光部からのセンサ出力）に基づいて前記アナログ出力回路２の出力電圧Ｖoutが出力仕様に適合するようなゲインとオフセットとを計算し、これをアナログ出力回路２に与えることも可能である。
【００４８】
即ち、アナログ出力回路２に設定されているゲインとオフセットとが明らかな場合には、前記検出部１からのセンサ出力ｖoutが求められれば、そのときにアナログ出力回路２から出力されるアナログ出力Ｖoutを計算することができる。具体的には前述した実施形態における遮光状態での前記受光部からのセンサ出力ｖout０を検出すれば、そのときに得られるアナログ出力回路２の出力電圧Ｖout０を計算することができ、また全入光状態での前記受光部からのセンサ出力ｖout１を検出すれば、そのときに得られるアナログ出力回路２の出力電圧Ｖout１を計算することができる。
【００４９】
従ってこのようにして計算される出力電圧Ｖout０,Ｖout１を前述した出力仕様として定められる最小出力電圧Ｖminおよび最大出力電圧Ｖsetと比較すれば、その差から前記アナログ出力回路２に設定すべきゲインの過不足量、またオフセットの過不足量をそれぞれ計算（逆算）することができる。故にアナログ出力回路２に設定されたゲインとオフセットとを上記計算によって求められたゲインの過不足量、およびオフセットの過不足量を用いて補正すれば、これによってアナログ出力回路２から出力されるアナログ出力Ｖoutを、所要とする出力特性に合わせることが可能となる。
【００５０】
また検出対象領域を検出体（ターゲット）が周期的に通過することが明らかなような場合には、トリガ信号を受けてから所定時間に亘って前述したセンサ出力またはアナログ出力の変化を監視し、その最大値と最小値とをそれぞれ求めてチューニングの基準とすることも可能である。このようにして検出した最大値および最小値に従ってアナログ出力がその出力仕様の範囲で変化するように該アナログ出力に対するゲインとオフセットとを調整しても、先の実施形態と同様な効果が得られる。
【００５１】
尚、アナログ出力として［４〜２０ｍＡ］の出力電流を得る場合にも、同様にチューニング可能なことは言うまでもない。また検出部１の出力をＡ／Ｄ変換してデジタル演算回路に取り込み、設定されたゲインおよびオフセットの下で上記デジタル演算回路にて上記Ａ／Ｄ変換し取り込んだ入力値をデジタル処理した後、これをＤ／Ａ変換してアナログ出力を得る場合にも同様に適用可能である。
【００５２】
更にはアナログ出力として、検出部１の出力に応じたパルス幅の信号を得る場合にも同様に実施可能である。ちなみに検出部１の出力に応じたパルス幅の信号を得る場合には、例えば検出部１の出力をＡ／Ｄ変換してデジタル演算回路に取り込み、設定されたゲインおよびオフセットの下でその入力値をデジタル処理するように構成すれば良い。この場合のゲインは入力デジタル値に対するゲイン係数の乗算によって実現され、オフセットは入力デジタル値に対するオフセット値の加算によって実現される。そして上記加算・乗算処理を施して求められた出力デジタル値を予め定めた一定の周期Ｔ毎にパルス幅変調（ＰＷＭ）して出力すれば良い。
【００５３】
具体的には前記デジタル演算回路において、図６(ａ)〜(ｃ)にその概念を示すように前記検出部１での受光量に応じて、そのパルス幅が［ＰＷmin〜ＰＷmax］の範囲で変化するＰＷＭ信号を生成するように構成すれば良い。この場合、その最小パルス幅ＰＷminが前述したアナログ出力の最小値Ｖminに相当し、また最大パルス幅ＰＷmaxが前述したアナログ出力の最大値Ｖmaxに相当する。そして前述した如くトリガ信号を受けたとき、上述したＰＷＭ信号のパルス幅を、遮光状態および全入光状態においてそれぞれ計測し、これらの各状態でのパルス幅が予め定められた最小パルス幅ＰＷminおよび最大パルス幅ＰＷmaxとなるように、前記デジタル演算回路でのデジタル的なゲインとオフセットとをそれぞれ調整するようにすれば良い。このように構成すれば、アナログ出力回路２における処理の全てをデジタル的に実行することが可能となり、先の実施形態と同様な効果が奏せられる。
【００５４】
ところで帯状体の蛇行検出に光学式ラインセンサを検出部１として備えたセンサ装置の場合には、そのアナログ出力を次のようにして調整することも可能である。ちなみに蛇行検出を行う場合には、例えば図７に示すようにその検出対象物である帯状のワークＡの縁部を跨ぐようにラインセンサ（受光部）を配置し、予め正常状態においてラインセンサでの受光量が、例えばその最大受光量の［１／２］となるように位置調整される。そしてセンサ装置のアナログ出力として、例えば正常時にはそのアナログ出力電圧［１〜５Ｖ］の中間点電圧［３Ｖ］を得、異常時には蛇行の向きに応じて最大電圧［５Ｖ］側または最小電圧［１Ｖ］側に変化する出力電圧を得るように構成される。
【００５５】
この場合には、先ず正常時に求めるべき出力電圧Ｖset［＝３Ｖ］を、出力設定情報として前記調整部５に初期設定すると共に、遮光状態として示される異常時に求めるべき最小出力電圧Ｖmin［＝１Ｖ］を、出力設定情報として前記調整部５に初期設定する。しかる後、ワークＡを正常位置にセットし、この状態においてセンサ装置にトリガ信号を与えて初期調整処理を起動する。そして上述した正常状態における前記検出部１での受光量（検出部１の出力）Ｐ1を求めると共に、投光を停止して設定される遮光状態での受光量（検出部１の出力）Ｐ0を求め、これらの受光量Ｐ0,Ｐ1と、これらの受光量Ｐ0,Ｐ1に対応して前記アナログ出力回路１から出力すべき出力電圧Ｖmin,Ｖsetから、前記アナログ出力回路２に必要なゲインとオフセットとをそれぞれ計算する。
【００５６】
具体的にはアナログ出力回路２に設定すべきゲイン調整値Ｇを
Ｇ＝(Ｖset−Ｖmin)／(Ｐ1−Ｐ0)
として算出し、またアナログ出力回路２に設定すべきオフセット調整値Ｖofstを
Ｖofst＝(Ｖmin・Ｐ1−Ｖset・Ｐ0)／(Ｐ1−Ｐ0)
として算出する。そしてこのようにして算出されたゲイン調整値Ｇおよびオフセット調整値Ｖofstをアナログ出力回路２に設定すれば、これによって受光量に対するアナログ出力回路２の出力が図５に示すように調整される。この結果、正常時にはアナログ出力回路２の出力が、前述した如く出力設定情報として指定された出力電圧Ｖset［３Ｖ］となるように調整され、また遮光状態となる異常時にはアナログ出力回路２の出力が最小出力電圧Ｖmin［＝１Ｖ］となるように調整される。また上記の如く調整されたゲインとオフセットの下では、全入光状態となる異常時にはその受光量Ｐ2に対応して、図８示すようにアナログ出力回路２の出力が最大出力電圧Ｖmax［＝５Ｖ］となり、ここにアナログ出力の最適化調整がなされることになる。
【００５７】
尚、ワークＡを正常位置にセットし、この状態においてセンサ装置に前述した出力電圧Ｖset［＝３Ｖ］を入力することで、アナログ出力に対するチューニング処理を起動するようにしても良い。具体的には設定器を用いて出力電圧Ｖset［＝３Ｖ］をプリセットした後、トリガを与えて上記出力電圧Ｖset［＝３Ｖ］を入力するようにすれば良い。ちなみに遮光状態での受光量Ｐ0については、例えば［０］なるデフォルト値として与えておけば良い。また前記出力設定情報である前記出力電圧Ｖset［＝３Ｖ］のプリセット操作の完了を以て、そのプリセット値を前述したトリガ信号に代わるチューニング情報として用いるようにしても良い。
【００５８】
この場合、例えばセンサ装置の本体にＳＰ値とＰＶ値とを並べて表示可能な２つの表示器が設けられていることが多いので、この表示器を利用して、例えば図９(ａ)示すようにチューニングの為の設定値ｘと、チューニング時のアナログ出力値ｙとを［３.０ｖ，２.５ｖ］として並べて表示すれば良い。或いはアナログ出力の変化幅［１〜５Ｖ］に対して、例えば図１０にすようにその相対的な変化幅を示すスパン［０〜１０００］を割り付けるとき、このスパン［０〜１０００］に対して上記設定値ｘおよび出力値ｙをそれぞれ割り付けた値Ｘ,Ｙを、図９(ｂ)に示すように［５００，３７５］として並べて表示することも有用である。尚、上記スパンについては［０］を中心として［−１００〜＋１００］として設定することも勿論可能である。
【００５９】
このようなスパン表示によれば、前述した電圧値や電流値等で示されるアナログ出力が、その出力幅（スパン）に対してどのように位置付けられているか、また所望とする出力値からどの程度ずれているか等を直感的に把握することが可能となる。換言すればチューニングの実行条件（実行状態）等を簡易に把握することが可能となる。この結果、上記チューニングの実行状態から前記検出部１の特性変化の状態をモニタしたり、アナログ出力を調整可能な余裕度等を容易に把握することが可能となる等の効果が奏せられる。尚、このようなチューニングの余裕度を、例えば数値的に表示することも有用である。
【００６０】
ところで前記検出部１を構成する光電センサの投光部が、例えば図１１に示すようにその発光量を可変調整し得る投光量調整機能１ｐを備えている場合には、前述したアナログ出力回路２でのゲイン調整に代えて、調光回路９にてその発光量を調整し、例えばその発光量を増やすことで前記アナログ出力回路２におけるゲインの過不足を補うようにしても良い。即ち、光電センサにおける投光部の発光量を調整すれば、これに伴って受光部での受光量も変化するので、これによって出力仕様に応じたアナログ出力を得る上でのゲインを調整することができる。換言すれば発光量の調整によりセンサ装置のゲインを調整し、アナログ出力回路２から出力されるアナログ出力の変化幅を適正化することができる。この場合、アナログ出力に対するオフセット量を、アナログ出力回路２のオフセット調整機能２ｂを用いて調整することも勿論可能である。また発光量の調整によってアナログ出力に対するゲインを祖調整した後、アナログ出力回路２のゲイン調整手段７を用いて上記ゲインの微調整を行うことも可能である。
【００６１】
ところで上述した説明においては、センサ装置自体がそのアナログ出力回路２のゲインとオフセットとを自動調整する機能を内蔵したものとして説明した。しかしセンサ装置を、例えば図１２に示すように検出部１とアナログ出力回路２とを備えたセンサユニット１０と、このセンサユニットに接続されて前記センサユニット１０から得られたアナログ出力をデータ処理するリモートユニット２０とに分離したセンサシステムとして構成することもできる。
【００６２】
この場合には、例えば図１２に示すようにセンサユニット１０に、リモートユニット２０との間で情報通信する通信装置１１を組み込み、リモートユニット２０に前述したモニタ部７と演算部８とを備えた調整部５を設ける。そして該リモートユニット２０側の調整部５において前記センサユニット１０のアナログ出力回路２に設定すべきゲインとオフセットとを求め、これを通信装置２２からセンサユニット１０側に通知し、該センサユニット１０におけるアナログ出力回路２のゲイン調整手段３およびオフセット調整手段４にそれぞれ与えるようにすれば良い。
【００６３】
具体的には図１２に示すようにセンサユニット１０に、リモートユニット２０との間で情報通信する通信装置１１を設ける。一方、データ処理装置２１を主体として構成されるリモートユニット２０には前述した調整部５と、前記センサユニット１０との間で情報通信する通信装置２２とを設ける。そしてリモートユニット２０の操作部２３から与えられるチューニング情報を受けて前記調整部５を起動し、センサユニット１０より取得したアナログ出力をモニタする。そしてリモートユニット２０側において、上述した如くモニタしたアナログ出力に基づいて前記センサユニット１０のアナログ出力回路２に設定すべきゲインとオフセットとを前述したようにしてそれぞれ求め、これを通信置２１,１１を介してセンサユニット１０に通知してアナログ出力回路２のゲインおよびオフセットをそれぞれ遠隔的に設定（リモート設定）するように構成すれば良い。
【００６４】
このようにセンサユニット１０と、該センサユニット１０に信号ケーブル等を介して接続されるリモートユニット２０とにより構成されるセンサ装置の場合であっても、前記センサユニット１０のアナログ出力回路２から得られるアナログ出力をその出力仕様に合わせるに必要な前記アナログ出力回路２のゲインとオフセットとを、遠隔的に簡易に設定することができる。従ってセンサユニット１０が暴爆環境や極限環境等に設置される場合であっても、通常の作業環境に設置されたリモートユニット２０側からそのチューニングを簡易に行うことができる。
【００６５】
尚、アナログ出力をチューニングするに際して、センサ装置の仕様形態によっては必ずしも前述した説明のような完全遮光状態が得られない場合がある。従ってこのような場合には、例えば図１３に示すように受光部での受光量が最小となる状態ａでのアナログ出力値と、上記受光量が最大となる状態ｂでのアナログ出力値とをそれぞれ検出し、これらのアナログ出力値がアナログ出力回路２の出力仕様として与えられる最小出力値（１Ｖ）および最大出力値（５Ｖ）となるように該アナログ出力回路２におけるゲインとオフセットをそれぞれ調整すれば良い。即ち、デフォルト値等として与えられる遮光状態でのアナログ出力値を基準として、前述した如く入力した設定値（調整値）に基づいてアナログ出力を、いわゆる１点チューニングを行うことに代えて、２つの異なる状態での設定値（調整値）に基づいてアナログ出力を２点チューニングすれば良い。
【００６６】
このような２点チューニングによればアナログ出力回路２が有するダイナミックレンジを最大限に活用しながら、該アナログ出力回路２に付与するゲインとオフセットとを簡易に設定して、分解能の高いセンシングを行うことが可能となる。またこのような２点チューニングを行った場合には、例えば図１４に示すように前述した表示器に２つの設定値ｘ１,ｘ２を並べて表示すれば、どのような状態でチューニングが行われたかを容易に把握することが可能となる。
【００６７】
そしてセンサ装置が、上述したようにしてアナログ出力のチューニングに関する情報をアシスト的に表示する機能を備えれば、例えばチューニング前のアナログ出力が、所望とする値からどの程度ずれていたのか、またその後のチューニングの余裕度がどの程度あるかを容易に把握することが可能となる。特に前述した如く割り付けたスパン情報として設定値と実際値とを相対的に並べて表示すれば、アナログ出力値自体を分析しなくても該アナログ出力のずれ量やずれ補正の余裕度等を直感的に把握することが可能となるので、アナログ出力に対するチューニングを効果的に行うことができる。
【００６８】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば図１に示すようにアナログ出力回路２の出力をモニタする判定部９を設けておき、例えば前述したチューニング時の全入光状態におけるアナログ出力が所定値に満たない場合に警報を発するようにしても良い。即ち、全入光状態においてアナログ出力に対するチューニングを施しても、そのアナログ出力が出力仕様の最大値に満たない場合には、投光部から投光される光量自体が低下していると判断する。そしてこの状態を前記投光部の性能が劣化したとして警報を発し、投光部（投光器）の交換を促すように構成することも有用である。
【００６９】
また上記判定部９においてセンサ装置の稼働状態におけるアナログ出力をモニタし、例えば検出対象の状態変化に伴うアナログ出力の変化幅が少なくなった場合や、出力値が出力仕様の範囲から外れるような場合、これを検出部１の性能変化（劣化）として判断し、該検出部１の性能変化（劣化）に見合うようにアナログ出力回路２に対するチューニングを促すことも有用である。即ち、アナログ出力の変化からその出力性能を自己診断（セルフチェック）し、外部からのトリガ信号の入力を待つことなくアナログ出力に対するチューニング処理を起動するようにしても良い。またこのようなセルフチェック結果に基づく自動チューニングのみならず、センサ装置の稼働時間を管理する等して定期的にアナログ出力に対するチューニング処理を実行するように構成することも勿論可能である。
【００７０】
またセンサ装置が、チューニング情報（トリガ信号）を入力する為のトリガスイッチをその装置本体の前面パネル等に備えると共に、ケーブルを介してリモートスイッチが外部接続される入力端子を備え、更に内部的にトリガ信号を自動生成する機能を備えるように複数のチューニング情報入力手段を備えるような場合には、これらの機能のいずれか１つだけを有効とし、他の機能を無効化する選択手段を備えることが望ましい。このような選択手段を設けておけばチューニングの起動が競合したり、意図しない条件下で不本意にチューニング処理が起動される等の不具合を未然に防ぐことができる。また上記選択手段によるチューニング情報の入力系統を、外部機器等からリモート的に切替制御し得るように構成しておくことも望ましい。
【００７１】
尚、センサ装置が、例えばＤＩＮレール上に複数台並べて設けられて、各センサ装置が順に連結される、いわゆる連装形のものである場合、これらの複数台のセンサ装置間において前述したチューニング情報を相互に受け渡し可能に構成しておくことで、単一のチューニング情報を入力するだけで複数台のセンサ装置を一斉にチューニングするように構成することも有用である。具体的には各センサ装置のチューニング情報の入力系をバス接続するようにしておけば良い。
【００７２】
またここでは検出部１として光電センサを用いたセンサ装置を例に説明したが、高周波近接センサ等の光電センサ以外のセンサを用いたアナログ出力型のセンサ装置についても同様に適用することができる。要は本発明は、センサ出力を増幅して所定の出力仕様のアナログ出力を得るアナログ出力回路を備えたセンサ装置において、該センサ装置にチューニング情報を与えるだけで、これを端緒として上記アナログ出力回路のゲインとオフセットとを自動調整するように構成したものであり、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００７３】
１  検出部（光電センサ）
２  アナログ出力回路
３  ゲイン調整機能
４  オフセット調整機能
５  調整手段（ＣＰＵ）
６  入力部
７  モニタ手段
８  演算手段
９  判定部
【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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