(57)【要約】【課題】ノイズによる誤動作を低減可能とする。【解決手段】複数のパルスを有する複数のパルス列から成るバーストパルスに対し、少なくとも一部のパルス列が有するパルスの組合わせが他のパルス列と異なるように、パルス列毎に、連続する既定数のパルスを選択するパルス選択部と、パルス選択部により選択されたパルスを有するバーストパルスを投光する投光部１０３と、投光部１０３により投光されたバーストパルスを受光し、当該受光したバーストパルスに応じた信号を得る計測部１１５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】
複数のパルスを有する複数のパルス列から成るバーストパルスに対し、少なくとも一部のパルス列が有するパルスの組合わせが他のパルス列と異なるように、パルス列毎に、連続する既定数のパルスを選択するパルス選択部と、
前記パルス選択部により選択されたパルスを有するバーストパルスを投光する投光部と、
前記投光部により投光されたバーストパルスを受光し、当該受光したバーストパルスに応じた信号を得る計測部と
を備えた光電センサ。
【請求項２】
前記計測部により得られた信号に基づいて、パルス列毎のパルスの個数を抽出するパルス判別部と、
前記パルス判別部による抽出結果に基づいて、ノイズの有無を判定する判定部とを備えた
ことを特徴とする請求項１記載の光電センサ。
【請求項３】
前記パルス選択部は、前記バーストパルスに対し、パルス列毎に、連続する既定数のパルスを複数組選択する
ことを特徴とする請求項１記載の光電センサ。
【請求項４】
前記計測部により得られた信号に基づいて、パルス列毎の検波回数及びパルスの個数を抽出するパルス判別部と、
前記パルス判別部による抽出結果に基づいて、ノイズの有無を判定する判定部とを備えた
ことを特徴とする請求項３記載の光電センサ。
【請求項５】
複数のパルスを有する複数のパルス列から成るバーストパルスを投光する投光部と、
前記投光部により投光されたバーストパルスを受光して光電変換を行う受光部と、
前記バーストパルスに対し、少なくとも一部のパルス列が有するパルスの組合わせが他のパルス列と異なるように、パルス列毎に、連続する既定数のパルスを選択するパルス選択部と、
前記受光部による光電変換後の信号に基づいて、前記パルス選択部により選択されたパルスに相当する区間の信号の抽出を行うパルス取得部と
を備えた光電センサ。
【請求項６】
前記パルス取得部により取得された信号に基づいて、パルス列毎のパルスの個数を抽出するパルス判別部と、
前記パルス判別部による抽出結果に基づいて、ノイズの有無を判定する判定部とを備えた
ことを特徴とする請求項５記載の光電センサ。
【請求項７】
前記パルス選択部は、前記バーストパルスに対し、パルス列毎に、連続する既定数のパルスを複数組選択する
ことを特徴とする請求項５記載の光電センサ。
【請求項８】
前記パルス取得部により取得された信号に基づいて、パルス列毎の検波回数及びパルスの個数を抽出するパルス判別部と、
前記パルス判別部による抽出結果に基づいて、ノイズの有無を判定する判定部とを備えた
ことを特徴とする請求項７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、光の投受光を行う光電センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、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光電センサが知られている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−１５５８０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、従来の光電センサでは、現場で、ノイズによる誤動作が生じることがある。すなわち、従来の光電センサでは、信号の検出周期に対して周期性を有するノイズの周期が一致すると、検出値の変動により誤動作が生じる。
【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、ノイズによる誤動作を低減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、複数のパルスを有する複数のパルス列から成るバーストパルスに対し、少なくとも一部のパルス列が有するパルスの組合わせが他のパルス列と異なるように、パルス列毎に、連続する既定数のパルスを選択するパルス選択部と、パルス選択部により選択されたパルスを有するバーストパルスを投光する投光部と、投光部により投光されたバーストパルスを受光し、当該受光したバーストパルスに応じた信号を得る計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、ノイズによる誤動作を低減可能となる。
【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における投光部により投光されるバーストパルスの一例を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態１における投光部により投光されるバーストパルスの別の一例を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１における投光部により投光されるバーストパルスの別の一例を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態１における投光部により投光されるバーストパルスの別の一例を示す図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る光電センサ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に係る光電センサの構成例を示す図である。
実施の形態１に係る光電センサは、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。この光電センサは、図１に示すように、変調部１０１、制御部１０２、投光部１０３、受光部１０４、増幅部１０５、検出部１０６、パルス判別部１０７、判定部１０８、処理部１０９、入出力部１１０、通信部１１１、表示部１１２及び操作部１１３を備えている。図１に示す光電センサは、投光部１０３及び受光部１０４と検出領域とが対向する反射型である場合を示しているが、光電センサの種別はこれに限らず、透過型又はリフレクタ型でもよい。
【００１０】
なお、変調部１０１、制御部１０２及び投光部１０３は、投光出力部１１４を構成する。また、受光部１０４、増幅部１０５及び検出部１０６は、計測部１１５を構成する。また、パルス判別部１０７及び判定部１０８は演算部１１６を構成する。また、入出力部１１０、通信部１１１、表示部１１２及び操作部１１３は、インタフェース部１１７を構成する。
【００１１】
変調部１０１は、変調信号を出力する。変調信号は、基準となるバーストパルスのパターンを示す信号である。基準となるバーストパルスは、複数のパルスを有する複数のパルス列から構成される。
【００１２】
制御部１０２は、投光部１０３を制御する。また、制御部１０２は、変調部１０１により出力された変調信号が示す基準となるバーストパルスに対し、投光出力部１１４で投光を行うバーストパルスのパターンを設定する機能（パルス選択部）を有する。このパルス選択部は、変調信号が示す基準となるバーストパルスに対し、少なくとも一部のパルス列が有するパルスの組合わせが他のパルス列と異なるように、パルス列毎に、連続した既定数のパルスを選択する。なお、パルス選択部は、上記連続した既定数のパルスを、ランダム又は規則的に選択する。
【００１３】
投光部１０３は、パルス選択部により選択されたパルスを有するバーストパルスを、検出領域に投光する。
【００１４】
受光部１０４は、投光部１０３により投光されて検出領域で反射されたバーストパルスを受光して光電変換を行う。
増幅部１０５は、受光部１０４により得られた信号（光電変換後の信号）を増幅する。
検出部１０６は、増幅部１０５による増幅後の信号を復調する。
【００１５】
なお、計測部１１５は、投光部１０３により投光された光（ここではバーストパルス）を受光し、当該受光した光に応じた信号を得るものであり、この計測部１１５の機能は従来の光電センサが有する計測部の機能と同様である。
【００１６】
パルス判別部１０７は、検出部１０６により得られた信号（復調後の信号）から、パルス列毎のパルスの個数を抽出する。
【００１７】
判定部１０８は、パルス判別部１０７による抽出結果に基づいて、ノイズの有無を判定する。ここで、判定部１０８は、パルス判別部１０７により抽出された各パルス列のパルスの個数が全て同じである場合に、検出部１０６により得られた信号にノイズは重畳されておらず、当該信号は正常であると判定する。そして、判定部１０８は、判定結果を示す情報及び検出部１０６により得られた信号を処理部１０９に出力する。
【００１８】
なお、制御部１０２及び演算部１１６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。
【００１９】
処理部１０９は、検出部１０６により得られた信号に基づいて、物体の有無判定等の各種処理を行うＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）である。この際、処理部１０９は、判定部１０８によりノイズが無いと判定された信号を用いて上記処理を行う。この処理部１０９による処理結果を示す情報はインタフェース部１１７に出力される。
【００２０】
入出力部１１０は、光電センサに対する各種設定の入力を行い、制御情報を生成して処理部１０９を介して制御部１０２に出力する。この制御情報には、例えば、投光出力部１１４による光の投光を指示するトリガ信号、又は、投光出力部１１４でレーザ光を用いる場合にはレーザ光の停止を指示する停止信号等が含まれる。
また、入出力部１１０は、処理部１０９から入力された情報の出力を行う。この際、入出力部１１０は、例えば、アナログ出力を行ってもよいし、閾値判定を行って閾値を超えた場合にオン出力を行ってもよい。
【００２１】
通信部１１１は、イーサネット（登録商標）等のネットワークを介して外部装置と通信を行い、例えば処理部１０９から入力された情報を外部装置に送信する。
表示部１１２は、各種の動作表示を行う。また、表示部１１２は、処理部１０９から入力された情報を表示する。
操作部１１３は、ユーザ操作を受付け、例えば、表示部１１２の表示切替え又は光電センサに対する各種設定等を行う。
【００２２】
次に、実施の形態１に係る光電センサの動作例について説明する。
実施の形態１に係る光電センサでは、制御部１０２が基準となるバーストパルスから投光対象とするパルスをパルス列毎に選択し、投光部１０３が当該選択されたパルスを有するバーストパルスを投光する。例えば、基準となる１サイクルのバーストパルスが５個のパルスを有する３個のパルス列から成り、制御部１０２が、パルス列毎に、５個のパルスのうちの連続する３個のパルスをランダムに選択するものとする。この場合、投光部１０３は、例えば図２に示すようなバーストパルスを投光する。図２において、実線で示されるパルスは投光部１０３により投光されるパルスであり、破線で示されるパルスは投光部１０３により投光されないパルスである。
【００２３】
図２に示すバーストパルスは、１サイクルが６７５ｕｓとなっている。また、このバーストパルスは、少なくとも一部のパルス列が有するパルスの組合わせが他のパルスと異なっている。図２の例では、１番目のパルス列では１〜３番目のパルスが投光対象であり、２番目のパルス列では３〜５番目のパルスが投光対象であり、３番目のパルス列では２〜４番目のパルスが投光対象となっている。よって、このバーストパルスでは、パルス列毎の周期が異なる。図２の例では、１番目のパルス列の周期が２４０ｕｓであり、２，３番目のパルス列の周期が２１７．５ｕｓである。
【００２４】
このバーストパルスに対して一定周期のノイズが印加される場合、全てのパルス列に対してノイズが重畳する可能性は低いと考えられる。そして、実施の形態１に係る光電センサでは、パルス判別部１０７が計測部１１５により得られた信号からパルス列毎のパルスの個数を抽出し、判定部１０８がその抽出結果に基づいてノイズの有無を判定している。これにより、実施の形態１に係る光電センサでは、信号に周期性を有するノイズが重畳し続けることを回避でき、誤動作を抑制できる。なお、実施の形態１に係る光電センサでは、ノイズの印加時間が、各パルス列の周期のずれを吸収してしまうほどに大きくはないことを前提としている。
【００２５】
なお図２では、１サイクルのバーストパルスが３個のパルス列から構成される場合を示した。しかしながら、パルス列の数はこれに限らず複数であればよい。例えば図３に示すように、１サイクルのバーストパルスが２個のパルス列から構成されていてもよい。
【００２６】
また図２では、パルス列が５個のパルスを有する場合を示した。しかしながら、パルス列が有するパルスの数はこれに限らず複数であればよい。例えば図４に示すように、パルス列が１０個のパルスを有していてもよい。なお図４では、１サイクルのバーストパルスが６個のパルス列から構成されている。
【００２７】
また図２〜４では、制御部１０２が、パルス列毎に、連続する３個のパルスを選択する場合を示している。しかしながら、制御部１０２により選択されるパルスの数はこれに限らず複数であればよい。
【００２８】
このように、実施の形態１に係る光電センサでは、１サイクルのバーストパルスにおけるパルス列毎のパルスの組合わせを自由に設定できる。よって、例えば、判定部１０８が３２個のパルス列を用いてノイズの有無を判定する場合には、制御部１０２は、１サイクルのバーストパルスにおいて、３２個のパルス列で一巡するようなパルスの組合わせを設定することも可能である。
【００２９】
また図２〜４では、制御部１０２が、パルス列毎に、連続する既定数のパルスを１組選択する場合を示している。しかしながら、これに限らず、制御部１０２は、パルス列毎に、連続する既定数のパルスを複数組選択してもよい。例えば図５では、制御部１０２は、パルス列毎に、連続する３個のパルスを２組選択している。この場合、パルス判別部１０７は、計測部１１５により得られた信号からパルス列毎の検波回数及びパルスの個数を抽出し、判定部１０８はその抽出結果に基づいてノイズの有無を判定する。すなわち、判定部１０８は、パルス列毎に検波回数が既定回数（図５では２回）であるかを判定し、且つ、パルス列毎でのパルスの個数が全て同じ（図５では３個ずつ）であるかを判定することで、ノイズの有無を判定する。これにより、光電センサにおけるノイズ耐性が更に向上する。
【００３０】
以上のように、この実施の形態１によれば、光電センサは、複数のパルスを有する複数のパルス列から成るバーストパルスに対し、少なくとも一部のパルス列が有するパルスの組合わせが他のパルス列と異なるように、パルス列毎に、連続する既定数のパルスを選択するパルス選択部と、パルス選択部により選択されたパルスを有するバーストパルスを投光する投光部１０３と、投光部１０３により投光されたバーストパルスを受光し、当該受光したバーストパルスに応じた信号を得る計測部１１５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、ノイズによる誤動作を低減可能となる。
【００３１】
実施の形態２．
実施の形態１では、投光側でパルスの選択を行う場合を示した。それに対し、実施の形態２では、受光側でパルスの選択を行う場合を示す。
図６はこの発明の実施の形態２に係る光電センサの構成例を示す図である。
実施の形態２に係る光電センサは、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。この光電センサは、図６に示すように、変調部２０１、制御部２０２、投光部２０３、受光部２０４、増幅部２０５、検出部２０６、パルス判別部２０７、判定部２０８、処理部２０９、入出力部２１０、通信部２１１、表示部２１２及び操作部２１３を備えている。図１に示す光電センサは、投光部２０３及び受光部２０４と検出領域とが対向する反射型である場合を示しているが、光電センサの種別はこれに限らず、透過型又はリフレクタ型でもよい。
【００３２】
なお、変調部２０１、制御部２０２及び投光部２０３は、投光出力部２１４を構成する。また、受光部２０４、増幅部２０５及び検出部２０６は、計測部２１５を構成する。また、パルス判別部２０７及び判定部２０８は演算部２１６を構成する。また、入出力部２１０、通信部２１１、表示部２１２及び操作部２１３は、インタフェース部２１７を構成する。
【００３３】
変調部２０１は、変調信号を出力する。変調信号は、基準となるバーストパルスのパターンを示す信号である。基準となるバーストパルスは、複数のパルスを有する複数のパルス列から構成される。
【００３４】
制御部２０２は、投光部２０３を制御する。なお、実施の形態２における制御部２０２では、実施の形態１における制御部１０２のようなパルス選択部の機能は有していない。
【００３５】
投光部２０３は、変調部２０１により出力された変調信号が示す基準となるバーストパルスを、検出領域に投光する。
【００３６】
なお、投光出力部２１４の機能は、従来の光電センサが有する投光出力部の機能と同様である。
【００３７】
受光部２０４は、投光部２０３により投光されて検出領域で反射されたバーストパルスを受光して光電変換を行う。
【００３８】
増幅部２０５は、受光部２０４により得られた信号（光電変換後の信号）を増幅する。
また、増幅部２０５は、変調部２０１により出力された変調信号が示す基準となるバーストパルスに対し、計測部２１５で受信を行うバーストパルスのパターンを設定する機能（パルス選択部）を有する。このパルス選択部は、変調信号が示す基準となるバーストパルスに対し、少なくとも一部のパルス列が有するパルスの組合わせが他のパルス列と異なるように、パルス列毎に、連続した既定数のパルスを選択する。なお、パルス選択部は、上記連続した既定数のパルスを、ランダム又は規則的に選択する。
また、増幅部２０５は、受光部２０４により得られた信号から、パルス選択部により選択されたパルスに相当する区間の信号の抽出を行う機能（パルス取得部）を有する。なお、パルス取得部は、例えばスイッチ等を用いることで、上記信号の抽出が可能である。
【００３９】
検出部２０６は、増幅部２０５により増幅され且つパルス取得部により抽出された信号を復調する。
【００４０】
パルス判別部２０７は、検出部２０６により得られた信号（復調後の信号）から、パルス列毎のパルスの個数を抽出する。
【００４１】
判定部２０８は、パルス判別部２０７による抽出結果に基づいて、ノイズの有無を判定する。ここで、判定部２０８は、パルス判別部２０７により抽出された各パルス列のパルスの個数が全て同じである場合に、検出部２０６により得られた信号にノイズは重畳されておらず、当該信号は正常であると判定する。そして、判定部２０８は、判定結果を示す情報及び検出部２０６により得られた信号を処理部２０９に出力する。
【００４２】
なお、制御部２０２及び演算部２１６は、システムＬＳＩ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等により実現される。
【００４３】
また、処理部２０９及びインタフェース部２１７の機能は、実施の形態１に係る処理部１０９及びインタフェース部１１７の機能と同様であり、その説明を省略する。
【００４４】
このように、実施の形態２に係る光電センサでは、増幅部２０５が基準となるバーストパルスから受信対象とするパルスをパルス列毎に選択し、受光部２０４により得られた信号から当該選択したパルスに相当する区間の信号の取得を行う。なお、増幅部２０５により設定されるバーストパルスのパターンは例えば図２〜５のように実施の形態１と同様である。よって、実施の形態２に係る光電センサでも、実施の形態１と同様に、信号に周期性を有するノイズが重畳し続けることを回避でき、誤動作を抑制できる。
【００４５】
なお上記では、増幅部２０５がパルス選択部及びパルス取得部の機能を有する場合を示した。しかしながら、これに限らず、パルス選択部及びパルス取得部は、受光部２０４とパルス判別部２０７との間に設けられていればよい。
【００４６】
以上のように、この実施の形態２によれば、光電センサは、複数のパルスを有する複数のパルス列から成るバーストパルスを投光する投光部２０３と、投光部２０３により投光されたバーストパルスを受光して光電変換を行う受光部２０４と、上記バーストパルスに対し、少なくとも一部のパルス列が有するパルスの組合わせが他のパルス列と異なるように、パルス列毎に、連続する既定数のパルスを選択するパルス選択部と、受光部２０４による光電変換後の信号に基づいて、パルス選択部により選択されたパルスに相当する区間の信号の抽出を行うパルス取得部とを備えた。これにより、実施の形態２に係る光電センサは、ノイズによる誤動作を低減可能となる。
【００４７】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【００４８】
１０１，２０１  変調部
１０２，２０２  制御部
１０３，２０３  投光部
１０４，２０４  受光部
１０５，２０５  増幅部
１０６，２０６  検出部
１０７，２０７  パルス判別部
１０８，２０８  判定部
１０９，２０９  処理部
１１０，２１０  入出力部
１１１，２１１  通信部
１１２，２１２  表示部
１１３，２１３  操作部
１１４，２１４  投光出力部
１１５，２１５  計測部
１１６，２１６  演算部
１１７，２１７  インタフェース部
【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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