(57)【要約】      （修正有）【課題】センサヘッドを本体部に接続せずに、光電センサの調整を可能とする調整ツールを提供する。【解決手段】調整ツール２は、入力された送信信号に応じた光を投光する投光部、及び、光を受光する受光部が接続されるセンサ接続部２０１と、入力された送信信号を増幅してセンサ接続部２０１を介して投光部に出力する投光制御部２０２と、センサ接続部２０１を介して受光部により受光された光を示す受信信号を受信する受光検出部２０３と、投光制御部２０２及び受光検出部２０３を制御する制御部２０４と、制御部２０４に接続され、投光制御部２０２に対するコマンドを受信し、受光検出部２０３による処理結果を送信する通信部２０５とを備えたことを特徴とする。【選択図】図８
2018185192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力された送信信号に応じた光を投光する投光部、及び、光を受光する受光部が接続されるセンサ接続部と、
入力された送信信号を増幅して前記センサ接続部を介して前記投光部に出力する投光制御部と、
前記センサ接続部を介して前記受光部により受光された光を示す受信信号を受信して増幅する受光検出部と、
前記投光制御部及び前記受光検出部を制御する制御部と、
前記制御部に接続され、前記投光制御部に対するコマンドを受信し、前記受光検出部による処理結果を送信する通信部と
を備えた調整ツール。
【請求項２】
前記制御部は、前記受光検出部により増幅された受信信号に基づいて、物体の有無を検出し、
前記通信部は、前記制御部により検出された物体の有無を示す信号を送信する
ことを特徴とする請求項１記載の調整ツール。
【請求項３】
入力された送信信号に応じた光を投光する投光部、及び、光を受光する受光部が接続されるセンサ接続部と、
入力された送信信号を増幅して前記センサ接続部を介して前記投光部に出力する投光制御部と、
前記センサ接続部を介して前記受光部により受光された光を示す受信信号を受信して増幅する受光検出部と、
送信信号を受信して前記投光制御部に出力し、前記受光検出部により増幅された受信信号を送信する通信部と
を備えた調整ツール。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、アンプ分離型の光電センサに対する調整を行うための調整ツールに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、例えば半導体装置等の製造ライン上を流れる物体（部品又は製品等）を検出するため、複数の光電センサを連結して用いている。また、光電センサの設置箇所が狭い場合、光ファイバを用いた光ファイバ型光電センサが用いられる（例えば特許文献１参照）。この光ファイバ型光電センサでは、発光素子により発光された光を光ファイバで導いて検出領域に照射し、検出領域を通過した光を光ファイバで受光素子まで導き、物体の有無を検出する。この光ファイバ型光電センサを用いることで、通常の光電センサでは設置できない狭い箇所であっても光ファイバを設置可能であり、物体検出が可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１０６５２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、光ファイバ型光電センサでは、センサヘッドとアンプ部を有する本体部とが光ファイバを介して接続された状態でしか、光軸調整及び光量調整を行うことができない。また、光ファイバ型光電センサでは、光ファイバの施設状態、及び、光ファイバと本体部との接続状態によっても、センシング状態が変化する。そのため、光電センサが搭載された装置の組立て完了後でないと、上記調整は完了できない。
しかしながら、近年の装置の小型化及び複雑化により、装置の組立て完了後では、センサヘッドの取付けを修正することは困難である場合が多い。また、修正を可能にしようとすると、装置の設計に大きな制約となる。
【０００５】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、センサヘッドを本体部に接続せずに、光電センサの調整を可能とする調整ツール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】
【０００６】
この発明に係る調整ツールは、入力された送信信号に応じた光を投光する投光部、及び、光を受光する受光部が接続されるセンサ接続部と、入力された送信信号を増幅してセンサ接続部を介して投光部に出力する投光制御部と、センサ接続部を介して受光部により受光された光を示す受信信号を受信する受光検出部と、投光制御部及び受光検出部を制御する制御部と、制御部に接続され、投光制御部に対するコマンドを受信し、受光検出部による処理結果を送信する通信部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、上記のように構成したので、センサヘッドを本体部に接続せずに、光電センサの調整が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る光電センサの構成例を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１における制御部の構成例を示す図である。
【図３】図３Ａ、図３Ｂは、この発明の実施の形態１における発光素子と信号伝送ケーブルとの接続方法の一例を示す斜視図であり、図３Ａは光学レンズ及び被膜部を取除いた状態を示す図であり、図３Ｂは外観を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１における信号伝送ケーブルと切替え部との接続方法の一例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１における信号生成部により生成されて出力される送信信号の一例を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態１における発光素子及び受光素子の位置関係の一例を示す図である。
【図７】この発明の実施の形態１における表示部による表示例を示す図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係る調整ツールを備えた調整システムの構成例を示す図である。
【図９】この発明の実施の形態１に係る調整ツールが有する制御部の構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る光電センサ１の構成例を示す図である。以下では、まず、光電センサ１の全体構成について説明する。
光電センサ１は、例えば半導体装置等の製造ライン上を流れる物体（部品又は製品等）の有無を検出する。以下では、光電センサ１が透過形である場合を示す。この光電センサ１は、図１に示すように、複数の発光素子１０１、複数の受光素子１０２、複数の信号伝送ケーブル（第１信号伝送ケーブル）１０３、複数の信号伝送ケーブル（第２信号伝送ケーブル）１０４及び本体部１０５を備えている。また、本体部１０５には、切替え部１０６、アンプ部１０７、制御部１０８、通信部１０９及び表示部１１０が搭載されている。図１では、Ｎ系統の発光素子１０１（１０１−１〜１０１−Ｎ）、受光素子１０２（１０２−１〜１０２−Ｎ）、信号伝送ケーブル１０３（１０３−１〜１０３−Ｎ）及び信号伝送ケーブル１０４（１０４−１〜１０４−Ｎ）を備えた場合を示している。
【００１０】
発光素子１０１は、当該発光素子１０１が接続された信号伝送ケーブル１０３により伝送された送信信号に応じ、当該送信信号を変換した光を発光するチップＬＥＤ又はフォトＩＣ等のセンサ素子である。また必要に応じて、チップ抵抗又は保護ダイオード等も接続される。
【００１１】
受光素子１０２は、発光素子１０１と対となって設けられ、光を受光するフォトダイオード等のセンサ素子である。また必要に応じて、チップ抵抗又は保護ダイオード等も接続される。なお、受光素子１０２は、物体の有無を検出する検出領域を挟んで、対となる発光素子１０１に対向配置される。この受光素子１０２により受光された光を示す受信信号は、当該受光素子１０２が接続された信号伝送ケーブル１０４に出力される。受信信号は電流の値の変化から成る。
【００１２】
信号伝送ケーブル１０３は、発光素子１０１毎に設けられ、一端に発光素子１０１が接続され、他端が切替え部１０６（本体部１０５）に接続される。信号伝送ケーブル１０３は、信号ライン１０３１、グランドライン１０３２、及び、信号ライン１０３１及びグランドライン１０３２を被膜する絶縁体１０３３を有している（図３参照）。また必要に応じて、電源ライン（不図示）も追加される。この信号伝送ケーブル１０３は、切替え部１０６により出力された送信信号を伝送して発光素子１０１に出力する。送信信号は電流の値の変化から成る。
【００１３】
信号伝送ケーブル１０４は、受光素子１０２毎に設けられ、一端に受光素子１０２が接続され、他端が切替え部１０６（本体部１０５）に接続される。信号伝送ケーブル１０４は、信号ライン１０４１（不図示）、グランドライン１０４２（不図示）、及び、信号ライン１０４１及びグランドライン１０４２を被膜する絶縁体１０４３（不図示）を有している。この信号伝送ケーブル１０４は、受光素子１０２により受光された光を示す受信信号を伝送して切替え部１０６に出力する。
【００１４】
なお、発光素子１０１及び信号伝送ケーブル１０３は投光部（センサヘッド）１１１を構成し、受光素子１０２及び信号伝送ケーブル１０４は受光部（センサヘッド）１１２を構成する。
【００１５】
切替え部１０６は、制御部１０８の後述する選択部１０８３により選択された信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４との間で信号の入出力を行う。すなわち、切替え部１０６は、まず、選択部１０８３により選択された信号伝送ケーブル１０３に対し、制御部１０８の後述する信号生成部１０８４により生成されてアンプ部１０７により増幅された送信信号を出力する。その後、切替え部１０６は、選択部１０８３により選択された信号伝送ケーブル１０４により伝送された受信信号を入力する。この切替え部１０６により入力された受信信号は、アンプ部１０７に出力される。
【００１６】
アンプ部１０７は、選択部１０８３により選択された信号伝送ケーブル１０３に基づいて、信号生成部１０８４により生成された送信信号を増幅する。このとき、アンプ部１０７は、電圧である送信信号を電流に変換する場合もある。なお、アンプ部１０７における信号伝送ケーブル１０３毎の増幅量は、ＰＣ等により、発光素子１０１及び受光素子１０２の位置関係に基づいて適切な値に設定される。このアンプ部１０７により増幅された送信信号は、切替え部１０６に出力される。また、アンプ部１０７は、切替え部１０６により入力された受信信号をフィルタリング等でノイズを除去した後に増幅する。このとき、アンプ部１０７は、電流である受信信号を電圧に変換する場合もある。このアンプ部１０７により増幅された受信信号は、制御部１０８に出力される。アンプ部１０７は、主にアナログ回路で構成される。
【００１７】
制御部１０８は、切替え部１０６、アンプ部１０７、通信部１０９及び表示部１１０を制御する。この制御部１０８は、システムＬＳＩ等の処理回路や、メモリ等に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ等により実現される。制御部１０８は、図２に示すように、記憶部１０８１、モード設定部１０８２、選択部１０８３、信号生成部１０８４、信号復調部１０８５及び物体検出部１０８６を備えている。
【００１８】
記憶部１０８１は、信号生成部１０８４で用いるビット列を構成するための情報を格納する。例えば、記憶部１０８１は、上記情報として、各信号伝送ケーブル１０３のＩＤを示す情報を格納する。また、記憶部１０８１は、上記情報に代えて、信号伝送ケーブル１０３毎に異なるビット列そのものを示す情報を格納してもよい。なお、記憶部１０８１は必須の構成ではなく、制御部１０８から取り除いてもよい。
【００１９】
モード設定部１０８２は、光電センサ１を使用する使用者による入力に応じ、光電センサ１の運用モードを調整モード又は通常モードに設定する。
調整モードは、発光素子１０１及び受光素子１０２の位置決めを行うためのモードである。この調整モードでは、制御部１０８は、ある特定の発光素子１０１及び当該発光素子１０１と対となる受光素子１０２の位置決めが完了するまでは、当該発光素子１０１に接続された信号伝送ケーブル１０３のみに送信信号を出力し続け、且つ、全ての受光素子１０２による受光結果が観測可能となるように切替え部１０６を制御する。
通常モードは、検出領域における物体の有無を検出するためのモードである。この通常モードでは、制御部１０８は、予め設定されたタイミング及び順序で、対象とする信号伝送ケーブル１０３を１つずつ選択して当該信号伝送ケーブル１０３に送信信号を出力し、且つ、当該発光素子１０１と対である受光素子１０２による受光結果が観測可能となるように切替え部１０６を制御する。
【００２０】
選択部１０８３は、信号の入出力を行う信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４を選択する。
光電センサ１が調整モードの場合には、選択部１０８３は、ある特定の信号伝送ケーブル１０３及び全ての信号伝送ケーブル１０４を選択する。また、上記信号伝送ケーブル１０３に接続された発光素子１０１及び当該発光素子１０１と対となる受光素子１０２の位置決めが完了した場合には、選択部１０８３は、次の信号伝送ケーブル１０３に切替える。
また、光電センサ１が通常モードの場合には、選択部１０８３は、予め設定された時間間隔及び順序で、一対の信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４を切替えながら選択する。Ｎ対の信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４の切替えは、例えば一対の信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４に対して１ｍｓの選択時間を設け、信号伝送ケーブル１０３を介して発光素子１０１を発光させる時間を０．３ｍｓ程度とすること等が考えられる。信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４のケーブル長さが数ｍである場合、ケーブル長さ１ｍに対して数ｎｓの伝搬遅延時間が発生する程度であるため、発光時間に対して選択時間に余裕を持たせることができる。
なお上記では、選択部１０８３は、予め設定された時間間隔及び順序で、一対の信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４を切替えるものとした。しかしながら、これに限らず、選択部１０８３は、選択した一対の信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４を用いて物体の検知ができた時点で次の信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４を選択するようにしてもよい。
この選択部１０８３により選択された信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４を示す信号は、信号生成部１０８４、切替え部１０６及びアンプ部１０７に出力される。
【００２１】
信号生成部１０８４は、送信信号を生成する。この信号生成部１０８４により生成された送信信号は、アンプ部１０７に出力される。
また、受光素子１０２が外乱光の存在する場所に設置される場合や、受光素子１０２により受光された光の発光元である発光素子１０１を特定する必要がある場合には、送信信号を信号伝送ケーブル１０３毎に固有な信号としてもよい。すなわち、信号生成部１０８４は、選択部１０８３により選択された信号伝送ケーブル１０３に基づいて、送信信号として、当該信号伝送ケーブル１０３に固有なビット列から成る数ビットのオンオフ信号を生成する。この際、例えば、制御部１０８に記憶部１０８１が設けられている場合には、信号生成部１０８４は、当該記憶部１０８１に格納された情報から得られたビット列で変調を掛けることで、上記オンオフ信号を生成可能である。また、上記ビット列は、ＣＲＣ（Ｃｙｃｌｉｃ  Ｒｅｄｕｎｄａｎｃｙ  Ｃｈｅｃｋ）等の誤り検出符号を付加して構成してもよい。
【００２２】
信号復調部１０８５は、アンプ部１０７により増幅された受信信号を復調する。この際、信号復調部１０８５は、アンプ部１０７により増幅された受信信号のビット列を、信号生成部１０８４で送信信号を生成する際に用いたビット列と比較する。そして、信号復調部１０８５は、両方のビット列が完全に一致又はある一定以上の割合で一致している場合に、当該送信信号の出力先である発光素子１０１を発光元と判断する。この信号復調部１０８５により復調された（発光素子１０１が発光元と判断された）受信信号は、物体検出部１０８６に出力される。また、信号生成部１０８４と信号復調部１０８５は、互いに同期をとっており、信号生成部１０８４が送信信号を出力した後、所定時間内に信号復調部１０８５で当該送信信号に対応する受信信号が検出されない場合には、その旨を物体検出部１０８６に通知する。なお、送信信号を信号伝送ケーブル１０３毎に固有な信号としない場合には、信号復調部１０８５は不要であり、制御部１０８から取り除いてもよい。この場合、物体検出部１０８６が選択部１０８３の選択した信号伝送ケーブル１０３と信号伝送ケーブル１０４を特定できればよい。
【００２３】
物体検出部１０８６は、光電センサ１が通常モードの場合において、信号復調部１０８５により復調された受信信号に基づいて、物体の有無を検出する。すなわち、物体検出部１０８６は、信号復調部１０８５により復調された受信信号に基づいて、受光レベルが閾値以下である受光素子１０２が存在すると判断した場合に、検出領域に透明体等の物体が有ると判断する。また、信号復調部１０８５により該当する受信信号が検出されないと通知された場合には、検出領域に物体が有ると判断する。この物体検出部１０８６により検出された物体の有無を示す信号は、通信部１０９又は表示部１１０のうちの少なくとも一方に出力される。
なお、制御部１０８は、光電センサ１が調整モードの場合には、信号復調部１０８５により出力された受信信号をそのまま表示部１１０に出力する。
【００２４】
通信部１０９は、外部装置との間で通信を行う。なお、通信部１０９と外部装置との間の接続は、有線（ＲＳ−４８５又はイーサネット（登録商標）等）でも無線でもよい。この通信部１０９は、制御部１０８により出力された信号を外部装置に送信し、また、外部装置により送信された信号を受信する。
【００２５】
表示部１１０は、制御部１０８により出力された信号に応じた表示を行う。ここで、表示部１１０は、制御部１０８により受信信号が出力された場合には、当該受信信号が示す光の受光レベルを表示する。また、表示部１１０は、制御部１０８の物体検出部１０８６により物体の有無を示す信号が出力された場合には、当該物体の有無を表示する。
【００２６】
次に、発光素子１０１と信号伝送ケーブル１０３との接続方法の一例について、図３を参照しながら説明する。
発光素子１０１と信号伝送ケーブル１０３は、図３に示すように、配線が成された回路基板１１３を介して導通されている。すなわち、発光素子１０１は回路基板１１３上にはんだ付け又は接合により接続され、信号伝送ケーブル１０３は信号ライン１０３１及びグランドライン１０３２の一端が回路基板１１３上にはんだ付け又は接合により接続されている。また、発光素子１０１の上部には、光学レンズ１１４が装着される。また、発光素子１０１、信号伝送ケーブル１０３の一端及び回路基板１１３は、被膜部１１５により覆われる。
【００２７】
なお、発光素子１０１と信号伝送ケーブル１０３との接続は上記に限らない。例えば、市販のコネクタのオス側に発光素子１０１が接続され、メス側に信号伝送ケーブル１０３が接続されてもよい。このような構成により、発光素子１０１を信号伝送ケーブル１０３に対して容易に着脱可能となり、発光素子１０１が劣化した場合に信号伝送ケーブル１０３の配線はそのままに発光素子１０１だけを交換可能となる。
【００２８】
また上記では、発光素子１０１と信号伝送ケーブル１０３との接続方法について示したが、受光素子１０２と信号伝送ケーブル１０４との接続方法についても同様であり、その説明を省略する。
【００２９】
次に、信号伝送ケーブル１０３と切替え部１０６との接続方法の一例について、図４を参照しながら説明する。
切替え部１０６では、基板上に、切替え部１０６を実現するマルチプレクサＩＣ１０６１と、複数のコネクタのオス側１０６２とが接続されている。マルチプレクサＩＣ１０６１は制御部１０８によって制御される。一方、信号伝送ケーブル１０３の信号ライン１０３１及びグランドライン１０３２の他端には、上記コネクタのメス側１０３４が接続されている。そして、メス側１０３４がオス側１０６２に接続されることで、マルチプレクサＩＣ１０６１と信号伝送ケーブル１０３とが導通される。このような構成により、信号伝送ケーブル１０３を切替え部１０６（本体部１０５）に対して容易に着脱可能となる。
【００３０】
なお上記では、信号伝送ケーブル１０３と切替え部１０６との接続方法について示したが、信号伝送ケーブル１０４と切替え部１０６との接続方法についても同様であり、その説明を省略する。
【００３１】
次に、信号生成部１０８４により生成されて出力される送信信号の一例について、図５を参照しながら説明する。図５では、信号生成部１０８４が、予め設定された時間間隔で３系統の発光素子１０１（１０１−１〜１０１−３）に順に送信信号を生成して出力する場合を示している。
【００３２】
この場合、まず、選択部１０８３は、信号の入出力を行うケーブルとして、信号伝送ケーブル１０３−１及び信号伝送ケーブル１０４−１を選択する。そして、信号生成部１０８４は、信号伝送ケーブル１０３−１に接続された発光素子１０１−１に対する送信信号ｆ１を生成する。図５では、信号生成部１０８４は、送信信号ｆ１として、数ビットのオンオフ信号を生成している。そして、信号生成部１０８４は、生成した送信信号ｆ１を、時間Ｔ１の間にアンプ部１０７及び切替え部１０６を介して信号伝送ケーブル１０３−１に出力する。その後、発光素子１０１−１は送信信号ｆ１を変換した光を発光し、受光素子１０２−１は光の受光を行い、制御部１０８は信号伝送ケーブル１０４−１、切替え部１０６及びアンプ部１０７を介して受信信号の検出を行う。
【００３３】
時間Ｔ１が経過した後、選択部１０８３は、信号の入出力を行うケーブルとして、信号伝送ケーブル１０３−２及び信号伝送ケーブル１０４−２を選択する。そして、信号生成部１０８４は、信号伝送ケーブル１０３−２に接続された発光素子１０１−２に対する送信信号ｆ２を生成する。図５では、送信信号ｆ２のビット列が、送信信号ｆ１のビット列とは異なっている。そして、信号生成部１０８４は、生成した送信信号ｆ２を、時間Ｔ２の間にアンプ部１０７及び切替え部１０６を介して信号伝送ケーブル１０３−２に出力する。その後、発光素子１０１−２は送信信号ｆ２を変換した光を発光し、受光素子１０２−２は光の受光を行い、制御部１０８は信号伝送ケーブル１０４−２、切替え部１０６及びアンプ部１０７を介して受信信号の検出を行う。
時間Ｔ２が経過した後、信号伝送ケーブル１０３−３に対しても同様の処理を行う。
【００３４】
このように、信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４を用いて発光素子１０１及び受光素子１０２との間で信号の入出力を行うことで、通常の光電センサでは設置できない狭い箇所であっても信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４を設置可能であり、物体検出が可能となる。また、信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４は、任意に折り曲げられても、信号の伝送が可能である。そのため、信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４が設置箇所に応じて折り曲げられて使用される場合でも、光ファイバ型光電センサに対し、正確に物体検出が可能となる。
【００３５】
また、発光素子１０１が劣化した場合に、発光素子１０１又は信号伝送ケーブル１０３より先のみを交換するだけでよく、本体部１０５の交換は不要であるため、メンテナンス時における部品交換コストを低減できる。受光素子１０２が劣化した場合にも同様である。
【００３６】
また、信号生成部１０８４が信号伝送ケーブル１０３毎に異なるビット列から成る送信信号を生成することで、制御部１０８は、切替え部１０６での切替え状況に加え、受光素子１０２により受光された光を示す受信信号のビット列から、当該受光された光がどの発光素子１０１により発光された光であるかを特定可能となる。
なお、信号生成部１０８４では、信号伝送ケーブル１０３毎に時分割に送信信号を出力している。そのため、受光素子１０２により光が受光されたタイミングから、当該受光された光がどの発光素子１０１により発光された光であるかを特定することもできる。
【００３７】
また、信号生成部１０８４が送信信号ｆ１〜ｆ３を出力する時間Ｔ１〜Ｔ３は、制御部１０８で設定可能である。例えば、送信信号ｆ１〜ｆ３自体の送信時間を０．２〜０．３ｍｓ程度とし、信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４の伝搬遅延時間がケーブル長さ１ｍに対して数ｎｓであることを考慮すると、時間Ｔ１〜Ｔ３は１ｍｓ程度等とすることが考えられる。これにより、信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４のケーブル長さによる遅延等を考慮した時間Ｔ１〜Ｔ３を設定可能となる。
なお、複数の信号伝送ケーブル１０４の間隔が十分離れているか、又は信号生成部１０８４が生成する送信信号を信号伝送ケーブル１０３毎に固有の信号にしておけば、選択部１０８３は切替え部１０６に対して複数の信号伝送ケーブル１０３を同時に選択しても、相互干渉を起こすことが無くなる。その場合、信号復調部１０８５は複数の受信信号を復調できる機能を有することとなる。
【００３８】
なお、従来では、複数の光電センサを連結して用いている。この場合、各光電センサの通信が煩雑となり高速化ができず、また、電源ライン及び信号ラインの配線の引き回しが煩雑になるという課題があった。
それに対し、実施の形態１に係る光電センサ１では、単一の本体部１０５に複数対のセンサ素子（発光素子１０１及び受光素子１０２）を信号伝送ケーブル１０３及び信号伝送ケーブル１０４を介して接続する構成としている。その結果、各センサ素子でのセンシングに対する処理の高速化を図ることができ、また、配線の引き回しも容易となる。
【００３９】
次に、発光素子１０１及び受光素子１０２の位置関係の一例について、図６を参照しながら説明する。図６では、３系統の発光素子１０１（１０１−１〜１０１−３）及び受光素子１０２（１０２−１〜１０２−３）の位置関係を示している。
図６では、発光素子１０１−１と受光素子１０２−１との間の距離Ｌ１に対し、発光素子１０１−２と受光素子１０２−２との間の距離Ｌ２が長い。そのため、発光素子１０１−１に出力する送信信号の強度は、発光素子１０１−２に出力する送信信号の強度に対して弱くても、受光素子１０２−１は十分に受光が可能である。しかしながら、図６のように、発光素子１０１−１と発光素子１０１−２との間の距離Ｗ１が近い場合には、相互干渉を生じる可能性があるため、非常に強い送信信号を発光素子１０１−２に出力するのは望ましくない。一方で、図６では、発光素子１０１−３と発光素子１０１−２との間の距離Ｗ２は離れており、且つ、発光素子１０１−３と受光素子１０２−３との間の距離Ｌ３は非常に離れている。そのため、発光素子１０１−３に出力する送信信号の強度は強くすることが望ましい。
【００４０】
このように、各発光素子１０１に出力する送信信号の適切な強度は、発光素子１０１及び受光素子１０２の位置関係により異なる。そこで、発光素子１０１及び受光素子１０２の位置決めを行った後、例えばＰＣを用いて、その位置関係に基づいて、アンプ部１０７に対して各発光素子１０１に出力する送信信号に対する増幅量を設定する。これにより、最適な条件での物体検出が可能となる。
【００４１】
次に、表示部１１０による表示例について図７を参照しながら説明する。
図７に示す表示部１１０では、切替え部１０６における切替え数と同数の表示窓１１０１（１１０１−１〜１１０１−Ｎ）が設けられ、各受光素子１０２での受光レベルをゲージで表示している。
【００４２】
この表示部１１０は、主に発光素子１０１及び受光素子１０２の位置決めを行う際に使用される。位置決めを行う場合には、制御部１０８は、ある特定の発光素子１０１及び当該発光素子１０１と対となる受光素子１０２の位置決めが完了するまでは、当該発光素子１０１に接続された信号伝送ケーブル１０３のみに送信信号を出力し続け、且つ、全ての受光素子１０２による受光結果が観測可能となるように切替え部１０６を制御する。そして、表示部１１０は、各受光素子１０２での受光レベルを表示する。これにより、図７に示すように、特定の発光素子１０１による発光に対する各受光素子１０２での受光結果を観測できる。よって、複数の発光素子１０１による相互干渉の有無を判断でき、各発光素子１０１及び各受光素子１０２を相互干渉のない最適な設置とすることができる。
【００４３】
また、光電センサ１が通常モードである場合には、表示部１１０は、例えば、物体検出部１０８６により出力された物体の有無を示す信号に基づき、物体が無い場合には表示窓１１０１のレベルゲージを０％とし、物体が有る場合には表示窓１１０１のレベルゲージを１００％とする。
【００４４】
次に、光電センサ１の調整を行うための調整ツール２について説明する。図８はこの発明の実施の形態１に係る調整ツール２を備えた調整システムの構成例を示す図である。
調整システムは、センサヘッド（投光部１１１及び受光部１１２）のみを用いて、光電センサ１に対する調整を行う。上記調整としては、光軸調整及び光量調整がある。また、センサヘッドが設置された製造ラインにおいて物体を流すことが可能である場合には、調整システムは、光電センサ１のセンシング設定（動作設定）も行う。この調整システムは、図８に示すように、調整ツール２及び調整デバイス３を備えている。
【００４５】
調整ツール２は、本体部１０５を疑似化したツールである。この調整ツール２は、図８に示すように、センサ接続部２０１、投光制御部２０２、受光検出部２０３、制御部２０４、通信部２０５及び表示部２０６を備えている。
【００４６】
センサ接続部２０１は、一対の投光部１１１及び受光部１１２が接続される。すなわち、センサ接続部２０１は、投光部１１１が有する信号伝送ケーブル１０３の他端及び受光部１１２が有する信号伝送ケーブル１０４の他端が接続される。このセンサ接続部２０１は、図４に示したコネクタのオス側１０６２に対応する。
【００４７】
投光制御部２０２は、制御部２０４の後述する信号生成部２０４３により生成された送信信号を増幅する。このとき、投光制御部２０２は、電圧である送信信号を電流に変換する場合もある。なお、投光制御部２０２における増幅量は、調整デバイス３により設定される。この投光制御部２０２により増幅された送信信号は、センサ接続部２０１を介して投光部１１１に出力される。
受光検出部２０３は、センサ接続部２０１を介して受光部１１２により出力された受信信号を受信し、フィルタリング等でノイズを除去した後に増幅する。このとき、受光検出部２０３は、電流である受信信号を電圧に変換する場合もある。この受光検出部２０３により増幅された受信信号は、制御部２０４に出力される。
この投光制御部２０２及び受光検出部２０３は、本体部１０５が有するアンプ部１０７に対応する。
【００４８】
制御部２０４は、投光制御部２０２、受光検出部２０３、通信部２０５及び表示部２０６を制御する。この制御部２０４は、システムＬＳＩ等の処理回路や、メモリ等に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ等により実現される。制御部２０４は、図９に示すように、記憶部２０４１、モード設定部２０４２、信号生成部２０４３、信号復調部２０４４及び物体検出部２０４５を備えている。この制御部２０４は、本体部１０５が有する制御部１０８に対応する。
【００４９】
記憶部２０４１は、信号生成部２０４３で用いるビット列を構成するための情報を格納する。例えば、記憶部２０４１は、上記情報として、信号伝送ケーブル１０３のＩＤを示す情報を格納する。また、記憶部２０４１は、上記情報に代えて、ビット列そのものを示す情報を格納してもよい。なお、記憶部２０４１は必須の構成ではなく、制御部２０４から取り除いてもよい。
【００５０】
モード設定部２０４２は、調整ツール２を使用する使用者による入力に応じ、調整ツール２の運用モードを、光軸調整モード、光量調整モード及びセンシング設定モードに設定する。
光軸調整モードは、光電センサ１の光軸調整を行うためのモードである。この光軸調整モードでは、投光部１１１と受光部１１２との間で投受光を行い、信号復調部２０４４により復調された受信信号を通信部２０５及び表示部２０６に出力する。
光量調整モードは、光電センサ１の光量調整を行うためのモードである。この光量調整モードでは、投光部１１１と受光部１１２との間で投受光を行い、信号復調部２０４４により復調された受信信号を通信部２０５に出力する。
センシング設定モードでは、光電センサ１のセンシング設定を行うためのモードである。このセンシング設定モードでは、投光部１１１と受光部１１２との間で投受光を行い、物体検出部２０４５による物体有無の検出結果を示す信号を通信部２０５に出力する。
【００５１】
信号生成部２０４３は、送信信号を生成する。この信号生成部２０４３により生成された送信信号は、投光制御部２０２に出力される。
また、受光素子１０２が外乱光の存在する場所に設置される場合や、受光素子１０２により受光された光の発光元である発光素子１０１を特定する必要がある場合には、送信信号を信号伝送ケーブル１０３に固有な信号としてもよい。すなわち、信号生成部２０４３は、送信信号として、信号伝送ケーブル１０３に固有なビット列から成る数ビットのオンオフ信号を生成する。この際、例えば、制御部２０４に記憶部２０４１が設けられている場合には、信号生成部２０４３は、当該記憶部２０４１に格納された情報から得られたビット列で変調を掛けることで、上記オンオフ信号を生成可能である。また、上記ビット列は、ＣＲＣ等の誤り検出符号を付加して構成してもよい。
【００５２】
信号復調部２０４４は、受光検出部２０３により増幅された受信信号を復調する。この際、信号復調部２０４４は、受光検出部２０３により増幅された受信信号のビット列を、信号生成部２０４３で送信信号を生成する際に用いたビット列と比較する。そして、信号復調部２０４４は、両方のビット列が完全に一致又はある一定以上の割合で一致している場合に、当該送信信号の出力先である発光素子１０１を発光元と判断する。この信号復調部２０４４により復調された（発光素子１０１が発光元と判断された）受信信号は、物体検出部２０４５に出力される。また、信号生成部２０４３と信号復調部２０４４は、互いに同期をとっており、信号生成部２０４３が送信信号を出力した後、所定時間内に信号復調部２０４４で当該送信信号に対応する受信信号が検出されない場合には、その旨を物体検出部２０４５に通知する。なお、送信信号を信号伝送ケーブル１０３に固有な信号としない場合には、信号復調部２０４４は不要であり、制御部２０４から取り除いてもよい。
【００５３】
物体検出部２０４５は、調整ツール２がセンシング設定モードの場合において、信号復調部２０４４により復調された受信信号に基づいて、物体の有無を検出する。すなわち、物体検出部２０４５は、信号復調部２０４４により復調された受信信号に基づいて、受光素子１０２での受光レベルが閾値以下であると判断した場合に、検出領域に透明体等の物体が有ると判断する。なお、物体検出部２０４５で用いられる閾値は、調整デバイス３により設定される。また、信号復調部２０４４により該当する受信信号が検出されないと通知された場合には、検出領域に物体が有ると判断する。この物体検出部２０４５により検出された物体の有無を示す信号は、通信部２０５に出力される。
なお、制御部２０４は、調整ツール２が光軸調整モードの場合には信号復調部２０４４により出力された受信信号をそのまま通信部２０５及び表示部２０６に出力し、調整ツール２が光量調整モードの場合には信号復調部２０４４により出力された受信信号をそのまま通信部２０５に出力する。
【００５４】
通信部２０５は、調整デバイス３との間で通信を行う。この通信部２０５としては、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｓｅｒｉａｌ  Ｂｕｓ）又はブルートゥース（登録商標）等が挙げられる。この通信部２０５は、制御部２０４により出力された信号を調整デバイス３に送信し、調整デバイス３により送信された信号を受信する。
【００５５】
表示部２０６は、制御部２０４により出力された受信信号に応じ、当該受信信号が示す光の受光レベルを表示する。
【００５６】
また、調整デバイス３は、図８に示すように、通信制御部３０１、表示制御部３０２、設定部３０３及びファイル作成部３０４を備えている。この調整デバイス３は、ＰＣ又はモバイルデバイス等の機器により構成され、上記各部はＰＣ用ソフトウェア又はアプリ等により実現される。
【００５７】
通信制御部３０１は、調整デバイス３が有する通信部（不図示）を用いて、調整ツール２の通信部２０５との間で通信を行う。この通信制御部３０１は、調整ツール２により送信された信号を受信し、設定部３０３による設定を示す信号を調整ツール２に送信する。
【００５８】
表示制御部３０２は、通信制御部３０１により受信された信号（受信信号及び物体の有無を示す信号）が示す情報を、調整デバイス３が有する表示部（不図示）に表示させる。
【００５９】
設定部３０３は、調整ツール２の設定を行う。この際、設定部３０３は、通信制御部３０１により受信された受信信号に基づいて、送信信号の増幅量及び物体の有無を検出する際に用いる閾値を設定する。また、設定部３０３は、通信制御部３０１により受信された物体の有無を示す信号に基づいて、センシング設定を行う。なお、設定部３０３は、通信制御部３０１により受信された信号に基づいて、自動で設定を行ってもよいし、調整デバイス３を使用する使用者による入力を受付けて設定を行ってもよい。
【００６０】
ファイル作成部３０４は、調整ツール２の通信部２０５により送信された信号が示す情報、及び、設定部３０３による設定を示す情報を含むファイルを作成する。このファイルは、光電センサ１の本体部１０５に対して通信により設定を行う上位機器で扱うことが可能なファイルであり、例えばＥＳＩ（ＥｔｈｅｒＣＡＴ  Ｓｌａｖｅ  Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ）ファイル等が挙げられる。
【００６１】
次に、上記のように構成された調整システムを用いた光電センサ１の調整動作例について説明する。
光電センサ１の調整を行う場合、作業者は、光電センサ１のセンサヘッド（投光部１１１及び受光部１１２）を製造ラインに設置した後、当該センサヘッドを調整ツール２のセンサ接続部２０１に接続する。また、調整ツール２を、通信部２０５を介して調整デバイス３に接続する。
【００６２】
光電センサ１の光軸調整を行う場合、作業者は、調整ツール２の運用モードを光軸調整モードに設定する。そして、調整ツール２は投光部１１１と受光部１１２との間で投受光を行う。すなわち、信号生成部２０４３は送信信号を生成し、投光制御部２０２は当該送信信号を増幅する。そして、センサ接続部２０１に接続された投光部１１１は、投光制御部２０２により増幅された送信信号に応じた光を検出領域に投光する。そして、センサ接続部２０１に接続された受光部１１２は、投光部１１１により投光されて検出領域を通過した光を受光する。そして、受光検出部２０３は上記受光された光を示す受信信号を受信して増幅し、信号復調部２０４４は当該受信信号を復調する。
そして、通信部２０５は信号復調部２０４４により復調された受信信号を調整デバイス３に送信し、表示部２０６は当該受信信号に基づいて受光素子１０２での受光レベルを表示する。また、調整デバイス３では、通信制御部３０１が上記受信信号を受信し、表示制御部３０２が当該受信信号に基づく受光レベルを表示部に表示させる。そして、作業者は、調整ツール２又は調整デバイス３に表示された受光レベルを確認しながら、投光部１１１と受光部１１２との間の光軸が合うように位置決めを行う。これにより、光電センサ１の光軸調整を行うことができる。
【００６３】
次いで、光電センサ１の光量調整を行う場合、作業者は、調整ツール２の運用モードを光量調整モードに設定する。そして、上記と同様に、調整ツール２は投光部１１１と受光部１１２との間で投受光を行う。そして、通信部２０５は信号復調部２０４４により復調された受信信号を調整デバイス３に送信する。そして、調整デバイス３では、通信制御部３０１が上記受信信号を受信し、表示制御部３０２が当該受信信号に基づく受光レベルを表示部に表示させる。そして、設定部３０３は、上記受信信号に基づいて、送信信号の増幅量及び物体の有無を検出する際に用いる閾値を設定する。これにより、光電センサ１の光量調整を行うことができる。
【００６４】
また、センサヘッドが設置された製造ラインにおいて物体を流すことが可能であり、光電センサ１のセンシング設定を行う場合には、作業者は、調整ツール２の運用モードをセンシング設定モードに設定する。そして、製造ライン上に物体が流れている状態で、上記と同様に、調整ツール２は投光部１１１と受光部１１２との間で投受光を行う。そして、物体検出部２０４５は、信号復調部２０４４により復調された受信信号に基づいて、物体の有無を検出する。そして、通信部２０５は上記物体の有無の検出結果を示す信号を調整デバイス３に送信する。そして、調整デバイス３では、通信制御部３０１が上記検出結果を示す信号を受信し、表示制御部３０２が当該検出結果を表示部に表示させる。そして、設定部３０３は、上記検出結果に基づいて、センシング設定を行う。これにより、光電センサ１のセンシング設定を行うことができる。
【００６５】
その後、調整デバイス３のファイル作成部３０４は、通信制御部３０１により受信された信号が示す情報、及び、設定部３０３による設定を示す情報を含むファイルを作成する。この調整デバイス３により作成されたファイルは、上位機器に送信されて保存される。
その後、上位機器は、投光部１１１及び受光部１１２が接続される本体部１０５に対して上記ファイルをダウンロードすることで、本体部１０５に対して各種設定を行う。
【００６６】
ここで、アンプ分離型の光電センサ１では、投光部１１１及び受光部１１２のみで光電センサ１の性能が決まる。そこで、実施の形態１では、本体部１０５に接続されていないセンサヘッド（投光部１１１及び受光部１１２）を、本体部１０５を疑似化した調整ツール２に接続し、光電センサ１の調整を行う。これにより、光ファイバ型光電センサに対し、本体部１０５への接続前でも光電センサ１の調整が可能となる。また、センサヘッドのみを用いて光電センサ１の調整を行うため、センサヘッドの取付けを修正する際も容易に作業を行うことができる。
【００６７】
以上のように、この実施の形態１によれば、投光部１１１及び受光部１１２が接続されるセンサ接続部２０１と、入力された送信信号を増幅してセンサ接続部２０１を介して投光部１１１に出力する投光制御部２０２と、センサ接続部２０１を介して受光部１１２により受光された光を示す受信信号を受信して増幅する受光検出部２０３と、投光制御部２０２及び受光検出部２０３を制御する制御部２０４と、制御部２０４に接続され、投光制御部２０２に対するコマンドを受信し、受光検出部２０３による処理結果を送信する通信部２０５とを備えたので、センサヘッド（投光部１１１及び受光部１１２）を本体部１０５に接続せずに、光電センサ１の調整が可能となる。
【００６８】
なお上記では、調整ツール２に制御部２０４及び表示部２０６が設けられた場合を示した。しかしながら、これに限らず、調整デバイス３に制御部２０４及び表示部２０６が設けられていてもよい。この場合、通信部２０５は、調整デバイス３に設けられた制御部２０４により生成された送信信号を受信し、受光検出部２０３により出力された受信信号を調整デバイス３に送信する。
【００６９】
また、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００７０】
１  光電センサ
２  調整ツール
３  調整デバイス
１０１  発光素子
１０２  受光素子
１０３  信号伝送ケーブル（第１信号伝送ケーブル）
１０４  信号伝送ケーブル（第２信号伝送ケーブル）
１０５  本体部
１０６  切替え部
１０７  アンプ部
１０８  制御部
１０９  通信部
１１０  表示部
１１１  投光部
１１２  受光部
１１３  回路基板
１１４  光学レンズ
１１５  被膜部
２０１  センサ接続部
２０２  投光制御部
２０３  受光検出部
２０４  制御部
２０５  通信部
２０６  表示部
３０１  通信制御部
３０２  表示制御部
３０３  設定部
３０４  ファイル作成部
１０３１  信号ライン
１０３２  グランドライン
１０３３  絶縁体
１０３４  コネクタのメス側
１０４１  信号ライン
１０４２  グランドライン
１０４３  絶縁体
１０６１  マルチプレクサＩＣ
１０６２  コネクタのオス側
１０８１  記憶部
１０８２  モード設定部
１０８３  選択部
１０８４  信号生成部
１０８５  信号復調部
１０８６  物体検出部
１１０１  表示窓
２０４１  記憶部
２０４２  モード設定部
２０４３  信号生成部
２０４４  信号復調部
２０４５  物体検出部
【図１】
2018185192.tif 000003
【図２】
2018185192.tif 000004
【図３】
2018185192.tif 000005
【図４】
2018185192.tif 000006
【図５】
2018185192.tif 000007
【図６】
2018185192.tif 000008
【図７】
2018185192.tif 000009
【図８】
2018185192.tif 000010
【図９】
2018185192.tif 000011