(57)【要約】【課題】表示機能を備えた光電センサにおいて有限の桁数の表示部で発生する表示の飽和を回避する。【解決手段】「ワーク有り」の受光量が「3000」であり、「ワーク無し」の受光量が「21000」であったと、しきい値は（3000＋21000）/2＝「12000」となるが、この値は上限表示値「8000」よりも大きいため、しきい値の表示値は「8000」に調整され、スケーリング倍率が（8000/12000）＝「2/3」に設定されて、このスケーリング倍率に基づいて受光量の表示値が算出される。例えば「ワーク有り」の受光量の表示値は「2000」となり、「ワーク無し」では「14000」となる。「ワーク無し」の受光量の表示値「14000」は４桁表示の最大値「9999」で表示される。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投光部が投射した光が形成する検出エリアをワークが通過することに伴って変化する受光データを基に受光量をしきい値と比較してワークの有無を判定すると共に、受光量及びしきい値を表示部に表示する機能を備えた光電センサにおいて、
該光電センサは、複数の前記受光データを加算した値に基づいて前記受光量を算出し、当該受光量の最大値が前記表示部の表示限界よりも大きい動作モードを有し、
前記受光量及び前記しきい値の表示値を前記表示部で表示可能な値に調整する表示値調整手段を有することを特徴とする光電センサ。
【請求項２】
前記しきい値を最大受光量と最小受光量の間の値に設定するしきい値自動設定手段を更に有する、請求項１に記載の光電センサ。
【請求項３】
前記最大受光量と前記最小受光量との幅を求めて、この幅を前記表示部で表示可能な数値の最大幅に調整することのできる倍率を求め、該倍率に基づいて前記しきい値を調整すると共に受光量を調整する、請求項２に記載の光電センサ。
【請求項４】
前記最大受光量を前記表示部で表示可能な最大値に調整することのできる倍率を求め、該倍率に基づいて前記しきい値を調整すると共に受光量を調整する、請求項２に記載の光電センサ。
【請求項５】
前記しきい値が所定の上限値を超えているときに、前記受光量及び前記しきい値の表示値が調整される、請求項２〜５のいずれか一項に記載の光電センサ。
【請求項６】
投光部が投射した光が形成する検出エリアをワークが通過することに伴って変化する受光データを基に受光量をしきい値と比較してワークの有無を判定すると共に、受光量及びしきい値を表示部に表示する機能を備えた光電センサにおいて、
該光電センサは、複数の前記受光データを加算した値に基づいて前記受光量を算出し、当該受光量の最大値が前記表示部の表示限界よりも大きい動作モードを有し、
前記しきい値が所定の上限値を超えているときに、該しきい値を前記表示部で表示可能な所定の表示値に調整すると共に、前記しきい値を前記所定の表示値に調整するときの倍率に基づいて前記受光量を調整して前記表示部に表示することを特徴とする光電センサ。
【請求項７】
前記しきい値を最大受光量と最小受光量の間の値に設定するしきい値自動設定手段を更に有する、請求項６に記載の光電センサ。
【請求項８】
前記しきい値を平均受光量から所定の割合で小さく又は大きくした値に設定するしきい値自動設定手段を更に有する請求項６に記載の光電センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は表示機能を備えた光電センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば特許文献１に見られる光電センサは反射型と透過型とに大別されるが、光電センサの基本的な機能は、投射した光が形成する検出エリアをワークが通過することに伴う受光量の変化を使ってワークの有無を判定することにある。この種の光電センサは一般的に４桁の表示部を備え、この表示部に受光量やしきい値が表示される。
【０００３】
すなわち、特許文献１に開示のように、光電センサは受光信号を増幅した後にＡ/Ｄ変換器によってデジタル変換したデータを受光量として表示するようになっている。
【０００４】
また、Ａ/Ｄ変換器によってデジタル変換したデータ(受光量)は、その最大受光量と最小受光量とを使って、典型的には、その中間にしきい値を設定するしきい値の自動設定が行われる。
【特許文献１】特開平０９−１６７９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
４桁表示部で表示しきれない数値つまり「9999」の値を超えた受光量やしきい値は事実上表示不能な状態になる。例えば光電センサの内部での受光データが「20000」であった場合、表示部での表示は「9999」と飽和した値が表示される。同様に、最大受光データが「20000」で最小受光データが「400」であった場合にしきい値が「10200」に設定されたときには、しきい値の表示が４桁の表示部の表示範囲を超えてしまい、設定値の真の値が分からないという、いわゆる飽和の問題があった。
【０００６】
このことは、光電センサは正常にＯＮ/ＯＦＦの信号を出力しているにも関わらず表示部に表示される受光量の表示値が簡単に飽和することは、ユーザにとって、表示された数値を信頼できないということに通じるだけでなく、受光量としきい値との間の差分値が実質的に不明となってしまうため、例えばしきい値の値を微調整するのが不可能になるという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、表示機能を備えた光電センサを前提として、有限の桁数の表示部で発生する表示の飽和を回避することのできる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】
【０００８】
上記の技術的課題は、本発明の第１の観点によれば、
投光部が投射した光が形成する検出エリアをワークが通過することに伴って変化する受光データを基に受光量をしきい値と比較してワークの有無を判定すると共に、受光量及びしきい値を表示部に表示する機能を備えた光電センサにおいて、
該光電センサは、複数の前記受光データを加算した値に基づいて前記受光量を算出し、当該受光量の最大値が前記表示部の表示限界よりも大きい動作モードを有し、
前記受光量及び前記しきい値の表示値を前記表示部で表示可能な値に調整する表示値調整手段を有することを特徴とする光電センサを提供することにより達成される。
【０００９】
上記の技術的課題は、本発明の第２の観点によれば、
投光部が投射した光が形成する検出エリアをワークが通過することに伴って変化する受光データを基に受光量をしきい値と比較してワークの有無を判定すると共に、受光量及びしきい値を表示部に表示する機能を備えた光電センサにおいて、
該光電センサは、複数の前記受光データを加算した値に基づいて前記受光量を算出し、当該受光量の最大値が前記表示部の表示限界よりも大きい動作モードを有し、
前記しきい値が所定の上限値を超えているときに、該しきい値を前記表示部で表示可能な所定の表示値に調整すると共に、前記しきい値を前記所定の表示値に調整するときの倍率に基づいて前記受光量を調整して前記表示部に表示することを特徴とする光電センサを提供することにより達成される。
【００１０】
本発明によれば、しきい値や受光量の表示値を調整することで表示の飽和を回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、添付の図面に基づいて本発明の好ましい実施例を説明する。
【００１２】
図１は、本発明を適用した光電センサを示す。図示の光電センサ１００は、光ファイバを通じて投受光する形式の光電センサである。光電センサ１００は、幅狭の比較的細長いボックス状のケーシング１１を有し、ケーシング１１の一端面から光ファイバ１４、１５が外部に延出しており、光電センサ１００への電源供給及び典型的にはＰＬＣ（図示せず）への出力は、ケーシング１１の他端面から延出するケーブル１６を通じて行われる。
【００１３】
ケーシング１１の細長い矩形の上面１１ａには、長手方向に横並びに隣接して配置された第１、第２の表示部１７、１８が設けられている。第１、第２の表示部１７、１８は、共に、横並びに隣接して配置された４つセクション（４桁）を有し、各セクションは７セグメントＬＥＤで構成されている。
【００１４】
ケーシング１１の上面１１ａには、また、出力切替ボタン１９、モード切替スイッチ（Ｍキー）２０、スイング式の上下調整スイッチ２１、スライド式の動作モードセレクタスイッチ２２、セットキースイッチ（ＳＥＴキー）２３、動作表示灯２４が設けられている。
【００１５】
モード切替スイッチ（Ｍキー）２０は、これを３秒以上押し続ける（長押し）ことにより、第１、第２の表示部１７、１８の画面の表示モードを切り替えることができ、表示モードとしては、検出動作中の表示モード（運用モード）と、各種の設定を行うための表示モード（設定モード）とを有する。Ｍキー２０を３秒よりも短い時間押すと（短押し）、表示モードを切り替えることなく、第１、第２の表示部１７、１８の画面を切り替えることができる。
【００１６】
スイング式の上下調整スイッチ２１は、アップ（△）側を押すと例えばしきい値を大きくする方向に調整することができ、ダウン（▽）側を押すとしきい値を小さくする方向に調整することができる。また、この上下調整スイッチ２１は、設定モード中では、パラメータの選択や設定数値の調整に用いられる。
【００１７】
スライド式の動作モードセレクタスイッチ２２は２接点を有し、この動作モードセレクタスイッチ２２を操作することにより、予め設定されている動作モードと、複数の他の動作モードからユーザが任意に選択した動作モードとの切替えを行うことができる。光電センサ１００で選択可能な複数の動作モードを例示すれば以下のとおりであるが、各種の動作モードは、受光量の大小に違いがあり、この受光量を増加させるのに、例えば、(i)受光の周期を長く設定してパルス発光のデュティーを小さくする代わりに投光電流を増加させることで投光量を増加させる、(ii)受光した信号を複数回加算することによって受光量を大きくすると共にS/Nも向上させる手法を採用することができる。
【００１８】
(1)ファインモード：このファインモードは、例えばベアリングの刻印の有無を検出するのに適するように受光量が設定されており、微小な刻印の有無による僅かな光量変化を的確に判別することができるという特徴を備えている。
【００１９】
(2)ターボモード：ファインモードよりも実質的に受光量が増大する設定になっており、例えば台紙上のシールの検出するのに適している。
【００２０】
(3)スーパーターボモード：ターボモードよりも更に実質的に受光量が増大する設定になっている。このスーパーターボモードは、例えば発光素子又は発光素子からの光を導くファイバ及び/又は受光素子又は受光素子に光を導くファイバとワークＷとを離間させた状態でワークＷの有無を検出するのに適している。
【００２１】
(4)ウルトラターボモード：スーパーターボモードよりも更に実質的に受光量が増大する設定になっており受光感度は、ここに列挙の選択肢の動作モードのなかで最大である。このウルトラターボモードは、例えば、スーパーターボモードよりも遠く離れたワークＷの有無を検出する、或いは、埃、汚れなどの多い悪環境下でワークＷを検出する際に用いるのに適している。
【００２２】
(5)ハイスピードモード：ハイスピードモードは、上述した各種の運用モードよりも応答速度を高める設定になっており、比較的早く通過するワークＷを検出するのに適している。
【００２３】
ＳＥＴキー２３は、後に説明する自動チューニング及び/又はしきい値の自動設定に用いられる。しきい値の自動設定の基本は、ワークＷ（図３参照）を検出エリアに配置した状態で、ＳＥＴキー２３を押し、次いで、検出エリアからワークＷを取り除いた状態で、ＳＥＴキー２３を再び押すと、ワークＷが存在しているときの最大受光量と、ワークＷを取り除いたときの最小受光量との間の値（典型的には中間値）がしきい値として自動的に設定される。
【００２４】
図２は、光電センサ１００のブロック図である。光電センサ１００は、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）などからなる発光素子を発光させるための投光処理部３０及び投光部３１を有し、また、フォトダイオードなどからなる受光素子に接続された受光部３２及び増幅部３３と、この増幅部３３で増幅した受光信号をデジタル変換して受光データとして出力するＡ/Ｄ変換部３４とを有する。
【００２５】
投光部３１、受光部３２を制御する主制御部３５は、基本的には、表示演算部３６を含んで例えばゲートアレイやＣＰＵで構成される。主制御部３５には、上述した各種の操作スイッチ又はボタン１９〜２３を含む操作部３７からの信号が供給される他、主制御部３５の処理で必要とされる設定値、例えば上述したしきい値などは設定部３８で設定され、主制御部３５で処理したデータは表示演算部３６に供給されて、この表示演算部３６で処理したデータが第１、第２表示部１７、１８に供給されて、第１、第２表示部１７、１８に表示される。
【００２６】
光電センサ１００は、Ａ/Ｄ変換部３４で変換した受光信号にスケーリング倍率を掛けて受光量の見かけ上の値（表示値）を増減するスケーリング機能を有し、このスケーリング機能を使った見かけ上の受光量及び見かけ上のしきい値を第１、第２表示部１７、１８に表示することができる。
【００２７】
また、光電センサ１００は、自動チューニング機能により、第１、第２表示部１７、１８に表示されるしきい値及び/又は受光量の値が所定の値を超えたときにスケーリング倍率を調整して、この調整後のしきい値、受光量を第１、第２表示部１７、１８に表示することができる。
【００２８】
自動チューニング機能を説明する前に、透過型光電センサ１００は、図３に示すように、投光器３１が投射する光が形成する検出エリア、つまり投光器３１と受光器３２との間にワークＷが存在すると透過型では遮光により受光量がＸ1に下がり、ワークＷが検出エリアを通り過ぎると受光量がＸ2に上昇する。
【００２９】
しきい値Ｔhは次の式で求められる。
Ｔh＝（Ｘ1＋Ｘ2）/２
【００３０】
第１実施例（図４、図５）
【００３１】
上述したＴh＝（Ｘ1＋Ｘ2）/2のＴh値が、しきい値上限表示値Ｓ以下であるときには、上述したしきい値Ｔhや受光量Ｘ1、Ｘ2が表示され、そして透過型光電センサ１００にあっては「ワーク無し」の受光量Ｘ2が４桁表示の範囲を超えたときには「9999」の表示が行われる。
【００３２】
ＳＥＴキー２３を押してチューニングする際に取得した受光量の最小値、最大値に基づいて算出したしきい値Ｔhが上限表示値Ｓよりも大きいとき（Ｔh＞Ｓ）には、自動チューニング機構が動作して第１、第２表示部１７、１８の表示に関し、しきい値が予め設定した所定の表示値（例えば上限表示値Ｓ）となるように調整され、また、これに併せて受光量の表示値も調整した後に第１、第２表示部１７、１８に表示される。この自動チューニングで行われる受光量の表示値の調整はスケーリング倍率として「Ｓ/Ｔh」が自動設定され、このスケーリング倍率に基づいて受光量の表示値が調整される。受光量の表示値をＹとすると、このＹは下記の式で表すことができる。
【００３３】
Ｙ＝Ｘ・（Ｓ/Ｔh）
【００３４】
なお、しきい値上限表示値Ｓ及びしきい値の所定の表示値に関して、その値をユーザが任意に設定できるのが好ましい。
【００３５】
図４、図５を参照して具体的に説明すると、いま、「ワーク有り」の受光量Ｘ1が「3000」であり、「ワーク無し」の受光量Ｘ2が「21000」であったとすると、しきい値Ｔhは（3000＋21000）/2＝「12000」となる（図５のステップＳ１０）。いま、しきい値の上限表示値Ｓが「8000」であるとすると、図５のステップＳ１１でしきい値Ｔhと上限表示値Ｓとの比較でＹＥＳと判定されてステップＳ１２に進んでしきい値の表示値が所定の表示値（この例では、上限表示値「8000」）に調整され、また、これに合致するスケーリング倍率が算出される。すなわち、スケーリング倍率は（8000/12000）＝「2/3」であり、このスケーリング倍率に基づいて受光量の表示値Ｙが求められる。この例で言えば、例えば「ワーク有り」では、例えば受光量の表示値は「2000」となり、「ワーク無し」では「14000」となる。
【００３６】
自動チューニング後のしきい値「8000」、「ワーク有り」の受光量の表示値「2000」は４桁表示で表示可能な数値であるが、「ワーク無し」の受光量の表示値「14000」は４桁表示が不可能であることから４桁表示の最大値「9999」を超えた受光量の表示値は全て「9999」で表示される。この表示のチューニングが終わった後には、光電センサ１００は、調整後のしきい値及び受光量の表示値が第１、第２表示部１７、１８に表示される。
【００３７】
第２実施例（図６）
【００３８】
この第２実施例にあっても、チューニング時に取得した最大及び最小受光量からしきい値が算出され、このしきい値が図６に示すように「12000」というようにしきい値上限表示値Ｓを超えているときには自動チューニングが行われる。この第２実施例での自動チューニングでは、チューニング時に取得した最大受光量に基づいてしきい値及び受光量の表示値が調整される。図６の例では、チューニング時の最大受光量が「21000」であることから、これを４桁表示の最大値「9999」にするスケーリング倍率が算出される。すなわち、（9999/21000）＝約0.48がスケーリング倍率として自動設定され、このスケーリング倍率に基づいてしきい値及び受光量の表示値が調整される。具体的には、しきい値の表示値が「5714」に調整され、例えば「ワーク有り」の受光量が「3000」であれば調整後の「1428」が受光量の調整値として表示される。
【００３９】
第３実施例（図７）
【００４０】
この第３実施例にあっても、チューニング時に取得した最大及び最小受光量からしきい値が算出され、このしきい値が上限表示値Ｓを超えているときに自動チューニングが行われる。そして、この第３実施例では、チューニング時に取得した最大受光量及び最小受光量の差に基づいてしきい値及び受光量の表示値が調整される。
【００４１】
図７の例では、チューニング時の最大受光量が「21000」であり、最小受光量が「3000」であることから、その差分値（21000−3000）＝18000が表示幅となるようにスケーリング倍率が算出される。ここに４桁表示での表示幅は（9999−0）＝「9999」であるから、（9999/18000）＝約0.56がスケーリング倍率として自動設定され、このスケーリング倍率に基づいてしきい値及び受光量の表示値が調整される。具体的には、「12000」のしきい値は、（12000−3000）×約0.56＝「5000」が表示され、例えば「ワーク有り」の受光量「3000」は、（3000−3000）×約0.56＝「０」が表示される。
【００４２】
第４実施例（図８）
【００４３】
この第４実施例では、チューニング時に取得した最大受光量から例えば１０％小さな値がしきい値として設定され、このしきい値が上限表示値Ｓを超えているときに、表示値の自動チューニングが行われる。そして、この第４実施例では、しきい値の表示値が所定の値、例えば図８の例では上限表示値である「8000」となるようにスケーリング倍率が算出される。
【００４４】
すなわち、図示の例では、最大受光量が「21000」であり、この１０％小さい「18900」がしきい値であるが、この「18900」はしきい値上限表示値「8000」よりも大きいことから自動チューニングが行われ、この自動チューニングに用いられるスケーリング倍率として、（8000/18900）＝約0.42が自動設定され、しきい値の表示値は「8000」であり、受光量は約0.42を乗算した値が受光量表示値となる。
【００４５】
なお、しきい値の自動設定に関し、最大受光量から何％小さな値を設定するかの％をユーザが任意に設定できるのが好ましい。
【００４６】
以上、本発明の実施例によれば、しきい値や受光量が表示部の表示限界を超えたときには、表示部の表示範囲となるように自動的に調整された状態で表示させることができる。
【００４７】
しきい値及び受光量について表示値の自動チューニングを、スケーリング倍率を調整することで行う例で上記の実施例を説明したが、スケーリング倍率の調整に代えて、受光ゲインや投光量を変更することにより受光量の表示値を調整するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明を適用した光電センサの斜視図である。
【図２】図１の光電センサのブロック図である。
【図３】透過型光電センサが形成する検出エリアをワークが通過することに伴う受光量の変化を説明するための図である。
【図４】表示値の自動チューニングの第１実施例を説明するための図である。
【図５】表示値の自動チューニングに関する制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【図６】表示値の自動チューニングの第２実施例を説明するための図である。
【図７】表示値の自動チューニングの第３実施例を説明するための図である。
【図８】表示値の自動チューニングの第３実施例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４９】
１００    光電センサ
１７、１８  第１、第２の表示部
２１    スイング式上下調整スイッチ
２３    セットキースイッチ（ＳＥＴキー）
３３    受光増幅部
３４    Ａ/Ｄ変換部
Ｗ    ワーク
【図１】
2007142627.tif 000003
【図２】
2007142627.tif 000004
【図３】
2007142627.tif 000005
【図４】
2007142627.tif 000006
【図５】
2007142627.tif 000007
【図６】
2007142627.tif 000008
【図７】
2007142627.tif 000009
【図８】
2007142627.tif 000010