(57)【要約】【課題】入光期間の長さや割合に関わらず、しきい値の補正処理が適切なタイミングで実施されるようにする。【解決手段】投光および受光と受光量のサンプリングとを繰り返しながら、サンプリングされた受光量をしきい値と比較して物体を検出する光電センサにおいて、しきい値より高い所定の基準値Ｐ０を上回る受光量が得られる第１期間とを受光量がＰ０を下回る第２期間とを判別し、第１期間中の通算のサンプリング回数があらかじめ選択した数値Ｎに達したことに応じて、そのＮ回の各サンプリングによる受光量につき受光量の目標値に対する低下の度合いを求め、その度合いに基づきしきい値を補正する。数値Ｎは、第１期間および第２期間の合計の長さに対する第１期間の長さの割合が小さくなるにつれて小さな数値を選択することとして、あらかじめ用意された２以上の数値の中から選択される。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出のための光を投光する投光部と、投光された光またはその反射光を受光する受光部と、投光部および受光部を動作させて受光部により得た受光量をサンプリングする処理を繰り返しながら、サンプリングされた受光量をあらかじめ設定されたしきい値と比較して物体を検出する制御部とを具備する光電センサであって、
前記制御部は、
前記サンプリングされた受光量を前記しきい値より高い所定の基準値と比較して、受光量が当該基準値を上回る第１期間と受光量が当該基準値を下回る第２期間とを判別する判別手段と、
あらかじめ用意された２以上の数値の中の１つを選択する処理を、第１期間および第２期間の合計の長さに対する第１期間の長さの割合が小さくなるにつれて小さな数値を選択することとして実行する選択手段と、
前記第１期間中の通算のサンプリング回数を計数し、その計数値が前記選択手段により選択された数値に達したことに応じて、あらかじめ定められた受光量の目標値に対する前記計数の対象となった各サンプリング受光量の低下の度合いに基づき前記物体検出用のしきい値を補正すると共に、前記計数値をリセットする補正処理手段とを、
具備することを特徴とする光電センサ。
【請求項２】
前記選択手段は、第１期間および第２期間における受光量のサンプリング数を毎回の期間毎に個別に計数すると共に、期間の切り替わりが生じたことに応じて、その切り替わりの直近の第１期間および第２期間における受光量のサンプリング数の総和と直近の第１期間における受光量のサンプリング数との比率を求め、この比率に基づき選択対象の数値を決定する、請求項１に記載された光電センサ。
【請求項３】
前記補正処理手段は、前記第１期間中の前記計数の対象となった各サンプリング受光量の平均値と前記受光量の目標値との比率を算出し、この比率に応じた値だけ前記物体検出用のしきい値を下げる、請求項１に記載された光電センサ。
【請求項４】
請求項３に記載された光電センサにおいて、
前記サンプリングされた受光量を表示するための表示部を具備すると共に、この表示部に表示する対象の受光量を前記受光量の平均値と受光量の目標値との比率に応じた値だけ高い値に補正する表示受光量補正手段が前記制御部に設けられる、光電センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出のための光を投光する投光部と、投光された光またはその反射光を受光する受光部と、投光部および受光部を動作させて受光部により得た受光量をサンプリングする処理とを繰り返しながら、サンプリングされた受光量をあらかじめ設定されたしきい値と比較して物体を検出する制御部とを具備する光電センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
光電センサは、一般に、投光部から投光された光を受光部により受光し、入光状態から非入光状態への変化により物体を検出する透過型のセンサと、投光された光が照射された物体からの反射光を受光部により受光し、非入光状態から入光状態への変化により物体を検出する反射型のセンサとに分けられる。さらに、透過型および反射型のいずれの仕様にも対応できるように構成された光ファイバ式の光電センサも開発されている（特許文献１を参照。）。
【０００３】
いずれのタイプの光電センサでも、検出の精度を確保するために感度を調整したり、しきい値を設定する処理が必要である。この種の設定処理に関して、特許文献１には、入光時の受光量があらかじめ定めた目標値になるように投光パワーや受光ゲインを調整した後に、目標値から所定の隔たりを有する値をしきい値に設定することが記載されている（特許文献１の段落００８８）。
【０００４】
また、投光部や受光部の劣化などによる受光量の減衰に対してしきい値を自動的に補正する機能を持つ光電センサも開発されている。
たとえば、特許文献２には、検出時または非検出時の受光量信号における変化量があらかじめ設定された基準レベル以上であるか否かを判断し、変化量が基準レベル以上であるとの判断が所定回数以上継続したことを条件に、しきい値を自動的に補正することが記載されている（特許文献２の段落００１６，００３８等を参照。）。
【０００５】
また、特許文献３には、ワークが検出エリアに存在する状態又は存在しない状態のいずれか一方の状態のときに、その状態下でサンプリングされた受光量の平均値にあらかじめ定めた一定の比率を乗算し、その乗算値によりしきい値を補正することが記載されている（特許文献３の段落００２８〜００３１等を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−１０１４４６号公報
【特許文献２】特開２００３−１７２７８５号公報
【特許文献３】特許第４７３０８９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しきい値の補正は受光量の低下の度合いに追随して行うべきものであるから、減衰状態を判別しやすい入光期間中の受光量を用いるのが望ましい。また、受光量はノイズ光などによって突発的に変動する可能性があるから、特許文献２，３に記載されているように、複数の受光量データを使用するのが望ましい。
【０００８】
上記より、しきい値の補正には入光期間中にサンプリングされた複数の受光量を用いるのが適切であると思われるが、サンプリング数が固定されるのは望ましくない。入光期間の長さは検出対象物の移動速度や対象物間の間隔などにより変動し、また、センサが透過型であるか反射型であるかによっても変動する。入光期間の長さが異なっても、投光部や受光部が同様の周期で動作を繰り返すならば、経時的な劣化は同程度に生じるはずであるが、補正に用いる受光量データの数を固定すると、補正に必要な数の受光量データを得られるまでに要する時間がまちまちになる。特に、入光期間が短くなると、補正に必要な数の受光量データを得るまでに要する時間が長くなり、その結果、補正が行われる前に受光量が大きく低下して入光期間中の受光量のしきい値に対する余裕度が不足し、検出動作が不安定になるおそれがある。
【０００９】
また、特許文献３に記載の発明では、しきい値の補正を行うと判定した状態のときには、受光量のサンプリング毎にしきい値を補正するのが好ましいとしている（特許文献３の段落００３１を参照。）が、そうなると制御部の演算負担が増え、検出処理を高速化するのが困難になるおそれがある。受光量の経時的減衰は緩やかに生じるものであるから、しきい値の補正をサンプリング毎に行う必要性は認められない。
【００１０】
本発明は上記の問題に着目してなされたもので、入光期間の長さや割合に関わらず、しきい値の補正処理が適切なタイミングで実施されるようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するために、本発明による光電センサの制御部には、以下の判別手段、選択手段、補正処理手段が設けられる。
判別手段は、サンプリングされた受光量をしきい値より高い所定の基準値と比較して、受光量が当該基準値を上回る第１期間と受光量が当該基準値を下回る第２期間とを判別する。なお、基準値は、少なくとも検出の精度を確保するのに必要な最低限の余裕度分だけしきい値より上に設定されるのが望ましい。
【００１２】
選択手段は、あらかじめ用意された２以上の数値の中の１つを選択する処理を、第１期間および第２期間の合計の長さに対する第１期間の長さの割合が小さくなるにつれて小さな数値を選択することとして実行する。
【００１３】
補正処理手段は、第１期間中の通算のサンプリング回数を計数し、その計数値が選択手段により選択された数値に達したことに応じて、あらかじめ定められた受光量の目標値に対する計数の対象となった各サンプリング受光量の低下の度合いに基づき物体検出用のしきい値を補正すると共に、前記計数値をリセットする。
【００１４】
上記の構成によれば、しきい値に対してある程度以上の余裕度を持つ受光量が入光する第１期間における通算のサンプリング回数が選択された数値（以下、この数値をＮとする。）に達する都度、Ｎ回のサンプリングによる受光量を用いてしきい値を補正することができる。Ｎの値は、第１期間および第２期間の合計の長さに対する第１期間の長さの割合に応じて自動的に選択されるが、当該割合が小さくなるにつれてＮの値が小さくなるので、入光期間の長さや割合に関わらず、適切なタイミングでしきい値を補正することが可能になる。
【００１５】
上記光電センサの第１の実施形態では、選択手段は、第１期間および第２期間における受光量のサンプリング数を毎回の期間毎に個別に計数すると共に、期間の切り替わりが生じたことに応じて、その切り替わりの直近の第１期間および第２期間における受光量のサンプリング数の総和と直近の第１期間における受光量のサンプリング数との比率を求め、この比率に基づき選択対象の数値を決定する。
【００１６】
上記の実施形態によれば、第１期間から第２期間への切り替わり、または第２期間から第１期間への切り替わりに応じて、その切り替わりの直近の第１期間および第２期間の合計の長さに対する第１期間の長さの割合に基づきＮとして選択する数値が定められ、その選択に応じた数の第１期間中のサンプリングデータを用いてしきい値が補正される。よって、たとえば、検出対象物が変更されて第１期間と第２期間との比率が変化したり、検出対象物が不規則な間隔で移動するために第１期間と第２期間との比率がばらついた場合でも、その変化やばらつきに応じてＮの値を変更して、適切なタイミングでしきい値を補正することが可能になる。
【００１７】
第２の実施形態による光電センサでは、補正処理手段は、第１期間中の前記計数の対象となった各サンプリング受光量の平均値と前記受光量の目標値との比率を算出し、この比率に応じた値だけ物体検出用のしきい値を下げる。このようにすれば、当初設定された目標値に対する受光量の低下の度合いに応じてしきい値を適切に補正することが可能になる。
【００１８】
第２の実施形態の光電センサには、さらに、サンプリングされた受光量を表示するための表示部を設けることができる。この場合の制御部には、表示部に表示する対象の受光量を前記受光量の平均値と受光量の目標値との比率に応じた値だけ高い値に補正する表示受光量補正手段を設けることができる。
この構成によれば、実際の受光量が低下しても、表示上の受光量は感度調整が終了した直後とほぼ同様の水準で維持されるので、ユーザは一定の基準で検出結果を確認することができる。また、受光量の低下を何らかの異常によるものではないかとユーザが勘違いするのを防ぐことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、入光期間の長短の度合いや入光期間と非入光期間との比率の度合いに関わらず、適切なタイミングでしきい値の補正処理を実施することができる。よって、入光期間中の受光量が減衰しても、しきい値に対する当該受光量の余裕度を確保しやすくなり、安定した検出を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】光ファイバ式の光電センサの外観を示す斜視図である。
【図２】図１の光電センサの上面カバーを開けた状態を示す斜視図である。
【図３】上記光電センサの操作部および表示部を含む上面を正面視した図である。
【図４】上記光電センサの電気構成を示すブロック図である。
【図５】入光期間の割合が長い事例および短い事例のそれぞれについて、受光量の変化としきい値の補正のタイミングとの関係を示すグラフである。
【図６】図５（２）と同じ受光量の変化に対し、しきい値の補正が適切に行われなかった例を示すグラフである。
【図７】入光状態と非入光状態とが高速で切り替わる事例について、受光量の変化としきい値の補正のタイミングとの関係を示すグラフである。
【図８】しきい値の補正処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】検出処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１および図２は、本発明が適用される光ファイバ式の光電センサの外観を示す。
この光電センサ１は、本体部１０と本体部１０の前面に取り付けられる一対の光ファイバ１１，１２とを具備する。光ファイバ１１は投光用で、他方の光ファイバ１２は受光用である。各光ファイバ１１，１２の先端部には、それぞれレンズなどを含むヘッド部１１Ａ，１２Ａが取り付けられている。なお、実際の光ファイバ１１，１２は、図示の状態より長くすることができる。
【００２２】
各光ファイバ１１，１２は、それぞれ本体部１０の前面の挿入口１１Ｂ，１２Ｂに挿入される。投光用の光ファイバ１１の挿入口１１Ｂの近傍には投光部が設けられ、受光用の光ファイバ１２の挿入口１２Ｂの近傍には受光部が設けられる。また本体部１０の背面からは、接続用のケーブル１４が引き出されている。
【００２３】
センサ１の使用時には、各光ファイバ１１，１２のヘッド部１１Ａ，１２Ａは、所定の距離を隔てて対向配備される。投光部から出た光は光ファイバ１１を介してヘッド部１１Ａから出射され、受光側のヘッド部１２Ａに入射した光は、光ファイバ１２を介して受光部に到達する。各ヘッド部１１Ａ，１２Ａの間に物体が入ると、ヘッド部１１Ａからヘッド部１２Ａに向かう光が遮られるため、受光部が受光する光量が減少する。
【００２４】
受光部により生成された受光量データは、制御部（ＣＰＵ）に入力され、あらかじめ登録されたしきい値との比較により光路が遮光されたか否かが判別されて、その判別結果が出力される。
【００２５】
図１の例では、光電センサ１は、投光部から投光された光を受光部により受光し、この光路が遮光された状態を「物体あり」と判別する透過型のセンサとして機能するように設定されているが、各光ファイバ１１，１２の先端に共通のヘッド部を装着して、このセンサ１を、物体からの反射光を受光させる反射型の光電センサとして機能させることも可能である。
【００２６】
本体部１０の上面には、表示部１００や複数の押ボタンスイッチＳＷ１〜ＳＷ５が設けられる。使用時の上面にはカバー１３が被せられるが、設定の際などには、カバー１３が開放されて各押ボタンスイッチＳＷ１〜ＳＷ５の操作が可能になる。図２は、カバー１３が開放された状態の本体部１０の斜視図であり、図３は上面を正面視した図である。なお、カバー１３は透明であるので、カバー１３が装着されている場合でも、カバー１３を介して表示部１００の表示を確認することができる。
【００２７】
図２、３を参照して上面の構成を説明する。
この実施例では、本体部の前面寄りの位置に、押ボタンスイッチＳＷ１が配備され、その後方に表示部１００が設けられ、さらに表示部１００の後方に４個の押ボタンスイッチＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５が配備されている。なお、押ボタンスイッチＳＷ２，ＳＷ３のボタン部は一体になっているが、筐体１０内のスイッチ本体（図示せず。）はそれぞれ独立している。
【００２８】
表示部１００には、一対の表示器１０１，１０２や５個の表示灯１１１〜１１５が設けられる。表示器１０１，１０２は、４個の７セグＬＥＤが組み合わせられたもので、それぞれ４桁以内の数字やアルファベット文字列を表示する。
たとえば、後記するチューニング処理が終了すると、この処理により調整された受光量の最大値が表示器１０１に表示され、検出用のしきい値として設定された数値が表示器１０２に表示される。その後、検出処理に移行すると、表示器１０１には現在の受光量が表示され、表示器１０２にはしきい値が表示される。
【００２９】
前方の押ボタンスイッチＳＷ１は、後記するチューニング処理に使用されるスイッチである。以後の説明では、このスイッチＳＷ１を「チューニングボタンＳＷ１」と呼ぶ。表示部１００の後方の一対の押ボタンスイッチＳＷ２，ＳＷ３は、表示器１０１，１０２に表示されるメニューや数値を変更するために用いられる。
【００３０】
押ボタンスイッチＳＷ４は、計測モードと設定モードとを切り替えるためのスイッチである。設定モードにおいて何らかの設定が行われると、設定された内容が確定する。押ボタンスイッチＳＷ４により計測モードに切り替えられると、設定された内容にて計測および検出処理が開始される。
【００３１】
押ボタンスイッチＳＷ５は、センサ１の出力形式を切り替えるためのものである。具体的には、受光量がしきい値を超えたときに出力をオン状態にする「ライトオンモード」か、受光量がしきい値より低いときに出力をオン状態とする「ダークオンモード」が選択される。一般に、センサ１を透過型にする場合にはダークオンモードが選択され、センサ１を反射型にする場合にはライトオンモードが選択される。
【００３２】
表示器１１１は、センサ１からの検出信号がオン状態になったときに点灯する。
表示灯１１２はライトオンモードが選択されているときに点灯し、表示灯１１３はダークオンモードが選択されているときに点灯する。表示灯１１４は、後記する表示上の受光量を調整する処理が有効に設定されている場合に点灯し、表示灯１１５はチューニング処理中と処理後とに点灯する。
【００３３】
図４は、上記光電センサ１の電気的構成を示す。
このセンサ１では、制御部となるＣＰＵ１０５に、投光部１０３や受光部１０４のほか、プログラムが格納されたメモリ１０６、表示部１００、操作部１１０、外部機器用インタフェース１０７、出力部１０８、電源部１０９などが接続される。
【００３４】
表示部１００には、前述した表示器１０１，１０２や表示灯１１１〜１１５が含まれ、操作部１１０には、各押ボタンスイッチＳＷ１〜ＳＷ５が含まれる。投光部１０３には、ＬＥＤ１３１とＬＥＤ駆動回路１３２とが含まれ、受光部１０４には、フォトダイオード（ＰＤ）１４１のほか、増幅回路１４２やＡ／Ｄ変換回路１４３が含まれる。投光部１０３では、ＬＥＤ駆動回路１３２からＬＥＤ１３１に駆動用の電流が流れて、投光処理が行われる。受光部１０４では、フォトダイオード１４１からの出力が増幅回路１４２およびＡ／Ｄ変換回路１４３により処理されることにより、受光量を表すディジタルデータ（以下、「受光量データ」という。）が生成される。
【００３５】
ＣＰＵ１０５は、メモリ１０６に格納されたプログラムに従って、投光部１０３および受光部１０４の動作を制御しながら、受光部１０４からの受光量データを一定の周期でサンプリングして、サンプリングした受光量データをしきい値と比較する。この比較の結果は検出信号として出力部１０８や外部機器用インタフェース１０７を介して出力される。
【００３６】
図２，３に示したスイッチＳＷ４により設定モードが選択されると、表示部１００の各表示器１０１，１０２に、設定用のメニューが表示される。ユーザは、スイッチＳＷ２，ＳＷ３によってメニュー表示を切り替えながら、所望の設定を実行する。
【００３７】
計測モードにおいてチューニングボタンＳＷ１が操作されると、「チューニング」と呼ばれる設定処理が実施される。チューニングは、検出処理に不可欠な設定である感度調整処理としきい値の設定処理とを一括で行うもので、センサが透過型および反射型のいずれのタイプで使用されるかに関わらず、一定の基準に基づいて実施される。
【００３８】
この実施例では、センサ１の使用目的別に複数種のチューニング処理が用意され、チューニングの種別毎に、ユーザが簡単な作業をすることによって、感度やしきい値を目的に適した状態に自動的に設定することができるように、感度調整やしきい値設定のルールが定められている。以下、代表的な２種類のチューニング処理について、簡単に説明する。
【００３９】
＜２点チューニング＞
このチューニングは、物体の有無を判別する目的でセンサ１を使用する場合に実行される。ユーザは、チューニングボタンＳＷ１を短い時間で押下する操作を２回行うが、一方の操作は検出対象物（以下、「ワーク」という。）を検出エリアに配備した状態で行われ、他方の操作はワークが配備されていない状態で行われる。ワークを配備する／しないは、いずれが先になってもよい。
【００４０】
感度調整処理では、表示器１０１，１０２に表示可能な数値の最大値（以下、「表示最大値」という。この例での表示最大値は「９９９９」である。）を目標値として、１回目の操作中に得られる受光量（１回目受光量）と２回目の操作中に得られる受光量（２回目受光量）とのうちの大きい方の値に対する目標値の倍率を求め、この倍率にまで受光量が高められるように投光部１０３の駆動電流の強度や受光部１０４の増幅倍率を調整する。また、１回目受光量および２回目受光量にそれぞれ上記の倍率を乗算し、乗算後の各受光量の中間値をしきい値に設定する。
【００４１】
＜移動ワークチューニング＞
このチューニングは、移動するワークを検出対象として、ワークが検出エリアを通過している間はセンサからの出力を検出状態とし、通過が終了すると出力が非検出状態になるようにセンサ１を動作させたい場合に実施される。このチューニングを行う場合のユーザは、検出時と同様の条件でワークを移動させると共に、ワークが検出エリアに入っている状態とワークが検出エリアに入っていない状態とが含まれる期間中、チューニングボタンＳＷ１を押し続けるようにする。
【００４２】
感度調整処理では、２点チューニングと同様に、表示最大値を目標値として、チューニングボタンＳＷ１が操作されている期間中の最大受光量および最小受光量を特定する。そして、最大受光量に対する目標値の倍率を求め、この倍率まで受光量が高められるように投光部１０３の駆動電流の強度や受光部１０４の増幅倍率を調整する。また、最大受光量および最小受光量にそれぞれ上記の倍率を乗算し、乗算後の各受光量の中間値をしきい値に設定する。
【００４３】
上記のとおり、この実施例のチューニング処理では、入光期間中の受光量と非入光期間中の受光量とを取得して、前者の受光量があらかじめ定めた目標値になるように感度を調整し、その調整された感度による各期間の受光量を用いて入光状態と非入光状態とを見分けるのに適したしきい値を自動的に設定する。チューニング処理で設定された感度パラメータやしきい値はメモリ１０６に登録され、チューニング処理後の計測処理でもこれらの登録データが適用される。
【００４４】
しかし、時間が経過するにつれて、光ファイバ１１，１２の先端のヘッド部の汚れや位置ずれ、ＬＥＤ１３１やフォトダイオード１４１の劣化などに伴って、受光量がしだいに低下する場合がある。受光量の低下の度合いが大きくなると、入光期間中の受光部のしきい値に対する余裕度が小さくなり、Ｓ／Ｎ比が低下する。また、検出処理中には、受光量の計測値やしきい値が表示器１０１，１０２に表示されるが、表示される受光量が当初より低下してしきい値に対する余裕度が小さくなると、ユーザは何らかの異変が生じていると誤解するおそれがある。
【００４５】
上記の問題点を考慮して、この実施例のセンサ１では、実際の受光量の減衰に応じてしきい値を自動的に補正すると共に、表示部１００に表示される受光量をチューニング処理で調整された値に近い状態で維持できるようにしている。また、表示上のしきい値も、当初の値のまま維持される。
【００４６】
図５（１）（２）は、受光量の変化としきい値の補正との関係を、グラフとして表したものである。いずれのグラフでも、横軸（時間軸）のうちしきい値を上回る受光量が得られている範囲が入光期間に相当し、しきい値を下回る受光量が得られている範囲が非入光期間に相当する。
【００４７】
たとえば、センサ１を透過型に設定して、検出エリアに順次搬送される複数のワークを対象にして検出を行った場合には、図５（１）に示すような受光量の変化が得られるが、同様の条件で搬送されるワークをセンサを反射型に設定して検出した場合には、図５（２）に示すような受光量の変化が得られる。いずれの場合も、入光期間中の受光量は当初は目標値付近で維持されているが、時間が経過するにつれて徐々に低下する。
【００４８】
そこでこの実施例では、しきい値より高い所定値Ｐ０を基準値として、この基準値Ｐ０を上回る受光量が得られる期間（以下、「第１期間」という。）と基準値Ｐ０を下回る受光量が得られる期間（以下、「第２期間」という。）とを判別しつつ、第１期間中の通算のサンプリング回数が所定の上限値Ｎに達したことに応じて、そのＮ回のサンプリングによる各受光量の平均値を求め、その平均値と目標値との比率に基づきしきい値を補正するようにしている。
【００４９】
ただし、入光期間の長さは、ワークの移動速度やワーク間の間隔などにより変動し、特に、入光状態によりワークを検出する反射型のセンサでは、入光期間が短くなる傾向があるので、上限値Ｎの値は固定されない方がよい。投光や受光の周期が一定であれば、ＬＥＤ１３１やフォトダイオード１４１の劣化は同程度になり、他の受光量低下の要因にも差は生じないはずであるから、しきい値の補正も大差のないタイミングで行われるのが望ましい。Ｎの値を固定して上記の補正処理を実施すると、補正が行われるタイミングのばらつきが大きくなる。特に、入光期間が短い場合に、その期間内にサンプリングできる数より大きな数値がＮに設定されると、複数回の入光期間を経なければ補正が行われず、その間にしきい値に対する受光量の余裕度がなくなって、誤動作が生じるおそれがある。
【００５０】
上記の問題に鑑み、この実施例では、上限値Ｎとして設定可能な数値を２つ用意し（具体的には一方の数値を「２５６」とし、他方の数値を「６４」とする。）、第１期間および第２期間の合計の長さに対する第１期間の長さの割合が所定値α以上であればＮ＝２５６とし、上記の割合がαに満たない場合にはＮ＝６４として、上記のしきい値補正処理を実行する。通算のサンプリング回数は、しきい値が補正されたことに応じてゼロにリセットされるので、第１期間や第２期間の長さが大きくばらつかなければ、適度な時間間隔をもってしきい値を補正することが可能になる。
【００５１】
なお、上限値Ｎとして選択される２つの数値のうちの小さい方の数値「６４」は、１個のワークが検出エリアを通過する間に実施されるサンプリングの標準的な回数に基づき定められたものである。また、この６４回のサンプリングに応じた長さの入光期間を非入光期間とを見分けるのに最小限度必要と考えられる数値がαとして設定される。
【００５２】
図５（１）は、第１期間および第２期間の合計の長さに対する第１期間の長さの割合がα以上となり、Ｎ＝２５６としてしきい値が補正された事例に相当する。図５（２）は、第１期間および第２期間の合計の長さに対する第１期間の長さの割合がαより小さく、Ｎ＝６４としてしきい値が補正された事例に相当する。説明および図示の便宜上、いずれの事例でも、第１期間から第２期間に切り替わる直前に、第１期間中の通算のサンプリング回数が上限値Ｎに達してしきい値が補正されたものとしているが、補正のタイミングはこれに限らず、第１期間中の任意の時点に補正が行われる。
【００５３】
図６は、図５（２）の例と同様の受光量の変化に対し、上限値Ｎを２５６として補正が行われた事例を示す。この図６に示すように、第１期間および第２期間の合計の長さに対する第１期間の長さの割合が小さい場合に上限値Ｎに大きな値が設定されると、しきい値が補正される回数は大幅に減少する。その結果、入光期間中の受光量と目標値との差が大きくなっても補正が行われず、入光期間の受光量のしきい値に対する余裕度が不十分になるおそれがある。
【００５４】
上記に対し、図５（２）の例では、上限値Ｎを小さな値に設定することにより、適度な間隔をおいて、直前の入光期間に取得したＮ個の受光量に基づきしきい値を補正することができる。したがって、入光期間中の受光量と目標値との差が大きくなっても、しきい値に対するしきい値に対する入光期間中の受光量の余裕度を確保しやすくなる。
【００５５】
図７は、入光期間や第１期間の長さは図５（２）や図６の例と同様であるが、第２期間も第１期間と同様に短くなっているために、第１期間および第２期間の合計の長さに対する第１期間の長さの割合がα以上となる場合のしきい値の補正例を示す。この場合には、上限値Ｎが２５６に設定されるため、複数回の第１期間を経て受光量が補正されるが、各第１期間の間隔が短いので、各回の補正の間に大きな間隔が開くことがない。
【００５６】
第１期間および第２期間の合計の長さに対する第１期間の長さの割合ではなく、第１期間の長さのみによって上限値Ｎを選択すれば、図７の例でも、Ｎの値が６４に設定されて第１期間毎にしきい値を補正できると思われる。しかし、そうすると補正の頻度が増え、入光状態と非入光状態とが高速で切り替わる状態に対応する必要があるＣＰＵ１０５の負荷を増大させることになる。また、投光や受光の周期が他の例と変わらないならば受光量の低下も同程度となるから、補正の頻度を増やすメリットを見い出せない。
【００５７】
この実施例では、第１期間および第２期間の合計の長さに対する第１期間の長さの割合に基づき上限値Ｎを選択するので、ＣＰＵ１０５に過度の負担をかけることなく、入光期間中の受光量のしきい値に対する余裕度を確保することが可能な頻度でしきい値を補正することができる。
【００５８】
図８は、しきい値補正処理の具体的手順を示すフローチャートであり、次の図９に示す検出処理と並列して実行される。フローチャート中のＮＯＮは第１期間中の受光量のサンプリング数であり、ＮＯＦＦは第２期間中の受光量のサンプリング数であり、ＮＳＭＰは第１期間中の通算のサンプリング回数である。ＮＯＮは第１期間の長さを、ＮＯＦＦは第２期間の長さを、それぞれ示す。
このしきい値補正処理は、しきい値の調整倍率Ｄを求める処理として実行される。倍率Ｄの初期値は、図９のステップＳ２１において「１」に設定され、Ｄの値が変更されることによってしきい値が自動的に変更される。Ｄが１または１に近似する場合には、実質的なしきい値の変更は生じない。
【００５９】
図８を参照して、しきい値補正処理の具体的手順を説明する。
ステップＳ１およびＳ２は、準備のための処理である。ステップＳ１では、直前に実行されたチューニング処理に使用された目標値とチューニング処理で設定されたしきい値ＴＨとに基づき、基準値Ｐ０の値を定める。たとえば、目標値としきい値との差の１％に相当する値ｄを求め、ＴＨ＋ｄをＰ０とする。
ステップＳ２では、Ｎの初期値を６４に設定すると共に、ＮＯＮ，ＮＯＦＦ，ＮＳＭＰの各値の初期値をそれぞれ０に設定する。
【００６０】
準備が整うと、検出処理でサンプリングされた受光量Ｐを取得し、そのＰの値を基準値Ｐ０と比較する処理（ステップＳ３，Ｓ４）を繰り返しつつ、ステップＳ４の判定結果に応じた処理を実行する。なお、毎時の受光量Ｐは、メモリ１０６内のログデータエリアに一定の期間保存される。
【００６１】
受光量Ｐが基準値Ｐ０以下になる場合、すなわち第２期間に入っている場合（ステップＳ４が「ＮＯ」）には、ＮＯＦＦをインクリメントする処理（ステップＳ５）のみでステップＳ３に戻る。第２期間が続く間、このステップＳ５を繰り返すことにより、第２期間の長さが導出される。
【００６２】
受光量ＰがＰ０より大きい値、すなわち第１期間に入っている場合（ステップＳ４が「ＹＥＳ」）には、入光期間中の通算のサンプリング回数ＮＳＭＰをインクリメントする処理（ステップＳ６）、前回の取得受光量を基準値Ｐ０と比較する処理（ステップＳ７）、ＮＯＮをインクリメントする処理（ステップＳ１３）、インクリメント後のＮＳＭＰを上限値Ｎと比較する処理（ステップＳ１４）が、実行される。
【００６３】
ステップＳ７の判定は、第２期間から第１期間に切り替わった直後にのみ「ＹＥＳ」となる。この場合には、ステップＳ８において、ＮＯＮが０より大きいか否かが判定されるが、処理開始後の初めての第１期間ではＮＯＮ＝０であるため、ステップＳ８は「ＮＯ」となってステップＳ１３に進む。
【００６４】
２回目以降の第１期間では、一段階前の第１期間におけるサンプリング回数ＮＯＮが計数されているので、ステップＳ８は「ＹＥＳ」となり、ステップＳ９に進む。
ステップＳ９では、第１期間中のサンプリング回数ＮＯＮ（一段階前の第１期間の長さを示す。）と第２期間中のサンプリング回数ＮＯＦＦ（直前の第２期間の長さを示す。）とを用いて、比率ＮＯＮ／（ＮＯＮ＋ＮＯＦＦ）を求め、さらにこの比率を所定値αと比較する。ここで、ＮＯＮ／（ＮＯＮ＋ＮＯＦＦ）≧αとなる場合（ステップＳ９が「ＹＥＳ」）にはＮの値を２５６に設定し（ステップＳ１０）、ＮＯＮ／（ＮＯＮ＋ＮＯＦＦ）＜αとなる場合（ステップＳ９が「ＮＯ」）にはＮの値を６４に設定する（ステップＳ１１）。
【００６５】
上記の処理によりＮの値が定まると、ステップＳ１２においてＮ０Ｎ，ＮＯＦＦをゼロに戻してから、ステップＳ１３およびステップＳ１４を実施する。
この後、第１期間中の通算のサンプリング回数ＮＳＭＰがステップＳ１０またはステップＳ１１で設定された上限値Ｎに達するまでは、ステップＳ１４の判定は「ＹＥＳ」となり、ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ６，Ｓ７，Ｓ１３，Ｓ１４の順に処理が流れる状態が繰り返され、ＮＯＮやＮＳＭＰの値が増える。また、その繰り返しの途中で受光量ＰがＰ０以下になった場合には、ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５の順に処理が流れる状態になるが、ＮＳＭＰの値は維持される。ＮＯＮの値も、再び第１期間に入ってステップＳ１２が実行されるまで維持される。
【００６６】
第１期間において、通算のサンプリング回数ＮＳＭＰが上限値Ｎに達すると（ステップＳ１４が「ＮＯ」）、ステップＳ１５に進み、そのＮ回のサンプリングに対応する各受光量をログデータエリアから読み出して、これらの平均値を算出する。続くステップＳ１６では、ステップＳ１５で算出された平均受光量により目標値を除算し、その除算値を調整倍率Ｄとする。さらにステップＳ１７においてＮＳＭＰを０に戻し、ステップＳ３へと戻る。
【００６７】
なお、処理開始後の最初の第１期間では、ステップＳ８が「ＮＯ」となるため、ステップＳ９〜Ｓ１２は実行されないが、ステップＳ２において上限値Ｎに「６４」がセットされているので、ステップＳ１４の処理に支障が生じることはない。
また、処理開始後の初めての最初の第１期間で通算のサンプリング回数ＮＳＭＰがＮの初期値の６４に達した場合にも、ステップＳ１５，Ｓ１６，Ｓ１７が実行されるが、初期の第１期間の受光量は通常は目標値の付近に維持されるから、倍率Ｄは１に近い値となり、しきい値が実質的に維持される可能性が高い。その後も、入光状態を示す受光量の目標値に対するずれ量が大きくない間は、しきい値はほぼ当初のレベルで維持される。
【００６８】
入光状態での受光量が基準値Ｐ０を下回る状態まで下がった場合には、ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ５の手順による処理のみが繰り返されて、ＮＯＦＦの値が増え続ける。
図８には示していないが、この実施例では、ＮＯＦＦがあらかじめ定めた許容値を上回った場合には、エラー報知が行われる。これにより、検出の精度を確保できない程度にまで受光量が低下した場合には、エラー報知によって、投光部１０３や受光部１０４のメンテナンスや再度のチューニング処理を行う必要があることをユーザに知らしめることができる。
【００６９】
図９は、上記の光電センサ１における検出処理の手順を示す。
この検出処理は、先に述べたチューニング処理が終了して，計測モードに復帰したことに応じて開始されるもので、チューニング処理で設定されたしきい値ＴＨの取得および調整倍率Ｄを初期値の１に設定する処理（ステップＳ２１）を実行した後、ステップＳ２２〜Ｓ２７のループを繰り返す。
【００７０】
ステップＳ２２では、受光部１０４から受光量データをサンプリングし、そのサンプリング値を受光量Ｐとしてログデータエリアに保存する。ステップＳ２３では、上記の受光量Ｐに倍率Ｄを掛けた値（Ｐ×Ｄ）を、現在の受光量として表示器１０１に表示する。なお、他方の表示器１０２には、チューニング処理のときに表示されたしきい値ＴＨが引き続き表示される。
【００７１】
ステップＳ２４では、上記の受光量Ｐを倍率Ｄにより補正されたしきい値ＴＨ／Ｄと比較する。Ｐ＞ＴＨ／Ｄであれば（ステップＳ２４が「ＹＥＳ」）、入光状態と判定し（ステップＳ２５）、Ｐ≦ＴＨ／Ｄであれば（ステップＳ２４が「ＮＯ」）、非入光状態と判定する（ステップＳ２６）。判定が終了すると、ステップＳ２７に進み、検出信号のオンまたはオフにより判定結果を出力する。
【００７２】
先に述べたように、上記の検出処理に並列して図８に示したしきい値補正処理が行われているので、しきい値補正処理のステップＳ１６で倍率Ｄが更新されると、ステップＳ２３やＳ２４で使用されるＤの値も更新される。Ｄの値は、直近の入光状態を示すＮ個の受光量の平均値により目標値を除算することにより求められるので、受光量が低下するにつれてＤの値は大きくなる。よって、ステップＳ２３で表示される値は実際にサンプリングされた受光量Ｐより大きくなり、ステップＳ２４で受光量Ｐと比較される値ＴＨ／Ｄは、当初のしきい値ＴＨより小さくなる。
【００７３】
上記一連の処理によれば、第１期間中の通算受光量ＮＳＭＰが上限値Ｎに達して倍率Ｄが更新される都度、検出用のしきい値が補正され、入光期間中の受光量のしきい値に対する余裕度が確保された状態を長く維持して、安定した検出を行うことができる。また、このしきい値の補正に用いられる倍率Ｄによって、入光期間中に表示される受光量を当初の目標値付近の値に維持することが可能になるので、ユーザは、一定の基準に基づいて検出動作を確認することができる。また、表示される受光量の低下によって何らかの異常が生じているのではないかと、ユーザが誤解するのを防ぐこともできる。
ただし、表示上の受光量の調整は任意の処理であり、設定モードにおいてこの調整処理をキャンセルすることもできる。
【００７４】
上記の実施例では、連続する第１期間と第２期間との組毎に、これらの期間の合計の長さに対する第１期間の長さの割合を求め、その割合に基づき上限値Ｎの値を定めているので、検出対象のワークが変更されて上記の割合が変わったり、ワーク間の間隔のばらつきが大きいために上記の割合が大きくばらつく場合でも、その変化やばらつきに応じてしきい値の補正タイミングを柔軟に変更することができる。
【００７５】
なお、上記の実施例では、第１期間中の通算のサンプリング回数ＮＳＭＰが上限値Ｎに達したことをもって直ちにしきい値が補正されるようにしたが、これに限らず、たとえば通算のサンプリング回数が上限値に達した第１期間が終了したときに補正処理を行うなど、補正のタイミングを若干遅らせてもよい。
【００７６】
また、上記の実施例では、第１期間中の通算のサンプリング回数ＮＳＭＰの上限値Ｎとして設定可能な数値を２つを用意したが、これに限らず、上限値Ｎの候補の数値を３個以上用意して、（ＮＯＮ＋ＮＯＦＦ）に対するＮＯＮの割合に基づき候補の中の１つをＮとして選択してもよい。この場合にも、ＮＯＮの割合が小さくなるにつれて小さな数値がＮとして選択されるようにすることによって、適度な間隔をおいてしきい値を補正することができる。
【００７７】
第１期間および第２期間の長さや両者間の比率が大きく変動することがない場合には、受光量が大きく低下しないうちに上限値Ｎを選択してその選択を維持し、その後に、選択されたＮに基づきしきい値の補正を行うようにしてもよい。たとえば、複数サイクル分の第１期間および第２期間に基づき、第１期間および第２期間の合計の長さに対する第１期間の長さの割合の平均値を求め、その平均値をαと比較することにより上限値Ｎの値を選択し、以後、入光期間中の通算のサンプリング回数ＮＳＭＰがＮに達したことに応じて、そのＮ回のサンプリングによる各受光量を用いてしきい値を補正するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１  光電センサ
１００  表示部
１０３  投光部
１０４  受光部
１０５  制御部
１０６  メモリ
１０８  出力部
【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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