(57)【要約】【課題】可変抵抗などの部品を用いず、光電スイッチ毎のばらつきを軽減すると共に適切な感度調整を行う。【解決手段】使用段階において閾値操作部１５からの指示を受けた閾値設定部１２が、閾値保持部１１に格納された閾値を変更する場合、指示に応じて増減した新たな閾値が、製造段階において光電スイッチ１のばらつきが軽減するように決定された下限値より小さければ、この下限値を新たな閾値として閾値保持部１１へ設定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
投光電流に応じた光量の光を検出領域へ投光する投光部と、
前記投光部からの光を受光し、受光量に応じたレベルの受光信号を出力する受光部と、
前記受光部が出力する受光信号を所定の閾値と比較して、前記検出領域内の対象物の有無を判定する比較部と、
外部より、前記閾値を増減させる指示を受ける閾値操作部と、
製造工程において前記受光部が出力する受光信号レベルに基づいて設定された閾値の下限値を有し、前記閾値操作部からの指示を受けて前記閾値を増減させて新たな閾値を設定する場合に、前記閾値が当該下限値以上では指示に応じて新たな閾値を設定し、前記閾値が当該下限値より小さくなると当該下限値を新たな閾値に設定する閾値設定部とを備える光電スイッチ。
【請求項２】
投光電流に応じた光量の光を検出領域へ投光する投光部と、
前記投光部からの光を受光し、受光量に応じたレベルの受光信号を出力する受光部と、
外部より、前記投光部の投光電流を増減させる指示を受ける投光電流操作部と、
前記投光電流操作部からの指示を受けて、前記投光部へ供給する投光電流を変更する投光制御部と、
前記受光部が出力する受光信号を所定の閾値と比較して、前記検出領域内の対象物の有無を判定する比較部とを備え、
前記閾値は、製造工程において前記受光部が出力する受光信号レベルに基づいて設定されることを特徴とする光電スイッチ。
【請求項３】
投光電流に応じた光量の光を検出領域へ投光する投光部と、
前記投光部からの光を受光し、受光量に応じたレベルの受光信号を出力する受光部と、
前記受光部が出力する受光信号を所定の閾値と比較して、前記検出領域内の対象物の有無を判定する比較部と、
外部より、前記投光電流を増減させる指示を受ける投光電流操作部と、
製造工程において前記受光部が出力する受光信号レベルに基づいて設定された投光電流の上限値を有し、前記投光電流操作部からの指示を受けて前記投光部へ供給する投光電流を増減させる場合に、前記投光電流が当該上限値以下では指示に応じて新たな投光電流を設定し、前記投光電流が当該上限値より大きくなると当該上限値を新たな投光電流に設定する投光制御部とを備える光電スイッチ。
【請求項４】
投光電流に応じた光量の光を検出領域へ投光する投光部と、
前記投光部からの光を受光し、受光量に応じたレベルの受光信号を出力する受光部と、
前記受光部が出力する受光信号を所定の閾値と比較して、前記検出領域内の対象物の有無を判定する比較部と、
外部より、前記比較部が判定に用いる閾値を増減させる指示を受ける閾値操作部と、
前記閾値操作部からの指示を受けて、前記比較部で用いる閾値を変更する閾値設定部とを備え、
前記投光部の投光電流は、製造工程において前記受光部が出力する受光信号レベルに基づいて設定されることを特徴とする光電スイッチ。
【請求項５】
投光電流に応じた光量の光を検出領域へ投光する投光部と、
前記投光部からの光を受光し、受光量に応じたレベルの受光信号を出力する受光部と、
外部より、前記受光部が前記受光量を受光信号に変換するときのゲインを増減させる指示を受けるゲイン操作部と、
前記ゲイン操作部からの指示を受けて、前記受光部のゲインを変更するゲイン制御部と、
前記受光部が出力する受光信号を所定の閾値と比較して、前記検出領域内の対象物の有無を判定する比較部とを備え、
前記閾値は、製造工程において前記受光部が出力する受光信号レベルに基づいて設定されることを特徴とする光電スイッチ。
【請求項６】
投光電流に応じた光量の光を検出領域へ投光する投光部と、
前記投光部からの光を受光し、受光量に応じたレベルの受光信号を出力する受光部と、
外部より、前記受光部が前記受光量を受光信号に変換するときのゲインを増減させる指示を受けるゲイン操作部と、
前記ゲイン操作部からの指示を受けて、前記受光部のゲインを変更するゲイン制御部と、
前記受光部が出力する受光信号を所定の閾値と比較して、前記検出領域内の対象物の有無を判定する比較部とを備え、
前記投光部の投光電流は、製造工程において前記受光部が出力する受光信号レベルに基づいて設定されることを特徴とする光電スイッチ。
【請求項７】
投光電流に応じた光量の光を検出領域へ投光する投光部と、
前記投光部からの光を受光し、受光量に応じたレベルの受光信号を出力する受光部と、
前記受光部が出力する受光信号を所定の閾値と比較して、前記検出領域内の対象物の有無を判定する比較部と、
外部より、前記閾値を増減させる指示を受ける閾値操作部と、
前記閾値操作部からの指示を受けて前記閾値を増減させて新たな閾値を設定する閾値設定部とを備えた光電スイッチの感度調整方法であって、
前記閾値設定部が、製造工程において前記受光部が出力する受光信号レベルに基づいて設定された閾値の下限値を有し、前記閾値操作部から受け付けた指示に応じて増減した閾値が当該下限値以上の場合は当該閾値を新たな閾値に設定し、前記閾値操作部から受け付けた指示に応じて増減した閾値が当該下限値より小さい場合は当該下限値を新たな閾値に設定することを特徴とする感度調整方法。
【請求項８】
投光電流に応じた光量の光を検出領域へ投光する投光部と、
前記投光部からの光を受光し、受光量に応じたレベルの受光信号を出力する受光部と、
前記受光部が出力する受光信号を所定の閾値と比較して、前記検出領域内の対象物の有無を判定する比較部と、
外部より、前記投光電流を増減させる指示を受ける投光電流操作部と、
前記投光電流操作部からの指示を受けて前記投光部へ供給する投光電流を増減させて新たな投光電流を設定する投光電流制御部とを備えた光電スイッチの感度調整方法であって、
前記投光電流制御部が、製造工程において前記受光部が出力する受光信号レベルに基づいて設定された投光電流の上限値を有し、前記投光電流操作部から受け付けた指示に応じて増減した投光電流が当該上限値以下の場合は当該投光電流を新たな投光電流に設定し、前記投光電流操作部から受け付けた指示に応じて増減した投光電流が当該上限値より大きい場合は当該上限値を新たな投光電流に設定することを特徴とする感度調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、製品毎のばらつきを軽減するように感度設定可能な光電スイッチおよび感度調整方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光電スイッチは、投光素子、受光素子、および受光した光信号を電圧振幅に変換する処理回路などにそれぞればらつきがある。このため、光電スイッチの受光レベルにばらつきが生じる。
通常、光電スイッチは、ばらつきが最小幅の固体について製品仕様に足りる様に、回路ゲインを決定していた。仮に、投光素子のばらつきが３倍、受光素子のばらつきが１．５倍、処理回路のばらつきが２倍、合計９倍のばらつきを想定した場合、ばらつきが最大幅となる光電スイッチでは、最小幅の光電スイッチに必要なマージンの９倍のマージンとなる。このようにマージンが過剰であると、本来の受光信号以外のノイズ信号で動作する可能性が高くなるという問題があった。
【０００３】
そこで、一部の光電スイッチにおいては感度調整用の可変抵抗器などが設けられており（例えば、特許文献１参照）、適正なマージンになるように個々の光電スイッチについて回路ゲインを最適化していた。これにより、過剰なマージン設定になることを防いでいた。
【０００４】
また例えば、製造段階にて、個々の投光素子の発光効率などを測定しておき、その測定結果に応じた回路ゲインになる様に、光電スイッチ毎に最適な抵抗値などを決定して回路実装していた。これによっても、過剰なマージン設定になることを防ぐことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開平７−２５６２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の光電スイッチは以上のように構成されているので、回路ゲイン最適化のための可変抵抗器を用いると、可変抵抗器の回転角と感度とが概ね比例するため、過剰なマージンの場合に感度の微調整が困難になるという課題があった。また、可変抵抗などの部品が必要であることに起因する小型化の阻害といった課題もあった。
【０００７】
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、可変抵抗などの部品を用いず、光電スイッチ毎のばらつきを軽減すると共に適切な感度調整を行う光電スイッチおよび感度調整方法を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明の請求項１に係る光電スイッチは、投光電流に応じた光量の光を検出領域へ投光する投光部と、投光部からの光を受光し、受光量に応じたレベルの受光信号を出力する受光部と、受光部が出力する受光信号を所定の閾値と比較して、検出領域内の対象物の有無を判定する比較部と、外部より、閾値を増減させる指示を受ける閾値操作部と、製造工程において受光部が出力する受光信号レベルに基づいて設定された閾値の下限値を有し、閾値操作部からの指示を受けて閾値を増減させて新たな閾値を設定する場合に、閾値が当該下限値以上では指示に応じて新たな閾値を設定し、閾値が当該下限値より小さくなると当該下限値を新たな閾値に設定する閾値設定部とを備えるものである。
【０００９】
この発明の請求項２に係る光電スイッチは、投光電流に応じた光量の光を検出領域へ投光する投光部と、投光部からの光を受光し、受光量に応じたレベルの受光信号を出力する受光部と、外部より、投光部の投光電流を増減させる指示を受ける投光電流操作部と、投光電流操作部からの指示を受けて、投光部へ供給する投光電流を変更する投光制御部と、受光部が出力する受光信号を所定の閾値と比較して、検出領域内の対象物の有無を判定する比較部とを備え、閾値は、製造工程において受光部が出力する受光信号レベルに基づいて設定されるものである。
【００１０】
この発明の請求項３に係る光電スイッチは、投光電流に応じた光量の光を検出領域へ投光する投光部と、投光部からの光を受光し、受光量に応じたレベルの受光信号を出力する受光部と、受光部が出力する受光信号を所定の閾値と比較して、検出領域内の対象物の有無を判定する比較部と、外部より、投光電流を増減させる指示を受ける投光電流操作部と、製造工程において受光部が出力する受光信号レベルに基づいて設定された投光電流の上限値を有し、投光電流操作部からの指示を受けて投光部へ供給する投光電流を増減させる場合に、投光電流が当該上限値以下では指示に応じて新たな投光電流を設定し、投光電流が当該上限値より大きくなると当該上限値を新たな投光電流に設定する投光制御部とを備えるものである。
【００１１】
この発明の請求項４に係る光電スイッチは、投光電流に応じた光量の光を検出領域へ投光する投光部と、投光部からの光を受光し、受光量に応じたレベルの受光信号を出力する受光部と、受光部が出力する受光信号を所定の閾値と比較して、検出領域内の対象物の有無を判定する比較部と、外部より、比較部が判定に用いる閾値を増減させる指示を受ける閾値操作部と、閾値操作部からの指示を受けて、比較部で用いる閾値を変更する閾値設定部とを備え、投光部の投光電流は、製造工程において受光部が出力する受光信号レベルに基づいて設定されるものである。
【００１２】
この発明の請求項５に係る光電スイッチは、投光電流に応じた光量の光を検出領域へ投光する投光部と、投光部からの光を受光し、受光量に応じたレベルの受光信号を出力する受光部と、外部より、受光部が受光量を受光信号に変換するときのゲインを増減させる指示を受けるゲイン操作部と、ゲイン操作部からの指示を受けて、受光部のゲインを変更するゲイン制御部と、受光部が出力する受光信号を所定の閾値と比較して、検出領域内の対象物の有無を判定する比較部とを備え、閾値は、製造工程において受光部が出力する受光信号レベルに基づいて設定されるものである。
【００１３】
この発明の請求項６に係る光電スイッチは、投光電流に応じた光量の光を検出領域へ投光する投光部と、投光部からの光を受光し、受光量に応じたレベルの受光信号を出力する受光部と、外部より、受光部が受光量を受光信号に変換するときのゲインを増減させる指示を受けるゲイン操作部と、ゲイン操作部からの指示を受けて、受光部のゲインを変更するゲイン制御部と、受光部が出力する受光信号を所定の閾値と比較して、検出領域内の対象物の有無を判定する比較部とを備え、投光部の投光電流は、製造工程において受光部が出力する受光信号レベルに基づいて設定される
【００１４】
この発明の請求項７に係る感度調整方法は、製造工程において受光部が出力する受光信号レベルに基づいて設定された閾値の下限値を有し、閾値操作部から受け付けた指示に応じて増減した閾値が当該下限値以上の場合は当該閾値を新たな閾値に設定し、閾値操作部から受け付けた指示に応じて増減した閾値が当該下限値より小さい場合は当該下限値を新たな閾値に設定するようにしたものである。
【００１５】
この発明の請求項８に係る感度調整方法は、製造工程において受光部が出力する受光信号レベルに基づいて設定された投光電流の上限値を有し、投光電流操作部から受け付けた指示に応じて増減した投光電流が当該上限値以下の場合は当該投光電流を新たな投光電流に設定し、投光電流操作部から受け付けた指示に応じて増減した投光電流が当該上限値より大きい場合は当該上限値を新たな投光電流に設定するようにしたものである。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、製造段階において製品毎のばらつきに応じた閾値の下限値を決定しておき、使用段階ではこの下限値以上の範囲で閾値を変更することで感度調整するようにしたので、光電スイッチ毎のばらつきを軽減すると共に適切な感度調整を行うことができる。また、回路ゲイン最適化のために可変抵抗などの部品を用いる必要がない。
【００１７】
この発明によれば、製造段階において投光素子のばらつきに応じた投光電流の上限値を決定しておき、使用段階ではこの上限値以下の範囲で投光電流を変更することで感度調整するようにしたので、光電スイッチ毎のばらつきを軽減すると共に適切な感度調整を行うことができる。また、回路ゲイン最適化のために可変抵抗などの部品を用いる必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】この発明の実施の形態１に係る光電スイッチの構成を示すブロック図である。
【図２】実施の形態１に係るリフレクタ型の光電スイッチにおいて、距離と受光信号レベルとの関係を示すグラフである。
【図３】実施の形態１に係る光電スイッチの製造段階における下限閾値設定モードを示すフローチャートである。
【図４】実施の形態１に係る光電スイッチのユーザ操作による閾値設定モードを示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態２に係る光電スイッチの構成を示すブロック図である。
【図６】実施の形態２に係る光電スイッチの変形例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施の形態１．
図１に示すように、本実施の形態１に係る光電スイッチ１は、対象物が存在する検出領域の方向へ投光するための投光部として投光駆動部２、投光素子３および投光レンズ４を備える。また、検出領域の方向からの光を受光するための受光部として受光レンズ５および受光素子６を備える。受光素子６により受光した光信号は信号処理部７が電圧信号に変換して増幅し、受光信号として制御部８へ入力する。投光素子３は例えばＬＥＤ（発光ダイオード）、受光素子６は例えばフォトダイオードを用いる。
【００２０】
制御部８はマイクロコンピュータで構成し、投光制御部９、比較部１０および閾値設定部１２の処理内容を記述したプログラム（ファームウェアなど）をメモリに格納しておき、マイクロコンピュータのプロセッサがメモリに格納されているプログラムを実行する。また、信号処理部７、投光制御部９および比較部１０が同期する必要がある場合には、マイクロコンピュータのクロック信号を同期信号に用いる。
あるいは、制御部８をワイヤードロジックなどで構成してもよい。また、部分的にアナログ回路で構成してもよい。
【００２１】
投光制御部９は、投光駆動部２から投光素子３へ供給する投光電流を制御する。比較部１０は、信号処理部７から入力される受光信号レベルを、閾値保持部１１で保持している閾値と比較して、受光信号レベルが閾値より高ければ（または低ければ）対象物が存在すると判定して、検出結果を出力部１３へ出力する。なお、受光信号レベルが閾値より高い場合に出力をオンとする（いわゆるライトオン）か、受光信号レベルが閾値より低い場合に出力をオンとする（いわゆるダークオン）かは、不図示の切り替えスイッチ（以下、ＳＷ）などによってユーザが選択できるようにしてもよい。
【００２２】
閾値設定部１２は、閾値保持部１１へ閾値を生成して設定する。モード切替操作部１４は、閾値を設定する閾値設定モードか、対象物の有無を検出する検出モードかをユーザの操作に応じて切り替えるスイッチである。ここでは、閾値選択モードが選択されるとモード切替操作部１４から閾値設定部１２へ指示して閾値設定動作を実行させ、反対に、検出モードが選択されている期間は閾値設定部１２は動作せず、比較部１０による検出動作が行われることとする。
【００２３】
また、閾値操作部１５は、ユーザの操作に応じて信号を出力するスイッチなどで構成し、閾値設定部１２がこの出力信号に応じた量だけ閾値保持部１１の保持する閾値を増減させる。即ち、ユーザは、閾値操作部１５を操作して閾値を変更することにより、光電スイッチ１の感度調整を行うことができる。この詳細は後述する。
なお、モード切替操作部１４と閾値操作部１５は１つの操作部を共用してもよい。
【００２４】
光電スイッチ１は、先立って説明したように、投光素子３、受光素子６および信号処理部７などにばらつきがあるため、比較部１０に入力される受光信号レベルには製品毎にばらつきが生じる。そこで、製造段階にて、製品毎のばらつきを軽減するような閾値を、閾値保持部１１に設定しておく。
【００２５】
ここで、製造段階における、閾値設定モードの具体例を説明する。
図２は、リフレクタ型の光電スイッチ１において、距離と受光信号レベルとの関係を示すグラフである。グラフの横軸は、光電スイッチ１からの距離、縦軸は信号処理部７が出力する受光信号の電圧レベルである。この例では、光電スイッチ１から５ｍの距離にリフレクタを設置してその間を検出領域とし、光電スイッチ１の投光がリフレクタで反射し、光電スイッチ１に戻る光路を対象物が遮ったときに出力をオンするもの（ダークオン）またはオフするもの（ライトオン）と想定する。
【００２６】
ここで、図２（ａ）に示すように、光電スイッチ１から５ｍ離れた位置にリフレクタがあるときの受光信号レベルを基準値Ａとする。
また、その条件下において、閾値設定に用いる基準値Ｂ，Ｃとして、鏡に反射した光の受光信号レベルのピーク値（図２に示すＢ）と、白紙に反射した光の受光信号レベルのピーク値（図２に示すＣ）とを予め求めておく。
さらに、受光信号レベルＤがＡ＞Ｄ＞ＢかつＡ＞Ｄ＞Ｃとなるような、基準ターゲットおよび光電スイッチ１からの基準位置を予め決めておく。この基準ターゲットの受光信号レベルＤは、投光素子３、受光素子６および信号処理部７などのばらつきの大小によらずＡ＞Ｄ＞ＢかつＡ＞Ｄ＞Ｃを満たすものとする。ここでは基準位置を、光電スイッチ１から０．３ｍの位置に相当する値とする。
【００２７】
図３は、製造段階において閾値の下限を設定するフローチャートである。製造段階において光電スイッチ１から基準位置０．３ｍの位置に基準ターゲットを設置した状態で、モード切替操作部１４が下限閾値設定モードに切り替えられると（ステップＳＴ１）、受光部が基準ターゲットで反射した光を受光し、信号処理部７で受光信号に変換し、閾値設定部１２がその受光信号レベルＤを取得する（ステップＳＴ２）。
【００２８】
そして、閾値設定部１２はこの受光信号レベルＤを閾値の下限値ＤLとして閾値保持部１１に記憶させる（ステップＳＴ４）。
【００２９】
投光素子３、受光素子６、信号処理部７などのばらつきにより、受光信号レベルに１．５倍のばらつきが生じた場合、図２（ｂ）に示すようにＡ〜Ｄも全て１．５倍の値になり、相対的な大小関係は変わらない。そのため、光電スイッチ１にばらつきがあっても、適切な下限値ＤLを設定できる。
【００３０】
なお、上記説明では、閾値設定部１２が基準ターゲットの受光信号レベルＤをそのまま閾値の下限値ＤLにしたが、これに限定されるものではなく、例えばＤL＝Ｄ×ｘ（ｘは任意の値）など、受光信号レベルＤに基づく値（Ｄ’）を計算してもよい（ステップＳＴ３）。
また、上述した閾値設定の方法はリフレクタ型の光電スイッチ１の場合の一例であり、閾値の設定方法はこれに限定されるものではない。
【００３１】
次に、ユーザによる閾値設定モードの具体例を説明する。
閾値設定部１２による閾値設定または閾値操作部１５を通じた閾値調整によって閾値を調整する場合、閾値を下げれば（即ち感度を上げれば）、より長い距離を検出領域にできる反面、過度に閾値を下げてしまうと（即ち感度を上げすぎてしまうと）、光電スイッチ１の筐体内で投光素子３の光が反射して回り込んだ光を受光素子６で検出するなど、本来の受光信号以外のノイズ信号に起因した誤検出を招く。
一方、閾値を上げれば（即ち感度を下げれば）、検出領域が短くなる反面、誤検出を低減できる。このように、感度を上げ過ぎると誤検出の可能性も高まるため、やみくもに感度を上げることはできない。
そこで、製造段階において設定された、個々の光電スイッチ１に適切な閾値の下限値を下回るような閾値に変更できないようにする。
【００３２】
図４は、ユーザが閾値を調整するフローチャートである。ユーザがモード切替操作部１４を閾値設定モードに切り替えると、閾値設定部１２がモード切替操作部１４からの指示を受けて（ステップＳＴ１１）、そのときの受光信号レベルＥを信号処理部７より取得する（ステップＳＴ１２）。
閾値設定部１２は、この受光信号レベルＥに対し所定の演算（例えば、所定の割合：８０％を乗じる、あるいは、余裕度として所定の値を加減算する、など）を行って算出される値Ｅ’を新たな閾値の候補とし（ステップＳＴ１３）、これを、閾値保持部１１に予め保持されている閾値の下限値ＤLと比較して（ステップＳＴ１４）、受光信号レベルＥ’が下限値ＤL以上であれば（ステップＳＴ１４“ＹＥＳ”）、閾値設定部１２はその受光信号レベルＥ’を閾値ＤTHに設定して閾値保持部１１に記憶させる（ステップＳＴ１５）。一方、受光信号レベルＥ’が下限値ＤLより小さい場合（ステップＳＴ１４“ＮＯ”）、閾値設定部１２は下限値ＤLを閾値ＤTHに設定して閾値保持部１１に記憶させる（ステップＳＴ１６）。
【００３３】
これにより、過剰に低い閾値に変更されることを防ぐことができ、従って感度の上げすぎによる誤検出を防止できる。
【００３４】
なお、受光信号レベルＥ’が下限値ＤLより小さい場合（ステップＳＴ１４“ＮＯ”）、閾値設定部１２は下限値ＤLを閾値ＤTHに設定して閾値保持部１１に記憶するのではなく、閾値調整が不可能と判断して閾値調整を行わなくても良い。この場合は、閾値調整を行わなかったことをエラー表示などによりユーザに認識させることが好ましい。
【００３５】
また、ユーザが閾値操作部１５を押下することにより閾値を増減させる場合、例えば閾値操作部１５の閾値を上げる（即ち感度を下げる）スイッチが１度押下される毎に、閾値操作部１５から閾値設定部１２へＨｉｇｈレベルの出力信号を出力し、反対に閾値を下げる（即ち感度を上げる）スイッチが１度押下される毎に、閾値操作部１５から閾値設定部１２へＬｏｗレベルの出力信号を出力することとする。この場合、閾値設定部１２は、閾値操作部１５のＨｉｇｈレベルまたはＬｏｗレベルの出力信号の回数に応じて、閾値保持部１１で保持している閾値を増減させる。このとき、閾値設定部１２は、予め閾値保持部１１に設定されている下限値ＤL以上の範囲では閾値を増減させるが、下限値ＤLを下回る場合にはそれ以上閾値を小さくしない。
【００３６】
これにより、上記同様、過剰に低い閾値に変更されることを防ぐことができ、従って感度の上げすぎによる誤検出を防止できる。
【００３７】
以上より、実施の形態１によれば、光電スイッチ１は、投光電流に応じた光量の光を検出領域へ投光する投光部と、投光部からの光を受光し受光量に応じたレベルの受光信号を出力する受光部と、受光部が出力する受光信号を閾値ＤTHと比較して、検出領域内の対象物の有無を判定する比較部１０と、外部より閾値ＤTHを増減させる指示を受ける閾値操作部１５と、製造工程において受光部が出力する受光信号レベルＤに基づいて設定された閾値の下限値ＤLと閾値ＤTHを保持する閾値保持部１１と、閾値操作部１５からの指示を受けて閾値ＤTHを増減させて新たな閾値ＤTHを設定する場合に、閾値ＤTHが下限値ＤL以上では指示に応じた新たな閾値ＤTHを設定し、閾値ＤTHが下限値ＤLより小さくなると下限値ＤLを新たな閾値ＤTHに設定する閾値設定部１２とを備えるように構成した。このため、製造段階において、光電スイッチ毎のばらつき特性に応じた閾値を設定できるので、ばらつきを軽減することができる。また、使用段階において、ユーザが閾値を変更する場合であっても、新たな閾値を製造段階で求めた下限値より小さくならないように設定するので、適切に感度調整ができ、よって感度の上げすぎによる誤検出を防止できる。さらに、閾値の下限値ＤLは制御部８がプログラムを実行することにより設定されるので、従来のような可変抵抗器などの部品が不要となり、光電スイッチの小型化を図ることができる。
【００３８】
なお、上記実施の形態１では、使用段階においてユーザにより閾値の変更が可能な構成にしたが、これに限定されるものではなく、製造段階で定めた閾値から変更できない構成にしてもよい。この構成の場合にも、製造段階で光電スイッチ毎のばらつき特性に応じて適切な閾値を設定しておくので、過剰な感度にならず、誤検出を防止できる。
また、基準ターゲットからの受信信号レベルＤは、投光レンズ４と受光レンズ５の何れか一方、または両方が無い状態で取得してもかまわない。
【００３９】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、ユーザが閾値変更するときの閾値とその下限値（感度上限に相当する）を個々の光電スイッチ１に応じて設定したが、これに限定されるものではなく、例えば投光素子３の投光電流とその上限値（感度上限に相当する）を個々の光電スイッチ１に応じて設定するように構成してもよい。
【００４０】
図５は、本実施の形態２に係る光電スイッチ１の主要構成を示すブロック図であり、光電スイッチ１は新たに投光電流操作部２０、電流制御値設定部２１、および電流制御値保持部２２を備え、図１に示した閾値設定部１２および閾値操作部１５は不要になる。なお、その他の構成は図１に示す光電スイッチ１と同様であるため、詳細な説明は省略する。
投光素子３の発光効率には個体差があるため、投光駆動部２が投光素子３へ出力する投光電流を定格値に設定したとしても、同じ投光量になるとは限らない。また、受光素子６および信号処理部７の特性にもばらつきがある。そこで、本実施の形態２では、製造段階にて、製品毎の投光素子３、受光素子６および信号処理部７の何れか、または全ての要因を含むばらつきを軽減するように制御部８の投光制御部９が出力する電流制御値の上限値を電流制御値保持部２２に設定しておく。
【００４１】
例えば、製造段階において、定格電流値などに相当する所定の基準信号を投光駆動部２に与えて信号処理部７の信号レベルを測定する。そして、基準信号に対応する基準投光量からの信号処理部７の信号レベルのばらつきの度合いを求め、そのばらつき度合いに応じて電流制御値を補正する。そして、ばらつきを補正した電流制御値を電流制御値保持部２２に設定しておく。検出モード時、投光駆動部２は、投光制御部９から入力される電流制御値に応じたレベルの投光電流を投光素子３へ供給する。これにより、製品毎のばらつきを軽減できる。
【００４２】
また、上記実施の形態１において説明したように、感度が過剰になると光電スイッチ１の誤動作を招くことになる。そこで、誤作動を招かない程度の適切な感度上限値に相当する投光電流を決定して、電流制御値保持部２２に投光電流（電流制御値）の上限値として設定しておく。
【００４３】
次に、ユーザが投光電流操作部２０を操作して投光素子３の投光量を増減させることにより感度調整を行う場合を説明する。上記実施の形態１の閾値操作部１５と同じように、例えば投光電流操作部２０の投光電流を上げる（即ち感度を上げる）スイッチが１度押下される毎に、投光電流操作部２０から投光制御部９へＨｉｇｈレベルの出力信号を出力し、反対に投光電流を下げる（即ち感度を下げる）スイッチが１度押下される毎に、投光電流操作部２０から投光制御部９へＬｏｗレベルの出力信号を出力することとする。この場合、投光制御部９は、投光電流操作部２０のＨｉｇｈレベルまたはＬｏｗレベルの出力信号の回数に応じて、投光制御部９に設定された電流制御値を増減させる。このとき、投光制御部９は、予め設定されている投光電流の上限値以下の範囲では電流制御値を増減させるが、上限値を超える場合にはそれ以上に電流制御値を大きくしない。
【００４４】
これにより、過剰に高い投光電流に変更されて投光量が上がりすぎることを防ぐことができ、従って感度の上げすぎによる誤検出を防止できる。
【００４５】
以上より、実施の形態２によれば、光電スイッチ１は、投光電流に応じた光量の光を検出領域へ投光する投光部と、投光部からの光を受光し、受光量に応じたレベルの受光信号を出力する受光部と、受光部が出力する受光信号を閾値ＤＴＨと比較して、検出領域内の対象物の有無を判定する比較部１０と、外部より投光電流を増減させる指示を受ける投光電流操作部２０と、製造工程において信号処理部７の信号レベルに基づいて設定された投光電流制御用の電流制御値とその上限値とを保持し、投光電流操作部２０からの指示を受けて投光部へ供給する投光電流を増減させる場合に、電流制御値が上限値以下では指示に応じた新たな電流制御値を設定し、電流制御値が上限値より大きいと上限値を新たな電流制御値に設定する投光制御部９とを備えるように構成した。このため、製造段階において、光電スイッチ毎のばらつき特性に応じた電流制御値を設定できるので、ばらつきを軽減することができる。また、使用段階において、ユーザが投光量を変更する場合であっても、新たな電流制御値を製造段階で求めた上限値より大きくならないように設定するので、適切に感度調整ができ、よって感度の上げすぎによる誤検出を防止できる。さらに、投光量の変更は制御部８がプログラムを実行することにより行うので、従来のような可変抵抗器などの部品が不要となり、光電スイッチの小型化を図ることができる。
【００４６】
なお、上記実施の形態２では、使用段階においてユーザにより投光量の変更が可能な構成にしたが、これに限定されるものではなく、製造段階で定めた電流制御値に対応する投光量から変更できない構成にしてもよい。この構成の場合にも、製造段階で光電スイッチ毎の投光素子のばらつき特性に応じて適切な電流制御値を設定しておくので、過剰な感度にならず、誤検出を防止できる。
【００４７】
また、上記実施の形態２に示すような投光電流操作部２０を、上記実施の形態１に係る光電スイッチ１に適用してもよい。この構成の場合には、ユーザが感度を調整する手段として、閾値の変更と投光量の変更とを使用することができる。また、実施の形態２においても、実施の形態１に示すような閾値操作部１５を適用することで、ユーザが閾値を変更できることは言うまでもない。
【００４８】
さらに、上記実施の形態１では閾値の変更により、上記実施の形態２では投光量の変更により感度調整を行ったが、これらに限定されるものではなく、例えば信号処理部７の電圧増幅率（ゲイン）を調整することにより感度を調整してもよい。
【００４９】
図６は、ゲイン調整に関連する光電スイッチ１の主要部を示すブロック図であり、光電スイッチ１は、新たにゲイン操作部３０と、ゲイン制御部３１とを備え、図１と図５に示した閾値操作部１５、閾値設定部１２、投光電流操作部２０および電流制御値設定部２１は不要になる。なお、その他の構成は図１または図５に示す光電スイッチ１と同様であるため、詳細な説明は省略する。
ゲイン制御部３１は、光信号（電流）を電圧振幅に変換する際のゲイン（増幅率）を制御するゲイン制御値を、信号処理部７へ出力する。信号処理部７は、ゲイン制御値に応じたゲインで電圧振幅を増幅する。
ゲイン操作部３０は、ユーザによる操作を受け付けるスイッチなどで構成され、ゲイン制御部３１にゲイン増幅の指示を出力する。
これにより、使用段階において、ユーザがゲインを変更して感度調整することが可能である。
【００５０】
なお、信号処理部７が、受光素子６の受光した光信号（電流）を電圧振幅に変換する変換効率には個体差があるため、受光素子６が同じ受光量を受けたとしても、信号処理部７が出力する受光信号レベル（電圧）が同じになるとは限らない。また、投光素子３および受光素子６の特性にもばらつきがある。そこで、製造段階にて、製品毎の信号処理部７、投光素子３および受光素子６の何れか、または全てを含む要因のばらつきを軽減するように制御部８のゲイン制御部３１が出力するゲイン制御値を設定しておくようにしてもよい。
【００５１】
例えば、製造段階において、所定の基準信号を投光駆動部２に与えて、受光素子６で受光して信号処理部７の受光信号レベルを測定する。そして、ゲイン設定部３３は基準となる光量に対応する基準受光信号レベルからの信号処理部７の実際の受光信号レベルのばらつきの度合いを求め、そのばらつき度合いに応じてゲイン制御値を補正する。そして、ばらつきを補正したゲイン制御値をゲイン保持部３２に設定しておく。検出モード時、信号処理部７は、ゲイン制御部３１から入力されるゲイン制御値に応じたゲインにより光信号を増幅する。これにより、製品毎のばらつきを軽減できる。
【００５２】
また、感度が過剰になると光電スイッチ１の誤動作を招くことになる。そこで、誤動作を招かない程度の適切な感度上限値に相当するゲインを決定して、ゲイン制御部３１にゲインの上限値として設定しておく。あるいは、ゲイン制御値を上限値として用いてもよい。
【００５３】
次に、ユーザがゲイン操作部３０を操作して信号処理部７のゲインを増減させることにより感度調整を行う場合を説明する。上記実施の形態１，２の閾値操作部１５および投光電流操作部２０と同じように、例えばゲイン操作部３０のゲインを上げる（即ち感度を上げる）スイッチが１度押下される毎に、ゲイン操作部３０からゲイン制御部３１へＨｉｇｈレベルの出力信号を出力し、反対にゲインを下げる（即ち感度を下げる）スイッチが１度押下される毎に、ゲイン操作部３０からゲイン制御部３１へＬｏｗレベルの出力信号を出力することとする。この場合、ゲイン制御部３１は、ゲイン操作部３０のＨｉｇｈレベルまたはＬｏｗレベルの出力信号の回数に応じて、ゲイン制御部３１に設定されたゲイン制御値を増減させる。このとき、ゲイン制御部３１は、予め設定されているゲインの上限値以下の範囲ではゲイン制御値を増減させるが、上限値を超える場合にはそれ以上にゲイン制御値を大きくしない。
【００５４】
これにより、過剰に高いゲインに変更されることを防ぐことができ、従って感度の上げすぎによる誤検出を防止できる。また、ゲインの調整は制御部８を構成するマイコンを利用して行うので、従来のような可変抵抗器は不要である。
【００５５】
なお、本発明の実施の形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、上述した実施の形態の構成に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても本発明に含まれることは言うまでもない。
また、図２を含めて実施の形態においてはリフレクタ型、特にポラライズドリフレクタを用いる光電スイッチを想定して説明を行ったが、これに限らず、例えば拡散反射型の光電スイッチ等にも適宜利用可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１  光電スイッチ
２  投光駆動部
３  投光素子
４  投光レンズ
５  受光レンズ
６  受光素子
７  信号処理部
８  制御部
９  投光制御部
１０  比較部
１１  閾値保持部
１２  閾値設定部
１３  出力部
１４  モード切替操作部
１５  閾値操作部
２０  投光電流操作部
２１  電流制御値設定部
２２  電流制御値保持部
３０  ゲイン操作部
３１  ゲイン制御部
【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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