(57)【要約】【課題】モニタ用のフォトダイオードを用いずに、発光ダイオードの温度補正及び発光ダイオードの寿命予測を実施可能とする。【解決手段】光を発光する発光ダイオード１０１１と、発光ダイオード１０１１の周辺に配置され、温度及び湿度を検出するＭＥＭＳセンサである温湿度センサ１０４と、温湿度センサ１０４により検出された温度に基づいて、発光ダイオード１０１１に対する温度補正を行う温度補正部１０５２と、温湿度センサ１０４により検出された温度及び湿度に基づいて、発光ダイオード１０１１の寿命を予測する寿命予測部１０５３とを備えた。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を発光する光源と、
前記光源の周辺に配置され、温度及び湿度を検出するＭＥＭＳセンサである温湿度センサと、
前記温湿度センサにより検出された温度に基づいて、前記光源に対する温度補正を行う温度補正部と、
前記温湿度センサにより検出された温度及び湿度に基づいて、前記光源の寿命を予測する寿命予測部と
を備えた光電センサ。
【請求項２】
前記寿命予測部は、アイリングモデルにより前記光源の寿命を予測する
ことを特徴とする請求項１記載の光電センサ。
【請求項３】
前記光源を含む自機が有する各部が収納された筐体と、
前記筐体内に配置され、加速度を検出するＭＥＭＳセンサである加速度センサとを備え、
前記寿命予測部は、前記加速度センサにより検出された加速度に基づいて、自機の機械的寿命を予測する
ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の光電センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光源を有する光電センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動で投光量を制御するＡＰＣ（Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）機能を有する光電センサが知られている（例えば特許文献１参照）。このＡＰＣ機能により、光源が周囲の温度により劣化した場合でも投光量を一定に制御可能となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２１７７０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のＡＰＣ機能を有する光電センサでは、投光量をモニタするためのフォトダイオードが別途必要となる。そして、このモニタ用のフォトダイオードは部品サイズが大きいため、光電センサの小型化に対する妨げとなる。また、ＡＰＣ機能では、光源の温度による劣化は補正できるが、光源の寿命そのものは予測できない。
【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、モニタ用のフォトダイオードを用いずに、光源の温度補正及び光源の寿命予測を実施可能な光電センサ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】
この発明に係る光電センサは、光を発光する光源と、光源の周辺に配置され、温度及び湿度を検出するＭＥＭＳセンサである温湿度センサと、温湿度センサにより検出された温度に基づいて、光源に対する温度補正を行う温度補正部と、温湿度センサにより検出された温度及び湿度に基づいて、光源の寿命を予測する寿命予測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、モニタ用のフォトダイオードを用いずに、光源の温度補正及び光源の寿命予測が実施可能である。
【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における処理部の構成例を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１における処理部による温度補正及び寿命予測の動作例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】
【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に係る光電センサの構成例を示す図である。
光電センサは、検出領域を介して光の投受光を行い、その受光結果に基づいて検出領域における物体の有無判定等の各種処理を行う。以下では、光電センサが有する構成のうちの投光側の構成のみを示す。この光電センサは、図１に示すように、投光部１０１、スイッチ１０２、リファレンス電圧生成部１０３、温湿度センサ１０４、処理部１０５及び通知部１０６を備えている。なお、光電センサの種別は特に限定されず、透過型、反射型及びリフレクタ型の何れでもよい。
【００１０】
投光部１０１は、光を発光して検出領域に投光する。この投光部１０１は、図１に示すように、発光ダイオード（光源）１０１１、トランジスタ１０１２及び抵抗１０１３を有している。
【００１１】
発光ダイオード１０１１は、光を発光する。この発光ダイオード１０１１は、アノードに定電圧源（図１に示すＶｃｃ）が接続されている。
トランジスタ１０１２は、コレクタ端子に発光ダイオード１０１１のカソードが接続されている。
抵抗１０１３は、一端がトランジスタ１０１２のエミッタ端子に接続され、他端がグランドに接続されている。
【００１２】
リファレンス電圧生成部１０３は、処理部１０５から入力された信号を増幅する。
スイッチ１０２は、トランジスタ１０１２のベース端子をリファレンス電圧生成部１０３又はグランドと接続する。
【００１３】
温湿度センサ１０４は、発光ダイオード１０１１の周辺に配置され、温度及び湿度を検出する。この温湿度センサ１０４は、ＭＥＭＳ（Ｍｉｃｒｏ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  Ｓｙｓｔｅｍｓ）センサである。
【００１４】
処理部１０５は、リファレンス電圧生成部１０３に対して信号を出力し、また、スイッチ１０２を制御する。また、処理部１０５は、温湿度センサ１０４による検出結果に基づいて、発光ダイオード１０１１に対する温度補正及び寿命予測を行う機能も有している。この処理部１０５は、上記機能を実現するための構成として、図２に示すように、記録部１０５１、温度補正部１０５２及び寿命予測部１０５３を有している。なお、処理部１０５は、システムＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）等の処理回路、又はメモリ等に記憶されたプログラムを実行するＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）等により実現される。
【００１５】
記録部１０５１は、温湿度センサ１０４による検出結果を記録する。なお、記録部１０５１は、メモリ等によって構成される。
【００１６】
温度補正部１０５２は、記録部１０５１に記録されている情報（温度）に基づいて、発光ダイオード１０１１に対する温度補正を行う。この際、温度補正部１０５２は、リファレンス電圧生成部１０３に対して出力する信号に補正値を付加することで、発光ダイオード１０１１に対する温度補正を行う。
【００１７】
寿命予測部１０５３は、記録部１０５１に記録されている情報（温度及び湿度）に基づいて、発光ダイオード１０１１の寿命を予測する。この際、寿命予測部１０５３は、アイリングモデルにより発光ダイオード１０１１の寿命を予測する。
【００１８】
通知部１０６は、寿命予測部１０５３による予測結果を外部に通知する。この際、通知部１０６は、例えば、寿命予測部１０５３により予測された寿命をそのまま通知してもよいし、当該寿命が閾値より短くなった場合に通知を行うようにしてもよい。この通知部１０６としては、例えば、情報を画面上に表示する表示部、情報を音声で通知する音声出力部又は情報を外部装置に送信する通信部等が挙げられる。
【００１９】
次に、実施の形態１における処理部１０５による温度補正及び寿命予測の動作例について、図３を参照しながら説明する。なお、温湿度センサ１０４は発光ダイオード１０１１の周辺の温度及び湿度を検出し、記録部１０５１は温湿度センサ１０４による検出結果を記録しているものとする。
実施の形態１における処理部１０５による温度補正及び寿命予測の動作例では、図３に示すように、まず、温度補正部１０５２は、記録部１０５１に記録されている情報（温度）に基づいて、発光ダイオード１０１１に対する温度補正を行う（ステップＳＴ１）。この温度補正部１０５２による温度補正の処理内容は、従来の光電センサにおける処理と同様であり、その詳細については説明を省略する。
【００２０】
また、寿命予測部１０５３は、記録部１０５１に記録されている情報（温度及び湿度）に基づいて、発光ダイオード１０１１の寿命を予測する（ステップＳＴ２）。この際、寿命予測部１０５３は、下式（１）に示すアイリングモデルに基づいて、発光ダイオード１０１１の寿命を予測する。式（１）において、Ｌは発光ダイオード１０１１の寿命を表し、Ａは定数を表し、Ｅａは活性化エネルギーを表し、ｋｂはボルツマン定数を表し、Ｔは温度（絶対温度）を表し、βは定数を表し、ＲＨは湿度（相対湿度）を表す。なお、Ａ，Ｅａ，ｋｂ，βは既知である。また、Ａ，βは、光電センサの設計後、温度及び湿度を変化させながら寿命を実測することで得られる。
Ｌ＝Ａ・ｅｘｐ（Ｅａ／ｋｂ・Ｔ）・ｅｘｐ（β／ＲＨ）  （１）
【００２１】
近年、ＭＥＭＳ技術により温湿度センサの小型化及び高性能化が進んでいる。そこで、実施の形態１に係る光電センサでは、従来のモニタ用のフォトダイオードに代えて、ＭＥＭＳセンサである温湿度センサ１０４を発光ダイオード１０１１の周辺に配置している。よって、実施の形態１に係る光電センサは、小型化の要求を満たしつつ、温湿度センサ１０４による検出結果に基づいて発光ダイオード１０１１に対する温度補正を実施可能となる。
【００２２】
また、発光ダイオードの寿命は周辺の温度及び湿度によって変動する。これに対し、実施の形態１に係る光電センサでは、上記のように、ＭＥＭＳセンサである温湿度センサ１０４を発光ダイオード１０１１の周辺に配置している。よって、実施の形態１に係る光電センサは、発光ダイオード１０１１に対する温度補正に加え、温湿度センサ１０４による検出結果に基づいて発光ダイオード１０１１の大まかな寿命予測も実施可能となる。
【００２３】
また、実施の形態１に係る光電センサにおいて、加速度を検出する加速度センサ（ＭＥＭＳセンサ）を用いて、光電センサの機械的寿命を予測してもよい。この場合、加速度センサは、発光ダイオード１０１１を含む光電センサが有する各部が収納された筐体内に設けられる。また、記録部１０５１は、加速度センサによる検出結果も記録する。そして、寿命予測部１０５３は、記録部１０５１に記録されている情報（加速度）に基づいて、光電センサの機械的寿命を予測する。例えば、加速度センサが発光ダイオード１０１１の周辺に配置されている場合、寿命予測部１０５３は、発光ダイオード１０１１と当該発光ダイオード１０１１が実装された基板との間のはんだ部分等の劣化具合を予測可能となる。
【００２４】
また、実施の形態１に係る光電センサは、光電センサが周期的な振動を伴う装置に組込まれる場合、振動を検出する振動センサ（ＭＥＭＳセンサ）を用いて、受光側の受光量データを補正してもよい。
【００２５】
また、上記のような各種のＭＥＭＳセンサにより得られる情報（温度、湿度、加速度又は振動）は、産業界で近年盛んに行われているデジタルツイン又はサイバーフィジカルシステムといった取組みにおいても有用であると考えられる。すなわち、これらの取組みでは現実に即した挙動を示す物理モデルを装置毎に定義することが不可欠である。そして、物理モデルを定義する上で、装置の一部となる光電センサに上記のＭＥＭＳセンサを予め取付けることで、別途センサを用いることなく装置の局所的な周囲条件を扱うことが可能となるためである。
【００２６】
以上のように、この実施の形態１によれば、光電センサは、光を発光する発光ダイオード１０１１と、発光ダイオード１０１１の周辺に配置され、温度及び湿度を検出するＭＥＭＳセンサである温湿度センサ１０４と、温湿度センサ１０４により検出された温度に基づいて、発光ダイオード１０１１に対する温度補正を行う温度補正部１０５２と、温湿度センサ１０４により検出された温度及び湿度に基づいて、発光ダイオード１０１１の寿命を予測する寿命予測部１０５３とを備えた。これにより、実施の形態１に係る光電センサは、モニタ用のフォトダイオードを用いずに、発光ダイオード１０１１の温度補正及び発光ダイオード１０１１の寿命予測が実施可能である。
【００２７】
なお、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】
【００２８】
１０１  投光部
１０２  スイッチ
１０３  リファレンス電圧生成部
１０４  温湿度センサ
１０５  処理部
１０６  通知部
１０１１  発光ダイオード（光源）
１０１２  トランジスタ
１０１３  抵抗
１０５１  記録部
１０５２  温度補正部
１０５３  寿命予測部
【図１】
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【図２】
2019220812.tif 000004
【図３】
2019220812.tif 000005