(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
２以上の特定波長に対応する検出光を検出領域に向けて投光する投光手段と、
上記検出領域における検出対象物からの反射光を受光して受光信号に変換する受光手段と、
補正指示を受け付ける補正指示受付手段と、
上記補正指示に従って上記受光手段が光を受光して変換した受光信号を取得し、当該受光信号に基づいて上記特定波長ごとの受光量を戻り光量に指定する戻り光量取得手段と、
上記戻り光量に基づいて、上記受光手段が上記検出領域における検出対象物からの反射光を受光して変換した上記受光信号を補正する戻り光補正手段と、
上記戻り光補正手段による補正後の上記受光信号に基づいて、少なくとも２つの上記特定波長の受光量を比較して色情報を取得する色情報取得手段と、
基準色取込指示を受け付ける基準色取込指示受付手段と、
上記基準色取込指示に従って上記色情報取得手段により取得された上記色情報を基準色に指定する基準色取得手段と、
上記色情報取得手段により順次に取得される上記色情報を上記基準色と比較して一致度を求める一致度算出手段と、
上記一致度を予め定められた判定閾値と比較してワーク判定を行い、上記ワーク判定の結果に基づいて検出信号を出力する検出信号出力手段と、
上記判定閾値の設定入力を受け付ける閾値設定部とを備えたことを特徴とする光電スイッチ。
【請求項２】
上記検出光を生成する発光ダイオード及び上記受光信号を生成するフォトダイオードを有する本体部と、
上記検出光を検出領域に向けて出射する一方、上記検出領域からの反射光が入射されるヘッド部と、
上記本体部から上記ヘッド部に上記検出光を伝送する第１の光ファイバ及び上記検出領
域における検出対象物からの反射光を上記受光手段に伝送する第２の光ファイバを有する光ファイバケーブルとを備え、
上記第１の光ファイバの端部及び上記第２の光ファイバの端部は、上記ヘッド部内において隣接配置されることを特徴とする請求項１に記載の光電スイッチ。
【請求項３】
上記ヘッド部に着脱可能に装着され、上記光ファイバケーブルの端面から出射された上記検出光を上記検出領域に集光させる対物レンズを備えたことを特徴とする請求項２に記載の光電スイッチ。
【請求項４】
２以上の特定波長に対応する検出光を検出領域に向けて出射し、当該検出領域からの反射光が入射されるヘッド部が、当該ヘッド部に当該検出光を伝送する第１の光ファイバ及び当該検出領域からの反射光を伝送する第２の光ファイバを有する光ファイバケーブルを介して着脱可能に接続される光電スイッチにおいて、
上記検出光を発光する発光素子と、
上記光ファイバケーブルにより、上記発光素子から発光された上記検出光が上記第１の光ファイバを介して上記ヘッド部に伝送されるように、上記光ファイバケーブルを着脱可能に接続するためのファイバケーブル接続部と、
上記ヘッド部に入射した上記検出領域における検出対象物からの反射光を上記第２の光ファイバを介して受光して受光信号に変換する受光手段と、
上記ファイバケーブル接続部に上記光ファイバケーブルが接続され、かつ、上記検出領域に上記検出対象物が存在しない状態で、補正指示を受け付けるための補正指示受付手段と、
上記補正指示に従って、上記受光手段が上記ヘッド部からの戻り光を含む光を受光して変換した上記受光信号に基づいて、上記特定波長ごとの受光量を戻り光量に指定する戻り光量取得手段と、
上記戻り光量に基づいて、上記検出領域における上記検出対象物からの反射光を受光して変換した上記受光信号を補正する戻り光補正手段と、
上記戻り光補正手段による補正後の上記受光信号に基づいて、少なくとも２つの上記特定波長の受光量を比較して色情報を取得する色情報取得手段と、
基準色取込指示を受け付ける基準色取込指示受付手段と、
上記基準色取込指示に従って上記色情報取得手段により取得された上記色情報を基準色に指定する基準色取得手段と、
上記色情報取得手段により順次に取得される上記色情報を上記基準色と比較して一致度を求める一致度算出手段と、
上記一致度を予め定められた判定閾値と比較してワーク判定を行い、上記ワーク判定の結果に基づいて検出信号を出力する検出信号出力手段と、
上記判定閾値の設定入力を受け付ける閾値設定部とを備えたことを特徴とする光電スイッチ。
【請求項５】
上記検出光を伝送する上記第１の光ファイバの端部及び上記反射光を伝送する上記第２の光ファイバの端部が、上記ファイバケーブル接続部内において平行に配置されることを特徴とする請求項４に記載の光電スイッチ。
【請求項６】
上記受光手段により上記検出領域における上記検出対象物からの反射光を受光して変換された上記受光信号に基づいて、上記検出光の投光量を制御する投光量制御手段と、
上記戻り光量取得手段により指定された上記戻り光量及び当該戻り光量に対応する上記投光量を記憶する第１の戻り光量記憶部とを備え、
上記戻り光補正手段は、上記投光量制御手段により制御された上記検出光の投光量及び上記第１の戻り光量記憶部に記憶された上記検出光の投光量に応じて、上記第１の戻り光量記憶部に記憶された当該検出光の投光量に対応する上記戻り光量を調整し、調整後の戻り光量に基づいて上記受光信号の補正を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光電スイッチ。
【請求項７】
上記受光手段により上記検出領域における上記検出対象物からの反射光を受光して変換された上記受光信号に基づいて、当該受光信号を増幅するアンプのゲインを制御するゲイン制御手段と、
上記戻り光量取得手段により指定された上記戻り光量及び当該戻り光量に対応する上記ゲインを記憶する第２の戻り光量記憶部とを備え、
上記戻り光補正手段は、上記ゲイン制御手段により制御された上記ゲイン及び上記第２の戻り光量記憶部に記憶された上記ゲインに応じて、当該第２の戻り光量記憶部に記憶された当該ゲインに対応する上記戻り光量を調整し、調整後の戻り光量に基づいて上記受光信号の補正を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光電スイッチ。
【請求項８】
上記色情報取得手段は、赤色成分の受光量、緑色成分の受光量及び青色成分の受光量の和に対する各色成分の受光量の比率を含む色情報を取得することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光電スイッチ。
【請求項９】
上記戻り光補正手段は、上記特定波長ごとに、受光量から上記戻り光量を減算することにより、上記受光信号の補正を行うことを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光電スイッチ。
【請求項１０】
上記一致度を表示する一致度表示手段を備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の光電スイッチ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電スイッチに係り、さらに詳しくは、検出領域からの反射光を受光してワーク判定を行う光電スイッチの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
光電スイッチは、光を用いてワークを検出する検出装置であり、検出光を投光し、ワークによる反射光や透過光等を受光してワーク判定を行い、ワーク判定の結果に基づいて検出信号を生成する。光電スイッチには、ワークを含む検出領域からの反射光又は透過光の受光量によりワーク判定を行う受光量方式の光電スイッチと、ワークまでの距離を計測してワーク判定を行う距離計測方式の光電スイッチと、ワーク表面の色を判別してワーク判定を行う色判別方式の光電スイッチとがある。
【０００３】
受光量方式の光電スイッチは、ワーク表面の反射率又は色の違い、ワークまでの距離の違い、ワーク表面の傾き（チルト角）の違い等により受光量が変動することを利用してワーク判別を行うものであり、多くの用途に適用することができる汎用的な光電スイッチである。一方、距離計測方式の光電スイッチは、ワークの形状による特徴をワークまでの距離として計測してワーク判定を行うものであり、ワーク表面の反射率及び色の変動、ワーク表面の傾き（チルト角）の変動の影響を受け難い。また、色判別方式の光電スイッチは、ワーク表面の色によりワーク判定を行うものであり、ワーク表面の反射率の変動、ワークまでの距離の変動、ワーク表面の傾き（チルト角）の変動の影響を受け難い。
【０００４】
色判別方式の従来の光電スイッチは、赤色、緑色及び青色の検出光をそれぞれ生成する３つの発光素子と、反射光を受光して受光信号を生成する１つの受光素子とを備える（例えば、特許文献１〜４）。この種の光電スイッチでは、各発光素子を時分割で順に点灯させて得られる３色の受光量レベルＲｋ，Ｇｋ，Ｂｋに基づいて、例えば、３色の受光量レベルの比率ｒｋ＝Ｒｋ／Ｍｋ，ｇｋ＝Ｇｋ／Ｍｋ，ｂｋ＝Ｂｋ／Ｍｋ（受光量の和Ｍｋ＝Ｒｋ＋Ｇｋ＋Ｂｋ）により色を表し、ワーク判定時に取得された受光量レベルの比率ｒ１，ｇ１，ｂ１が、予め登録された基準色の受光量レベルの比率ｒ０，ｇ０，ｂ０と一致するか否かが判別される。具体的には、各色の受光量レベルの比率を基準色の受光量レベルの比率と比較して両色情報の一致度を求め、この一致度を判定用閾値と比較することにより、ワーク判定が行われる。
【０００５】
基準色の受光量レベルは、ユーザが指示したタイミングで取得された各色の受光量レベルに基づいて定められる。例えば、所定期間内に取得される複数の受光量レベル又は受光量レベルの比率に基づいて、色成分ごとに最大値及び最小値を求め、最大値と最小値との中間値が基準色の受光量レベル又は受光量レベルの比率に指定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１２１４４０号公報
【特許文献２】特開２０００−１２１４４１号公報
【特許文献３】特開２００５−１２７８６９号公報
【特許文献４】特開２００５−２９１７４８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述した従来の光電スイッチは、色の判別に一致度を用いることにより、通常３つのパラメータにより表現される色情報を、一致度という１つのパラメータで表現するため、受光量と閾値とで判別する受光量方式の光電スイッチと同様な取り扱いができ、設定が簡便なものとなっている。一方、ワークに貼付されたラベル、ワークに組み付けられた部品等を検出する場合、従来の光電スイッチは、基準色との色差を求め、色差が一定レベル以上であれば、ラベルや組付け部品が存在していると判別する。また、シート状部材の切断位置、ラベルの貼付位置等を表すレジマークを検出する場合にも、基準色との色差が一定レベル以上であれば、レジマークが存在していると判別される。色差は、一致度とその上限値から求められ、色情報が基準色と完全に一致している場合の色差は０である。
【０００８】
検出光を検出領域に集光させる対物レンズを備えた光電スイッチでは、検出光の一部が対物レンズにより反射され、対物レンズから出射されることなく受光素子に戻り光として受光される場合がある。また、検出光を本体部からヘッド部へ伝送する一方、検出領域からの反射光をヘッド部から本体部へ伝送する光ファイバケーブルを備えた光電スイッチでは、きず等の光ファイバの不具合により、検出光の一部が反射光伝送用の光ファイバに混入し、ヘッド部から出射されることなく受光素子に戻り光として受光される場合がある。
【０００９】
色判別方式の従来の光電スイッチでは、各色の受光量を比較して色情報を取得している。このため、戻り光の影響によって受光量比率が変化し、ワークの色目が正しく判別することができないという問題があった。特に、反射率が低いワークを検出対象とする場合、ワークからの反射光量が少ないため、戻り光によって受光量比率が大きく変化してしまう。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、色の判別感度の低下を抑制することができる光電スイッチを提供することを目的とする。特に、反射率が低いワークを検出対象とする場合であっても、戻り光による色の判別感度の低下を抑制することができる光電スイッチを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の第１の態様による光電スイッチは、２以上の特定波長に対応する検出光を検出領域に向けて投光する投光手段と、上記検出領域からの反射光を受光して受光信号に変換する受光手段と、補正指示を受け付ける補正指示受付手段と、上記補正指示に従って上記受光信号を取得し、上記特定波長ごとの受光量を戻り光量に指定する戻り光量取得手段と、上記戻り光量に基づいて、上記受光信号を補正する戻り光補正手段と、上記戻り光補正手段による補正後の上記受光信号に基づいて、少なくとも２つの上記特定波長の受光量を比較して色情報を取得する色情報取得手段と、基準色取込指示を受け付ける基準色取込指示受付手段と、上記基準色取込指示に従って上記色情報取得手段により取得された上記色情報を基準色に指定する基準色取得手段と、上記色情報取得手段により順次に取得される上記色情報を上記基準色と比較して一致度を求める一致度算出手段と、上記一致度を予め定められた判定閾値と比較してワーク判定を行い、上記ワーク判定の結果に基づいて検出信号を出力する検出信号出力手段とを備える。
【００１２】
この様な構成によれば、補正指示に従って取得される戻り光量に基づいて受光信号を補正するため、戻り光による受光量の変化を抑制することができる。従って、ワーク上のラベル、組付け部品、レジマーク等を検出する際に、ワークの色目を正しく判別することができ、戻り光による色の判別感度の低下を抑制することができる。特に、ワークからの反射光量にかかわらずワークの色目が正しく判別されるため、反射率が低いワークを検出対象とする場合であっても、戻り光による色の判別感度の低下を抑制することができる。
【００１３】
本発明の第２の態様による光電スイッチは、上記構成に加え、上記検出光を生成する発光ダイオード及び上記受光信号を生成するフォトダイオードを有する本体部と、上記検出光を検出領域に向けて出射する一方、上記検出領域からの反射光が入射されるヘッド部と、上記検出光及び上記反射光を上記本体部及び上記ヘッド部間で伝送する光ファイバケーブルとを備え、上記検出光を伝送する光ファイバの端部及び上記反射光を伝送する光ファイバの端部が、上記ヘッド部内において隣接配置されるように構成される。
【００１４】
この様な構成によれば、光ファイバの不具合により、ヘッド部内において検出光の一部が反射光伝送用の光ファイバに混入し、ヘッド部から出射されることなくフォトダイオードに戻り光として受光される場合であっても、戻り光による色の判別感度の低下を抑制することができる。
【００１５】
本発明の第３の態様による光電スイッチは、上記構成に加え、上記ヘッド部に着脱可能に装着され、上記光ファイバケーブルの端面から出射された上記検出光を上記検出領域に集光させる対物レンズを備えて構成される。
【００１６】
この様な構成によれば、検出光の一部が対物レンズにより反射され、対物レンズから出射されることなくフォトダイオードに戻り光として受光される場合であっても、戻り光による色の判別感度の低下を抑制することができる。また、対物レンズを取り替えることにより、光学特性が変化した場合であっても、戻り光量を取得して受光信号を補正することにより、戻り光による色の判別感度の低下を抑制することができる。
【００１７】
本発明の第４の態様による光電スイッチは、上記構成に加え、上記本体部が、上記光ファイバケーブルが着脱可能に接続されるファイバ接続部を有し、上記検出光を伝送する光ファイバの端部及び上記反射光を伝送する光ファイバの端部が、上記ファイバ接続部内において平行に配置されるように構成される。
【００１８】
この様な構成によれば、ヘッド部又は光ファイバケーブルを取り替えることにより、光学特性が変化した場合であっても、戻り光量を取得して受光信号を補正することにより、戻り光による色の判別感度の低下を抑制することができる。
【００１９】
本発明の第５の態様による光電スイッチは、上記構成に加え、上記受光信号に基づいて、上記検出光の投光量を制御する投光量制御手段を備え、上記戻り光補正手段が、上記投光量に応じて上記戻り光量を調整し、調整後の戻り光量に基づいて上記受光信号の補正を行うように構成される。この様な構成によれば、投光量に応じて戻り光量を調整するため、検出光の投光量が変化した場合であっても、戻り光による誤検出を低減させることができる。
【００２０】
本発明の第６の態様による光電スイッチは、上記構成に加え、上記受光信号に基づいて、上記受光信号を増幅するアンプのゲインを制御するゲイン制御手段を備え、上記戻り光補正手段が、上記ゲインに応じて上記戻り光量を調整し、調整後の戻り光量に基づいて上記受光信号の補正を行うように構成される。この様な構成によれば、ゲインに応じて戻り光量を調整するため、アンプのゲインが変化した場合であっても、戻り光による誤検出を低減させることができる。
【００２１】
本発明の第７の態様による光電スイッチは、上記構成に加え、上記色情報取得手段が、赤色成分の受光量、緑色成分の受光量及び青色成分の受光量の和に対する各色成分の受光量の比率を含む色情報を取得するように構成される。この様な構成によれば、各色成分について、受光量比率の変化が抑制されるため、戻り光による誤検出を低減させることができる。
【００２２】
本発明の第８の態様による光電スイッチは、上記構成に加え、上記戻り光補正手段が、特定波長ごとに、受光量から上記戻り光量を減算することにより、上記受光信号の補正を行うように構成される。この様な構成によれば、補正のための演算処理を複雑化することなく、戻り光による誤検出を低減させることができる。
【００２３】
本発明の第９の態様による光電スイッチは、上記構成に加え、上記一致度を表示する一致度表示手段を備えて構成される。この様な構成によれば、一致度を判定閾値と比較してワーク判定を行うため、ワーク判定用のパラメータは判定閾値だけであり、パラメータの指定を簡素化することができる。
【００２４】
本発明の第１０の態様による光電スイッチは、上記構成に加え、上記判定閾値の入力を受け付ける判定閾値入力手段を備えて構成される。この様な構成によれば、判定閾値を任意に指定することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明による光電スイッチでは、戻り光による受光量の変化が抑制されるため、色の判別感度の低下を抑制することができる。特に、ワークからの反射光量にかかわらずワークの色目が正しく判別されるため、反射率が低いワークを検出対象とする場合であっても、戻り光による色の判別感度の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施の形態による光電スイッチ１の一構成例を示した斜視図である。
【図２】図１のヘッド部３の鉛直面による断面図である。
【図３】図２のヘッド部３のＡ−Ａ切断線による断面図である。
【図４】図１の本体部１０を示した平面図である。
【図５】図４の本体部１０のＢ１−Ｂ１切断線による断面図である。
【図６】図４の本体部１０のＢ２−Ｂ２切断線による断面図である。
【図７】図４の本体部１０を展開して示した斜視図である。
【図８】図７の光学モジュール４２を展開して示した斜視図である。
【図９】図８の投光モジュール５０を展開して示した斜視図である。
【図１０】図４の本体部１０のファイバ接続部１８の構成例を示した図である。
【図１１】図１０のクランプモジュール７０を展開して示した斜視図である。
【図１２】図１０のクランプモジュール７０の動作例を示した図である。
【図１３】図４の本体部１０内の機能構成の一例を示したブロック図である。
【図１４】図１３の主制御部１００の構成例を示したブロック図である。
【図１５】ヘッド部３及び光ファイバケーブル２の他の構成例を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。本明細書では、便宜上、ヘッド部の投受光軸の方向を上下方向（鉛直方向）とし、本体部の投受光軸の方向を前後方向として説明するが、本発明による光電スイッチの使用時における姿勢を限定するものではない。
【００２８】
＜光電スイッチ１＞
図１は、本発明の実施の形態による光電スイッチ１の一構成例を示した斜視図であり、色判別方式の光電スイッチ１が示されている。光電スイッチ１は、検出光ＤＬを投光し、ワークＷを含む検出領域からの反射光を受光してワーク判定を行い、ワーク判定の結果に基づいて検出信号を生成する検出装置である。ワーク判定は、ワーク表面の色を判別することによって行われ、ワークＷの良否、ワークＷの有無等を示す検出信号が出力される。
【００２９】
この光電スイッチ１は、投光用光源や受光回路等を有する本体部１０と、検出光ＤＬ及び検出領域からの反射光を伝送する光ファイバケーブル２と、検出光ＤＬを検出領域に向けて出射する一方、検出領域からの反射光が入射されるヘッド部３とにより構成される。ヘッド部３は、本体部１０から離間した位置に設置することができる。また、ヘッド部３及び光ファイバケーブル２は、本体部１０に対し、着脱可能である。
【００３０】
本体部１０は、表示灯１１、操作キー１２及び配線ケーブル１４を備える。表示灯１１は、ワーク判定の結果に応じて点灯するＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）インジケータであり、本体部１０の筐体上面に配設されている。操作キー１２は、ワーク判定用の基準色を指定する際に使用される押下式のセットキーであり、本体部１０の筐体上面に配設されている。
【００３１】
配線ケーブル１４は、本体部１０内の回路素子に電力を供給するための電源ケーブルと、制御用信号や検出信号を伝送するための信号ケーブルとにより構成される。配線ケーブル１４の引出部は、本体部１０の筐体背面、底面（下面）及び左側面の３面による角部（コーナー）に配置されている。本体部１０の筐体側面に設けられた取付穴１３は、本体部１０を工場設備や建屋に固定するためのネジ穴である。
【００３２】
光ファイバケーブル２は、検出光ＤＬ及び反射光を本体部１０及びヘッド部３間で伝送する伝送線路であり、検出光ＤＬを本体部１０からヘッド部３に伝送するための光ファイバ２ａと、反射光をヘッド部３から本体部１０に伝送するための光ファイバ２ｂとからなる。この光ファイバケーブル２は、光ファイバ２ａ及び光ファイバ２ｂが並べて配置される並列型の光ファイバケーブルである。
【００３３】
光ファイバケーブル２の本体部側の端部には、コネクタ部２１が設けられている。コネクタ部２１は、光ファイバケーブル２を本体部１０に着脱可能に接続するための接続部であり、光ファイバ２ａ及び光ファイバ２ｂに共通の部材からなる。このコネクタ部２１は、本体部１０の筐体前面から前方に向けて突出するように装着されている。光ファイバケーブル２の本体部側の端部は、光ファイバ２ａ及び光ファイバ２ｂをこの順序で上下方向に並べた状態で本体部１０に固定されている。
【００３４】
光ファイバ２ａ及び光ファイバ２ｂの外径は、Φ１．３ｍｍ〜Φ１．０ｍｍのいずれかに設定されており、コネクタ部２１により、光ファイバ２ａ及び光ファイバ２ｂの見かけの外径がΦ２．２ｍｍとなっている。なお、光ファイバケーブル２の光ファイバ２ａ及び光ファイバ２ｂの外径がΦ２．２ｍｍに設定されている場合、コネクタ部２１を設けることなく、光ファイバケーブル２の光ファイバ２ａ及び光ファイバ２ｂの端部を本体部１０に着脱可能に接続することができる。
【００３５】
ヘッド部３は、投受光ユニットであり、ヘッド部３内に光ファイバケーブル２の端部が配置され、光ファイバ２ａを介して伝送された検出光ＤＬを下方に向けて出射する。このヘッド部３は、ボルト形状であり、円筒状の鏡筒部３２を下方に向けて配置され、光ファイバケーブル２がファイバケーブル保持部３１から水平に引き出されている。光ファイバケーブル２のヘッド部側の端部は、光ファイバ２ａ及び光ファイバ２ｂを水平方向に隣接させた状態でヘッド部３に固定されている。
【００３６】
ヘッド部３には、レンズユニット３３が着脱可能に装着される。レンズユニット３３は、光ファイバ２ａの端面から出射された検出光ＤＬを検出領域に集光させる対物レンズを有する円筒状部材からなり、鏡筒部３２に装着されている。レンズユニット３３を取り替えることにより、測定レンジ、焦点距離、投光スポットのサイズ（スポット径）等を変更することができる。
【００３７】
＜ヘッド部３＞
図２は、図１のヘッド部３を対物レンズ３４の光軸を含む鉛直面により切断した場合の切断面を示す断面図である。図３は、図２のヘッド部３をＡ−Ａ切断線により切断した場合の切断面を示す断面図である。図３には、矢印により示した方向から切断面を見た場合が示されている。
【００３８】
ヘッド部３のヘッド筐体３０は、ファイバケーブル保持部３１及び鏡筒部３２により構成される。光ファイバ２ａは、ファイバケーブル保持部３１内において、水平に保持されている。光ファイバケーブル２のヘッド部側の端部２２は、鏡筒部３２内において、光ファイバ２ａの端面を下方に向けた状態で保持される。この端部２２は、保持部材３２１を介して鏡筒部３２内に固定されている。つまり、光ファイバケーブル２の光ファイバ２ａ及び２ｂは、ヘッド部３内において、直角に折り曲げられている。
【００３９】
光ファイバケーブル２のヘッド部側の端部２２は、光ファイバ２ａの端部及び光ファイバ２ｂの端部からなり、光ファイバ２ａの端部及び光ファイバ２ｂの端部が互いに隣接した状態でヘッド筐体３０の鏡筒部３２内に配置される。端部２２は、光を伝搬させるコア２２１と、コア２２１を外囲するクラッド２２２とにより構成される。
【００４０】
この様に光ファイバ２ａ及び光ファイバ２ｂは、ヘッド筐体３０内において、クラッド２２２同士が外接した状態で配置される。このため、きず等の不具合があれば、検出光ＤＬの一部が、光ファイバ２ａから光ファイバ２ｂ側に混入し、ヘッド部３から出射されることなく受光素子に戻り光として受光される場合がある。
【００４１】
レンズユニット３３の対物レンズ３４は、光ファイバ２ａの端面に対向させた状態で配置されている。レンズユニット３３をヘッド筐体３０に対して移動させることにより、焦点距離、スポット径等の調整が可能である。
【００４２】
この様な対物レンズ３４を備えた光電スイッチ１では、検出光ＤＬの一部が対物レンズ３４の内面により反射され、対物レンズ３４から出射されることなく受光素子に戻り光として受光される場合がある。本実施の形態による光電スイッチ１では、上述した戻り光による誤検出を抑制するために、ユーザが補正を指示したタイミングで各色の受光量を取得し、その受光量を用いて通常検出時の受光量を補正する処理が行われる。
【００４３】
＜本体部１０＞
図４は、図１の本体部１０を示した平面図である。図中の（ａ）には、本体部１０の前面が示され、（ｂ）には、本体部１０の右側面が示されている。図５は、図４の本体部１０をＢ１−Ｂ１切断線により切断した場合の切断面を示した断面図である。図６は、図４の本体部１０をＢ２−Ｂ２切断線により切断した場合の切断面を示した断面図である。図５及び図６には、矢印により示した方向から切断面を見た場合が示されている。図７は、図４の本体部１０を展開して示した斜視図である。図８は、図７の光学モジュール４２を展開して示した斜視図である。図９は、図８の投光モジュール５０を展開して示した斜視図である。
【００４４】
この光電スイッチ１は、本体筐体１５、操作キー１６、絶縁フィルム４１、光学モジュール４２、メイン基板４３及びシールドシート４４により構成される。本体筐体１５は、回路素子、光学部品等を収容するための直方体形状のケーシングであり、収容部１５ａ及び本体カバー１５ｂからなる。
【００４５】
収容部１５ａは、右側面が開口した箱体であり、絶縁フィルム４１、光学モジュール４２、メイン基板４３及びシールドシート４４がこの順序で収容される。本体カバー１５ｂは、収容部１５ａの開口を塞ぐ側板であり、収容部１５ａに取り付けられる。収容部１５ａ及び本体カバー１５ｂは、高熱伝導性材料により形成される。高熱伝導性材料は、高い熱伝導性を有する材料であり、放熱性に優れる。
【００４６】
例えば、収容部１５ａ及び本体カバー１５ｂは、樹脂などに比べて熱伝導率が高い金属を用いて形成される。この光電スイッチ１では、亜鉛ダイカスト製の本体筐体１５が用いられている。表示灯１１、操作キー１２，１６、取付穴１３、表示パネル１７及びファイバ接続部１８と、後述するクランプモジュール７０とは、本体部１０の収容部１５ａに設けられている。
【００４７】
操作キー１６は、ワーク判定用の閾値を指定する際に使用される押下式の方向キーであり、アップキー及びダウンキーにより構成される。アップキーを操作することにより、数値をインクリメントすることができ、ダウンキーを操作することにより、数値をデクリメントすることができる。操作キー１６は、収容部１５ａの背面に配設されている。
【００４８】
表示パネル１７は、ワーク判定用の閾値や一致度を表示する表示装置であり、収容部１５ａの背面に配設されている。例えば、表示パネル１７は、７セグメント表示器である。なお、表示パネル１７には、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display：液晶ディスプレイ）などのアクティブマトリクス駆動方式の表示装置を用いても良い。
【００４９】
ファイバ接続部１８は、光ファイバケーブル２が着脱可能に接続されるファイバケーブル着脱部であり、クランプモジュール７０に配設されている。光ファイバ２ａの端部及び光ファイバ２ｂの端部は、ファイバ接続部１８内において平行に配置され、互いに上下方向に離間している。
【００５０】
絶縁フィルム４１は、電気絶縁性を有し、収容部１５ａの側壁に沿って配置されるシート状の部材である。この絶縁フィルム４１は、回路素子を本体筐体１５から電気的に絶縁する樹脂製のフィルムであり、左側の側壁に密着させて配置される。
【００５１】
絶縁フィルム４１は、熱伝導性が高い方が好ましいが、厚みが０．５ｍｍ程度を下回れば、熱伝導性を特に考慮しなくても熱抵抗は低く、より好ましくは厚みが０．１ｍｍ程度であれば、絶縁フィルム４１を介して本体筐体１５へ放熱することができる。なお、絶縁フィルム４１に代えて熱伝導性及び絶縁性が高い絶縁物を介在させ、放熱性と電気絶縁性の両立をさせることもできる。
【００５２】
＜光学モジュール４２＞
光学モジュール４２は、光学ベースフレーム４２０、投光モジュール５０、受光基板６０、ＰＤユニット６１及びガラス板６２により構成される。光学ベースフレーム４２０は、光学部品及び回路基板を支持する支持部材である。
【００５３】
＜投光モジュール５０＞
投光モジュール５０は、投光基板５１、発光素子５２、投光基板ホルダ５３、放熱シート５４、調整スペーサ５５、ファイバホルダ５６、ガラスファイバ５７、クッション材５８及びファイバ押え５９により構成される。
【００５４】
発光素子５２は、検出光ＤＬを生成する投光用光源である。この発光素子５２は、色相が異なる２以上の色成分を含む白色光を検出光ＤＬとして生成するＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）であり、矩形状の半導体チップからなり、投光基板５１に面実装されている。投光基板５１は、投光用の回路素子が設けられた回路基板である。この投光基板５１は、発光素子５２の発光面を前方に向けた状態で配置される。
【００５５】
発光素子５２は、補色の関係にある２以上の色の光を混ぜることによって白色光を生成する白色ＬＥＤである。例えば、発光素子５２は、青色光を放射する半導体素子層と、蛍光体を有する蛍光体層とを積層した積層体により構成される。蛍光体層は、透光性の樹脂又はガラスにより蛍光体が固定されており、蛍光体は、半導体素子層の放射光によって励起され、青色光よりも波長が長い光、例えば、黄色光を発する。
【００５６】
投光基板ホルダ５３は、投光基板５１を保持するとともに、発光素子５２などの回路素子において発生した熱を放熱させるためのヒートシンク部材であり、高熱伝導性材料により形成される。例えば、亜鉛ダイカスト等の金属材料により形成される。この投光基板ホルダ５３は、投光基板５１の前面と対向するように配置される。
【００５７】
放熱シート５４は、高熱伝導性樹脂からなる板状の部材であり、収容部１５ａの側壁と投光基板ホルダ５３との間に配置される。例えば、放熱シート５４は、シリコーンゴムにより形成される。投光基板ホルダ５３が金属製である場合、放熱シート５４は、電気絶縁性を有することが好ましい。なお、絶縁フィルム４１を設けない場合、放熱シート５４は、電気絶縁性を有することが好ましい。
【００５８】
放熱シート５４は、好ましくは、ゴム、エラストマ、ゲル状体等の凹凸面や曲面への密着追従性が高い部材で形成され、収容部１５ａの側壁に配置される絶縁フィルム４１と投光基板ホルダ５３とに密着し、高い放熱性を実現する。例えば、放熱シート５４は、電気絶縁性及び熱伝導性のシリコーンやアクリル樹脂のゴム、エラストマ、又は、ゲル状体からなる。なお、絶縁フィルム４１を設けない場合、放熱シート５４は、収容部１５ａの側壁と投光基板ホルダ５３とに密着する。
【００５９】
ガラスファイバ５７は、発光素子５２から出射された検出光ＤＬを光ファイバケーブル２の本体部側の端部にまで導光する導光用の光学部品であり、ガラス製の光ファイバからなる。このガラスファイバ５７は、前後方向に延びる円柱形状であり、後端面を発光素子５２の発光面に対向させ、前端面を光ファイバ２ａの端面に対向させた状態で配置される。また、ガラスファイバ５７は、光ファイバ２ａと同軸に配置される。
【００６０】
ファイバホルダ５６は、ガラスファイバ５７を保持する保持部材であり、投光基板ホルダ５３に固定される。ファイバ押え５９は、ガラスファイバ５７との間にクッション材５８を挟み込んだ状態で、ファイバホルダ５６に取り付けられる。調整スペーサ５５は、投光基板ホルダ５３とファイバホルダ５６との間に配置されるシート状の部材である。
【００６１】
＜受光モジュール＞
ＰＤユニット６１は、検出領域からの反射光を２以上の特定波長に対応して選択的に受光し、特定波長ごとの受光量にそれぞれ対応する２以上の受光信号を生成する受光素子ユニットであり、２以上のＰＤ（Photo Diode：フォトダイオード）により構成される。このＰＤユニット６１は、ＰＤが受光基板６０上に２次元的に配列された多分割ＰＤユニットである。例えば、各ＰＤは、１２×２４のマトリクス状に配列される。
【００６２】
受光基板６０は、受光用の回路素子が設けられた回路基板である。この受光基板６０は、ＰＤユニット６１の受光面を前方に向けた状態で光学ベースフレーム４２０に固定されている。
【００６３】
ガラス板６２は、光ファイバケーブル２の端部とＰＤユニット６１の受光面との衝突を防止するための突き当て保護部材であり、検出領域からの反射光を透過させるガラス製の透明な板部材からなる。このガラス板６２は、背面をＰＤユニット６１の受光面に対向させ、前面を光ファイバ２ｂの端面に対向させた状態で配置される。受光用の光学部品及び回路素子は、投光用の光学部品及び回路素子よりも下側に配置される。
【００６４】
メイン基板４３は、演算回路などの回路素子が設けられた回路基板である。このメイン基板４３は、回路形成面を本体カバー１５ｂ側に向けた状態で光学ベースフレーム４２０に取り付けられる。メイン基板４３は、一方の面のみが回路形成面であっても良く、両面が回路形成面であっても良い。
【００６５】
シールドシート４４は、静電的、磁気的又は電磁的なシールド性能を有するシート状のシールド部材である。このシールドシート４４は、本体筐体１５内の回路素子を静電的、磁気的又は電磁的に絶縁するシートであり、メイン基板４３と本体カバー１５ｂとの間に配置される。シールドシート４４は、電気絶縁性を有する樹脂性のフィルムで覆われていても良い。
【００６６】
＜ファイバ接続部１８＞
図１０は、図４の本体部１０のファイバ接続部１８の構成例を示した図である。図中の（ａ）には、光ファイバケーブル２のコネクタ部２１が接続された本体部１０の前面が示され、（ｂ）には、本体部１０をＣ−Ｃ切断線により切断した場合の切断面が示されている。
【００６７】
コネクタ部２１は、光ファイバ２ａ及び２ｂを保持するファイバホルダ部２１１と、光ファイバケーブル２の本体部側の端部２３を本体筐体１５内に案内するガイド部２１２とにより構成される。光ファイバ２ａ及び２ｂは、いずれも前後方向の直線状に延び、互いに上下方向に離間し、かつ、平行な状態でコネクタ部２１に保持されている。
【００６８】
ガイド部２１２は、光ファイバ２ａに沿って前後方向に延びる投光ガイド部２１２ａと、光ファイバ２ｂに沿って前後方向に延びる受光ガイド部２１２ｂとを有し、ファイバホルダ部２１１に取り付けられている。
【００６９】
ファイバ接続部１８には、この様なコネクタ部２１が前後方向に着脱される。クランプモジュール７０は、コネクタ部２１が本体部１０から抜け落ちないようにコネクタ部２１を固定するためのスライド式のロック機構であり、本体筐体１５に取り付けられている。
【００７０】
投光モジュール５０のガラスファイバ５７は、発光素子５２と光ファイバ２ａの端部２３との間に配置される。ガラスファイバ５７の後端面は、発光素子５２の発光面から僅かに離間している。ガラスファイバ５７の前端面も、光ファイバ２ａの端面から僅かに離間している。なお、ガラスファイバ５７の前端面と、光ファイバ２ａの端面とが当接するように構成しても良い。
【００７１】
この様なガラスファイバ５７を用いて検出光ＤＬを光ファイバ２ａに導光させることにより、光学レンズを用いる場合に比べ、伝送損失を低減させることができる。また、ガラス製の光ファイバを用いることにより、樹脂製の光ファイバを用いる場合に比べ、発光素子５２からの熱による変形を抑制することができる。
【００７２】
受光モジュールのガラス板６２は、ＰＤユニット６１と光ファイバ２ｂの端部２３との間に配置される。ガラス板６２の背面は、ＰＤユニット６１の受光面から僅かに離間している。ガラス板６２の前面も、光ファイバ２ｂの端面から僅かに離間している。
【００７３】
＜クランプモジュール７０＞
図１１は、図１０のクランプモジュール７０を展開して示した斜視図である。図１２は、図１０のクランプモジュール７０の動作例を示した図である。図中の（ａ）には、クランプモジュール７０がロック状態にある場合が示され、（ｂ）には、クランプモジュール７０が開放状態にある場合が示されている。
【００７４】
このクランプモジュール７０は、クランプケース７１、スライドケース７２、シール押え７３、フロントパッキン７４、クランプケースパッキン７５、ファイバホルダ７６、ホルダ押え７７、ホルダガイド７８、ギアレバー７９、ブッシュパッキン８０、ギア８１及びカムギア８２により構成される。
【００７５】
クランプケース７１は、ファイバホルダ７６、ホルダ押え７７、ホルダガイド７８、ギア８１及びカムギア８２を収容する部材であり、コネクタ部２１のガイド部２１２が配置される２つの貫通孔、シール押え７３が配置されるシール押え配置部、ギアレバー７９を回転可能に収容するギアレバー収容部等が形成されている。
【００７６】
スライドケース７２は、クランプケース７１に対し、上下方向に移動可能に取り付けられ、上下方向の移動に連動するように、左右方向に延びる回転軸を中心としてギアレバー７９を回転させる。ギアレバー７９は、ギア８１を貫通し、左右方向に延びる回転軸を中心としてギア８１を回転させる。ギアレバー７９とクランプケース７１との間には、円環状のブッシュパッキン８０が配置される。
【００７７】
ファイバホルダ７６は、ガイド部２１２の先端部を保持する部材である。ホルダガイド７８は、ファイバホルダ７６の可動部を上下方向に案内するプレート状の部材である。ホルダ押え７７は、カムギア８２と接触し、カムギア８２の回転に連動するように、ファイバホルダ７６の可動部を上方へ押し上げる。カムギア８２は、ギア８１と噛み合い、ギア８１の回転に連動するように、ホルダ押え７７を上下方向に移動させる。
【００７８】
シール押え７３は、フロントパッキン７４をクランプケース７１に固定するためのプレート状の部材であり、ガイド部２１２が配置される２つの貫通孔が形成されている。シール押え７３は、フロントパッキン７４を挟み込んだ状態でクランプケース７１の前面側に取り付けられる。
【００７９】
クランプケース７１には、ファイバホルダ７６、ホルダ押え７７、ホルダガイド７８、ギア８１及びカムギア８２が背面側から収容される。クランプケース７１は、これらの部材を収容した状態で、クランプケースパッキン７５を介し、本体筐体１５の収容部１５ａに固定される。
【００８０】
クランプモジュール７０のロック状態とは、スライドケース７２を下方のロック位置に移動させることにより、ガイド部２１２がファイバホルダ７６に固定された状態のことである。このロック状態では、カムギア８２によってホルダ押え７７が上方に押し上げられることにより、ガイド部２１２の先端部がファイバホルダ７６によって締め付けられ、ファイバホルダ７６に対して固定される。
【００８１】
一方、クランプモジュール７０の開放状態とは、スライドケース７２を上方の開放位置に移動させることにより、ガイド部２１２をファイバホルダ７６から抜き取ることが可能な状態のことである。この開放状態では、カムギア８２の回転に連動してホルダ押え７７が下方に下がることにより、ガイド部２１２の先端部に対するファイバホルダ７６の締め付けが緩み、ファイバホルダ７６に対するガイド部２１２の先端部の抜き取りが可能になる。
【００８２】
この様なクランプモジュール７０を設けることにより、ヘッド部３又は光ファイバケーブル２を容易に取り替えることができる。また、クランプモジュール７０には、フロントパッキン７４、クランプケースパッキン７５及びブッシュパッキン８０等のシール部材が配置されるため、クランプケース７１内への水や塵埃の浸入を防止することができる。
【００８３】
図１３は、図４の本体部１０内の機能構成の一例を示したブロック図である。この本体部１０は、主制御部１００、投光駆動部１０１、発光素子５２、カラーフィルタ１０２、ＰＤユニット６１、アンプ部１０３、メモリ１０４、電源部１０５、入出力部１０６、表示部１０７及び操作部１０８により構成される。
【００８４】
主制御部１００は、投受光を制御し、受光信号に基づいてワーク判定を行う。投光駆動部１０１は、主制御部１００の指示に基づいて、発光素子５２を駆動する。例えば、主制御部１００は、投光駆動部１０１に指示する投光量を制御する。投光量は、ＰＤユニット６１の受光素子からの受光量に基づいて、受光量が一定の範囲内に収まるように制御される。
【００８５】
反射率の高いワークの場合、受光量が相対的に大きくなるため、主制御部１００は、受光量に基づいて投光駆動部１０１に相対的に小さい投光量を指示する。一方、反射率の低いワークの場合、受光量が相対的に小さくなるため、主制御部１００は、受光量に基づいて投光駆動部１０１に相対的に大きい投光量を指示する。また、投光駆動部１０１は、主制御部１００の投光量指示と投光タイミング指示とに基づいて、発光素子５２をパルス駆動する。発光素子５２がパルス駆動される場合、発光素子５２のパルス発光量を図示しないモニタＰＤで測定し、測定されるパルス発光量が所定の目標値と一致するように投光駆動部１０１が制御されても良い。この場合、主制御部１００は、目標値を調整することで発光素子５２の発光量を調整することができる。
【００８６】
検出光ＤＬは、ヘッド部３から検出領域に向けて出射される。検出領域からの反射光ＲＬは、カラーフィルタ１０２を介してＰＤユニット６１に入射される。カラーフィルタ１０２は、２次元位置に応じて特定波長の色成分の光を選択的に透過させる光学部品であり、ＰＤユニット６１の受光面上に配置される。このカラーフィルタ１０２では、赤色光、緑色光又は青色光のいずれかをそれぞれ選択的に透過させるＲフィルタ領域、Ｇフィルタ領域及びＢフィルタ領域がマトリクス状に配置される。Ｒフィルタ領域、Ｇフィルタ領域及びＢフィルタ領域は、いずれも微小な矩形領域からなり、多数の受光素子（ＰＤ）に対応づけて形成される。
【００８７】
ＰＤユニット６１は、反射光ＲＬを受光して受光信号を生成する。アンプ部１０３は、ＰＤユニット６１の各受光素子から入力される受光信号を増幅して主制御部１００へ出力する増幅器ユニットである。このアンプ部１０３は、ゲインを切り替えることができる。受光信号は、特定波長の色成分ごとに増幅して主制御部１００へ出力される。アンプ部１０３のゲインは、主制御部１００による発光素子５２の発光量の調整と同様に、受光素子からの受光量を表す受光信号に基づいて、受光量が一定の範囲内に収まるように主制御部１００により制御される。主制御部１００は、受光信号に基づいてアンプ部１０３のゲインと発光素子５２の発光量の両方を制御するようにしても良い。
【００８８】
メモリ１０４には、ワーク判定用の閾値、基準色の色情報などが保持される。電源部１０５は、配線ケーブル１４を介してコントローラなどの外部機器に接続され、主制御部１００の制御に基づいて、主制御部１００や投光駆動部１０１に直流電源を供給する。入出力部１０６は、配線ケーブル１４を介してコントローラなどの外部機器に接続され、制御用信号を受信して主制御部１００へ出力し、主制御部１００から入力された検出信号を外部機器へ送信する。
【００８９】
表示部１０７は、主制御部１００の制御に基づいて、ワーク判定用の閾値、一致度、色差等を表示パネル１７に表示する。操作部１０８は、操作キー１２及び１６の押下操作に基づいて、操作信号を生成し、主制御部１００へ出力する。
【００９０】
＜主制御部１００＞
図１４は、図１３の主制御部１００の構成例を示したブロック図である。この主制御部１００は、投光量制御部１１０、ゲイン制御部１１１、色情報取得部１１２、基準色取得部１１３、一致度算出部１１４、検出信号出力部１１５、補正指示受付部１１６、戻り光量取得部１１７、戻り光量記憶部１１８、戻り光補正部１１９、パラメータ指定部１２０、判定閾値記憶部１２１及び基準色取込指示受付部１２２により構成される。
【００９１】
投光量制御部１１０は、アンプ部１０３から入力される受光信号に基づいて、投光駆動部１０１を制御し、検出光ＤＬの投光量を調整する。例えば、反射光ＲＬの受光量が一定レベルを上回った場合に、投光量を下げる一方、反射光ＲＬの受光量が当該一定レベルを下回った場合に、投光量を上げて元の状態に戻す制御が行われる。
【００９２】
ゲイン制御部１１１は、アンプ部１０３から入力される受光信号に基づいて、アンプ部１０３のゲインを調整する。例えば、反射光ＲＬの受光量が一定レベルを上回った場合に、アンプ部１０３のゲインを下げる一方、反射光ＲＬの受光量が当該一定レベルを下回った場合に、アンプ部１０３のゲインを上げて元の状態に戻す制御が行われる。この様な投光量及びゲインの制御は、ＲＧＢのいずれかの受光量に基づいて行われる。或いは、ＲＧＢの各受光量を組み合わせて得られるパラメータに基づいて行われる。
【００９３】
色情報取得部１１２は、２以上の特定波長にそれぞれ対応する２以上の受光信号に基づいて、色情報を取得し、基準色取得部１１３及び一致度算出部１１４へ出力する。取得される色情報は、少なくとも２つの特定波長の受光量を比較して取得される。例えば、色情報取得部１１２は、赤色成分の受光量、緑色成分の受光量及び青色成分の受光量の和に対する各色成分の受光量の比率を含む色情報を取得する。具体的には、赤色光の受光量レベルをＲ１、緑色光の受光量レベルをＧ１、青色光の受光量レベルをＢ１とし、受光量の和をＭｋ＝Ｒｋ＋Ｇｋ＋Ｂｋとすれば、３色の受光量レベルの比率ｒｋ＝Ｒｋ／Ｍｋ，ｇｋ＝Ｇｋ／Ｍｋ，ｂｋ＝Ｂｋ／Ｍｋを用いた組（ｒ１，ｇ１，ｂ１）により色が表される。色情報（ｒ１，ｇ１，ｂ１）は、周期的に繰り返し取得される。
【００９４】
基準色取込指示受付部１２２は、操作部１０８からの操作信号に基づいて、基準色の取込指示を受け付け、色情報取得部１１２に色情報の取込を指示する。例えば、ラベルやレジマークを検出する場合、ラベル又はレジマークがない状態で、基準色の取込が指示される。基準色取得部１１３は、基準色取込指示に従って色情報取得部１１２により取得された色情報（ｒ０，ｇ０，ｂ０）を基準色に指定する。
【００９５】
一致度算出部１１４は、色情報取得部１１２により取得された色情報（ｒ１，ｇ１，ｂ１）を基準色取得部１１３により指定された基準色の色情報（ｒ０，ｇ０，ｂ０）と比較して両色情報の一致度Ｃを算出し、検出信号出力部１１５へ出力する。一致度Ｃは、色の一致の度合いを示すパラメータであり、比較対象の色がワーク判定の基準として登録された色にどれだけ類似しているのかが定量的に評価される。
【００９６】
例えば、一致度Ｃは、０以上９９９以下の整数を用いて表される。この場合、一致度Ｃの上限は９９９であり、比較対象の色が基準色と完全に一致していれば、一致度Ｃは９９９である。なお、一致度Ｃは、１以上１０００以下の整数を用いて表しても良い。この場合、一致度Ｃの上限は１０００であり、比較対象の色が基準色と完全に一致していれば、一致度Ｃは１０００である。
【００９７】
表示部１０７は、一致度算出部１１４により算出された一致度Ｃを表示パネル１７に表示する。なお、色情報として、各色の受光量レベルの比率であるｒｋ，ｇｋ，ｂｋの組（ｒｋ，ｇｋ，ｂｋ）を例示したが、本発明では、色情報の構成をこれに限らない。例えば、赤色光の受光量レベル、緑色光の受光量レベル、青色光の受光量レベルの組（Ｒｋ，Ｇｋ，Ｂｋ）を色情報としても良い。また、ＲＧＢ表色系に限られず、Ｌａｂ等の表色系に基づく各色成分の値からなる組を色情報としても良い。
【００９８】
検出信号出力部１１５は、一致度算出部１１４により算出された一致度Ｃを予め定められた判定閾値Ｃｄと比較してワーク判定を行い、このワーク判定の結果に基づいて検出信号を出力する。検出信号は、入出力部１０６を介して外部機器へ送信される。運転モードでは、色情報が新たに取得されるごとに、一致度Ｃが算出され、ワーク判定が行われる。例えば、一致度Ｃが判定閾値Ｃｄを下回った場合に、光電スイッチ１の検出信号は、オン状態に遷移する。一方、一致度Ｃが判定閾値Ｃｄ以上となった場合に、光電スイッチ１の検出信号は、オフ状態に遷移する。
【００９９】
補正指示受付部１１６は、操作部１０８からの操作信号に基づいて、補正指示を受け付け、戻り光量取得部１１７に受光信号の取込を指示する。例えば、補正指示受付部１１６は、戻り光量取得部１１７による受光信号の取込時期を指示するものであり、取込時期として、例えば、取込タイミングや取込期間を指示するものである。投光モジュール５０から検出光ＤＬが投光されている状態で、ワークＷや背景に物体がない状態であれば、検出領域からの反射光ＲＬはＰＤユニット６１で受光されず、検出領域からの反射光ＲＬの受光量レベルは理想的には０となる。ところが、投光モジュール５０から検出光ＤＬが投光されている状態で、ワークＷや背景に物体がない状態であるにもかかわらず、戻り光の影響により、ＰＤユニット６１における受光量レベルが戻り光量に相当するレベルとなる。
【０１００】
そこで、例えば、ヘッド部３の向きを変えるなど、ワークＷがない状態で、補正指示が受け付けられ、受光信号が取り込まれる。検出光ＤＬの投光量は、投光量制御部１１０により、受光信号に基づいて調整されており、ワークＷや背景に物体がない状態であれば、典型的には、投光モジュール５０からの検出光ＤＬの投光量は、投光量制御部１１０により調整可能な範囲の中で最大の投光量に調整される。ただし、戻り光量が大きい光学系の場合は、検出光ＤＬの投光量が、投光量制御部１１０により最大の投光量に調整されるとは限られない。また、アンプ部１０３のゲインは、ゲイン制御部１１１により、受光信号に基づいて調整されており、ワークＷや背景に物体がない状態であれば、典型的には、アンプ部１０３のゲインは、ゲイン制御部１１１により調整可能な範囲の中で最大のゲインに調整される。ただし、戻り光量が大きい光学系の場合は、アンプ部１０３のゲインが、ゲイン制御部１１１により最大のゲインに調整されるとは限られない。
【０１０１】
戻り光量取得部１１７は、補正指示受付部１１６の補正指示に従って受光信号を取得し、特定波長ごとの受光量を戻り光量に指定する。戻り光量記憶部１１８には、特定波長ごとの戻り光量が保持される。
【０１０２】
戻り光量取得部１１７が、補正指示受付部１１６の補正指示に従って受光信号を取得する際の検出光ＤＬの投光量は、例えば、投光量制御部１１０により調整可能な範囲の最大の投光量等の予め定められた投光量に調整されても良い。或いは、戻り光量取得部１１７が、補正指示受付部１１６の補正指示に従って受光信号を取得する際の検出光ＤＬの投光量は、投光量制御部１１０により、受光信号に基づいて調整されたものであっても良い。この場合、例えば、戻り光量記憶部１１８には、投光量制御部１１０により調整された検出光ＤＬの受光量に関する情報と特定波長ごとの戻り光量とが紐づけて保持される。また、投光量制御部１１０により調整された検出光ＤＬの受光量に基づいて戻り光量を規格化し、規格化された戻り光量を、以降の処理に戻り光量として用いても良い。また、戻り光量取得部１１７が、補正指示受付部１１６の補正指示に従って受光信号を取得する際に、第１の期間では検出光ＤＬの投光量は第１の投光量に調整され、第２の期間では検出光ＤＬの投光量は第２の投光量に調整され、第１の期間に第１の戻り光量を取得し、第２の期間に第２の戻り光量を取得するようにしても良い。この場合、戻り光量記憶部１１８には、検出光ＤＬの投光量ごとに特定波長ごとの戻り光量が保持される。
【０１０３】
戻り光量取得部１１７が、補正指示受付部１１６の補正指示に従って受光信号を取得する際のアンプ部１０３のゲインは、例えば、ゲイン制御部１１１により調整可能な範囲の最大のゲイン等の予め定められたゲインに調整されても良い。或いは、戻り光量取得部１１７が、補正指示受付部１１６の補正指示に従って受光信号を取得する際のアンプ部１０３のゲインは、ゲイン制御部１１１により、受光信号に基づいて調整されたものであっても良い。この場合、例えば、戻り光量記憶部１１８には、ゲイン制御部１１１により調整されたゲインに関する情報と特定波長ごとの戻り光量とが紐づけて保持される。また、戻り光量取得部１１７が、補正指示受付部１１６の補正指示に従って受光信号を取得する際に、第１の期間ではアンプ部１０３のゲインは第１のゲインに調整され、第２の期間ではアンプ部１０３のゲインは第２のゲインに調整され、第１の期間に第１の戻り光量を取得し、第２の期間に第２の戻り光量を取得するようにしても良い。この場合、戻り光量記憶部１１８には、アンプ部１０３のゲインごとに特定波長ごとの戻り光量が保持される。
【０１０４】
戻り光補正部１１９は、戻り光量記憶部１１８に記憶された戻り光量に基づいて、現在の受光量に応じて順次に生成される受光信号を補正する。また、戻り光量記憶部１１８に記憶された戻り光量及び検出光ＤＬの受光量に関する情報とに基づいて、現在の受光量に応じて順次に生成される受光信号を補正するように構成してもよい。例えば、戻り光補正部１１９は、特定波長ごとに、受光量から戻り光量を減算することにより、受光信号の補正を行う。色情報取得部１１２は、戻り光補正部１１９による補正後の受光信号に基づいて、色情報を周期的に繰り返し取得する。
【０１０５】
３色の戻り光量をＲ２，Ｇ２，Ｂ２とすれば、補正後の受光量レベルは、（Ｒ１−Ｒ２）、（Ｇ１−Ｇ２）、（Ｂ１−Ｂ２）である。また、基準色の受光量レベルは、（Ｒ０−Ｒ２）、（Ｇ０−Ｇ２）、（Ｂ０−Ｂ２）である。
【０１０６】
戻り光補正部１１９では、投光量制御部１１０により調整された検出光ＤＬの投光量に応じて戻り光量を調整し、調整後の戻り光量に基づいて受光信号の補正を行う。この様な構成によれば、投光量に応じて戻り光量を調整するため、検出光ＤＬの投光量が変化した場合であっても、戻り光による誤検出を低減させることができる。
【０１０７】
また、戻り光補正部１１９では、ゲイン制御部１１１により調整されたアンプ部１０３のゲインに応じて戻り光量を調整し、調整後の戻り光量に基づいて受光信号の補正を行う。この様な構成によれば、ゲインに応じて戻り光量を調整するため、アンプ部１０３のゲインが変化した場合であっても、戻り光による誤検出を低減させることができる。
【０１０８】
パラメータ指定部１２０は、操作部１０８からの操作信号に基づいて、判定閾値Ｃｄを含む各種パラメータの入力を受け付ける。判定閾値記憶部１２１には、パラメータ指定部１２０により指定された判定閾値Ｃｄが保持される。ユーザは、判定閾値Ｃｄを任意に指定することができる。検出信号出力部１１５は、一致度Ｃを判定閾値記憶部１２１に登録された判定閾値Ｃｄと比較してワーク判定を行う。
【０１０９】
本実施の形態によれば、補正指示に従って取得される戻り光量に基づいて受光信号を補正するため、戻り光による受光量の変化を抑制することができる。従って、ワークＷ上のラベル、組付け部品、レジマーク等を検出する際に、ワークＷの色目を正しく判別することができ、戻り光による色の判別感度の低下を抑制することができる。特に、ワークＷからの反射光量にかかわらずワークＷの色目が正しく判別されるため、反射率が低いワークＷを検出対象とする場合であっても、戻り光による色の判別感度の低下を抑制することができる。
【０１１０】
特に、光ファイバの不具合により、ヘッド部３内において検出光ＤＬの一部が反射光伝送用の光ファイバ２ｂに混入し、ヘッド部３から出射されることなくＰＤユニット６１の受光素子に戻り光として受光される場合であっても、戻り光による色の判別感度の低下を抑制することができる。また、検出光ＤＬの一部が対物レンズ３４により反射され、対物レンズ３４から出射されることなくＰＤユニット６１の受光素子に戻り光として受光される場合であっても、戻り光による色の判別感度の低下を抑制することができる。また、対物レンズ３４を取り替えることにより、光学特性が変化した場合であっても、戻り光量を取得して受光信号を補正することにより、戻り光による色の判別感度の低下を抑制することができる。
【０１１１】
さらに、ヘッド部３又は光ファイバケーブル２を取り替えることにより、光学特性が変化した場合であっても、戻り光量を取得して受光信号を補正することにより、戻り光による色の判別感度の低下を抑制することができる。
【０１１２】
なお、本実施の形態では、光ファイバケーブル２が並列型のケーブルであり、ヘッド部３内において直角に折り曲げられる場合の例について説明したが、本発明は、光ファイバケーブル２やヘッド部３の構成をこれに限定するものではない。例えば、光ファイバケーブル２は、光ファイバ２ａ及び２ｂが同軸に配置される同軸型のケーブルであっても良い。また、ヘッド部３は、光ファイバケーブル２が直線状に配置される円筒形状であっても良い。
【０１１３】
図１５は、ヘッド部３及び光ファイバケーブル２の他の構成例を示した図である。図中の（ａ）には、前後方向に延びる円筒形状のヘッド部３が示され、（ｂ）には、前後方向の投受光軸と交差する鉛直面によりヘッド部３を切断した場合の切断面が示されている。
【０１１４】
光ファイバケーブル２は、同軸型の光ファイバケーブルである。１本の光ファイバ２ａを中心とし、８本の光ファイバ２ｂが光ファイバ２ａを取り囲むように配置されている。ヘッド部３のヘッド筐体３０は、前後方向に延びる円筒形状である。光ファイバ２ａの素線径は、０．５ｍｍ程度である。一方、光ファイバ２ｂの素線径は、０．２６５ｍｍ程度である。
【０１１５】
また、本実施の形態では、一致度Ｃが３色の受光量レベルの比率ｒｋ，ｇｋ，ｂｋに基づいて算出される場合の例について説明したが、本発明は、一致度Ｃの算出方法をこれに限定するものではない。３色の受光量レベルの比率ｒｋ，ｇｋ，ｂｋと受光量の和Ｍｋとに基づいて一致度Ｃを求めるような構成であっても良い。この様な一致度Ｃを用いることにより、有彩色のワークだけでなく、色相や彩度が同程度であって明度だけが大きく変化する様なワーク、特に、白黒の濃淡を有する様な無彩色のワークを正しく検出することができる。
【０１１６】
また、本実施の形態では、操作キー１２の押下操作に基づいて、基準色の取込が指示され、或いは、補正用色情報の取込が指示される場合の例について説明したが、本発明は、色情報の取込を指示する方法をこれに限定するものではない。例えば、コントローラなどの外部機器から入力されるトリガ信号又はタイミング信号に基づいて、基準色の取込が指示され、或いは、補正用色情報の取込が指示されるような構成であっても良い。
【０１１７】
また、本実施の形態では、色相が異なる２以上の色成分を含む白色光を検出光ＤＬとして用いる場合の例について説明したが、本発明は、投光用光源をこれに限定するものではない。例えば、赤色、緑色及び青色の検出光をそれぞれ生成する３つの発光素子を投光用光源として備え、各発光素子を時分割で順に点灯させるような構成であっても良い。また、赤色、緑色及び青色の３つの発光素子を同時に点灯させて白色の検出光ＤＬを得るような構成であっても良い。
【０１１８】
また、本実施の形態では、ＰＤユニット６１を用いて反射光ＲＬを受光する場合の例について説明したが、本発明は、受光手段の構成をこれに限定するものではない。例えば、反射光ＲＬを３つの色成分に分光する分光器と、各色成分を受光する３つの受光素子とを受光手段として備えるような構成であっても良い。或いは、赤色、緑色及び青色の検出光を時分割で順に投光する場合には、１つの受光素子を受光手段として備えるような構成であっても良い。
【符号の説明】
【０１１９】
１  光電スイッチ
１０  本体部
１１  表示灯
１２，１６  操作キー
１３  取付穴
１４  配線ケーブル
１５  本体筐体
１５ａ  収容部
１５ｂ  本体カバー
１７  表示パネル
１８  ファイバ接続部
２  光ファイバケーブル
２ａ，２ｂ  光ファイバ
２１  コネクタ部
２２  光ファイバケーブルのヘッド部側の端部
２３  光ファイバケーブルの本体部側の端部
３  ヘッド部
３０  ヘッド筐体
３１  ファイバケーブル保持部
３２  鏡筒部
３３  レンズユニット
３４  対物レンズ
４１  絶縁フィルム
４２  光学モジュール
４３  メイン基板
４４  シールドシート
４２０  光学ベースフレーム
５０  投光モジュール
５１  投光基板
５２  発光素子
５３  投光基板ホルダ
５４  放熱シート
５５  調整スペーサ
５６  ファイバホルダ
５７  ガラスファイバ
５８  クッション材
５９  ファイバ押え
６０  受光基板
６１  ＰＤユニット
６２  ガラス板
７０  クランプモジュール
１００  主制御部
１０１  投光駆動部
１０２  カラーフィルタ
１０３  アンプ部
１０４  メモリ
１０５  電源部
１０６  入出力部
１０７  表示部
１０８  操作部
１１０  投光量制御部
１１１  ゲイン制御部
１１２  色情報取得部
１１３  基準色取得部
１１４  一致度算出部
１１５  検出信号出力部
１１６  補正指示受付部
１１７  戻り光量取得部
１１８  戻り光量記憶部
１１９  戻り光補正部
１２０  パラメータ指定部
１２１  判定閾値記憶部
１２２  基準色取込指示受付部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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