JP2000009462A - 光学式センサ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光学式センサ装置において、物体の種類や傾
きにかかわらず検出物体を正確に検出すること。 【解決手段】 投光回路１１，投光素子１２より光ビー
ム１４を物体検知領域に照射する。その反射光を位置検
出素子１６で検出し、距離演算手段１８によって距離信
号を得る。距離信号を第１，第２の閾値を持つ比較部１
９，２０で比較することによって、所定範囲内に物体が
ある場合を背景物体と判別する。その他の信号が得られ
た場合に検出物体と判別して出力している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は設定範囲にある物体
の有無を判別するようにした光学式センサ装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】従来距離設定型の光学式センサ装置とし
ては、三角測距法による距離センサが知られている。こ
のような距離センサでは図１１に示すように、投光素子
１０１からの光をレンズ１０２を介して平行な光ビーム
１０３として距離を検出すべき方向に照射しており、物
体からの反射光を一次元の受光素子、例えば照射位置を
検出することができる位置検出素子１０４（ＰＳＤ；ポ
ジションセンシティブディバイス）で受光する。そして
ＰＳＤの両端に得られる電流をＩ／Ｖ変換し、距離演算
部１０５でその比を算出することによって、物体までの
距離に対応したアナログ信号を得る。この距離信号を比
較部１０６によって閾値と比較し、この閾値より近い位
置にある場合に出力部１０７より物体有りを示す出力を
出し、設定距離より遠ければ物体無し、即ち背景物体と
して出力するようにしている。このような距離センサ
は、設定距離より遠い位置に反射光が受光されれば背景
物体であるか否かにかかわらず、これを背景物体として
判断している。

【０００３】又ある範囲内の物体を検出するために限定
反射型の光学式センサ装置も用いられている。限定反射
型光学式センサ装置は図１２に示すように投光部１２１
からの投光範囲と受光部１２２の受光範囲とを互いに所
定距離で重なるように配置しておき、投受光領域が重な
る領域を検知範囲とし、この間を物体が通過すれば反射
光を検出して物体を判別するようにしたものである。こ
のような限定反射型光学式センサ装置は投光部及び受光
部の取付角度を変化させて設定距離を調整することがで
きる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述した
三角測距型の距離センサによれば、表面が鏡面状の検出
物体（以下、鏡面物体という）が物体の検知領域に到来
したときに誤動作する場合がある。鏡面物体は正反射成
分が非常に大きく、拡散反射成分が小さいため、反射角
度によっては位置検出素子の受光範囲内に入らず、又は
受光範囲内にあってもより遠方の拡散反射物体からの反
射光の入射位置に強い反射光が得られる場合がある。従
って全く検出できなかったり、その位置よりも遠方側の
背景物体として認識してしまうことがあるという問題点
があった。

【０００５】又反射率が極めて低い物体、例えば黒いゴ
ム等の低反射率物体の場合には、反射光がほとんど得ら
れず、背景物体と見なして誤動作することがあるという
欠点があった。

【０００６】又限定反射型の光学式センサ装置において
は、投受光領域を変化させると検知範囲も同時に変動す
るため、検知範囲は設定距離に応じて変化してしまうこ
ととなる。

【０００７】光学式センサ装置を用いてベルトコンベア
上を通過する物体の有無を判別する場合には、背景物体
はベルトコンベアとなる。ベルトコンベアの表面までの
距離は稼働時に変動するため、このばらつきを考慮して
物体を検出する検知範囲を任意に設定することが求めら
れる。しかし限定反射型の光学式センサ装置では、設定
距離に対し検知範囲が定まるため、設定距離と検知範囲
とを独立して定めることができないという問題点があっ
た。

【０００８】本発明はこのような従来の問題点に着目し
てなされたものであって、背景となる物体の範囲を設定
距離として自由に設定すると共に、検出物体は鏡面物体
等その表面状態にかかわらず確実に検出できるようにす
ることを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、投光素子を有し、光ビームを物体検知領域に照射す
る投光部と、前記投光部と所定間隔を有するように配置
され、物体からの反射光を受光し受光位置に対応させた
出力信号を得る受光部と、前記受光部の出力に基づいて
物体までの距離に対応した距離信号を演算して出力する
距離演算手段と、前記距離演算手段から得られた距離信
号を光ビームの投光方向にある背景物体の移動範囲に相
当する第１，第２の閾値と比較する第１，第２の比較手
段と、前記第１，第２の比較手段からの出力が前記第
１，第２の閾値の範囲内にない場合に物体検知の出力を
出す判別手段と、を有することを特徴とするものであ
る。

【００１０】本願の請求項２の発明は、請求項１の光学
式センサ装置において、前記第１，第２の比較手段に対
して前記背景物体の移動範囲内に前記第１，第２の閾値
を調整することにより設定する距離閾値設定手段を更に
有することを特徴とするものである。

【００１１】本願の請求項３の発明は、請求項２の光学
式センサ装置において、前記距離設定手段は、前記第
１，第２の閾値のうちの一方を基準位置とし、他方の閾
値をその相対値として遠方及び近方のいずれか一方に設
定することを特徴とするものである。

【００１２】本願の請求項４の発明は、投光素子を有
し、光ビームを物体検知領域に照射する投光部と、前記
投光部と所定間隔を有するように配置され、物体からの
反射光を受光し受光位置に対応させた出力信号を得る受
光部と、前記受光部の出力に基づいて物体までの距離に
対応した距離信号を演算して出力する距離演算手段と、
前記距離演算手段から得られた距離信号を光ビームの投
光方向にある背景物体の移動範囲に相当する第１，第２
の閾値で比較する第１，第２の比較手段と、前記受光部
に得られる反射光のレベルを演算する受光量演算手段
と、前記受光量演算手段より得られる受光量信号を光ビ
ームの投光方向にある背景物体の反射光レベルの変動範
囲に相当する第３，第４の閾値と比較する第３，第４の
比較手段と、前記第１，第２の比較手段からの出力が前
記第１，第２の閾値の範囲内にあるときにオフ信号、前
記第１，第２の閾値の範囲外にあるときにオン信号を出
力する第１の判別手段と、前記第３，第４の比較手段か
らの出力が前記第３，第４の閾値の範囲内にあるときに
オフ信号、前記第３，第４の閾値の範囲外にあるときに
オン信号を出力する第２の判別手段と、前記第１，第２
の判別手段からの出力の少なくとも一方がオフ状態でな
いときに物体検知信号を出力する出力手段と、を有する
ことを特徴とするものである。

【００１３】本願の請求項５の発明は、請求項４の光学
式センサ装置において、前記第１，第２の比較手段に対
して前記背景物体の移動範囲内に前記第１，第２の閾値
を調整することにより設定する距離閾値設定手段を有す
ることを特徴とするものである。

【００１４】本願の請求項６の発明は、請求項４の光学
式センサ装置において、前記第３，第４の比較手段に対
して前記背景物体の受光量の変動範囲内に前記第３，第
４の閾値を調整して設定する受光量閾値設定手段を更に
有することを特徴とするものである。

【００１５】本願の請求項７の発明は、請求項２又は５
の光学式センサ装置において、前記距離閾値設定手段
は、前記投光部より背景物体に向けて所定時間光ビーム
を投光し、前記距離演算手段より出力される距離信号の
最大値及びその最小値に基づいて前記第１，第２の比較
手段に第１，第２の閾値を設定することを特徴とするも
のである。

【００１６】本願の請求項８の発明は、請求項６の光学
式センサ装置において、受光量閾値設定手段は、前記投
光部より背景物体に向けて所定時間光ビームを投光し、
前記受光量演算手段より得られる受光量信号の最大値及
びその最小値に基づいて前記第３，第４の比較手段に第
３，第４の閾値を設定することを特徴とするものであ
る。

【００１７】本願の請求項９の発明は、請求項６の光学
式センサ装置において、前記受光量閾値設定手段は、前
記第３，第４の閾値のうちの一方を基準受光量とし、他
方の閾値をその相対値として受光量レベルの高い又は低
い方のいずれか一方に設定することを特徴とするもので
ある。

【００１８】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）図１は本発
明の第１の実施の形態による光学式センサ装置の構成を
示すブロック図である。本図に示すようにこの光学式セ
ンサ装置は、投光部として投光回路１１，投光回路１１
によって駆動される投光素子１２及び光を平行な光ビー
ムとして照射する投光レンズ１３を有しており、平行な
光ビーム１４を検出方向に向けて照射する。そして投光
レンズ１３から所定距離隔てて光ビーム１４と所定角度
を持って交差するように配置された集光レンズ１５と、
その背後に一次元の位置検出素子１６が設けられる。本
実施の形態では位置検出素子１６としてＰＳＤを用いる
ものとすると、光の照射位置に対応して素子の両端に相
異なる２つの電流出力が得られる。この電流出力は反射
光の重心位置に応じて異なった比率となる。位置検出素
子１６の夫々の電流出力はＩ／Ｖ変換器１７ａ，１７ｂ
に与えられ、その電圧信号が距離演算手段１８に入力さ
れる。距離演算手段１８は図示のように加算器１８ａ及
び一方の出力を加算出力で割算する割算回路１８ｂを有
しており、割算出力を距離信号とするものである。尚こ
こでは記載を省略しているが、距離演算手段１８の夫々
の入力側には入力信号のレベルを調整するための増幅器
又はアッテネータと、入力レベルを所定時間保持するピ
ークホールド回路を設けておくことが好ましい。ここで
割算回路１８ｂから出力される距離信号は距離が近づけ
ば距離信号レベルは大きくなるものとし、入力レベルが
極めて小さい場合には、誤動作を防止するため出力を出
さないものとする。そして距離演算手段１８の出力は第
１，第２の比較手段である比較部１９，２０に与えられ
る。比較部１９，２０には距離閾値設定手段である閾値
設定部２１，２２より距離信号の上限値となる閾値Ｔh
1，及び下限値となる閾値Ｔh2が夫々設定されている。
比較部１９，２０の比較出力は判別部２３に与えられ
る。判別部２３はこの比較部１９，２０からの出力に基
づいて背景物体があればオフ、その他の場合をオンとし
て判別出力を出すものである。

【００１９】図２はこの実施の形態による光学式センサ
装置と背景物体までの距離と出力との関係を示す説明図
である。ベルトコンベアにより物体を搬送する場合に、
コンベア上の物体の有無をこの実施の形態による光学式
センサ装置を用いて判別するとすると、背景がベルトコ
ンベアとなる。ここで図２に示すようにベルトコンベア
のばらつき範囲をＬ１〜Ｌ２とすると、最も近い位置Ｌ
１と最も遠い位置Ｌ２の背景物体が存在する範囲を夫々
上限値及び下限値として、閾値Ｔh1, Ｔh2を閾値設定部
２１，２２の可変抵抗器等を用いて設定する。判別部２
３は距離信号がこの範囲内にあればベルトコンベア等の
背景物体としてオフ状態と判別し、それ以外の場合には
全てオン状態となるように出力する。こうすれば閾値を
適宜設定することによって背景物体と検出すべき物体と
を識別して出力することができる。

【００２０】又判別部２３に切換スイッチ２４を設け、
切換スイッチ２４がオフのときには前述した処理を行
い、切換スイッチ２４をオンとすると比較部１９の出力
のみをそのまま物体検知信号として出力してもよい。こ
うすれば切換スイッチ２４によって従来例と同様に１つ
の閾値のみを設け、この閾値より近ければ物体有りとし
て判別して判別出力を出すことも可能となる。

【００２１】この実施の形態による光学式センサ装置に
おいて物体を検知すべき領域に鏡面物体が存在する場合
には、背景物体の位置に相当する位置検出素子１６上の
領域に反射光が入射することはほとんどなく、距離信号
は閾値Ｔh1以上又は閾値Ｔh2以下となる。従っていずれ
の位置又は角度であっても鏡面物体の有無を判別するこ
とができる。又黒色のゴム等反射率が極めて低い物体の
場合には、反射光のレベルが低く割算回路１８ｂによる
割算が行われない。この場合にも背景物体が検出されな
いため出力がオン状態となる。このように本実施の形態
では、まず背景物体を判別し、背景物体が検出されない
状態を物体有りとすることによって、背景物体とその他
の物体を識別できるようにしている。

【００２２】（第２の実施の形態）次に本発明の第２の
実施の形態について説明する。図３はこの実施の形態に
よる光学式センサ装置の信号処理部の構成を示すブロッ
ク図である。この実施の形態において、投光部及び受光
部の光学系の配置については前述した第１の実施の形態
と同一であるので、説明を省略する。位置検出素子１６
からの出力は図３に示すように第１の実施の形態と同様
のＩ／Ｖ変換器１７ａ，１７ｂに与えられ、前述した距
離演算手段１８に与えられる。又比較部１９，２０、閾
値設定部２１，２２、及び判別部２３の構成についても
前述した第１の実施の形態と同様である。この実施の形
態ではＩ／Ｖ変換器１７ａ，１７ｂの出力は受光量演算
手段３１にも入力される。受光量演算手段３１はＩ／Ｖ
変換器１７ａ，１７ｂの出力を加算することによって位
置検出素子１６の全体の受光量を算出するものである。
受光量出力は第３，第４の比較手段である比較部３２，
３３に与えられる。比較部３２，３３には夫々受光量の
上限値及び下限値を設定する閾値設定部３４，３５が接
続されており、閾値設定部で設定された第３，第４の閾
値Ｔh3, Ｔh4と受光量とを比較するものである。閾値設
定部２１，２２は第１，第２の比較手段に対して背景物
体の移動範囲内に第１，第２の閾値を設定する閾値設定
手段であり、閾値設定部３４，３５は第３，第４の比較
手段に対して背景物体の受光量の変動範囲内に第３，第
４の閾値を設定する受光量閾値設定手段である。比較部
３２，３３の比較出力は判別部３６に与えられる。判別
部３６は受光量が所定の範囲内のときオフ、その他のと
きにオンと判別して判別出力を出力部３７に与える。出
力部３７は判別部３６の出力が閾値Ｔh3, Ｔh4の範囲内
にあり、且つ判別部２３の出力が閾値Ｔh1, Ｔh2の範囲
内にある場合に背景物体として出力をオフとし、それ以
外の場合には物体有りとして出力をオンとするものであ
る。

【００２３】次にこの実施の形態の動作について図４を
参照しつつ説明する。本実施の形態では投光素子から照
射した光ビーム１４が背景物体に入射している場合に
は、閾値Ｔh1，Ｔh2の間となるように閾値設定部２１，
２２で背景物体に合わせて可変抵抗器等を用いて閾値を
設定する。例えば背景物体をコンベアとすると、静止し
ているコンベアに設定距離を合わせ、コンベアを動作さ
せてばたつきによる距離変動に応じて検出距離範囲を変
更することができる。この場合いずれか一方の閾値を基
準とし、他方をこれに対する相対値として設定してもよ
い。こうすればこの間の距離にあれば判別部２３よりオ
フレベルの信号が出力される。

【００２４】又受光量についても背景物体に光ビーム１
４が入射し、その反射光を受光したときに閾値Ｔh3，Ｔ
h4の間に入るものとなるように閾値設定部３４，３５で
背景物体の反射光レベルの閾値を設定する。この場合い
ずれか一方の閾値を基準とし、他方をこれに対する相対
値として設定してもよい。そうすれば背景物体の場合、
判別部３６の出力はオフ状態となる。判別部２３，３６
の双方がオフであれば出力回路３７よりオフ、即ち背景
物体として出力される。

【００２５】さて背景物体と光学式センサ装置との間に
拡散反射物体が入った場合には、拡散反射物体からの反
射光によって位置検出素子１６に受光される位置が変化
するため、判別部２３よりオン状態が出力される。同様
にして受光量レベルも大きくなるためオン状態となり、
出力回路３７より物体の検知信号が出力される。又鏡面
物体の場合には、鏡面物体の表面の角度によって位置検
出素子１６に入射する光の重心位置が変化するため、距
離信号としては閾値Ｔh1，Ｔh2の間又はその上下のいず
れの状態もありうることとなる。しかし受光量レベルは
反射光が入射する場合には大きなレベルで閾値Ｔh3以上
となり、又角度によっては全く入射せず閾値Ｔh4以下と
なるため、閾値Ｔh3，Ｔh4の間の信号は得られない。従
って受光量レベルに基づいてオン状態と判別することが
できる。又黒色の物体等反射率が極めて低い物体の場合
にも、反射光レベルが低く閾値Ｔh4以下となるため、受
光量レベルに基づいてオン状態と判別することができ
る。このようにこの実施の形態では距離信号と受光量レ
ベルとから背景物体を検出し、それ以外の状態を光が遮
光した状態と判別することによって、拡散反射物体であ
っても鏡面物体や低反射率の物体であっても、正確に物
体を検出することができる。

【００２６】（第３の実施の形態）次に本発明の第３の
実施の形態について説明する。この実施の形態では信号
処理部にマイクロコンピュータを用いて背景物体までの
距離や背景物体からの反射光レベルが変動する場合に、
自動的に最適な閾値を設定できるようにしたものであ
る。この実施の形態ではＩ／Ｖ変換器１７ａ，１７ｂか
らの出力はマイクロコンピュータ４０に入力され、Ａ／
Ｄ変換手段４１，４２を介して距離演算手段４３及び受
光量演算手段４４に与えられる。距離演算手段４３はマ
イクロコンピュータ４０内で図３に示す距離演算手段１
８と同一の機能を達成するものであり、受光量演算手段
４４も図３に示す受光量演算手段３１と同様に２つの出
力を加算処理するものである。距離信号は第１，第２の
比較手段４５，４６に与えられ、又受光量信号は第３，
第４の比較手段４７，４８に与えられる。これらの比較
手段は図３に示す比較部１９，２０及び比較部３２，３
３に対応するものである。比較手段４５，４６の距離に
対する閾値Ｔh1，Ｔh2は距離閾値設定手段４９により後
述するように自動的に設定される。又受光量の閾値Ｔh
3，Ｔh4も後述するように受光量閾値設定手段５０によ
って自動的に設定される。比較手段４５，４６の出力及
び４７，４８の出力は、夫々第１，第２の判別手段５
１，５２に入力され、夫々閾値Ｔh1，Ｔh2の範囲内、及
びＴh3，Ｔh4の範囲内のときにオフ、その他のときにオ
ン信号が出力される。出力手段５３は判別手段５１，５
２の双方の出力がオフのときに背景物体としてオフを出
力し、それ以外の場合にはオン、即ち物体有りを示す信
号を出力するものである。又この実施の形態では、閾値
設定モード及び動作モードを切換えるモード切換スイッ
チ５４がマイクロコンピュータ４０に接続されている。

【００２７】背景物体に対して閾値を設定する際には、
図６に示すように光学式センサ装置を所定位置に固定
し、背景物体、例えばベルトコンベア６０を物体を搬送
させることなく一定期間稼働する。図６（ａ）は距離閾
値設定手段４９及び受光量閾値設定手段５０を動作させ
るときの光学式センサ装置と背景物体との関係を示して
おり、図６（ｂ），（ｃ）は距離信号と受光量信号の変
化を示している。この場合光学式センサ装置はベルトコ
ンベア６０の表面からの反射光を受光することとなり、
距離信号及び受光量信号はベルトコンベア６０の表面よ
り得られるものとなる。この状態で距離閾値及び受光量
の閾値を設定する。

【００２８】図７はこの距離閾値設定手段４９での動作
を示すフローチャートである。距離設定時には周期的に
図７に示す割込処理が行われる。割込処理を開始する
と、まずステップＳ１において初期動作のためのフラグ
Ｆ１が１かどうかを判別する。初期状態ではフラグＦ１
を０とすると、まずステップＳ２に進んで距離信号の最
大距離Ｌmax を０、距離の最小値Ｌmin を最大値とし、
ポインタｉを１とする。次いでステップＳ３においてフ
ラグＦ１をセットしてステップＳ４に進む。ステップＳ
４ではそのときの距離演算手段４３からの距離信号Ｌｉ
を入力する。そしてステップＳ５，Ｓ６に進んでこのと
き検出された距離がＬmax を越えているかどうか、又は
Ｌmin 未満かどうかを判別する。Ｌmax を越えている場
合にはステップＳ７においてそのとき得られた距離信号
をＬmax として設定する。又距離信号ＬｉがＬmin より
小さければ、ステップＳ８に進んでそのときの距離信号
をＬmin として設定する。そしてステップＳ９において
ポインタｉが所定値ｎに達したかどうかをチェックし、
ｎ以下であればステップＳ１０に進んでｉをインクリメ
ントして割込処理を終える。このような割込処理を一定
期間繰り返すことによって、このときの距離信号の最大
値と最小値とがＬmax とＬmin に得られることとなる。

【００２９】そしてポインタｉがｎに達するとステップ
Ｓ９からステップＳ１１に進んで、そのとき得られた距
離信号の最大値Ｌmax 及び最小値Ｌmin を夫々閾値Ｔh
1, Ｔh2として比較手段４５，４６に設定して処理を終
える。このとき検出された距離信号の最大値Ｌmax に余
裕度α１を加えて閾値Ｔh1を設定してもよく、最小値Ｌ
min より余裕値α２を減算して閾値Ｔh2として設定して
もよい。

【００３０】次に受光量閾値設定手段５０の動作につい
て図８のフローチャートを用いて説明する。割込動作を
開始するとまずステップＳ２１において、フラグＦ２が
１かどうかを判別する。フラグＦ２が１でなければステ
ップＳ２２に進み、受光量の最大値Ｉmax を０、Ｉmin
を最小値とし、ポインタｉを１とする。そしてステップ
Ｓ２３に進んでフラグＦ２を１とする。割込処理の開始
時にこのフラグＦ２が立っている場合にはこれらの処理
を行うことなくステップＳ２４に進んで受光量信号Ｉｉ
を入力する。次いでステップＳ２５，Ｓ２６においてこ
のとき検出された受光量ＩｉがＩmax を越えているかど
うか、又はＩmin 未満かどうかを判別する。Ｉmax を越
えている場合にはステップＳ２７においてそのとき得ら
れた受光量信号をＩmax として設定する。又受光量信号
ＩｉがＩmin より小さければステップＳ２８に進んでそ
のときの受光量信号をＩmin として設定する。そしてス
テップＳ２９においてポインタｉが所定値ｎに達したか
どうかをチェックし、ｎ以下であればステップＳ３０に
進んでｉをインクリメントして割込処理を終える。この
ような割込処理を一定期間繰り返すことによって、この
とき得られた最大受光量と最小受光量とがＩmax とＩmi
n に得られることとなる。そしてポインタｉがｎに達す
るとステップＳ２９からステップＳ３１に進んで、その
とき得られた受光量の最大値Ｉmax 及び最小値Ｉmin を
夫々閾値Ｔh3, Ｔh4として比較手段４７，４８に設定し
て処理を終える。このとき検出された受光量の最大値Ｉ
max に余裕度β１を加えて閾値Ｔh3として設定してもよ
く、受光量の最小値Ｉmin より余裕度β２を減算して閾
値Ｔh4として設定してもよい。

【００３１】こうして閾値の自動設定処理を終えると、
背景物体までの距離、例えばベルトコンベアまでの距離
の変動幅を自動的に最適な閾値として設定することがで
きる。従ってこの範囲内では背景としてベルトコンベア
を検出することにより、背景物体と背景物体上に配置さ
れたワークとの識別が容易となる。同様にしてベルトコ
ンベア等の背景物体の受光量の最大値と最小値とを最適
な閾値に設定することができ、その範囲内では確実に背
景物体と判別することができる。

【００３２】こうして閾値を設定すれば光学式センサ装
置と背景物体との間に拡散物体が入っている場合は、図
９に示すように距離信号は上限の閾値Ｔh1を越え、更に
受光量信号は上限の閾値Ｔh3を越える。又拡散物体の形
状が大きく、その反射光が位置検出素子に入射されなく
なると距離信号が得られないが、受光量信号が閾値Ｔh4
以下となるため出力をオン状態とすることができる。

【００３３】又検出物体が鏡面物体である場合には、図
１０に示すように位置検出素子１６に光が入射されなけ
れば距離信号が得られない。又位置検出素子１６の反射
光が入射する場合には、背景物体に相当する位置に入射
する場合もそれ以外に入射する場合もあり得る。この場
合にも受光量信号は閾値Ｔh3以上又は閾値Ｔh4以下とな
るため、これらの受光状態に基づいて背景物体と鏡面物
体とを識別して検出することができる。

【００３４】尚この実施の形態では位置検出素子として
ＰＳＤを用いたものを示したが、他の一次元のラインセ
ンサ、例えばＣＣＤを用いても同様の処理を行うことが
できる。

【００３５】又本実施の形態では背景物体としてベルト
コンベアを示しているが、壁面等他の種々のものを背景
物体として検出するようにしてもよい。

【００３６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本願の請求項
１〜９の発明によれば、一旦背景物体を検出し、それ以
外の状態を検出物体有りとしているため、物体の種類に
かかわらず確実に物体を検出することができる。又請求
項４〜９の発明では、距離信号だけでなく受光量信号を
用いているため、物体が鏡面状の反射物体であってもそ
の受光位置にかかわらず正確に鏡面物体を検出すること
ができる。更に請求項７の発明では、背景物体までの距
離が変動する場合にも、一定時間閾値設定モードで動作
させ、距離信号の最大値，最小値に基づいて閾値を設定
することにより、容易に最適な距離信号の閾値を設定す
ることができる。又請求項８の発明では、背景物体から
の反射光レベルが変動する場合も一定時間閾値設定モー
ドで動作させて受光量のレベルを検出し、この最大値及
び最小値に基づいて閾値を設定することにより、容易に
最適な受光量の閾値を設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による光学式センサ
装置の構成を示すブロック図である。

【図２】本実施の形態の動作状態を示す概略図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態による光学式センサ
装置の構成を示すブロック図である。

【図４】本実施の形態の距離信号及び受光量信号とそれ
に対する比較部の出力を示す図である。

【図５】本発明の第３の実施の形態による光学式センサ
装置の信号処理部の構成を示すブロック図である。

【図６】本実施の形態による距離閾値及び受光量閾値設
定時の動作を示すタイムチャートである。

【図７】本実施の形態による距離閾値設定時の処理を示
すフローチャートである。

【図８】本実施の形態による受光量閾値設定時の処理を
示すフローチャートである。

【図９】本実施の形態の拡散反射物体に対する距離信
号，受光信号及び出力の変化を示すタイムチャートであ
る。

【図１０】本実施の形態の鏡面物体に対する距離信号，
受光信号及び出力の変化を示すタイムチャートである。

【図１１】従来の三角測距型距離センサの構成を示すブ
ロック図である。

【図１２】従来の限定反射型光学式センサ装置の構成を
示す概略図である。

【符号の説明】

１１ 投光回路 １２ 投光素子 １３ 投光レンズ １４ 光ビーム １５ 集光レンズ １６ 位置検出素子 １７ａ，１７ｂ Ｉ／Ｖ変換器 １８，４３ 距離演算手段 １９，２０，３２，３３ 比較部 ２１，２２，３４，３５ 閾値設定部 ２３，３６ 判別部 ２４ 切換スイッチ ３１，４４ 受光量演算手段 ３７ 出力部 ４５，４６，４７，４８ 比較手段 ４９ 距離閾値設定手段 ５０ 受光量閾値設定手段 ５１，５２ 判別手段 ５３ 出力手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水畑 伸治 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 (72)発明者 福井 浩 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA02 AA06 BB15 BB24 BB25 DD04 DD08 DD11 FF09 FF44 GG01 HH03 JJ16 LL04 PP15 PP22 QQ02 QQ03 QQ06 QQ08 QQ23 QQ25 QQ27 QQ28 2F112 AA06 BA06 BA07 BA15 CA03 CA12 DA04 DA24 DA28 FA03 FA05 FA09 FA12 FA21 FA45 5J050 AA11 BB17 BB27 CC00 DD18 EE35 EE39 FF03 FF08 FF15 FF37 5J084 AA01 AA05 AA15 AB09 AD03 AD07 BA02 BA14 BA33 BB02 CA23 CA25 CA31 CA49 CA57 CA69 CA70 DA01 DA09 EA01 EA07 EA20

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 投光素子を有し、光ビームを物体検知領
   域に照射する投光部と、 前記投光部と所定間隔を有するように配置され、物体か
   らの反射光を受光し受光位置に対応させた出力信号を得
   る受光部と、 前記受光部の出力に基づいて物体までの距離に対応した
   距離信号を演算して出力する距離演算手段と、 前記距離演算手段から得られた距離信号を光ビームの投
   光方向にある背景物体の移動範囲に相当する第１，第２
   の閾値と比較する第１，第２の比較手段と、 前記第１，第２の比較手段からの出力が前記第１，第２
   の閾値の範囲内にない場合に物体検知の出力を出す判別
   手段と、を有することを特徴とする光学式センサ装置。
2. 【請求項２】 前記第１，第２の比較手段に対して前記
   背景物体の移動範囲内に前記第１，第２の閾値を調整す
   ることにより設定する距離閾値設定手段を更に有するこ
   とを特徴とする請求項１記載の光学式センサ装置。
3. 【請求項３】 前記距離設定手段は、前記第１，第２の
   閾値のうちの一方を基準位置とし、他方の閾値をその相
   対値として遠方及び近方のいずれか一方に設定するもの
   であることを特徴とする請求項２記載の光学式センサ装
   置。
4. 【請求項４】 投光素子を有し、光ビームを物体検知領
   域に照射する投光部と、 前記投光部と所定間隔を有するように配置され、物体か
   らの反射光を受光し受光位置に対応させた出力信号を得
   る受光部と、 前記受光部の出力に基づいて物体までの距離に対応した
   距離信号を演算して出力する距離演算手段と、 前記距離演算手段から得られた距離信号を光ビームの投
   光方向にある背景物体の移動範囲に相当する第１，第２
   の閾値で比較する第１，第２の比較手段と、 前記受光部に得られる反射光のレベルを演算する受光量
   演算手段と、 前記受光量演算手段より得られる受光量信号を光ビーム
   の投光方向にある背景物体の反射光レベルの変動範囲に
   相当する第３，第４の閾値と比較する第３，第４の比較
   手段と、 前記第１，第２の比較手段からの出力が前記第１，第２
   の閾値の範囲内にあるときにオフ信号、前記第１，第２
   の閾値の範囲外にあるときにオン信号を出力する第１の
   判別手段と、 前記第３，第４の比較手段からの出力が前記第３，第４
   の閾値の範囲内にあるときにオフ信号、前記第３，第４
   の閾値の範囲外にあるときにオン信号を出力する第２の
   判別手段と、 前記第１，第２の判別手段からの出力の少なくとも一方
   がオフ状態でないときに物体検知信号を出力する出力手
   段と、を有することを特徴とする光学式センサ装置。
5. 【請求項５】 前記第１，第２の比較手段に対して前記
   背景物体の移動範囲内に前記第１，第２の閾値を調整す
   ることにより設定する距離閾値設定手段を有することを
   特徴とする請求項４記載の光学式センサ装置。
6. 【請求項６】 前記第３，第４の比較手段に対して前記
   背景物体の受光量の変動範囲内に前記第３，第４の閾値
   を調整して設定する受光量閾値設定手段を更に有するこ
   とを特徴とする請求項４記載の光学式センサ装置。
7. 【請求項７】 前記距離閾値設定手段は、 前記投光部より背景物体に向けて所定時間光ビームを投
   光し、前記距離演算手段より出力される距離信号の最大
   値及びその最小値に基づいて前記第１，第２の比較手段
   に第１，第２の閾値を設定するものであることを特徴と
   する請求項２又は５記載の光学式センサ装置。
8. 【請求項８】 受光量閾値設定手段は、 前記投光部より背景物体に向けて所定時間光ビームを投
   光し、前記受光量演算手段より得られる受光量信号の最
   大値及びその最小値に基づいて前記第３，第４の比較手
   段に第３，第４の閾値を設定するものであることを特徴
   とする請求項６記載の光学式センサ装置。
9. 【請求項９】 前記受光量閾値設定手段は、前記第３，
   第４の閾値のうちの一方を基準受光量とし、他方の閾値
   をその相対値として受光量レベルの高い又は低い方のい
   ずれか一方に設定するものであることを特徴とする請求
   項６記載の光学式センサ装置。