(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を放射する投光手段と、対象物からの光を受光し、電気信号に変換して増幅する受光手段と、前記受光手段から供給される電気信号と基準値を比較して前記対象物の有無を判定する判定手段と、を備えた光電センサにおいて、
前記受光手段は、電気信号を増幅する増幅器の利得を調整する利得調整手段を備え、前記利得調整手段の調整位置に対応した位置信号を出力するとともに、前記判定手段は、基準値ならびにヒステリシス幅が調整可能な比較演算手段を備え、前記利得調整手段から供給される位置信号に基づいて基準値とヒステリシス幅の双方を調整することを特徴とする光電センサ。
【請求項２】
光を放射する投光手段と、対象物からの光を受光し、電気信号に変換して増幅する受光手段と、前記受光手段から供給される電気信号と基準値を比較して前記対象物の有無を判定する判定手段と、を備えた光電センサにおいて、
前記投光手段は、放射する光量を調節する光量調節手段を備え、前記光量調節手段の調節位置に対応した調節信号を出力するとともに、前記判定手段は、基準値ならびにヒステリシス幅が調整可能な比較演算手段を備え、前記光量調節手段から供給される調節信号に基づいて基準値とヒステリシス幅の双方を調整することを特徴とする光電センサ。
【請求項３】
前記判定手段は、位置信号または調節信号、および電気信号をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換手段と、位置信号または調節信号のディジタル値に対応した基準値とヒステリシス幅を記憶する記憶手段と、を備え、位置信号または調節信号、および電気信号が供給されると、前記記憶手段に記憶した基準値とヒステリシス幅を読み出し、電気信号と基準値を前記比較演算手段で比較演算して前記対象物の有無を判定することを特徴とする請求項１または請求項２記載の光電センサ。
【請求項４】
前記記憶手段は、位置信号または調節信号の変化に対して基準値を所定の範囲に設定することを特徴とする請求項３記載の光電センサ。
【請求項５】
前記記憶手段は、位置信号または調節信号の変化に対して基準値をリニアに設定することを特徴とする請求項３記載の光電センサ。
【請求項６】
前記記憶手段は、位置信号または調節信号の変化に対して基準値をノンリニアに設定することを特徴とする請求項３記載の光電センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は対象物の有無を高分解能で判定する光電センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光電センサにおいて、投光部の発光ダイオード（ＬＥＤ）に流す電流を変化させ、対象物までの距離に応じて発光ダイオード（ＬＥＤ）から放射する光量を調整し、センサの感度を調整するように構成されたものが知られている。
【０００３】
また、従来の光電センサにおいて、受光部の増幅器の利得（ゲイン）を調整し、対象物が近距離にある場合に、センサの感度を調整するように構成されたものも知られている。
【０００４】
さらに、従来の光電センサには、比較器（コンパレータ）の閾値（基準値）を調整して感度を調整することにより、センサの分解能を向上させるように構成されたものがある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光電センサは、対象物の有無を判定する比較器（コンパレータ）の閾値（基準値）が一定なので、投光部の発光ダイオード（ＬＥＤ）に流す電流を変えて発光ダイオード（ＬＥＤ）から放射する光量を調整しても、受光する光信号のレベルは変化するが、光信号とノイズの比（Ｓ／Ｎ比）は同じであるため、センサの分解能を向上させることができない課題がある。
【０００６】
また、発光ダイオード（ＬＥＤ）から放射する光量を調整する方法は、光量を必要以上に多くすると受光部の増幅器で信号が飽和する虞や、光量を必要以上に少なくすると対象物を判定できなくなる虞がある。
【０００７】
受光部の増幅器の利得（ゲイン）を調整する従来の光電センサは、対象物の有無を判定する比較器（コンパレータ）にヒステリシス特性を設定している場合には、利得（ゲイン）を低く設定すると信号のノイズ成分が小さくなるが、信号成分も小さくなり、一方ヒステリシス特性のヒステリシス幅（オン−オフレベル）は一定なので、分解能の低下を招く課題がある。
【０００８】
また、比較器（コンパレータ）の閾値（基準値）を調整する従来の光電センサは、閾値（基準値）を大きなレベルに設定すると、受光部の増幅器の利得（ゲイン）を高く設定し、増幅器から出力される信号を大きなレベルにしなければ対象物有りの判定ができず、増幅器の出力信号が飽和する虞がある。
【０００９】
また、分解能を向上させるために閾値（基準値）を小さなレベルに設定すると、無信号時のノイズ（例えば、蛍光灯の光）が閾値（基準値）を超え、復帰（無信号時に検出出力なしの状態）不良を発生する虞もある。
【００１０】
この発明はこのような課題を解決するためになされたもので、その目的は受光手段の利得（ゲイン）調整または投光手段の光量調節に対応して比較演算手段（コンパレータ機能）の基準値およびヒステリシス幅を自動的に調整でき、高分解能を実現する光電センサを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためこの発明に係る光電センサは、受光手段に、電気信号を増幅する増幅器の利得を調整する利得調整手段を備え、利得調整手段の調整位置に対応した位置信号を出力するとともに、判定手段には、基準値ならびにヒステリシス幅が調整可能な比較演算手段を備え、利得調整手段から供給される位置信号に基づいて基準値とヒステリシス幅の双方を調整することを特徴とする。
【００１３】
この発明に係る光電センサは、受光手段の利得を調整することにより、位置信号に基づいて比較演算手段の基準値とヒステリシス幅の双方を調整することができるので、対象物が近距離にあっても最適な感度ならびに最適な分解能で判定することができ、対象物を高精度に判別することができる。
【００１４】
また、この発明に係る光電センサは、投光手段に、放射する光量を調節する光量調節手段を備え、光量調節手段の調節位置に対応した調節信号を出力するとともに、判定手段は、基準値ならびにヒステリシス幅が調整可能な比較演算手段を備え、利得調整手段から供給される位置信号に基づいて基準値とヒステリシス幅の双方を調整することを特徴とする。
【００１５】
この発明に係る光電センサは、投光手段の光量を調節することにより、調節信号に基づいて比較演算手段の基準値とヒステリシス幅の双方を調整することができるので、対象物が近距離にあっても最適な感度ならびに最適な分解能で判定することができ、対象物を高精度に判別することができる。
【００１６】
さらに、この発明に係る判定手段は、位置信号または調節信号、および電気信号をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換手段と、位置信号または調節信号のディジタル値に対応した基準値とヒステリシス幅を記憶する記憶手段と、を備え、位置信号または調節信号、および電気信号が供給されると、記憶手段に記憶した基準値とヒステリシス幅を読み出し、電気信号と基準値を比較演算手段で比較演算して対象物の有無を判定することを特徴とする。
【００１７】
この発明に係る判定手段は、位置信号または調節信号のディジタル値に対応した基準値とヒステリシス幅を記憶しておき、位置信号または調節信号が供給されると記憶してある基準値とヒステリシス幅を読み出し、電気信号と基準値を比較演算して対象物の有無を判定するので、利得または光量に対応して最適な分解能で対象物の判定を実現することができる。
【００１８】
また、この発明に係る記憶手段は、位置信号または調節信号の変化に対して基準値を所定の範囲に設定することを特徴とする。
【００１９】
この発明に係る記憶手段は、位置信号または調節信号の変化に対して基準値を所定の範囲に設定するので、復帰不良または飽和を防止することができる。
【００２０】
さらに、この発明に係る記憶手段は、位置信号または調節信号の変化に対して基準値をリニアに設定することを特徴とする。
【００２１】
この発明に係る記憶手段は、位置信号または調節信号の変化に対して基準値をリニアに設定するので、感度に対応して最適な分解能を実現することができる。
【００２２】
また、この発明に係る記憶手段は、位置信号または調節信号の変化に対して基準値をノンリニアに設定することを特徴とする。
【００２３】
この発明に係る記憶手段は、位置信号または調節信号の変化に対して基準値をノンリニアに設定するので、感度に対応して最適な分解能を実現することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。図１はこの発明に係る光電センサの一実施の形態要部ブロック構成図である。図１において、光電センサ１は、受光手段２、投光手段３、判定手段４を備え、投光手段３から対象物２０に光信号ＬSを投光し、対象物２０で反射された反射光ＬRを受光手段２で受光して光−電気変換を施した電気信号に基づいて判定手段４で対象物２０の有無を判定する。
【００２９】
受光手段２は、受光素子５、増幅器６、利得調整手段７を備える。受光素子５は、フォトダイオード（ＰＤ）で構成し、対象物２０で反射された反射光ＬRを受光し、反射光ＬRに光−電気変換を施し、電気変換したアナログ量の電気信号ＶS1を増幅器６に供給する。
【００３０】
増幅器６は、利得を変更可能な演算増幅器等で構成し、受光素子５から供給される電気信号ＶS1を増幅し、増幅した電気信号ＶS2を判定手段４のＡ／Ｄ変換手段１０Ｂに提供する。
【００３１】
利得調整手段７は、増幅器６の利得が変更できる可変抵抗器（ボリューム）等で構成し、外部から可変抵抗器（ボリューム）を操作して増幅器６の利得（ゲイン）を調整する。また、利得調整手段７は、可変抵抗器（ボリューム）の位置（回転角度＝抵抗値）に対応した位置信号ＶP（直流電圧）を判定手段４のＡ／Ｄ変換手段１０Ａに提供する。なお、利得調整手段７の可変抵抗器（ボリューム）は、増幅器６の利得（ゲイン）が増加するように調整すると、位置信号ＶP（直流電圧）も増加するように構成する。
【００３２】
投光手段３は、発光素子８、駆動手段９を備える。発光素子８は、発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成し、駆動手段９から供給される駆動信号ＰDに対応した光量のパルス波形の光信号ＬSを対象物２０に投光する。
【００３３】
駆動手段９は、定電流源等のＬＥＤ駆動回路で構成し、判定手段４の発光制御手段１３から提供される一定周期Ｔのパルス波形の発光制御信号ＣDに基づいてパルス幅ＴP、休止期間ＴK（Ｔ＝ＴP＋ＴK）の駆動信号ＰDを発光素子８に供給する。従って、発光素子８は、駆動信号ＰDのパルス幅ＴPの期間だけ周期的に発光する。
【００３４】
判定手段４は、マイクロプロセッサを基本に構成し、Ａ／Ｄ変換手段１０Ａ，１０Ｂ、記憶手段１１、比較演算手段１２、発光制御手段１３を備える。Ａ／Ｄ変換手段１０Ａは、Ａ／Ｄコンバータで構成し、利得調整手段７から供給されるアナログ量の位置信号ＶPに所定のサンプリング時間でＡ／Ｄ変換を施し、ディジタル値の位置信号ＶDPを記憶手段１１に供給する。
【００３５】
Ａ／Ｄ変換手段１０Ｂは、Ａ／Ｄコンバータで構成し、増幅器６から供給されるアナログ量の電気信号ＶS2に所定のサンプリング時間でＡ／Ｄ変換を施し、ディジタル値の電気信号ＶDSを比較演算手段１２に供給する。
【００３６】
記憶手段１１は、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等のメモリで構成し、予め実験や計算で求めた図２または図３に示すディジタル値の位置信号ＶDPに対応する基準値ＶK1，ヒステリシス幅ΔＶ1を設定しておき、Ａ／Ｄ変換手段１０ＡからＡ／Ｄ変換された位置信号ＶDPが供給されると、位置信号ＶDPに対応した基準値ＶK1およびヒステリシス幅ΔＶ1を読み出して比較演算手段１２に設定する。
【００３７】
図２は位置信号ＶDPに対応した基準値ＶK1，ヒステリシス幅ΔＶ1のリニア特性図である。図２において、位置信号ＶDPがＶPSまでは基準値ＶK1を大きな一定値に、ヒステリシス幅ΔＶ1を狭い一定値に設定する。また、位置信号ＶDPがＶPSからＶPTまでは基準値ＶK1をリニア（直線的）に減少させ、ヒステリシス幅ΔＶ1をリニア（直線的）に増加させてヒステリシス幅ΔＶ1が位置信号ＶDPの増加に対して広がるように設定する。さらに、位置信号ＶDPがＶPTを超えると、基準値ＶK1を小さな一定値に、ヒステリシス幅ΔＶ1を広い一定値に設定する。基準値ＶK1を小さな一定値に制限し、無信号時にノイズレベルが基準値ＶK1−ΔＶ1／２を超えないよう設定してセンサの復帰不良を防止する。
【００３８】
位置信号ＶDPの増加は、増幅器６の利得（ゲイン）の増加に対応するので、つまり光電センサ１の感度を増加することになる。図２から明らかなように、光電センサ１が低感度の場合には、基準値ＶK1を大きく、ヒステリシス幅ΔＶ1を狭く設定するため、分解能を高く設定することができる。また、位置信号ＶDPがＶPT以下（ＶDP≦ＶPT）では感度も次第に低くなるので、基準値ＶK1をリニア（直線的）に増加させてヒステリシス幅ΔＶ1をリニア（直線的）に減少させ、ヒステリシス幅ΔＶ1を次第に狭く設定するため、分解能も位置信号ＶDPの減少に伴って次第に高くなる。
【００３９】
図３は位置信号ＶDPに対応した基準値ＶK1，ヒステリシス幅ΔＶ1のノンリニア特性図である。図３において、位置信号ＶDPがＶPSからＶPTの範囲で、基準値ＶK1をノンリニア（指数関数的）に減少させ、ヒステリシス幅ΔＶ1をノンリニア（指数関数的）に増加させた点のみが図２と異なる。なお、図３ではノンリニア特性を指数関数で設定したが、階段状（ステップ）関数で設定してもよい。
【００４０】
なお、図２または図３では、位置信号ＶDPに対応して基準値ＶK1およびヒステリシス幅ΔＶ1を変化させるようにしたが、基準値ＶK1またはヒステリシス幅ΔＶ1の一方を固定し、他方を変化させるようにしてもよい。
【００４１】
比較演算手段１２は、ソフトウェア制御の加算機能、減算機能、比較機能、判定機能等を備え、Ａ／Ｄ変換手段１０Ｂから供給される電気信号ＶDS、記憶手段１１から供給（設定）される基準値ＶK1およびヒステリシス幅ΔＶ1に基づいて演算を実行し、判定信号ＨOのレベルによって対象物２０の有無を判定する。まず、基準値ＶK1とヒステリシス幅ΔＶ1の１／２の値ΔＶ1／２を加算して閾値（＝ＶK1＋ΔＶ1／２）を算出する。次に、基準値ＶK1からヒステリシス幅ΔＶ1の１／２の値ΔＶ1／２を減算して閾値（＝ＶK1−ΔＶ1／２）を算出する。
【００４２】
続いて、電気信号ＶDSと閾値（＝ＶK1＋ΔＶ1／２）を比較し、電気信号ＶDSが閾値（＝ＶK1＋ΔＶ1／２）を超える（ＶDS＞ＶK1＋ΔＶ1／２）場合には、Ｈレベル（例えば、直流電圧５Ｖ）の判定信号ＨOを演算出力する。なお、電気信号ＶDSと閾値（＝ＶK1＋ΔＶ1／２）が等しい場合、Ｌレベル（例えば、接地電圧０Ｖ）からＨレベル（例えば、直流電圧５Ｖ）に急激に遷移する判定信号ＨOを演算出力する。
【００４３】
一方、電気信号ＶDSが閾値（＝ＶK1＋ΔＶ1／２）以下の（ＶDS≦ＶK1＋ΔＶ1／２）場合には、電気信号ＶDSの過去（履歴）の値に従ってＨレベル（例えば、直流電圧５Ｖ）またはＬレベル（例えば、接地電圧０Ｖ）の判定信号ＨOを演算出力する。
【００４４】
電気信号ＶDSの過去（履歴）の値が閾値（＝ＶK1−ΔＶ1／２）を経過して増加する場合には、Ｌレベルの判定信号ＨOを出力する。一方、電気信号ＶDSの過去（履歴）の値が閾値（＝ＶK1＋ΔＶ1／２）を経過して減少する場合には、閾値（＝ＶK1−ΔＶ1／２）に達するまでＨレベルの判定信号ＨOを演算出力する。
【００４５】
また、電気信号ＶDSが閾値（＝ＶK1−ΔＶ1／２）を下回って減少する（ＶDS＜ＶK1−ΔＶ1／２）場合には、Ｌレベルの判定信号ＨOを出力する。なお、電気信号ＶDSと閾値（＝ＶK1−ΔＶ1／２）が等しい場合には、ＨレベルからＬレベルに急激に遷移する判定信号ＨOを演算出力する。
【００４６】
図４はこの発明に係る比較演算手段のヒステリシス特性図である。図４において、判定信号ＨOは、電気信号ＶDSが増加していき、閾値（＝ＶK1−ΔＶ1／２）を経過して閾値（＝ＶK1＋ΔＶ1／２）までＬレベル（→方向）にあり、閾値（＝ＶK1＋ΔＶ1／２）をわずかでも超えるとＬレベルから急激にＨレベルに遷移（↑方向）する。また、判定信号ＨOは、電気信号ＶDSが閾値（＝ＶK1＋ΔＶ1／２）を超えてさらに増加してもＨレベルを維持（→方向）する。
【００４７】
一方、判定信号ＨOは、この状態から、電気信号ＶDSが減少してもＨレベルを維持（←方向）し、Ｈレベル維持の状態は閾値（＝ＶK1＋ΔＶ1／２）を経過して閾値（＝ＶK1−ΔＶ1／２）まで継続（←方向）する。また、判定信号ＨOは、閾値（＝ＶK1−ΔＶ1／２）をわずかでも下回るとＨレベルから急激にＬレベルに遷移（↓方向）し、電気信号ＶDSが閾値（＝ＶK1−ΔＶ1／２）を下回ってさらに減少してもＬレベルを維持（←方向）する。
【００４８】
このように、比較演算手段１２は、閾値（＝ＶK1−ΔＶ1／２）および閾値（＝ＶK1＋ΔＶ1／２）のヒステリシス幅ΔＶ1のヒステリシス特性を有するので、電気信号ＶDSが閾値近傍にあり、信号の変動やノイズの影響によって閾値を挟んで変化しても、判定信号ＨOを変動前のレベル（ＨレベルまたはＬレベル）に維持することができる。
【００４９】
また、比較演算手段１２は、図２や図３に示すように、感度を低く（増幅器６のゲイン：小）すると、図４に示すヒステリシス特性が電気信号ＶDSの小さな方向にシフトし、ヒステリシス幅ΔＶ1も狭くなるので、光電センサ１の分解能を向上させることができる。
【００５０】
一方、比較演算手段１２は、感度を高く（増幅器６のゲイン：大）すると、図４に示すヒステリシス特性が電気信号ＶDSの大きな方向にシフトし、ヒステリシス幅ΔＶ1も広くなり、無信号時のノイズを誤検知することを防止できるので、光電センサ１の復帰不良を防止することができる。
【００５１】
発光制御手段１３は、パルス発生回路を備え、パルス幅ＴP、休止期間ＴKの周期Ｔ（＝ＴP＋ＴK）の発光制御信号ＣDを駆動手段９に供給する。
【００５２】
このように、この発明に係る光電センサ１は、受光手段２の利得を調整することにより、位置信号ＶDPに基づいて比較演算手段１２の基準値ＶK1とヒステリシス幅ΔＶ1のいずれか一方、または双方を調整することができるので、対象物２０が近距離にあっても最適な感度ならびに最適な分解能で判定することができ、対象物２０を高精度に判別することができる。
【００５３】
また、この発明に係る判定手段４は、位置信号ＶPのディジタル値ＶDPに対応した基準値ＶK1とヒステリシス幅ΔＶ1を記憶しておき、位置信号ＶDPが供給されると記憶してある基準値ＶK1とヒステリシス幅ΔＶ1を読み出し、電気信号ＶDSと基準値ＶK1を比較演算して対象物２０の有無を判定するので、利得に対応して最適な分解能で対象物２０の判定を実現することができる。
【００５４】
さらに、この発明に係る記憶手段１１は、位置信号ＶDPの変化に対して基準値ＶK1を所定の範囲に設定するので、復帰不良または飽和を防止することができる。
【００５５】
また、この発明に係る記憶手段１１は、位置信号ＶDPの変化に対して基準値ＶK1をリニアまたはノンリニアに設定するので、感度に対応して最適な分解能を実現することができる。
【００５６】
次に、光電センサ１の感度調整方法を動作フロー図に基づいて説明する。図５はこの発明に係る光電センサの調整方法の一実施の形態動作フロー図である。なお、本実施の形態は、増幅器の利得（ゲイン）調整に対応してヒステリシス特性の基準値およびヒステリシス幅を決定し、最適な分解能を設定する光電センサの調整方法を実現するものであり、図１を参照して説明する。
【００５７】
まず、ステップＳ１で、受光手段２の増幅器６のゲインを調整する。ステップＳ２では、ゲイン調整に伴い出力される位置信号ＶPのＡ／Ｄ変換されたディジタル値ＶDPを記憶手段１１で読み取る。
【００５８】
ステップＳ３では、予め記憶手段１１に設定したディジタル値ＶDPと基準値ＶK1およびヒステリシス幅ΔＶ1の対応データからディジタル値ＶDPに対応した基準値ＶK1およびヒステリシス幅ΔＶ1を読み出す。ステップＳ４では、読み出した基準値ＶK1およびヒステリシス幅ΔＶ1を比較演算手段１２に設定する。
【００５９】
ステップＳ５では、電気信号ＶS2のＡ／Ｄ変換されたディジタル値ＶDSと基準値ＶK1およびヒステリシス幅ΔＶ1を比較演算手段１２で比較演算してステップＳ６に移行する。ステップＳ６では、ディジタル値ＶDSと閾値（＝ＶK1＋ΔＶ1／２）の比較を行い、ディジタル値ＶDSが閾値（＝ＶK1＋ΔＶ1／２）を超える（ＶDS＞ＶK1＋ΔＶ1／２）場合にはステップＳ７に移行し、一方、ディジタル値ＶDSが閾値（＝ＶK1＋ΔＶ1／２）以下（ＶDS≦ＶK1＋ΔＶ1／２）の場合にはステップＳ９に移行する。
【００６０】
ステップＳ７では、判定信号ＨOをＨレベルに設定し、ステップＳ８で、対象物有りと判定する。一方、ステップＳ９では、判定信号ＨOをＬレベルに設定し、ステップＳ１０で、対象物無しと判定する。なお、ステップＳ５〜ステップＳ１０までは比較演算手段１２で実行する。
【００６１】
このように、この発明に係る光電センサ１の感度調整方法は、ステップＳ１からステップＳ６を備えたので、対象物２０が近距離にあっても最適な感度ならびに最適な分解能で判定することができ、対象物２０を高精度に判別することができる。
【００６２】
図６はこの発明に係る光電センサの別実施の形態要部ブロック構成図である。図６において、光電センサ１５は、受光手段１６、投光手段１７、判定手段１８を備える。なお、図６の構成は、図１の受光手段３から利得調整手段７を削除して受光手段１６とし、投光手段３に光量調節手段２２を設けて投光手段１７とした点が基本的に異なる。
【００６３】
受光手段１６は、受光素子５、増幅器６を備え、対象物２０で反射された反射光ＬRを受光し、反射光ＬRに光−電気変換を施し、電気変換したアナログ量の電気信号ＶS1を増幅した電気信号ＶS2を判定手段１８のＡ／Ｄ変換手段１９Ｂに提供する。
【００６４】
投光手段１７は、発光素子８、駆動手段９、光量調節手段２２を備え、判定手段１８の発光制御手段１３から提供される一定周期Ｔのパルス波形の発光制御信号ＣDに基づいてパルス幅ＴP、休止期間ＴK（Ｔ＝ＴP＋ＴK）の駆動信号ＰDを発光素子８に供給し、発光素子８を駆動信号ＰDのパルス幅ＴPの期間で周期的に発光させて光信号ＬSを対象物２０に投光する。また、駆動手段９を光量調節手段２２で調節し、駆動信号ＰDの振幅を変更することによって光信号ＬSの光量を調節する。
【００６５】
光量調節手段２２は、駆動手段９の駆動信号ＰDの振幅が変更できる可変抵抗器（ボリューム）等で構成し、外部から可変抵抗器（ボリューム）を操作して駆動手段９の駆動信号ＰDの振幅を調節する。また、光量調節手段２２は、可変抵抗器（ボリューム）の位置（回転角度＝抵抗値）に対応した調節信号ＶT（直流電圧）を判定手段１８のＡ／Ｄ変換手段１９Ａに提供する。なお、光量調節手段２２の可変抵抗器（ボリューム）は、駆動信号ＰDの振幅が増加（光量が増加）するように調節すると、調節信号ＶT（直流電圧）も増加するように構成する。
【００６６】
判定手段１８は、マイクロプロセッサを基本に構成し、Ａ／Ｄ変換手段１９Ａ，１９Ｂ、記憶手段２３、比較演算手段２１、発光制御手段１３を備える。Ａ／Ｄ変換手段１９Ａは、Ａ／Ｄコンバータで構成し、光量調節手段２２から供給されるアナログ量の調節信号ＶTに所定のサンプリング時間でＡ／Ｄ変換を施し、ディジタル値の調節信号ＶDTを記憶手段２３に供給する。
【００６７】
Ａ／Ｄ変換手段１９Ｂは、Ａ／Ｄコンバータで構成し、増幅器６から供給されるアナログ量の電気信号ＶS2に所定のサンプリング時間でＡ／Ｄ変換を施し、ディジタル値の電気信号ＶDSを比較演算手段２１に供給する。
【００６８】
記憶手段２３は、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等のメモリで構成し、予め実験や計算で求めた図７または図８に示すディジタル値の調節信号ＶDTに対応する基準値ＶK2，ヒステリシス幅ΔＶ2を設定しておき、Ａ／Ｄ変換手１９ＡからＡ／Ｄ変換された調節信号ＶDTが供給されると、調節信号ＶDTに対応した基準値ＶK2およびヒステリシス幅ΔＶ2を読み出して比較演算手段２１に設定する。
【００６９】
図７は調節信号ＶDTに対応した基準値ＶK2，ヒステリシス幅ΔＶ2のリニア特性図である。図７において、調節信号ＶDTがＶTSまでは基準値ＶK2を大きな一定値に、ヒステリシス幅ΔＶ2を狭い一定値に設定する。また、調節信号ＶDTがＶTSからＶTTまでは基準値ＶK2をリニア（直線的）に減少させ、ヒステリシス幅ΔＶ2をリニア（直線的）に増加させてヒステリシス幅ΔＶ2が調節信号ＶDTの増加に対して広がるように設定する。さらに、調節信号ＶDTがＶTTを超えると、基準値ＶK2を小さな一定値に、ヒステリシス幅ΔＶ2を広い一定値に設定する。基準値ＶK2を小さな一定値に制限し、無信号時にノイズレベルが基準値ＶK2−ΔＶ2／２を超えないよう設定してセンサの復帰不良を防止する。
【００７０】
調節信号ＶDTの増加は、発光素子８の光量の増加に対応するので、つまり光電センサ１５の感度を増加することになる。図７から明らかなように、光電センサ１５が低感度の場合には、基準値ＶK2を大きく、ヒステリシス幅ΔＶ2を狭く設定するため、分解能を高く設定することができる。また、調節信号ＶDTがＶTT以下（ＶDT≦ＶTT）では感度も次第に低くなるので、基準値ＶK2をリニア（直線的）に増加させてヒステリシス幅ΔＶ2をリニア（直線的）に減少させ、ヒステリシス幅ΔＶ2を次第に狭く設定するため、分解能も調節信号ＶDTの減少に伴って次第に高くなる。
【００７１】
図８は調節信号ＶDTに対応した基準値ＶK2，ヒステリシス幅ΔＶ2のノンリニア特性図である。図８において、調節信号ＶDTがＶTSからＶTTの範囲で、基準値ＶK2をノンリニア（指数関数的）に減少させ、ヒステリシス幅ΔＶ2をノンリニア（指数関数的）に増加させた点のみが図７と異なる。なお、図８ではノンリニア特性を指数関数で設定したが、階段状（ステップ）関数で設定してもよい。
【００７２】
なお、図７または図８では、調節信号ＶDTに対応して基準値ＶK2およびヒステリシス幅ΔＶ2を変化させるようにしたが、基準値ＶK2またはヒステリシス幅ΔＶ2の一方を固定し、他方を変化させるようにしてもよい。
【００７３】
比較演算手段２１は、ソフトウェア制御の加算機能、減算機能、比較機能、判定機能等を備え、Ａ／Ｄ変換手段１９Ｂから供給される電気信号ＶDS、記憶手段２３から供給（設定）される基準値ＶK2およびヒステリシス幅ΔＶ2に基づいて演算を実行し、判定信号ＨOのレベルによって対象物２０の有無を判定する。まず、基準値ＶK2とヒステリシス幅ΔＶ2の１／２の値ΔＶ2／２を加算して閾値（＝ＶK2＋ΔＶ2／２）を算出する。次に、基準値ＶK2からヒステリシス幅ΔＶ2の１／２の値ΔＶ2／２を減算して閾値（＝ＶK2−ΔＶ2／２）を算出する。
【００７４】
続いて、電気信号ＶDSと閾値（＝ＶK2＋ΔＶ2／２）を比較し、電気信号ＶDSが閾値（＝ＶK2＋ΔＶ2／２）を超える（ＶDS＞ＶK2＋ΔＶ2／２）場合には、Ｈレベル（例えば、直流電圧５Ｖ）の判定信号ＨOを演算出力する。なお、電気信号ＶDSと閾値（＝ＶK2＋ΔＶ2／２）が等しい場合、Ｌレベル（例えば、接地電圧０Ｖ）からＨレベル（例えば、直流電圧５Ｖ）に急激に遷移する判定信号ＨOを演算出力する。
【００７５】
一方、電気信号ＶDSが閾値（＝ＶK2＋ΔＶ2／２）以下の（ＶDS≦ＶK2＋ΔＶ2／２）場合には、電気信号ＶDSの過去（履歴）の値に従ってＨレベル（例えば、直流電圧５Ｖ）またはＬレベル（例えば、接地電圧０Ｖ）の判定信号ＨOを演算出力する。
【００７６】
電気信号ＶDSの過去（履歴）の値が閾値（＝ＶK2−ΔＶ2／２）を経過して増加する場合には、Ｌレベルの判定信号ＨOを出力する。一方、電気信号ＶDSの過去（履歴）の値が閾値（＝ＶK2＋ΔＶ2／２）を経過して減少する場合には、閾値（＝ＶK2−ΔＶ2／２）に達するまでＨレベルの判定信号ＨOを演算出力する。
【００７７】
また、電気信号ＶDSが閾値（＝ＶK2−ΔＶ2／２）を下回って減少する（ＶDS＜ＶK2−ΔＶ2／２）場合には、Ｌレベルの判定信号ＨOを出力する。なお、電気信号ＶDSと閾値（＝ＶK2−ΔＶ2／２）が等しい場合には、ＨレベルからＬレベルに急激に遷移する判定信号ＨOを演算出力する。
【００７８】
図９はこの発明に係る比較演算手段のヒステリシス特性図である。図９において、判定信号ＨOは、電気信号ＶDSが増加して閾値（＝ＶK2−ΔＶ2／２）を経過して閾値（＝ＶK2＋ΔＶ2／２）までＬレベル（→方向）にあり、閾値（＝ＶK2＋ΔＶ2／２）をわずかでも超えるとＬレベルから急激にＨレベルに遷移（↑方向）する。また、判定信号ＨOは、電気信号ＶDSが閾値（＝ＶK2＋ΔＶ2／２）を超えてさらに増加してもＨレベルを維持（→方向）する。
【００７９】
一方、判定信号ＨOは、この状態から、電気信号ＶDSが減少してもＨレベルを維持（←方向）し、Ｈレベル維持の状態は閾値（＝ＶK2＋ΔＶ2／２）を経過して閾値（＝ＶK2−ΔＶ2／２）まで継続（←方向）する。また、判定信号ＨOは、閾値（＝ＶK2−ΔＶ2／２）をわずかでも下回るとＨレベルから急激にＬレベルに遷移（↓方向）し、電気信号ＶDSが閾値（＝ＶK2−ΔＶ2／２）を下回ってさらに減少してもＬレベルを維持（←方向）する。
【００８０】
このように、比較演算手段２１は、閾値（＝ＶK2−ΔＶ2／２）および閾値（＝ＶK2＋ΔＶ2／２）のヒステリシス幅ΔＶ2のヒステリシス特性を有するので、電気信号ＶDSが閾値近傍にあり、信号の変動やノイズの影響によって閾値を挟んで変化しても、判定信号ＨOを変動前のレベル（ＨレベルまたはＬレベル）に維持することができる。
【００８１】
また、比較演算手段２１は、図７や図８に示すように、感度（発光素子８の光量）を減少すると、図９に示すヒステリシス特性が電気信号ＶDSの小さな方向にシフトし、ヒステリシス幅ΔＶ2も狭くなるので、光電センサ１５の分解能を向上させることができる。
【００８２】
一方、比較演算手段２１は、感度（発光素子８の光量）を増加すると、図９に示すヒステリシス特性が電気信号ＶDSの大きな方向にシフトし、ヒステリシス幅ΔＶ2も広くなり、無信号時のノイズを誤検知することを防止できるので、光電センサ１５の復帰不良を防止することができる。
【００８３】
発光制御手段１３は、パルス発生回路を備え、パルス幅ＴP、休止期間ＴKの周期Ｔ（＝ＴP＋ＴK）の発光制御信号ＣDを駆動手段９に供給する。
【００８４】
このように、この発明に係る光電センサ１５は、投光手段１７の光量を調節することにより、調節信号ＶDTに基づいて比較演算手段２１の基準値ＶK2とヒステリシス幅ΔＶ2のいずれか一方、または双方を調整することができるので、対象物２０が近距離にあっても最適な感度ならびに最適な分解能で判定することができ、対象物２０を高精度に判別することができる。
【００８５】
また、この発明に係る判定手段１８は、調節信号ＶTのディジタル値ＶDTに対応した基準値ＶK2とヒステリシス幅ΔＶ2を記憶しておき、調節信号ＶDTが供給されると記憶してある基準値ＶK2とヒステリシス幅ΔＶ2を読み出し、電気信号ＶDSと基準値ＶK2を比較演算して対象物２０の有無を判定するので、光量に対応して最適な分解能で対象物２０の判定を実現することができる。
【００８６】
さらに、この発明に係る記憶手段２３は、調節信号ＶDTに対して基準値ＶK2を所定の範囲に設定するので、復帰不良および飽和を防止することができる。
【００８７】
また、この発明に係る記憶手段２３は、調節信号ＶDTの変化に対して基準値ＶK2をリニアまたはノンリニアに設定するので、感度に対応して最適な分解能を実現することができる。
【００８８】
次に、光電センサ１５の感度調整方法を動作フロー図に基づいて説明する。図１０はこの発明に係る光電センサの調整方法の別実施の形態動作フロー図である。なお、本実施の形態は、発光素子の光量調整に対応してヒステリシス特性の基準値およびヒステリシス幅を決定し、最適な分解能を設定する光電センサの調整方法を実現するものであり、図６を参照して説明する。
【００８９】
まず、ステップＰ１で、投光手段１７の発光素子８の光量を調節することにより、光電センサ１５の感度を設定する。ステップＰ２では、光量調節に伴い出力される調節信号ＶTのＡ／Ｄ変換されたディジタル値ＶDTを記憶手段２３で読み取る。
【００９０】
ステップＰ３では、予め記憶手段２３に設定したディジタル値ＶDTと基準値ＶK2およびヒステリシス幅ΔＶ2の対応データからディジタル値ＶDTに対応した基準値ＶK2およびヒステリシス幅ΔＶ2を読み出す。ステップＰ４では、読み出した基準値ＶK2およびヒステリシス幅ΔＶ2を比較演算手段２１に設定する。
【００９１】
ステップＰ５では、電気信号ＶS2のＡ／Ｄ変換されたディジタル値ＶDSと基準値ＶK2およびヒステリシス幅ΔＶ2を比較演算手段２１で比較演算してステップＰ６に移行する。ステップＰ６では、ディジタル値ＶDSと閾値（＝ＶK2＋ΔＶ2／２）の比較を行い、ディジタル値ＶDSが閾値（＝ＶK2＋ΔＶ2／２）を超える（ＶDS＞ＶK2＋ΔＶ2／２）場合にはステップＰ７に移行し、一方、ディジタル値ＶDSが閾値（＝ＶK2＋ΔＶ2／２）以下（ＶDS≦ＶK2＋ΔＶ2／２）の場合にはステップＰ９に移行する。
【００９２】
ステップＰ７では、判定信号ＨOをＨレベルに設定し、ステップＰ８で、対象物有りと判定する。一方、ステップＰ９では、判定信号ＨOをＬレベルに設定し、ステップＰ１０で、対象物無しと判定する。なお、ステップＰ５〜ステップＰ１０までは比較演算手段２１で実行する。
【００９３】
このように、この発明に係る光電センサ１５の感度調整方法は、ステップＰ１からステップＰ６を備えたので、対象物２０が近距離にあっても最適な感度ならびに最適な分解能で判定することができ、対象物２０を高精度に判別することができる。
【００９４】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明に係る光電センサは、受光手段の利得を調整することにより、位置信号に基づいて比較演算手段の基準値とヒステリシス幅の双方を調整することができるので、対象物が近距離にあっても最適な感度ならびに最適な分解能で判定することができ、対象物を高精度に判別することができる。
【００９５】
また、この発明に係る光電センサは、投光手段の光量を調節することにより、調節信号に基づいて比較演算手段の基準値とヒステリシス幅の双方を調整することができるので、対象物が近距離にあっても最適な感度ならびに最適な分解能で判定することができ、対象物を高精度に判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る光電センサの一実施の形態要部ブロック構成図
【図２】位置信号（ＶDP）に対応した基準値（ＶK1），ヒステリシス幅（ΔＶ1）のリニア特性図
【図３】位置信号（ＶDP）に対応した基準値（ＶK1），ヒステリシス幅（ΔＶ1）のノンリニア特性図
【図４】この発明に係る比較演算手段のヒステリシス特性図
【図５】この発明に係る光電センサの感度調整方法の一実施の形態動作フロー図
【図６】この発明に係る光電センサの別実施の形態要部ブロック構成図
【図７】調節信号（ＶDT）に対応した基準値（ＶK2），ヒステリシス幅（ΔＶ2）のリニア特性図
【図８】調節信号（ＶDT）に対応した基準値（ＶK2），ヒステリシス幅（ΔＶ2）のノンリニア特性図
【図９】この発明に係る比較演算手段のヒステリシス特性図
【図１０】この発明に係る光電センサの感度調整方法の別実施の形態動作フロー図
【符号の説明】
１，１５  光電センサ
２，１６  受光手段
３，１７  投光手段
４，１８  判定手段
５  受光素子
６  増幅器
７  利得調整手段
８  発光素子
９  駆動手段
１０Ａ，１０Ｂ，１９Ａ，１９Ｂ  Ａ／Ｄ変換手段
１１，２３  記憶手段
１２，２１  比較演算手段
１３  発光制御手段
【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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