JP2007127591A - 光センサ制御装置及び光センサ制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の光センサにおいて、製造バラツキに起因して、受光部の受光感度や発光部の輝度にバラツキがある場合や、或る光センサにおいて、経時劣化に起因して、受光部の受光感度や発光部の輝度が低下した場合に、物体の有無についての誤検知が発生し得る。
【解決手段】発光部と、受光量に応じた電圧を出力する受光部と、を有して検知対象物の有無を検知するための光センサを制御するための光センサ制御装置であって、受光部から出力される電圧の出力電圧値を読み取る読取部と、受光部の受光感度を調整することが可能な調整部と、を備え、読取部は、発光部の設置位置と受光部の設置位置とで定まる検出位置において、発光部から発せられる光の受光部での受光量が最大となる所定の条件下で、出力電圧値を読み取り、調整部は、読取部が所定の条件下で読み取った読み取り出力電圧値に基づき、前記受光感度を調整する。
【選択図】図１

Description

本発明は、光センサの制御技術に関し、特に、光センサを用いて物体の有無を検知する際の、誤検知を抑制するための技術に関する。

従来から、物体の有無を検知するために、発光部と受光部とを有する光センサが広く用いられている。この光センサにおいて受光部は、受光量に応じた大きさの電圧を出力する。そこで、この受光部における出力電圧値を読み取り、この出力電圧値が、予め設定されたしきい電圧値に達しているか否かを判定することで、物体の有無を検知することができる。

具体的には、例えば、いわゆる透過型フォトインタラプタと呼ばれる光センサでは、発光部と受光部とが所定の間隔（以下、「検出ギャップ」と呼ぶ。）だけ離れて配置されている。そして、この検出ギャップに物体が存在すると、この物体によって発光部から射出される光が遮断されることとなる。その結果、受光部における受光量が少なくなり、出力電圧値が、予め設定されたしきい電圧値に達しないので、この場合、物体が有ると検知することができる。

このように、発光部と受光部とを有し、物体の有無の検知に用いられる光センサとして、下記特許文献１に記載の光センサが挙げられる。

特開２０００−１３１１４０号公報

光センサの受光部における受光感度は、受光部の経時劣化によって低下することがある。そして、この受光感度の低下に起因して、受光部において、受光量と出力電圧値との対応関係（出力電圧特性）が変化することになる。そして、この出力電圧特性の変化の結果、物体の有無の誤検知が発生し得る。

例えば、光センサが前述の透過型フォトインタラプタである場合、経時劣化により受光部の受光感度が低下すると、同じ受光量であっても出力電圧値が出荷前に比べて低くなってしまう。その結果、検出ギャップに物体が無いのにも関わらず、出力電圧値がしきい電圧値に達せず、物体が有ると誤検知してしまうことが起こり得る。

かかる誤検知は、発光部の経時劣化によっても発生し得る。すなわち、経時劣化により発光部の輝度が出荷前に比べて低下したために、受光部における受光量が減少し、その結果、出力電圧値がしきい電圧値に達しなくなり、検出ギャップに物体が無いのにも関わらず、物体が有ると誤検知してしまうことが起こり得る。

一方、前述の受光部の受光感度や、発光部の輝度は、製造バラツキによって複数の光センサ個々で異なる場合がある。かかる場合において、複数の光センサについて、同じしきい電圧値を設定すると、これら複数の光センサのうち、一部の光センサにおいて、検出ギャップに物体が無い場合の出力電圧値がしきい電圧値よりも下回り、物体が有ると誤検知したり、或いは、検出ギャップに物体が有る場合の出力電圧値がしきい電圧値よりも上回り、物体が無いと誤検知することが起こり得る。

そこで、それぞれの光センサについて、検出ギャップに物体が無い場合の出力電圧値や、検出ギャップに物体が有る場合の出力電圧値を測定し、測定した出力電圧値に基づき、誤検知が起きないような適当なしきい電圧値を設定しなければならず、大変面倒であった。

なお、上述した課題は、透過型フォトインタラプタに限らず、いわゆる反射型フォトインタラプタにおいても発生し得る。ここで、反射型フォトインタラプタとは、発光部及び受光部を有し、発光部から発せられた光が検知すべき物体によって反射された場合に、この反射光を受光部で受光する光センサである。従って、物体が存在する場合には、物体が存在しない場合に比べて受光部の受光量がより多くなる。

本発明は、上述した課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、複数の光センサにおいて、製造バラツキに起因して、受光部の受光感度や発光部の輝度にバラツキがある場合や、或る光センサにおいて、経時劣化に起因して、受光部の受光感度や発光部の輝度が低下した場合に、物体の有無についての誤検知を簡便な方法で抑制することを目的とする。

前述の課題の少なくとも一部を解決するために、本発明の光センサ制御装置は、発光部と、受光量に応じた電圧を出力する受光部と、を有して検知対象物の有無を検知するための光センサを、制御するための光センサ制御装置であって、前記受光部から出力される電圧の出力電圧値を読み取る読取部と、前記受光部の受光感度を調整することが可能な調整部と、を備え、前記読取部は、前記発光部の設置位置と、前記受光部の設置位置と、で定まる検出位置において、前記発光部から発せられる光の前記受光部での受光量が最大となる所定の条件下で、前記出力電圧値を読み取り、前記調整部は、前記読取部が前記所定の条件下で読み取った読み取り出力電圧値に基づき、前記受光感度を調整することを要旨とする。

このように、本発明の光センサ制御装置では、調整部は、検出位置において、発光部から発せられる光の受光部での受光量が最大となる所定の条件下で、読取部が読み取った読み取り出力電圧値に基づき、受光感度を調整するようにしている。ここで、経時劣化により受光部の受光感度が低下すると、受光部における受光量が変わらなくても出力電圧値は低下することとなり、読取部はより低い出力電圧値を読み取ることとなる。そして、読取部がより低い出力電圧値を読み取った場合に、調整部が受光感度を上昇させるように調整すると、出力電圧値は上昇するので、出力電圧値の低下に伴う検知対象物の有無についての誤検知を抑制することができる。また、経時劣化により発光部の輝度が低下した場合も、受光部における受光量が減少するために出力電圧値が低下することとなるが、この場合も同様にして、出力電圧値の低下に伴う検知対象物の有無についての誤検知を抑制することができる。

また、製造バラツキにより、受光部の受光感度が比較的低い場合、或いは、発光部の輝度が比較的低い場合、読取部は比較的低い出力電圧値を読み取ることとなる。そして、読取部が比較的低い出力電圧値を読み取った場合に、調整部が受光感度を上昇させるように調整すると、出力電圧値は上昇することとなるので、出力電圧値が比較的低いことに伴う検知対象物の有無についての誤検知を抑制することができる。

さらに、上記の構成とすることで、上記光センサが複数製造された場合に、それぞれの光センサについて、検知対象物が有る場合の出力電圧値や、検知対象物が無い場合の出力電圧値を予め測定すると共に、測定した出力電圧値に基づき、検知対象物の有無についての誤検知が起きないような適当なしきい電圧値を設定するといった作業を要しないので、簡便な方法で誤検知を抑制することができる。

上記光センサ制御装置において、前記調整部は、前記読み取り出力電圧値を、予め設定された理想的な出力電圧値範囲の上限値及び下限値と比較すると共に、前記調整部は、前記読み取り出力電圧値が前記上限値よりも高い場合に、前記受光感度を低下させ、前記読み取り出力電圧値が前記下限値よりも低い場合に、前記受光感度を上昇させることが好ましい。

このようにすることで、受光部の受光感度または発光部の輝度が低下すると、或いは、製造バラツキにより、受光部の受光感度または発光部の輝度が比較的低いと、読み取り出力電圧値は低下することとなるが、下限値よりも低い場合には、受光感度が上昇することとなるので、読み取り出力電圧値も上昇することとなる。また、製造バラツキにより、受光部の受光感度または発光部の輝度が比較的高い場合、読み取り出力電圧値は比較的高くなるが、上限値よりも高い場合には、受光感度が低下することとなるので、読み取り出力電圧値も低下することとなる。従って、読み取り出力電圧値は理想的な出力電圧範囲内に収まることとなり、検知対象物の有無についての誤検知を抑制することができる。

上記光センサ制御装置において、前記受光部は、フォトトランジスタを有し、前記調整部は、前記フォトトランジスタに接続された負荷抵抗を有し、前記調整部は、前記読み取り出力電圧値が前記上限値よりも高い場合に、前記負荷抵抗の抵抗値をより小さな値に変化させ、前記読み取り出力電圧値が前記下限値よりも低い場合に、前記負荷抵抗の抵抗値をより大きな値に変化させるようにしてもよい。

このようにすることで、読み取り出力電圧値が上限値よりも高い場合に、フォトトランジスタに接続された負荷抵抗の抵抗値をより小さな値に変化させるので、受光部の受光感度を低下させることができる。また、読み取り出力電圧値が下限値よりも低い場合に、フォトトランジスタに接続された負荷抵抗の抵抗値をより大きな値に変化させるので、受光部の受光感度を上昇させることができる。

上記光センサ制御装置において、前記光センサは、透過型フォトインタラプタであり、前記所定の条件は、前記発光部と前記受光部との間の隙間において、前記検知対象物が無いとの条件であるようにしてもよい。

このようにすることで、受光部の受光感度が低下し、その結果、同じ受光量における出力電圧値が低下した場合において、発光部と受光部との間の隙間に検知対象物が無いのにも関わらず検知対象物が有ると誤検知することを抑制することができる。また、発光部の輝度が低下し、その結果、出力電圧値が低下した場合も同様に、発光部と受光部との間の隙間に検知対象物が無いのにも関わらず検知対象物が有ると誤検知することを抑制することができる。

また、製造バラツキにより、受光部の受光感度が比較的低い場合、或いは、発光部の輝度が比較的低い場合において、発光部と受光部との間の隙間に検知対象物が無いのにも関わらず検知対象物が有ると誤検知することを抑制することができる。

また、製造バラツキにより、受光部の受光感度が比較的高い場合、或いは、発光部の輝度が比較的高い場合において、発光部と受光部との間の隙間に検知対象物が有るのにも関わらず検知対象物が無いと誤検知することを抑制することができる。

なお、本発明は、上記光センサ制御装置といった装置発明の態様に限ることなく、光センサ制御方法といった方法発明として実現することも可能である。

以下、本発明を実施するための最良の形態を実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．実施例：
Ａ１．光センサ及び光センサ制御装置の概要構成：
Ａ２．受光感度調整処理の概要：
Ａ３．受光感度調整処理の詳細：
Ａ４．実施例の効果：
Ｂ．変形例：

Ａ．実施例：
Ａ１．光センサ及び光センサ制御装置の概要構成：
図１は、本発明の一実施例としての光センサ及び光センサ制御装置の概要構成を示す説明図である。

図１に示す光センサ１００は、主として、発光ダイオード１１１を有する発光部１１０と、フォトトランジスタ１２１を有する受光部１２０とを備える。

発光ダイオード１１１は光を発し、フォトトランジスタ１２１では、この発光ダイオード１１１から発せられた光を受光することによりオンし、受光量に応じた電圧が端子Ｐ１に出力される。

ここで、光センサ１００は、透過型フォトインタラプタであり、前述の発光部１１０と受光部１２０とが検出ギャップＧ１だけ離れて配置され、この検出ギャップＧ１に物体が有るか否かによって、端子Ｐ１における出力電圧は変化することとなる。

具体的には、検出ギャップＧ１に物体が有る場合、発光ダイオード１１１から発せられた光は、この物体によって反射されるために、フォトトランジスタ１２１における受光量は比較的少なくなり、その結果、端子Ｐ１における出力電圧は比較的低くなる。

一方、検出ギャップＧ１に物体が無い場合、発光ダイオード１１１から発せられた光は、障害物により反射されることなくフォトトランジスタ１２１で受光されるので、フォトトランジスタ１２１における受光量は比較的多くなり、その結果、端子Ｐ１における出力電圧は比較的高くなる。

かかる光センサ１００の端子Ｐ１に検出部（図示省略）を接続し、この検出部において、端子Ｐ１における出力電圧値と、予め設定されているしきい電圧値と、を比較することで、検出ギャップＧ１における物体の有無を検出することができる。すなわち、出力電圧値がしきい電圧値よりも低ければ、物体が有ると検出することができ、一方、出力電圧値がしきい電圧値以上であれば、物体が無いと検出することができる。

一方、光センサ制御装置２００は、ＣＰＵ２３０と、ＳＲＡＭ２４０と、ＦＥＰＲＯＭ２５０と、を備え、それぞれ内部バス２６０に接続されている。また、光センサ制御装置２００は、Ａ／Ｄ変換部２１０と、受光感度調整回路２２０と、を備える。

これらのうち、ＳＲＡＭ２４０は、調整設定値格納部２４０ａを有し、ＦＥＰＲＯＭ２５０は、運用設定値格納部２５０ａを有する。また、ＣＰＵ２３０は、ＦＥＰＲＯＭ２５０に記憶されている光センサ１００を制御するためのプログラムを実行することにより、制御部２３０ａとして機能することとなる。

Ａ／Ｄ変換部２１０は、光センサ１００における受光部１２０と、ＣＰＵ２３０と、に接続されており、受光部１２０の出力電圧（アナログ）を入力し、デジタルデータ（出力電圧値）に変換してＣＰＵ２３０に出力する。受光感度調整回路２２０は、Ａ／Ｄ変換部２１０と同様に、受光部１２０と、ＣＰＵ２３０と、に接続されている。

図２は、図１に示す受光感度調整回路２２０を示す説明図である。

図２に示す受光感度調整回路２２０は、１０個の抵抗（Ｒ１〜Ｒ１０）と、それぞれの抵抗Ｒ１〜Ｒ１０に直列に接続されたトランジスタＴＲ１〜ＴＲ１０と、を備えている。抵抗Ｒ１〜Ｒ１０は、互いに並列に接続されており、それぞれ、対応するトランジスタＴＲ１〜ＴＲ１０がオンとなった場合に、光センサ１００の受光部１２０に接続されることとなる。

なお、抵抗Ｒ１〜Ｒ１０の抵抗値は、抵抗Ｒ１が最も小さく、抵抗Ｒ１，抵抗Ｒ２，抵抗Ｒ３，・・・抵抗Ｒ１０の順に大きくなっている。

光センサ制御装置２００では、受光感度調整回路２２０における抵抗Ｒ１〜Ｒ１０のうち、いずれかの抵抗を選択的に受光部１２０に接続することにより、受光部１２０における受光感度を変化させることができる。

フォトトランジスタでは、接続される抵抗（負荷抵抗）がより大きいほど、より少ない受光量でオンすることとなるので、受光感度がより高くなる。従って、抵抗値のより大きな抵抗を選択して受光部１２０に接続することで、受光部１２０の受光感度をより高くすることができる。

ここで、受光部１２０に接続する抵抗を示す値として、「運用設定値」が設定されており、抵抗Ｒ１，Ｒ２，・・・，Ｒ１０に対して、それぞれ、１，２，・・・，１０が設定されている。そして、この運用設定値は、前述の運用設定値格納部２５０ａに格納されている。なお、光センサ１００の出荷時には、初期設定値として、「５」が設定されている。

なお、上述した制御部２３０ａが請求項における読取部及び調整部に、上述した受光感度調整回路２２０が請求項における負荷抵抗に、それぞれ相当する。

以上説明した光センサ１００及び光センサ制御装置２００は、例えば、現金自動預け払い機（ＡＴＭ：Automatic Teller Machine）において、投入された現金の有無の検知や、プリンタにおいて、印刷用紙の有無の検知や印刷ヘッドのホームポジションの検出等に用いることができる。

ここで、光センサ１００において、受光部１２０の受光感度が経時劣化により低下する場合がある。そして、この受光感度の低下に伴い受光部１２０の出力電圧特性も変化する。

図３は、受光部１２０の出力電圧特性の一例を示す説明図である。図３において、横軸は受光量を、縦軸は受光部１２０における出力電圧値を、それぞれ示す。

図３において、曲線Ａは光センサ１００の出荷前における受光部１２０の出力電圧特性を、曲線Ｂは光センサ１００の出荷後における受光部１２０の出力電圧特性を、それぞれ示す。なお、破線で示す曲線Ｃ，Ｓ，Ｔ，Ｘについては、後ほど説明する。

また、図３において、受光量Ｐは、検出ギャップＧ１に物体が無いときの受光量であり、受光量Ｑは、検出ギャップＧ１に物体が有るときの受光量である。また、図示せざる検出部において、物体の有無を判定するためのしきい電圧値が２Ｖに設定されているものとする。

経時劣化により、受光部１２０の受光感度が低下すると、受光感度の低下前に比べて、同じ受光量での出力電圧値は低くなる。従って、図３に示すように、出荷前の受光部１２０の出力電圧特性が曲線Ａであった場合に、出荷後における受光部１２０の経時劣化によって、出力電圧特性が曲線Ｂに変化することが起こり得る。

そして、出力電圧特性が曲線Ａから曲線Ｂに変化した場合、図３に示すように受光量Ｐでの出力電圧値は１．５Ｖとなり、しきい電圧値２Ｖよりも低くなる。その結果、検出ギャップＧ１に物体が無いのにも関わらず、図示せざる検出部では、物体が有ると誤検知してしまうこととなる。

そこで、光センサ制御装置２００では、後述する本発明の特徴部分である受光感度調整処理を行い、かかる誤検知を発生させないようにしている。

Ａ２．受光感度調整処理の概要：
本発明の特徴部分である受光感度調整処理の概要について、図３を用いて説明する。

光センサ制御装置２００では、受光部１２０の受光感度が低下して、出力電圧特性が図３に示す曲線Ａから曲線Ｂに変化した場合、受光感度調整回路２２０において受光部１２０に接続する抵抗を変化させることにより、受光感度を上昇させるように調整する。

ここで、光センサ制御装置２００では、調整後の出力電圧特性が、図３に示す曲線Ｓから曲線Ｔの範囲に収まるように、受光感度を調整する。曲線Ｓにおいて、受光量Ｐでの出力電圧値は２．５Ｖであり、しきい電圧値（２Ｖ）よりも高くなる。従って、誤差（０．５Ｖ）を考慮すると、受光部１２０の受光感度が、曲線Ｓに対応する受光感度よりも低下した場合、受光量Ｐでの出力電圧値が２Ｖを下回って、図示せざる検出部は、物体が無いのにも関わらず物体が有ると誤検知するおそれがある。そこで、この曲線Ｓを、適切な出力電圧特性の最低レベルとしている。

一方、曲線Ｔにおいて、受光量Ｑでの出力電圧値は１．５Ｖであり、しきい値電圧（２Ｖ）よりも低くなる。従って、若干の誤差（０．５Ｖ）を考慮すると、受光部１２０の受光感度が、曲線Ｔに対応する受光感度よりも上昇した場合、受光量Ｑでの出力電圧が２Ｖを上回って、図示せざる検出部は、物体が有るのにも関わらず物体が無いと誤検知するおそれがある。そこで、この曲線Ｔを、適切な出力電圧特性の最高レベルとしている。

なお、受光感度を調整した結果、出力電圧特性が、曲線Ｓから曲線Ｔの範囲に収まったか否かは、受光量Ｐにおける出力電圧値で判定するようにする。すなわち、曲線Ｓにおける受光量Ｐでの出力電圧値は２．５Ｖであり、曲線Ｔにおける受光量Ｐでの出力電圧値は３．８Ｖであるので、受光量Ｐでの出力電圧値が２．５Ｖ〜３．８Ｖの範囲内となるように、受光感度を調整するようにする。

ここで、受光部１２０が受光量Ｐだけ受光するのは、上述したように検出ギャップＧ１に物体が無いとの条件下においてである。そして、かかる条件が、請求項における「発光部から発せられる光の受光部での受光量が最大となる所定の条件」に相当する。

また、上述した２．５Ｖ〜３．８Ｖの電圧範囲が、請求項における「予め定められた理想的な出力電圧値範囲」に相当し、３．８Ｖ及び２．５Ｖが、それぞれ上限値及び下限値に相当する。

Ａ３．受光感度調整処理の詳細：
本発明の特徴部分である受光感度調整処理の前提として、図１に示す運用設定値格納部２５０ａには、運用設定値「５」が格納されており、図２に示すトランジスタＴＲ５がオンされて抵抗Ｒ５が受光部１２０に接続されている。なお、受光部１２０の出荷前の出力電圧特性は、図３に示す曲線Ａであるものとする。そして、経時劣化によって受光部１２０の受光感度が低下し、出力電圧特性が曲線Ａから曲線Ｂに変化したものとする。なお、発光部１１０において発光ダイオード１１１の輝度の低下は生じていないものとする。

ここで、図３に示すように、曲線Ｂにおいて受光量Ｐ（検出ギャップＧ１に物体が無いときの受光量）での出力電圧値は１．５Ｖである。また、図示せざる検出部では、しきい電圧値として２Ｖが設定されているものとする。従って、このままでは、上述したように、図示せざる検出部は、検出ギャップＧ１に物体が無いのにも関わらず、物体が有ると誤検知してしまう。

なお、光センサ１００及び光センサ制御装置２００は、ユーザによって電源のオフ／オンがなされ得る。

そして、以上の前提の下、ユーザによって光センサ１００及び光センサ制御装置２００の電源がオンされると、光センサ制御装置２００において受光感度調整処理が実行される。なお、このとき、検出ギャップＧ１には物体が無いものとする。

図４は、本実施例における受光感度調整処理の手順を示すフローチャートである。

図４に示す受光感度調整処理が開始されると、図１に示す制御部２３０ａは、運用設定値格納部２５０ａに格納されている運用設定値を、調整設定値として調整設定値格納部２４０ａに格納する（ステップＳ３０２）。

調整設定値とは、受光感度調整処理において、受光部１２０に接続する抵抗を示す値である。そして、前述のように、運用設定値として「５」が格納されている場合には、この「５」が調整設定値として調整設定値格納部２４０ａに格納される。

次に、制御部２３０ａは、Ａ／Ｄ変換部２１０を介して入力される出力電圧値を読み取り（ステップＳ３０４）、出力電圧値が２．５Ｖよりも低いか否かを判定する（ステップＳ３０６）。

前述のように、検出ギャップＧ１に物体が無いときの出力電圧値が１．５Ｖである場合、制御部２３０ａは、この出力電圧値（１．５Ｖ）を読み取ることとなるので、出力電圧値が２．５Ｖよりも低いと判定することとなる。

そして、このように、出力電圧値が２．５Ｖよりも低いと判定した場合、制御部２３０ａは、調整設定値格納部２４０ａから調整設定値を読み出し、この調整設定値が最高値「１０」であるか否かを判定する（ステップＳ３０８）。前述のように、調整設定値として「５」が格納されている場合には、制御部２３０ａは、最高値「１０」でないと判定する。

そして、調整設定値が最高値「１０」でないと判定した場合、制御部２３０ａは、現在の調整設定値に代えて、１つ上の調整設定値を調整設定値格納部２４０ａに格納する（ステップＳ３１０）。前述のように、現在の調整設定値が「５」である場合には、新たな調整設定値として、「６」が調整設定値格納部２４０ａに格納されることとなる。

次に、制御部２３０ａは、調整設定値格納部２４０ａから調整設定値を読み出し、この設定調整値に対応するトランジスタをオンする（ステップＳ３１２）。

前述のように、調整設定値として「６」が調整設定値格納部２４０ａに新たに格納されているので、制御部２３０ａはトランジスタＴＲ６をオンすることとなる。そして、この場合、受光部１２０には、抵抗Ｒ６が接続されることとなる。上述したように、抵抗Ｒ５に比べて抵抗Ｒ６は抵抗値が大きいので、受光部１２０の受光感度は、抵抗Ｒ５が接続されていたときに比べてより高くなることとなる。その結果、出力電圧特性が変化して、出力電圧値がより高くなることとなる。

そして、ステップＳ３１２の処理を実行した後、再びステップＳ３０６に戻る。そして、ステップＳ３０６において出力電圧値が２．５Ｖよりも低くないと判定するまで、制御部２３０ａは、ステップＳ３０６〜ステップＳ３１２の処理を繰り返す。

ステップＳ３０６〜ステップＳ３１２の処理を繰り返すことにより、１つずつ調整設定値は高くなる。それに伴い、受光部１２０には、より大きな抵抗値の抵抗が接続されることとなり、出力電圧値は、より高くなっていくこととなる。

なお、ステップＳ３０６〜ステップＳ３１２の処理を繰り返した結果、調整設定値が「８」となり、受光部１２０に抵抗Ｒ８が接続された場合に、出力電圧特性が図４に示す曲線Ａとなり、受光量Ｐでの出力電圧値が２．８Ｖに上昇したものとする。

そして、この場合、制御部２３０ａは、ステップＳ３０６の処理において、出力電圧値が２．５Ｖよりも低くないと判定し、次に、出力電圧値が３．８Ｖよりも高いか否かを判定する（ステップＳ３１４）。前述のように出力電圧値が２．８Ｖまで上昇した場合には、出力電圧値は３．８Ｖよりも低いので、制御部２３０ａは、出力電圧値が３．８Ｖよりも高くないと判定する。

そして、制御部２３０ａは、出力電圧値が３．８Ｖよりも高くないと判定した場合、調整設定値格納部２４０ａから調整設定値を読み出し、この調整設定値を運用設定値として運用設定値格納部２５０ａに格納し（ステップＳ３１６）、受光感度調整処理を終了する。

以上の受光感度調整処理の結果、運用設定値格納部２５０ａには、運用設定値として「８」が格納される。そして、受光量Ｐでの出力電圧値が２．８Ｖに変化するので、しきい電圧値（２Ｖ）よりも高くなり、図示せざる検出部の誤検知を抑制することができる。

なお、ステップＳ３０８の処理において、調整抵抗値が最高値「１０」である場合には、これ以上、受光感度を高くすることができないので、ステップＳ３１６の処理において、運用設定値として「１０」を格納して受光感度調整処理を終了する。

以上は、経時劣化によって受光部１２０の受光感度が低下した場合について説明したが、製造バラツキに起因して、出荷前において受光部１２０の受光感度が比較的低く、出力電圧特性が図３に示す曲線Ｂである場合も、出荷後において、上述した受光感度調整処理を行うことで、図示せざる検出部の誤検知を抑制することができる。

以下、製造バラツキに起因して、出荷前において受光部１２０の受光感度が比較的高く、出力電圧特性が図３に示す曲線Ｃである場合について説明する。

図３に示すように、曲線Ｃにおいて受光量Ｐでの出力電圧値は４Ｖであり、受光量Ｑでの出力電圧値は２．１Ｖである。また、図示せざる検出部では、上述した受光感度が低下した場合と同様に、２Ｖが設定されているものとする。従って、このままでは、上述したように、検出ギャップＧ１に物体が有るのにも関わらず、図示せざる検出部は、物体が無いと誤検知してしまう。

かかる場合も、上述した受光感度調整処理を実行することで、誤検知を抑制することができる。なお、以下に説明する受光感度調整処理の前提としては、受光部１２０の出力電圧特性が図３に示す曲線Ｃであること、及び受光部１２０の経時劣化が生じていないこと以外は、上述した受光部１２０の受光感度が低下した場合と同じであるので、説明を省略する。

以上の前提の下、ユーザによって光センサ１００及び光センサ制御装置２００の電源がオンされると、受光感度調整処理が開始される。そして、上述したステップＳ３０２及びステップＳ３０４の処理が実行された後、ステップＳ３０６の処理において、制御部２３０ａは、出力電圧が２．５Ｖよりも低くないと判定することとなる。従って、制御部２３０ａは、出力電圧が３．８Ｖよりも高いか否かを判定する（ステップＳ３１４）。

前述のように受光量Ｐでの出力電圧値が４Ｖであるので、制御部２３０ａは、上述した受光部１２０の受光感度が低下した場合と異なり、出力電圧値が３Ｖよりも高いと判定することとなる。このように、ステップＳ３１４の処理において、出力電圧値が３Ｖよりも高いと判定した場合、制御部２３０ａは、調整設定値格納部２４０ａから調整設定値を読み出し、この調整設定値が最低値「１」であるか否かを判定する（ステップＳ３１８）。

前述のように、調整設定値として「５」が格納されている場合には、制御部２３０ａは、最低値「１」でないと判定する。そして、調整設定値が最低値「１」でないと判定した場合、制御部２３０ａは、現在の調整設定値に代えて、１つ下の調整設定値を調整設定値格納部２４０ａに格納する（ステップＳ３２０）。前述のように、現在の調整設定値が「５」である場合には、新たな調整設定値として、「４」が調整設定値格納部２４０ａに格納されることとなる。

次に、制御部２３０ａは、調整設定値格納部２４０ａから調整設定値を読み出し、この設定調整値に対応するトランジスタをオンする（ステップＳ３２２）。

前述のように、調整設定値として「４」が調整設定値格納部２４０ａに新たに格納されているので、制御部２３０ａは、トランジスタＴＲ４をオンすることとなる。そして、この場合、受光部１２０には、抵抗Ｒ４が接続されることとなる。上述したように、抵抗Ｒ５に比べて抵抗Ｒ４は抵抗値が小さいので、受光部１２０の受光感度は、抵抗Ｒ５が接続されていたときに比べて、より低くなることとなる。その結果、出力電圧特性が変化して、出力電圧値がより低くなることとなる。

そして、ステップＳ３２２の処理を実行した後、再びステップＳ３１４に戻る。そして、ステップＳ３１４の処理において出力電圧値が３．８Ｖよりも高くないと判定するまで、制御部２３０ａは、ステップＳ３１４，及びステップＳ３１８〜ステップＳ３２２の処理を繰り返す。

ステップＳ３１４，ステップＳ３１８〜ステップＳ３２２の処理を繰り返すことにより、１つずつ調整設定値が低くなるので、それに伴い、受光部１２０には、より小さな抵抗値の抵抗が接続されることとなり、出力電圧値は、より低くなっていくこととなる。

そして、ステップＳ３１４，ステップＳ３１８〜ステップＳ３２２の処理を繰り返した結果、調整設定値が「３」となり、受光部１２０に抵抗Ｒ３が接続された場合に、出力電圧値が３．８Ｖを下回ったものとする。この場合、上述したステップＳ３１６の処理が実行され、運用設定値として「３」が運用設定値格納部２５０ａに格納されて受光感度調整処理が終了する。

以上の受光感度調整処理の結果、運用設定値格納部２５０ａには、運用設定値として「３」が格納される。そして、この場合、受光量Ｑでの出力電圧値はしきい電圧値（２Ｖ）よりも低くなるので、図示せざる検出部の誤検知を抑制することができる。

なお、ステップＳ３１８の処理において、調整抵抗値が最低値「１」である場合には、これ以上、受光感度を低くすることができないので、ステップＳ３１６の処理において、運用設定値として「１」を格納して受光感度調整処理を終了する。

Ａ４．実施例の効果：
以上説明したように、光センサ制御装置２００において制御部２３０ａは、受光部１２０における出力電圧値を読み取り、出力電圧値が２．５Ｖよりも高い場合には、出力電圧値が２．５Ｖ〜３．８Ｖの範囲となるまで、より大きな抵抗値の抵抗を受光部１２０に接続させるようにしている。その結果、受光感度を上昇させることができ、検出ギャップＧ１に物体が無い場合の出力電圧値を２Ｖよりも高くすることができる。

従って、経時劣化により受光部１２０の受光感度が低下した場合や、製造バラツキにより出荷当初から受光部１２０の受光感度が比較的低い場合において、検出ギャップＧ１に物体が無いのにも関わらず物体が有ると誤検知することを、簡便な方法で抑制することができる。

一方、制御部２３０ａは、読み取った出力電圧値が３．８Ｖよりも高い場合には、出力電圧値が２．５Ｖ〜３．８Ｖの範囲となるまで、より小さな抵抗値の抵抗を受光部１２０に接続させるようにしている。その結果、受光感度を低下させることができ、検出ギャップＧ１に物体が有る場合の出力電圧値を２Ｖよりも低くすることができる。

従って、製造バラツキにより出荷当初から受光部１２０の受光感度が比較的高い場合において、検出ギャップＧ１に物体が有るのにも関わらず物体が無いと誤検知することを、簡便な方法で抑制することができる。

なお、上述した受光感度調整処理を行うことで、発光部１１０側の経時劣化によって、発光ダイオード１１１の輝度が低下した場合や、製造バラツキにより出荷当初から発光ダイオード１１１の輝度が比較的低い（または比較的高い）場合においても、簡便な方法で誤検知を抑制することができる。

例えば、経時劣化に起因して、発光ダイオード１１１の輝度が出荷前に比べて低下した場合、受光部１２０の受光量は減少することとなる。この場合、受光部１２０の受光感度が変化していないとすると、同じ受光量での出力電圧値は、出荷前に比べて低下することとなる。その結果、検出ギャップＧ１に物体が無い場合の出力電圧値がしきい電圧値よりも下回った場合、物体が有ると誤検知することとなる。

そこで、上述した受光感度調整処理を実行することで、受光部１２０の受光感度が上昇し、検出ギャップＧ１に物体が無い場合の出力電圧値をしきい電圧値よりも上回るようにすることができ、かかる誤検知を簡便な方法で抑制することができる。

ここで、上述した受光感度調整処理に代えて、図示せざる検出部において、出力電圧値に応じてしきい電圧値を変化させて、誤検知を抑制する方法も考えられる。

例えば、受光部１２０の受光感度が低下して、受光部１２０の出力電圧特性が、図３に示す曲線Ａから曲線Ｂに変化した場合、上述したように、検出ギャップＧ１に物体が無い場合の出力電圧値は、２．５Ｖから１．５Ｖに低下することとなる。この場合、例えば、図示せざる検出部において、しきい電圧値を２Ｖから１Ｖに低下することにより、検出ギャップＧ１に物体が無いのにも関わらず、物体が有ると誤検知することを抑制することができる。

かかる方法に対し、本発明は以下の点で有利な効果を奏する。

受光部１２０の受光感度が低下して、出力電圧特性が、図３に示す曲線Ａから破線で示す曲線Ｘに変化した場合について考えてみる。この場合、図３に示すように、受光量Ｐにおける出力電圧値と受光量Ｑにおける出力電圧値とは、電圧値αでほぼ同程度となっている。

従って、しきい電圧値を変化させる方法により、しきい電圧値を電圧値αよりも低い値に設定することで、検出ギャップＧ１に物体が無いのにも関わらず、物体が有ると誤検知することは抑制することができる。しかしながら、検出ギャップＧ１に物体が有る場合（受光量Ｑの場合）には、出力電圧値（電圧値α）がしきい電圧値よりも高くなるので、図示せざる検出部は、物体が無いと誤検知してしまうこととなる。

一方、しきい電圧値を電圧値αよりも高い値に設定すると、検出ギャップＧ１に物体が無い場合に、出力電圧値（電圧値α）がしきい電圧値よりも低くなるので、図示せざる検出部は、物体が有ると誤検知してしまうこととなる。

これに対して、本発明では、受光部１２０の受光感度が低下して、出力電圧特性が、曲線Ａから曲線Ｘに変化したような場合には、上述した受光感度調整処理によって、受光部１２０の受光感度を上昇させて、受光部１２０の出力電圧特性を、曲線Ｓから曲線Ｔの範囲内となるようにするので、かかる誤検知を抑制することができる。

Ｂ．変形例：
なお、本発明は、前述の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種々の態様において実施することが可能であり、例えば以下のような変形も可能である。

Ｂ１．変形例１：
上述した実施例における受光感度調整処理では、制御部２３０ａは、ステップＳ３０８の処理において調整設定値が最高値「１０」であると判定した場合、ステップＳ３１６の処理においてこの最高値「１０」を運用設定値として格納して受光感度調整処理を終了していたが、本発明はこれに限定されるものではない。

ステップＳ３０８の処理において最高値が「１０」であると判定した場合、受光部１２０の受光感度が最高の状態にあるにも関わらず、受光量Ｐでの出力電圧値は２．５Ｖよりも小さい状態である。従って、これ以上受光感度を調整しても、誤検知を抑制することは不可能である。そこで、上述したステップＳ３１６の処理に代えて、光センサ制御装置２００に接続された液晶パネル等の表示部（図示省略）に、光センサの交換を促すガイダンスを表示するようにしてもよい。

なお、ステップＳ３１８の処理において調整設定値が最低値「１」であると判定した場合も同様な処理を行うようにすればよい。

Ｂ２．変形例２：
上述した実施例において、光センサ制御装置２００は、受光部１２０の出力電圧（アナログ）を、Ａ／Ｄ変換部２１０によってデジタルデータに変換する構成であったが、本発明はこれに限定されるものではない。ＣＰＵ２３０がＡ／Ｄ変換回路を備える構成とし、Ａ／Ｄ変換部２１０に代えて、このＡ／Ｄ変換回路が、出力電圧をデジタルデータに変換する構成であっても構わない。

Ｂ３．変形例３：
上述した実施例では、受光感度調整処理は、ユーザによって光センサ１００及び光センサ制御装置２００の電源がオンされた場合に実行される構成であったが、かかる場合に限らず、定期的（例えば、毎日定時等）に実行されるような構成であっても構わない。このようにすることで、より簡便な方法で誤検知を抑制することができる。

Ｂ４．変形例４：
上述した実施例では、光センサ１００は、透過型フォトインタラプタであったが、反射型フォトインタラプタであっても構わない。光センサが、反射側インタラプタであっても、本発明を適用することにより、経時劣化に起因して受光部の受光感度や発光部の輝度が変化した場合や、製造バラツキに起因して受光部の受光感度や発光部の輝度にバラツキがある場合において、物体の有無についての誤検知を抑制することができる。

なお、光センサ１００が反射型フォトインタラプタである場合には、物体の検出位置に光を透過しない物体が存在し、発光部から発せされた光がこの物体によって反射されて受光部で受光されるという条件下において、受光量は最大となる。従って、かかる条件が、請求項における「発光部から発せられる光の受光部での受光量が最大となる所定の条件」に相当する。

Ｂ５．変形例５：
上述した実施例では、受光感度調整回路２２０は、１０個の抵抗Ｒ１〜Ｒ１０を備える構成であったが、負荷抵抗としてフォトトランジスタ１２１に接続可能であり、その抵抗値を変化させることが可能な構成であれば、抵抗の個数に限定されるものではない。例えば、１つの可変抵抗器を備える構成であっても構わない。

Ｂ６．変形例６：
上述した実施例において、光センサ制御装置２００の各部は、ソフトウェアで構成されているものを、ハードウェアで構成するようにしてもよいし、ソフトウェアで構成されているものを、ハードウェアで構成するようにしてもよい。例えば、前述の制御部２３０ａをハードウェアで構成するようにしてもよい。

本発明の一実施例としての光センサ及び光センサ制御装置の概要構成を示す説明図である。 図１に示す受光感度調整回路２２０を示す説明図である。 受光部１２０の出力電圧特性の一例を示す説明図である。 本実施例における受光感度調整処理の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１００…光センサ
１１０…発光部
１１１…発光ダイオード
１２０…受光部
１２１…フォトトランジスタ
２００…光センサ制御装置
２２０…受光感度調整回路
２３０…ＣＰＵ
２３０ａ…制御部
２４０…ＳＲＡＭ
２４０ａ…調整設定値格納部
２５０…ＦＥＰＲＯＭ
２５０ａ…運用設定値格納部
２６０…内部バス
Ｐ１…端子
Ｇ１…検出ギャップ
ＴＲ１〜ＴＲ１０…トランジスタ
Ｒ１〜Ｒ１０…抵抗

Claims (5)

1. 発光部と、受光量に応じた電圧を出力する受光部と、を有して検知対象物の有無を検知するための光センサを、制御するための光センサ制御装置であって、
   前記受光部から出力される電圧の出力電圧値を読み取る読取部と、
   前記受光部の受光感度を調整することが可能な調整部と、
   を備え、
   前記読取部は、前記発光部の設置位置と、前記受光部の設置位置と、で定まる検出位置において、前記発光部から発せられる光の前記受光部での受光量が最大となる所定の条件下で、前記出力電圧値を読み取り、
   前記調整部は、前記読取部が前記所定の条件下で読み取った読み取り出力電圧値に基づき、前記受光感度を調整することを特徴とする光センサ制御装置。
2. 請求項１に記載の光センサ制御装置であって、
   前記調整部は、前記読み取り出力電圧値を、予め設定された理想的な出力電圧値範囲の上限値及び下限値と比較すると共に、
   前記調整部は、前記読み取り出力電圧値が前記上限値よりも高い場合に、前記受光感度を低下させ、前記読み取り出力電圧値が前記下限値よりも低い場合に、前記受光感度を上昇させる、
   光センサ制御装置。
3. 請求項２に記載の光センサ制御装置であって、
   前記受光部は、フォトトランジスタを有し、
   前記調整部は、前記フォトトランジスタに接続された負荷抵抗を有し、
   前記調整部は、前記読み取り出力電圧値が前記上限値よりも高い場合に、前記負荷抵抗の抵抗値をより小さな値に変化させ、前記読み取り出力電圧値が前記下限値よりも低い場合に、前記負荷抵抗の抵抗値をより大きな値に変化させる、
   光センサ制御装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の光センサ制御装置であって、
   前記光センサは、透過型フォトインタラプタであり、
   前記所定の条件は、前記発光部と前記受光部との間の隙間において、前記検知対象物が無いとの条件である、
   光センサ制御装置。
5. 発光部と、受光量に応じた電圧を出力する受光部と、を有して検知対象物の有無を検知するための光センサを、制御するための光センサ制御方法であって、
   前記発光部の設置位置と、前記受光部の設置位置と、で定まる検出位置において、前記発光部から発せられる光の前記受光部での受光量が最大となる所定の条件下で、前記受光部から出力される電圧の出力電圧値を読み取る第１の工程と、
   前記所定の条件下で読み取られた前記出力電圧値に基づき、前記受光部の受光感度を調整する第２の工程と、
   を備える光センサ制御方法。

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