CN104865611A - 光电传感器 - Google Patents

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Abstract

容易精细调整灵敏度参数的光电传感器。其具有包括操作部和第一调整部的受光信号调整单元和包括触发输入接收部和第二调整部的灵敏度参数调整单元。操作部在可操作范围内操作位置,在规定范围内调整投光功率和受光增益中的至少一者的灵敏度参数。第一调整部调整至少一者的灵敏度参数,使相对受光信号值的最小值,最大值倍率在2.6倍以内。第二调整部在检测对象物不在检测区域内时,当操作部在预定的位置,若接收触发输入接收部接收触发输入,则调整投光功率、受光增益、阈值中至少一者。第二调整部进行调整使在受光信号值的最大值与最小值之间存在阈值,用相对受光信号值的阈值比率表示第一调整部的调整范围时被包含于50%~130%之间的规定范围。

Description

光电传感器
技术领域
本发明涉及一种光电传感器。本发明特别涉及一种回归反射型光电传感器和透过型光电传感器。
背景技术
在专利文献1中记载的光电传感器为现有的光电传感器之一。该光电传感器通过灵敏度调节器(能够旋转的旋钮(knob)),对用于调整受光信号的增益的可变阻抗进行调整。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:JP特开2002-171162号公报
一般地,这些光电传感器利用当检测对象物通过(经过)时受光信号值下降这一现象,对检测对象物进行检测。然而,在检测对象物为透明体的情况下,当检测对象物通过时下降的受光信号值很小。因此,为了能够辨别因该很小的受光信号值而引起的变化,必需要通过非常精细的调整来设定用于透明体检测的阈值。但是,在专利文献1中记载的发明仅通过灵敏度调节器对灵敏度参数进行调整,为了与具有各种检测距离或者各种透过率的检测对象物相对应,从灵敏度参数的最小值到最大值的幅度必需很大。因此,操作者在调整时使用的灵敏度调节器的每单位旋转角对应的灵敏度参数的变化量很大。因此,为了检测如透明体这样的稍微的设定差异就会对检测精度施加很大影响的检测对象物,而进行最佳调整是很困难的。
发明内容
因此,本发明的目的为提供一种光电传感器,即使在对特定的检测对象物进行非常精细的调整的情况下,操作者也能够容易地进行调整,所述特定的检测对象物是指,即使当检测出该检测对象物时,其受光信号值的变化也很小的检测对象物。
在本发明的第一方式中的光电传感器,为透过型光电传感器,或者与回归反射部件组合使用的回归反射型光电传感器。该光电传感器,具有投光单元、受光单元、判断单元、受光信号调整单元以及灵敏度参数调整单元。上述投光单元,发出用于检测在检测区域内存在的检测对象物的检测光。上述受光单元,接收来自所述检测区域的所述检测光。上述判断单元,对作为所述受光单元的输出信号值的受光信号值与阈值进行比较,判断所述检测对象物的有无。上述受光信号调整单元包括操作部和第一调整部。上述操作部,通过在可操作范围内操作位置,在规定范围内调整投光功率和受光增益当中的至少一者的灵敏度参数。上述第一调整部,通过从所述操作部的所述可操作范围的一端向另一端的操作,调整所述至少一者的灵敏度参数,使得相对于所述受光信号值的最小值而言,所述受光信号值的最大值的倍率在2.6倍以内的范围内。上述灵敏度参数调整单元包括触发输入接收部和第二调整部。上述第二调整部,在所述检测对象物不在所述检测区域内的状态下,当所述操作部在预定的位置时,若所述触发输入接收部接收到触发输入,则调整所述投光功率、所述受光增益、所述阈值当中的至少一者。上述第二调整部,将所述投光功率、所述受光增益、所述阈值当中的至少一者调整为满足如下条件:在所述受光信号值的最大值与最小值之间存在所述阈值,且,在用所述阈值相对于所述受光信号值的比率表示所述第一调整部的调整范围时,所述比率被包含于50%~130%之间的规定范围
在本发明的第二方式中的光电传感器,为透过型光电传感器,或者与回归反射部件组合使用的回归反射型光电传感器。该光电传感器,具有投光单元、受光单元、判断单元、灵敏度参数调整单元以及阈值调整单元。上述投光单元,发出用于检测存在于检测区域内的检测对象物的检测光。上述受光单元,接收来自所述检测区域的所述检测光。上述判断单元,对作为所述受光单元的输出信号值的受光信号值与阈值进行比较,判断所述检测对象物的有无。上述灵敏度参数调整单元包括触发输入接收部和第三调整部。所述第三调整部,在所述检测对象物不在所述检测区域内的状态下,若所述触发输入接收部接收到触发输入,则调整投光功率、受光增益中的至少一者的灵敏度参数,使得所述受光信号值变为预定的基准信号值。所述阈值调整单元包括:操作部,能够在可操作范围内对位置进行操作;第四调整部,通过从所述操作部的所述可操作范围的一端向另一端的操作,使所述阈值在如下的规定范围内变化,所述规定范围是指,在用所述阈值相对于所述基准信号值的比率表示时,该比率被包含于50%~130%之间的范围。
该规定范围,在70%~110%之间即可。
在第一方式的光电传感器中,在受光信号调整单元中,调整投光功率和受光增益中至少一者的灵敏度参数的操作部的可调整范围,限定为使得相对于受光信号值的最小值而言,最大值的倍率在2.6倍以内的范围。另外,在第二方式的光电传感器中,调整阈值的操作部的可调整范围,被限定为用相对于所述基准信号值的所述阈值的比率来表示,被包含于50%~130%之间的规定范围。因此,若操作部的可操作范围为与现有的灵敏度调节器等同的范围,则操作部的每单位操作量的灵敏度参数的变化量与现有相比变小。因此,变得容易对灵敏度参数的进行精细的调整。
附图说明
图1是第一实施方式的光电传感器的整体构成图。
图2是第一实施方式的投光单元、受光单元、第一调整部、第二调整部、判断单元以及存储部的详细构成图。
图3是光电传感器的外观立体图。
图4是光电传感器的操作面板的放大图。
图5是第一实施方式的光电传感器的灵敏度调整动作的流程图。
图6是第二实施方式的光电传感器的整体构成图。
图7是第二实施方式的投光单元、受光单元、第一调整部、第二调整部、判断单元以及存储部的详细构成图。
图8是第二实施方式的光电传感器的灵敏度调整动作的流程图。
图9是用于对第一以及第二实施方式的光电传感器的效果进行说明的图。
图10是第一实施方式的光电传感器的变形例。
图11是第二实施方式的光电传感器的变形例。
图12是触发输入接收部、指示器、判断单元以及第二调整部的详细构成图。
其中,附图标记说明如下:
1、1a、1b、1c 光电传感器
2 回归反射部件
5 检测区域
6 检测对象物
21 投光单元
22 受光单元
23 判断单元
24 受光信号调整单元
25 灵敏度参数调整单元
26 阈值调整单元
31 操作部
32 触发输入接收部
41 第一调整部
42 第二调整部
43 第三调整部
44 第四调整部
具体实施方式
<第一实施方式>
以下,参照附图,对本发明的第一实施方式的光电传感器1进行说明。第一实施方式的光电传感器1为与回归反射部件2组合使用的回归反射型光电传感器。图1为第一实施方式的光电传感器1的整体构成图。
如图1所示,光电传感器1具有投光单元21、受光单元22、判断单元23、受光信号调整单元24、灵敏度参数调整单元25、存储部28、输出电路29、指示器33。受光信号调整单元24包括操作部31、第一调整部41。灵敏度参数调整单元25包括触发输入接收部32、第二调整部42。图2为投光单元21、受光单元22、第一调整部41、第二调整部42、判断单元23以及存储部28的详细构成图。
投光单元21发出用于检测存在于检测区域5内的检测对象物6的检测光A。如图1和图2示,投光单元21包括发出检测光A的发光二极管等的投光元件11、驱动投光元件11的投光电路12。如图2所示,投光电路12包括电压输出数字-模拟转换器(Voltage DAC)12a、晶体管12b、固定电源12c(电压值:Vcc)、阻抗12d以及地线(GND)12e。在图2中,对投光元件11为发光二极管的情况进行了图示。投光元件11的正极与固定电源12c相连接。投光元件11的负极与晶体管12b的集电极相连接。晶体管12b的基极连接有电压输出数字-模拟转换器(Voltage DAC)12a。晶体管12b的发射极连接用于防止过电流的阻抗12d的一端。阻抗12d的另一端与地线12e相连接。即,阻抗12d接地。
电压输出数字-模拟转换器(Voltage DAC)12a与第一调整部41和第二调整部42相连接。电压输出数字-模拟转换器(Voltage DAC)12a接收从第一调整部41和/或第二调整部42发出的输出电压信号,将与该输出电压信号相对应的由高(Hi)电压和0V的低(Lo)电压组成的脉冲电压输出至晶体管12b的基极。该脉冲电压的周期也可以为产品规格上设定的固定值。或者,还可以通过未图示的另外的调整装置使脉冲电压的周期能够改变。如果从电压输出数字-模拟转换器(Voltage DAC)12a施加高(Hi)电压,则电流从固定电源12c向晶体管12b的集电极流动,投光元件11发光。由于该高(Hi)电压变得越大,则该电流的大小变得越大,所以从投光元件11发出的光的功率也变大。
存储部28,存储记录有该高(Hi)电压的大小与从投光元件11发出的光的功率(投光功率)之间的关系的投光功率/电压值对应表T3。例如按照以下的3个步骤创建投光功率/电压值对应表T3。
(步骤1)在将投光单元21组装于基板上的状态下,将多个不同的离散的电压施加于电压输出数字-模拟转换器(Voltage DAC)12a。
(步骤2)分别在多个不同的离散的电压下,使用光度计或者光检测器对投光元件11发出的光进行测定。
(程序3)将由该测定结果得出的投光功率与施加于电压输出数字-模拟转换器(Voltage DAC)12a的电压相对应,存储于投光功率/电压值对应表T3中。
后述的第一调整部41和第二调整部42,在对投光功率进行调整的情况下,在计算出调整后的投光功率之后,参照投光功率/电压值对应表T3。然后,第一调整部41以及第二调整部42,将用于使电压输出数字-模拟转换器(Voltage DAC)12a输出与调整后的投光功率相对应的电压值的输出电压信号,输出至电压输出数字-模拟转换器(Voltage DAC)12a。此外,当该调整后的投光功率与存储于投光功率/电压值对应表T3中的投光功率的任一个值都不一致时,第一调整部41以及第二调整部42也可以提取出存储于投光功率/电压值对应表T3中的与该调整后的投光功率相接近的值,通过线性插值,计算与该调整后的投光功率相对应的电压值。此外,通过第一调整部41和第二调整部42计算投光功率的方法,在以后进行描述。根据以上所述,调整检测光A的投光强度(投光功率)。
回归反射部件2与投光元件11相对配置,从投光元件11出射的检测光A由回归反射部件2反射成为返回光B。返回光B相当于从检测区域5发出的检测光A。检测光A例如为可见光,但只要是通过回归反射部件2返回的光即可,其波长区域没有特别的限定。回归反射部件2包括多个角锥棱镜。入射光在回归反射部件2内反射之后,沿着与入射光相同的方向返回。
受光单元22接收返回光B。如图1和图2所示,受光单元22包括光敏元件16、受光电路17。光敏元件16例如为光电二极管,根据返回光B的受光量使输出信号变化。在图2中,对光敏元件16为光电二极管的情况进行了图示。如图2所示,受光电路17包括电流电压转换电路17a、可变增益放大器17b、A/D转换器17c、固定电源17d(电压值:Vcc)。此外,固定电源17d也可以与固定电源12c共用。光敏元件16的正极与固定电源17d相连接。光敏元件16的负极与电流电压转换电路17a相连接。光敏元件16将与受光到的返回光B的强度相对应的光电流输出至电流电压转换电路17a。电流电压转换电路17a将与光电流的大小相对应的电压值输出至可变增益放大器17b。可变增益放大器17b与第一调整部41和第二调整部42相连接。可变增益放大器17b接收第一调整部41和/或第二调整部42发出的放大器输出信号。对第一调整部41和第二调整部的放大器输出信号的确定方法以后进行描述。
可变增益放大器17b,通过与放大器输出信号对应的增益,对从电流电压转换电路17a输出的电压进行放大,将放大后的电压输出至A/D转换器17c。可变增益放大器17b的增益相当于受光单元22中的受光量的增益。存储部28存储记录有放大器输出信号与可变增益放大器17b的增益的关系的增益/放大器输出信号对应表T4。例如根据可变增益放大器17b的产品规格来求出与多个离散的增益相对应的放大器输出信号,从而生成增益/放大器输出信号对应表T4。A/D转换器17c将从可变增益放大器17b输出的电压值转换为数字值,并将其输出至第一调整部41、第二调整部42以及判断单元23。第一调整部41、第二调整部42以及判断单元23,将从A/D转换器17c得到的数字值作为返回光B的受光信号值进行接收。
判断单元23将受光信号值与作为阈值数据D3存储于存储部28中的阈值进行比较,来判断检测对象物6的有无。具体地,在检测区域5内不存在检测对象物6的情况下,受光信号值超过阈值。但是,如果检测区域5内存在检测对象物6,则由于返回光B的受光量减少,所以受光信号值下降。如果受光信号值变得比阈值小,则判断单元23判断为检测区域5内存在检测对象物6。判断单元23所利用的阈值存储于后述的存储部28中。另外,将由判断单元23作出的判断结果作为指示器开/关(ON/OFF)信号,输出至指示器33。输出电路29将判断单元23作出的判断结果,输出至光电传感器1的控制器或者PC等的外部设备。
操作部31由操作者在可操作范围内对位置进行操作。图3为从检测光A和返回光B的投受光部分10的斜前方看到的光电传感器1的外观立体图。图4为光电传感器1的操作面板30的放大图。如果参照图3,则操作面板30设于光电传感器1的上表面。操作部31包括操作部件31e。操作部件31e设于操作面板30的中央附近。操作部件31e具有十字螺丝刀能够插入的加号(+)状的孔31f且为半圆屋顶(Dome)状的能够旋转的部件。如图4所示,操作部件31e具有由凹坑的指标部31g;通过指标部31g指向刻度31h的某处,操作者能够掌握大致的位置。此外,图4所示的指标部31g的显示方法仅为一个例子,具体的设定范围也可以用其他的方法显示。
如图2所示,操作部31进一步地包括可变阻抗31a、A/D转换器31b、固定电源31c(电压值:Vcc)以及地线(GND)31d。固定电源31c也可以与固定电源12c、17d共用。另外,地线31d也可以与地线12e共用。如果操作部件31e旋转,则根据其旋转量,图2所示的可变阻抗31a发生变化。可变阻抗31a与固定电源31c和地线31d相连接;因可变阻抗31a的阻抗值改变而变化的电压值,被输出至A/D转换器31b。A/D转换器31b将可变阻抗31a输出的电压值转换为数字值。A/D转换器31b将该数字值输出至第一调整部41。
操作部31预先设定灵敏度参数的调整范围,使得能够由操作者进行灵敏度参数的微调整。此处,将操作部31的可动范围称为可操作范围。在图4的例子中,从图示的“OFF”的位置到“3”的位置的范围为可操作范围。此外,在本实施方式中,将在预定的调整范围内,通过操作操作部31来调整的灵敏度参数称为第二灵敏度参数。第二灵敏度参数为从投光单元21发出的检测光A的投光强度(投光功率)和受光单元22中的受光量的增益(受光增益)中的至少一者的灵敏度参数。
参照图2,在存储部28中,除了存储上述的阈值数据D3、投光功率/电压值对应表T3以及增益/放大器输出对应表T4以外,还存储投光功率数据D1、增益数据D2、范围数据D4以及A/D输出/投光功率对应表T1与A/D输出/增益对应表T2。投光功率数据D1为与灵敏度参数之一的投光功率相关的数据,具体地,为电压输出数字-模拟转换器(Voltage DAC)12a的高(Hi)电压。增益数据D2为灵敏度参数之一的可变增益放大器17b的增益(受光增益)的数据。对范围数据D4和A/D输出/投光功率对应表T1与A/D输出/增益对应表T2,以后进行描述。存储部28通过ROM、RAM等存储器或者硬盘等实现。存储部28预先存储投光功率、受光增益以及阈值的初始值作为投光功率数据D1、增益数据D2以及阈值数据D3。通过后述的第一调整部41和第二调整部42,来参照、改写存储的阈值或者灵敏度参数的初始值。
第一调整部41从A/D转换器31b取得数字值,对第二灵敏度参数进行调整。具体地,在调整投光功率的情况下,第一调整部41参照存储于存储部28的A/D输出/投光功率对应表T1。在A/D输出/投光功率对应表T1中,存储有从A/D转换器31b取得的数字值与投光功率的关系。第一调整部41从A/D转换器31b取得数字值,通过A/D输出/投光功率对应表T1,求出与取得的数字值相对应的投光功率。然后,第一调整部41参照投光功率/电压值对应表T3,将用于使电压输出数字-模拟转换器(Voltage DAC)12a输出与求出的投光功率相对应的电压值的输出电压信号输出至电压输出数字-模拟转换器(Voltage DAC)12a。此外,当该求出的投光功率与存储于投光功率/电压值对应表T3中的投光功率的任一个值都不一致时,第一调整部41也可以提取存储于投光功率/电压值对应表T3中的与该调整后的投光功率相接近的值,通过线性插值,计算与该调整后的投光功率相对应的电压值。此处,在A/D输出/投光功率对应表T1中,将与当操作部件31e位于可操作范围的一端(“OFF”的位置)时的最小数字值(操作部件31e的位置与输出的数字值的关系,在之后进行描述)相对应的投光功率设置为最大投光功率。而,将与当操作部件31e位于可操作范围的另一端(“3”的位置)时的最大数字值相对应的投光功率设置为最小投光功率。此时,在A/D输出/投光功率对应表T1中,将从A/D转换器31b取得的数字值与投光功率的值的关系定义为使得相对于最小投光功率而言,最大投光功率的倍率为2.6倍以内。
A/D输出/投光功率对应表T1例如按照以下的3个步骤创建。
(步骤1)当将操作部件31e转向刻度31h的一端(例如,“OFF”的位置)时,测定A/D转换器31b输出的第一数字值deg1,将与第一数字值deg1相对应的投光功率设置为最大投光功率maxP。最大投光功率maxP例如为生产厂家配合光电传感器1的检测对象物,根据经验就能够设定的。
(步骤2)当将操作部件31e转向刻度31h的另一端(例如,“3”的位置)时,测定A/D转换器31b输出的第二数字值deg2,将与第二数字值deg2相对应的投光功率设置为最小投光功率minP。最小投光功率minP例如能够通过投光元件11的产品规格来设定最大值。
(步骤3)第一数字值deg1与第二数字值deg2之间的第三数字值deg3的投光功率P通过线性插值来设定。即,将P设定为使得(deg3–deg1):(deg2-deg3)=(P-minP):(maxP-P)成立。
另外,第一调整部41在调整受光增益的情况下,参照存储于存储部28的A/D输出/增益对应表T2。A/D输出/增益对应表T2存储有A/D转换器31b输出的数字值与可变增益放大器17b的增益值的关系。
A/D输出/增益对应表T2例如按照以下的3个步骤创建。
(步骤1)当将操作部件31e转向刻度31h的一端(例如,“OFF”的位置)时,测定A/D转换器31b输出的第一数字值deg1,并将与第一数字值deg1相对应的受光增益设置为最小增益minG。最小增益minG例如为生产厂家配合光电传感器1的检测对象物,根据经验就能够设定的。
(步骤2)将操作部件31e转向刻度31h的另一端(例如,“3”的位置)时,测定A/D转换器31b输出的第二数字值deg2,将与第二数字值deg2相对应的增益设置为最大增益maxG。最大增益maxG例如能够通过可变增益放大器17b的产品规格来设定最大值。
(步骤3)第一数字值deg1与第二数字值deg2之间的第三数字值deg3的受光增益G通过线性插值来设定。即,将G设定为使得(deg3–deg1):(deg2-deg3)=(G-minG):(maxG-G)成立。
第一调整部41从A/D转换器31b取得数字值,并通过A/D输出/增益对应表T2,求出与取得的数字值相对应的受光增益。然后,第一调整部41参照增益/放大器输出信号对应表T4,将用于使可变增益放大器17b设定为求出的增益的放大器输出信号输出至可变增益放大器17b。此外,当该求出的增益与存储于增益/放大器输出信号对应表T4中的增益的任一个值都不一致时,第一调整部41,也可以提取存储于增益/放大器输出信号对应表T4中的与该求出的增益相近的值,通过线性插值,计算与该求出的增益相对应的放大器输出信号。此处,在A/D输出/增益对应表T2中,将与当操作部件31e位于可操作范围的一端时的最小数字值相对应的增益值设置为最大增益。而,将与当操作部件31e位于可操作范围的另一端时的最大数字值相对应的增益值设置为最小增益。此时,在A/D输出/增益对应表T2中,将从A/D转换器31b取得的数字值与可变增益放大器17b的增益值的关系定义为,使得相对于最小增益的最大增益的倍率为2.6倍以内。通过这样,第一调整部41通过操作部31从可操作范围的一端到另一端的操作,能够将第二灵敏度参数调整为,使得相对于受光信号值的最小值而言,最大值的倍率在2.6倍以内的范围。
触发输入接收部32是当要通过灵敏度参数调整单元25开始进行调整时由操作者按下的按钮。图12为触发输入接收部32、指示器33、判断单元23以及第二调整部42的详细构成图。如图5所示,调整按钮32相当于所谓的轻触开关。例如,如果调整按钮23被操作者按下,则电源电压Vcc的信号被输出至第二调整部42。第二调整部42通过被输入电源电压Vcc的信号,能够判断出发生了触发输入。如图4所示,触发输入接收部32配置于比操作部件31e距离投受光部分10更远的位置。触发输入接收部32通过后述的第二调整部42接收用于执行灵敏度参数调整动作的触发输入。即,如果通过触发输入接收部32接收触发输入,则灵敏度参数调整单元25通过第二调整部42执行灵敏度参数调整动作。在检测对象物6不在检测区域5的状态下,将操作部件31e设定于预定的位置(例如,“OFF”的位置)后,按下触发输入接收部32。在以下的说明中,将通过触发输入接收部32进行了触发输入时的操作部件31e被设定的位置,称为初始位置。
如果通过触发输入接收部32接收到触发输入,则第二调整部42对投光功率、受光增益、阈值当中的至少一个进行调整。第二调整部,例如根据固定电源的电压从触发输入接收部32传达过来,能够检测到触发输入接收部32接收到了触发输入。此处,将第二调整部42调整的灵敏度参数称为第一灵敏度参数。
在该情况下,第二调整部42对第一灵敏度参数进行调整,使得以下(1)(2)的条件得到满足。
(1)通过操作部31操作的最小受光信号值与通过操作部31操作的最大受光信号值之间存在阈值。
(2)对于第一调整部41的调整范围,用相对于受光信号值的阈值的比率来表示,则其被包含于50%~130%之间的范围。
此外,在上述的(2)中,之所以设置为被包含于50%~130%之间的范围,是因为本发明者发现,假如将50%至130%的范围作为设定范围,就能够进行用于透明体检测的调整。进一步地,为了由操作者容易地进行微调整,优选将第一调整部41的调整范围设置为70%~110%的范围。此处,将定义了上述的被包含于50%~130%之间的范围等的数据作为范围数据D4存储于存储部28中。范围数据D4包括下限值K1(%)和上限值K2(%)。范围数据D4作为预先确定的值存储于存储部28中。范围数据D4被第二调整部42参照。
第二调整部42以使得使得上述(1)(2)的条件得到满足的方式,求出调整后的受光信号值。然后,第二调整部42将接收了触发输入之后受光的受光信号值与调整后的受光信号值进行比较,求出调整后的第一灵敏度参数。
在第一灵敏度参数为检测光A的投光强度(投光功率)的情况下,第二调整部42取得作为阈值数据D3存储于存储部28中的阈值Vth。而,当第二灵敏度参数为受光增益时,第二调整部42将投光功率设定为,使得以下[条件A]和[条件B]成立。
[条件A]在A/D输出/增益对应表T2当中,相对于通过操作部31操作的最小受光信号值Vmin(当可变增益放大器17b设定为与最大数字值Dmax相对应的增益Gmin时的受光信号值Vmin),该取得的阈值Vth的比率(Vth/Vmin)成为K2(%)。
[条件B]在A/D输出/增益对应表T2当中,相对于通过操作部31操作的最大受光信号值Vmax(当可变增益放大器17b设定为,与最小数字值Dmin对应的增益Gmax时的受光信号值Vmax),该取得的阈值Vth的比率(Vth/Vmax)成为K1(%)。
上述Dmax、Gmin、Dmin、Gmax存储于A/D输出/增益对应表T2中。对当接收到触发输入时的通过操作部31操作的最小受光信号值Vmin_current,推导如下。首先,第二调整部42取得在接收到触发输入之后受光的受光信号Vcurrent,和当时的A/D转换器31b输出的数字值Dcurrent。接着,第二调整部42参照A/D输出/增益对应表T2,取得与数字值Dcurrent相对应的增益Gcurrent。通过(式1),从Gmin、Gcurrent、Vcurrent,计算出Vmin_current。
Vmin_current=Vcurrent*Gmin/Gcurrent  (式1)
也可以通过(式2),从Gmax、Gcurrent、Vcurrent计算出当接收到触发输入时的,通过操作部31操作的最大受光信号值Vmax_current。
Vmax_current=Vcurrent*Gmax/Gcurrent  (式2)
此处,在(Vth/Vmin_current)比K2大的情况下,将用于满足[条件A]的成为Vth*100/K2的目标受光信号值设置为Vtarget1。此时,第二调整部42参照A/D输出/投光功率对应表T1,取得与Dcurrent相对应的投光功率Pcurrent。第二调整部42应该调整的目标投光功率Ptarget1,能够按照以下的(式3-1)来设定。
Ptarget1=Pcurrent*Vtarget1/Vmin_current  (式3-1)
在(Vth/Vmax_current)比K1小的情况下,将用于满足[条件B]的等于Vth*100/K1的目标受光信号值设置为Vtarget2。此时,第二调整部42参照A/D输出/投光功率对应表T1,取得与Dcurrent相对应的投光功率Pcurrent。第二调整部42应该调整的目标投光功率Ptarget2,能够按照以下的(式3-2)设定。
Ptarget2=Pcurrent*Vtarget2/Vmax_current  (式3-2)
如果设定目标投光功率Ptarget1或者Ptarget2,则第二调整部42通过参照投光功率/电压值对应表T3,求出与目标投光功率Ptarget1或者Ptarget2相对应的电压输出数字-模拟转换器(Voltage DAC)12a的高(Hi)电压的值。然后,第二调整部42将与求出的高(Hi)电压的值相对应的输出电压信号输出至电压输出数字-模拟转换器(Voltage DAC)12a。此外,当该求出的目标投光功率Ptarget1或者Ptarget2与存储于投光功率/电压值对应表T3中的投光功率的任一个值都不一致时,第二调整部42也可以提取存储于投光功率/电压值对应表T3中的与该求出的目标投光功率相接近的值,通过线性插值,计算出与该目标投光功率相对应的高(Hi)电压的值。进一步地,第二调整部42将存储于存储部28中的投光功率数据D1改写为该求出的高(Hi)电压的值。投光电路12基于从第二调整部42输出的输出电压信号,改变流过投光元件11的电流值。此外,此时,由于A/D输出/投光功率对应表T1设定为使得相对于最小投光功率的最大投光功率的倍率为2.6倍以内,所以通过与目标投光功率Ptarget1或者Ptarget2中的任一个匹配,就同时满足了[条件A]和[条件B]。
进一步地,在第一灵敏度参数和第二灵敏度参数都为投光功率的情况下,第二调整部42取得作为阈值数据D3而存储于存储部28中的阈值。然后,第二调整部42将A/D输出/投光功率对应表T1改写为使得以下[条件C][条件D]成立。
[条件C]在A/D输出/投光功率对应表T1当中,该取得的阈值Vth相对于通过操作部31操作的最小受光信号值Vmin(当投光元件11通过与最大数字值Dmax相对应的最小投光功率Pmin投光时的受光信号值Vmin)的比率(Vth/Vmin)成为K2(%)。
[条件D]在A/D输出/投光功率对应表T1当中,该取得的阈值Vth相对于通过操作部31操作的最大受光信号值Vmax(投光元件11通过与最小数字值Dmin相对应的最大投光功率Pmax投光时的受光信号值Vmax)的比率(Vth/Vmax)为K1(%)。
上述Dmax、Pmin、Dmin、Pmax存储于A/D输出/投光功率对应表T1中。对接收触发输入时的通过操作部31操作的最小受光信号值Vmin_current,推导如下。首先,第二调整部42取得在接收到触发输入之后受光的受光信号Vcurrent和当时的A/D转换器31b输出的数字值Dcurrent。接着,第二调整部42参照A/D输出/投光功率对应表T1,取得与数字值Dcurrent相对应的投光功率Pcurrent。通过(式4),从Pmin、Pcurrent、Vcurrent计算出Vmin_current。
Vmin_current=Vcurrent*Pmin/Pcurrent  (式4)
也可以通过(式5),从Pmax、Pcurrent、Vcurrent计算出当接收到触发输入时的通过操作部31操作的最大受光信号值Vmax_current。
Vmax_current=Vcurrent*Pmax/Pcurrent  (式5)
此处,在(Vth/Vmin_current)比K2(%)大的情况下,将用于满足[条件C]的成为Vth*100/K2的目标受光信号值设置为Vtarget1。在(Vth/Vmax_current)比K1小的情况下,将用于满足[条件D]的成为Vth*100/K1的目标受光信号值设置为Vtarget2。此时,第二调整部42参照A/D输出/投光功率对应表T1,取得与Dcurrent相对应的投光功率Pcurrent。第二调整部42应该调整的目标投光功率Ptarget1、Ptarget2,能够按照上述的(式3-1)、(式3-2)计算出。
第二调整部42将与A/D输出/投光功率对应表T1的各数字值相对应的投光功率的值改写为Ptarget1/Pcurrent倍或者Ptarget2/Pcurrent倍。之后,第二调整部42读入A/D转换器31b输出的数字值。第二调整部42参照改写的A/D输出/投光功率对应表T1,求出调整后的投光功率。然后,第二调整部42参照投光功率/电压值对应表T3,对与求出的调整后的投光功率相对应的电压输出数字-模拟转换器(Voltage DAC)12a的高(Hi)电压的值进行求出。然后,第二调整部42将与求出的高(Hi)电压值相对应的输出电压信号输出至电压输出数字-模拟转换器(Voltage DAC)12a。此外,当该调整后的投光功率与存储于投光功率/电压值对应表T3中的投光功率的任一个值都不一致时,灵敏度参数调整单元25也可以提取存储于投光功率/电压值对应表T3中的与该调整后的投光功率相接近的值,通过线性插值,计算出与该调整后的投光功率相对应的电压值。进一步地,第二调整部42将存储于存储部28中的投光功率数据D1改写为该求出的高(Hi)电压的值。投光电路12基于从第二调整部42输出的输出电压信号,改变流过投光元件11的电流值。
在第一灵敏度参数为受光单元22中的受光量的增益的情况下,第二调整部42取得作为阈值数据D3存储于存储部28中的阈值。然后,当第二灵敏度参数为投光功率时,第二调整部42将受光量的增益设定为使得上述[条件C]、[条件D]成立。在求出增益时,首先,第二调整部42根据(式4)、(式5)计算当接收到触发输入时的通过操作部31操作的最小受光信号值Vmin_current,和通过操作部31操作的最大受光信号值Vmax_current。此处,在(Vth/Vmin_current)比K2大的情况下,将用于满足[条件C]的等于Vth*100/K2的目标受光信号值设置为Vtarget1。此时,第二调整部42参照A/D输出/增益对应表T1,取得与Dcurrent相对应的增益Gcurrent。第二调整部42应该调整的目标增益Gtarget1,能够按照下述的(式6-1)计算出。
Gtarget1=Gcurrent*Vtarget1/Vmin_current  (式6-1)
此处,在(Vth/Vmax_current)比K1小的情况下,将用于满足[条件D]的等于Vth*100/K1的目标受光信号值设置为Vtarget2。此时,第二调整部42参照A/D输出/增益对应表T1,取得与Dcurrent相对应的增益Gcurrent。第二调整部42应该调整的目标增益Gtarget2能够按照下述的(式6-2)计算出。
Gtarget2=Gcurrent*Vtarget2/Vmax_current  (式6-2)
第二调整部42参照增益/放大器输出信号对应表T3,求出与计算出的目标增益Gtarget1或者Gtarget2的值相对应的放大器输出信号;并将求出的放大器输出信号输出至可变增益放大器17b。进一步地,第二调整部42将存储于存储部28的增益数据D2改写为目标增益Gtarget1或者Gtarget2。受光电路17基于从第二调整部42输出的放大器输出信号,通过使从光敏元件16输出的输出信号的放大率变化,改变受光量的增益。此处,由于A/D输出/增益对应表T2设定为使得相对于最小增益的最大增益的倍率为2.6倍以内,所以通过与计算出的目标增益Gtarget1或者Gtarget2中的任一个匹配,就同时满足了[条件C]和[条件D]。
进一步地,当第一灵敏度参数和第二灵敏度参数为受光增益时,第二调整部42取得作为阈值数据D3存储于存储部28中的阈值。然后,第二调整部42将A/D输出/增益对应表T2改写为使得上述[条件A]、[条件B]成立。具体地,第二调整部42通过(式1)和(式2),推导出当接收触发输入时的通过操作部31操作的最小受光信号值Vmin_current,和通过操作部31操作的最大受光信号值Vmax_current。
此处,在(Vth/Vmin_current)比K2大的情况下,将用于满足[条件A]的,成为Vth*100/K2的目标受光信号值设置为Vtarget1。此时,第二调整部42参照A/D输出/增益对应表T2,取得与Dcurrent相对应的增益Gcurrent。第二调整部42应该调整的目标增益Gtarget1,能够按照以下的(式7-1)设定。
Gtarget1=Gcurrent*Vtarget1/Vmin_current  (式7-1)
在(Vth/Vmax_current)比K1小的情况下,将用于满足[条件B]的等于Vth*100/K1的目标受光信号值设置为Vtarget2。此时,第二调整部42参照A/D输出/增益对应表T2,取得与Dcurrent相对应的增益Gcurrent。第二调整部42应该调整的目标增益Gtarget2,能够按照以下的(式7-2)设定。
Gtarget2=Gcurrent*Vtarget2/Vmax_current  (式7-2)
第二调整部42将与A/D输出/增益对应表T2的各数字值相对应的投光功率的值,改写为Gtarget1/Gcurrent倍或者Gtarget2/Gcurrent倍。之后,第二调整部42读入A/D转换器31b输出的数字值。第二调整部42参照改写后的A/D输出/增益对应表T2,求出调整后的受光增益。然后,第二调整部42通过参照增益/放大器输出信号对应表T4,求出与所求出的调整后的受光增益相对应的放大器输出信号的值。然后,第二调整部42将求出的放大器输出信号,输出至可变增益放大器17b。此外,当该求出的受光增益与存储于增益/放大器输出信号对应表T4中的增益的任一个值都不一致时,第二调整部42也可以提取存储于增益/放大器输出信号对应表T4中的与该求出的增益相接近的值,通过线性插值,计算与该求出的增益相对应的放大器输出信号。进一步地,第二调整部42将存储于存储部28中的增益数据D2改写为该求出的调整后的受光增益的值。可变增益放大器17基于从第二调整部42输出的放大器输出信号,通过使从光敏元件16输出的输出信号的放大率变化,改变受光量的增益。
在第一灵敏度参数为阈值的情况下,第二调整部42设定调整后的阈值,将存储于存储部28中的阈值数据D3,改写为该调整后的阈值。当第二灵敏度参数为投光功率时,第二调整部42将阈值数据D3改写为使得上述[条件C]、[条件D]成立。具体地,第二调整部42按照(式4)、(式5),求出当接收到触发输入时的通过操作部31操作的最小受光信号值Vmin_current,和通过操作部31操作的最大受光信号值Vmax_current。接着,如果将当接收触发输入时的阈值设置为Vth_current,则在Vth_current/Vmin_current比K2(%)大的情况下,将Vmin_current*K2/100和Vmin_current*K2/100以下的值设定为目标阈值Vth_target。另外,在Vth_current/Vmax_current比K1(%)小的情况下,将Vmax_current*K1/100或者Vmax_current*K1/100以上的值设定为目标阈值Vth_target。如果设定了目标阈值Vth_target,则第二调整部42将阈值数据D3改写为目标阈值Vth_target。
在第二灵敏度参数为受光增益的情况下,第二调整部42将阈值数据D3改写为使得上述的[条件A][条件B]成立。具体地,第二调整部42按照(式1)、(式2),求出当接收到触发输入时的通过操作部31操作的最小受光信号值Vmin_current和通过操作部31操作的最大受光信号值Vmax_current。接着,如果将当接收到触发输时的阈值设置为Vth_current,则在Vth_current/Vmin_current比K2(%)大的情况下,将Vmin_current*K2/100或者Vmin_current*K2/100以下的值设定为目标阈值Vth_target。另外,在Vth_current/Vmax_current比K1(%)小的情况下,将Vmax_current*K1/100或者Vmax_current*K1/100以上的值设定为目标阈值Vth_target。如果设定目标阈值Vth_target,则第二调整部42将阈值数据D3改写为目标阈值Vth_target。
如图12所示,指示器33包括:动作显示灯33A、晶体管33b、固定电源33c、阻抗33d以及地线33e。固定电源33c也可以与固定电源12c、17d、31c共用。另外,地线33e也可以与地线12e、31d共用。如图12所示,动作显示灯33A例如为发光二极管。动作显示灯33A的正极与固定电源33c相连接。动作显示灯33A的负极与晶体管33b的集电极相连接。在晶体管33b的基极上连接有判断单元23。在晶体管33b的发射极上连接有用于防止过电流的阻抗33d的一端。阻抗33d的另一端与地线33e相连接。即,阻抗33d的另一端接地。判断单元23将指示器开(ON)信号输出至晶体管33b的基极,其中,指示器开(ON)信号为使判断受光信号值是否为阈值以上或者是否为阈值以下的任何一者的指示器转换为ON状态的信号。另外,判断单元23将指示器关(OFF)信号输出至晶体管33b的基极,其中,指示器关(OFF)信号为使判断受光信号值是否为阈值以上或者是否为阈值以下的另一者的指示器转换为OFF状态的信号。例如,指示器开(ON)信号为电源电压Vcc大小的电压,通过将该电压施加于晶体管的基极,动作显示灯33A点亮。而,指示器关(OFF)信号例如为0V大小的电压,通过将该电压施加于晶体管的基极,使动作显示灯33A停止发光。指示器33为朝向检测光A的行进方向突出的山型部件。如图4所示,指示器33配置于比操作部31更接近投受光部分10的位置。操作部31、触发输入接收部32、指示器33为如上述的位置关系,且,由于通常操作者都是站在除投受光部分10的前面以外的位置进行调整操作,所以当操作者按下触发输入接收部32时,指示器33很难被操作者的手挡住。
操作者在设定了第一和第二灵敏度参数之后,确认在有检测对象物6的情况和没有的情况之中的一个情况下使动作显示灯点亮,而在另一情况下使动作显示灯熄灭。通过这样,操作者能够判断通过操作部31设定的第二灵敏度参数是否为适当的值。
接着,对第一实施方式的光电传感器1的灵敏度调整动作的详细情况进行说明。图5为本实施方式的光电传感器1的灵敏度调整动作的流程图。首先,操作者在检测区域5中没有检测对象物6的状态下,按下触发输入接收部32。此时,操作部件31e设定于初始位置。第二调整部42判断触发输入接收部32是否被按下(步骤S1)。在触发输入接收部32没有被按下的情况(在步骤S1中为否)下进行等待,直到触发输入接收部32被按下(返回步骤S1)。
如果接收到触发输入(在步骤S1中为是),则投光单元21基于预先存储于存储部18中的投光功率数据D1而发出检测光A(步骤S2)。然后,受光单元22接收返回光B。然后,受光单元22基于预先存储于存储部18的增益数据D2,输出受光信号值Vcap(步骤S3)。
接着,在步骤S4中,灵敏度参数调整单元25(第二调整部42)利用受光信号值Vcap调整第一灵敏度参数。如上所述,此处调整的第一灵敏度参数是指,检测光A的投光强度(投光功率)、在受光单元22中的受光量的增益(受光增益)以及阈值Vth当中之一。第一灵敏度参数的调整方法与上述相同。
在步骤S4的完成之后,受光信号调整单元24(第一调整部41)对操作者是否操作了操作部24进行检测(图5B的步骤S5)。具体地,第一调整部41以一定的周期读入根据输入A/D转换器31b的电压值的数字值,对可变阻抗31A的阻抗值是否变化进行检测。通过这样,第一调整部41检测操作部31的位置是否从触发输入接收部32被按下时的初始位置(在图4的例子中的“OFF”的位置)开始发生变化。
在操作了操作部24的情况下(在步骤S5中为是),第一调整部41读入操作部24的操作量。然后,第一调整部41根据操作部24的操作量调整第二灵敏度参数(步骤S6)。关于第二灵敏度参数的调整方法也与上述的相同。
此外,第一调整部41能够将投光功率和受光增益组合处理。另外,第二调整部42能够将投光功率、受光增益、阈值组合处理。例如,第一调整部41也可以首先调整投光功率,参照投光功率/电压值参照表T3,求出与作为目标的受光信号值Vtarget最接近的作为投光功率的高(Hi)电压值。接着,第一调整部41也可以通过利用受光增益进行微调整,得到作为目标的受光信号值Vtarget。如果步骤S6的处理完成,则返回步骤S5。然后,重复步骤S5和S6的处理。
<第二实施方式>
在第一实施方式中,对通过操作部24调整除阈值Vth以外的灵敏度参数的情况进行说明。第二实施方式的光电传感器1a通过操作部24调整阈值Vth。图6为第二实施方式的光电传感器1a的整体构成图。如图6所示,光电传感器1a配备有投光单元21、受光单元22、判断单元23、灵敏度参数调整单元25a、阈值调整单元26、存储部28、输出电路29、指示器33。灵敏度参数调整单元25a包括触发输入接收部32和第三调整部42。阈值调整单元26包括操作部31和第四调整部44。图7为第二实施方式的投光单元21、受光单元22、第三调整部43、第四调整部44、判断单元23以及存储部28的详细构成图。将在图6、图7中与第一实施方式的光电传感器1共用的结构标注与第一实施方式相同的附图标记,省略详细的说明。
存储部28a与第一实施方式的存储部28相比,不具有A/D输出/投光功率对应表T1和A/D输出/增益对应表T2,而进一步地存储有A/D范围数据D5。A/D范围数据D5包括A/D转换器17c的最大值Vdegmax的数据与最小值Vdegmin的数据。A/D范围数据D5被预先设定,并存储于存储部28a。A/D范围数据D5被第三调整部43参照。
触发输入接收部32为当通过灵敏度参数调整单元25a开始进行调整时,由操作者按下的按钮。触发输入接收部32通过后述的第三调整部43接收用于执行灵敏度参数调整动作的触发输入。即,如果通过触发输入接收部32接收到触发输入,则灵敏度参数调整单元25a通过第三调整部43执行灵敏度参数调整动作。在检测区域5中没有检测对象物6的状态下,将操作部31设定在预定的位置(例如,“OFF”的位置)后,按下触发输入接收部32。
如果从触发输入接收部32接收到触发输入,则第三调整部43在检测区域5中没有检测对象物6的状态下,将投光功率或者受光增益调整为,使得受光信号值变为预定的基准信号值。在受光单元22中的放大以及A/D转换不饱和而受光信号值与受光量相对应而变化的范围内,选择该基准信号值。优选例如被选择为从A/D转换输出的最大值的50%到70%。此处,将第三调整部43所调整的灵敏度参数称为第三灵敏度参数。除去不调整阈值这一点,对于第三调整部43的投光单元21、受光单元22以及存储部28的动作,与对于第二调整部42的投光单元21、受光单元22以及存储部28的动作相同。
在该情况下,第三调整部43调整第三灵敏度参数,使得满足以下的[条件E]。换言之,第三调整部43调整受光信号值,使得变为满足以下的[条件E]的基准信号值。
[条件E]第四调整部44的调整范围用相对于受光信号值的阈值的比率表示,为被包含于50%~130%之间的范围。
此外,为了使由操作者进行微调整变得容易,进一步地优选,在[条件E]中,将第四调整部44的调整范围设置为70%~110%的范围。此处,定义上述的被包含于50%~130%之间的范围等的数据作为范围数据D4存储于存储部28中。范围数据D4包括下限值K1(%)和上限值K2(%)。范围数据D4作为预先确定的值存储于存储部28中。范围数据D4被第三调整部43参照。
第三调整部43求出调整后的受光信号值,使得满足上述的[条件E]。然后,第三调整部43取得在接收到触发输入之后受光的受光信号值Vcurrent和当时的A/D转换器31b输出的数字值Dcurrent。
接着,第三调整部43对于受光信号值Vcurrent,判断Vcurrent*K1/100~Vcurrent*K2/100的范围是否在A/D转换器17c的最大值Vdegmax和最小值Vdegmin之间。在Vcurrent*K1/100比Vdegmin小的情况下,设定Vdegmin*K1/100以上的目标的受光信号值Vtarget。
在第三灵敏度参数为投光功率的情况下,第三调整部43,参照投光功率数据D1和投光功率/电压值对应表T3,取得现在的投光功率Pcurrent。第三调整部44应该调整的目标投光功率Ptarget能够按照以下的(式8)设定。
Ptarget=Pcurrent*Vtarget/Vcurrent  (式8)
如果设定目标投光功率Ptarget,则第三调整部43通过参照投光功率/电压值对应表T3,求出与目标投光功率Ptarget相对应的电压输出数字-模拟转换器(Voltage DAC)12a的高(Hi)电压的值。然后,第三调整部43将与求出的高(Hi)电压的值相对应的输出电压信号输出至电压输出数字-模拟转换器(Voltage DAC)12a。此外,当该调整后的投光功率与存储于投光功率/电压值对应表T3中的投光功率的任一个值都不一致时,第三调整部43也可以提取存储于投光功率/电压值对应表T3中的与该调整后的投光功率相接近的值,通过线性插值,计算与该调整后的投光功率相对应的电压值。进一步地,第三调整部43将存储于存储部28的投光功率数据D1改写为该求出的高(Hi)电压的值。投光电路12基于从第三调整部43输出的输出电压信号,改变流过投光元件11的电流值。
在第三灵敏度参数为受光增益的情况下,第三调整部43参照增益数据D2,取得现在的受光增益Gcurrent。第三调整部44应该调整的目标受光增益Gtarget能够按照以下的(式9)设定。
Gtarget=Gcurrent*Vtarget/Vcurrent  (式9)
第三调整部43参照增益/放大器输出信号对应表T4,求出与计算出的目标增益Gtarget的值相对应的放大器输出信号,并将求出的放大器输出信号输出至可变增益放大器17b。此外,当该目标增益Gtarget与存储于增益/放大器输出信号对应表T4中的增益的任一个值都不一致时,第三调整部43也可以提取存储于增益/放大器输出信号对应表T4中的与该目标增益Gtarget相接近的值,通过线性插值,计算与该求出的增益相对应的放大器输出信号。进一步地,第三调整部43将存储于存储部28的增益数据D2改写为目标增益Gtarget。受光电路17基于从第三调整部43输出的放大器输出信号,通过使从光敏元件16输出的输出信号的放大率变化,改变受光量的增益。
在操作部31中,预先设定灵敏度参数的调整范围,使得能够由操作者进行灵敏度参数的微调整。此处,将操作部31的可动范围称为可操作范围。即,操作部31的位置能够在可操作范围内被操作。在图4的例子中,从图示的“OFF”的位置到“3”的位置的范围为可操作范围。在本实施方式中,将通过操作部31操作而在预定的调整范围内被调整的灵敏度参数称为第四灵敏度参数。第四灵敏度参数为阈值。第三灵敏度参数和第四灵敏度参数为相互不同的灵敏度参数。
第四调整部44通过从操作部31的可操作范围的一端(“OFF”的位置)向另一端(“3”的位置)的操作,在被包含于用相对于受光信号值的阈值的比率表示的50%~130%之间的范围内,使阈值变化。即,当操作部31的指标部31b指向“OFF”的位置时的阈值,通过在可操作范围内操作操作部31所得到的阈值当中最小。该阈值称为最小阈值。另外,当操作部31的指标部31b指向“3”的位置时的阈值,通过在可操作范围内操作操作部31得到的阈值当中最大。该阈值称为最大阈值。最小阈值相当于上述的基准信号值的50%。最大阈值相当于上述的基准信号值的130%。
此外,优选地,第四调整部44在被包含于用相对于受光信号值的阈值的比率表示的70%~110%之间的范围内,使阈值变化。在该情况下,最小阈值相当于上述的基准信号值的70%。最大阈值相当于上述的基准信号值的110%。
通过触发输入接收部32接收到触发输入之后,如果操作了操作部31,则第四调整部44根据通过第三调整部43调整的调整后的受光信号值,求出调整后的阈值,使得变为与操作部31的指标部31b指向的位置相对应的比率。然后,第四调整部44将存储于存储部28的阈值数据D3,改写为调整后的阈值。对第四调整部44的投光单元21、受光单元22以及存储部28的动作,在不调整受光增益和投光功率而仅调整阈值这一点上,不同于对第一调整部41的投光单元21、受光单元22以及存储部28的动作。但是,第四调整部44的其他的动作与第一调整部41的动作相同。因此,如果参照图7,则第四调整部44对Voltage DAC不输出输出电压信号;对可变增益放大器17b不输出放大器输出信号。
接着,对第二实施方式的光电传感器1a的灵敏度调整动作的详细情况进行说明。图8为根据本实施方式的光电传感器1a的灵敏度调整动作的流程图。在图8中将与图5相同的处理标上相同的附图标记,省略详细的说明。
在图8的步骤S15中,灵敏度参数调整单元25a(第三调整部43)基于受光信号值Vcurrent,调整第三灵敏度参数,使得调整后的受光信号值变为上述的信号值Vtarget。如上所述,此处被调整的第三灵敏度参数为检测光A的投光强度(投光功率)或者受光单元22中的受光量的增益(受光增益)。第三调整部43的调整方法与上述的相同。
接着,在操作了操作部件31e的情况(在步骤S5中为是)下,第四调整部44读入操作部件31e的操作量。然后,第四调整部44根据操作部件31e的操作量,调整第四灵敏度参数(步骤S17)。第四调整部44的调整方法与上述的相同。
在步骤S17以下的处理与第一实施方式相同。即,返回步骤S5,反复进行步骤S5的处理与步骤S17的处理。
<效果>
接着,对第一和第二实施方式的光电传感器1、1a的效果进行说明。图9为用于说明第一实施方式的光电传感器1的效果的附图。如图9所示,在检测区域5中没有检测对象物6的情况下,将调整后的受光信号值表示为VD(在第一实施方式中,相当于Vtarget2,在第二实施方式中相当于Vtarget),将从时间t1直到t2,如透明体那样的检测对象物6通过(经过)检测区域5的情况下的信号用粗线示出。在如透明体那样的检测对象物6的情况下,由于检测对象物6经过而导致降低的受光信号值ΔV很小。在本实施方式中,通过第二调整部42或者第三调整部43,可靠地调整第一灵敏度参数以及第三灵敏度参数,使得相对于通过第一调整部41或者第四调整部44调整的受光信号值VD的阈值Vth的比率,在K2~K1的范围内(其中,K1为0.5或者0.5以上,K2为1.3或者1.3以下)。设置为K1~K2之间是因为,本发明者发现该范围能够用于透明体检测的调整。因此,光电传感器1、1a能够稳定地检测透明体。根据现有技术的调整范围,由于一般是在从投光电路12、受光电路17中的灵敏度调整装置的下限值Vmin到上限值Vmax的范围内进行调整,所以灵敏度调节器的调整范围很大。因此,灵敏度调节器的每单位旋转角的灵敏度参数的变化量很大。因此,难以通过灵敏度调节器精细地调整灵敏度参数。另一方面,根据本实施方式的光电传感器1、1a的调整范围限制于K1(%)~K2(%)的范围内。进一步优选地,限制于K1为70%,K2为110%形成的范围内。因此,假如可操作范围为与现有的灵敏度调节器同等的范围,则操作部24的每单位旋转角的灵敏度参数的变化量变得比现有技术中的变化量的小。因此,如图9所示,使得将阈值Vth设定于VD与VD-ΔV之间,通过操作部24对灵敏度参数进行精细的调整变得容易。
<变形例>
以上,对本发明的一个实施方式进行说明,本发明不仅限定于上述的实施方式,在不脱离发明的精神的范围内,能够做各种改变。
本发明能够适用于透过型光电传感器。图10为第一实施方式的光电传感器的变形例1c。图11为第二实施方式的光电传感器的变形例1d。光电传感器1c、1d不与回归反射部件2组合使用。在光电传感器1c、1d中,受光单元22直接接收投光单元21所发出的通过(经过)检测区域5的检测光A。光电传感器1c、1d的其他的构成以及动作,分别与光电传感器1、1a相同。此外,虽然在本变形例1c、1d中,示出了投光器和受光器一体的透过型光电传感器,但是也能够适用于投光器和受光器分离的透过型光电传感器。另外,光电传感器1c、1d也可以为一种光纤光电传感器,进一步地包括,将从投光元件11发出的检测光传导至预定的位置的发送器用光纤,和接收从发送机用光纤发出的光并将其传导至光敏元件16的受光器用光纤。
第一和第二实施方式的光电传感器1、1a,在检测光A通过(经过)检测对象物6的情况下,得到检测光A两次通过(经过)检测对象物6之后的检测光A。因此,即使检测对象物6为如透明体那样的光减衰率低的物体,检测光A的减衰也会变大。另一方面,在本变形例的光电传感器1b、1c中,检测光A只通过一次检测对象物6。因此,检测光A的减衰与第一和第二实施方式的光电传感器1、1a相比大概下降到一半。因此,图9所示的因检测对象物6通过而引起的下降的受光信号值ΔV,进一步地变小。但是,光电传感器1、1a的调整范围被限制在K2~K1的范围内(其中,K1为0.5或者0.5以上,K2为1.3或者1.3以下。)。因此,即使ΔV的值变小,也能够通过操作部24进行灵敏度参数的精细的调整,使得阈值Vth设定于VD与VD-ΔV之间。
进一步地,本发明具有在检测区域5内使检测光A汇聚的镜头,也能够适用于检测光A和返回光B通过该镜头的所谓的同轴回归反射型光电传感器。在该情况下,在可以在镜头与投光元件11之间设置半反射镜。另外,还可以在该半反射镜与光敏元件16之间,另外设置镜头、反射镜、棱镜等用于导光的光学系统。
操作面板30不仅限于图4中所显示的。例如,刻度31c,也可以不显示为“OFF”、“1”、“2”、“3”,而是显示相对于受光信号值的阈值的比率。另外,按下触发输入接收部32时的操作部31的预定位置,不仅限于该比率最小的位置(在图4中为“OFF”的位置),也可以为该比率为100%的位置,或者,为最大的位置(在图4中为“3”的位置)。
触发输入接收部32也可以为开关等其他的操作部件。另外,也可以省略触发输入接收部32。在该情况下例如也可以按照从与光电传感器1的外部连接的机器(例如,PC等)发出的命令,启动灵敏度参数调整单元25,调整第二灵敏度参数。
也可以省略稳定显示灯。在该情况下,也可以省略在步骤S8和S10中进行的稳定显示灯是否点亮的判断。
另外,也可以取代指示器33,通过语音通知等其他的传达方法,将受光信号值的状态通知给操作者。进一步地,指示器33还可以不通过点亮不同的颜色,而是改变闪烁速度、使产生旋转发光元件等的移动或者在显示器上显示信息,将受光信号值的状态通知给操作者。
此外,根据上述实施方式的全部或者一部分的功能模块(例如,判断单元23、第一调整部41、第二调整部42、第三调整部43、第四调整部44),也可以通过使用CPU,编译执行在存储装置(ROM、RAM、硬盘等)中存储的能够执行上述处理程序的程序数据来实现。在该情况下,程序数据也可以经由记录媒体导入存储装置内,还可以从记录媒体上直接执行。此外,记录媒体是指ROM、RAM、闪存等的半导体存储器,软盘或者硬盘等磁盘存储器,CD-ROM或者DVD或者BD等光盘存储器以及存储卡等。另外,记录媒体为包括电话线或者载波线路等通信媒体的概念。
另外,根据上述各实施方式的全部或者一部分的功能模块(例如,判断单元23、第一调整部41、第二调整部42、第三调整部43、第四调整部44),也可以典型地作为集成电路的LSI(按照集成度的差异,称为IC、系统LSI、超大LSI、或者极大LSI等)来实现。这些,可以各自形成于1块芯片上,也可以使得包括一部分或者全部的形成于1块芯片上。另外,集成电路化的方法不仅限于LSI,也可以使用专用电路或者通用处理器来实现。另外,也可以利用在LSI制造出以后能够进行编程的FPGA(FieldProgrammable Gate Array:现场可编程门阵列)、或者能够重新构成LSI内部的电路单元的连接或者设定的可重新配置的/处理器。
如果根据本发明,能够提供一种使精细调整灵敏度参数变得容易的光电传感器。

Claims (5)

1.一种光电传感器,为透过型光电传感器或者与回归反射部件组合使用的回归反射型光电传感器,其特征在于,具有:
投光单元,发出用于检测在检测区域内存在的检测对象物的检测光,
受光单元,接收来自所述检测区域的所述检测光,
判断单元,对作为所述受光单元的输出信号值的受光信号值与阈值进行比较,判断所述检测对象物的有无,
受光信号调整单元,
灵敏度参数调整单元;
所述受光信号调整单元包括:
操作部,通过在可操作范围内对位置进行操作,在规定范围内调整投光功率和受光增益当中的至少一者的灵敏度参数,
第一调整部,通过从所述操作部的所述可操作范围的一端向另一端的操作,调整所述至少一者的灵敏度参数,使得相对于所述受光信号值的最小值而言,所述受光信号值的最大值的倍率在2.6倍以内的范围内;
所述灵敏度参数调整单元包括触发输入接收部和第二调整部,
所述第二调整部,在所述检测对象物不在所述检测区域内的状态下,当所述操作部在预定的位置时,若所述触发输入接收部接收到触发输入,则调整所述投光功率、所述受光增益、所述阈值当中的至少一者;
所述第二调整部,将所述投光功率、所述受光增益、所述阈值当中的至少一者调整为满足如下条件:在所述受光信号值的最大值与最小值之间存在所述阈值,且,在用所述阈值相对于所述受光信号值的比率表示所述第一调整部的调整范围时,所述比率被包含于50%~130%之间的规定范围。
2.一种光电传感器,为透过型光电传感器或者与回归反射部件组合使用的回归反射型光电传感器,其特征在于,具有:
投光单元,发出用于检测存在于检测区域内的检测对象物的检测光,
受光单元,接收来自所述检测区域的所述检测光,
判断单元,对作为所述受光单元的输出信号值的受光信号值与阈值进行比较,判断所述检测对象物的有无,
灵敏度参数调整单元,
阈值调整单元;
所述灵敏度参数调整单元包括触发输入接收部和第三调整部,
所述第三调整部,在所述检测对象物不在所述检测区域内的状态下,若所述触发输入接收部接收到触发输入,则调整投光功率、受光增益中的至少一者的灵敏度参数,使得所述受光信号值变为预定的基准信号值;
所述阈值调整单元包括:
操作部,能够在可操作范围内对位置进行操作,
第四调整部,通过从所述操作部的所述可操作范围的一端向另一端的操作,使所述阈值在如下的规定范围内变化,所述规定范围是指,在用所述阈值相对于所述基准信号值的比率表示时,该比率被包含于50%~130%之间的范围。
3.如权利要求1所述的光电传感器,其特征在于,
所述规定范围,为70%~110%之间。
4.如权利要求2所述的光电传感器,其特征在于,
所述规定范围,为70%~110%之间
5.如权利要求1~4中的任一个所述的光电传感器,其特征在于,
所述操作部包括能够旋转的部件。
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