(57)【要約】【課題】本発明が解決しようとする課題は、状況に応じて判定閾値を任意に設定することが可能な光電センサを提供することにある。【解決手段】本発明は、検出領域へ投光する投光器と、この投光器からの光を直接的または間接的に受光しその受光量に応じた検出信号を出力する受光器と、判定のための判定閾値を設定する設定手段と、受光器からの検出信号と予め設定された判定閾値とに基づいて検出領域が第一の光学的状態および第二の光学的状態のいずれの状態にあるのかを判定する判定手段とを有する光電センサにおいて、設定手段は、検出領域の第一の光学的状態および第二の光学的状態に応じて受光器が実際に受光する最大受光量および最小受光量が設定される基準値記憶手段と、これらの最大受光量および最小受光量を内分する任意の受光量が判定閾値として設定される判定閾値記憶手段とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出領域へ投光する投光器と、この投光器からの光を直接的または間接的に受光しその受光量に応じた検出信号を出力する受光器と、判定のための判定閾値を設定する設定手段と、受光器からの検出信号と予め設定された判定閾値とに基づいて検出領域が第一の光学的状態および第二の光学的状態のいずれの状態にあるのかを判定する判定手段とを有する光電センサにおいて、
設定手段は、検出領域の第一の光学的状態および第二の光学的状態に応じて受光器が実際に受光する最大受光量および最小受光量が設定される基準値記憶手段と、これらの最大受光量および最小受光量を内分する任意の受光量が判定閾値として設定される判定閾値記憶手段とを有することを特徴とする光電センサ。
【請求項２】
検出領域へ投光する投光器と、この投光器からの光を直接的または間接的に受光しその受光量に応じた検出信号を出力する受光器と、判定のための判定閾値を設定する設定手段と、受光器からの検出信号と予め設定された判定閾値とに基づいて検出領域が第一の光学的状態および第二の光学的状態のいずれの状態にあるのかを判定する判定手段とを有する光電センサの感度設定方法において、
設定手段には、検出領域の第一の光学的状態および第二の光学的状態に応じて受光器が実際に受光する最大受光量および最小受光量が設定されると共に、これらの最大受光量および最小受光量を内分する任意の受光量が判定閾値として設定されることを特徴とする光電センサの感度設定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は感度調整が容易な光電センサの感度設定方法を提供することにある。
【背景技術】
【０００２】
投光器と受光器とを備えた光電センサには、透過形のものと反射形のものとがある。透過形の光電センサは、基本的には投光器と受光器とを所定の距離を隔てて対峙させ、これらの投光器と受光器との間に形成される光路内（検出領域）に物体が侵入したとき、これによって投光器から発せられた光の受光器による直接的な受光量が変化することを利用して物体検出を行うものである。また反射形の光電センサは、投光器の投光方向と受光器の入光方向を揃えて並べて設け、投光器から発した光の物体による反射光を受光器にて間接的に受光することでその受光量の変化から物体検出を行うものである。即ち、この反射形の光電センサは、投光器の光軸上の検出領域に物体が存在しないときには物体による反射光がなくなり、また検出領域に物体が存在する場合には、物体までの距離に応じた強度（受光量）の反射光が受光されることを利用して物体検出を行うように構成される。
【０００３】
このような投光器と受光器との間に形成される光路内の光学的状態を、上記受光器による受光量の変化として検出する光電センサは、物体検出や物体判定等の各種の用途に利用される。尚、光路内の光学的状態とは、検出対象物における光の反射率や透過率、その形状、検出対象物までの距離等に依存する光の伝達量（伝搬率）等を指す。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところでこの種の光電センサにおいては、従来一般的には、所定の条件下において光電センサの受光感度を設定・校正することが行われている。この受光感度の校正は、具体的には物体が存在するか否かによって変化する受光量（受光レベル）の判定閾値（スレシュホールド）を、そのときの受光レベルに応じて調整することによって行われる。尚、センシングアンプの利得（ゲイン）を調整したり、或いは投光器からの投光量を調整して、受光感度を調整することもある。従来例として、透過形光電センサの感度設定において判定閾値を設定する手順を図３に示す。
（１）
対象物（ワーク）がない状態で最大受光量を求める（サンプリングレベル１）
（２）
対象物（ワーク）がある状態で最小受光量を求める（サンプリングレベル２）
（３）
前記（１）と（２）の中央に判定閾値を決める（実際には動作隙間すなわちヒステリシスが必要であるため、受光レベルの変化の方向によって異なる判定閾値が設定される）
【０００５】
しかしながら判定すべき二つの状態のうちの一方が不安定な場合、例えば対象物がない状態（サンプリングレベル１）において外乱光が変化するような場合には、判定閾値（ＯＰレベル）との間の光量差が小さくなることが考えられ、結果として検出が不安定になる（誤検出する）という問題があった。本発明の目的は、このような問題を解決するために、状況に応じて判定閾値を任意に設定することが可能な光電センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、検出領域へ投光する投光器と、この投光器からの光を直接的または間接的に受光しその受光量に応じた検出信号を出力する受光器と、判定のための判定閾値を設定する設定手段と、受光器からの検出信号と予め設定された判定閾値とに基づいて検出領域が第一の光学的状態および第二の光学的状態のいずれの状態にあるのかを判定する判定手段とを有する光電センサにおいて、設定手段は、検出領域の第一の光学的状態および第二の光学的状態に応じて受光器が実際に受光する最大受光量および最小受光量が設定される基準値記憶手段と、これらの最大受光量および最小受光量を内分する任意の受光量が判定閾値として設定される判定閾値記憶手段とを有することを特徴とするものである。
【０００７】
また、検出領域へ投光する投光器と、この投光器からの光を直接的または間接的に受光しその受光量に応じた検出信号を出力する受光器と、判定のための判定閾値を設定する設定手段と、受光器からの検出信号と予め設定された判定閾値とに基づいて検出領域が第一の光学的状態および第二の光学的状態のいずれの状態にあるのかを判定する判定手段とを有する光電センサの感度設定方法において、設定手段には、検出領域の第一の光学的状態および第二の光学的状態に応じて受光器が実際に受光する最大受光量および最小受光量が設定されると共に、これらの最大受光量および最小受光量を内分する任意の受光量が判定閾値として設定されることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、判定すべき二つの状態のうちの一方が不安定な場合、例えば検出領域に検出対象物がない状態において外乱光の明るさが変化するような場合であっても、これを考慮して判定閾値を変更することにより安定した検出を可能とする光電センサを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明の光電センサ（光電スイッチ）のブロック図を図１に示す。制御手段１が検出領域２に向けて投光器３（例えば発光ダイオード）を発光させる。投光器３からの光は検出領域２の光学的状態に応じて変化し、その光を受光器４（例えばフォトダイオード）が受光して受光量に応じた電気信号に変換する。その電気信号は判定手段に受光量データとして送られる。判定手段５はその受光量データを判定閾値と比較し、対象物の存在、非存在を判定する。対象物の存在、非存在を判定する判定閾値は、ティーチングによって、設定手段７に設定される。
【００１０】
次に、投光器３からの光が検出領域２を通して受光器４に直接的に受光される透過型光電スイッチの実際のティーチングの様子を図１に示す。まずＳＴ１において、設定手段７の操作手段６（例えば押しボタン形スイッチ）に所定の操作（例えば１０秒以上押し続ける）を加えて、光電スイッチの動作状態を検出モードから設定モードに切り替える。設定モードでは各種の設定操作が可能となる。
【００１１】
次にＳＴ２において、最大受光量と最小受光量との間のどの受光量を判定閾値として設定するかを選択する。例えば、最大受光量と最小受光量とを７：３に内分する位置に判定閾値を設定しようとする場合、操作手段６および表示手段１０を用いて「３」を選択して確定する操作を行う。なお、この表示手段への比率の表示には様々な形態を採用できる。例えば、「７」と表示しても良く、百分率で表示しても良い。次にＳＴ３において、検出領域２に検出対象物１１（ワーク）がない状態を保つ。このときの検出領域２の光学的状態（第一の光学的状態）は、投光器３からの投光が完全に透過して受光器４に受光される最大受光状態（サンプリングレベル１）となっている。操作手段６に所定の操作を加えて受光器４からの実際の受光量を基準値記憶手段８（例えばメモリ）に記憶させる。
【００１２】
次にＳＴ４において、検出領域２にワーク１１がある状態を保つ。このときの検出領域２の光学的状態（第二の光学的状態）は、投光器３からの投光がワーク１１に遮られて受光器４の受光量は最小受光状態となっている（サンプリングレベル２）。操作手段６に所定の操作を加えて受光器４からの実際の受光量を基準値記憶手段８（例えばメモリ）に記憶させる。
【００１３】
以上の設定操作によりＳＴ５において、（最大受光量と判定閾値との差）：（判定閾値と最小受光量との差）＝７：３となる受光量が判定閾値として判定閾値記憶手段１０（例えばメモリ）に自動的に設定される。なお、実際の動作点は、判定閾値にヒステリシスの幅を加味して設定される。すなわち、受光量が大きい側から小さい側へ変化する（ワーク１１が無い状態から有る状態へ変化する）ときにはＲＰレベルが動作点となって判定手段５の出力が変化する。また、受光量が小さい側から大きい側へ変化する（ワーク１１が有る状態から無い状態へ変化する）ときにはＯＰレベルが動作点となって判定手段５の出力が変化する。このヒステリシスはチャタリング防止のために必ず設けられるものであって、本発明の本質とは関係ない。
【００１４】
最後にＳＴ６において、操作手段６に所定の操作を加えて、光電スイッチの動作状態を設定モードから検出モードに切り替える。検出モードにおいては、判定手段５の出力を表示手段１０に表示できる。表示の形態は単なる２値表示でも良く、受光器４の受光量に比例する表示でも良い。あるいは、判定閾値を０としてそれよりも受光量が小さい場合にはマイナス表示を行っても良い。このように設定を行うことで、最大受光量と判定閾値との間に十分な光量マージンを確保することができ、安定的な検出動作が可能となる。
【００１５】
また、投光器３からの光が検出領域２で反射して受光器４に受光される、すなわち間接的に受光される反射型光電スイッチの場合、検出領域２にワーク１１があると受光量が大きく、検出領域２にワーク１１が無いと受光量が小さくなる点が上述の透過形光電センサと異なるのみであり、同様の操作で判定閾値の設定作業を行うことができる。
【００１６】
なお、上記では検出領域２の第一および第二の光学的状態として、検出領域２におけるワーク１１の有無による透過または反射の状態変化を例示したが、これに留まるものではない。検出領域２におけるワーク１１の大きさ、表面粗さ、色彩、屈折率などの変化による光学的状態の変化も本発明の対象に含まれる。
【００１７】
さらに、上記の設定手段および判定手段を実現するために、可変抵抗器やコンパレータ等のいわゆるハードウェア資源を用いて構成しても良く、またマイクロコンピュータをプログラムで動作させるいわゆるソフトウェア資源を用いて構成しても良い。いずれの構成も光電スイッチにおいては周知慣用技術であり、いずれの構成を採るかは本発明の要旨とは直接関係がないので詳述は省く。
【００１８】
さらに、本発明の適用対象は光電センサに留まるものではない。誘導形（磁界）、容量形（電界）、超音波形（音）など様々な検出方式の近接センサ等にも適用可能である。例えば、誘導形近接スイッチの場合、一つのコイルが励磁コイル（投光器に相当）と検出コイル（受光器に相当）とを兼ねており、検出領域の第一の磁気的状態と第二の磁気的状態とを判定するものであると考えればよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明のブロック図
【図２】本発明の感度設定を示す図
【図３】従来の感度設定を示す図
【符号の説明】
【００２０】
１    制御手段
２    検出領域
３    投光器
４    受光器
５    判定手段
６    操作手段
７    設定手段
８    基準値記憶手段
９    判定閾値記憶手段
１０  表示手段
１１  ワーク
【図１】
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【図２】
2004207770.tif 000004
【図３】
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