JP2005024314A

JP2005024314A - 検出センサおよび基板検出装置

Info

Publication number: JP2005024314A
Application number: JP2003187932A
Authority: JP
Inventors: Koshi Ito; 耕嗣伊藤
Original assignee: Sunx Ltd
Current assignee: Panasonic Industrial Devices SUNX Co Ltd
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2005-01-27

Abstract

【課題】物体などの検出レベルと非検出レベルの設定において、中間レベルの信号によるチャタリング発生を防止して確実にこれらを検出する。
【解決手段】投光素子の光を投光用光ファイバ１９から検出領域Ａに投光して受光用光ファイバ２０で受光して受光素子に受光させる配置で、基板２の貫通孔３を検出する。貫通孔３がある状態で受光したときと基板２で遮光された状態で受光したときとで、受光信号レベルを入力し、所定量レベルシフトして第一、第二基準レベルを設定する。ＣＰＵは、受光信号レベルが第一基準レベルを超えると貫通孔３有りと判断し、この後、第二基準レベルを下回るときに貫通孔３がないことを判定する。中間レベルの受光信号レベルでチャタリングを起こすのを防止できる。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、検出エリアにおける物体の存在の有無などに応じて検出信号を出力する検出センサおよび検出対象物である基板の所定形状の有無を検出して検出信号を出力する基板検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
検出エリアにおける物体の存在の有無などに応じて検出信号を出力する検出センサなどにおいては、例えば検出エリアに投光してその透過光あるいは反射光を検出してその光の強度に比例した電気信号のレベルをしきい値と比較して検出信号を生成している。
【０００３】
例えば、受光信号の強度に対応する検出レベルがしきい値レベル以上のときに被検出物が存在する状態を検出し、検出レベルがしきい値レベル未満のときには被検出物が存在しない状態であることを検出する。
【０００４】
しかし一般に検出センサでは内部回路で生じるノイズによって検出レベルは微少に変動しているので、例えば検出状態として検出レベルがしきい値レベルと非常に近い場合、前記内部ノイズの変動によってしきい値レベルに対して上回ったり、下回ったりを繰り返しすことがある。このため、結果検出結果が被検出物が存在する検出状態と被検出物が存在しない非検出状態が繰り返されることになり非常に不安定な検出状態であるいわゆるチャタリング状態となってしまう場合がある。
【０００５】
これを避けるための構成として次のようなものがある。例えば、検出センサのしきい値を設定すると、その比較回路にはヒステリシス特性が設けられており、設定されたしきい値に対して、オフからオンへ反転する際の検出しきい値とオンからオフへ反転する際の非検出しきい値を異なるレベルに設定するものである。
【０００６】
例えば、被検出物が存在するときの検出レベルと存在しないときの検出レベルの中間レベルに対して所定レベルプラスしたレベルを検出しきい値、マイナスしたレベルを非検出しきい値とする。一旦検出レベルが検出しきい値を上回ると、次に検出レベルが非検出レベルを下回らない限り検出状態が反転しないので、不安定な検出状態を避けることができる。
【０００７】
また、このようにヒステリシス特性を考慮してチャタリング防止を図るようにしたものとして、例えば特許文献１がある。この特許文献１では、ヒステリシス幅を適切に設定するようにしたものが開示されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−２３０６６３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような従来構成のものでは、次のような場合において検出動作に不都合を生じていた。すなわち、例えば、検出物体の表面が凹凸のあるもので、その凹凸状態によって検出レベルがしきい値レベル付近で上下に大きくばらつく場合、このばらつきによって上記のチャタリングがおこってしまい、安定した検出が行えないという問題があった。
【００１０】
図７はその具体例を示すもので、透過型の光ファイバセンサを用いた基板検出装置で検出動作を行う場合である。同図（ａ），（ｄ）は、ファイバセンサの先端部１ａ，１ｂが対向した状態に配置された検出領域Ａに基板２を通過させる場合の例を示している。
【００１１】
検出対象である基板２は、基板部２ａの表面に保護用の半透明のフィルム２ｂが貼り合わされた状態に形成されたもので、その両者を貫通するように形成された貫通孔３の位置を検出するためのものである。基板部２ａに形成した貫通孔３ａとフィルム２ｂに形成した貫通孔３ｂとを一致させるようにして貼り合わせた基板２の貫通孔３を検査するもので、同図（ａ）の場合には、貫通孔３ａと３ｂとが若干ずれているものの、透過光が受光される状態のものである。また、同図（ｄ）の場合には、貫通孔３ａと３ｂとがずれ過ぎていて透過光が受光できない状態のものである。
【００１２】
同図（ａ），（ｄ）の各場合の受光信号レベルは同図（ｂ），（ｅ）に示すようになっている。この図において、基板部２ａでは光が遮断されるので受光信号レベルが最も低く、フィルム２ｂ部分では一部光が透過することから受光信号レベルは中間レベルあたりを変動するようになり、貫通孔３ａ，３ｂの重なる部分では光が完全に透過するので受光信号レベルは最も高くなる。
【００１３】
このとき、従来の判定レベルの設定では、光が遮断されたときと完全に透過したときの両者の受光信号レベルを設定すると、それらの中間レベルがしきい値として設定されるようになっていた。この結果、検出信号は、同図（ｃ），（ｆ）に示すように、フィルム２ｂを透過した光による受光信号レベルが中間レベルで変動するのに対応して、しきい値を横切る毎に出力が変動するいわゆるチャタリング状態の出力信号となってしまうものであった。
【００１４】
このことは、チャタリングが発生することで、正確な検出動作が阻害されるばかりか、検出しようとする貫通孔３の位置を正確に認識することができなくなってしまうという不具合を招くものであった。
【００１５】
この場合、フィルム２ｂによる透過光の受光信号レベルに対するチャタリングを防止するために、しきい値に対するヒステリシス幅の設定を変更することも考えられるが、これでは、しきい値の近傍の変動についてはチャタリングの防止をすることができても、しきい値からシフトしたレベルでの変動に対処することができなくなるし、不必要に広い範囲を設定してしまうことになり確実な検出動作ができなくなることが考えられる。また、従来では、このような設定を行うことができるコンパレータ自体も存在しておらず、その対処が要望されているものであった。
【００１６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、物体などの検出レベルと非検出レベルの設定において、確実にこれらを検出することができ、しかも、中間レベルで不用意に検出することなく検出動作を安定して行うことができるようにした検出センサおよび基板検出装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１の発明は、検出対象の物理量を検知しその物理量に応じた検知信号を出力する物理量検知手段と、前記物理量検知手段の前記検知信号レベルにもとづいて、オン点判定レベルとオフ点判定レベルとを設定するしきい値設定手段と、前記物理量検知手段から出力される前記検知信号レベルと前記しきい値設定手段で設定されたオン点判定レベル及びオフ点判定レベルとの比較を行い、前記検知信号レベルが前記オン点判定レベルを上回るとオン出力を行うと共に前記検知信号レベルが前記オフ点判定レベルを下回るとオフ出力を行う検出手段とを設け、前記しきい値設定手段を、前記検出対象の検出状態における前記検知信号レベルを第一の検知信号レベルとして入力しこれを非検出状態における前記検知信号レベルへ向けて所定レベルシフトさせたレベルと、前記検出対象の非検出状態における前記検知信号レベルを第二の検知信号レベルとして入力しこれを検出状態における前記検知信号レベルへ向けて所定レベルシフトさせたレベルとの両者のレベルのうちの一方を前記オン点判定レベルとして設定すると共に、他方を前記オフ点判定レベルとして設定するように構成したところに特徴を有する。
【００１８】
上記構成によれば、検出動作に先立って、しきい値設定手段により、しきい値を設定するときに検出手段の第一および第二の検知信号レベルに対応してオン点判定レベルとオフ点判定レベルとを設定するので、検出対象の検出状態および非検出状態のそれぞれに対応した検出動作を行わせることができる。このことは、例えば凹凸のある検出物体の凸部を検出したい場合であっても、凹凸状態によって中間レベルの検知信号によるチャタリングのような検出状態が不安定になることが容易に避けられるようになる。
【００１９】
請求項２の発明は、上記請求項１の発明において、しきい値設定用の操作手段を設け、前記しきい値設定手段を、検出領域内に検出対象が存在する状態のときに前記操作手段の操作により入力される検知信号のレベルを前記第一の検知信号レベルとして入力し、検出領域内に検出対象が存在しない状態のときに前記操作手段の操作により入力される検知信号のレベルを前記第二の検知信号レベルとして入力するように構成したところに特徴を有する。
【００２０】
上記構成によれば、しきい値設定に際して、検出対象が存在するときと存在しないときの各検知信号のレベルを、操作手段を操作することで第一の検知信号レベルおよび第二の検知信号レベルとして入力することができるので、使用者がしきい値を設定する際に、検出条件の１つであるしきい値の設定を簡単に行うことができるようになる。
【００２１】
請求項３の発明は、前記請求項１の発明において、前記しきい値設定手段を、前記しきい値設定の処理においては、前記検出領域内を横切るように検出対象物を移動させたときに、前記検知信号レベルの最大レベルおよび最小レベルのうちのいずれか一方を前記第一の検知信号レベルとし他方を第二の検知信号レベルとして入力するように構成したところに特徴を有する。
【００２２】
上記構成によれば、しきい値設定に際して、検出対象を検出領域へ通過させるだけでそのときの検知信号レベルの最大レベルおよび最小レベルを取り込んでいずれか一方を第一の検知信号レベル他方を第二の検知信号レベルとして入力することができるので、しきい値設定を自動的（フルオートティーチングタイプ）に行うことができ、これによって簡単且つ迅速にしきい値設定をすることができるようになる。
【００２３】
請求項４の発明は、上記各発明において、前記物理量検知手段を、投光素子と、この投光素子から照射される光を検出領域へ導く投光用光ファイバと、前記投光用光ファイバから出射される光を取り込む受光用光ファイバと、前記受光用光ファイバで取り込まれた光を受光する受光素子とを備えた構成としたところに特徴を有する。
【００２４】
上記構成によれば、物理量検知手段として、光ファイバを用いた検出センサを構成するので、検出対象物が有る状態と無い状態とで得られる検知信号のレベルに応じた検出動作が行えるので、受光信号が中間レベルとなる検知信号が入力した場合でも、しきい値として中間レベルの検知信号を検出することがなくなるので、確実に検出動作を行うことができるようになる。
【００２５】
請求項５の発明は、上記各発明において、前記しきい値設定手段を、前記第一および第二の検知信号レベルから前記オン点判定レベルおよび前記オフ点判定レベルを設定する際のレベルシフト量を変更可能に構成したところに特徴を有する。
【００２６】
上記構成によれば、レベルシフト量を変更設定することができるので、検出対象によって変化する検出状態に応じた最適なオン点判定レベル及びオフ点判定レベルの設定が可能となり、確実な検出動作が行えると共に、中間レベルを検出することによるチャタリングなどを防止できるので、正確な検出動作が行えるようになる。
【００２７】
請求項６の発明は、基板にフイルムを貼り合わせた状態の検出対象物に形成された貫通孔の有無を検出する基板検出装置を対象とするものであり、検出領域に光を照射する投光素子と、この投光素子より照射された光を前記基板へ向けて出射させる投光用光ファイバと、前記投光用光ファイバから照射された光を取り込む受光用光ファイバと、前記受光用光ファイバで取り込まれた光を受光する受光素子と、前記受光素子から出力される受光信号レベルにもとづいて、第一基準レベルと第二基準レベルとを設定するしきい値設定手段と、前記受光素子から出力される前記受光信号レベルと前記しきい値設定手段で設定された第一基準レベル及び第二基準レベルとの比較を行い、前記受光信号レベルが前記第一基準レベルを上回るときに貫通孔有り状態を判断し、前記受光信号レベルが前記第二基準レベルを下回るときに貫通孔無し状態を判断する検出手段とを備え、前記しきい値設定手段を、前記受光信号レベルの貫通孔有りのレベルから所定量レベルダウンさせたレベルを前記第一基準レベルとして設定すると共に、前記検知信号レベルの貫通孔無しのレベルから所定量レベルアップさせたレベルを前記第二基準レベルとして設定するように構成したところに特徴を有する。
【００２８】
上記構成によれば、基板の孔とフイルムの孔に位置ずれが生じて、フイルムのみの部分が発生して受光レベルにばらつきが生じたとしても、その受光レベルのばらつきが生じている部分の検出を行わぬように第一基準レベルと第二基準レベルを適切な状態に設定することができるようになり、貫通孔有りの状態を確実に検出することが可能となる。
【００２９】
請求項７の発明は、上記請求項６の発明において、しきい値設定用の操作手段を設け、前記しきい値設定手段を、前記基板の前記貫通孔が前記検出領域に配置されたときに前記操作手段が操作されるとそのときの前記受光信号レベルを取り込んで前記貫通孔有りレベルとして受け付けると共に、前記基板の前記貫通孔以外の箇所が前記検出領域に配置されたときに前記操作手段が操作されるとそのときの前記受光信号レベルを取り込んで前記貫通孔無しレベルとして受け付けるように構成したところに特徴を有する。
【００３０】
上記構成によれば、しきい値設定に際して、検出対象が存在するときと存在しないときの各検知信号のレベルを、操作手段を操作することでオン相当レベルおよびオフ相当レベルとして取り込むことができるので、使用者がしきい値を設定する際に、検出条件の１つであるしきい値の設定を簡単に行うことができるようになる。
【００３１】
請求項８の発明は、前記請求項６の発明において、前記しきい値設定手段を、前記第一および第二基準レベルの設定の処理においては、一枚以上の前記基板を検出領域を横切るように移動させたときに、前記受光信号レベルの最大レベルを取り込んでこれを貫通孔有りのレベルとして受け付け、前記受光信号レベルの最小レベルを取り込んでこれを貫通孔無しのレベルとして受け付けるように構成したところに特徴を有する。
【００３２】
上記構成によれば、しきい値設定に際して、検出対象を検出領域へ通過させるだけでそのときの検知信号レベルの最大レベルおよび最小レベルを取り込んでオン相当レベルおよびオフ相当レベルとして受け付けることができるので、しきい値設定を自動的（フルオートティーチングタイプ）に行うことができ、これによって簡単且つ迅速にしきい値設定をすることができるようになる。
【００３３】
請求項９の発明は、前記請求項６ないし８の発明において、前記しきい値設定手段を、前記貫通孔有りレベルから第一基準レベルへのレベルシフト量及び前記貫通孔無しレベルから前記第二基準レベルへのレベルシフト量を変更可能に構成したところに特徴を有する。
【００３４】
上記構成によれば、レベルシフト量を変更設定することができるので、検出対象によって変化する検出状態に応じた最適な第一基準レベル及び第二基準レベルの設定が可能となり、確実な検出動作が行えると共に、中間レベルを検出することによるチャタリングなどを防止できるので、正確な検出動作が行えるようになる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
以下、本発明を透過型の光電センサで検出部に光ファイバを用いる構成のファイバセンサを用いて基板２の貫通孔３を検出するようにした基板検出装置に適用した場合の第１の実施形態について図１ないし図５を参照して説明する。
【００３６】
図１はファイバセンサを利用した基板検出装置１１の電気的なブロック構成を示している。ＣＰＵ１２は、後述する検出処理動作およびしきい値設定処理を実行するもので、しきい値設定手段としての機能を備えている。このＣＰＵ１２には、投光駆動回路１３、受光回路１４が接続されると共に、操作スイッチ１５、モード切替スイッチ１６、デジタル表示器１７が接続されている。
【００３７】
投光駆動回路１３は、投光素子としてのＬＥＤ１８が接続されており、投光パルスを与えて投光動作を行う。ＬＥＤ１８から出射される光は投光用光ファイバ１９を介して検出領域Ａに投光されるように構成されている。検出領域Ａに投光された光は受光用光ファイバ２０を介して受光素子としてのフォトダイオード２１により受光される。フォトダイオード２１は受光回路１４に接続されており、受光レベルに応じた受光信号を出力する。
【００３８】
なお、投光用光ファイバ１９および受光用光ファイバ２０のそれぞれの先端部１９ａ，２０ａには、取り付け固定用のねじが形成されており、ブラケットや固定具に簡単に取り付けることができるように構成されている。以上により物理量検出手段が構成されている。
【００３９】
操作スイッチ５は、各種設定を行うためのもので、プッシュ機能と左右のスライド機能を兼用するジョグスイッチを用いており、主にプッシュ機能によって決定操作をスライド機能によって選択操作を行うことができるようになっている。
【００４０】
モード切換スイッチ６は、押圧操作によって設定するモードを順次切り換えることができるようになっている。設定可能なモードとしては、例えば、通常検出モード、しきい値設定モード、シフトレベル設定モードの３つのモードであり、押圧操作する毎に順次循環的に次のモードに設定するように構成されている。
【００４１】
デジタル表示器７は、受光量や設定量、設定状態のなどの種々の表示動作を行うためのもので、４桁の７セグメントＬＥＤの他に、モード表示灯を備えた構成である。モード表示灯は前記した通常検出モード、しきい値設定モード、シフトレベル設定モードのそれぞれに対応した表示ＬＥＤを備え、モード切換スイッチ６を押圧操作すると、対応するモードの表示灯が点灯することで、作業者は現在どのモードが選択されているかを知ることができる。
【００４２】
また、デジタル表示器７の４桁の７セグメントＬＥＤは、受光レベルやしきい値レベル（オン点検出レベル、オフ点検出レベルもしくは第一基準レベル、第二基準レベルに相当する）、シフトレベルなどをＣＰＵ２から与えられる数値データに応じて表示するように構成されている。
【００４３】
次に、本実施形態の作用について図２ないし図５も参照して説明する。なお、基板２は、前述同様に貫通孔３ａが形成された基板部２ａに、同じ径の貫通孔３ｂが形成されたフィルム２ｂを貼り合わせるようにした構成で、基板検出装置１は、その貫通孔３の位置を検出するようにしたものである。
【００４４】
検出動作に先立って検出対象物である基板２の貫通孔３を検出するために、貫通孔３が有る部分と無い部分との受光信号レベルを入力して登録設定しておく必要がある。これはしきい値設定処理としてＣＰＵ１２が図２あるいは図３に示すプログラムにより実施するようになっている。
【００４５】
なお、透過型の検出構成の場合には受光状態と遮光状態とは一定の状態であるから、しきい値設定のために受光信号レベルをサンプリングする必要がないようにも取れるが、実際には、ＬＥＤ１８から出射される光の強度が検出距離に応じて変動する要因や、遮光状態でも半透明のフィルムなどを用いる場合で、光の透過量がある場合などにも対応すべく、しきい値を設定することは必要な条件となっている。
【００４６】
［２点ティーチング法によるしきい値設定］
ここで、しきい値の設定処理の方法は、例えば２点ティーチング法とフルオートティーチング法とがあり、まず２点ティーチング法について説明する。初めに、モード切換スイッチ１６を操作して、しきい値設定モードの選択状態に設定する。次に、対象物である基板２を検出領域Ａに配置し、貫通孔３が存在している部分を投光用光ファイバ１９の先端部１９ａと受光用光ファイバ２０の先端部２０ａとが対向する部分に配置する。
【００４７】
この状態で、操作スイッチ１５を押圧操作すると、ＣＰＵ１２は、図２に示すしきい値設定プログラムにしたがって、操作スイッチ１５からの操作信号に基づいて、投受光動作による受光信号レベルをサンプリングするようになる（ステップＳ１，Ｓ２）。
【００４８】
次に基板２により遮光される状態つまり、基板２の貫通孔３から外れた状態で基板部２ａにより投光用光ファイバ１９からの光を遮断している状態で操作スイッチ１５を押圧操作すると、ＣＰＵ１２は、操作スイッチ１５からの操作信号に基づいて、投受光動作による受光信号レベルをサンプリングする（ステップＳ３，Ｓ４）。
【００４９】
ＣＰＵ１２は、２つの受光信号レベルをサンプリングすると、次に各受光信号レベルに対してそれぞれ所定量だけレベルシフトして第一基準レベル、第二基準レベルを演算して求める（ステップＳ５，Ｓ６）。レベルシフトの量は、後述するシフトレベル設定モードで設定されるシフトレベル値で設定されるもので、ここでは例えばＡ％として設定入力するようになっている。
【００５０】
具体的には、ＣＰＵ１２は、先にサンプリングした貫通孔有りの受光信号レベルをＤｌ，後にサンプリングした貫通孔無しの受光信号レベルをＤ２とし、シフトレベルＡ％に対して、次の演算式（１），（２）で第一基準レベルＬｌ，第二基準レベルＬ２を計算し、得られた結果を設定する（図５（ｂ）も参照）。
【００５１】
Ｌ１＝Ｄｌ−Ｄｌ×Ａ／１００ …（１）
Ｌ２＝Ｄ２＋Ｄ２×Ａ／１００ …（２）
ＣＰＵ１２は、上記した第一基準レベルＬｌ，第二基準レベルＬ２の設定が問題なく実行できたときには、デジタル表示器１７に「ｇｏｏｄ」という表示を行わせる。この結果、作業者はその表示によってしきい値が正常に設定されたことを確認することができる。これにより、モード切換スイッチ１６によって通常検出モードへ切り換えることで後述する検出動作を行わせることができるようになる。
【００５２】
［フルオートティーチング法によるしきい値設定］
次に、フルオートティーチング法によるしきい値設定の動作について図３を参照して説明する。このフルオートティーチング法によるしきい値設定では、例えばライン上に基板２を載置した状態で移動させ、操作スイッチ１５を一定時間以上押圧操作し続けることで受光信号レベルをサンプリングする。
【００５３】
すなわち、ＣＰＵ１２は、操作スイッチ１５から操作信号が連続して入力されると、その間受光信号レベルをサンプリングし続けるようになっている（ステップＳ１１〜Ｓ１３）。このとき、しきい値設定用に用いる基板２は複数枚とすることで、サンプリングデータ量を増やすことができ、これによって安定したしきい値を設定することができるようになる。
【００５４】
所定枚数の基板２をライン上で流し終えたら、操作スイッチ１５を離してオフする。ＣＰＵ１２は、受光信号レベルのサンプリングを終了し（ステップＳ１３で「ＮＯ」と判断）、サンプリングした受光信号レベルの中から最大値と最小値を抽出する（ステップＳ１４）。この抽出処理は、例えば、受光信号レベルのデータをサンプリングする毎に、それまでの最大値及び最小値との比較を逐次行って最大値及び最小値を常時更新していくことで、結果的に所定期間内の最大値と最小値を抽出することができる。
【００５５】
次に、ＣＰＵ１２は、抽出した最大値を受光信号レベルＤｌ，最小値を受光信号レベルＤ２とし、２点ティーチング法のところで述べたのと同様にして、式（１），（２）に基づいた演算によって第一基準レベルＬｌ，第二基準レベルＬ２を算出してこれを設定する（ステップＳ１５〜Ｓ１７）。
【００５６】
尚、上記２点ティーチング、フルオートティーチングのいずれにおいても、受光信号レベルＤ２がゼロである場合には、前述した式（２）の演算でレベルシフト量Ａ％に対してゼロとなってしまうため、レベルシフトをすることができなくなるが、その場合は最低シフトレベルＢをあらかじめ設定しておいて、これを次式（３）で示すように、Ｄ２に加算してＬ２を設定する。
【００５７】
Ｌ２＝Ｄ２＋Ｂ …（３）
（ここで、最低シフトレベル量Ｂは、測定動作でノイズの影響を受けない程度にあらかじめ決められた固定レベルである。）
このようにして設定が問題なく終了すると、ＣＰＵ１２は、デジタル表示器１７に「ｇｏｏｄ」という表示を行わせる。この結果、作業者はその表示によってしきい値が正常に設定されたことを確認することができる。これにより、モード切換スイッチ１６によって通常検出モードへ切り換えることで後述する検出動作を行わせることができるようになる。
【００５８】
［通常検出動作］
次に、通常検出動作について図４を参照して説明する。
【００５９】
モード切換スイッチ１６の操作によって通常検出モードが選択設定されると、ＣＰＵ１２は、上述のようにして設定されたしきい値である第一および第二基準レベルにもとづいて検出動作を行う。
【００６０】
この通常検出動作では、ＣＰＵ１２は、投光駆動回路１３へ駆動信号（投光パルス）を所定周期毎に送り、ＬＥＤ１８により所定周期毎に投光動作を行わせる。そして、ＣＰＵ１２は、投光周期に同期して受光回路から受光信号レベルをサンプリングしその受光信号レベルのデータを取り込む（ステップＰ１，Ｐ２）。
【００６１】
次にＣＰＵ１２は、サンプリングした受光信号レベルと基準レベルとの比較を行うが、ここで、比較時つまり前回の検出結果が貫通孔有りと判断しているか否かに応じて比較する基準が異なる。初回検出動作時あるいは前回貫通孔有りと判断していない場合には（ステップＰ３で「ＮＯ」と判断）、第一基準レベルと受光信号レベルとの比較を行う（ステップＰ４）。受光信号レベルが第一基準レベルを上回ると検出状態がオンとなり、基板の貫通孔有りと判断する。必要によって検出信号を外部へ出力する（ステップＰ５）。
【００６２】
また、ＣＰＵ１２は、前回の検出状態が貫通孔有りと判断している場合、つまりステップＰ３で「ＹＥＳ」と判断した場合には、受光信号レベルと第二基準レベルとの比較を行う（ステップＰ６）。フイルム２ｂの部分では受光信号レベルが安定しないが、第二基準レベル以下とはならないので、検出状態は変化しない。つまり、従来のようにチャタリングがおこらない。
【００６３】
そして、基板部２ａの部分になって、受光信号レベルが第二基準レベル以下となると検出状態はオフとなり、基板２の貫通孔３は存在しないと判断し、検出信号の出力は停止される（ステップＰ７）。
【００６４】
この結果、上記したように、フイルム２ｂの部分による受光信号レベルの不安定領域によって検出状態が反転しないので、チャタリングが防止され、安定した検出が可能となる。
【００６５】
この様子は、図５に示すように、受光信号レベルが中間レベルで不安定となる場合（同図（ｂ）、（ｅ）参照）に、従来技術の項の説明では検出出力がチャタリングをおこしていた状態であったものが、この実施形態においては、同図（ｃ）、（ｆ）に示すように、貫通孔３が存在する部分のみの検出出力を得ることができるようになる。
【００６６】
［シフトレベル設定モード］
次に、シフトレベル設定モードの動作について説明する。このモードは、モード切換スイッチ１６でシフトレベル設定モードを選択設定する。この選択状態では、ＣＰＵ１２は、初期設定値として、あらかじめ設定されているシフトレベル（具体的にはＡ％）をデジタル表示器１７に表示させる。この状態で操作スイッチ１５が左右いずれかにスライド操作させると、ＣＰＵ１２は、表示しているシフトレベルＡから１ずつプラスもしくはマイナスするように変更すると共にこれを表示させる。
【００６７】
また、作業者が設定したい値が決まっている場合には、デジタル表示器１７に表示される数値が設定したい値になるまで操作スイッチ１５のスライド操作を行い、所望の数値が表示されたところで操作スイッチ１５を押圧操作すると、ＣＰＵ１２は、表示されている数値をシフトレベルとして設定する。
【００６８】
一方、設定したい値が未定の場合は、操作スイッチ１５を所定時間以上押圧操作すると、ＣＰＵ１２は、デジタル表示器１７にピークレベルを表示するように制御する。この状態で作業者がライン上に基板２を所定数流すと、基板２の通過によってそのときの受光信号レベルのうちピークレベルを抽出してこれを表示させる。各基板２によるピークレベルのばらつき状態がデジタル表示器１７に表示される数値から読みとることができる。例えば作業者はピークレベルのばらつきが５％程度であると判断したら、それに対して余裕を持った値例えば１０％ぐらいに設定すればいいと判断される。
【００６９】
このようにして変更設定したいレベルを判断することができたら、操作スイッチ１５を押圧操作するのを終了させると、ＣＰＵ１２はこれを認識して、再びデジタル表示器１７にシフトレベルを表示するようになるので、操作スイッチ１５をスライド操作することにより、前述同様にして所望のシフトレベルを設定することができるようになる。
【００７０】
尚、ピークレベルの表示については、操作スイッチ１５から操作信号が送られてくる間、ＣＰＵ１２は受光信号レベルのサンプリングを続け、サンプリングする毎に最大値との比較を行い、最大値を更新していくと共にそのレベルを表示させることで実現されるようになっている。
【００７１】
（第２の実施形態）
図６は本発明の第２の実施形態を示すもので、第１の実施形態と異なるところは、反射型の検出動作を行う構成のものであるところである。この場合には、同図（ａ）に示すように、投光素子からの光を導く投光用光ファイバと、受光素子に受光した光を導く受光用光ファイバとを束ねた一体型の光ファイバ２２が検出対象物Ｂに対応して配設されている。
【００７２】
ラインのベルトコンベアＣ上を移動する検出対象物Ｂの表面に凹凸が存在しているような場合に、その一番高い位置Ｂａで検出状態とし、検出対象物Ｂが存在しない状態で非検出状態となるようにするために次のようにしてオン点判定レベルおよびオフ点判定レベルを設定する。
【００７３】
光ファイバ２２の先端部２２ａを検出対象物Ｂに対向させる位置に配置して反射光を受光することでその受光信号レベルを第一の検知信号レベルとして取り込み、これから所定量だけレベルシフト（レベルダウン）してオン点判定レベルを設定する。また、検出対象物Ｂが存在しない状態で反射光を受光することでその受光信号レベルを第二の検知信号レベルとして取り込み、これから所定量だけレベルシフト（レベルアップ）してオフ点判定レベルを設定する。
【００７４】
これにより、同図（ｂ）に示すように、検出対象物Ｂの最も高い位置が光ファイバ２２の先端部２２ａを通過するときに受光信号レベルがオン点判定レベルを超えることで検出信号がＯＮとなる。以後、検出対象物Ｂの表面が凹凸していて受光信号レベルが中間レベルで変動しても検出信号はＯＮ状態のまま保持される。そして、検出対象物Ｂが通過すると、受光信号レベルがオフ点判定レベルを下回ることになるので検出信号はＯＦＦとなる。
【００７５】
この結果、同図（ｃ）に示すように、検出対象物Ｂが光ファイバ２２の先端部２２ａの検出領域を通過する際に、最も高い位置Ｂａ部分で検出信号がＯＮとなって確実に出力され、途中の中間レベルの受光信号レベルで検出信号がチャタリングを起こすことがなくなり、確実に検出対象物Ｂを検出することができるようになる。
【００７６】
なお、このように反射型のものでは、第一の検知信号レベルと第二の検知信号レベルとが、検出対象物Ｂの反射光を受光することにより取り込まれるので、検出対象物Ｂの反射率や、投光素子の光強度あるいは背景光の影響などを考慮して微妙な検出レベルの変動を的確に設定して検出動作を行うことができるようになる。
【００７７】
（他の実施形態）
本発明は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形また拡張できる。
【００７８】
光ファイバを用いた光電センサの場合で説明したが、これに限らず、検出信号のレベルに基づいて検出信号を出力する構成の検出センサ全般的に適用することができる。
【００７９】
【発明の効果】
本発明は以上の説明から明らかなように、請求項１の発明によれば、しきい値設定手段により、検出対象の検出状態の検知信号レベルおよび非検出状態の検知信号レベルのいずれか一方を第一の検知信号レベル、他方を第二の検知信号レベルとして入力し、所定量のレベルシフトをすることでオン点判定レベルとオフ点判定レベルとを設定するので、検出対象の検出状態と非検出状態のそれぞれに対応した検出動作を行わせることができ、例えば凹凸のある検出物体の凸部を検出したい場合であっても、凹凸状態によって中間レベルの検知信号によるチャタリングのような検出状態が不安定になることが容易に避けられるようになる。
【００８０】
請求項２の発明によれば、しきい値設定に際して、検出対象が存在するときと存在しないときの各検知信号のレベルを、操作手段を操作することで第一の検知信号レベルおよび第二の検知信号レベルとして取り込むことができるので、使用者がしきい値を設定する際に、検出条件の１つであるしきい値の設定を簡単に行うことができるようになる。
【００８１】
請求項３の発明によれば、しきい値設定に際して、検出対象を検出領域へ通過させるだけでそのときの検知信号レベルの最大レベルおよび最小レベルを取り込んでいずれか一方を第一の検知信号レベル、他方を第二の検知信号レベルとして入力することができるので、しきい値設定を自動的（フルオートティーチングタイプ）に行うことができ、これによって簡単且つ迅速にしきい値設定をすることができるようになる。
【００８２】
請求項４の発明によれば、物理量検知手段として、光ファイバを用いた検出センサを構成するので、検出対象物が有る状態と無い状態とで得られる検知信号のレベルに応じた検出動作が行えるので、受光信号が中間レベルとなる検知信号が入力した場合でも、しきい値として中間レベルの検知信号を検出することがなくなるので、確実に検出動作を行うことができるようになる。
【００８３】
請求項５の発明によれば、レベルシフト量を変更設定することができるので、検出対象によって変化する検出状態に応じた最適なオン点判定レベル及びオフ点判定レベルの設定が可能となり、確実な検出動作が行えると共に、中間レベルを検出することによるチャタリングなどを防止できるので、正確な検出動作が行えるようになる。
【００８４】
請求項６の発明によれば、基板の孔とフイルムの孔に位置ずれが生じて、フイルムのみの部分が発生して受光レベルにばらつきが生じたとしても、その受光レベルのばらつきが生じている部分の検出を行わぬように第一基準レベルと第二基準レベルを適切な状態に設定することができるようになり、貫通孔有りの状態を確実に検出することが可能となる。
【００８５】
請求項７の発明によれば、しきい値設定に際して、検出対象が存在するときと存在しないときの各検知信号のレベルを、操作手段を操作することでオン相当レベルおよびオフ相当レベルとして取り込むことができるので、使用者がしきい値を設定する際に、検出条件の１つであるしきい値の設定を簡単に行うことができるようになる。
【００８６】
請求項８の発明によれば、しきい値設定に際して、検出対象を検出領域へ通過させるだけでそのときの検知信号レベルの最大レベルおよび最小レベルを取り込んでオン相当レベルおよびオフ相当レベルとして受け付けることができるので、しきい値設定を自動的（フルオートティーチングタイプ）に行うことができ、これによって簡単且つ迅速にしきい値設定をすることができるようになる。
【００８７】
請求項９の発明によれば、レベルシフト量を変更設定することができるので、検出対象によって変化する検出状態に応じた最適な第一基準レベル及び第二基準レベルの設定が可能となり、確実な検出動作が行えると共に、中間レベルを検出することによるチャタリングなどを防止できるので、正確な検出動作が行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す機能ブロック構成図
【図２】２点ティーチング法のしきい値設定処理プログラム
【図３】フルオートティーチング法のしきい値設定処理プログラム
【図４】検出動作のプログラム
【図５】検出態様と受光信号レベルおよび出力信号の関係を示す図
【図６】本発明の第２の実施形態を示す図５相当図
【図７】従来例を示す図５相当図
【符号の説明】
２は基板、２ａは基板部、２ｂはフィルム、３，３ａ，３ｂは貫通孔、１１は基板検出装置、１２はＣＰＵ（検出手段、しきい値設定手段）、１３は投光駆動回路、１４は受光回路、１５は操作スイッチ（操作手段）、１６はモード切換スイッチ、１７はデジタル表示器、１８はＬＥＤ（投光素子）、１９は投光用光ファイバ、２０は受光用光ファイバ、２１はフォトダイオード（受光素子）である。

Claims

検出対象の物理量を検知しその物理量に応じた検知信号を出力する物理量検知手段と、
前記物理量検知手段の前記検知信号レベルにもとづいて、オン点判定レベルとオフ点判定レベルとを設定するしきい値設定手段と、
前記物理量検知手段から出力される前記検知信号レベルと前記しきい値設定手段で設定されたオン点判定レベル及びオフ点判定レベルとの比較を行い、前記検知信号レベルが前記オン点判定レベルを上回るとオン出力を行うと共に前記検知信号レベルが前記オフ点判定レベルを下回るとオフ出力を行う検出手段とを備え、
前記しきい値設定手段は、前記検出対象の検出状態における前記検知信号レベルを第一の検知信号レベルとして入力しこれを非検出状態における前記検知信号レベルへ向けて所定レベルシフトさせたレベルと、前記検出対象の非検出状態における前記検知信号レベルを第二の検知信号レベルとして入力しこれを検出状態における前記検知信号レベルへ向けて所定レベルシフトさせたレベルとの両者のレベルのうちの一方を前記オン点判定レベルとして設定すると共に、他方を前記オフ点判定レベルとして設定するように構成されていることを特徴とする検出センサ。
請求項１に記載の検出センサにおいて、
しきい値設定用の操作手段を設け、
前記しきい値設定手段は、
検出領域内に検出対象が存在する状態のときに前記操作手段の操作により入力される検知信号のレベルを前記第一の検知信号レベルとして入力し、検出領域内に検出対象が存在しない状態のときに前記操作手段の操作により入力される検知信号のレベルを前記第二の検知信号レベルとして入力するように構成されていることを特徴とする検出センサ。
請求項１に記載の検出センサにおいて、
前記しきい値設定手段は、
前記しきい値設定の処理においては、前記検出領域内を横切るように検出対象物を移動させたときに、前記検知信号レベルの最大レベルおよび最小レベルのうちのいずれか一方を前記第一の検知信号レベルとし他方を第二の検知信号レベルとして入力するように構成されていることを特徴とする検出センサ。
請求項１ないし３のいずれかに記載の検出センサにおいて、
前記物理量検知手段は、
投光素子と、
この投光素子から照射される光を検出領域へ導く投光用光ファイバと、
前記投光用光ファイバから出射される光を取り込む受光用光ファイバと、
前記受光用光ファイバで取り込まれた光を受光する受光素子とを備えていることを特徴とする検出センサ。
請求項１ないし４のいずれかに記載の検出センサにおいて、
前記しきい値設定手段は、前記第一および第二の検知信号レベルから前記オン点判定レベルおよび前記オフ点判定レベルを設定する際のレベルシフト量を変更可能に構成されていることを特徴とする検出センサ。
基板にフイルムを貼り合わせた状態の検出対象物に形成された貫通孔の有無を検出する基板検出装置であって、
検出領域に光を照射する投光素子と、
この投光素子より照射された光を前記基板へ向けて出射させる投光用光ファイバと、
前記投光用光ファイバから照射された光を取り込む受光用光ファイバと、
前記受光用光ファイバで取り込まれた光を受光する受光素子と、
前記受光素子から出力される受光信号レベルにもとづいて、第一基準レベルと第二基準レベルとを設定するしきい値設定手段と、
前記受光素子から出力される前記受光信号レベルと前記しきい値設定手段で設定された第一基準レベル及び第二基準レベルとの比較を行い、前記受光信号レベルが前記第一基準レベルを上回るときに貫通孔有り状態を判断し、前記受光信号レベルが前記第二基準レベルを下回るときに貫通孔無し状態を判断する検出手段とを備え、
前記しきい値設定手段は、前記受光信号レベルの貫通孔有りのレベルから所定量レベルダウンさせたレベルを前記第一基準レベルとして設定すると共に、前記検知信号レベルの貫通孔無しのレベルから所定量レベルアップさせたレベルを前記第二基準レベルとして設定するように構成されていることを特徴とする基板検出装置。
請求項６に記載の基板検出装置において、
しきい値設定用の操作手段を設け、
前記しきい値設定手段は、
前記基板の前記貫通孔が前記検出領域に配置されたときに前記操作手段が操作されるとそのときの前記受光信号レベルを取り込んで前記貫通孔有りレベルとして受け付けると共に、前記基板の前記貫通孔以外の箇所が前記検出領域に配置されたときに前記操作手段が操作されるとそのときの前記受光信号レベルを取り込んで前記貫通孔無しレベルとして受け付けるように構成されていることを特徴とする基板検出装置。
請求項６に記載の基板検出装置において、
前記しきい値設定手段は、
前記第一および第二基準レベルの設定の処理においては、一枚以上の前記基板を検出領域を横切るように移動させたときに、前記受光信号レベルの最大レベルを取り込んでこれを貫通孔有りのレベルとして受け付け、前記受光信号レベルの最小レベルを取り込んでこれを貫通孔無しのレベルとして受け付けるように構成されていることを特徴とする基板検出装置。
請求項６ないし８のいずれかに記載の基板検出装置において、
前記しきい値設定手段は、前記貫通孔有りレベルから第一基準レベルへのレベルシフト量及び前記貫通孔無しレベルから前記第二基準レベルへのレベルシフト量を変更可能に構成されていることを特徴とする基板検出装置。