JP2003087107A - 光電センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 外部環境条件の変動やセンサ内部における温
度変化等の影響による受光量の変動に柔軟に対応して、
正確な検出動作を可能とした光電センサを提供するこ
と。 【解決手段】 光電センサに、周期的に取得される一連
の受光量列の移動平均相当値を生成する演算手段と、移
動平均相当値に対して加算すべきオフセット量または乗
算すべきオフセット係数を設定するためのオフセット値
設定手段と、受光量現在値を、移動平均相当値にオフセ
ット量を加算して得られる受光量しきい値と比較して弁
別２値化する第１の弁別手段と、第１の弁別手段による
弁別結果の同値連続個数を連続個数判定用しきい値と比
較して弁別２値化する第２の弁別手段とを設ける。

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、しきい値を、周
期的に取得される一連の受光量列の移動平均相当値の相
対値として設定することにより、外部環境条件の変動や
センサ内部における温度変化等の影響による受光量の変
動にも柔軟に対応して、正確な検出動作を可能とした光
電センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光電センサにあっては、所定周
期或いは任意のタイミングでサンプリングされる受光量
を、予め設定された受光量しきい値と適宜に比較するこ
とにより、所定領域内における物体存在有無の判定を行
っている。

【０００３】受光量しきい値は、例えば、物体存在状態
において取得される受光量（物体存在有り状態への変化
を主たる検出対象とする場合の動作レベル）と、物体未
存在状態において取得される受光量（同様の場合の背景
レベル）とを予め求めておき、それら２つの受光量の相
関を考慮して、ユーザ等により、検出誤動作の起こりに
くい適切な値（例えば両受光量の中間値等）に設定され
る。判定方法としては、受光量が複数回連続して受光量
しきい値を超えたか否かで判定を行うものや、受光量に
所定の演算を施した上で受光量しきい値との比較を行
い、その結果で判定を行うもの等様々である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】一般に、光電センサに
あっては、周囲温度の変化やノイズ発生状況の悪化等の
外部環境条件の変動や、センサ内部における温度変化等
の影響により、内部増幅率にばらつきが生じ、物体存在
有無とは無関係に、そのときどきの状況で受光量が変動
しがちである。そのため、ユーザは、受光量のそのよう
な変動を許容した検出が可能となるように、既知の背景
レベルから十分な差が隔てられた値に受光量しきい値を
設定することを余儀なくされている。このことは、セン
サの検出分解能の高精度化を妨げる一因ともなってい
る。

【０００５】図１９は、従来光電センサにおける受光量
の変動としきい値との関係の一例を示すグラフである。
同図に示される曲線は、外部環境等の影響を受けている
ときの受光量（主として背景レベル）の変動を示してい
る。この例は、所定領域内を通過するワークの存在有無
検出を行った場合を示すものであり、ワークが所定領域
内の通過を開始したときには（物体存在状態）、それに
より受光量が瞬時減少している。尚、このような場合、
本来であれば、ワークが所定領域内を通過しきったとき
には、通過直前の背景レベルと同一となる筈である。

【０００６】同図において、しきい値（１）は、既知の
背景レベルと既知の動作レベルとに基づき算出（両レベ
ルの中間値）されたものである。このしきい値（１）を
設定した場合には、外部環境等の影響を受けて受光量の
変動が起こっているときには、予定された事象変化（こ
の例では、物体存在有無の反転）が生じていないにも拘
わらず、背景レベルがしきい値（１）を下回り、それに
よる誤検出（誤動作）が起こる。そこで、このような受
光量の変動を考慮して、既知の背景レベルに対して十分
低いしきい値（２）を設定した場合には、今度は、正常
な受光量の変化（同図における急激な減少）にも反応し
ないと言った不具合が生じる。

【０００７】このような不具合は、例えば、ガラス等の
半透明物体の存在有無を検出するような場合において特
に顕著となる。すなわち、背景レベルと動作レベルとの
差が微少である場合には、それに応じて背景レベルとし
きい値との差を微少な値に保たねばならない。しかしな
がら、一方では、温度変化等による受光量変動を予め考
慮して、上述したように背景レベルとしきい値との差を
十分に確保しなければならず、結局は、上記誤動作の発
生を免れないといった問題があった。

【０００８】尚、このような内部温度変化等の影響によ
る信号レベルの変動は、光電センサのみならず、超音波
センサ、近接センサ、圧力センサ、温度センサ、煙感知
器（ガスセンサ）、ｐＨセンサ等々、事象の発生と相関
のある特徴量に基づき事象の発生有無を検出する種々の
センサにも共通にみられる問題である。

【０００９】本発明は、上述の問題点に着目してなされ
たものであり、その目的とするところは、外部環境条件
の変動やセンサ内部における温度変化等の影響による受
光量の変動に柔軟に対応して、正確な検出動作を可能と
した光電センサを提供することにある。

【００１０】この発明の他の目的とするところは、背景
レベルと動作レベルとの差が微少である場合にも、正確
な検出を可能とした光電センサを提供することにある。

【００１１】この発明の更に他の目的とするところは、
外部環境条件の変動やセンサ内部における温度変化等の
影響による受光量の変動に柔軟に対応して正確な検出動
作が可能であり、かつ当該センサにおける各種設定値
を、検出対象物体の搬送速度に応じて自動設定するよう
にしたセンサシステムを提供することにある。

【００１２】この発明の更に他の目的及び効果は、明細
書中の以下の記載から当業者であれば容易に理解される
であろう。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
の本発明の第１実施形態は、周期的に取得される一連の
受光量列の移動平均相当値を生成する演算手段と、移動
平均相当値に対して加算すべきオフセット量を設定する
ためのオフセット量設定手段と、受光量現在値を、移動
平均相当値にオフセット量を加算して得られる受光量し
きい値と比較して弁別２値化する第１の弁別手段と、第
１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個数
判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別手
段とを有する光電センサとされる。

【００１４】ここで、『移動平均相当値』とあるが、
‘相当値’で示されるように、当該移動平均相当値は必
ずしも平均値そのものでなくともよく、移動平均値の近
似値（移動平均値相当）を広く含むものである。

【００１５】また、『加算』とあるが、「〜すべき」と
あるように、当該記載はオフセット量の算出乃至生成態
様をこれのみに限定するものではない。本発明の第１実
施形態は、主として、しきい値を、移動平均相当値にオ
フセット量を加算したものとすることで、結果的に、内
部温度変化等の影響による受光量変動に追従するように
してしきい値を適宜設定可能としたものであるが、例え
ば、オフセット量を移動平均値から‘減算’する、とい
った程度のしきい値算出態様の変更は、当業者であれば
容易に想到されるであろう。

【００１６】尚、例えば、透過型、反射型といった検出
態様の変更や、センサの使用状況により想定される事象
変化（物体存在有無）に基づく受光量の変化の方向が反
転するような場合が想定される。そのような場合には、
予め、加算すべきオフセット量を、プラス又はマイナス
の双方の値に設定可能としておけば、それぞれの状況に
臨機応変に対応してしきい値の設定が可能となる。

【００１７】『第１の弁別手段による弁別結果の同値連
続個数を連続個数判定用しきい値と比較して弁別２値化
する』とあるが、これは、例えば、第１弁別手段による
２値化出力“１”又は“０”が規定回数（連続個数判定
用しきい値）連続したとき、それに対応して２値化出力
“１”又は“０”を生成するような場合が挙げられる。

【００１８】本発明の第１実施形態によれば、しきい値
を、内部温度変化等による受光量変動に追従するように
して適宜に設定することができるから、外部環境の変化
やセンサ内部の温度変化等により、受光量に変動が生じ
ても、安定した検出を行うことができる。

【００１９】また、これにより、受光量変動を予め考慮
して、背景レベルとしきい値との差を必要以上に大きく
設ける必要がなくなり、検出分解能の高精度化を図るこ
とが可能となる。

【００２０】第１実施形態においては、しきい値は、移
動平均相当値にオフセット量を加算することにより算出
されるものとしたが、本発明の第２実施形態では、当該
しきい値は、移動平均相当値にオフセット係数を乗算す
ることで、移動平均相当値との比率が一定となるように
設定される。

【００２１】すなわち、本発明の第２実施形態は、周期
的に取得される一連の受光量列の移動平均相当値を生成
する演算手段と、移動平均相当値に対して乗算すべきオ
フセット係数を設定するためのオフセット係数設定手段
と、受光量現在値を、移動平均相当値にオフセット係数
を乗算して得られる受光量しきい値と比較して弁別２値
化する第１の弁別手段と、第１の弁別手段による弁別結
果の同値連続個数を連続個数判定用しきい値と比較して
弁別２値化する第２の弁別手段とを有する光電センサと
される。

【００２２】ここで、『乗算』とあるが、これについて
も、「〜すべき」とあるように、その算出態様を限定す
るための記載ではない。本発明の第２実施形態は、主と
して、しきい値を、移動平均相当値にオフセット係数を
乗算したものとすることにより、結果的に、内部温度変
化等の影響による受光量変動に追従するようにしきい値
を適宜設定可能としたものであるが、例えば、移動平均
値にオフセット係数を‘除算’する、といった程度のし
きい値算出態様の変更は、当業者であれば容易に想到さ
れるであろう。

【００２３】第２実施形態においても、例えば、透過
型、反射型といった検出態様の変更や、センサの使用状
況により、想定される事象変化に基づく受光量の変化の
方向が反転するような場合が想定される。そのような場
合には、予め、乗算すべきオフセット係数を、物体存在
有無の反転に基づく受光量の変化の方向別に設定可能と
しておけば（具体的一例としては、例えば、‘０．８’
と‘１．２５’等（移動平均相当値の上下それぞれの値
にしきい値を設定可能な組合せ））、それぞれの状況に
合わせたしきい値を設定できる。

【００２４】本発明の第１、第２実施形態において、好
ましくは、移動平均相当値を生成するための演算に使用
される受光量列の取得周期を設定するための取得周期設
定手段が更に設けられる。

【００２５】また、好ましい他の一例では、移動平均相
当値を生成するための演算に使用される受光量列の受光
量個数を設定するための受光量個数設定手段が設けられ
る。

【００２６】また、好ましい他の一例では、第２の弁別
手段に使用される連続個数判定用しきい値を設定するた
めの手段が設けられる。

【００２７】このような態様によれば、センサの使用状
況に応じて、各値（取得周期、受光量個数、連続個数判
定用しきい値）を好ましい任意の値に設定することがで
きる。一例としては、例えば、取得周期が早くなるよう
に設定することにより、センサの応答速度を上げること
ができる。また、受光量個数が多くなるように設定する
ことにより、ノイズ等の影響を極力抑えたより正確な移
動平均相当値を得るようにすることができる。また、連
続個数判定用しきい値を多く設定することで、ノイズに
基づく誤検出を排除し、検出精度をより一層高めること
ができる。

【００２８】ここでより好ましくは、受光量列の取得周
期、受光量列の受光量個数、および連続個数判定用しき
い値の設定は、予め用意された複数種類の設定パターン
の中から希望する設定パターンの符号を指定することに
より一括設定されるようにする。

【００２９】このような態様によれば、それら３種の設
定値を一括して設定できるから、それらを個々に設定す
るといったユーザの手間暇も解消される。また、予め、
それら３種の設定値の好ましい組合せパターンを用意し
ておけば、操作に不慣れなユーザでも、簡易にかつ良好
な設定を行うことが可能となる。

【００３０】第１、第２実施形態において、好ましく
は、外部機器を介して生成される搬送装置の搬送速度信
号を入力する手段が更に設けられ、取得周期、受光量個
数、又は、連続個数判定用しきい値は、該搬送速度信号
に基づき自動設定されるようにされる。

【００３１】ここで、『外部機器』としては、例えば、
パルスエンコーダ等が上げられる。また、『搬送装置』
としては、ベルトコンベア等が挙げられる。

【００３２】このような態様によれば、搬送装置により
搬送される検出対象物体の存在有無を検出するような場
合には、取得周期、受光量個数、又は、連続個数判定用
しきい値を、検出対象物体の搬送速度に応じて、適切な
値に自動調整することが可能となる。また、それら設定
に係る手間暇も解消される。尚、如何なる搬送速度に対
して如何なる設定値の調整を行うかは、検出状況に応じ
て予め定めておけばよい。

【００３３】次に、第１、第２実施形態においては、
‘教示’を介して、「オフセット量」又は「オフセット
係数」を自動設定することにより、それらの設定に係る
ユーザ等の手間暇を解消することができる。

【００３４】すなわち、第１実施形態においては、教示
操作を介して物体存在有無のそれぞれの状態における受
光量を記憶する手段が更に設けられ、オフセット量設定
手段は、記憶された受光量に基づき、オフセット量を自
動設定するようにする。

【００３５】また、第２実施形態においては、教示操作
を介して物体存在有無のそれぞれの状態における受光量
を記憶する手段が更に設けられ、オフセット係数設定手
段は、記憶された受光量に基づき、オフセット係数を自
動設定するようにする。

【００３６】尚、ここで、『教示』とあるが、当該教示
は、例えば、ユーザのテンキー操作や、ＰＬＣ等からの
データ受信を介して、それぞれの状態に対応する既知の
受光量を数値データとして直接入力することにより行う
こともできるし、或いは、その都度、センサに受光量を
実測させるようにしてもよい。

【００３７】ここで、より好ましくは、第１、第２実施
形態において、‘教示’に際するセンサへの操作は、例
えばＰＬＣ等の外部装置から到来する教示信号に基づき
自動で行われる。具体的には、例えば、そのときどきの
投受光処理を経て取得される受光量を、外部装置からの
教示信号に基づき、物体存在有無の何れかの状態におけ
る受光量として特定し、それにより得られた２つの受光
量からしきい値を自動算出する態様のものが挙げられ
る。

【００３８】次に、本発明の第１、第２実施形態におい
て、好ましくは、受光量現在値と受光量しきい値との比
較結果に基づき、その受光量現在値を、演算手段におけ
る移動平均相当値生成のための新たな受光量列の１つと
して採用するか否かを弁別する手段が更に設けられる。

【００３９】このような態様によれば、例えば、単発的
に受光量しきい値を越えるような受光量が取得された場
合には、それをノイズと見なし、当該受光量については
移動平均相当値生成に採用しないようにすることで、ノ
イズによる受光量しきい値の変動を抑制することができ
る。また、例えば、受光量現在値が、事象変化に基づく
変化の方向へ受光量しきい値を越えたときには、当該受
光量を、物体存在有無の反転に基づく受光量変化と見な
して直ちに移動平均相当値の算出に反映させないように
することで、当該反転最中の受光量しきい値を固定した
ものとすることも可能となり、より正確な検出動作が保
証される。

【００４０】ここで、より好ましくは、新たな移動平均
相当値生成に採用される受光量現在値のうち、そのとき
の移動平均相当値近傍の所定範囲外の値を有する受光量
現在値については、該移動平均相当値近傍の規定値に置
換されるようにする。

【００４１】このような態様によれば、例えば、検出対
象物体の表面状態等に基づく受光量の多少の変動分に対
しては、そのときの移動平均相当値近傍の所定範囲外の
値で特定される受光量に置換することで、そのような受
光量の変動に基づく移動平均相当値の変動を抑制するこ
とができる。

【００４２】次に、本発明の第３、第４実施形態は、上
述の第１、第２実施形態を適用したセンサシステムとし
て実現される。

【００４３】本発明の第３実施形態は、搬送装置と、該
搬送装置の搬送速度に対応した速度パルスを生成する速
度パルス生成装置と、光電センサとを備え、該搬送装置
により順次搬送されてくる検出対象物体が所定領域内に
存在するか否かを検出するセンサシステムであって、光
電センサは、周期的に取得される一連の受光量列の移動
平均相当値を生成する演算手段と、移動平均相当値に対
して加算すべきオフセット量を設定するためのオフセッ
ト量設定手段と、受光量現在値を、移動平均相当値にオ
フセット量を加算して得られる受光量しきい値と比較し
て弁別２値化する第１の弁別手段と、第１の弁別手段に
よる弁別結果の同値連続個数を連続個数判定用しきい値
と比較して弁別２値化する第２の弁別手段と、速度パル
ス生成装置を介して適宜に取得される速度パルスに基づ
き、移動平均相当値を生成するための演算に使用される
受光量列の取得周期を自動設定する手段と、を有するこ
とを特徴とする。

【００４４】ここで、『搬送装置』としては、例えば、
ベルトコンベア等が挙げられる。また、『パルス生成装
置』としては、例えば、ロータリーエンコーダが挙げら
れる。本発明の第３実施形態によれば、検出対象物体の
搬送速度に応じて、センサ応答速度や検出精度等を考慮
した取得周期を適宜に設定することができる。

【００４５】尚、ここでは、『速度パルス生成装置を介
して適宜に取得される速度パルスに基づき、移動平均相
当値を生成するための演算に使用される受光量列の取得
周期を自動設定する手段』を設け、搬送速度に応じて取
得周期を自動設定するようにしたが、これとは別に、例
えば、『速度パルス生成装置を介して適宜に取得される
速度パルスに基づき、移動平均相当値を生成するための
演算に使用される受光量列の受光量個数を自動設定する
ための受光量個数設定手段』を設け、搬送速度に応じて
受光量個数を自動設定するようにしてもよい。同様に、
『速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パ
ルスに基づき、第２の弁別手段に使用される連続個数判
定用しきい値を自動設定するための手段』を設け、搬送
速度に応じて連続個数を自動設定するようにすることも
できる。

【００４６】また、本発明の第４実施形態は、搬送装置
と、該搬送装置の搬送速度に対応した速度パルスを生成
する速度パルス生成装置と、光電センサとを備え、該搬
送装置により順次搬送されてくる検出対象物体が所定領
域内に存在するか否かを検出するセンサシステムであっ
て、光電センサは、周期的に取得される一連の受光量列
の移動平均相当値を生成する演算手段と、移動平均相当
値に対して乗算すべきオフセット係数を設定するための
オフセット係数設定手段と、受光量現在値を、移動平均
相当値にオフセット係数を乗算して得られる受光量しき
い値と比較して弁別２値化する第１の弁別手段と、第１
の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個数判
定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別手段
と、速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度
パルスに基づき、移動平均相当値を生成するための演算
に使用される受光量列の取得周期を自動設定するための
手段と、を有することを特徴とする。

【００４７】尚、ここでは、『速度パルス生成装置を介
して適宜に取得される速度パルスに基づき、移動平均相
当値を生成するための演算に使用される受光量列の取得
周期を自動設定する手段』を設け、搬送速度に応じて取
得周期を自動設定するようにしたが、これとは別に、第
４実施形態においても、例えば、『速度パルス生成装置
を介して適宜に取得される速度パルスに基づき、移動平
均相当値を生成するための演算に使用される受光量列の
受光量個数を自動設定するための受光量個数設定手段』
を設け、搬送速度に応じて受光量個数を自動設定するよ
うにしてもよい。同様に、『速度パルス生成装置を介し
て適宜に取得される速度パルスに基づき、第２の弁別手
段に使用される連続個数判定用しきい値を自動設定する
ための手段』を設け、搬送速度に応じて連続個数を自動
設定するようにすることもできる。

【００４８】第３、第４実施形態によれば、外部環境条
件の変動やセンサ内部における温度変化等の影響による
受光量の変動に柔軟に対応して、正確な検出動作が可能
であり、かつ、取得周期、受光量個数、又は、連続個数
判定用しきい値を、検出対象物体の搬送速度に応じて自
動調整可能なセンサシステムが提供される。尚、如何な
る搬送速度に対して如何なる設定値の調整を行うかは、
検出状況に応じて予め定めておけばよい。

【００４９】尚、第１〜第４実施形態は、何れも光電セ
ンサを使用したものであるが、これらの検出原理は、こ
の他種々のセンサにも適用することができる。

【００５０】本発明の第５実施形態は、周期的に取得さ
れる一連の特徴量列の移動平均相当値を生成する演算手
段と、移動平均相当値に対して加算すべきオフセット量
を設定するためのオフセット量設定手段と、特徴量現在
値を、移動平均相当値にオフセット量を加算して得られ
る特徴量しきい値と比較して弁別２値化する第１の弁別
手段と、第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数
を連続個数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第
２の弁別手段とを有するセンサとされる。

【００５１】『センサ』とあるが、具体的には、光電セ
ンサの他、音量、磁気抵抗、圧力等に基づく特徴量を利
用して所定範囲内における検出対象物体の存在を検出す
る超音波センサ、近接センサ、圧力センサや、熱量に基
づく特徴量を利用して例えば室内温度上昇等を検出する
温度センサ、ガス吸着効果や化学反応等に基づく特徴量
を利用して例えば火災発生等を検出する煙感知器（ガス
センサ）、電位差に基づく特徴量を利用して例えば水質
汚染発生等を検出するｐＨセンサ等々、種々のものが挙
げられる。

【００５２】また、本発明の第６実施形態は、周期的に
取得される一連の特徴量列の移動平均相当値を生成する
演算手段と、移動平均相当値に対して乗算すべきオフセ
ット係数を設定するためのオフセット係数設定手段と、
特徴量現在値を、移動平均相当値にオフセット係数を乗
算して得られる特徴量しきい値と比較して弁別２値化す
る第１の弁別手段と、第１の弁別手段による弁別結果の
同値連続個数を連続個数判定用しきい値と比較して弁別
２値化する第２の弁別手段とを有するセンサとされる。

【００５３】第５実施形態において、好ましくは、オフ
セット量設定手段は、加算すべきオフセット量を、プラ
ス又はマイナスの双方の値に設定可能とされる。

【００５４】また、第６実施形態において、好ましく
は、オフセット係数設定手段は、乗算すべきオフセット
係数を、事象発生有無の反転に基づく特徴量の変化の方
向別に設定可能とされる。

【００５５】第５、第６実施形態において、好ましく
は、移動平均相当値を生成するための演算に使用される
特徴量列の取得周期を設定するための取得周期設定手段
が設けられる。

【００５６】また、第５、第６実施形態において、好ま
しい他の一例では、移動平均相当値を生成するための演
算に使用される特徴量列の特徴量個数を設定するための
特徴量個数設定手段を更に設けられる。

【００５７】また、第５、第６実施形態において、好ま
しい他の一例では、第２の弁別手段に使用される連続個
数判定用しきい値を設定するための手段が更に設けられ
る。

【００５８】ここでより好ましくは、特徴量列の取得周
期、特徴量列の特徴量個数、および連続個数判定用しき
い値の設定は、予め用意された複数種類の設定パターン
の中から希望する設定パターンの符号を指定することに
より一括設定されるようにする。

【００５９】または、第５、第６実施形態においては、
外部機器を介して生成される搬送装置の搬送速度信号を
入力する手段を設け、取得周期、特徴量個数、又は、連
続個数判定用しきい値は、該搬送速度信号に基づき自動
設定されるようにしてもよい。

【００６０】第５、第６実施形態においても、‘教示’
を介して、「オフセット量」又は「オフセット係数」を
自動設定することにより、それらの設定に係るユーザ等
の手間暇を解消することができる。

【００６１】すなわち、第５実施形態においては、教示
操作を介して物体存在有無のそれぞれの状態における特
徴量を記憶する手段を設け、オフセット量設定手段は、
記憶された特徴量に基づき、オフセット量を自動設定す
るようにする。

【００６２】また、第６実施形態においては、教示操作
を介して物体存在有無のそれぞれの状態における特徴量
を記憶する手段を設け、オフセット係数設定手段は、記
憶された特徴量に基づき、オフセット係数を自動設定す
るようにする。

【００６３】また、第５、第６実施形態の何れにおいて
も、教示操作を、例えばＰＬＣ等の外部装置から到来す
る教示信号に基づき自動で行うようにすることもでき
る。

【００６４】また、第５、第６実施形態において、好ま
しくは、特徴量現在値と特徴量しきい値との比較結果に
基づき、その特徴量現在値を、演算手段における移動平
均相当値生成のための新たな特徴量列の１つとして採用
するか否かを弁別する手段が設けられる。

【００６５】ここで、より好ましくは、新たな移動平均
相当値生成に採用される特徴量現在値のうち、そのとき
の移動平均相当値近傍の所定範囲外の値を有する特徴量
現在値については、該移動平均相当値近傍の規定値に置
換されるようにする。

【００６６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明センサの好適な一
実施形態を添付図面に従って詳細に説明する。

【００６７】本実施形態による光電センサの回路構成の
概略が図１のブロック図により示されている。

【００６８】同図に示されるように、この光電センサ１
は、物体検出領域（所定領域）へと向けて赤外線投光を
行うための投光部１１と、物体検出領域を経て到来する
投光部１１からの赤外線投光を受け取るための受光部１
２と、光電センサ１への各種情報入力のための入力部１
３と、検出結果に基づく出力を外部機器へ出力するため
の出力部１４と、表示部１５と、メモリ部１６と、それ
らを統括制御するＣＰＵ１７とを有している。

【００６９】投光部１１は、投光素子としてのＬＥＤ１
１１と、ＣＰＵ１７から出力されるタイミング制御信号
に同期してＬＥＤ１１１の駆動パルスを生成するＬＥＤ
駆動部１１２とを有してなる。

【００７０】受光部１２は、受光素子としてのＰＤ（フ
ォトダイオード）１２１と、ＣＰＵからのタイミング制
御信号に同期して、ＰＤ１２１から得られる受光量を増
幅してＣＰＵ１７に出力するアンプ部１２２とを有して
なる。

【００７１】入力部１３は、検出に係る各種設定のため
のスライドスイッチ（図示は省略する）や操作ボタン等
で構成される操作入力部１３１と、後述する教示タイミ
ング信号をＰＬＣ等の外部装置から取り込むための教示
タイミング信号入力部１３２と、後述するベルトコンベ
アの搬送速度に対応して生成される速度信号を取り込む
ための速度パルス入力部１３３とを有してなる。

【００７２】出力部１４は、物体存在有無検出の検出結
果に基づく２値化信号を例えばＰＬＣ等の外部装置に出
力するために使用される。

【００７３】表示部１５は、７セグメント表示器を含ん
で構成され、該７セグメント表示器には、ＯＮ／ＯＦＦ
状態や受光量等の物体存在有無検出に係る各種数値等が
表示される。

【００７４】メモリ部１６は、フラッシュメモリを主体
として構成され、この例では、オフセット量としての基
礎偏差(ＤＩＦ)、サンプリング周期（（取得周期）ＳＭ
Ｐ)、連続個数判定用しきい値としての判定回数(Ｐ_Ｃ
ＮＴ)、受光量個数としての受光量取得回数(Ａｖｅ_Ｃ
ＮＴ)等の各種設定値が適宜記録される。

【００７５】ＣＰＵ１７は、マイクロプロセッサを主体
として構成され、上述の１１〜１６の各構成要素を統括
制御するとともに、物体存在有無検出に係る各種の演算
を実行し、検出処理を行うものである（図３乃至図６等
参照）。

【００７６】本実施形態の光電センサは、以上のような
回路構成とされ、この例では、ベルトコンベア上を搬送
される検出対象物体が所定領域の通過を開始したとき、
又は、通過が完了した（通り過ぎた）ときに、ＯＮ・Ｏ
ＦＦ検出出力を生成するべく使用されている。尚、この
ような使用態様は、あくまでも、一実施例を示すものに
過ぎず、本発明の使用態様をこれに限定するものではな
い。

【００７７】本実施形態による物体存在有無の検出原理
を図２のグラフを参照しつつ説明する。尚、この例で
は、受光量取得回数（Ａｖｅ_ＣＮＴ）並びに判定回数
（Ｐ_ＣＮＴ）は、共に‘４’に設定されているものと
する。

【００７８】同図に示されるグラフは、縦軸を受光量、
横軸を時間とした描かれたものであり、白丸または黒丸
は、何れも、受光部１２を介してＣＰＵ１７に所定タイ
ミングで順次入力される受光信号に基づく受光量を示し
ている。この例では、白丸で示される受光量は、検出に
際して採用されない非サンプリング値であり、検出に際
して採用される実際のサンプリング値は、黒丸で示され
る受光量のみとされている（以下、「サンプリング受光
量」は、この黒丸で示される実際のサンプリング受光量
のことを指すものとする）。尚、同図では、白丸と黒丸
とが交互に描かれているが、本実施の形態では、この黒
丸の出現頻度（サンプリング周期ＳＭＰ）を、適宜に設
定乃至変更可能とされている。これについては、後に詳
細に説明するが、ちなみに同図で示されるのは、サンプ
リング周期ＳＭＰ＝“２”（「受光量の取得数２回毎に
１つを実際のサンプリング値として採用」の意）に設定
した場合の受光量の変化を示す曲線である。この例で
は、物体未存在状態から存在状態へと変化したとき、受
光量曲線が急激に立ち下がり、その直後、物体存在状態
から未存在状態へと変化したとき立ち上がりを見せてい
る。

【００７９】同図右上の枠内に示されるように、本実施
の形態においては、検出に際して、〜に示す５つの
値が使用される。

【００８０】同図において、太線で示される『受光量平
均値（）』は、直前までの規定数（受光量取得回数Ａ
ｖｅ_ＣＮＴ）の既得サンプリング受光量の平均値(Ｘ又
はＹ/Ａｖｅ_ＣＮＴ)（移動平均値に相当）として算出
され、通常時には、受光量現在値（最新のサンプリング
受光量）が取得される毎に更新される。尚、当該受光量
取得回数Ａｖｅ_ＣＮＴは、適宜に設定乃至変更可能と
されている。これについては後述する。

【００８１】同図枠内において、下向きの矢印で示され
る『基礎偏差ＤＩＦ（）』は、受光量平均値（）に
対して一定方向（主たる事象の変化に基づく受光量の変
化方向、すなわち、この例では主として物体未存在状態
から存在有り状態への変化に基づく受光量の変化の方
向）に一定差を維持したしきい値を設定するために予め
算出される規定値（オフセット量）である。基礎偏差Ｄ
ＩＦは、具体的には、所定領域内における物体の存在有
無のそれぞれにおける受光量の教示を通じて、当該２つ
の受光量の差の中間値として自動設定される。これにつ
いては後述する（図１４参照）。

【００８２】同図において、受光量平均値（）の下方
の太線で示される『しきい値（）』は、受光量平均値
（）に基礎偏差ＤＩＦ（）を加算することにより、
受光量サンプリング周期ＳＭＰとほぼ同周期で繰り返し
算出される。すなわち、しきい値（）は、受光量平均
値の変化に追従して変化することとなる。尚、基礎偏差
（）は、主たる事象の変化に基づく受光量の変化方
向、すなわち、この例では、所定領域内における物体の
未存在状態から存在状態へと移行するときの受光量の変
化方向（この例では減少）を示す‘負’の値として設定
されている。尚、この例において、基礎偏差ＤＩＦ
（）を‘正’の値として設定する場合には、しきい値
は、受光量平均値（）に当該ＤＩＦを減算することに
より算出されるようにすればよいことは言うまでもな
い。

【００８３】同図において、受光量平均値（）を挟ん
だ上下に位置する２本の破線（、）は、それぞれ、
置換上限値（）、置換下限値（）を示している。当
該置換上下値（，）は、上限値（）と下限値
（）との差が基礎偏差（）の絶対値の半分以下とな
るように、かつ、各上下限値と受光量平均値（）との
差の絶対値が等しくなるように、受光量平均値（）を
挟むようにして設けられている。

【００８４】同図において、大文字“Ｅ”の符号で示さ
れるしきい値は、受光量ａ，ｂ，ｃ，ｄ（この例では、
Ａｖｅ_ＣＮＴで規定される直前の受光量“４”回分）
の平均値に基礎偏差（）を加算することにより算出さ
れるしきい値Ｅを示しており、このしきい値“Ｅ”は、
当該しきい値“Ｅ”が算出された後に取得される最新の
受光量現在値ｅ（受光量ａ〜ｄに次いでサンプリングさ
れる受光量）の比較判定に使用されている。尚、このと
き、受光量ｅは、置換上限値（）を上回っており、こ
のような場合、この受光量ｅの値は、置換上限値（）
（同図中★印で示される）と同値に置換される。尚、同
図には直接示されていないが、受光量現在値が、しきい
値よりも大きくかつ置換下限値（）よりも小さい値の
ときには、当該現在値は、置換下限値（）と同値に置
換される。また、受光量現在値が、置換上限値（）と
置換下限値（）の間にあるときは、その受光量現在値
は置換されることなく、そのまま、次回の受光量のしき
い値の算出に採用される。

【００８５】このように、置換上下値（、）を設け
たのは、物体存在の有無変化と直接関係しないノイズ受
光量等による移動平均値（）の算出への影響を抑制す
るためである。例えば、大きなノイズ受光量をそのレベ
ルのままで取得した場合には、移動平均値がそれにより
大きく変動してしまい、その直後、ノイズが無い通常の
受光量に戻っただけで、当該受光量がしきい値を越えて
しまう、といった場合が想定される。本実施の形態によ
れば、仮にそのようなノイズが連続的に発生した場合に
あっても、移動平均値は上限値（）と下限値（）と
の間に規制されるから、ノイズによる誤作動が未然に防
止される。

【００８６】尚、後述するように、上限値（）又は下
限値（）は、それぞれ、移動平均値（）に、‘ＷＬ
（＝ＤＩＦ／２−１））’を加算または減算して得られ
るものとされている。このような態様としたのは、例え
ば、ノイズが連続取得されることにより、移動平均値が
‘Ｘ＋ＷＬ’となった直後、ノイズに基づく受光特徴量
‘Ｘ−ＷＬ’が得られても、その差（｛Ｘ＋ＷＬ｝−
｛Ｘ−ＷＬ｝＝２ＷＬ）がオフセット量ＤＩＦの絶対値
を越えないようにするためである。すなわち、“ＷＬ＜
ＤＩＦ／２”とするため、この例では“ＤＩＦ／２−
１”と規定しているが、ＤＩＦ／２から差し引く数値
は、正の値であればよく、ここに示される“１”に限定
されない。

【００８７】一方、同図において、大文字“Ｈ”の符号
で示されるしきい値は、受光量ｄ，ｅ，ｆ，ｇの平均値
に基礎偏差（）を加算して算出されたしきい値“Ｈ”
を示しており、このしきい値“Ｈ”は、受光量ｈの判定
に採用されている。ここで、この例では、受光量ｈはし
きい値を下回って（そのときの事象の変化に基づく受光
量の主たる変化の方向に越えて）いる。このような場合
には、この受光量ｈは、次のしきい値算出には直ちには
採用されず、一時保存され、後の平均値算出に採用され
る。すなわち、次に取得される受光量ｉの比較判定基準
となるしきい値は、新たに更新されたしきい値ではな
く、その直前で使用された同様のしきい値“Ｈ”とな
る。

【００８８】この例では、受光量ｉは、同様にしきい値
“Ｈ”を越えており、次いで取得される受光量ｊについ
ても同様にしきい値“Ｈ”が採用される。また、受光量
ｊも同様にしきい値“Ｈ”を越えており、更に続いて取
得される受光量ｋについても、同様にしきい値“Ｈ”が
採用される。更に、受光量ｋも同様にしきい値“Ｈ”を
越えている。尚、このときの受光量ｉ，ｊ，ｋは、受光
量ｈと同様に一時保存されている。

【００８９】尚、受光量ｉ〜ｋのうち、いずれか１つで
も、しきい値“Ｈ”を越えなかったときには、その時点
の受光量と、それ以前の受光量ｅ（上限値）、ｆ、ｇ
との４つの受光量で、受光量平均値が算出され、しきい
値は更新される。この場合、それまで一時保存された受
光量は削除される。

【００９０】この例では、４つの受光量ｈ〜ｋが判定回
数Ｐ_ＣＮＴ（この例では“４”回に設定されている。
このＰ_ＣＮＴについても、適宜に設定乃至変更可能と
されている。これについても後述する）連続してしきい
値を超えたため、この時点において、図１のブロック図
に示される出力部１４から、物体存在有無が反転した
旨、すなわち、この例における具体的事象として、ベル
トコンベア上の物体が所定領域内の通過を開始した旨を
示すＯＮ信号（例えば、２値化信号“１”）が出力され
る。

【００９１】その後は、物体存在有り状態から無し状態
に変化する旨（事象）を検出することとなるため、判定
基準となる受光量の変化の方向（しきい値をまたぐ方
向）は逆転される。このとき、この例では、一時保存さ
れた受光量ｈ〜ｋの平均値が算出され、これに基礎偏差
（）を加算することにより、新たなしきい値Ｌが設け
られる。

【００９２】尚、この例では、受光量取得回数（Ａｖｅ
_ＣＮＴ）並びに判定回数（Ｐ_ＣＮＴ）が、共に‘４’
に設定されているため、ＯＮ信号が出力された直前の４
回分の受光信号の平均値が算出されているが、受光量取
得回数（Ａｖｅ_ＣＮＴ）と判定回数（Ｐ_ＣＮＴ）とが
異なる場合には、それに応じた処理がなされる。具体的
には、例えば、Ａｖｅ_ＣＮＴ＝２、Ｐ_ＣＮＴ＝４（Ａ
ｖｅ_ＣＮＴ＜Ｐ_ＣＮＴ）のときには、このときの新た
な平均値は、直前の受光量ｊ，ｋに基づき算出されるよ
うにする。また、Ａｖｅ_ＣＮＴ＝８、Ｐ_ＣＮＴ＝４
（Ａｖｅ_ＣＮＴ＞Ｐ_ＣＮＴ）のときには、一時的に、
受光量ｈ〜ｋの平均値を、８回分の平均値として使用す
るようにする。この他にも、種々の処理が想定される
が、これについては、上記記載を参照することにより当
業者であれば容易に実施できるであろうから、ここでの
詳細説明は省略する。

【００９３】次いで、ＯＮ信号出力後は、事象変化に基
づく受光量の変化の方向は逆転するものの、検出原理は
その後もほぼ同様である。具体的に説明すると、この例
では、その直後取得される受光量ｌは、新たに算出され
たしきい値Ｌを上回っている（そのときの事象の変化に
基づく受光量の主たる変化の方向に越えている）。した
がって、この受光量ｌは、次のしきい値算出には直ちに
は採用されず、一時保存され、後の平均値算出に使用さ
れる。すなわち、次に取得される受光量ｍの比較判定基
準となるしきい値は、新たに更新されるしきい値ではな
く、その直前で使用された同様のしきい値“Ｌ”とな
る。

【００９４】この例では、同様にして、受光量ｌを含む
４回分の受光量（ｌ〜ｏ）は、全てしきい値Ｌを越えて
おり、受光量ｏがしきい値Ｌを越えたと判定された時点
において、図１のブロック図に示される出力部１４か
ら、物体存在有無が反転した旨、すなわち、この例にお
ける具体的事象として、ベルトコンベア上の物体が所定
領域内を通過し、物体未存在状態となった旨を示すＯＦ
Ｆ信号（例えば、２値化信号“０”）が出力される。

【００９５】その後は、再び、物体未存在状態から存在
状態に変化する旨（事象）を検出することとなるため、
判定基準となる受光量の変化の方向（しきい値をまたぐ
方向）が逆転される。

【００９６】尚、同図、大文字“Ｐ”の符号で示される
しきい値は、同様にして一時保存された受光量ｌ，ｍ，
ｎ、ｏの平均値に基礎偏差（）を加算して算出された
しきい値“Ｐ”を示している。

【００９７】次に、上述の原理に基づく検出を行うため
のＣＰＵ１７の動作内容を図３〜図６のフローチャート
に基づき説明する。

【００９８】図３は、ＣＰＵ１７の検出処理に係る初期
動作を示すフローチャートである。ＣＰＵ１７において
は、まず、図１に示されるメモリ部１４から、予め設定
（記録）された先の４つの設定値、基礎偏差(ＤＩＦ)、
サンプリング周期（ＳＭＰ)、判定回数(Ｐ_ＣＮＴ)、受
光量取得回数(Ａｖｅ_ＣＮＴ)が呼び出される（ステッ
プ３０１）。

【００９９】続くステップ３０２においては、図１に示
す出力部１４からの出力がＯＦＦとされ、受光量取得回
数カウンタＡｖｅ、サンプリング周期カウンタＳ、判定
回数カウンタＰのそれぞれに“０”がセットされ、出力
状態フラグ（ＯＮ／ＯＦＦフラグ）が出力ＯＦＦを示す
“０”に（出力ＯＮを示すフラグは“１”とされる）セ
ットされ、ＯＦＦ状態時受光量総加算値ＸＯＦＦ並びに
ＯＮ状態時受光量総加算値ＸＯＮが“０”にそれぞれ設
定される。

【０１００】次いで、ステップ３０３〜３０６で示され
る受光量平均値算出処理が行われる。すなわち、検出処
理の開始時においては、しきい値が設定されていないた
め、これを自動設定するためには所定数（Ａｖｅ_ＣＮ
Ｔ)の受光量取得が必要となる。

【０１０１】受光量平均値算出処理においては、まず、
図２中、黒丸で示した受光量１つ分（以下、Ｖａｉとす
る）をサンプリングするために、実際にはサンプリング
されない白丸をも含めた受光量入力のための投受光処理
が行われる。すなわち、サンプリング周期カウンタＳが
予め設定されたサンプリング周期ＳＭＰとなるまで（ス
テップ３０４ＹＥＳ）、繰り返し投受光処理（投光部１
１から投光を行うとともに、受光部１１を介して受光量
をＣＰＵ１７に入力する）が行われる（ステップ３０４
ＮＯ，ステップ３０３ＮＯ）。尚、このことからも分か
るように、本実施形態の光電センサにおいては、投光周
期は、サンプリング周期ＳＭＰの設定に拘わらず、常時
一定（無論、これを適宜変更するようにすることも可能
である）とされている。

【０１０２】ステップ３０３、ステップ３０４の処理
は、ステップ３０６においてＡｖｅ＝Ａｖｅ＿ＣＮＴと
なるまで（設定された受光量取得回数Ａｖｅ_ＣＮＴ回
分の受光量がサンプリングされるまで）繰り返し行われ
る（ステップ３０５、ステップ３０６ＮＯ）。

【０１０３】尚、ステップ３０５に示されるように、本
実施例では、Ａｖｅ_ＣＮＴで示される回数分の受光量
は、ＯＦＦ状態時受光量総加算値ＸＯＦＦ（以下、単に
加算値ＸＯＦＦと言う）として累積加算される（ＸＯＦ
Ｆ＝ＸＯＦＦ＋Ｖａｉ）に止まり、実際にはそれらの平
均値は算出されない。しかしながら、後述するしきい値
との比較態様（図５，図６参照）からも明確であるよう
に、このような態様が、「平均値を算出する」といった
概念に基づくものであることは、当業者であれば容易に
理解されるはずである。

【０１０４】加算値ＸＯＦＦの算出が終了すると（ステ
ップ３０６ＹＥＳ）、受光量取得回数カウンタＡｖｅは
再度“０”にセットされ、処理は一旦終了する。

【０１０５】図３に示される初期動作が終了すると、次
いで、図４のフローチャートに示される現在値としての
受光量のサンプリング処理が行われる。尚、先に説明し
ておくが、以下の図４乃至図６のフローチャートでは、
理解を容易とするため、図２との同一性を図り、判定回
数(Ｐ_ＣＮＴ)＝受光量取得回数(Ａｖｅ_ＣＮＴ)として
説明する。それら各値が異なる場合には、それぞれに対
応した一部別態様の処理が必要となるが、これについて
は、段落［００９２］、図３並びに以下の説明を参照す
ることにより当業者であれば容易に想到されるであろう
から、ここでの具体的図示乃至説明は省略する。

【０１０６】同フローチャートに示されるように、この
処理においても、先に図３で示した処理と同様にして、
サンプリング周期ＳＭＰ並びにサンプリング周期カウン
タＳに基づき、１つの受光量Ｖａｉが取得される（ステ
ップ４０１、ステップ４０２）。受光量Ｖａｉ取得後
は、サンプリング周期カウンタＳに再度“０”がセット
される（ステップ４０３）。

【０１０７】次いで、ＯＮ／ＯＦＦ状態フラグが“０”
か“１”かに基づき、それぞれの状態毎の処理（ステッ
プ４０４ＹＥＳのときステップ４０５（ＯＮ状態時処
理）、ステップ４０４ＮＯのときステップ４０６（ＯＦ
Ｆ状態時処理））が行われる。尚、同フローチャート
中、“←”で示されるように、ＯＮ状態時処理、或い
は、ＯＦＦ状態時処理終了後は、再び、同フローチャー
トに示される処理が行われることとなる。

【０１０８】ＯＦＦ状態時処理の詳細が図５のフローチ
ャートにより示されている。ＯＦＦ状態時処理が開始さ
れると、先ず、設定された基礎偏差ＤＩＦが、正の値で
あるか負の値であるかが判別される（ステップ５０
１）。すなわち、ここでは、主たる事象の変化に基づく
受光量の変化方向が特定される。上記した例は、主たる
事象変化を、物体存在有り状態から物体存在無し状態へ
の変化としたが、本実施形態における光電センサは、こ
の他にも、種々の事象に対応して使用可能としたもので
あり、そのために、このような基礎偏差ＤＩＦの極性毎
の処理が設けられている。

【０１０９】ステップ５０１において、「ＤＩＦ＞０」
であるときには（ステップ５０１ＮＯ）、先のステップ
４０１でサンプリングされた受光量の現在値Ｖａｉと、
その直前で取得された規定回数Ａｖｅ_ＣＮＴ（この例
では、Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝Ｐ＿ＣＮＴであるため、以下Ｐ
＿ＣＮＴとして説明する）の受光量の平均値との大小比
較（Ｖａｉ×Ｐ_ＣＮＴ≦ＸＯＦＦ＋ＤＩＦ×Ｐ_ＣＮ
Ｔ）が行われる（ステップ５０２）。ここで、現在値Ｖ
ａｉが、平均値を越えるときには（ステップ５０２Ｎ
Ｏ）、該現在値Ｖａｉを使用して新たな平均値を算出す
る（ＸＯＦＦの更新：ステップ５０３）。尚、このと
き、現在値Ｖａｉが以下の（Ａ）又は（Ｂ）の条件を満
たすときには、その値がそれぞれ（ａ）又は（ｂ）に適
宜置換される（ＸＯＦＦの更新：図２参照）。

【０１１０】 （Ａ）Ｖａｉ＜（ＸＯＦＦ／Ｐ_ＣＮＴ）−ＷＬ のとき、 （ａ）Ｖａｉ＝（ＸＯＦＦ／Ｐ_ＣＮＴ）−ＷＬ（‘下
限値’への置換） 尚、ここで“ＷＬ”は、 ＷＬ＝１／２×｜ＤＩＦ｜−１、で規定される（以下同
様）。 また、 （Ｂ）Ｖａｉ＞（ＸＯＦＦ／Ｐ_ＣＮＴ）＋ＷＬ のとき、 （ｂ）Ｖａｉ＝（ＸＯＦＦ／Ｐ_ＣＮＴ）＋ＷＬ

【０１１１】そして、判定回数カウンタＰに“０”をセ
ットし、総加算値ＸＯＮに“０”を設定し（ステップ５
０３）、再度、図４に示される受光量現在値のサンプリ
ング処理へと移行する。

【０１１２】ステップ５０２において、現在値Ｖａｉ
が、平均値以下であるときには（ステップ５０２ＹＥ
Ｓ）、続くステップ５０４において、判定回数カウンタ
Ｐが“１”インクリメントされ（Ｐ＝Ｐ＋１）、加算値
ＸＯＦＦが保持され（ＸＯＦＦ：保持）、加算値ＸＯＮ
に当該現在値Ｖａｉが加算（ＸＯＮ＝ＸＯＮ＋Ｖａｉ）
される。

【０１１３】ここで、判定回数カウンタＰが判定回数Ｐ
_ＣＮＴ（Ｐ＝Ｐ_ＣＮＴ）でないときには（ステップ５
０５ＮＯ）、それら値が保持されたまま、再度、図４に
示される受光量現在値のサンプリング処理へと移行す
る。

【０１１４】一方、ステップ５０５において、判定回数
カウンタＰが判定回数Ｐ_ＣＮＴ（Ｐ＝Ｐ_ＣＮＴ）であ
るときには、図１に示す出力部１４からＯＮ信号（例え
ば、２値化信号“１”）が出力される（ステップ５０
６）。次いで、出力状態フラグ（ＯＮ／ＯＦＦフラグ）
に“１”がセットされ、加算値ＸＯＦＦが“０”に設定
され（ＸＯＦＦ＝０）、判定回数カウンタＰに“０”が
セットされて（ステップ５０７）、再度、図４に示され
る受光量現在値のサンプリング処理へと移行する。すな
わち、この例では、先にも説明したように、判定回数Ｐ
_ＣＮＴで規定される回数、連続して受光量がしきい値
を超えたときのみ、出力が反転されるようになってい
る。すなわち、比較判定処理において、ローパスフィル
タ機能が付与されている。

【０１１５】一方、ステップ５０１において、「ＤＩＦ
＞０」であるときには（ステップ５０１ＹＥＳ）、先の
ステップ４０１でサンプリングされた受光量現在値Ｖａ
ｉと、その直前で取得された規定回数（Ａｖｅ_ＣＮＴ
（ここではＰ＿ＣＮＴ）)の受光量の平均値との大小比
較（Ｖａｉ×Ｐ_ＣＮＴ≧ＸＯＦＦ＋ＤＩＦ×Ｐ_ＣＮ
Ｔ）が行われる（ステップ５０８）。ここで、現在値Ｖ
ａｉが、平均値未満であるときには（ステップ５０８Ｎ
Ｏ） 、該現在値Ｖａｉを使用して新たな平均値を算出
する（ＸＯＦＦの更新：ステップ５０９）。尚、このと
き、現在値Ｖａｉが以下の（Ａ）又は（Ｂ）の条件を満
たすときには、その値がそれぞれ（ａ）又は（ｂ）に適
宜置換される（ＸＯＦＦの更新：図２参照）。

【０１１６】 （Ａ）Ｖａｉ＜（ＸＯＦＦ／Ｐ_ＣＮＴ）−ＷＬ のとき、 （ａ）Ｖａｉ＝（ＸＯＦＦ／Ｐ_ＣＮＴ）−ＷＬ また、 （Ｂ）Ｖａｉ＞（ＸＯＦＦ／Ｐ_ＣＮＴ）＋ＷＬ のとき、 （ｂ）Ｖａｉ＝（ＸＯＦＦ／Ｐ_ＣＮＴ）＋ＷＬ

【０１１７】そして、判定回数カウンタＰに“０”をセ
ットし、換算値ＸＯＮに“０”を設定し（ステップ５０
９）、再度、図４に示される受光量現在値のサンプリン
グ処理へと移行する。

【０１１８】ステップ５０８において、現在値Ｖａｉ
が、平均値以上であるときには、先に示したステップ５
０４〜ステップ５０７と同様の処理が行われる。

【０１１９】図４のステップ４０５で示されるＯＮ状態
時処理の詳細が図６のフローチャートにより示されてい
る。ＯＮ状態時処理が開始されると、先ず、設定された
基礎偏差ＤＩＦが、正の値であるか負の値であるかが判
別される（ステップ６０１）。

【０１２０】ここで、「ＤＩＦ＞０」であるときには
（ステップ６０１ＹＥＳ）、先のステップ４０１でサン
プリングされた受光量の現在値Ｖａｉと、その直前で取
得された規定回数（Ａｖｅ_ＣＮＴ（ここではＰ＿ＣＮ
Ｔ）)の受光量の平均値との大小比較（Ｖａｉ×Ｐ_ＣＮ
Ｔ＜ＸＯＦＦ＋ＤＩＦ×Ｐ_ＣＮＴ）が行われる（ステ
ップ６０２）。ここで、現在値Ｖａｉが、平均値未満で
あるときには（ステップ６０２ＮＯ）、該現在値Ｖａｉ
を使用して新たな平均値を算出する（ＸＯＮの更新：ス
テップ６０３）。尚、このとき、現在値Ｖａｉが以下の
（Ａ）又は（Ｂ）の条件を満たすときには、その値がそ
れぞれ（ａ）又は（ｂ）に適宜置換される（ＸＯＮの更
新：図２参照）。

【０１２１】 （Ａ）Ｖａｉ＜（ＸＯＮ／Ｐ_ＣＮＴ）−ＷＬ のとき、 （ａ）Ｖａｉ＝（ＸＯＮ／Ｐ_ＣＮＴ）−ＷＬ また、 （Ｂ）Ｖａｉ＞（ＸＯＮ／Ｐ_ＣＮＴ）＋ＷＬ のとき、 （ｂ）Ｖａｉ＝（ＸＯＮ／Ｐ_ＣＮＴ）＋ＷＬ

【０１２２】そして、判定回数カウンタＰに“０”をセ
ットし、総加算値ＸＯＦＦに“０”を設定し（ステップ
６０３）、再度、図４に示される受光量現在値のサンプ
リング処理へと移行する。

【０１２３】ステップ６０２において、現在値Ｖａｉ
が、平均値未満であるときには（ステップ６０２ＹＥ
Ｓ）、続くステップ６０４において、判定回数カウンタ
Ｐが“１”インクリメントされ（Ｐ＝Ｐ＋１）、総加算
値ＸＯＮが保持され（ＸＯＮ：保持）、総加算値ＸＯＦ
Ｆに当該現在値Ｖａｉが加算（ＸＯＦＦ＝ＸＯＦＦ＋Ｖ
ａｉ）される。

【０１２４】ここで、判定回数カウンタＰが判定回数Ｐ
_ＣＮＴ（Ｐ＝Ｐ_ＣＮＴ）でないときには（ステップ６
０５ＮＯ）、それら値が保持されたまま、再度、図４に
示される受光量現在値のサンプリング処理へと移行す
る。

【０１２５】一方、ステップ６０５において、判定回数
カウンタＰが判定回数Ｐ_ＣＮＴ（Ｐ＝Ｐ_ＣＮＴ）であ
るときには、図１に示す出力部１４からＯＦＦ信号（例
えば、２値化信号“０”）が出力される（ステップ６０
６）。次いで、出力状態フラグ（ＯＮ／ＯＦＦフラグ）
に“０”がセットされ、総加算値ＸＯＮが“０”に設定
され（ＸＯＮ＝０）、判定回数カウンタＰに“０”がセ
ットされて（ステップ６０７）、再度、図４に示される
受光量現在値のサンプリング処理へと移行する。

【０１２６】一方、ステップ６０１において、「ＤＩＦ
＜０」であるときには（ステップ６０１ＮＯ）、先のス
テップ４０１でサンプリングされた受光量の現在値Ｖａ
ｉと、その直前で取得された規定回数（Ａｖｅ_ＣＮＴ
（ここではＰ＿ＣＮＴ）)の受光量の平均値との大小比
較（Ｖａｉ×Ｐ_ＣＮＴ＞ＸＯＮ＋ＤＩＦ×Ｐ_ＣＮＴ）
が行われる（ステップ６０８）。ここで、現在値Ｖａｉ
が、平均値以下であるときには（ステップ６０８Ｎ
Ｏ）、該現在値Ｖａｉを使用して新たな平均値を算出す
る（ＸＯＮの更新：ステップ６０９）。尚、このとき、
現在値Ｖａｉが以下の（Ａ）又は（Ｂ）の条件を満たす
ときには、その値がそれぞれ（ａ）又は（ｂ）に適宜置
換される（ＸＯＮの更新：図２参照）。

【０１２７】 （Ａ）Ｖａｉ＜（ＸＯＮ／Ｐ_ＣＮＴ）−ＷＬ のとき、 （ａ）Ｖａｉ＝（ＸＯＮ／Ｐ_ＣＮＴ）−ＷＬ また、 （Ｂ）Ｖａｉ＞（ＸＯＮ／Ｐ_ＣＮＴ）＋ＷＬ のとき、 （ｂ）Ｖａｉ＝（ＸＯＮ／Ｐ_ＣＮＴ）＋ＷＬ

【０１２８】そして、判定回数カウンタＰに“０”をセ
ットし、総加算値ＸＯＦＦに“０”を設定し（ステップ
６０９）、再度、図４に示される受光量現在値のサンプ
リング処理へと移行する。

【０１２９】尚、ステップ６０８において、現在値Ｖａ
ｉが、平均値を越えるときには（ステップ６０８ＹＥ
Ｓ）、先に示したステップ６０４〜ステップ６０７と同
様の処理が行われる。

【０１３０】図７は、上述した検出原理に基づく本実施
形態によるしきい値設定の一実施態様を示すグラフであ
る。尚、同図に示されるグラフは、縦軸を受光量、横軸
を時間として描かれており、同図破線で示される２つの
小さな窪みを有するのは、しきい値の変動を示す曲線で
あり、同図２つの大きな窪み部分を有するのが受光量の
変動を示す曲線である。

【０１３１】本実施形態は、上述したように、しきい値
を、その直前にサンプルされた規定回数（Ａｖｅ_ＣＮ
Ｔ）分の受光量平均値の相対値として繰り返し設定する
と言うものであるから、図７に示されるように、しきい
値は受光量（主として背景成分）の変動に追従して設定
されることとなる。ここで、相対基準は、複数回分の受
光量平均値であるから、絶対量の大きい単発ノイズ等が
発生してもそれによるしきい値の変動への影響が緩和さ
れ、かつ、事象変化に伴う受光量の急激な変化に対して
は、ヒステリックに反応することなく、常時適度な変動
をもって受光量の背景成分にしきい値を追従させること
ができる。

【０１３２】尚、上述した実施の形態では、複数回分の
受光量平均値に一定値の基礎偏差ＤＩＦを加算するもの
として説明した。すなわち、図７に示されるＤＩＦ
（ａ）と、ＤＩＦ（ｂ）とは同じ値となる。これとは別
に、同図「Ｙｂ／Ｙａ＝ｋ」に示されるように、しきい
値（Ｙｂ）を、受光量平均値（Ｙａ）にオフセット係数
ｋを乗算して得られる相対値として設定するようにする
こともできる。

【０１３３】次に、上記図２に示される受光量変化の一
例では、事象の変化に合わせて受光量が急峻に立ち下が
り、またその直後に急峻に立ち上がっている。光電セン
サにあっては、事象変化に伴う受光量の変化特性は、言
うまでもなく、そのときどきの検出態様（主として検出
対象物体の搬送速度、センサ特性等々）により様々なも
のが想定される。図２で示される一例では、ＳＭＰ＝
２，Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝４，Ｐ＿ＣＮＴ＝４としたが、こ
れら設定値の組合せは、そのような事象変化に伴う受光
量の変化特性を予め想定して、適切に設けられるべきで
ある。どのような変化特性が予想される場合にどのよう
な設定を行うのがより好適であるかは、大凡当業者等の
判断に委ねられため、これについては特に例示はしない
が、以下に、上述した４つの設定値（基礎偏差ＤＩＦ、
受光量取得回数Ａｖｅ_ＣＮＴ、判定回数Ｐ_ＣＮＴ、サ
ンプリング周期ＳＭＰ）の本実施形態における設定態様
について、光電センサへの入力操作手順とともに順に説
明する。

【０１３４】図８は、本実施形態の光電センサが有する
各動作モード毎の処理内容を概略的に示したものであ
る。

【０１３５】同図に示されるように、本実施形態におい
ては、光電センサは、「ＲＵＮモード」、「ＴＥＡＣＨ
モード」、「ＡＤＪＵＳＴモード」、「ＳＥＴモード」
の４種の動作モードを有している。これらのモードは、
この例では、図１中の操作入力部１３１に含まれるスラ
イドスイッチ（外観図示省略）を介してユーザにより適
宜に切り替えられる。尚、「ＴＥＡＣＨモード」に示さ
れる“ＰＬＣ教示”の実行の際には、ＰＬＣから到来す
る信号に基づき光電センサ内部で自動的に当該ＰＬＣ教
示モードに切り替えられるものとする。

【０１３６】「ＲＵＮモード」とは、事象発生を検出す
るための通常動作モードであり、図３〜図６のフローチ
ャートで示した検出動作は、当該ＲＵＮモードのとき行
われるものである。

【０１３７】「ＴＥＡＣＨモード」は、先に示した基礎
偏差ＤＩＦの自動算出（設定）を行うために、ユーザが
物体存在有無のそれぞれの状態における受光量の教示を
行うためのモードである。尚、このＴＥＡＣＨモードに
は、ＰＬＣを使用した教示の際にも使用される。

【０１３８】「ＡＤＪＵＳＴモード」は、設定済みの基
礎偏差ＤＩＦを、ユーザ操作に基づき更に修正（調整）
乃至変更等するためのモードである。

【０１３９】「ＳＥＴモード」は、受光量取得回数Ａｖ
ｅ_ＣＮＴ、判定回数Ｐ_ＣＮＴ、サンプリング周期ＳＭ
Ｐの設定をユーザ操作を介して行うためのモードであ
る。また、後述する設定番号の指定を介して、これら設
定値を一括して設定する場合にも、このモードが使用さ
れる。

【０１４０】ＴＥＡＣＨモードにおける受光量教示（ユ
ーザ教示）のための光電センサの操作手順が図１２に示
されている。同図において、符号“１０”で示されるの
は、光電センサ１のセンサ本体部１０であり、このセン
サ本体部１０の上面には、７セグメント表示器１５と、
上下スイッチ１３１ａ，１３１ｂとが設けられている。

【０１４１】ユーザ教示の際には、先ず、検出対象物体
を光電センサ検出対象領域内に設置した状態での受光量
が教示される。図９（ａ）、図１０（ａ）は、このとき
の光電センサ１（投受光部）と検出対象物体（２０）と
の実際の設置態様を示したものである。図９（ａ）は、
光電センサ１を透過型として適用する場合の設置態様
を、図１０中（ａ）は、光電センサ１を反射型として適
用する場合の設置態様をそれぞれ示している。尚、検出
対象物体２０は、この例では、ベルトコンベアにより順
次搬送されてくるものである。

【０１４２】図９（ａ）又は図１０（ａ）に示される状
態において、ユーザは先ず、図１２に示される上下スイ
ッチ１３１ａ，ｂのいずれかを押下する。これにより、
投受光部１１，１２を介して赤外線の投受光が行われ、
このときの受光量が一点目の受光量Ｖａｉ１として図１
に示されるメモリ１６に一時保存される。尚、図１２に
示されるこのときのＶａｉ（２０００）は、図１０
（ａ）の状態（反射型）における受光量を示している。

【０１４３】次いで、検出対象物体２０が光電センサ検
出対象領域内に存在しない状態における受光量（背景受
光量）が教示される。図９（ｂ）、図１０（ｂ）は、ベ
ルトコンベア上の所定領域内から物体２０を取り除いた
状態を示したものである。尚、図９（ｂ）は、光電セン
サ１を透過型として適用する場合の設置態様を、図１０
中（ｂ）は、光電センサ１を反射型として適用する場合
の設置態様をそれぞれ示している。

【０１４４】図９（ｂ）又は図１０（ｂ）に示される状
態において、ユーザは、図１２に示される上下スイッチ
１３１を再押下する。これにより、投受光部１１，１２
を介して赤外線の投受光が行われ、このときの受光量が
二点目の受光量Ｖａｉ２としてメモリ１６に一時保存さ
れる。図１２に示されるこのときのＶａｉ（１０００）
は、図１０（ｂ）の状態（反射型）における受光量を示
している。尚、二点目の受光量が取得されると、ＣＰＵ
１７は、メモリ１６に保存されたそれら２つの受光量に
基づき、基礎偏差ＤＩＦを自動算出し、設定値としてメ
モリ１６に保存する。

【０１４５】図１１は、２つの受光量Ｖａｉ１、Ｖａｉ
２と、これに基づき算出される基礎偏差ＤＩＦとの関係
を示すグラフである。尚、同図に示されるグラフは、縦
軸を受光量、横軸を時間として描かれている。同図に示
されるように、この例では、基礎偏差ＤＩＦは、メモリ
１６に記録された２つの受光量の差の中間値として算出
される。（ ＤＩＦ＝（Ｖａｉ２−Ｖａｉ１）÷２）具
体的には、この例では、図１２に示されるように、ＤＩ
Ｆ＝−５００が算出されている。

【０１４６】次に、本実施の形態においては、「ＴＥＡ
ＣＨモード」を使用して、図示しない外部装置（ＰＬ
Ｃ）による自動教示をも可能としている。図１３には、
ＰＬＣを使用して教示を行った場合における表示部１５
の表示態様の変化の様子が示されている。

【０１４７】同図“１００”の符号で示されるケーブル
（図１中、教示タイミング信号入力部１３２が使用され
る）を介して、ＰＬＣから教示タイミング信号（第１）
が入力されると、光電センサ１は、それに同期して投受
光処理を行い、そのときサンプリングされる受光量をＶ
ａｉ１として保存する。同図（ａ）はこの直後の様子を
示したものであり、表示部１５には、受光量Ｖａｉ１を
示す“２０００”が表示されている。

【０１４８】次いで、再度教示タイミング信号（第２）
が入力されると、光電センサ１は、該タイミング信号に
同期して投受光処理を行い、そのときサンプリングされ
る受光量を受光量Ｖａｉ２として保存する。同図（ｂ）
はこの直後の様子を示したものであり、表示器１５に
は、受光量Ｖａｉ２を示す“１０００”が表示されてい
る。

【０１４９】これら２つの受光量が教示されると、次い
で、同様の算出式（ＤＩＦ＝（Ｖａｉ１−Ｖａｉ２）÷
２）により、基礎偏差ＤＩＦが算出される。この例で
は、同図（ｃ）に示されるように、表示部１５には、算
出結果を表す“−５００”が表示されている。

【０１５０】図１４は、ＰＬＣ教示に係るＣＰＵ１７の
動作内容の詳細を示すフローチャートである。

【０１５１】光電センサ１においては、ケーブル１００
を介してＰＬＣからの教示開始信号が入力されると、先
ず、先に説明した「ＴＥＡＣＨモード」への自動切り替
えを行い（ステップ１４０１）、一旦待機状態となる
（ステップ１４０３ＮＯ，ステップ１４０２）。

【０１５２】次いで、ケーブル１００を介して、ＰＬＣ
側から第１の教示タイミング信号が入力されると（ステ
ップ１４０３ＹＥＳ）、光電センサ１は、それに同期し
て投受光処理を行い、そのときのサンプリング受光量を
Ｖａｉ１として取得（メモリ部１６に一時保存）する
（ステップ１４０４）。次いで、再び待機状態となる
（ステップ１４０６ＮＯ，ステップ１４０５）。この状
態において、ＰＬＣ側から第２の教示タイミング信号が
入力されると（ステップ１４０６ＹＥＳ）、光電センサ
１は、これに同期して投受光処理を行い、そのときのサ
ンプリング受光量をＶａｉ２として取得（メモリ部１６
に一時保存）する（ステップ１４０７）。そして、メモ
リ１６からそれら受光量を呼び出し、先に説明した算出
式（ＤＩＦ＝（Ｖａｉ１−Ｖａｉ２）÷２）に基づき、
基礎偏差ＤＩＦを算出し、設定値としてメモリ１６に保
存して（ステップ１４０７）、処理は終了する。

【０１５３】このように、本実施形態によれば、外部装
置による偏差基準ＤＩＦの自動算出を可能としているた
め、偏差基準ＤＩＦの設定変更が容易に行える。

【０１５４】教示を介して設定された偏差基準ＤＩＦ
は、図８に示される「ＡＤＪＵＳＴモード」を使用し
て、ユーザの所望する値に適宜に修正乃至変更すること
ができる。図１５は、「ＡＤＪＵＳＴモード」による偏
差基準ＤＩＦの修正乃至変更のための光電センサの操作
手順を示す図である。同図に示されるように、偏差基準
ＤＩＦの修正乃至変更は、上下スイッチ１３１ａ，ｂを
押下することにより行われる。この例では、スイッチ１
３１ａを一回押下するごとに、偏差基準ＤＩＦが＋１ず
つインクリメントされる。また、スイッチ１３１ａを所
定時間以上押下を続けると、連続して偏差基準ＤＩＦの
インクリメントが行われる。また、スイッチ１３１ｂを
一回押下する毎に、偏差基準ＤＩＦが１ずつディクリメ
ントされ、スイッチ１３１ｂを所定時間以上押下し続け
ると１ずつ連続してディクリメントされる。

【０１５５】図１６は、「ＳＥＴモード」における各種
設定値の設定操作態様を示す図である。図８に示される
「セットモード」が選択（スライドスイッチ切り替え）
されると、この例では、光電センサ１は設定番号選択待
機状態（）となる。設定番号選択待機状態において
は、表示部１５には、そのとき設定されている設定番号
が表示される（同図においては、初期番号“１”が表示
されている）。このとき表示される設定番号は、図１７
に示される設定番号表の番号（１〜１０…）に対応して
おり、ここで番号を指定すると、その番号に対応する設
定番号で特定される各規定値（Ａｖｅ_ＣＮＴ，Ｐ_ＣＮ
Ｔ，ＳＭＰ（図１７参照））に纏めて設定・変更される
こととなる。尚、ここでの設定番号の指定は、上下スイ
ッチ１３１ａ，ｂを使用して表示部１５に表示される番
号を適宜にインクリメント或いはディクリメントして行
われる。

【０１５６】「セットモード」においては、各規定値
（Ａｖｅ_ＣＮＴ，Ｐ_ＣＮＴ，ＳＭＰ）を個別に設定乃
至変更することが可能とされている。例えば、設定番号
選択待機状態（）において、上スイッチ１３１ａを２
秒連続押下すると、次いで、受光量取得回数Ａｖｅ_Ｃ
ＮＴの設定待機状態（）となり、更に上スイッチ１３
１ａを２秒連続押下すると、次いで連続判定回数Ｐ_Ｃ
ＮＴの設定待機状態（）となり、更に上スイッチ１３
１ａを２秒連続押下すると、次いでサンプリング周期，
ＳＭＰの設定待機状態（）となる。これらの切り替え
は、下スイッチ１３２ｂを使用して逆順序で行うことも
できる。

【０１５７】そして、各規定値の設定・変更態様の一具
体例として、同図右側の点線枠内には、サンプリング周
期ＳＭＰ設定のための操作態様が示されている。サンプ
リング周期ＳＭＰの設定待機状態（）においては、表
示部１５には、そのとき設定されているサンプリング周
期ＳＭＰの値（この例では“（Ｓ）２”）が表示されて
いる）。この状態において、上下スイッチ１３１ａ，ｂ
を押下することにより、サンプリング周期ＳＭＰの値
は、インクリメントまたはディクリメントされる（〜
）。

【０１５８】先に説明したように、本実施の形態におけ
る上述の３種の設定値（ＳＭＰ，Ａｖｅ＿ＣＮＴ，Ｐ＿
ＣＮＴ）は、そのときどきの検出態様（この例では、主
として検出対象物体の搬送速度）に基づき想定される受
光量の変化特性を考慮して、適切な値の組合せとされる
のが望ましい。そこで、本発明の第２実施形態において
は、図１７に示される設定番号の指定が検出対象物体２
０の搬送装置（この例では、ベルトコンベア）の搬送速
度に基づき自動的に行われるようシステムが構成されて
いる。具体的には、本発明の第２実施形態は、光電セン
サ１と、ベルトコンベアと、ベルトコンベアのモータ回
転軸取り付けられる図示しないロータリーエンコーダ
と、を有し、このロータリーエンコーダで生成される速
度パルスは、電気コードを介して光電センサ１の速度パ
ルス入力部１３３に入力される。

【０１５９】図１８は、第２実施形態おける設定番号自
動選択に係る光電センサのＣＰＵ１７の動作内容を示す
フローチャートである。

【０１６０】この例では、光電センサ１にはロータリー
エンコーダからの速度パルスが所定周期毎に一定時間サ
ンプリングされ、そのときのパルス発生周期が算出され
る（ステップ１８０１）。次いで、算出されたパルス発
生周期に基づき、何れの設定番号を選択するかが決定さ
れる（ステップ１８０２〜ステップ１８０３）。

【０１６１】具体的には、パルス発生周期で特定される
ベルトコンベアの搬送速度に対して、好適と思われる設
定番号表の設定番号を予め特定しておき、それぞれの設
定番号と、それに対応する搬送速度との対応が示された
対応テーブルを別途設けておく。ステップ１８０２にお
いては、この対応テーブルに基づき、ステップ１８０１
で算出されたパルス発生周期に対応する設定番号が選別
（弁別）され（ステップ１８０２）、弁別された設定番
号に対応する設定値に各値（Ａｖｅ＿ＣＮＴ，Ｐ＿ＣＮ
Ｔ，ＳＭＰ）が設定される。（ステップ１８０３，
“１”〜“ｎ”のいずれか）。

【０１６２】尚、本実施形態における設定番号毎の各設
定値の組合せを以下に列挙する。 設定番号 １：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝ ２，Ｐ＿ＣＮＴ＝ ２，ＳＭＰ＝ １ 設定番号 ２：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝ ４，Ｐ＿ＣＮＴ＝ ２，ＳＭＰ＝ １ 設定番号 ３：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝ ８，Ｐ＿ＣＮＴ＝ ２，ＳＭＰ＝ １ 設定番号 ４：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝ ８，Ｐ＿ＣＮＴ＝ ４，ＳＭＰ＝ １ 設定番号 ５：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝ ８，Ｐ＿ＣＮＴ＝ ８，ＳＭＰ＝ １ 設定番号 ６：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝ ８，Ｐ＿ＣＮＴ＝１６，ＳＭＰ＝ １ 設定番号 ７：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝１６，Ｐ＿ＣＮＴ＝１６，ＳＭＰ＝ ２ 設定番号 ８：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝１６，Ｐ＿ＣＮＴ＝１６，ＳＭＰ＝ ４ 設定番号 ９：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝１６，Ｐ＿ＣＮＴ＝１６，ＳＭＰ＝ ８ 設定番号１０：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝１６，Ｐ＿ＣＮＴ＝１６，ＳＭＰ＝１６

【０１６３】このように、第２実施形態によれば、外部
環境条件の変動やセンサ内部における温度変化等の影響
による受光量の変動に柔軟に対応して、正確な検出動作
が可能であり、かつ、取得周期、受光量個数、又は、連
続個数判定用しきい値を、検出対象物体の搬送速度に応
じて一括設定可能なセンサシステムが提供される。尚、
この例では、搬送速度に応じて、各規定値を設定番号毎
の組み合わせに基づき一括して自動設定したが、無論、
各規定値は、該搬送速度に応じて別個に自動設定するこ
とも可能である。これは、例えば、パルス発生周期で特
定されるベルトコンベアの搬送速度に対して、好適な各
規定値（Ａｖｅ_ＣＮＴ，Ｐ_ＣＮＴ，ＳＭＰ）毎の値を
予め特定しておき、その対応テーブルを予め別途設けて
おくことで実現することができる。

【０１６４】尚、上述の第１，第２実施形態では、セン
サとして光電センサを適用したが、本発明は、光電セン
サに限らず、超音波センサ、近接センサ、圧力センサ、
温度センサ、煙感知器（ガスセンサ）、ｐＨセンサ等
々、種々のセンサに適用することができる。

【０１６５】以上の説明で明らかなように、本実施の形
態によれば、しきい値を、内部温度変化等による背景レ
ベルの変動に追従するようにして適宜に設定することが
できるから、外部環境の変化やセンサ内部の温度変化等
により、受光量に変動が生じても、安定した検出を行う
ことができる。

【０１６６】また、これにより、背景レベルの変動を予
め考慮して、背景レベルとしきい値との差を必要以上に
大きく設ける必要がなくなり、検出分解能の高精度化を
図ることが可能となる。

【０１６７】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、外部環境の変化や光電センサ内部の温度変化等
により、背景受光量に変動が生じても、しきい値が該背
景受光量の変動に適宜に追従されるから、該変動に左右
されることなく安定した検出を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施形態の回路構成の概略を示すブロック図
である。

【図２】本実施形態による物体存在有無検出に係る検出
原理を示すグラフである。

【図３】検出処理に係るＣＰＵの初期動作を示すフロー
チャートである。

【図４】受光量のサンプリング処理に係るＣＰＵの動作
内容を示すフローチャートである。

【図５】ＯＦＦ状態時処理の詳細を示すフローチャート
である。

【図６】ＯＮ状態時処理の詳細を示すフローチャートで
ある。

【図７】本実施形態によるしきい値の設定態様を示すグ
ラフである。

【図８】本実施形態の光電センサにおける各動作モード
の処理内容を概略的に示す図である。

【図９】光電センサを透過型として適用する場合の受光
量教示に係る検出対象物体と光電センサとの位置関係を
示す図である。

【図１０】光電センサを反射型として適用する場合の受
光量教示に係る検出対象物体と光電センサとの位置関係
を示す図である。

【図１１】２つの受光量Ｖａｉ１、Ｖａｉ２と基礎偏差
（ＤＩＦ）との関係を示すグラフである。

【図１２】受光量教示（ユーザ教示）のための光電セン
サ操作手順を示す図である。

【図１３】ＰＬＣを使用して教示を行う場合における表
示部１５の表示態様の変化の様子を示す図である。

【図１４】受光量教示（ＰＬＣ教示）に係るＣＰＵの動
作内容の詳細を示すフローチャートである。

【図１５】基礎偏差（ＤＩＦ）の修正乃至変更のための
光電センサの操作内容を示す図である。

【図１６】ＳＥＴモード利用時における各種設定値の設
定操作態様を示す図である。

【図１７】設定番号表における各設定番号毎の設定値の
組み合わせパターンを示す図である。

【図１８】ベルトコンベアの搬送速度に応じた設定値一
括自動設定のためのＣＰＵの動作内容をフローチャート
である。

【図１９】従来光電センサにおける受光量変動としきい
値との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 光電センサ １０ センサ本体部 １１ 投光部 １２ 受光部 １３ 入力部 １４ 出力部 １５ 表示部 １６ メモリ部 １７ ＣＰＵ ２０ 検出対象物体 １００ 電気コード １１１ ＬＥＤ １１２ ＬＥＤ駆動部 １２１ ＰＤ １２２ アンプ部 １３１ 操作入力部 １３２ タイミング信号入力部 １３３ 速度パルス入力部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 5F089 BB03 BB04 CA21 5J050 AA24 BB16 CC00 DD03 EE31 EE39 FF04 FF10

Claims (36)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周期的に取得される一連の受光量列の移
   動平均相当値を生成する演算手段と、 移動平均相当値に対して加算すべきオフセット量を設定
   するためのオフセット量設定手段と、 受光量現在値を、移動平均相当値にオフセット量を加算
   して得られる受光量しきい値と比較して弁別２値化する
   第１の弁別手段と、 第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個
   数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別
   手段とを有する光電センサ。
2. 【請求項２】 周期的に取得される一連の受光量列の移
   動平均相当値を生成する演算手段と、 移動平均相当値に対して乗算すべきオフセット係数を設
   定するためのオフセット係数設定手段と、 受光量現在値を、移動平均相当値にオフセット係数を乗
   算して得られる受光量しきい値と比較して弁別２値化す
   る第１の弁別手段と、 第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個
   数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別
   手段とを有する光電センサ。
3. 【請求項３】 移動平均相当値を生成するための演算に
   使用される受光量列の取得周期を設定するための取得周
   期設定手段を更に有する、請求項１または２に記載の光
   電センサ。
4. 【請求項４】 移動平均相当値を生成するための演算に
   使用される受光量列の受光量個数を設定するための受光
   量個数設定手段を更に有する、請求項１または２に記載
   の光電センサ。
5. 【請求項５】 第２の弁別手段に使用される連続個数判
   定用しきい値を設定するための手段を有する、請求項１
   または２に記載の光電センサ。
6. 【請求項６】 受光量列の取得周期、受光量列の受光量
   個数、および連続個数判定用しきい値の設定は、予め用
   意された複数種類の設定パターンの中から希望する設定
   パターンの符号を指定することにより一括設定可能とさ
   れている、請求項３乃至５の何れかに記載の光電セン
   サ。
7. 【請求項７】 外部機器を介して生成される搬送装置の
   搬送速度信号を入力する手段を更に有し、取得周期、受
   光量個数、又は、連続個数判定用しきい値は、該搬送速
   度信号に基づき自動設定される、請求項３乃至５の何れ
   かに記載の光電センサ。
8. 【請求項８】 オフセット量設定手段は、加算すべきオ
   フセット量を、プラス又はマイナスの双方の値に設定可
   能とされている、請求項１に記載の光電センサ。
9. 【請求項９】 オフセット係数設定手段は、乗算すべき
   オフセット係数を、物体存在有無の反転に基づく受光量
   の変化の方向別に設定可能とされている、請求項２に記
   載の光電センサ。
10. 【請求項１０】 教示操作を介して物体存在有無のそれ
    ぞれの状態における受光量を記憶する手段を更に有し、
    オフセット量設定手段は、記憶された受光量に基づき、
    オフセット量を自動設定する、請求項１に記載のセン
    サ。
11. 【請求項１１】 教示操作は、外部装置から到来する教
    示信号に基づき自動的に行われる、請求項１０に記載の
    光電センサ。
12. 【請求項１２】 教示操作を介して物体存在有無のそれ
    ぞれの状態における受光量を記憶する手段を更に有し、
    オフセット係数設定手段は、記憶された受光量に基づ
    き、オフセット係数を自動設定する、請求項１に記載の
    センサ。
13. 【請求項１３】 教示操作は、外部装置から到来する教
    示信号に基づき自動的に行われる、請求項１２に記載の
    光電センサ。
14. 【請求項１４】 受光量現在値と受光量しきい値との比
    較結果に基づき、その受光量現在値を、演算手段におけ
    る移動平均相当値生成のための新たな受光量列の１つと
    して採用するか否かを弁別する手段を更に有する、請求
    項１乃至１３の何れかに記載の光電センサ。
15. 【請求項１５】 新たな移動平均相当値生成に採用され
    る受光量現在値のうち、そのときの移動平均相当値近傍
    の所定範囲外の値を有する受光量現在値については、該
    移動平均相当値近傍の規定値に置換される、請求項１４
    に記載の光電センサ。
16. 【請求項１６】 搬送装置と、該搬送装置の搬送速度に
    対応した速度パルスを生成する速度パルス生成装置と、
    光電センサとを備え、該搬送装置により順次搬送されて
    くる検出対象物体が所定領域内に存在するか否かを検出
    するセンサシステムであって、 光電センサは、 周期的に取得される一連の受光量列の移動平均相当値を
    生成する演算手段と、 移動平均相当値に対して加算すべきオフセット量を設定
    するためのオフセット量設定手段と、 受光量現在値を、移動平均相当値にオフセット量を加算
    して得られる受光量しきい値と比較して弁別２値化する
    第１の弁別手段と、 第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個
    数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別
    手段と、 速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パル
    スに基づき、移動平均相当値を生成するための演算に使
    用される受光量列の取得周期を自動設定する手段と、を
    有することを特徴とするセンサシステム。
17. 【請求項１７】 搬送装置と、該搬送装置の搬送速度に
    対応した速度パルスを生成する速度パルス生成装置と、
    光電センサとを備え、該搬送装置により順次搬送されて
    くる検出対象物体が所定領域内に存在するか否かを検出
    するセンサシステムであって、 光電センサは、 周期的に取得される一連の受光量列の移動平均相当値を
    生成する演算手段と、 移動平均相当値に対して乗算すべきオフセット係数を設
    定するためのオフセット係数設定手段と、 受光量現在値を、移動平均相当値にオフセット係数を乗
    算して得られる受光量しきい値と比較して弁別２値化す
    る第１の弁別手段と、 第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個
    数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別
    手段と、 速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パル
    スに基づき、移動平均相当値を生成するための演算に使
    用される受光量列の取得周期を自動設定するための手段
    と、を有することを特徴とするセンサシステム。
18. 【請求項１８】 搬送装置と、該搬送装置の搬送速度に
    対応した速度パルスを生成する速度パルス生成装置と、
    光電センサとを備え、該搬送装置により順次搬送されて
    くる検出対象物体が所定領域内に存在するか否かを検出
    するセンサシステムであって、 光電センサは、 周期的に取得される一連の受光量列の移動平均相当値を
    生成する演算手段と、 移動平均相当値に対して加算すべきオフセット量を設定
    するためのオフセット量設定手段と、 受光量現在値を、移動平均相当値にオフセット量を加算
    して得られる受光量しきい値と比較して弁別２値化する
    第１の弁別手段と、 第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個
    数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別
    手段と、 速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パル
    スに基づき、移動平均相当値を生成するための演算に使
    用される受光量列の受光量個数を自動設定するための受
    光量個数設定手段と、を有する、センサシステム。
19. 【請求項１９】 搬送装置と、該搬送装置の搬送速度に
    対応した速度パルスを生成する速度パルス生成装置と、
    光電センサとを備え、該搬送装置により順次搬送されて
    くる検出対象物体が所定領域内に存在するか否かを検出
    するセンサシステムであって、 光電センサは、 周期的に取得される一連の受光量列の移動平均相当値を
    生成する演算手段と、 移動平均相当値に対して乗算すべきオフセット係数を設
    定するためのオフセット係数設定手段と、 受光量現在値を、移動平均相当値にオフセット係数を乗
    算して得られる受光量しきい値と比較して弁別２値化す
    る第１の弁別手段と、 第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個
    数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別
    手段と、 速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パル
    スに基づき、移動平均相当値を生成するための演算に使
    用される受光量列の受光量個数を自動設定するための受
    光量個数設定手段と、を有する、センサシステム。
20. 【請求項２０】 搬送装置と、該搬送装置の搬送速度に
    対応した速度パルスを生成する速度パルス生成装置と、
    光電センサとを備え、該搬送装置により順次搬送されて
    くる検出対象物体が所定領域内に存在するか否かを検出
    するセンサシステムであって、 光電センサは、 周期的に取得される一連の受光量列の移動平均相当値を
    生成する演算手段と、 移動平均相当値に対して加算すべきオフセット量を設定
    するためのオフセット量設定手段と、 受光量現在値を、移動平均相当値にオフセット量を加算
    して得られる受光量しきい値と比較して弁別２値化する
    第１の弁別手段と、 第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個
    数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別
    手段と、 速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パル
    スに基づき、第２の弁別手段に使用される連続個数判定
    用しきい値を自動設定するための手段と、を有すること
    を特徴とするセンサシステム。
21. 【請求項２１】 搬送装置と、該搬送装置の搬送速度に
    対応した速度パルスを生成する速度パルス生成装置と、
    光電センサとを備え、該搬送装置により順次搬送されて
    くる検出対象物体が所定領域内に存在するか否かを検出
    するセンサシステムであって、 光電センサは、 周期的に取得される一連の受光量列の移動平均相当値を
    生成する演算手段と、 移動平均相当値に対して乗算すべきオフセット係数を設
    定するためのオフセット係数設定手段と、 受光量現在値を、移動平均相当値にオフセット係数を乗
    算して得られる受光量しきい値と比較して弁別２値化す
    る第１の弁別手段と、 第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個
    数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別
    手段と、 速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パル
    スに基づき、第２の弁別手段に使用される連続個数判定
    用しきい値を自動設定するための手段と、を有すること
    を特徴とするセンサシステム。
22. 【請求項２２】 周期的に取得される一連の特徴量列の
    移動平均相当値を生成する演算手段と、 移動平均相当値に対して加算すべきオフセット量を設定
    するためのオフセット量設定手段と、 特徴量現在値を、移動平均相当値にオフセット量を加算
    して得られる特徴量しきい値と比較して弁別２値化する
    第１の弁別手段と、 第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個
    数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別
    手段とを有するセンサ。
23. 【請求項２３】 周期的に取得される一連の特徴量列の
    移動平均相当値を生成する演算手段と、 移動平均相当値に対して乗算すべきオフセット係数を設
    定するためのオフセット係数設定手段と、 特徴量現在値を、移動平均相当値にオフセット係数を乗
    算して得られる特徴量しきい値と比較して弁別２値化す
    る第１の弁別手段と、 第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個
    数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別
    手段とを有するセンサ。
24. 【請求項２４】 移動平均相当値を生成するための演算
    に使用される特徴量列の取得周期を設定するための取得
    周期設定手段を更に有する、請求項２２または２３に記
    載のセンサ。
25. 【請求項２５】 移動平均相当値を生成するための演算
    に使用される特徴量列の特徴量個数を設定するための特
    徴量個数設定手段を更に有する、請求項２２または２３
    に記載のセンサ。
26. 【請求項２６】 第２の弁別手段に使用される連続個数
    判定用しきい値を設定するための手段を有する、請求項
    ２２または２３に記載のセンサ。
27. 【請求項２７】 特徴量列の取得周期、特徴量列の特徴
    量個数、および連続個数判定用しきい値の設定は、予め
    用意された複数種類の設定パターンの中から希望する設
    定パターンの符号を指定することにより一括設定可能と
    されている、請求項２４乃至２６の何れかに記載のセン
    サ。
28. 【請求項２８】 外部機器を介して生成される搬送装置
    の搬送速度信号を入力する手段を更に有し、取得周期、
    特徴量個数、又は、連続個数判定用しきい値は、該搬送
    速度信号に基づき自動設定される、請求項２４乃至２６
    の何れかに記載のセンサ。
29. 【請求項２９】 オフセット量設定手段は、加算すべき
    オフセット量を、プラス又はマイナスの双方の値に設定
    可能とされている、請求項２２に記載のセンサ。
30. 【請求項３０】 オフセット係数設定手段は、乗算すべ
    きオフセット係数を、事象発生有無の反転に基づく特徴
    量の変化の方向別に設定可能とされている、請求項２３
    に記載のセンサ。
31. 【請求項３１】 教示操作を介して事象発生有無のそれ
    ぞれの状態における特徴量を記憶する手段を更に有し、
    オフセット量設定手段は、記憶された特徴量に基づき、
    オフセット量を自動設定する、請求項２２に記載のセン
    サ。
32. 【請求項３２】 教示操作は、外部装置から到来する教
    示信号に基づき自動的に行われる、請求項３１に記載の
    センサ。
33. 【請求項３３】 教示操作を介して事象発生有無のそれ
    ぞれの状態における特徴量を記憶する手段を更に有し、
    オフセット係数設定手段は、記憶された特徴量に基づ
    き、オフセット係数を自動設定する、請求項２３に記載
    のセンサ。
34. 【請求項３４】 教示操作は、外部装置から到来する教
    示信号に基づき自動的に行われる、請求項３３に記載の
    センサ。
35. 【請求項３５】 特徴量現在値と特徴量しきい値との比
    較結果に基づき、その特徴量現在値を、演算手段におけ
    る移動平均相当値生成のための新たな特徴量列の１つと
    して採用するか否かを弁別する手段を更に有する、請求
    項２２乃至３４の何れかに記載のセンサ。
36. 【請求項３６】 新たな移動平均相当値生成に採用され
    る特徴量現在値のうち、そのときの移動平均相当値近傍
    の所定範囲外の値を有する特徴量現在値については、該
    移動平均相当値近傍の規定値に置換される、請求項３５
    に記載のセンサ。