JP2008145159A - 光学式変位センサ - Google Patents

Abstract

【課題】 検出対象物の位置が検出対象物の厚みよりも大きく変動する場合であっても、検出対象物を正しく検出することができる光学式変位センサを提供する。
【解決手段】 検出対象物に投射光Ｌ１を照射する投光器１１と、検出対象物による反射光Ｌ２を受光する受光器１４と、受光器１４の出力に基づいて検出対象物の変位量を算出する変位量算出部３１と、変位量を一定の時間間隔でサンプリングして変位量の差分値を求める差分値生成部３３と、差分値をプラス側閾値３７ａ及びマイナス側閾値３７ｂと比較する差分値比較部３４と、この比較結果に基づいて検出対象物の有無を示す検出信号を出力する対象物検出処理部３５により構成される。対象物検出処理部３５は、差分値及びプラス側閾値３７ａの比較結果、及び、差分値及びマイナス側閾値３７ｂの比較結果のいずれか一方の比較結果に基づいて検出信号をオンさせ、他方の比較結果に基づいて検出信号をオフさせる。
【選択図】 図４

Description

本発明は、光学式変位センサに係り、さらに詳しくは、検出対象物に投射光を照射した際の検出対象物による反射光を受光する受光器の出力に基づいて検出対象物を検知する光学式変位センサの改良に関する。

検出対象物に光を照射して検出対象物の有無を検知するセンサとして、光電センサや光学式変位センサが知られている。光電センサは、投光器から出射された投射光が受光器で受光されるか否かに基づいて、検出対象物の有無を判別するセンサである（例えば、特許文献１）。光学式変位センサは、検出対象物に投射光を照射した際の検出対象物による反射光に基づいて検出対象物の変位量を算出し、算出した変位量に基づいて検出対象物の有無を判別するセンサである。

受光器において検出される受光量は、検出対象物の色や材質により変化することから、単に検出された受光量に基づいて判別を行う光電センサに比べて、光学式変位センサは、対象物の色及び材質に影響されることなく対象物の有無を判別することができる。また、検出対象物による反射光を受光する受光器が線状に配置された複数の受光素子からなる変位センサでは、受光素子ごとの受光量に基づいて受光器上における受光スポットの１次元位置が判別される。検出対象物の変位量は、この様にして得られる受光スポットの位置の判別結果に基づいて算出される。

図１６は、従来の光学式変位センサ１００の構成を示した図であり、投光器１０１から出射された投射光が受光ユニット１０４で受光されるまでの様子が模式的に示されている。この光学式変位センサ１００は、投光器１０１と、受光レンズ１０２及び受光器１０３からなる受光ユニット１０４により構成される。投光器１０１は、作業台１１０上に載置されたワーク（検出対象物）１２０に投射光を照射するための光源装置である。受光レンズ１０２は、投射光のワーク１２０による反射光を受光器１０３上に集光させるための集光レンズである。受光器１０３は、ワーク１２０からの反射光を受光する受光装置であり、受光スポットの位置に応じた信号が出力される。投光器１０１からワーク１２０に照射された光は、ワーク１２０上で反射され、ワーク１２０上における照射点の高さ、すなわち、投射光の光軸方向に関する位置に応じて異なる受光器１０３上の位置に集光することとなる。変位センサ１００では、この様な受光器１０３上における受光スポットの１次元位置が受光器１０３の出力に基づいて判別され、その判別結果に基づいてワーク１２０の変位量が算出される。

図１７は、製造ライン上に配置された光学式変位センサ１００を示した図である。変位センサ１００は、通常、作業台１１０上をライン方向に搬送されるワーク１２０の有無検出に用いられる。このとき、投射光が照射される変位センサ１００の直下にワーク１２０が存在する場合と存在しない場合とでは、受光スポットの位置が異なることとなる。変位センサ１００は、ワーク１２０が存在するか否かに応じて受光スポットの位置が異なり、ワーク１２０の変位量が変化することを利用してワーク１２０の有無を検出している。

図１８は、光学式変位センサ１００におけるワーク検出時の動作を示したタイミングチャートであり、変位量の検出値及びワーク１２０の有無を示すセンサ出力が示されている。変位量の検出値は、投射光の光軸方向に関する照射点の位置であり、受光スポットの位置に基づいて算出される。ワーク１２０が存在する場合に得られる変位量の検出値ｘ_２００は、ワーク１２０が存在しない場合の検出値ｘ_１００に比べて大きくなっている。閾値ｕ_１００は、ワーク１２０の有無判別のための閾値であり、投射光の光軸方向に関するワークの厚みに応じて予め定められる（ｘ_１００<ｕ_１００<ｘ_２００）。センサ出力は、変位量の検出値が閾値ｕ_１００よりも小さくなると、オフされ、電圧レベルがハイレベルからローレベルに切り替えられる。また、変位量の検出値が閾値ｕ_１００よりも大きくなると、オンされ、電圧レベルがローレベルからハイレベルに切り替えられる。変位センサ１００では、この様に変位量の検出値を閾値ｕ_１００と比較することにより、ワーク１２０の有無が判別される。
特開２００６−８０８９６号公報

一般に、ワークがベルトコンベア上に載置されて搬送されてくるような場合、ベルトコンベアに揺れやうねり、バタツキが生じると、ワークの位置が投射光の光軸方向に関して変動することとなる。上述した様な従来の光学式変位センサでは、投射光の光軸方向に関するワークの厚みに応じて定められる閾値と、高さの検出値を比較することによりワークの有無を判別していることから、揺れやうねり、バタツキによる位置の変動量がワークの厚みよりも大きくなると、ワークの有無を正しく判別することができなくなってしまうという問題があった。

図１９は、光学式変位センサ１００におけるワーク検出時の動作を示した図であり、ワークの位置が投射光の光軸方向に変動する場合が示されている。ベルトコンベアを作業台１１０として、複数のワーク１２０がベルトコンベア上に載置されており、これらのワーク１２０がベルトコンベアにより順次に変位センサ１００の直下に搬送される。このベルトコンベアには、大きなうねりが生じており、うねりのピークＡ１００に比べて低い位置に存在するワーク１２０は、ワーク１２０がうねりのピークＡ１００よりも低くなってしまう場合が生じる。この様な場合には、ワーク１２０の有無を正しく判別することができないという問題があった。

本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、検出対象物の有無を検出する際の検出精度を向上させた光学式変位センサを提供することを目的とする。特に、検出対象物の位置が投射光の光軸方向に検出対象物の厚みよりも大きく変動する場合であっても、検出対象物を正しく検出することができる光学式変位センサを提供することを目的とする。また、本発明の他の目的は、検出対象物が配置される作業台の揺れ、うねり又はバタツキによる検出値のバラツキを抑制させることができる光学式変位センサを提供することにある。

第１の本発明による光学式変位センサは、検出対象物に投射光を照射する投光器と、上記投射光の上記検出対象物による反射光を受光する受光器と、上記受光器の出力に基づいて受光器上における受光スポットの１次元位置を判別し、この判別結果に基づいて上記検出対象物の変位量を算出する変位量算出手段と、上記変位量算出手段により算出された変位量を一定の時間間隔でサンプリングし、前回までにサンプリングされた変位量の代表量と今回サンプリングされた変位量との差分値を求める差分値生成手段と、上記差分値生成手段により求められた差分値を正のプラス側閾値及び負のマイナス側閾値と比較する差分値比較手段と、上記差分値比較手段による比較結果に基づいて上記検出対象物の有無を判別し、この判別結果を示す検出信号を出力する対象物検出手段とを備え、上記対象物検出手段が、差分値及びプラス側閾値の比較結果、及び、差分値及びマイナス側閾値の比較結果のいずれか一方の比較結果に基づいて検出信号をオンさせ、他方の比較結果に基づいて検出信号をオフさせるように構成される。

この光学式変位センサでは、受光器上における受光スポットの１次元位置に基づいて算出された変位量が一定の時間間隔でサンプリングされ、前回までにサンプリングされた変位量の代表量と今回サンプリングされた変位量とから変位量の差分値が求められる。そして、求められた差分値が正のプラス側閾値及び負のマイナス側閾値と比較され、その比較結果に基づいて検出信号が出力される。その際、検出対象物の有無の判別結果を示す検出信号は、プラス側閾値又はマイナス側閾値のいずれか一方との比較結果に基づいてオンされ、他方との比較結果に基づいてオフされる。ここで、上記変位量の代表量とは、例えば、前回サンプリングされた変位量、前回までに得られた変位量についての単純平均値、或いは、前回までの変位量についての移動平均値のことであるものとする。

一般に、検出対象物の位置が投射光の光軸方向に関して変動する場合であっても、その位置変動の周期が変位量をサンプリングする際の時間間隔に比べて長ければ、変位量の差分値は、検出対象物の存在によって大きく変化すると考えられる。本発明による光学式変位センサは、上記構成を採用することにより、変位量の差分値に基づいて検出対象物の有無を判別するので、検出対象物の位置が投射光の光軸方向に検出対象物の厚みよりも大きく変動する場合であっても、検出対象物を正しく検出することができる。

第２の本発明による光学式変位センサは、上記構成に加え、上記対象物検出手段が、差分値がプラス側閾値を正方向に越えた場合に検出信号をオンさせ、差分値がマイナス側閾値を負方向に越えた場合に検出信号をオフさせるように構成される。

第３の本発明による光学式変位センサは、上記構成に加え、上記変位量算出手段により算出された変位量を記憶する変位量記憶手段と、上記変位量記憶手段に記憶されている変位量を表示する変位量表示手段と、新たに変位量が得られた場合に、上記変位量記憶手段から読み出した変位量、及び、上記変位量算出手段により算出された変位量のいずれかを上記差分値比較手段による比較結果に基づいて選択し、上記変位量記憶手段を書き換える変位量更新手段とを備えて構成される。この様な構成によれば、差分値とプラス側閾値及びマイナス側閾値の比較結果に基づいて変位量記憶手段が書き換えられ、変位量の検出値が更新されることとなるので、検出対象物が配置される作業台の揺れ、うねり又はバタツキによる検出値のバラツキを抑制させることができる。

第４の本発明による光学式変位センサは、上記構成に加え、上記受光器の出力に基づいて、受光器上における受光スポットの個数を判別するスポット数判別手段を備え、上記変位量更新手段が、受光スポットの個数が１つである場合に変位量記憶手段の書き換えを行い、それ以外の場合には書き換えを行わないように構成される。この様な構成によれば、受光器上における受光スポットの個数が１つであると判別された場合にのみ、変位量の検出値が更新されるので、検出対象物による反射光に多重反射によるものが含まれるような場合に変位量の検出値がばらつくのを抑制させることができる。

第５の本発明による光学式変位センサは、上記構成に加え、上記受光器の出力に基づいて、上記受光スポットの幅を判別するスポット幅判別手段を備え、上記変位量更新手段が、受光スポットの個数が１つである場合に上記スポット幅判別手段による判別結果に基づいて変位量記憶手段の書き換えを行うように構成される。

第６の本発明による光学式変位センサは、上記構成に加え、上記受光器の出力に基づいて、受光器上における受光スポットの個数を判別するスポット数判別手段を備え、上記変位量算出手段が、受光スポットの個数が１つである場合に当該受光スポットの１次元位置を判別して変位量を算出する処理を行い、それ以外の場合には変位量の算出処理を行わず、上記差分値生成手段が、サンプリング時に新たな変位量が得られなかった場合に次のサンプリングまで差分値を求める処理を行わず、新たな変位量が得られた場合には当該新たな変位量及び前回得られた変位量から差分値を求めるように構成される。一般に、検出対象物の端部で投射光が不規則に反射された場合、受光器上における光量分布に歪が生じると考えられる。この様な場合には、受光スポットの位置を正しく判別することができず、或いは、判別することができても誤って判別してしまうことが少なくない。本発明による光学式変位センサでは、上記構成により、受光スポットの個数の判別結果に基づいて変位量の算出処理が行われ、新たな変位量が得られた場合にのみ差分値を求めて検出対象物の有無が判別される。このため、上述した様な場合には、差分値に基づく有無判別は行われず、光量分布に歪が生じていない場合にのみ有無判別が行われるので、対象物検出の精度を向上させることができる。

本発明による光学式変位センサによれば、変位量の差分値に基づいて検出対象物の有無を判別するので、検出対象物の位置が投射光の光軸方向に検出対象物の厚みよりも大きく変動する場合であっても、検出対象物を正しく検出することができ、検出対象物の有無を検出する際の検出精度を向上させることができる。また、差分値とプラス側閾値及びマイナス側閾値の比較結果に基づいて変位量記憶手段が書き換えられ、変位量の検出値が更新されるので、検出対象物が配置される作業台の揺れ、うねり又はバタツキによる検出値のバラツキを抑制させることができる。

図１は、本発明の実施の形態による光学式変位センサの概略構成の一例を示した斜視図であり、光学式変位センサの一例として、投射光Ｌ１を照射した際の反射光Ｌ２に基づいてワークＡ１の有無を検知する光学式変位計１が示されている。この光学式変位計１は、ヘッドユニット２、伝送ケーブル３及び本体ユニット４からなる検出装置であり、作業台Ａ２上に載置されたワークＡ１の検出を行っている。

ヘッドユニット２は、ワークＡ１に投射光Ｌ１を照射する投光器と、投射光Ｌ１のワークＡ１による反射光Ｌ２を受光する受光器を有し、受光器の出力に基づいて投光器の出力調整を行う直方体形状からなるユニットである。ヘッドユニット２は、例えば、ワークＡ１の製造ライン上に配置され、直下方向に投射光Ｌ１を射出する。

伝送ケーブル３は、ヘッドユニット２に電力を供給し、受光器の出力を本体ユニット４に伝送するとともに、制御信号を本体ユニット４からヘッドユニット２に伝送するためのケーブルである。

本体ユニット４は、受光器上における受光スポットを検出し、その検出結果に基づいてワークＡ１の有無の判別や変位量の算出を行うユニットである。本体ユニット４の筐体における１つの面には、各種操作キーと、ワークＡ１の有無や測定結果などを表示するための表示部が配置されている。

なお、受光器の出力に基づいて行われる受光スポットの検出は、図示しないＰＬＣ（Programmable Logic Controller：プラグラマブルロジックコントローラ）などの外部機器から入力されるタイミング信号をトリガとして行われるものとする。

図２は、図１の光学式変位計１におけるヘッドユニット２の一構成例を示した外観図である。このヘッドユニット２は、筐体内に、投光器１１、投光レンズ１２、受光レンズ１３及び受光器１４を備え、筐体側面には、ＬＥＤ表示灯１５ａ〜１５ｃからなるヘッドインジケータ１５が配置されている。

投光器１１は、投射光Ｌ１を生成する光源装置であり、ＬＤ（レーザーダイオード）などの発光素子からなる。投光レンズ１２は、投光器１１から出射された投射光Ｌ１を集光するための集光レンズであり、投光器１１よりもワークＡ１側に配置されている。この投光レンズ１２を透過した投射光Ｌ１は、筐体前面に設けられた矩形状の投光窓２ａを介してワークＡ１に照射される。

受光レンズ１３は、投射光Ｌ１をワークＡ１に照射した際のワークＡ１による反射光Ｌ２を受光器１４上に集光させるための集光レンズであり、筐体前面に設けられた受光窓２ｂを介して反射光Ｌ２が入射される。受光器１４は、ワークＡ１からの反射光Ｌ２を受光する複数の受光素子が線状に配置された撮像装置であり、各受光素子から受光量に応じた信号が出力される。具体的には、複数のＰＤ（フォトダイオード）が直線上に配置されたラインＣＣＤ（Charge Coupled Device：電荷結合素子）が受光器１４として用いられる。

投光器１１からワークＡ１に照射された光は、ワークＡ１上で反射され、ワークＡ１上における照射点の高さ、すなわち、作業台Ａ２からの距離に応じて異なる受光器１４上の位置に集光することとなる。なお、照射点の高さの変化による受光器１４上における受光スポットの位置の変化が判別可能であれば、複数の受光素子が面状に配置された撮像素子を受光器１４として用いても良い。

一般に、投射光Ｌ１を直下方向に照射する場合、照射点の高さが変化すると、受光レンズ１３に対する反射光Ｌ２の入射角度も変化する。この様な場合に、受光レンズ１３の主面を含む平面と、受光器１４における各受光素子の配列方向を示す直線とが投射光Ｌ１の光軸上で交わるように、受光レンズ１３及び受光器１４を配置すれば、シャインプルーフの原理により、常に反射光Ｌ２を受光器１４上で結像させることができる。

ＬＥＤ表示灯１５ａは、投射光Ｌ１の出力状態を示す表示灯であり、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）からなる。このＬＥＤ表示灯１５ａは、例えば、投射光Ｌ１が照射中である場合に緑色に点灯し、照射中でない場合に消灯する。ＬＥＤ表示灯１５ｂは、本体ユニット４のセンサ出力状態を示す表示灯であり、例えば、センサ出力がオン状態である場合に消灯し、オフ状態である場合に赤色に点灯する。

ＬＥＤ表示灯１５ｃは、ワークＡ１上における多重反射の有無を示す表示灯であり、例えば、ワークＡ１からの反射光Ｌ２に多重反射によるものを含む場合に緑色に点灯し、多重反射を含まない場合に消灯する。

図３は、図１の光学式変位計１における本体ユニット４の構成例を示した外観図であり、表示部２１、セットキー２２及び方向キー２３が設けられた筐体側面の様子が示されている。表示部２１は、各種のＬＥＤ表示灯２４，２５，２７，２８と、７セグメントＬＥＤ表示部２６からなる。ＬＥＤ表示灯２４は、投射光Ｌ１の出力状態を示す表示灯であり、ＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）からなる。このＬＥＤ表示灯２４は、例えば、投射光Ｌ１が照射中である場合に緑色に点灯し、照射中でない場合に消灯する。

ＬＥＤ表示灯２５は、本体ユニット４のセンサ出力状態を示す表示灯であり、例えば、センサ出力がオン状態である場合に消灯し、オフ状態である場合に赤色に点灯する。ＬＥＤ表示灯２７は、動作モードを示す表示灯である。

ＬＥＤ表示灯２８は、ワークＡ１上における多重反射の有無を示す表示灯であり、例えば、ワークＡ１からの反射光Ｌ２に多重反射によるものを含む場合に緑色に点灯し、多重反射を含まない場合に消灯する。

７セグメントＬＥＤ表示部２６は、変位量の検出結果などを文字で表示する表示装置であり、表示部２１内の中央に配置された６つの７セグメントＬＥＤからなる。各７セグメントＬＥＤは、筐体側面の長手方向に配列されている。

セットキー２２は、ワークＡ１の有無を判別する際や計測値を出力する際の基準点を指定するための操作キーであり、筐体側面の左端部に配置されている。ここでは、セットキー２２に関して、通常押し及び長押しの２つの異なる操作入力が可能であり、操作方法に応じた入力が行われるものとする。通常押しは、所定時間に達する前にオン状態を終了させる操作方法である。一方、長押しは、所定時間を越えてオン状態を保持させる操作方法である。方向キー２３は、動作モードを切り替えるための操作キーであり、筐体側面の右端部に配置されている。

図４は、図１の光学式変位計１の要部における構成例を示したブロック図であり、本体ユニット４内の機能構成の一例が示されている。この本体ユニット４は、変位量算出部３１、測定処理部３２、差分値生成部３３、差分値比較部３４、対象物検出処理部３５、基準点指定部３６、閾値記憶部３７及び表示処理部３８により構成される。

変位量算出部３１は、受光器１４の各受光素子の出力に基づいて受光器１４上における受光スポットの１次元位置を判別し、この判別結果に基づいてワークＡ１の変位量を算出する処理を行っている。具体的には、受光素子が検出した受光量が受光素子ごとに判別され、各受光素子の配列方向に関する受光量の１次元分布から受光スポットが抽出される。例えば、受光量が所定の閾値Ｔ１を越えている１次元領域が受光スポットとして抽出される。そして、受光量の１次元分布から受光スポットとして抽出された１次元領域について、例えば、受光量が最大となる位置、すなわち、ピーク位置が受光スポットの位置として判別され、そのピーク位置に基づいて変位量が算出される。変位量は、ワークＡ１上における照射点について、投射光Ｌ１の光軸方向に関する位置が算出される。

ここでは、受光スポットが２以上抽出された場合、受光量が最大となる受光スポットについて、変位量の算出処理が行われるものとする。

差分値生成部３３は、変位量算出部３１により算出された変位量を一定の時間間隔でサンプリングし、サンプリングにより得られる２つの変位量の差分値を求める処理を行っている。具体的には、前回までにサンプリングされた変位量の代表量と、今回サンプリングされた変位量との差分値が求められる。

変位量の代表量としては、前回サンプリングされた変位量、前回までに得られた変位量についての単純平均値、或いは、前回までの変位量についての移動平均値などが考えられる。変位量の単純平均値とは、サンプリングの所定時点から前回のサンプリング時までに得られた複数の変位量についての平均値のことである。また、移動平均値とは、前回のサンプリング時までの所定のサンプリング数の変位量についての平均値のことである。ここでは、連続して得られる２つの変位量の差分値が算出されるものとする。すなわち、変位量ｘ１，ｘ２がこの順に連続して得られた場合、これらの差（ｘ２−ｘ１）が求められ、差分値として出力される。

測定処理部３２は、差分値生成部３３による差分値の算出結果に基づいて、計測値を出力する処理を行っている。

差分値比較部３４は、差分値生成部３３により求められた差分値をプラス側閾値３７ａ及びマイナス側閾値３７ｂと比較し、この比較結果を出力する処理を行っている。このプラス側閾値３７ａ及びマイナス側閾値３７ｂは、いずれもワークＡ１の厚みに基づいて予め定められる閾値である。ここでは、プラス側閾値３７ａが正の数からなり、マイナス側閾値３７ｂが負の数からなるものとする。

対象物検出処理部３５は、差分値比較部３４による比較結果に基づいてワークＡ１の有無を判別し、この判別結果を示す検出信号を出力する処理を行っている。具体的には、差分値及びプラス側閾値３７ａの比較結果と、差分値及びマイナス側閾値３７ｂの比較結果のいずれか一方の比較結果に基づいて検出信号をオンさせ、他方の比較結果に基づいて検出信号をオフさせる処理が行われる。

有無の判別結果を示す検出信号は、例えば、２つの異なる電圧レベルからなる状態信号として出力され、有無の判別結果に基づいて電圧レベルが切り替えられる。具体的には、投射光Ｌ１の光軸方向に関してワークＡ１の厚み方向、すなわち、ヘッドユニット２に近づく方向を正方向とする場合に、差分値がプラス側閾値３７ａを正方向に越えると、ワークＡ１が存在するものと判別され、検出信号がオンされる。一方、差分値がマイナス側閾値３７ｂを負方向に越えると、ワークＡ１がヘッドユニット２の直下に存在しなくなったものと判別され、検出信号がオフされる。

基準点指定部３６は、セットキー２２の操作に基づいて、ワークＡ１の有無検出及び計測値出力のための基準点を指定する処理を行っている。ここでは、ユーザが指定した２つの基準点に基づいて、ワークＡ１の有無を判別するためのプラス側閾値３７ａ及びマイナス側閾値３７ｂが自動的に定められるものとする。

具体的には、セットキー２２を通常押ししたタイミングで得られた受光スポットの位置が基準点として定められる。そして、１回目の操作で得られる第１の基準点に対応する変位量ｘ１と、１回目とは異なるタイミングで行われた２回目の操作で得られる第２の基準点に対応する変位量ｘ２との差分値（ｘ２−ｘ１）をワークＡ１の厚みであると判断してプラス側閾値３７ａ及びマイナス側閾値３７ｂが定められる。

通常、作業台Ａ２上にワークＡ１が存在しない状態でセットキー２２の１回目の操作が行われ、作業台Ａ２上にワークＡ１が存在する状態で２回目の操作が行われる。ここでは、絶対値が互いに一致するように、閾値３７ａ及び３７ｂが定められるものとする。この様にして定められた閾値３７ａ，３７ｂは、閾値記憶部３７内に格納される。

また、ここでは、検出に使用される差分値が検出のオン又はオフに関わらず０を示すために、差分値をそのまま表示部２１の７セグメントＬＥＤ表示部２６に表示させる代わりに、以下の表示処理が行われるものとする。検出状態（センサ出力）がオフ状態では、変位量や差分値に関わらず０を表示する。差分値が閾値３７ａを越えたとき、検出状態がオフ状態からオン状態になり、検出状態がオン状態である間は、そのときの差分値がホールドされ、表示される。そして、差分値が閾値３７ｂを下回ったとき、再び、検出状態がオン状態からオフ状態になり、変位量や差分値に関わらず０を表示する。つまり、計測値として出力される差分値は、センサ出力に基づいて更新される。

ワークの形状にも依存するが、板状又は箱状のワークであれば、ホールドした差分値は、ワークの厚みを示すため、現在の差分値を表示させるのに比べて、適切な数値を表示させることができる。また、表示される数値が、０であるかその他の数値であるかにより、センサ出力のオン又はオフを容易に識別することができる。従って、変位量の差分値を利用してワーク検出させることにより、作業台などの揺れやうねりの影響を抑制させることができ、耐環境性能を向上させることができるとともに、適切な値を計測値として表示させることができる。

表示処理部３８は、測定処理部３２からの計測値出力に基づいて、計測値を表示部２１の７セグメントＬＥＤ表示部２６に表示させる処理を行っている。

図５は、図４の本体ユニット４における測定処理部３２の構成例を示したブロック図である。この測定処理部３２は、変位量更新処理部４１、変位量記憶部４２、計測値出力部４３、スポット数判別部４４及びスポット幅判別部４５からなる。スポット数判別部４４は、受光器１４の各受光素子の出力に基づいて、受光器１４上における受光スポットの個数を判別する処理を行っている。

スポット幅判別部４５は、受光器１４の各受光素子の出力に基づいて、受光スポットの幅、すなわち、受光量の１次元分布から受光スポットとして抽出される１次元領域の長さを判別する処理を行っている。受光スポットの幅は、例えば、受光量がピーク位置における受光量の１／２となる受光器１４上の位置に基づいて定められる。ここでは、受光スポットの個数が１つである場合にのみ当該受光スポットについて幅を判別する処理が行われ、受光スポットの個数が０又は２以上である場合には、受光スポットの幅の判別処理は行わないものとする。

変位量記憶部４２は、変位量算出部３１により算出された変位量を書き換え可能に記憶するメモリである。変位量更新処理部４１は、新たに変位量が得られた場合に、変位量記憶部４２を書き換える更新処理を行っている。この更新処理は、変位量記憶部４２から読み出した変位量と、変位量算出部３１により算出された変位量とのいずれかを差分値比較部３４による比較結果に基づいて選択し、選択した変位量を変位量記憶部４２に書き込むことにより行われる。

具体的には、変位量の差分値がプラス側閾値３７ａを正方向に越えた場合と、差分値がマイナス側閾値３７ｂを負方向に越えた場合に、変位量算出部３１により算出された変位量が選択され、それ以外の場合には、変位量記憶部４２から読み出した変位量が選択される。つまり、変位量記憶部４２内の変位量は、センサ出力がオン又はオフに切り替えられるタイミングで新たな変位量に書き換えられ、それ以外の場合には、書き換えられることなくそれまでの値が保持される。

ここでは、変位量算出部３１により算出された変位量をそのまま変位量記憶部４２に記憶させるのに代えて、差分値生成部３３による差分値の算出結果を計測値用のデータとして変位量記憶部４２に記憶させ、変位量更新処理部４１が差分値生成部３３により算出された差分値に基づいて変位量記憶部４２内の差分値を書き換えるものとする。

計測値出力部４３は、変位量記憶部４２上に保持されている変位量を計測値として出力する動作を行っている。表示処理部３８では、変位量記憶部４２上に保持されている変位量を７セグメントＬＥＤ表示部２６に表示させる処理が行われる。この様な構成により、差分値とプラス側閾値３７ａ及びマイナス側閾値３７ｂの比較結果に基づいて変位量記憶部４２が書き換えられ、変位量の計測値が更新されることとなるので、ワークＡ１が配置される作業台Ａ２の揺れ、うねり又はバタツキによって計測値がばらつくのを抑制させることができる。

ここで、変位量更新処理部４１は、スポット数判別部４４及びスポット幅判別部４５による判別結果に基づいて、更新処理を行うものとする。具体的には、受光スポットの個数が１つである場合に、スポット幅判別部４５による判別結果に基づいて変位量の書き換えが行われ、それ以外の場合、すなわち、受光スポットの個数が０又は２以上である場合には、変位量の書き換えは行われない。特に、受光スポットの個数が１つであっても、当該受光スポットの幅が所定の範囲内になければ、変位量の書き換えは行わず、受光スポットの個数が１つであって、かつ、受光スポットの幅が所定の範囲内にある場合にのみ、変位量の書き換えが行われる。

この様な構成により、受光器１４上における受光スポットの個数が１つであって、受光スポットの幅が所定範囲内にあると判別された場合にのみ、変位量の計測値が書き換えられるので、ワークＡ１による反射光Ｌ２に多重反射によるものが含まれるような場合に変位量の計測値がばらつくのを抑制させることができる。

なお、受光スポットの個数が１つであっても受光スポットの幅を判別する処理を行わず、受光スポットの個数が１つである場合に変位量の書き換えを行い、それ以外の場合には変位量の書き換えを行わないようにしても良い。

図６は、図１の光学式変位計１におけるワーク検出時の動作の一例を示した図であり、製造ライン上に配置されたヘッドユニット２が示されている。ベルトコンベアを作業台Ａ２としてライン上には複数のワークＡ１が配置されており、水平方向に搬送されている。光学式変位計１は、投射光Ｌ１を照射した際の反射光に基づいて、ヘッドユニット２の直下にワークＡ１が存在するか否かを判別している。ワークＡ１が存在する場合と存在しない場合とでは、反射光による受光スポットの位置が異なり、ワークＡ１の変位量は、ワークＡ１の厚みｄ１の分だけ大きく変化することとなる。変位計１では、ワークＡ１が存在することによって変位量が大きく変化することを利用してワークＡ１の有無が判別される。

図７（ａ）及び（ｂ）は、図１の光学式変位計１におけるワーク検出時の動作の一例を示した図であり、一定の時間間隔でサンプリングされた変位量及び差分値がサンプリングごとに示されている。図７（ａ）には、横軸に時間軸をとり、縦軸に変位量を示す軸をとって変位量の検出値がサンプリングごとに示されている。この例では、時刻ｔ１でサンプリングが開始され、ｔ１からｔ３までは、変位量は変化せず検出値ｘ１となっている。

その後、時刻ｔ４において、変位量が正方向に大きく変化し、検出値ｘ２（ｘ２>ｘ１）となっている。時刻ｔ４からｔ６までは、変位量は変化せず検出値ｘ２のままとなっている。その後、時刻ｔ７において、変位量が負方向に大きく変化し、検出値ｘ１となっている。時刻ｔ７からｔ１１までは、変位量は変化せず検出値ｘ１のままとなっている。そして、時刻ｔ１２において、変位量が正方向に大きく変化し、検出値ｘ２となっている。

図７（ｂ）には、横軸に時間軸をとり、縦軸に差分値を示す軸をとって差分値の検出値がサンプリングごとに示されている。差分値は、時刻ｔ２から得られ、ｔ２からｔ３までは、変化せず検出値０となっている。

その後、時刻ｔ４において、差分値が正方向に変化し、検出値ｙ１（ｙ１>０）となっている。検出値ｙ１は、ｙ１＝ｘ２−ｘ１であり、ワークＡ１の厚みｄ１を示している。そして、時刻ｔ５において、検出値は０となり、時刻ｔ５からｔ６までは、差分値は変化せず検出値０のままとなっている。

その後、時刻ｔ７において、差分値が負方向に変化し、検出値ｙ２（ｙ２<０）となっている。そして、時刻ｔ８において、検出値は０となり、時刻ｔ８からｔ１１までは、差分値は変化せず検出値０のままとなっている。そして、時刻ｔ１２において、差分値が正方向に変化し、検出値ｙ１となっている。

この様に、時刻ｔ３からｔ４までの間、ｔ６からｔ７までの間、及び、ｔ１１からｔ１２までの間は、ワークＡ１が存在することによって変位量が大きく変化し、時刻ｔ４，ｔ７，ｔ１２で差分値の絶対値が大きくなっている。従って、プラス側閾値ｕ１及びマイナス側閾値ｕ２を検出対象とするワークＡ１の厚みに応じて適切に定めることにより、ワークＡ１の有無を正しく判別させることができる。この例では、時刻ｔ４において、差分値の検出値ｙ１が閾値ｕ１を正方向に越えており、センサ出力がオンされている。その後、時刻ｔ７において、差分値の検出値ｙ２が閾値ｕ２を負方向に越えており、センサ出力がオフされている。また、時刻ｔ１２において、差分値の検出値ｙ１が閾値ｕ１を正方向に越えており、センサ出力がオンされている。

図８は、図１の光学式変位計１におけるワーク検出時の動作の一例を示したタイミングチャートであり、変位量の計測値及びワークＡ１の有無を示すセンサ出力が示されている。変位量の計測値は、差分値とプラス側閾値 ｕ１及びマイナス側閾値ｕ２との比較結果に基づいて更新される。すなわち、計測値出力は、差分値がプラス側閾値ｕ１を正方向に越えた場合と、差分値がマイナス側閾値ｕ２を負方向に越えた場合とにのみ更新され、それ以外の場合には、それまでの値が保持される。

この例では、ワークＡ１が存在しない場合に得られる変位量の検出値をゼロとして計測値が示されている。時刻ｔ４までは、計測値ゼロが保持されている。そして、時刻ｔ４で計測値がｚ１（ｚ１>０）に更新され、時刻ｔ４から時刻ｔ７までは、計測値ｚ１が保持されている。また、時刻ｔ７で計測値がゼロに更新され、時刻ｔ７から時刻ｔ１２までは、計測値ゼロが保持されている。そして、時刻ｔ１２で計測値がｚ１に更新されている。

この様に、差分値とプラス側閾値 ｕ１及びマイナス側閾値ｕ２との比較結果に基づいて変位量の計測値を更新させることにより、作業台Ａ２の揺れ、うねり又はバタツキの影響によって計測値が更新されるのを防止することができる。

図９（ａ）及び（ｂ）は、図１の光学式変位計１におけるワーク検出時の動作の他の一例を示した図であり、作業台Ａ２の揺れによりワークＡ１の位置が投射光Ｌ１の光軸方向に変動する場合の変位量及び差分値が示されている。図９（ａ）には、横軸に時間軸をとり、縦軸に変位量を示す軸をとって変位量の検出値がサンプリングごとに示されている。

この例では、時刻ｔ１でサンプリングが開始され、ｔ１からｔ３までは、変位量は単調に増加している。その後、時刻ｔ４において、変位量が正方向に大きく変化し、ｔ４からｔ６までは、変位量は一定となっている。その後、時刻ｔ７において、変位量が負方向に大きく変化し、ｔ７からｔ１１までは、変位量は単調に減少している。また、時刻ｔ１２において、変位量が正方向に大きく変化し、ｔ１２からｔ１３までは、変位量は一定となっている。その後、時刻ｔ１４において、変位量が負方向に大きく変化し、ｔ１４からｔ１８までは、変位量は単調に増加している。そして、時刻ｔ１９において、変位量が正方向に大きく変化している。

図９（ｂ）には、横軸に時間軸をとり、縦軸に差分値を示す軸をとって差分値の検出値がサンプリングごとに示されている。差分値は、時刻ｔ２から得られ、ｔ２からｔ３までは変化せず、その後の時刻ｔ４において、正方向に変化し、プラス側閾値ｕ１を上回っている。時刻ｔ５からｔ６までは、差分値は変化せず検出値０となっている。その後、時刻ｔ７において、差分値は負方向に変化し、マイナス側閾値ｕ２を下回っている。

時刻ｔ８からｔ１１までは、差分値は殆ど変化せず、その後の時刻ｔ１２において、正方向に変化し、プラス側閾値ｕ１を上回っている。その後、時刻ｔ１４において、差分値は負方向に変化し、マイナス側閾値ｕ２を下回っている。時刻ｔ１５からｔ１８までは、差分値は殆ど変化せず、その後の時刻ｔ１９において、正方向に変化し、プラス側閾値ｕ１を上回っている。

この様に、作業台Ａ２の揺れによってワークＡ１の位置が変動する場合であっても、時刻ｔ３からｔ４までの間、ｔ６からｔ７までの間、ｔ１１からｔ１２までの間、ｔ１３からｔ１４までの間、及び、ｔ１８からｔ１９までの間は、ワークＡ１が存在することによって変位量が大きく変化し、ｔ４，ｔ７，ｔ１２，ｔ１４，ｔ１９で差分値の絶対値が大きくなっている。

一般に、ワークＡ１の位置が投射光Ｌ１の光軸方向に関して変動する場合であっても、その位置変動の周期が変位量をサンプリングする際の時間間隔に比べて長ければ、変位量の差分値は、ワークＡ１の存在によって大きく変化すると考えられる。従って、この様な場合であっても、ワークＡ１の有無を正しく判別することができる。この例では、時刻ｔ４において、差分値の検出値が閾値ｕ１を正方向に越えており、センサ出力がオンされている。その後、時刻ｔ７において、差分値の検出値が閾値ｕ２を負方向に越えており、センサ出力がオフされている。また、時刻ｔ１２において、差分値の検出値が閾値ｕ１を正方向に越えており、センサ出力がオンされている。その後、時刻ｔ１４において、差分値の検出値が閾値ｕ２を負方向に越えており、センサ出力がオフされている。また、時刻ｔ１９において、差分値の検出値が閾値ｕ１を正方向に越えており、センサ出力がオンされている。

ここで、変位量の計測値として出力される差分値の表示値は、センサ出力がオフである場合にゼロとなり、センサ出力がオンである場合には、センサ出力のオフからオンへの遷移時における差分値がホールドされるものとする。

なお、ベルトコンベアの揺れが速くてワークＡ１の位置に関する変動の周期が短い場合には、サンプリングの周期を変動の周期よりも短くすることにより、揺れによる差分値の変化量が小さく抑えられるので、ワークＡ１の有無を正しく検出することができる。また、ワークＡ１端部の厚みが緩やかに変化している場合には、サンプリングの周期を長くすることにより、差分値をワーク端部で大きく異ならせることができるので、ワークＡ１の有無を正しく検出させることができる。

また、ヘッドユニット２の周囲の温度が変化することによって、変位量の検出値が緩やかに変動するような場合であっても、変動の周期よりもサンプリングの周期を短くすることにより、温度変化に影響されることなくワークＡ１の有無を正しく検出することができる。

図１０は、図１の光学式変位計１における動作の一例を示した斜視図であり、ライン方向に移動するワークＡ１の変位量を連続して測定する場合の様子が示されている。作業台Ａ２上をゆっくりと移動するワークＡ１の変位量をワークＡ１の移動速度に比べて短い時間間隔で繰り返し検出する場合、ワークＡ１の端部を繰り返し検出することとなる。投射光Ｌ１がワーク端部を走査されている間は、ワーク端部による多重反射の影響で受光量分布に歪が生じるとともに、受光量分布が検出ごとに大きく変化し、変位量の検出精度が低下することとなる。

図１１（ａ）〜（ｃ）は、図１の光学式変位計１における動作の一例を示した遷移図であり、ライン方向に移動するワークＡ１に投射光Ｌ１を照射した際に得られる受光量分布が示されている。図１１（ａ）には、ワークＡ１の手前で反射された光による受光量分布が示され、図１１（ｂ）には、ワークＡ１の端部で反射された光による受光量分布が示されている。図１１（ｃ）には、端部以外のワークＡ１上で反射された光による受光量分布が示されている。

ワークＡ１の手前では、作業台Ａ２上で反射された光が受光され、１つの受光スポットが検出されている。ワークＡ１の端部がヘッドユニット２の直下に移動すると、ワーク端部における多重反射の影響で受光量分布に歪が生じ、複数の受光スポットが検出されることとなる。本実施の形態では、この様な多重反射が生じている間、変位量の計測値を更新する処理は行われず、それまでの計測値が保持される。

図１２は、図１の光学式変位計１における動作の一例を示したタイミングチャートであり、ライン方向に移動するワークＡ１の変位量を連続して測定する場合の計測値が示されている。多重反射が生じている期間（時刻ｔ_１１からｔ_１２までの期間）中は、ワークＡ１の手前で測定された計測値ｚ１が保持され、計測値出力として出力される。ワークＡ１の移動により、多重反射状態が解消されると、変位量の計測値は更新される。この例では、時刻ｔ_１２において、計測値ｚ２に更新されている。

この様に、受光器１４上における受光スポットの個数が１つであると判別された場合にのみ、変位量の計測値が更新されるので、ワークＡ１による反射光Ｌ２に多重反射によるものが含まれるような場合に変位量の計測値がばらつくのを防止することができる。

図１３のステップＳ１０１〜Ｓ１０８は、図１の光学式変位計１におけるワーク検出時の動作の一例を示したフローチャートである。まず、差分値生成部３３は、変位量算出部３１から変位量を取得すると、連続して得られる２つの変位量から差分値を生成する（ステップＳ１０１，Ｓ１０２）。次に、差分値比較部３４は、差分値生成部３３により求められた差分値をプラス側閾値３７ａ及びマイナス側閾値３７ｂと比較し、比較結果を対象物検出処理部３５へ出力する（ステップＳ１０３）。

対象物検出処理部３５は、差分値と、プラス側閾値３７ａ及びマイナス側閾値３７ｂとの比較結果に基づいてセンサ出力を切り替える。このとき、差分値が、プラス側閾値３７ａよりも大きければ、センサ出力はオンされる（ステップＳ１０４，Ｓ１０５）。また、差分値が、マイナス側閾値３７ｂよりも小さければ、センサ出力はオフされる（ステップＳ１０４，Ｓ１０７，Ｓ１０８）。

一方、差分値が、マイナス側閾値３７ｂと、プラス側閾値３７ａとの間にあれば、切り替えることなくセンサ出力は保持される。ステップＳ１０１からステップＳ１０５、Ｓ１０７及びＳ１０８の処理手順は、ワーク検出が終了されるまで所定の時間間隔で繰り返される（ステップＳ１０６）。

図１４（ａ）及び（ｂ）は、図１の光学式変位計１におけるワーク検出動作の一例を示した図であり、ワークＡ１が載置された作業台Ａ２が大きく揺動する場合が示されている。図１４（ａ）には、作業台Ａ２がピッチング方向に揺動する場合が示されている。この例では、ライン方向、すなわち、ワークＡ１の搬送方向に関して、作業台Ａ２の前側と後側とが互いに反対方向に移動している。ワークＡ１は、この様な作業台Ａ２の揺れによって投射光Ｌ１の光軸方向に大きく移動することとなる。

図１４（ｂ）には、作業台Ａ２が上下方向に揺動する場合が示されている。この例では、ライン方向、すなわち、ワークＡ１の搬送方向に関して、作業台Ａ２の前側と後側とが同じ方向に移動している。ワークＡ１は、この様な作業台Ａ２の揺れによって投射光Ｌ１の光軸方向に大きく移動することとなる。この様な場合であっても、変位量をサンプリングする際の時間間隔を作業台Ａ２の位置変動の周期よりも短くすることにより、ワークＡ１を正しく検出することができる。

図１５（ａ）及び（ｂ）は、図１の光学式変位計１におけるワーク検出動作の一例を示した図であり、投射光Ｌ１を１次元方向に走査させてワークＡ１を検出する場合が示されている。図１５（ａ）には、投射光Ｌ１の射出方向を変化させて作業台Ａ２上をスキャンする場合が示され、図１５（ｂ）には、ヘッドユニット２を水平方向とは異なる方向に移動させて投射光Ｌ１を走査させる場合が示されている。

この様な場合であっても、変位量をサンプリングする際の時間間隔を投射光Ｌ１の走査による変位量の変動の周期よりも短くすることにより、ワークＡ１を正しく検出することができる。

本実施の形態によれば、変位量の差分値に基づいてワークＡ１の有無を判別するので、ワークＡ１の位置が投射光Ｌ１の光軸方向にワークＡ１の厚みよりも大きく変動する場合であっても、ワークＡ１を正しく検出することができ、ワークＡ１の有無を検出する際の検出精度を向上させることができる。また、差分値とプラス側閾値３７ａ及びマイナス側閾値３７ｂの比較結果に基づいて変位量記憶部４２が書き換えられ、変位量の計測値が更新されるので、作業台Ａ２の揺れ、うねり又はバタツキによる検出値のバラツキを抑制させることができる。

なお、本実施の形態では、ワークＡ１の変位量を一定の時間間隔でサンプリングして得られた差分値に基づいてワークＡ１の有無を検出する場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、受光器１４の出力をアナログ的に又はデジタル的に微分する微分回路を用いて、変位量の微分値を求め、この微分値に基づいてワークＡ１の有無を検出するようなものであっても良い。

また、本実施の形態では、受光スポットが複数抽出された場合に受光量が最大となる受光スポットについて変位量の算出処理が行われる場合の例について説明したが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、変位量算出部３１は、受光スポットの個数が１つである場合に、当該受光スポットの１次元位置を判別して変位量を算出する処理を行い、それ以外の場合には変位量の算出処理を行わない。また、差分値生成部３３は、サンプリング時に新たな変位量が得られなかった場合に次のサンプリングまで差分値を求める処理を行わず、新たな変位量が得られた場合には当該新たな変位量と、前回得られた変位量とから差分値を求めるように構成しても良い。

一般に、ワークＡ１の端部で投射光Ｌ１が不規則に反射された場合、受光器１４上における光量分布に歪が生じると考えられる。この様な場合には、受光スポットの位置を正しく判別することができず、或いは、判別することができても誤って判別してしまうことが少なくない。上記構成によれば、受光スポットの個数の判別結果に基づいて変位量の算出処理が行われ、新たな変位量が得られた場合にのみ差分値を求めてワークＡ１の有無が判別される。このため、上述した様な場合には、差分値に基づく有無判別は行われず、光量分布に歪が生じていない場合にのみ有無判別が行われるので、ワークＡ１検出の精度を向上させることができる。

本発明の実施の形態による光学式変位センサの概略構成の一例を示した斜視図であり、投射光Ｌ１を照射してワークＡ１を検知する光学式変位計１が示されている。 図１の光学式変位計１におけるヘッドユニット２の一構成例を示した外観図である。 図１の光学式変位計１における本体ユニット４の構成例を示した外観図であり、筐体側面の様子が示されている。 図１の光学式変位計１の要部における構成例を示したブロック図であり、本体ユニット４内の機能構成の一例が示されている。 図４の本体ユニット４における測定処理部３２の構成例を示したブロック図である。 図１の光学式変位計１におけるワーク検出時の動作の一例を示した図であり、製造ライン上に配置されたヘッドユニット２が示されている。 図１の光学式変位計１におけるワーク検出時の動作の一例を示した図であり、変位量及び差分値がサンプリングごとに示されている。 図１の光学式変位計１におけるワーク検出時の動作の一例を示したタイミングチャートであり、変位量の計測値及びセンサ出力が示されている。 図１の光学式変位計１におけるワーク検出時の動作の他の一例を示した図であり、ワークＡ１の位置が変動する場合の変位量及び差分値が示されている。 図１の光学式変位計１における動作の一例を示した斜視図であり、ライン方向に移動するワークＡ１の変位量を連続して測定する場合の様子が示されている。 図１の光学式変位計１における動作の一例を示した遷移図であり、ライン方向に移動するワークＡ１から得られる受光量分布が示されている。 図１の光学式変位計１における動作の一例を示したタイミングチャートであり、ライン方向に移動するワークＡ１から得られる計測値が示されている。 図１の光学式変位計１におけるワーク検出時の動作の一例を示したフローチャートである。 図１の光学式変位計１におけるワーク検出動作の一例を示した図であり、ワークＡ１が載置された作業台Ａ２が大きく揺動する場合が示されている。 図１の光学式変位計１におけるワーク検出動作の一例を示した図であり、投射光Ｌ１を１次元方向に走査させてワークＡ１を検出する場合が示されている。 従来の光学式変位センサ１００の構成を示した図であり、投射光が受光ユニット１０４で受光されるまでの様子が模式的に示されている。 製造ライン上に配置された光学式変位センサ１００を示した図である。 光学式変位センサ１００におけるワーク検出時の動作を示したタイミングチャートであり、変位量の検出値及びセンサ出力が示されている。 光学式変位センサ１００におけるワーク検出時の動作を示した図であり、ワークの位置が投射光の光軸方向に変動する場合が示されている。

符号の説明

１ 光学式変位計
２ ヘッドユニット
２ａ 投光窓
２ｂ 受光窓
３ 伝送ケーブル
４ 本体ユニット
１１ 投光器
１２ 投光レンズ
１３ 受光レンズ
１４ 受光器
１５ ヘッドインジケータ
１５ａ〜１５ｃ ＬＥＤ表示灯
２１ 表示部
２２ セットキー
２３ 方向キー
２４，２５，２７，２８ ＬＥＤ表示灯
２６ ７セグメントＬＥＤ表示部
３１ 変位量算出部
３２ 測定処理部
３３ 差分値生成部
３４ 差分値比較部
３５ 対象物検出処理部
３６ 基準点指定部
３７ 閾値記憶部
３８ 表示処理部
４１ 変位量更新処理部
４２ 変位量記憶部
４３ 計測値出力部
４４ スポット数判別部
４５ スポット幅判別部
Ａ１ ワーク
Ａ２ 作業台
Ｌ１ 投射光
Ｌ２ 反射光

Claims (6)

1. 検出対象物に投射光を照射する投光器と、
   上記投射光の上記検出対象物による反射光を受光する受光器と、
   上記受光器の出力に基づいて受光器上における受光スポットの１次元位置を判別し、この判別結果に基づいて上記検出対象物の変位量を算出する変位量算出手段と、
   上記変位量算出手段により算出された変位量を一定の時間間隔でサンプリングし、前回までにサンプリングされた変位量の代表量と今回サンプリングされた変位量との差分値を求める差分値生成手段と、
   上記差分値生成手段により求められた差分値を正のプラス側閾値及び負のマイナス側閾値と比較する差分値比較手段と、
   上記差分値比較手段による比較結果に基づいて上記検出対象物の有無を判別し、この判別結果を示す検出信号を出力する対象物検出手段とを備え、
   上記対象物検出手段は、差分値及びプラス側閾値の比較結果、及び、差分値及びマイナス側閾値の比較結果のいずれか一方の比較結果に基づいて検出信号をオンさせ、他方の比較結果に基づいて検出信号をオフさせることを特徴とする光学式変位センサ。
2. 上記対象物検出手段は、差分値がプラス側閾値を正方向に越えた場合に検出信号をオンさせ、差分値がマイナス側閾値を負方向に越えた場合に検出信号をオフさせることを特徴とする請求項１に記載の光学式変位センサ。
3. 上記変位量算出手段により算出された変位量を記憶する変位量記憶手段と、
   上記変位量記憶手段に記憶されている変位量を表示する変位量表示手段と、
   新たに変位量が得られた場合に、上記変位量記憶手段から読み出した変位量、及び、上記変位量算出手段により算出された変位量のいずれかを上記差分値比較手段による比較結果に基づいて選択し、上記変位量記憶手段を書き換える変位量更新手段とを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の光学式変位センサ。
4. 上記受光器の出力に基づいて、受光器上における受光スポットの個数を判別するスポット数判別手段を備え、
   上記変位量更新手段は、受光スポットの個数が１つである場合に変位量記憶手段の書き換えを行い、それ以外の場合には書き換えを行わないことを特徴とする請求項３に記載の光学式変位センサ。
5. 上記受光器の出力に基づいて、上記受光スポットの幅を判別するスポット幅判別手段を備え、
   上記変位量更新手段は、受光スポットの個数が１つである場合に上記スポット幅判別手段による判別結果に基づいて変位量記憶手段の書き換えを行うことを特徴とする請求項４に記載の光学式変位センサ。
6. 上記受光器の出力に基づいて、受光器上における受光スポットの個数を判別するスポット数判別手段を備え、
   上記変位量算出手段は、受光スポットの個数が１つである場合に当該受光スポットの１次元位置を判別して変位量を算出する処理を行い、それ以外の場合には変位量の算出処理を行わず、
   上記差分値生成手段は、サンプリング時に新たな変位量が得られなかった場合に次のサンプリングまで差分値を求める処理を行わず、新たな変位量が得られた場合には当該新たな変位量及び前回得られた変位量から差分値を求めることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学式変位センサ。

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