JP2003075117A - 光学式センサ装置および光学式センサの信号処理装置ならびに光学式センサ用の分岐コネクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 １つの信号処理装置で種々のアプリケーショ
ンに対応できるようにする。 【解決手段】 コネクタ１０１は、変位センサ型検出部
に対して、電源ライン，駆動パルス信号Ｐ，一対の検知
信号Ａ，Ａ＋Ｂ，読出し信号ｉ，識別データｊを中継す
るが、分岐コネクタを介して透過光量型検出部の投光部
および受光部に接続することも可能である。変位センサ
型検出部には、識別データｊを保持するＲＯＭが組み込
まれており、ＣＰＵ１５は、読出し信号ｉの送信により
検出部から識別データｊが送信されると、一対の検知信
号Ａ，Ａ＋Ｂを用いた計測処理を実行する。他方、識別
データｊが送信されない場合は、一方の検知信号のみを
用いて透過型センサ用の計測処理を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、投光処理を行い
ながら、投光後に直進して所定位置に到達した光または
対象物により反射して回帰した光を受光して所定の計測
処理を行う光学式センサに関するもので、特にこの発明
は、受光信号による計測を行うための信号処理装置、お
よびこの信号処理装置を用いた光学式センサ装置、なら
びにこの信号処理装置に使用する光学式センサ用の分岐
コネクタに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の光学式センサには、検知領域を
透過する検出光の光量、すなわち光路の遮光状態により
物体の位置や大きさ、あるいは物体の有無を検知する透
過光量型のセンサや、対象物からの反射光の到達位置や
結像位置に基づき対象物の変位等を計測する変位センサ
型のセンサ、さらには対象物からの反射光の光量に基づ
き物体の有無等を検知する反射光量型のセンサなどがあ
る。これらのセンサでは、一般に、投光素子や受光素子
の組み込まれた検出部とは別体の信号処理装置により、
受光素子からの検知信号を処理するようにしている。

【０００３】図５は、代表的な変位センサ型センサであ
る変位センサの構成を示す。このセンサは、投光部３お
よび受光部４が一体化された検出部２ａ（以下、「変位
センサ型検出部２ａ」という。）と信号処理装置１ａと
がケーブルにより電気接続される。

【０００４】前記検出部２ａの投光部３は、投光レンズ
３１，レーザーダイオード３２，およびレーザーダイオ
ード３２の駆動回路３３などにより構成される。一方、
受光部４は、受光レンズ４１，ＰＳＤ（Position Sensi
tive Device）４２，およびＰＳＤ４２からの一対の受
光信号Ａ，Ｂに対応する増幅回路４３，４４や、各受光
信号Ａ，Ｂを加算処理するための加算回路４５などによ
り構成されており、信号処理装置１ａへの検知信号とし
て、第１の受光信号Ａおよび加算回路４５による演算後
の信号Ａ＋Ｂが出力される。一方、信号処理装置１ａに
は、各検知信号毎に、サンプルホールド回路１１，１２
およびＡ／Ｄ変換回路１３，１４が設けられるほか、Ｃ
ＰＵ１５，Ｄ／Ａ変換回路１６，出力回路１７などが設
けられる。

【０００５】上記構成において、信号処理装置１ａ内の
ＣＰＵ１５は、検出部２ａの駆動回路３３に対し、所定
の時間毎に駆動パルス信号Ｐを与えてレーザーダイオー
ド３２を発光させる。このレーザー光は、対象物５の表
面で反射した後に受光レンズ４１を介してＰＳＤ４２に
入射し、その入射位置によって強度の異なる２つの受光
信号Ａ，Ｂが出力され、加算回路４５により加算処理さ
れる。

【０００６】信号処理装置１ａに対して出力された一対
の検知信号Ａ，Ａ＋Ｂは、それぞれサンプルホールド回
路１１，１２でサンプルホールドされた後、Ａ／Ｄ変換
回路１３，１４によりディジタル変換されて、ＣＰＵ１
５に入力される。

【０００７】ＣＰＵ１５ではディジタル変換後の検知信
号Ａ，Ａ＋Ｂについて、Ａ／（Ａ＋Ｂ）の演算処理を行
い、さらにその演算結果に直線性の補正処理を施すなど
して対象物までの距離を算出する。この算出結果は、Ｄ
／Ａ変換回路１６に与えられてアナログ変換された後
に、出力回路１７より出力される。さらにＣＰＵ１５
は、前記距離の算出結果を所定のしきい値と比較し、そ
の比較判定結果を２値データとして外部に出力する。

【０００８】つぎに図６は、透過光量型センサの構成を
示す。この透過光量型センサの検出部９（以下、「透過
光量型検出部」という。）は、別体に構成された投光部
６および受光部７により成る。これら投光部６，受光部
７は、所定距離を隔てて対向配備されるとともに、それ
ぞれ個別に信号処理装置８に接続される。投光部６に
は、投光レンズ６１，レーザーダイオード６２，駆動回
路６３などが組み込まれ、受光部７には、受光レンズ７
１，フォトダイオード７２，増幅回路７３などが組み込
まれる。また信号処理装置８の内部には、サンプルホー
ルド回路８１，Ａ／Ｄ変換回路８２，ＣＰＵ８３，Ｄ／
Ａ変換回路８４，出力回路８５などが組み込まれる。

【０００９】信号処理装置８内のＣＰＵ８３は、前記変
位センサのＣＰＵ１５と同様に、投光用の駆動パルス信
号を生成してこれを投光部６の駆動回路６３に与え、レ
ーザーダイオード６２を発光させる。レーザーダイオー
ド６２から出射したレーザー光は、投光レンズ６１によ
り平行化された後、受光部７との間に物体がない状態下
では、直進して受光部７に到達し、フォトダイオード７
２に入射する。またフォトダイオード７２からの受光信
号Ｑは、増幅回路７３を経た後に検知信号として信号処
理装置８に伝送され、サンプルホールド回路８１および
Ａ／Ｄ変換回路８２によりディジタル変換されてＣＰＵ
８３に入力される。

【００１０】ＣＰＵ８３は、入力された受光信号の示す
受光量から、検知エリア内を物体がどこまで遮光してい
るか（物体のエッジ位置）を検出したり、遮光されてい
る幅（物体の大きさ）を検出するなどの処理を行う。な
お、ＣＰＵ８３は、受光量やそれに基づいて算出した遮
光度合いについては、Ｄ／Ａ変換回路８４を介して出力
回路８５よりアナログ出力する。また、受光量を所定の
しきい値と比較して物体の有無を判別し、その結果を、
２値データの形式で出力する。

【００１１】なお、上記図５，６には示していないが、
いずれのセンサにおいても、信号処理装置１ａ，８内に
は、電源回路が組み込まれる。これらの電源回路は、外
部電源からの電流を受け取って装置内の各部に供給する
ほか、前記検出部２や投受光部６，７に駆動用の電流を
供給するようにしている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記図５，６に示した
ように、変位センサ型センサ，透過光量型センサ等の各
センサ用の信号処理装置は、機能が豊富になるにつれて
充実した表示部や操作部が必要となり、ＣＰＵを動作さ
せるためのプログラムも複雑さを増しつつある。その一
方で、これらのセンサの信号処理装置は、ハードウェア
上は似通った構成を具備するにも関わらず、従来は、セ
ンサの種類に応じた専用の装置として製造されている。
このような事情により、信号処理装置の製造コストが高
くなったり、新機種の設計に要する時間がかかるなどし
て、設計および製造上の効率が著しく悪くなる、という
問題が生じている。

【００１３】また、センサのユーザは、種々のアプリケ
ーション（ここでいうアプリケーションとは、何を対象
物としてどのような現象あるいは物理量をどのような環
境条件あるいはセンサ設置条件のもとに検出するのかと
いう観点で規定されるセンサの適用場面のことであ
る。）に対して各種のセンサを適切に選択して使用する
必要がある。従来は、アプリケーションが種々あること
に対応して多くの種類のセンサが市販されており、また
センサの信号処理装置がセンサの種類に応じた専用の装
置として製造されているために、ユーザはセンサの種類
の選択に応じてセンサの検出部だけでなく信号処理装置
についても別のものを用意しなければならなかった。

【００１４】この発明は上記問題を解決するためになさ
れたもので、変位センサ型センサ，透過光量型センサ等
の各検出部を同じ構成の信号処理装置に接続できるよう
にするとともに、信号処理装置において接続された検出
部の種類に応じた計測処理を実行できるようにすること
により、信号処理装置の製作にかかるコストやセンサ別
に信号処理装置を設計する労力を削減することを目的と
する。さらにこの発明の他の目的は、一つの機種で種々
のアプリケーションに対応できる利便性の高い光学式セ
ンサの信号処理装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】この発明にかかる光学式
センサ装置は、光を出射してその出射光に対する検知領
域からの反射光の受光量に基づく一対の検知信号を出力
する変位センサ型検出部と、光を出射してその出射光に
対する検知領域からの透過光の受光量に基づく検知信号
を出力する透過光量型検出部と、これら検出部からの検
知信号を処理するための信号処理装置とを具備する。前
記信号処理装置は、変位センサ型検出部および透過光量
型検出部のいずれに対しても電気的に接続可能であり、
かつこれら検出部を同時には接続できないように構成さ
れたコネクタと、前記コネクタに備えられ、前記変位セ
ンサ型検出部からの一対の検知信号および前記透過光量
型検出部からの検知信号を中継するための複数の検知信
号端子と、前記検知信号端子により中継された検知信号
を取り込み、前記変位センサ型検出部からの一対の検知
信号を用いた第１の計測処理方式と、前記透過光量型検
出部からの検知信号を用いた第２の計測処理方式とを選
択的に実行する制御部とを具備する。

【００１６】前記各検出部は、いずれも光を出射するた
めの投光部と、前記出射光に対する反射光または透過光
を受光するための受光部とを具備する。このうち変位セ
ンサ型検出部は、投光部から出射された後に反射した光
を受光するもので、受光素子として位置検出素子が使用
される。なお、この明細書において、位置検出素子と
は、２つの受光信号を出力し、受光した光の位置が２つ
の受光信号の大きさの比に反映される受光素子を意味す
るものとする。ＰＳＤ，２分割フォトダイオードなどが
位置検出素子に含まれる。

【００１７】また前記変位センサ型検出部は、前記図５
に示したように、投光部および受光部が機体内に一体に
組み込まれ、かつこれら投受光部が固定配備された構成
とするのが望ましい。ただし、機体本体部を前記コネク
タへの接続部を残して二分割し、分割された一方の部分
に投光部を、他方に受光部を組み込んで、投受光部の相
対位置関係または投受光部の各光軸のなす角度を可変設
定できるように構成することもできる。

【００１８】一方、透過光量型検出部は、投光部から出
射された後に、遮光されることなく所定位置に到達した
光（透過光）を受光するもので、前記図６のように投光
部と受光部とが分離した構成のほか、投受光部を連結し
て両者の間隔を固定した構成のものを用いることもでき
る。なお、変位センサ型，透過光量型のいずれの検出部
も、コネクタに対し、中継用のコネクタ（後記する分岐
コネクタを含む。）やケーブルを介して間接的に接続す
るように構成でき、またはコネクタに直接、接続するよ
うに構成することもできる。

【００１９】各検出部の投光部には、レーザーダイオー
ド，ＬＥＤなどの発光素子が、受光部には、ＰＳＤ，フ
ォトダイオードのような受光素子が、それぞれ組み込ま
れる。なお、信号処理装置または検出部には、前記投光
部への投光用の駆動信号を生成する駆動信号生成部を設
けることができる。この投光用の駆動信号とは、発光素
子をたとえば所定の時間毎に発光させるための駆動パル
ス信号であり、駆動信号生成部が信号処理装置の中に設
けられる場合は、前記投光用の駆動信号はコネクタを介
して検出部に出力される。

【００２０】各検出部が出力する「検知信号」は、受光
素子からの受光出力に基づき得られるもので、検出部か
らコネクタを介して信号処理装置に入力される信号であ
り、物体の有無のほか、物体の位置，大きさ，物体まで
の距離などを示すことができる。なお、前記変位センサ
型検出部は、前記したように２つの受光信号を出力する
受光素子を具備するが、前記一対の検知信号としては、
前記図５に示したように、一方の受光信号Ａと、各受光
信号Ａ，Ｂの加算結果Ａ＋Ｂとを設定することができる
ほか、各受光信号Ａ，Ｂを、そのまま一対の検知信号と
して使用することもできる。

【００２１】信号処理装置または検出部の中には、信号
前処理部として、前記投光用の駆動信号に同期するタイ
ミングで検知信号を取り込むサンプルホールド回路や取
り込んだ受光信号をディジタル変換するためのＡ／Ｄ変
換回路を設けることができる。なお、この発明では、変
位センサ型検出部からの一対の検知信号を処理すること
ができるように、前記サンプルホールド回路やＡ／Ｄ変
換回路を、検知信号毎に個別に設けるのが望ましい。一
方、サンプルホールド回路やＡ／Ｄ変換回路を検出部側
に設けて、信号処理装置側にはディジタルデータを受け
付けるインターフェース回路を設けることも可能であ
る。しかしながら検出部は小型化した方が良いとの観点
からは、前記の各回路は、信号処理装置側に組み込むの
が望ましい。

【００２２】前記コネクタの検知信号端子については、
変位センサ型検出部からの一対の検知信号および透過光
量型検出部からの検知信号のそれぞれに専用の端子を設
けても良く、また変位センサ型検出部と透過光量型検出
部との間で検知信号端子を共用するようにしても良い。

【００２３】前記制御部は、マイクロコンピュータのＣ
ＰＵにより構成するのが望ましく、たとえば、ユーザー
の切替操作に応じて第１、第２の計測処理方式のいずれ
かを選択して実行するように設定することができる。こ
れにより前記コネクタに変位センサ型検出部が接続され
ている場合は、一対の検知信号を用いた演算による第１
の計測処理方式を実行し、前記コネクタに透過光量型検
出部が接続されている場合は、単独の検知信号を用いた
演算による第２の計測処理方式を実行することが可能と
なり、いずれの検出部からの検知信号でも処理すること
ができる。このような構成によれば、信号処理装置の製
作にかかるコストや、センサ別に信号処理装置を設計す
る労力が削減できるとともに、信号処理装置の一つの機
種で変位センサ型検出部を要するアプリケーションにも
透過光量型検出部を要するアプリケーションにも対応で
き、ユーザに高い利便性を提供することができる。

【００２４】さらにこの発明は、検知信号を中継するた
めの複数の検知信号端子を具備するコネクタと、前記検
知信号端子により中継された検知信号を取り込み、前記
検知信号端子のうちの２つの端子から入力された２つの
検知信号を用いた第１の計測処理方式と、前記検知信号
端子のうちの１つの端子から入力された１つの検知信号
を用いた第２の計測処理方式とを選択的に実行する制御
部とを具備する信号処理装置として規定することができ
る。

【００２５】上記構成の信号処理装置によれば、コネク
タに一対の検知信号を出力する変位センサ型検出部が接
続された場合には、検知信号端子のうちの２つの端子か
ら各検知信号を入力して、これらの検知信号を用いた第
１の計測処理方式を実行することができる。またコネク
タに透過光量型検出部が接続された場合には、いずれか
１つの検知信号端子から検知信号を入力して第２の計測
処理方式を実行することができる。なお、この構成でい
うところの検知信号端子も、先に述べたのと同様に、変
位センサ型検出部，透過光量型検出部のそれぞれに対し
て個別の端子を設定しても良いし、また検出部間で端子
を共用するようにしてもよい。

【００２６】上記信号処理装置の好ましい態様では、前
記コネクタは、接続された検出部の種類を示す識別デー
タを制御部に中継するための端子を具備し、前記制御部
は、コネクタを介して取り込まれた識別データの内容に
応じて前記第１，第２のいずれかの計測処理方式を選択
して実行するように設定される。たとえば検出部側に前
記識別データが格納されたメモリを組み込み、電源投入
時などに前記メモリから識別データを読み出すようにす
れば、制御部は、接続されている機器の種類を判別し
て、その機器に対応する計測処理を自動的に判別して実
行するようになり、手動による切替操作などを行う必要
なしに、センサの種類に応じた計測処理を実行すること
ができる。なお、制御部側からメモリ内の識別データを
読み出すために、前記メモリに読出し指示用のコマンド
（以下、「読出し信号」という。）を送信する必要があ
る場合は、前記コネクタは、前記識別データのほか読出
し信号を中継するように配線される。

【００２７】さらに他の好ましい態様の信号処理装置で
は、コネクタに接続可能な変位センサ型検出部に、自装
置の種類を示す識別データが登録されたメモリを組み込
むとともに、コネクタ側に、前記メモリに識別データの
読出し信号を中継するための端子と、メモリより読み出
された識別データを制御部に中継するための端子とを設
ける。また前記制御部は、前記読出し信号を出力した
後、識別データが伝送された場合は第１の計測処理方式
を、識別データが伝送されなかった場合は第２の計測処
理方式を、それぞれ選択して実行するように設定され
る。この態様によれば、透過光量型検出部にメモリを組
み込む必要がないので、識別データが登録されたメモリ
を具備する変位センサ型検出部と、従来と同様の構成の
透過光量型検出部とを用いることにより、接続された検
出部の種類に応じて自動的に計測処理を切り替えること
が可能となる。

【００２８】ここで、識別データが登録されたメモリを
透過光量型検出部ではなく、変位センサ型検出部に設け
ていることには、つぎのような背景がある。すなわち、
変位センサ型検出部を使用する場合には、たとえば変位
センサであれば、真の変位量とセンサの出力値との間の
直線性の補正を行うために必要なデータをメモリに格納
して、このメモリを検出部に設けることがある。そこで
このような変位センサ型検出部に設けられている直線性
補正データを格納するためのメモリの余分の記憶領域を
識別データを登録するためのメモリとして使用すれば、
識別データ登録用のメモリをわざわざ設ける必要がな
い。

【００２９】また、直線性補正データを格納するための
メモリに限らず、一対の検知信号を出力する変位センサ
型検出部は、透過光量型検出部に比べて信号処理が複雑
である分、検出部にＣＰＵやメモリを内蔵する可能性が
高い。いかなる目的であれ、検出部にメモリが内蔵され
ていれば、その余分の記憶領域を識別データの登録のた
めに使用することができる。さらに、直線性補正データ
やその他のデータの内容や形式自体に識別データとして
の意味を持たせることも可能である。

【００３０】一方、透過光量型検出部の場合は、透過光
の断面が丸い形状であったり、透過光の断面における強
度分布があるために、もともと遮光状態（遮光物体の位
置や大きさ）とセンサ出力値との間の直線性を確保する
ことは難しく、せいぜい遮光状態が同じであればセンサ
出力値も同じであるという再現性が求められる程度であ
る。したがって、もともと透過光量型検出部に直線性補
正用のメモリが用意されていることは考えにくく、この
検出部に識別データ登録用のメモリを設けると、わざわ
ざその目的のためにメモリを追加することになる可能性
が高い。

【００３１】以上のような事情から、透過光量型検出部
か一対の検知信号を出力する変位センサ型検出部のいず
れか一方に識別データを持たせるとすれば、一般的に変
位センサ型検出部の方に持たせるのが望ましい。

【００３２】なお、前記読出し信号を送信して識別デー
タを取り込む処理は、装置電源投入時などに実行するだ
けでも良いが、前記投光用の駆動信号を出力する前など
に常時行うようにすることもできる。この場合、信号処
理装置の電源をオンにした状態で検出部が接続されて
も、接続後すぐに前記検出部に対応した計測処理を開始
することができ、利便性を大幅に向上することができ
る。

【００３３】さらにこの発明では、上記したいずれかの
構成の信号処理装置に透過光量型検出部を接続するため
の機器として、透過光量型検出部の投光部と受光部とに
対してそれぞれ個別に接続するための接続部を具備する
とともに、上記いずれかの構成の信号処理装置のコネク
タに対する接続口を具備し、このコネクタと透過光量型
検出部との間に配備されて使用するための分岐コネクタ
を提供する。この分岐コネクタは、前記信号処理装置の
コネクタ、および透過光量型検出部の投受光部に対し、
それぞれ直接、または他の中継コネクタやケーブルを介
して間接的に接続されるように構成することができる。
この分岐コネクタにより、前記信号処理装置からの投光
部側への信号路と受光部側への信号路とを切り分けるこ
とができ、信号処理装置と透過光量型検出部との電気接
続を実現することができる。

【００３４】さらに好ましい態様の分岐コネクタでは、
信号処理装置のコネクタに対する接続口に一組の電源ラ
インの中継端子が設けられるとともに、前記投光部およ
び受光部に対して前記電源ラインの中継ラインが一組ず
つ設けられ、信号処理装置から中継された電源ラインを
分岐させて投光部側および受光部側の各中継ラインに接
続するようにしている。また別の態様の分岐コネクタで
は、信号処理装置のコネクタに対する接続口に電源ライ
ンの中継端子が二組設けられるとともに、投光部および
受光部に対して前記電源ラインの中継ラインが一組ずつ
設けられ、信号処理装置から中継された二組の電源ライ
ンを組毎に分けて投光部側および受光部側の各中継ライ
ンに接続するようにしている。

【００３５】上記２つの態様の構成によれば、信号処理
装置に電源を配備するか、または外部から信号処理装置
に電源を供給するようにすれば、信号処理装置から検出
部に駆動用の電源を供給することができるので、投光部
や受光部に、別途、電源回路を配備する必要がなく、図
６に示した従来と同様の構成の検出部を使用することが
できる。なお、２番目の態様のように、信号処理装置の
コネクタ側から二組の電源ラインを受ける場合、信号処
理装置側のコネクタにも二組の電源ラインの中継端子を
設ける必要があるが、このコネクタを変位センサ型検出
部に接続する場合には、前記コネクタと変位センサ型検
出部との間に介在させる中継コネクタなどにおいて、い
ずれか一方の電源ラインを中継しないようにすればよ
い。

【００３６】つぎに、別の観点から規定したこの発明に
かかる光学式センサの信号処理装置は、接続された検出
部からの検知信号を中継するための検知信号端子を具備
するコネクタと、実行すべき計測処理方式についての指
示が入力される計測処理方式入力部と、計測処理方式入
力部に入力された指示に基づいてあらかじめ用意された
複数の計測処理方式のうちの一つを選択し、前記検知信
号端子により中継された検知信号を取り込んで、この検
知信号に前記選択した計測処理方式を適用して計測処理
を実行する制御部とを具備するものである。

【００３７】この信号処理装置によれば、あらかじめ複
数の計測処理方式が用意されているので、各計測処理方
式に適合する異なる種類の検出部を接続して利用した
り、可能な場合には１つの検出部に対して異なる計測処
理方式を適用することができる。したがって信号処理装
置の製作にかかるコストやセンサ別に信号処理装置を設
計する労力が削減できるとともに、一つの機種で種々の
アプリケーションに対応できる利便性の高い光学式セン
サの信号処理装置を提供することができる。

【００３８】上記構成の信号処理装置に接続される検出
部としては、変位センサ型検出部、光量型検出部などが
想定される。光量型検出部には、透過光量型検出部、反
射光量型検出部が含まれる。反射光量型検出部は、投光
部、受光部等の基本的には透過光量型検出部と同様の構
成要素からなり、出力される検知信号が受光量に対応し
た１つの信号である点も透過光量型検出部と同様である
が、投光部から出射された光が直接には受光部に入射せ
ず、検知領域に対象物体があった場合に対象物体からの
反射光が受光部に入射するように投光部と受光部とが配
置されている点において透過光量型検出部と異なる。

【００３９】この信号処理装置にあらかじめ用意された
計測処理方式が複数であるというのは、方式として異な
ると評価できる計測処理の方法が複数用意されていると
いう意味である。たとえば、変位センサ型検出部が出力
する一対の検知信号を用いて除算を含む演算により距離
を求める計測処理と、光量型検出部が出力する１つの検
知信号に対して１つのしきい値による受光量大小の判別
を行う計測処理とは方式として異なるものである。一
方、検出部が透過光量型であっても反射光量型であって
も、１つの検知信号に対して１つのしきい値による判別
を行う点で共通していれば、計測処理の方式としては異
ならない。単にしきい値の値が異なったり、受光量の大
小と判別出力との間の論理（受光状態と遮光状態のどち
らを出力オン状態とするか）が反転している程度の相違
であれば、計測処理の方式としては異ならない。方式と
して異なる計測処理の他の例としては、ＣＣＤ等のイメ
ージセンサが出力する画像信号を入力して光像の位置を
求める処理（その中にも相異なる種々の具体的処理方式
がありうる）等がある。

【００４０】なお、信号処理装置を小型化する観点から
は、検知信号端子を具備するコネクタは１つだけ設ける
のが好ましい。また信号処理装置の筐体から検知信号ラ
インを含むケーブルを引き出し、そのケーブルの端に検
知信号端子を具備するコネクタを設けると、信号処理装
置をさらに小型化することができる。一方、検知信号端
子を具備するコネクタを複数設け、同時に複数の検出部
を接続できるようにしてもよい。

【００４１】上記信号処理装置の好ましい実施態様にお
いては、制御部は、変位センサ型検出部の一対の検知信
号を用いる計測処理方式と光量型検出部の検知信号を用
いる計測処理方式とを選択的に実行するものとすること
ができる。この実施態様によれば、信号処理装置の一つ
の機種を変位センサ型検出部にも光量型検出部にも接続
して使用することができる。

【００４２】前記計測処理方式入力部は、好ましい実施
態様においては、接続された検出部からの識別データを
前記制御部に中継するための端子であり、前記制御部は
識別データ中継用の端子により中継された識別データの
内容または識別データが中継されたか否かに基づき、前
記計測処理方式のうちの一つを選択して実行するものと
することができる。この場合、識別データの内容、識別
データが入力されたこと、識別データが入力されなかっ
たことなどが計測処理方式を選択するための指示とな
る。なお、識別データ中継用の端子は、検知信号端子を
具備するコネクタの中に設けることができる。さらに、
検知信号端子と識別データ中継用の端子とを共用して、
検知信号と識別データとを異なるタイミングで取り込む
ようにしてもよい。

【００４３】他の好ましい実施態様においては、計測処
理方式入力部として手動のモード切替用スイッチを設
け、このスイッチの手動操作によって計測処理方式を選
択するための指示を入力することができる。この実施態
様によれば、検出部側に識別データを持たせなくとも、
その検出部に適合する計測処理方式を選択することがで
きる。

【００４４】他の好ましい実施態様においては、計測処
理方式入力部として外部からモード切替信号を入力する
モード切替信号入力部を備えることができる。この場
合、モード切替信号の内容が計測処理方式を選択するた
めの指示となる。この実施態様においても、検出部側に
識別データを持たせなくとも、その検出部に適合する計
測処理方式を選択することが可能となる。

【００４５】なお、特定の種類の検出部に適合する計測
処理方式は一つであるとは限らず、同一の検出部に対し
て異なる計測処理方式を適用できる場合がある。たとえ
ば、変位センサ型検出部に対して、一対の検知信号を用
いて変位量を求める通常の計測処理に限らず、位置検出
素子の２つの出力の和信号を用いて、この和信号としき
い値とを比較することによって受光量の大小を判別する
処理を行うこともできる。この場合は、変位センサ型検
出部が反射光量型検出部と同様の働きをする。アプリケ
ーションによっては変位量に基づく判別と光量に基づく
判別とを使い分けたり両判別結果を組み合わせて判断し
たいことがあるが、上記実施態様のように、変位センサ
型検出部の一対の出力信号を用いる計測処理方式と光量
型検出部の出力信号を用いる計測処理方式とを選択的に
実行できる制御部を用い、さらに手動のモード切替用ス
イッチや外部からのモード切替信号によって計測処理方
式を選択するための指示を入力するようにすれば、この
ようなアプリケーションにも、１つの検出部と１つの信
号処理装置との組み合わせのみによって対応することが
できる。特に外部からのモード切替信号によって指示を
入力する場合には、外部の制御装置等が指示を出すこと
により、検出部の前を通過する対象物の種類によって計
測処理方式を切り替えるなど、高度に自動化された計測
処理を行うことができる。

【００４６】

【発明の実施の形態】図１は、この発明の一実施例にか
かる信号処理装置１の外観を示す。この信号処理装置１
は、機体１００の内部に、後記する図２に示す各回路が
組み込まれるとともに、機体１００の上面には、表示部
１０３や設定部１０４が形成されている。また機体１０
０の端面からはコード線１０２が引き出され、さらにこ
のコード線１０２の先端には、検出部に電気接続するた
めのコネクタ１０１が装着されている。

【００４７】前記設定部１０４には、数値や機体の動作
モードなどを可変設定するための複数の押釦スイッチ１
０５が配備される。表示部１０３は、数値やアルファベ
ットを可変表示するタイプの複数のディジタル表示器１
０６や、報知用のランプ１０７などにより構成される。
なお、これら設定部１０４および表示部１０３には、開
閉可能なカバー１０８が被せられる。

【００４８】また機体１００の両側面には、信号伝達用
のコネクタ１１０を臨ませた開口部１０９が形成され
る。これらのコネクタ１１０は、この信号処理装置１を
変位センサとして使用する際に、物体の段差や厚みを計
測するためなどに他の信号処理装置１に接続して信号を
やりとりするために使用される。各開口部１０９には、
それぞれガイド溝１１１，１１２を介してスライド可能
な蓋部１１３が係合しており、前記の接続が不要な場合
は、開口部１０９は、前記蓋部１１３により塞がれた状
態となる。

【００４９】この信号処理装置１は、投光部および受光
部が一体化された変位センサ型検出部に接続されて対象
物の変位を検出するための計測処理を行うほか、投光部
および受光部が分離した透過光量型検出部に接続されて
物体を検知する処理を行うことも可能に設定されてい
る。

【００５０】図２は、前記機体１００内に組み込まれた
回路構成を示す。この実施例の信号処理装置１は、基本
的に、前記図５に示した従来の変位センサ専用の信号処
理装置１ａと同様の構成の回路を具備するもので、ここ
では図５と共通する構成に同一の符号を付けることで、
詳細な説明を省略する。なお、この図２の各回路は、基
板上に実装された状態で前記機体１００内に組み込まれ
る。またここでは図示していないが、ＣＰＵ１５には、
入出力部として、前記操作部１０４の各スイッチ１０５
や表示部１０３の表示器１０６およびランプ１０７など
が接続される。

【００５１】なお、図中の１８は、前記図５では図示し
なかった電源回路である。この電源回路１８は、外部電
源より１２〜２４Ｖの直流電源の供給を受けて、これを
機体内の各部に供給するほか、検出部への供給電源とし
て、５Ｖの電位を生成して出力する。

【００５２】ＣＰＵ１５は、従来の装置と同様に、発光
用の駆動パルス信号Ｐを生成して出力するほか、各サン
プルホールド回路１１，１２およびＡ／Ｄ変換回路１
３，１４を介して一対の検知信号Ａ，Ａ＋Ｂを入力し、
通常は、これらの信号により変位センサ用の距離計測を
実行するように設定されている。さらにこの実施例のＣ
ＰＵ１５は、電源投入時やリセット処理時に、検出部側
に、後記する識別データｊの読み出しのための読出し信
号ｉを送信して識別データｊを取り込むように設定され
ており、この識別データｊが得られなかった場合には、
透過光量型センサ用の計測処理に切り替えて、一方の検
知信号Ａ＋Ｂのみを用いた計測を行うように設定されて
いる。なお、前記読出し信号ｉを所定の時間間隔をおい
て連続的に出力して識別データを常時取り込むようにす
れば、電源投入後に検出部を接続したり、計測処理を実
行中に接続が切り替えられた場合にも、速やかに対応す
ることができる。

【００５３】前記コネクタ１０１には、それぞれ５Ｖ，
０Ｖの電位を持つ２本の電源ラインのほか、発光用の駆
動パルス信号Ｐを伝送するための信号線，一対の検知信
号Ａ，Ａ＋Ｂを入力するための２本の信号線，前記読出
し信号ｉの伝送用の信号線，および識別データｊの入力
用の信号線を中継するための端子が配備される。なお、
この識別データｊを中継するための端子は前記計測処理
方式入力部に相当する。

【００５４】さらに、この信号処理装置１に透過光量型
検出部が接続される場合には、投光部，受光部にそれぞ
れ個別に電源を供給する必要があるので、この実施例で
は、５Ｖ，０Ｖの各電源ラインをそれぞれ信号処理装置
１内で分岐させるとともに、コネクタ１０１に、分岐さ
れたライン毎に端子を設けるようにしている。

【００５５】図３は、前記図１，２に示した信号処理装
置１のコネクタ１０１に変位センサ型検出部２を接続し
た具体例を示す。この変位センサ型検出部２は、前記図
５に示したのと同様の構成を具備するほか、前記した識
別データｊが保存されたＲＯＭ４６が組み込まれてい
る。このＲＯＭ４６には、さらに真の変位量とセンサの
出力値との間の直線性の補正を行うために必要なデータ
がテーブル形式で格納されている。信号処理装置１は、
ＲＯＭ４６から直線性補正のためのデータをも読み出
し、このデータを利用して直線性補正処理を行う。この
ようにすれば、信号処理装置１に接続する変位センサ型
検出部２を他の変位センサ型検出部と交換しても測定精
度を維持することができる。なお、この図３において図
５と同様の構成については、前出と同じ符号を記すこと
で説明を省略する。

【００５６】この変位センサ型検出部２は、中継用コネ
クタ１０２を介して前記コネクタ１０１に接続され、ま
た必要に応じて、中継用コネクタ１０２と変位センサ型
検出部２との間にケーブルを介在させることができる。
中継用コネクタ１０２からは、前記２組の電源ラインの
うちの一方と、駆動パルス信号Ｐ，各検知信号Ａ，Ａ＋
Ｂ，読出し信号ｉ，識別データｊの各信号用の信号線と
が中継される。このような接続により検出部２の投受光
部３，４と信号処理装置１のＣＰＵ１５との間では、従
来と同様の形式で信号がやりとりされる。またＣＰＵ１
５から送信される読出し信号ｉにより前記ＲＯＭ４６内
の識別データｊが取り出されて、ＣＰＵ１５へと出力さ
れる。

【００５７】図４は、透過光量型検出部９を構成する投
光部６および受光部７を前記信号処理装置１のコネクタ
１０１に接続するための具体例を示す。なお、この透過
光量型検出部９は、図６と全く同様の構成のものであ
り、ここでは前出と同じ符号を付すことにより、各構成
の説明を省略する。

【００５８】この図４の例では、前記コネクタ１０１に
分岐コネクタ２００を取り付けて信号路を二分し、さら
に分岐された各信号路に対し、それぞれ中継用コネクタ
やケーブル（図示せず。）を介して投光器６，受光器７
を接続するようにしている。

【００５９】前記したように、コネクタ１０１からは５
Ｖ，０Ｖの二組の電源ラインが中継されている。この電
源ラインは、分岐コネクタ２００内で組毎に分けられ
て、一方が投光部６側に、他方が受光部７側に、それぞ
れ導かれる。また分岐コネクタ２００には、投光部６に
対して電源ラインおよび駆動パルス信号Ｐの中継ライン
が形成されるとともに、受光器７に対しては、電源ライ
ンおよび検知信号Ａ＋Ｂ用の中継ラインが形成される。
なお、検知信号Ａ，識別データｊ，読出し信号ｉについ
ては、いずれも、分岐コネクタ２００は中継しない。

【００６０】上記図４の接続によれば、投光部６には、
コネクタ１０１および分岐コネクタ２００を介して駆動
信号Ｐが供給されてレーザーダイオード６２が発光す
る。またこの発光動作に応じて受光器７側のフォトダイ
オード７２から検知信号Ｑが出力されると、この検知信
号Ｑは、分岐コネクタ２００およびコネクタ１０１の検
知信号Ａ＋Ｂの端子により中継された後、信号処理装置
１のサンプルホールド回路１２へと入力される。

【００６１】なお、上記実施例には、電源ラインを信号
処理装置１内で分岐させ、分岐した各電源ラインをコネ
クタ１０１および分岐コネクタ２００を介して投光部６
および受光部７に導いているが、これに限らず、信号処
理装置１からは１組の電源ラインを中継するのみとし、
分岐コネクタ２００内で電源ラインを分岐させて、投光
部６および受光部７に導くようにしてもよい。

【００６２】上記構成の信号処理装置１において、ＣＰ
Ｕ１５は、電源投入時またはリセット時に、読出し信号
ｉを出力して検出部の種類をチェックする。ここで前記
図３に示すように、コネクタ１０１に変位センサ型検出
部２が接続されていると、前記読出し信号ｉに応じてＲ
ＯＭ４６内の識別データｊが読み出されてＣＰＵ１５に
入力される。この識別データｊの入力により、ＣＰＵ１
５は、変位センサ用の信号処理を行うべきであると判断
し、検知信号Ａ，Ａ＋Ｂを用いて対象物までの距離を計
測する。またこの計測結果を所定のしきい値と比較し
て、対象物の長さ（または高さ）が適正であるか否かな
どを判別する。

【００６３】一方、図４に示すように、コネクタ１０１
に対して透過光量型検出部９の投光部６および受光部７
が接続されている場合には、前記読出し信号ｉに対する
識別データｊは送信されてこないから、ＣＰＵ１５は、
透過光量型センサ用の信号処理を行うべきであると判断
する。そして検知信号Ａ＋Ｂ（実際には検知信号Ｑ）の
みを用いて遮光の度合いを計測する処理を実行し、さら
にその計測結果を所定のしきい値と比較して、投受光部
６，７の間に物体が侵入したか否かなどを判別する。

【００６４】なお、前記コネクタ１０１に透過光量型検
出部９の投受光器６，７を接続する場合、受光器７から
の検知信号Ｑは、検知信号Ａ＋Ｂ用の入力端子に限ら
ず、検知信号Ａ用の入力端子に接続するようにしてもよ
い。また変位センサとして使用される場合にも、Ａ，Ａ
＋Ｂの各検知信号に代えて、加算前の受光信号Ａ，Ｂを
そのまま入力し、ＣＰＵ１５内で信号の加算処理を行う
ようにしてもよい。

【００６５】また上記実施例では、識別データｊの有無
によって信号処理装置１の行う計測処理を切り替えるよ
うにしたが、これに代えて前記操作部１０４にモード切
替用のスイッチを設定し、手動操作により計測処理を切
り替えるようにしてもよい。このように手動でモードを
切り替えるようにすれば、図５に示した従来型の変位セ
ンサ型検出部２ａを使用することが可能となる。

【００６６】また図３に示した変位センサ型検出部２を
接続したまま手動でモードを切り替えるようにすれば、
検知信号Ａ＋Ｂを用いて光量型の計測処理を実行でき、
変位センサ型検出部２を反射光量型検出部として使用す
ることが可能となる。さらに手動のモード切替用スイッ
チに代えて、外部からのモード切替信号を入力するため
の信号入力部を設け、モード切替信号による指示を受け
て計測処理を切り替えるようにしてもよい。

【００６７】

【発明の効果】上記したように、この発明では、接続さ
れた検出部から検知信号を取り込み、取り込んだ検知信
号にあらかじめ用意された複数の計測処理方式の中から
選択した計測処理方式を適用して計測処理を実行するよ
うにしたので、異なる種類の検出部に同じ構成の信号処
理装置で対応することができ、信号処理装置の製作にか
かるコストや検出部の種類別に信号処理装置を設計する
労力を大幅に軽減することができる。また信号処理装置
の一つの機種を用いながら、接続する検出部や計測処理
方式を選択することにより種々のアプリケーションに対
応できる利便性を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例にかかる信号処理装置の外
観を示す斜視図である。

【図２】信号処理装置の回路構成を示す。

【図３】変位センサ型検出部の構成をコネクタへの接続
例とともに示すブロック図である。

【図４】透過光量型検出部の構成をコネクタへの接続例
とともに示すブロック図である。

【図５】従来の変位センサの構成を示すブロック図であ
る。

【図６】従来の透過光量型センサの構成を示すブロック
図である。

【符号の説明】

１ 信号処理装置 ２ 変位センサ型検出部 ３，６ 投光部 ４，７ 受光部 ９ 透過光量型検出部 １１，１２ サンプルホールド回路 １３，１４ Ａ／Ｄ変換回路 １５ ＣＰＵ １８ 電源回路 ４６ ＲＯＭ １０１ コネクタ ２００ 分岐コネクタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 宏之 京都市下京区塩小路通堀川東入南不動堂町 801番地 オムロン株式会社内 Ｆターム(参考） 2F065 AA09 AA12 AA22 AA67 DD02 FF01 GG06 HH13 JJ01 JJ16 PP22 QQ03 QQ27 QQ28 UU01 UU02 UU05 2H051 AA00 BB11 CB23 CC02 5J050 AA49 BB22 CC00 DD03 EE31 EE36 EE39 FF05 FF10

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光を出射してその出射光に対する検知領
   域からの反射光の受光量に基づく一対の検知信号を出力
   する変位センサ型検出部と、光を出射してその出射光に
   対する検知領域からの透過光の受光量に基づく検知信号
   を出力する透過光量型検出部と、これら検出部からの検
   知信号を処理するための信号処理装置とを具備する光学
   式センサ装置であって、 前記信号処理装置は、 前記変位センサ型検出部および透過光量型検出部のいず
   れに対しても電気的に接続可能であり、かつこれら検出
   部を同時には接続できないように構成されたコネクタ
   と、 前記コネクタに備えられ、前記変位センサ型検出部から
   の一対の検知信号および前記透過光量型検出部からの検
   知信号を中継するための複数の検知信号端子と、 前記検知信号端子により中継された検知信号を取り込
   み、前記変位センサ型検出部からの一対の検知信号を用
   いた第１の計測処理方式と、前記透過光量型検出部から
   の検知信号を用いた第２の計測処理方式とを選択的に実
   行する制御部とを具備して成る光学式センサ装置。
2. 【請求項２】 検知信号を中継するための複数の検知信
   号端子を具備するコネクタと、 前記検知信号端子により中継された検知信号を取り込
   み、前記検知信号端子のうちの２つの端子から入力され
   た２つの検知信号を用いた第１の計測処理方式と、前記
   検知信号端子のうちの１つの端子から入力された１つの
   検知信号を用いた第２の計測処理方式とを選択的に実行
   する制御部とを具備して成る光学式センサの信号処理装
   置。
3. 【請求項３】 光を出射してその出射光に対する検知領
   域からの反射光の受光量に基づく一対の検知信号を出力
   する変位センサ型検出部、および光を出射してその出射
   光に対する検知領域からの透過光の受光量に基づく検知
   信号を出力する透過光量型検出部のいずれに対しても電
   気的に接続可能であり、かつこれら検出部を同時には接
   続できないように構成されたコネクタと、 前記コネクタに備えられ、前記変位センサ型検出部から
   の一対の検知信号および前記透過光量型検出部からの検
   知信号を中継するための複数の検知信号端子と、 前記検知信号端子により中継された検知信号を取り込
   み、前記変位センサ型検出部からの一対の検知信号を用
   いた第１の計測処理方式と、前記透過光量型検出部から
   の検知信号を用いた第２の計測処理方式とを選択的に実
   行する制御部とを具備して成る光学式センサの信号処理
   装置。
4. 【請求項４】 前記コネクタは、接続された検出部の種
   類を示す識別データを制御部に中継するための端子を具
   備し、前記制御部は、コネクタを介して取り込まれた識
   別データの内容に応じて前記第１，第２のいずれかの計
   測処理方式を選択して実行する請求項２または３に記載
   された光学式センサの信号処理装置。
5. 【請求項５】 前記コネクタは、自装置の種類を示す識
   別データが登録されたメモリが組み込まれた変位センサ
   型検出部と接続可能であるとともに、この変位センサ型
   検出部のメモリに識別データの読出し信号を中継するた
   めの端子と、メモリより読み出された識別データを制御
   部に中継するための端子とを具備しており、 前記制御部は、前記読み出し信号を出力した後、識別デ
   ータが伝送された場合に前記第１の計測処理方式を選択
   して実行し、識別データが伝送されなかった場合に前記
   第２の計測処理方式を選択して実行する請求項２または
   ３に記載された光学式センサの信号処理装置。
6. 【請求項６】 光を出射してその出射光に対する検知領
   域からの透過光の受光量に基づく検知信号を出力する透
   過光量型検出部の投光部と受光部とに対してそれぞれ個
   別に接続するための接続部を具備するとともに、請求項
   ２〜５のいずれかの信号処理装置のコネクタに対する接
   続口を具備し、前記コネクタと前記透過光量型検出部と
   の間に配備して使用するための光学式センサ用の分岐コ
   ネクタ。
7. 【請求項７】 請求項６に記載された分岐コネクタであ
   って、 前記信号処理装置のコネクタに対する接続口に一組の電
   源ラインの中継端子が設けられるとともに、前記投光部
   および受光部に対して前記電源ラインの中継ラインが一
   組ずつ設けられており、前記信号処理装置から中継され
   た電源ラインを分岐させて投光部側および受光部側の各
   中継ラインに接続して成る光学式センサ用の分岐コネク
   タ。
8. 【請求項８】 請求項６に記載された分岐コネクタであ
   って、 前記信号処理装置のコネクタに対する接続口に電源ライ
   ンの中継端子が二組設けられるとともに、前記投光部お
   よび受光部に対して前記電源ラインの中継ラインが一組
   ずつ設けられており、前記信号処理装置から中継された
   二組の電源ラインを組毎に分けて投光部側および受光部
   側の各中継ラインに接続して成る光学式センサ用の分岐
   コネクタ。
9. 【請求項９】 接続された検出部からの検知信号を中継
   するための検知信号端子を具備するコネクタと、 実行すべき計測処理方式についての指示が入力される計
   測処理方式入力部と、 前記計測処理方式入力部に入力された指示に基づいてあ
   らかじめ用意された複数の計測処理方式のうちの一つを
   選択し、前記検知信号端子により中継された前記検知信
   号を取り込んで、この検知信号に前記選択した計測処理
   方式を適用して計測処理を実行する制御部とを具備して
   成る光学式センサの信号処理装置。
10. 【請求項１０】 前記制御部は、変位センサ型検出部の
    一対の検知信号を用いる計測処理方式と光量型検出部の
    検知信号を用いる計測処理方式とを選択的に実行する請
    求項９に記載の光学式センサの信号処理装置。
11. 【請求項１１】 前記計測処理方式入力部は接続された
    検出部からの識別データを前記制御部に中継するための
    端子であり、 前記制御部は、前記識別データ中継用の端子により中継
    された識別データの内容または識別データが中継された
    か否かに基づき前記計測処理方式のうちの一つを選択し
    て実行する請求項９または１０に記載の光学式センサの
    信号処理装置。