(57)【要約】【課題】光量の急激な増減があっても、適切に自動感度補正を行うことができる自動感度補正付き光電センサを提供する。【解決手段】自動感度補正手段１０は、受光量の変化のうち急激な受光量の変化が、自動復帰処理を行う所定の時間以上のとき、基準光量Ａを補正し、所定の時間未満のとき、基準光量Ａを補正することなく感度補正を終了するので、受光量の急激な増減があっても、適切に自動感度補正を行うことができる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を投光する投光素子、投光素子を駆動する駆動回路、光を受光する受光素子、および、物体による反射光または遮光によって生じる受光量と、物体検出の基準となる受光量である基準光量に基づき設定されるしきい値とを比較して、物体を検出する制御を行う制御手段を有する光電センサであって、
前記制御手段は、物体検出の動作中に、受光素子の受光量の変化に対応して少なくとも前記基準光量を補正する感度補正を行って、物体検出動作に自動的に復帰する自動復帰処理を行う自動感度補正手段を備え、
前記自動感度補正手段は、前記受光量の変化のうち急激な受光量の変化が、自動復帰処理を行う所定の時間以上のとき、前記基準光量を補正し、所定の時間未満のとき、前記基準光量を補正することなく感度補正を終了させる、自動感度補正付き光電センサ。
【請求項２】
請求項１において、
前記自動感度補正手段は、
前記受光量の変化のうち急激な受光量の変化が、自動復帰処理を行う所定の時間以上か否かを判断する受光量変化時間判断部と、
所定の時間以上のとき、前記基準光量を補正し、これに基づいて前記しきい値を演算するとともに、当該基準光量およびしきい値を保存し、所定の時間未満のとき、前記基準光量を補正することなく感度補正を終了させる感度補正処理部と、
を備えている自動感度補正付き光電センサ。
【請求項３】
請求項１において、
前記基準光量が、前記投光素子から投光されて前記受光素子で検出された背景の反射光の受光量である、自動感度補正付き光電センサ。
【請求項４】
請求項１において、
前記自動感度補正手段は、さらに、受光素子が受光した受光量の平均化処理を行う平均化処理部を備え、前記基準光量が、この平均化処理部による平均化処理された受光量である、自動感度補正付き光電センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、受光素子の受光量の変化に対応して感度補正を自動的に行う自動感度補正付き光電センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、投光素子自身の投光による光量を受光素子で常時検出し、その受光量の低下の程度により、透明体や不透明体の物体を検出する反射型や透過型のような光電センサ(ファイバ型を含む)が知られている。この光電センサが埃や水蒸気等が多いような悪環境下の場所に設置される場合、その環境要因により光の到達が妨げられて受光量が低下することとなる。このため、ティーチング機能等により手動でしきい値を再設定していたが、省力化のため自動的に感度補正できることが要請されていた。
【０００３】
この場合、受光量の変化に合わせて検出に最適なしきい値を自動的に設定することが考えられる。この従来技術として、しきい値を受光量変動に追従するように設定して、受光量に変動が生じても、安定した検出を行うことが知られている（例えば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００３−８７１０７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前記環境要因により受光量の低下が進み、受光量が物体検出の為のしきい値を下回ると物体の検出が不可能となるので、例えばレンズやミラーの清掃等により受光量の低下をまねく環境要因を取り除く必要があり、この場合、清掃の前後で受光量が急激に増加する。一方、透明体の物体を検出する場合にも受光量が急激に増減することがある。
【０００５】
しかし、従来の自動感度補正方法は、通常、センサが動作する速度（遅くとも数ミリ秒単位)よリも十分にゆっくりとした受光量の変化を検出してしきい値を補正するものであり、この従来方法では、受光量の急激な増減はキャンセルして補正に影響を与えないような処理をするため、物体による受光量の急激な増減と環境要因の改善による受光量の急激な増加との区別をすることが難しく、適切な自動感度補正が実現できなかった。
【０００６】
本発明は、前記の問題点を解決して、受光量の急激な増減があっても、適切に自動感度補正を行うことができる自動感度補正付き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】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明にかかる自動感度補正付き光電センサは、光を投光する投光素子、投光素子を駆動する駆動回路、光を受光する受光素子、および、物体による反射光または遮光によって生じる受光量と、物体検出の基準となる受光量である基準光量に基づき設定されるしきい値とを比較して、物体を検出する制御を行う制御手段を有する光電センサであって、前記制御手段は、物体検出の動作中に、受光素子の受光量の変化に対応して少なくとも前記基準光量を補正する感度補正を行って、物体検出動作に自動的に復帰する自動復帰処理を行う自動感度補正手段を備え、前記自動感度補正手段は、前記受光量の変化のうち急激な受光量の変化が、自動復帰処理を行う所定の時間以上のとき、前記基準光量を補正し、所定の時間未満のとき、前記基準光量を補正することなく感度補正を終了させるものである。
【０００８】
この構成によれば、受光量の変化のうち急激な受光量の変化が、自動復帰処理を行う所定の時間以上のとき、基準光量を補正し、所定の時間未満のとき、基準光量を補正することなく感度補正を終了するので、受光量の急激な増減があっても、適切に自動感度補正を行うことができる。
【０００９】
好ましくは、前記自動感度補正手段は、前記受光量の変化のうち急激な受光量の変化が、自動復帰処理を行う所定の時間以上か否かを判断する受光量変化時間判断部と、所定の時間以上のとき、前記基準光量を補正し、これに基づいて前記しきい値を演算するとともに、当該基準光量およびしきい値を保存し、所定の時間未満のとき、前記基準光量を補正することなく感度補正を終了させる感度補正処理部と、を備えている。したがって、受光量の急激な増減があっても、より適切に自動感度補正を行うことができる。
【００１０】
好ましくは、前記基準光量が、前記投光素子から投光されて前記受光素子で検出された背景の反射光の受光量である。したがって、背景の受光量である基準光量に基づき物体を検出できる。
【００１１】
好ましくは、前記自動感度補正手段は、さらに、受光素子が受光した受光量の平均化処理を行う平均化処理部を備え、前記基準光量が、この平均化処理部による平均化処理された受光量である。したがって、受光量のばらつきがあっても感度補正に影響を与えないようにできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態を図面にしたがって説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る自動感度補正付き光電センサを示すブロック構成図である。本センサは、光を投光するＬＥＤ（発光ダイオード）のような投光素子１、投光素子１を駆動する駆動回路４、光を受光する受光素子３、受光素子３から出力された検出信号を増幅する増幅回路６、増幅された検出信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器７、および本センサ全体を制御するとともに、物体Ｗによる反射光または遮光によって生じる受光量と、物体検出の基準となる受光量である基準光量Ａに基づき設定されるしきい値とを比較して、物体Ｗを検出する制御を行う制御手段である制御・処理部（マイクロコンピュータ）５を備えている。
【００１３】
本センサは、さらに、検出結果を表示する表示部１１、検出結果を外部機器へ出力する出力回路１２、各種スイッチ等の入力回路１３、および他の光電センサと連結する連結回路１４を備えている。なお、これら表示部１１、入力回路１３および連結回路１４を省略してもよい。
【００１４】
この例では、本センサは、反射型の光電センサであって、背景Ｍの前に置かれた透明体や不透明体の物体Ｗを検出するものであり、ＬＥＤ１から投光されてレンズ２を介して背景Ｍで反射した光が物体Ｗを通過し、背景Ｍの反射光と物体Ｗの通過光がレンズ２を介して受光素子３に受光される。前記基準光量Ａには、投光素子１から投光されて受光素子３で検出された背景Ｍの反射光と物体Ｗの通過光(透明体)のうち、例えば背景Ｍの反射光の受光量が用いられ、前記しきい値は、この基準光量Ａに所定の比率が乗算されて設定される。本センサは、なお、図示しないミラーを設けて集光したうえで、受光素子３に受光させてもよい。
【００１５】
図１の制御・処理部５は、物体検出の動作中に、受光素子３の受光量の変化に対応して少なくとも基準光量Ａを補正する感度補正を行って、物体検出動作に自動的に復帰する自動復帰処理を行う自動感度補正手段８を備えている。この自動感度補正手段８は、受光量の変化のうち急激な受光量の変化が、自動復帰処理を行う所定の時間以上のとき、基準光量Ａを補正し、所定の時間未満のとき、基準光量Ａを補正することなく感度補正を終了させるものである。
【００１６】
図２に示すように、自動感度補正手段８は、受光素子が受光した受光量の平均化処理を行う平均化処理手段１６を備えている。例えば投光サイクルごとに移動平均法を用いた演算を行って受光量の平均化処理が行われる。これにより、受光量のレベルに多少のばらつきがあっても感度補正に影響を与えないようにできる。また、自動感度補正手段８は、前記受光量の変化のうち急激な受光量の変化が、自動復帰処理を行う所定の時間以上か否かを判断する受光量変化時間判断部１７と、所定の時間以上のとき、基準光量Ａを補正し、これに基づいてしきい値を演算するとともに、基準光量Ａおよびしきい値を保存し、所定の時間未満のとき、基準光量Ａを補正することなく、感度補正を終了させる感度補正処理部１８とを備えている。
【００１７】
以下、本発明の自動感度補正手段８の動作について、図３のフローチャートを用いて説明する。自動感度補正手段８は、例えばＲＯＭのような記憶部に格納されたソフトウエアにしたがって自動感度補正の処理を行う。この感度補正は、物体検出の動作中に、上述したとおり背景Ｍの反射光の受光量を基準光量Ａとし、受光素子３で背景Ｍの反射光の受光量を検出して行われる。
【００１８】
まず、感度補正サイクルが開始されると（ステップＳ１）、投光サイクルごとにサンプリングした背景Ｍの受光量が補正処理の可能なレベルかどうか確認される（ステップＳ２）。背景Ｍの受光量のレベルが補正可能なレベル以上である場合には、積算処理を行い、積算カウンタで積算回数を順次＋１カウントする（ステップＳ３）。この積算回数が規定するｎ回以上となったか否かが確認され（ステップＳ４）、ｎ回以上であれば、背景Ｍの受光量の平均化処理が行われる（ステップＳ５）。こうして、背景Ｍの受光量のレベルに多少のばらつきがあっても感度補正に影響を与えないようにできる。ｎ回未満であれば、感度補正の必要がないので、感度補正サイクルを終了する（ステップＳ１７）。
【００１９】
つぎに、背景Ｍの受光量の平均値が自動復帰処理を行うために設定されたしきい値以下か否か、つまり背景Ｍの受光量に急激な変化があったか否かが確認される（ステップＳ６）。しきい値以下であれば、背景Ｍの受光量に急激な変化がなかったので、自動復帰処理フラグがクリアされて（ステップＳ７）、背景Ｍの受光量の平均値が補正可能な範囲内かどうか確認される（ステップＳ８）。補正可能な範囲内であれば、背景Ｍの受光量の基準（基準光量）の補正を行うパラメータ再計算・保存処理がされて（ステップＳ１６）、感度補正サイクルが終了する（ステップＳ１７）。
【００２０】
ステップＳ２で、背景Ｍの受光量のレベルが補正可能なレベル未満である場合には、サンプリングの間隔が正常な範囲内かどうかが確認される（ステップＳ９）。正常な範囲内であれば、感度補正サイクルを終了する（ステップＳ１７）。正常な範囲内でなければ、基準光量の補正をやり直すために、基準光量の補正にかかるパラメータをクリアするパラメータクリア処理を行い（ステップＳ１０）、感度補正サイクルを終了する（ステップＳ１７）。
【００２１】
ステップＳ６で、自動復帰処理を行うために設定されたしきい値を超える場合には、自動復帰処理中かどうかが確認される（ステップＳ１１）。自動復帰処理中でなければ、自動復帰処理および自動復帰処理にかかるパラメータを初期化する処理を行う自動復帰処理・パラメータ初期化処理がされて（ステップＳ１２）、基準光量（背景光量の基準）Ａが新たに設定されて（ステップＳ１３）、感度補正サイクルが終了する（ステップＳ１７）。
【００２２】
ステップＳ１１で自動復帰処理中であれば、前回の基準光量と今回の受光量との差が適正かどうか確認されて（ステップＳ１４）、適正であれば、前記しきい値を超える時間が自動復帰処理を行う所定の時間（規定時間）以上か否かが確認される（ステップＳ１５）。規定時間以上であれば、例えば、レンズやミラーの清掃等のような環境要因の改善による受光量の急激な増加の状態が続いている（定常状態）と見なされ、規定時間未満であれば一時的な透明体のような物体Ｗによる受光量の急激な増減（過渡状態）と見なされるので、両者を区別できる。
【００２３】
ステップＳ１５で、規定時間以上であれば、環境要因の改善による受光量の急激な増加の状態が続いているので、前記した基準光量Ａの補正を含むパラメータ再計算・保存処理がされて（ステップＳ１６）、感度補正サイクルが終了する（ステップＳ１７）。規定時間未満であれば一時的な物体Ｗによる受光量の急激な増減であるので、基準光量Ａを補正することなく、感度補正サイクルが終了する（ステップＳ１７）。ステップＳ１４で、前回の基準光量と今回の受光量との差が大きすぎて適正でなければ、基準光量（背景光量の基準）Ａが新たに設定されたのちに（ステップＳ１３）、感度補正サイクルが終了する（ステップＳ１７）。
【００２４】
こうして、本発明は、物体Ｗによる受光量の急激な増減と環境要因の改善による受光量の急激な増加とを区別して、受光量の急激な増減があっても感度補正を自動的に適切に行うことができる。
【００２５】
図４は、第２実施形態にかかる自動感度補正付き光電センサを示すブロック構成図である。この第２実施形態は、第１実施形態と異なり、透過型の光電センサであり、投光素子１から光ファイバ９を介して投光され、この光が光ファイバ９を介して受光素子３で受光される。投光された光を物体Ｗが遮光したとき、受光素子３の受光量が減少するので、物体Ｗの有無を検出する。
【００２６】
第２実施形態の感度補正は、第１実施形態が受光素子３で受光した背景Ｍの反射光の受光量を基準光量Ａとしてこれに基づいて行うのと異なり、受光素子３で受光した投光素子１からの照射光の受光量を基準光量Ａ１とし、この基準光量Ａ１に基づいて行う。急激な受光量の変化が自動復帰処理を行う所定の時間（規定時間）以上のとき、基準光量Ａ１を補正し、所定の時間未満のとき、基準光量Ａ１を補正することなく感度補正を終了する。その他の構成は、第１実施形態と同様である。
【００２７】
こうして、第２実施形態の透過型の光電センサにおいても、物体Ｗによる受光量の急激な増減と環境要因の改善による受光量の急激な増加とを区別して、受光量の急激な増減があっても感度補正を自動的に適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１実施形態に係る自動感度補正付き光電センサを示すブロック構成図である。
【図２】自動感度補正手段を示すブロック構成図である。
【図３】図１の光電センサの感度補正動作を示すフローチャートである。
【図４】第２実施形態に係る自動感度補正付き光電センサを示すブロック構成図である。
【符号の説明】
【００２９】
１：投光素子
３：受光素子
５：制御手段（制御・処理部）
８：自動感度補正手段
１６：平均化処理部
１７：受光量変化時間判断部
１８：感度補正処理部
Ａ、Ａ１：基準光量
Ｍ：背景
Ｗ：物体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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