(57)【要約】【課題】検出対象物の物体の動きに伴って受光量や解析データに生じる変化を、ユーザが容易に確認できるようにする。【解決手段】光電センサの制御部において、受光部より入力された受光量データまたは計測処理により得た計測データをメモリに蓄積すると共に、メモリに格納されたデータをサンプリングデータとして一定の間隔で読み出すサンプリング処理を、読み出しの対象となる期間を限定して実行する。さらに、サンプリングされた受光量データのうちの１番目のデータをメモリから読み出して、表示する。以後は、ユーザの表示切り替え操作を受け付ける都度、サンプリングされた順に各受光量データを読み出して、そのデータにより表示を切り替える。また、各受光量データをグラフとして表示したり、外部の表示装置に出力して表示することも可能である。【選択図】図５
2011185679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象物の有無を検出する光電センサであって、
光を出射する投光部と、
前記投光部から投光された光を受光して、その受光量を示す受光量データを生成する受光部と、
前記検出対象物が検出されたことを示す検出信号を出力するための出力部と、
前記受光部により生成された受光量データを入力して当該受光量データを対象にした計測処理を実行し、この処理により得た計測データをあらかじめ設定されたしきい値により照合して検出対象物の有無を判別し、その判別結果に応じて前記検出信号のオン／オフを切り替える信号処理部とを具備し、
前記信号処理部は、
前記受光部より入力した受光量データ、または前記計測処理により取得した計測データを記憶するための記憶手段と、
前記記憶手段に格納された受光量データまたは計測データをサンプリングデータとして一定の間隔で読み出すサンプリング処理を、読み出しの対象となる期間を限定して実行するサンプリング手段と、
前記サンプリング手段により読み出されたサンプリングデータを、これらが記憶手段に格納された順序に対応づけて出力する出力手段とを、
具備することを特徴とする光電センサ。
【請求項２】
請求項１に記載された光電センサにおいて、
前記サンプリングデータが示す値のディジタル表示が可能な表示部をさらに備え、
前記出力手段は、出力対象の各サンプリングデータを前記記憶手段から読み出された順序に従って前記表示部に順に表示する手段として構成される、光電センサ。
【請求項３】
請求項２に記載された光電センサにおいて、
前記出力手段は、出力対象の各サンプリングデータを、これらのデータが前記記憶手段に格納されるのに要した時間よりも長い時間をかけて前記表示部に順に表示するように構成される、光電センサ。
【請求項４】
請求項２に記載された光電センサにおいて、
処理内容を指示する操作を受け付ける操作部とをさらに備え、
前記出力手段は、最初の出力対象のサンプリングデータが示す値を前記表示部に表示し、以後、前記操作部が前記サンプリングデータの表示を次に進めることを指示する操作を受け付ける都度、前記記憶手段から次の出力対象のサンプリングデータを読み出すステップと、前記表示部の表示を読み出されたサンプリングデータの値を示すものに切り換えるステップとを実行する、光電センサ。
【請求項５】
前記操作部は、前記サンプリングデータの表示を次に進めることを指示する操作と、前記表示を前に戻すことを指示する操作とを受け付けることが可能に構成され、
前記出力手段は、表示部に２番目以降の出力対象のサンプリングデータの値が表示されている状態下において、前記操作部において当該表示を前に戻すことを指示する操作が行われたとき、表示されているサンプリングデータより一段階前のサンプリングデータの値により前記表示部の表示を更新する、請求項４に記載された光電センサ。
【請求項６】
請求項１に記載された光電センサにおいて、
グラフを表示することが可能な表示部をさらに備え、
前記出力手段は、前記記憶手段より複数のサンプリングデータを読み出し、これらのデータの値の時系列変化を示すグラフを前記表示部に表示する、光電センサ。
【請求項７】
請求項１に記載された光電センサにおいて、
処理内容を指示する操作を受け付ける操作部をさらに備え、
前記出力手段は、グラフを表示する機能を有する外部機器との通信を行う手段として構成され、前記記憶手段より読み出された複数のサンプリングデータを、これらが記憶手段に格納された順序に対応づけて前記外部機器に出力する、光電センサ。
【請求項８】
前記出力手段は、前記記憶手段に格納されたデータを分析することにより、あらかじめ定めた条件を満たす信号変化が現れている期間を特定し、この期間に含まれるサンプリングデータを出力対象に設定する、請求項１〜７のいずれかに記載された光電センサ。
【請求項９】
光を出射する投光部と、投光部から投光された光を受光して、その受光量を示す受光量データを生成する受光部と、検出対象物が検出されたことを示す検出信号を出力するための出力部と、前記受光部により生成された受光量データを入力して当該受光量データを対象にした計測処理を実行し、この処理により得た計測データをあらかじめ設定されたしきい値により照合して検出対象物の有無を判別し、その判別結果に応じて前記検出信号のオン／オフを切り替える信号処理部とを具備する光電センサを対象として、当該光電センサによる検知動作を確認する作業を支援する方法であって、
前記光電センサの検知領域に対して検出対象物が動いている状態下で光電センサを動作させながら、当該光電センサの前記信号処理部において、前記受光部より入力した受光量データまたは前記計測処理により取得した計測データをメモリに格納するステップと、前記メモリに格納された受光量データまたは計測データをサンプリングデータとして一定の間隔で読み出すサンプリング処理を、読み出しの対象となる期間を限定して実行するステップとを実行し、
前記光電センサに一体に設けられた表示部または光電センサの外部に設けられた表示装置において、前記メモリから読み出された各サンプリングデータが示す値を、これらがメモリに格納された順序に対応づけて表示するステップを実行する、
光電センサの動作確認作業の支援方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動する物体が目標位置を通過したことを検出したり、物体の姿勢の変化を検出する目的などに使用される光電センサに関する。また、本発明は、光電センサの動作を確認する作業を支援する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光電センサには、投光部から出射されて検出対象物の検知エリアを通過した光を受光するタイプ（透過型）と、投光部から出射された後に検出対象物により反射した光を受光するタイプ（反射型）とがある。いずれのタイプのセンサでも、受光部から出力される受光量信号をディジタルデータに変換し、変換後のデータ（以下、「受光量データ」という。）をマイクロプロセッサを含む処理回路に入力し、受光量データの値をあらかじめ設定されたしきい値と照合して検出対象物の有無を判別し、検出対象物ありと判別されているときにオン状態となる検出信号を出力する。また、センサの使用目的によっては、受光量をしきい値と比較する処理に代えて、受光量の変化量や移動平均値などを求める演算処理を実行し、この処理により得た値をしきい値と比較する場合もある。
【０００３】
いずれのタイプの光電センサでも、検出対象物を安定して検出するには、しきい値との照合対象となる計測データが物体の動きに応じてどのように変化するかを確認して、しきい値を設定するのが望ましい。しかし、検出対象物が高速で動く場合には、受光量信号やこれから得られるデータの変化も非常に早くなるため、その変化を確認するのは困難である。
【０００４】
このようなことから、従来の光電センサには、所定期間内の受光量の中の最大値および最小値を抽出して、これらを並列表示することにより、検出対象物の動きに伴う信号の変化の幅を確認できるようにしたものがある（たとえば、特許文献１，２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１８１３４３号公報
【特許文献２】特開２００４−１０４６１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、単に受光量の最大値および最小値を表示しても、適切なしきい値を設定するのが困難な場合がある。
たとえば、複雑な形状の物体を検出対象とする場合には、この検出対象物がセンサの検知エリアを通過する間に生じる受光量の変化のパターンが複雑になり、最大値と最小値との間の適当な値をしきい値に設定すると、複雑な変化の一部がしきい値による検出範囲から外れ、検出対象物を安定して検出するのが困難になる。
【０００７】
また、受光量の最大値や最小値は、必ずしも検出対象物の動きに伴って生じるとは限らず、ノイズが生じる場合もある。しかし、最大値や最小値が表示されるだけでは、それらがノイズに起因するものであるかを判断するのは困難である。また、それらがノイズに起因する場合に、それを認識できずにしきい値を設定すると、そのしきい値は、検出に適した値から外れるおそれがある。
【０００８】
このような理由から、現場のユーザは試行錯誤でしきい値を設定しており、設定作業を行うユーザの負担が大きなものとなっている。
さらに、現場からは、しきい値を設定する目的に限らず、高速で移動する検出対象物が正しく検出されているかどうかを確認するためにも、計測データの変化を詳細に確認したい、という要望が挙げられている。
【０００９】
本発明は上記の問題に着目し、高速で動く検出対象物により計測データに生じた変化を、ユーザが容易に確認でき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】
【００１０】
本発明が適用される光電センサは、光を出射する投光部と、投光部から投光された光を受光して、その受光量データを生成する受光部と、検出対象物が検出されたことを示す検出信号を出力するための出力部と、受光部により生成された受光量データを入力して当該受光量データを対象にした計測処理を実行し、この処理により得た計測データをあらかじめ設定されたしきい値により照合して検出対象物の有無を判別し、その判別結果に応じて前記検出信号のオン／オフを切り替える信号処理部とを具備する。
【００１１】
上記の構成において、受光部による受光は、投光素子からの出射光を直接受光する場合（透過型の仕様）と、出射光に対する物体からの反射光を受光する場合（反射型の仕様）の双方を含む。また信号処理部では、計測処理として、たとえば、受光部より入力した受光量データを、毎回または一定時間毎に計測する処理を実行する。さらに、この計測により得た受光量データを微分して単位時間あたりの受光量の変化量を求めたり、受光量データの移動平均値を求めるなどの解析処理を行う場合もある。
【００１２】
本発明による光電センサでは、上記した課題を解決するために、信号処理部に、受光部より入力した受光量データ、または計測処理により取得した計測データを記憶するための記憶手段と、記憶手段に格納された受光量データまたは計測データをサンプリングデータとして一定の間隔で読み出すサンプリング処理を、読み出しの対象となる期間を限定して実行するサンプリング手段と、サンプリング手段により読み出されたサンプリングデータを、これらが記憶手段に格納された順序に対応づけて出力する出力手段とを具備する。
なお、サンプリング手段により読み出されるサンプリングデータの数は、少なくとも３個あれば良いが、３よりもかなり大きな数とするのが望ましい。たとえば、検出対象物が検出を要望する動きをする時間内に記憶手段に格納されるデータの数やサンプリングの間隔に基づいてサンプリングデータの読み出し数を定めるのが望ましい。
【００１３】
上記の構成によれば、受光部より毎時入力される受光量データ、または検出対象物の検出用のしきい値と照合するために計測されたデータ（受光量を示す場合と受光量の解析処理結果を示す場合とがある。）の値が、ある程度の長さの期間に限定してサンプリングされた後に、各サンプリングデータが記憶手段に格納された順序、すなわちデータが発生した順序に対応づけて出力される。よって、実際の計測データが高速で変化しても、その変化が終了した後に、当該変化をユーザが確認することが可能な速さで再現したり、当該変化の確認が容易なグラフを表すことが可能になる。よって、ユーザは、計測データの変化を容易に把握することができる。
【００１４】
上記のサンプリング手段および出力手段による処理は、検出対象物を判別するためのしきい値を設定する処理に先立ち実施することができるが、しきい値の設定後に、その設定が適切であるかどうかを確認する目的で実施することもできる。また、検出対象物が正しく検出されているかどうかや、ノイズの有無を確認する用途にも利用することができる。
【００１５】
好ましい一実施態様による光電センサは、サンプリングデータが示す値のディジタル表示が可能な表示部を具備する。また、出力手段は、出力対象の各サンプリングデータを記憶手段から読み出された順序に従って表示部に順に表示する手段として構成される。このようにすれば、ユーザは、検出対象物の動きに伴う受光量または計測値の変化を順を追って確認することが可能になる。
【００１６】
上記の実施態様の下位概念となる一実施態様では、出力手段は、出力対象の各サンプリングデータを、これらのデータが記憶手段に格納されるのに要した時間よりも長い時間をかけて表示部に順に表示するように構成される。
【００１７】
検出対象物が高速で動く場合には、受光量や計測値をリアルタイムで表示しても、これらの表示データの変化を人の目で確認するのは困難である。上記の実施態様は、この点に鑑み、出力対象の各サンプリングデータを、これらが記憶手段に格納されるのに要した時間より長い時間をかけて順に表示するので、検出対象物の動きに伴う受光量や計測値の変化を確認することが可能になる。よって、検出対象物の動きが正しく検出されているかを確認したり、しきい値などの設定値を設定する作業を容易に行うことが可能になる。
【００１８】
サンプリングデータが示す値のディジタル表示が可能な表示部を具備する光電センサの他の好ましい一実施態様では、処理内容を指示する操作を受け付ける操作部を具備する。また、出力手段は、最初の出力対象のサンプリングデータが示す値を表示部に表示し、以後、操作部がサンプリングデータの表示を次に進めることを指示する操作を受け付ける都度、記憶手段から次の出力対象のサンプリングデータを読み出すステップと、表示部の表示を読み出されたサンプリングデータの値を示すものに切り換えるステップとを実行する。
【００１９】
上記の実施態様によれば、サンプリング処理が終了すると、出力対象の最初のサンプリングデータの値が表示部に表示される。この後、ユーザは、サンプリングデータの表示を次に進めることを指示する操作を行うことによって、２番目以降のサンプリングデータを順に表示部に表示させて、各値を確認することが可能になる。このような表示によれば、検出対象物の動きに伴って、実際の受光量信号や計測データが高速で変化した場合でも、ユーザは、事後に、自分のペースで、検出対象物の移動に伴う計測データの変化を詳細に確認することが可能になる。また、サンプリングされた各計測データがディジタル表示されるので、これらの表示からしきい値の具体的な値を容易に定めることが可能になる。
【００２０】
さらに上記の実施態様においては、操作部を、サンプリングデータの表示を次に進めることを指示する操作と、前記表示を前に戻すことを指示する操作とを受け付けることが可能に構成することができる。また、この構成に伴い、出力手段は、表示部に２番目以降の出力対象のサンプリングデータの値が表示されている状態下において、操作部において当該表示を前に戻すことを指示する操作が行われたときに、表示されているサンプリングデータより一段階前のサンプリングデータの値により表示部の表示を更新するように、構成される。
【００２１】
上記の構成によれば、ユーザは、各サンプリングデータの値を時間の流れに沿って順に確認できるほか、必要に応じて、各サンプリングデータを過去に遡って確認することも可能になる。よって、検出対象物の動きに伴う計測データの変化を、より詳細に確認することが可能になる。
【００２２】
他の好ましい実施態様による光電センサは、グラフを表示することが可能な表示部を具備する。また、出力手段は、記憶手段より複数のサンプリングデータを読み出し、これらのデータの値の時系列変化を示すグラフを表示部に表示する。
【００２３】
上記の構成によれば、検出対象物の動きに伴う計測データの変化をグラフとして表示することができるので、ユーザは、計測データの変化をより容易に把握することが可能になる。
【００２４】
他の好ましい実施態様による光電センサは、処理内容を指示する操作を受け付ける操作部とを具備し、出力手段は、グラフを表示する機能を有する外部機器との通信を行う手段として構成される。また出力手段は、記憶手段より読み出された複数のサンプリングデータを、これらが記憶手段に格納された順序に対応づけて前記外部機器に出力する。
【００２５】
上記の態様によれば、光電センサにおいてサンプリングされた各データがそれらの発生順序に対応づけられて外部機器に送信される。よって、外部機器では、送信されたデータに基づき、検出対象物の動きに伴う受光量または計測値の時系列変化を示すグラフを作成して表示することができるので、ユーザは、受光量または計測値の変化を容易に把握することが可能になる。
【００２６】
本発明の光電センサの他の好ましい実施態様では、出力手段は、記憶手段に格納されたデータを分析することにより、あらかじめ定めた条件を満たす信号変化が現れている期間を特定し、この期間に含まれるサンプリングデータを出力対象に設定する。このようにすれば、たとえば、データが大きく変化した期間を特定することにより、受光量または計測値が検出対象物の動きに伴って変化している可能性の高い期間に記憶手段に格納されたデータをサンプリングして、出力することができる。
【００２７】
さらに、本発明は、光を出射する投光部と、投光部から投光された光を受光して、その受光量を示す受光量データを生成する受光部と、検出対象物が検出されたことを示す検出信号を出力するための出力部と、受光部により生成された受光量データを入力して当該受光量データを対象にした計測処理を実行し、この処理により得た計測データをあらかじめ設定されたしきい値により照合して検出対象物の有無を判別し、その判別結果に応じて前記検出信号のオン／オフを切り替える信号処理部とを具備する光電センサを対象として、当該光電センサによる検知動作を確認する作業を支援する方法に適用される。この方法では、光電センサの検知領域に対して検出対象物が動いている状態下で光電センサを動作させながら、当該光電センサの信号処理部において、受光部より入力した受光量データまたは計測処理により取得した計測データをメモリに格納するステップと、メモリに格納された複数の受光量データまたは計測データをサンプリングデータとして一定の間隔で読み出すサンプリング処理を、読み出し対象の期間を限定して実行するステップとを実行する。さらに、光電センサに一体に設けられた表示部または光電センサの外部に設けられた表示装置において、メモリから読み出された各サンプリングデータが示す値をこれらがメモリに格納された順序に対応づけて表示するステップを実行する。
【００２８】
上記の方法によれば、検出対象物の動きに伴って信号が変化する間に生じた受光量データ、またはこの受光量データに対する計測処理により生成された計測データを光電センサにおいてサンプリングし、光電センサ本体に設けられた表示部、または外部の表示装置に各サンプリングデータが示す値を、これらが発生した順序に対応づけて表示することにより、検出対象物の動きに伴って受光量または計測値が変化する状態を表示することができる。よって、ユーザは、受光量または計測値が検出対象物の動きに伴って変化する状態を容易に把握することが可能になる。
【００２９】
なお、光電センサの外部の表示装置で上記の表示を行うには、たとえば、この表示装置の動作を制御するコンピュータに対し、メモリから読み出されたサンプリングデータを通信により提供すればよい。また、たとえば、メモリから読み出されたサンプリングデータを光電センサからリムーバブル記憶媒体に出力し、この記憶媒体を外部のコンピュータにセットすることによって、表示対象のサンプリングデータを読み出せるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、受光部により生成された受光量データや物体検出用のしきい値による照合処理の対象となる計測データが、検出対象物の動きに伴って高速で変化する場合でも、その変化を、後で容易に確認することができるので、検出対象物が正しく検出されているかを確認したり、しきい値などの設定値を設定する作業を容易に行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明が適用される光電センサの使用例を示す説明図である。
【図２】光電センサの外観を示す斜視図である。
【図３】光電センサのケース体の上面を正面から見た図である。
【図４】光電センサの回路構成を示すブロック図である。
【図５】ワークの移動に伴う受光量信号の例、および受光量データのサンプリングおよび表示に関する処理の例を示す説明図である。
【図６】受光量データのサンプリングおよび表示に関する処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】受光量データのサンプリングおよび表示に関する処理の手順（図６に続くもの）を示すフローチャートである。
【図８】外部用機器でサンプリングされた受光量データによるグラフを表示した例を示す説明図である。
【図９】透過型の光電センサの使用例およびこの光電センサが得る受光量データ、ならびに受光量のサンプリングデータに基づき表示されるグラフを示す説明図である。
【図１０】光電センサの他の使用例、受光量の微分値をしきい値と比較して検出対象物を検出する原理、および微分値のサンプリングデータに基づき表示されるグラフを示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
図１は、本発明が適用される光電センサの使用例を示す。
この実施例の光電センサ１は、光ファイバ式の反射型のセンサであって、工場の生産ライン３を搬送されるワークＷ（たとえば電子部品）を検出する目的で、ライン３の近傍に設置される。
【００３３】
ワークＷを検出するために、光電センサ１の本体からは、投光用の光ファイバ２１と受光用の光ファイバ２２とが引き出される。これらの光ファイバ２１，２２の先端は、共通のヘッド部２０に連結されている。また、光電センサ１の本体内の各ファイバ２１，２２の挿入口の付近には、それぞれ図４に示すＬＥＤ１３１、フォトダイオード（ＰＤ）１４１が配備されている。ＬＥＤ１３１から出射された光は、投光用ファイバ２１を介してヘッド部２０から出射される。また、この出射光に対するワークＷからの反射光がヘッド部２０に入射すると、その入射光は受光用ファイバ２２を介してフォトダイオード１４１に導かれ、これによりフォトダイオード１４１の受光量が増加する。
【００３４】
光電センサ１内の処理回路では、上記の受光量の増加を検出し、ワークＷに対する処理を行う装置（たとえば、ワークを検査する視覚センサ）に、その検出結果を示す信号（検出信号）を出力する。
【００３５】
図２は、上記の光電センサ１の本体の外観を示したものである。この光電センサ１の本体は、上面に蓋部１１を有するケース体１０により構成される。ケース体１０の前面からは、光ファイバ２１，２２が引き出され、背面からは、図示しないコード線が引き出されている。ケース体１０の上面には、表示部１０１および操作部１０２が設けられているが、これらは、センサ１の使用時には蓋部１１により覆われる。
【００３６】
図３は、表示部１０１および操作部１０２を正面視した構成を示す。表示部１０１には、それぞれ４桁の数字を表示する２個のディジタル表示器１２Ａ，１２Ｂが設けられ、各ディジタル表示器１２Ａ，１２Ｂの左手に、それぞれ動作ランプ１３Ａ，１３Ｂが設けられている。なお、ディジタル表示器１２Ａ，１２Ｂには、数字のほか、アルファベットによる文字列が表示される場合がある。
【００３７】
操作部１０２には、３個の押ボタンスイッチ１４，１５，１６および２個のスライドスイッチ１７，１８が設けられる。
各押ボタンスイッチ１４〜１５のうちの中央のスイッチ１４、および左端のスイッチ１５は、それぞれ右向きおよび左向きの矢印を模した形状に形成され、設定モード時の表示器１２Ａ，１２Ｂの表示を切り替えたり、設定値の値を変更する用途に用いられる。設定値を変更する際に、スイッチ１４には数値を増加させる機能が設定され、スイッチ１５には数値を減少させる機能が設定されることから、以下では、これらのスイッチ１４，１５を「ＵＰスイッチ１４」「ＤＯＷＮスイッチ１５」という。
【００３８】
右端の押ボタンスイッチ１６は、表示器１２Ａ，１２Ｂに表示された数値を確定したり、ＵＰスイッチ１４やＤＯＷＮスイッチ１５により呼び出された機能を選択する目的などに使用される。以下、このスイッチ１６を「設定スイッチ１６」という。
スライドスイッチ１７は、光電センサ１の動作モードとして、設定モードおよび計測モードのいずれか一方を選択する。他方のスライドスイッチ１８は、光電センサ１からの出力の定義として、受光量がしきい値を超えたときに出力をオンにするモード（ライトオンモード）および受光量がしきい値を下回るときに出力をオンにするモード（ダークオンモード）のいずれか一方を選択する。
【００３９】
図４は、上記の光電センサ１の回路構成を示す。
図中の表示部１０１には、図３に示したディジタル表示器１２Ａ，１２Ｂや動作ランプ１３Ａ，１３Ｂが含まれ、操作部１０２には、図３に示したＵＰスイッチ１４、ＤＯＷＮスイッチ１５、設定スイッチ１６、およびスライドスイッチ１７，１８が含まれる。また図中の制御部１００、投光部１０３、受光部１０４、出力部１０５、外部機器用インターフェース１０６、電源部１０７は、ケース体１０の内部に収容される。
【００４０】
投光部１０３には、ＬＥＤ１３１およびその駆動回路（ＬＥＤ駆動回路）１３２が含まれる。受光部１０４には、フォトダイオード（ＰＤ）１４１のほか、フォトダイオードから出力された受光量信号を処理する回路（受光量処理回路１４２）が含まれる。受光量処理回路１４２には、増幅回路やＡ／Ｄ変換回路などが含まれており、これらの回路により、受光量信号を０〜４０００の範囲の数値に変換して出力する。
【００４１】
制御部１００は、マイクロプロセッサにより成るもので、ＣＰＵおよび不揮発性のメモリが含まれている。メモリには、プログラムが格納されるほか、ユーザにより設定されたしきい値などのパラメータが登録される。ＣＰＵは、これらのプログラムやパラメータに基づき、投光部の発光動作を制御しつつ、受光量処理回路１４２による変換処理により生成されたディジタルデータ（以下、「受光量データ」という。）を入力し、この入力データが示す受光量をしきい値と照合し、検出対象物の有無を判別する。また、この実施例の制御部１００のメモリには、過去の一定期間内に入力された受光量データを先入れ先出し方式で記憶する領域が設けられる。
【００４２】
出力部１０５は、上記の判別結果を示す信号（検出信号）を外部に出力するためのものである。外部機器用インターフェース１０６は、後記する設定用機器２００と情報をやりとりするためのものである。
【００４３】
電源部１０７は、図示しない外部電源に接続されており、この外部電源から供給された電源を用いて、各部に駆動用の電源を供給する。
【００４４】
上記構成の光電センサ１をユーザが使用するには、まず、スライドスイッチ１７を設定モードに合わせた状態にして、試験的にワークＷを移動させながら検出処理を実行し、操作部１０１を用いてしきい値の設定入力を行う。また、設定が終了すると、スライドスイッチ１７を計測モードに合わせることにより、制御部１００は、設定されたしきい値に基づく検出動作を開始する。
【００４５】
さらに、この実施例では、設定モードにおいて、ワークＷの移動に伴う受光量信号の変化を表示部１０１に詳細に表示することにより、ユーザがワークが正しく検出されているかを確認したり、しきい値の適正値を判断する作業を支援するようにしている。
【００４６】
図５の（Ａ）は、光電センサ１の検知エリアを複数のワークＷが通過する間に生じた受光量信号の変化を示す。この信号の１つ１つの山が個々のワークＷに対応するものであるが、この実施例のワークＷは高速で移動するため、受光量信号の変化も非常に速い。このため、受光量信号をリアルタイムで表示しても、個々のワークＷに対応する信号の変化を人の目で確認するのは困難である。
【００４７】
そこで、この実施例の制御部１００では、設定モードにおいて、ユーザが信号の取り込み操作を行ったことに応じて、その時点から一定の期間内に受光量処理回路１４２から入力されてメモリに格納される受光量データを対象にしたサンプリング処理を実行する。具体的には、制御部１００は、取り込み操作後にメモリに蓄積された受光量データの中からワークＷが１つ通過する間の受光量の変化を示すデータ群を特定し、このデータ群を含む一定期間内の受光量データをサンプリングデータとして読み出して、表示部１０１に表示するようにしている。
【００４８】
図５（Ａ）では、受光量信号のグラフ中の表示対象として特定されたデータ群に対応する範囲を、太枠で囲んで示す。図５（Ｂ）では、この太枠部分の受光量信号を時間軸の幅を引き延ばして示すと共に、その右手に、この受光量信号からサンプリングされた受光量データによる表示の例を示す。受光量のグラフでは、個々のサンプリングデータに対応する位置をドットにより示し、また右手の表示（ロ）（ハ）（ニ）（ホ）とこれらに対応するサンプリングデータの位置とを、矢印により対応づけている。
【００４９】
図５（Ｂ）の表示例では、２つのディジタル表示器１２Ａ，１２Ｂのうちの右側の表示器１２Ｂに、現在のしきい値の設定値（図示例では２０００）を表示し、左側の表示器１２Ａを受光量データの表示に使用している。
【００５０】
つぎに、この実施例の光電センサ１では、ノイズの影響を考慮して、３種類のしきい値Ｈ０，Ｈ１，Ｈ２を用いて検出対象物の有無を検出するようにしている。図５（Ｂ）の表示例で表示器１２Ｂに表示されている数値２０００は、このうちのＨ０である。Ｈ０はデフォルトの値が２０００に設定されているが、ユーザの操作により変更することができる。
残りのしきい値Ｈ１，Ｈ２（Ｈ１＞Ｈ２）は、Ｈ０を基準として、このＨ０がＨ１とＨ２との中間に位置するように、あらかじめ定めた幅Ｄを隔てて設定される。
【００５１】
制御部１００は、計測モードにおいては、入力された受光量データが示す受光量がＨ１より低い状態からＨ１を上回る状態になったときに検出信号をオフからオンに切り替え、受光量がＨ２より高い状態からＨ２を下回る状態になったときに検出信号をオンからオフに切り替える。この点に鑑み、制御部１００は、設定モードにおいても、メモリに蓄積された受光量データの中から、現在のしきい値Ｈ０〜Ｈ２により検出信号がオン状態になる期間を含む一定長さの期間を特定し、この期間に含まれる各受光用データを順に読み出して表示器１２Ａに表示するようにしている。さらに、この実施例では、この表示の切り替えを、ユーザ自身の指定操作（ＵＰスイッチ１４の操作）により行うようにしている。
【００５２】
図６および図７は、受光量のサンプリング処理およびサンプリングデータの表示に関する処理の手順を示す。以下、このフローチャートに示す処理を、適宜、図５（Ｂ）のグラフおよび表示（イ）〜（ト）を参照しながら説明する。
【００５３】
この処理は、ユーザによるデータ取り込み指示操作を受けて開始される。まず、最初のステップＳ１では、表示部１０１にサンプリング処理の開始を表示する。図５（Ｂ）の表示（イ）は、この時点の表示例を示すもので、ここでは、表示器１２Ａに、スタート（ＳＴＡＲＴ）を意味する文字列「ＳｔＡｔ」が表示されている。
【００５４】
ついでステップＳ２では、以後に入力されるＮ個の受光量データＰ（１），Ｐ（２）・・・Ｐ（Ｎ）を分析対象のデータとして順に取り込み、メモリに格納する。なお、Ｎの値は、あらかじめ、受光量データの取り込み間隔ΔｔやワークＷの移動速度などに基づき、１個のワークＷが検知エリアを通過する間に取得可能なデータ数よりも十分に大きな値になるように設定される。
【００５５】
ステップＳ２の処理によりメモリにＮ個の受光量データが格納されると、以下のステップＳ３〜Ｓ１０において、検出信号がオン状態になる期間（以下、「オン期間」という。）に対応する受光量データを特定する。
【００５６】
この特定処理を具体的に説明する。まず、カウンタｎを用いて、１番目の受光量データＰ（１）に着目し、この受光量データＰ（１）の値をしきい値Ｈ１と比較する（ステップＳ３，Ｓ４）。ここでＰ（１）＜Ｈ１の場合（ｎ＝１、かつステップＳ４が「ＹＥＳ」の場合）、すなわち検出信号がオフになる状態下で受光量データの取り込みが開始された場合には、２番目以降の受光量データに順に着目して、しきい値Ｈ１を上回る受光量データＰ（ｎ）を検索する（ステップＳ５〜Ｓ７）。
【００５７】
一方、１番目の受光量データＰ（１）がしきい値Ｈ１を上回っている場合（ｎ＝１、かつステップＳ４が「ＮＯ」の場合）、すなわち検出信号がオンになる状態下で受光量データの取り込みが開始された場合には、２番目以降の受光量データを順に着目して、しきい値Ｈ２を下回る受光量データＰ（ｎ）を検索する（ステップＳ８〜１０）。この条件を満たす受光量データＰ（ｎ）が見つかると（ステップＳ１０が「ＹＥＳ」）、そのときのｎの値を起点にステップＳ５〜Ｓ７を実行して、しきい値Ｈ１を上回る受光量データＰ（ｎ）を見つける処理を実行する。
【００５８】
上記ステップＳ５〜Ｓ７のループによりしきい値Ｈ１を上回る受光量データＰ（ｎ）が特定されたときのｎの値は、検出信号がオフ状態からオン状態に切り替えられる時点、すなわち図５（Ｂ）のグラフの時間軸上の点Ｔ１に相当する。以下、この点を「検出開始点」という。
【００５９】
検出開始点が特定された後は、第２のカウンタｍを用いて、検出開始点より後に得た受光量データＰ（ｍ）に順に着目して、しきい値Ｈ２を下回る受光量データＰ（ｍ）を検索する（ステップＳ１１〜Ｓ１４）。
【００６０】
上記の条件を満たす受光量データＰ（ｍ）が見つかったとき（ステップＳ１２が「ＹＥＳ」）のｍの値は、検出信号がオン状態からオフ状態に切り替えられる時点、すなわち図５（Ｂ）のグラフの時間軸上の点Ｔ２に相当する。以下、この点を「検出終了点」という。ステップＳ１５では、検出開始点を示すカウンタｎ、検出終了点を示すカウンタｍ、および受光量データの取り込み間隔Δｔを用いて、演算式Ｔ＝（ｍ−ｎ）×Δｔを実行することにより、検出信号のオン状態が維持される期間（オン期間）の長さＴを算出する。以下、このＴを「オン時間Ｔ」という。
【００６１】
さらにステップＳ１６では、Ｐ（ｎ）から数えてＫ個の受光量データ（Ｋ＞ｍ）を表示対象に設定する。なお、Ｋの値は、あらかじめ定められているが、Ｐ（ｍ）より後の受光量データの数に応じて適宜変更することも可能である。これにより、たとえば、図５（Ｂ）のグラフに示すような表示対象期間が設定される。
【００６２】
ステップＳ１７では、表示対象に設定された受光量データの中の最初のデータＰ（ｎ）をメモリから読み出して表示する。図５（Ｂ）の表示（ロ）は、この表示状態を示すものである。
【００６３】
この後は、ＵＰスイッチ１４が操作される都度、ｎをインクリメントして（ステップＳ１８，１９）、上記のステップＳ１７を実行することにより、受光量データをメモリに格納された順に読み出して表示する。この処理により、図５（Ｂ）の表示（ハ）（ニ）（ホ）に示すように、ＵＰスイッチ１４の操作に応じて表示器１２Ａに表示される数値が種々に変化する。
【００６４】
表示対象の受光量データの中の最後のデータが表示されている状態（図５（Ｂ）の（ホ））でＵＰスイッチ１４が操作され（ｎ＝Ｋ、かつステップＳ１８が「ＹＥＳ」の場合）、これに応じてｎがインクリメントされる（ステップＳ１９）と、インクリメント後のｎはＫを上回る状態になる。これによりステップＳ１７〜Ｓ２０のループは終了し、ステップＳ２１において、表示器１０１をオン時間Ｔの表示に切り替える。
【００６５】
図５（Ｂ）の表示（ヘ）は、このオン時間の表示例を示すもので、左側の表示器１２Ａにオン時間Ｔを示す数値が表示され、右側の表示器１２Ｂに、Ｔの単位を示す文字列ＵＳが表示されている。なお、Ｕはμを意味する。すなわち、表示（ヘ）は、オン時間が４００マイクロ秒であることを示すことになる。
【００６６】
さらに、ＵＰスイッチ１４が操作されると（ステップＳ２２が「ＹＥＳ」）、再度、各表示部１０１の表示が切り替えられる（ステップＳ２３）。図５（Ｂ）の表示（ト）は、この表示の例を示すもので、左の表示器１２Ａに「Ｅｎｄ」の文字列が表示され、右の表示器１２Ｂは再びしきい値Ｈ０を表示する状態に復帰する。
この表示により処理が終了したことが報知され、一連の処理が終了する。
【００６７】
なお、検出開始点を特定するためのステップＳ５〜Ｓ７のループおよびステップＳ８〜Ｓ１０のループ、ならびに検出終了点を特定するためのステップＳ１２〜Ｓ１４のループのいずれかにおいて、条件を満たす受光量データが得られないままカウンタｎがＮを超えた場合（ステップＳ６，Ｓ９，Ｓ１４のいずれかが「ＮＯ」）には、処理を打ち切り、エラー表示Ｅを実行する。たとえば、表示器１２Ａにエラーを示すコードを表示する文字列を表示する。
【００６８】
また、上記のフローチャートでは煩雑になるので省略したが、この実施例では、表示対象の受光量データのうちの２番目以降のデータが表示されている状態下で、ＤＯＷＮスイッチ１５の操作に応じて表示器１２Ａにおける表示を一段階前の表示に戻すことができる。
【００６９】
上記一連の処理によれば、ユーザは、ワークＷの通過に伴う受光量の時系列的変化を自分のペースで詳細に確認することができる。また、この受光量の表示の隣にしきい値Ｈ０の現在値が表示されるので、両者を見比べることによりしきい値Ｈ０の設定が適切であるかどうかを容易に判断することができる。また、受光量データの中にノイズによる異常値が含まれる場合にも、その異常値の前後の表示との関係から、異常値を容易に認識することができる。
【００７０】
さらに、この実施例では、受光量データの表示の後に、オン時間Ｔの値が表示されるので、ユーザは、受光量データの表示の数とオン時間Ｔの長さから、ワークＷを検出するのに適切な数のデータが得られているかどうかを把握することができる。
【００７１】
なお、図６，７に示した処理では、検出開始点Ｔ１を起点にして受光量データの表示を開始するようにしたが、これに限らず、検出開始点Ｔ１より若干前の時点を表示の起点にしてもよい。また、上記の実施例では、１つのワークＷの通過に対応する期間よりやや長い期間内の受光量を表示の対象としたが、より長い期間、すなわち２以上のワークＷが通過する時間に対応する期間内の受光量を表示の対象としてもよい。
【００７２】
また、上記の実施例では、取り込み操作後にメモリに格納された受光量データを間引くことなくチェックして、表示対象として特定された期間に含まれる全ての受光量データをサンプリングしたが、表示対象の期間を長くする場合には、受光量データのチェックやサンプリングの対象を、２個以上の間隔をあけて設定してもよい。
【００７３】
また、上記の実施例では、各受光量を示す数値を１つずつディジタル表示したが、これに代えて、たとえば、表示部１０１を、バーグラフを表示できるように微小なＬＥＤ等を集合させた構成とし、一定期間内の受光量データを表すバーグラフを、サンプリングされた順に並べて表示してもよい。この場合にも、表示対象のデータが一度に表示しきれない場合には、ＵＰスイッチ１４やＤＯＷＮスイッチ１５の操作に応じてバーグラフによる表示をスクロールさせることができる。
【００７４】
また、上記の実施例では、ユーザのデータ取り込み操作に応じて図６，７に示した手順を処理するが、これに限らず、例えば、しきい値がデフォルトの状態で設定モードが開始されたときや、しきい値の設定変更メニューが選択されたことに応じて、図６，７の処理を開始してもよい。
【００７５】
さらに、この実施例の光電センサ１では、計測モードにおいても、適宜、データ取り込み操作に応じて受光量データのサンプリングおよび表示を行うことができる。
計測モード時には、２つのディジタル表示器１２Ａ，１２Ｂのうちの左側の表示器１２Ａに、入力された直後の受光量データ（生データ）を表示すると共に、右側の表示器１２Ｂに、サンプリングデータを表示するようにしている。また、表示器１２Ａの表示は、実際のデータ入力に従って高速で切り替えられるが、表示器１２Ｂでは、図６のステップＳ１〜Ｓ１６と同様の手法で特定された一定期間内の受光量データを、これらのデータの入力および保存に要した時間よりも十分に長い時間（人の目での視認が可能な時間）をかけて順に表示する。このような表示によれば、ワークＷが高速で移動する場合でも、ユーザは、表示器１２Ｂにおけるサンプリングデータの表示により、その移動に伴う受光量の変化を容易に確認することが可能になる。よって、ワークＷが正しく検出されているかどうかも、容易に判断することができる。
なお、計測モードでも、設定モード時と同様に、ＵＰスイッ１４やＤＯＷＮスイッチ１５の操作に応じて表示部１２Ｂの表示を切り替えるようにしてもよい。
【００７６】
また、受光量データの表示は、必ずしも光電センサ１の本体で実施する必要はない。たとえば、図４に示した外部機器インターフェース１０６に設定用機器を接続すれば、制御部１００において、受光量データをサンプリングした後に、各サンプリングデータをサンプリングされた順序、言い換えれば各データがメモリに格納された順序に対応づけて設定用機器に送信し、設定用機器において視認性の良い表示を行うことができる。
【００７７】
図８は、受光量データの送信を受けた設定用機器２００における表示例を示す。
この実施例の設定用機器２００の前面には、液晶パネルによるモニタ２０１と、３個の押しボタンスイッチ２０２，２０３，２０４が設けられ、機体内には、光電センサ１との通信回路やマイクロプロセッサによる制御部などが設けられている。各スイッチ２０２，２０３，２０４には、それぞれ光電センサ１のスイッチ１４，１５，１６と同様の機能が設定され、ここで設定された内容が光電センサ１に転送される。
【００７８】
設定用機器２００の制御部は、光電センサ１から出力された受光量データに基づき、モニタ２０１に受光量の時系列変化を曲線で表したグラフＧを表示する。また、グラフＧでは、しきい値Ｈ０の現在値（３０００）が点線により明示され、さらにグラフＧの下方にも、しきい値Ｈ０や応答時間（受光量データの取り込み間隔ΔＴに相当する。）が表示されている。
【００７９】
ユーザは、上記の表示を確認しながら、スイッチ２０２，２０３を用いてしきい値の設定値を変更したり、スイッチ２０４を用いて、設定したしきい値を確定するなどの操作を行うことができる。
【００８０】
図８の例のように視認性の良い表示を行う場合には、光電センサ１のメモリに蓄積された受光量データの中から表示対象を絞ることなく、メモリに蓄積された全ての受光量データによるグラフを表示してもよい。また、複数個のワークＷの通過に相当する期間の受光量をサンプリングして、サンプリングされた全てのデータによるグラフを表示してもよい。
【００８１】
さらに、この設定用機器２００が他の装置（パーソナルコンピュータなど）と通信をする機能を有する場合には、光電センサ１において生成される受光量信号を詳細に分析する目的に設定用機器２００を利用することができる。たとえば、光電センサ１において、ある程度の期間、サンプリングを行った後に、サンプリングされた全ての受光量データを設定用機器２００に送信し、さらに、設定用機器２００からパーソナルコンピュータに、各受光量データを送信するようにしてもよい。
【００８２】
つぎに、上記の設定用機器２００によるグラフ表示は、しきい値との照合対象のデータの変化が複雑になる場合に、非常に有用なものとなる。具体的な事例を、図９および図１０を用いて説明する。
【００８３】
図９の実施例は、円盤状のカッター５の刃こぼれを検出するものである。この実施例では、図９（１）に示すように、透過型の光電センサの投光側のヘッド部２０ａと、受光側のヘッド部２０ｂとを、カッター５の外縁部を挟んで対向する関係をもって配置し、両者の間に刃こぼれ部分が位置したときの受光量の増加を検出する。
なお、透過型の光電センサでも、外観や回路構成は図２〜４に示したものと同様であるので、以下、ヘッド部２０ａ，２０ｂ以外の構成については、図２〜４と同じ符号を使用する。
【００８４】
図９（２）の（ａ）は、上記のヘッド部２０ａ，２０ｂの配置により、光電センサ１の制御部に入力される受光量データの変化を示し、（ｂ）は、（ａ）の太枠部分を対象にサンプリング処理を実行した後に、設定用機器２００のモニタ２０１に表示されたグラフを示す。
【００８５】
カッター５は高速で回転するため、従来は、その回転に伴う受光量の変化を検出するのが困難であったが、この実施例では、制御部１００に入力される受光量データを一定の期間に限定してサンプリングした後に、図９（２）に示すように、サンプリングされた受光量データを用いて時間軸を引き延ばしたグラフを作成し、これを設定用機器２００のモニタ２０１に表示する。
【００８６】
このような表示によれば、ユーザは、受光量データの変化の状態を詳細に確認することができる。また、この実施例では、受光量データの通常のばらつきの範囲を特定して、その最小値ＨＡ１と最大値ＨＡ２とを表示しているので、ユーザは許容できる受光量の最大値ＨＡ２から逸脱しているデータを容易に見分けることができる。よって、ＨＡ２より高い値をしきい値として設定することにより、許容範囲内の受光量のばらつきが刃こぼれとして誤検出されたり、異常値に相当する受光量が許容値とみなされるのを防止することができる。
【００８７】
図１０の実施例は、透過型の光電センサ１を落下する検出対象物６を検出するもので、図１０（１）に示すように、投光側のヘッド部２１ａと、受光側のヘッド部２１ｂとが、検出対象物６が落下する経路を挟んで対向するように配置される。
【００８８】
また、この実施例の光電センサ１の制御部１００では、検出対象物６の落下に伴い受光量が高速で変化することから、図１０（１）のグラフ（ａ）（ｂ）に示すように、受光量信号から得た受光量を微分することにより、受光量の変化の傾きを検出し、この検出値が負のしきい値Ｈｂと比較する。そして受光量の変化の傾きがしきい値Ｈｂを下回る状態になる間に、検出信号をオンに設定する。
【００８９】
さらに、この実施例では、受光量データに代えて、上記の微分演算の結果（ｂ）をメモリに蓄積して、蓄積されたデータを対象にしたサンプリング処理を実行し、取得したサンプリングデータを、設定用機器２００のモニタ２０１に、時間軸を引き延ばしたグラフとして表示する。図１０（２）のグラフ（ｃ）は、この表示例を示す。
【００９０】
図１０（２）のグラフ（ｂ）（ｃ）に示すように、検出対象物の落下に伴う受光量データの微分値は複雑な変化を示し、しかもその変化の速度が速いため、従来は、安定した検出に適したしきい値を設定するのが困難であった。図１０（２）のグラフ（ｃ）のように、時間軸を引き延ばしたグラフを表示することにより、ユーザは、しきい値と照合されるデータの具体的なパターンを認識し、しきい値の適正値を容易に決定することができる。
【符号の説明】
【００９１】
Ｗ  ワーク
１  光電センサ２
１２Ａ，１２Ｂ  ディジタル表示器
１４  ＵＰスイッチ
１５  ＤＯＷＮスイッチ
１００  制御部
１０１  表示部
１０２  操作部
１０３  投光部
１０４  受光部
１３１  ＬＥＤ
１３２  ＬＥＤ駆動回路
１４１  フォトダイオード（ＰＤ）
１４２  受光量信号処理回路
２００  外部用機器
２０１  モニタ
【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】
2011185679.tif 000011
【図１０】
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