JP2015087317A - 光センサー、検出装置及び検出方法 - Google Patents

光センサー、検出装置及び検出方法 Download PDF

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誠 諏訪
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Abstract

【課題】別途コントローラーを用意することなく、被検出物の有無を検出する光センサーによる検出精度を向上する。【解決手段】被検出物の有無を検出する検出光Pを受光する受光部3と、前記受光部3における前記検出光Pの受光強度に基づいて閾値を設定する閾値設定部としての役割と前記閾値を使用して前記被検出物の有無を判断する判断部としての役割とをするマイクロコントローラー4と、を備える。このような光センサー1により、別途コントローラーを用意することなく、被検出物の有無を検出する光センサー1による検出精度を向上する。【選択図】図1

Description

本発明は、被検出物の有無を検出する光センサー、検出装置及び検出方法に関するものであり、特に、被検出物の有無を検出するための検出光の受光強度に基づいて被検出物の有無を判断するマイクロコントローラーを備える光センサー、及び、該光センサー等を使用して行う被検出物の有無を検出する検出方法に関するものである。
従来から、例えば、紙、紙幣等の被検出物の有無を赤外光等の電磁波を用いて検出する光センサー(Photosensor)として、様々なものが使用されている。そして、光センサーによる検出精度を向上する技術が開示されている。
例えば、特許文献1には、光センサーを備え、該光センサーの感度バラツキや経年劣化に対して検出精度を改善するため、該光センサーとは別に設けられた制御部(コントローラー)により、該光センサーを自動で調整可能な自動調整装置が開示されている。
一方、特許文献2には、被検出物の有無を検出する検出装置ではないが、バーコード読取装置としての光検出装置に光センサーが設けられた構成が開示されている。そして、特許文献2の光検出装置は、バーコード読み取りの際のS/N比(信号量(Signal)と雑音量(Noise)の比)を改善するために、該光センサーとは別に該バーコード読取装置に設けられたマイクロコンピューターにより、該光センサーの感度調整が可能な構成である。
特開2006−58262号公報 特開2001−175799号公報
上記のように、光センサーによる検出精度を向上することが可能な従来の検出装置は、該光センサーとは別に、該検出装置内にコントローラーを備えていた。このため、該検出装置が高コストになるうえ、該検出装置に光センサーを導入する際のユーザーの作業が煩雑であった。なお、特許文献1に開示される自動調整装置及び特許文献2に開示される光検出装置も、光センサーとは別に、検出装置内にコントローラーを備える構成である。
また、被検出物として検出しやすさにバラツキのあるものや様々な種類のものを使用する場合がある。
しかしながら、特許文献1に開示される自動調整装置は、光センサーの感度バラツキや経年劣化に対して検出精度を改善することを目的としており、被検出物の無い場合を基準として閾値を設定し、該閾値を基準に被検出物の有無を判断する。このため、例えば透明度にバラツキがある半透明の被検出物を使用する場合、検出精度が不十分な場合があった。
また、特許文献2に開示される光検出装置は、バーコードの白黒に対応する明暗情報に基づいて閾値を設定し、該閾値を使用してバーコードを読み取る構成にすぎず、被検出物の有無を検出する構成ではない。このため、被検出物の有無を検出する光センサーによる検出精度を向上する構成にはなっていない。
さらに、従来の検出装置では、光センサーにおける発光部と受光部との距離が様々である場合、その距離によっては非検出物の検出の際に使用される閾値が適切でない場合が生じていた。
そこで、本発明の目的は、別途コントローラーを用意することなく、被検出物の有無を検出する光センサーによる検出精度を向上することである。
上記課題を解決するための本発明の第1の態様に係る光センサーは、被検出物の有無を検出する検出光を受光する受光部と、前記受光部における前記検出光の受光強度に基づいて前記被検出物の有無を判断するための閾値を設定する閾値設定部と、を備えることを特徴とする。
ここで、「光センサー」とは、光などの電磁気的エネルギーを検出するセンサーを意味し、赤外光や可視光を用いて検出するセンサーに限定されず、赤外光や可視光領域以外の波長の電磁波を用いて検出するセンサーを含む意味である。
本態様によれば、コントローラーとしての前記閾値設定部を備える。このため、本態様の光センサーを備える検出装置に別途コントローラーを用意することを省略することが可能になり、該検出装置の高コスト化、及び、該検出装置に該光センサーを導入する際のユーザーによる作業の煩雑化を抑制できる。
また、本態様によれば、前記受光強度に基づいて前記閾値を設定するので、前記被検出物の有無の検出精度を向上することができる。
例えば、前記発光部と前記受光部との距離が近ければ前記受光強度は強くなり、前記発光部と前記受光部との距離が遠ければ前記受光強度は前記検出光の強度が同じであっても弱くなる傾向になる。本態様によれば、前記発光部と前記受光部との距離に応じて適切に前記閾値を設定できる。また、経時変化により前記受光部の感度が低下する場合がある。本態様によれば、このような場合であっても適切に前記閾値を設定できる。
また、半透明の被検出物は所定の光を通すため、光を透過しない被検出物が有る状態における受光強度に比べて、半透明の被検出物が有る状態における受光強度は、被検出物が無い状態における受光強度に対して近い値となる。本態様によれば、半透明の被検出物が有る状態における受光強度に基づいて、半透明の被検出物を検出可能な閾値に設定することにより、光を透過しない被検出物だけでなく半透明の被検出物の有無も検出できる。
本発明の第2の態様に係る光センサーは、前記第1の態様において、前記受光強度に対応する複数のランクと複数の閾値を格納する格納部と、前記受光強度に対応してランク分けされた該ランクに基づいて、前記複数の閾値から前記被検出物の有無を判断するのに使用する使用閾値を選択することにより、前記被検出物の有無を判断するための閾値を設定する前記閾値設定部と、を備えることを特徴とする。
本態様によれば、前記閾値設定部は、前記複数の閾値から前記ランクに基づいて前記被検出物の有無を判断するのに使用する使用閾値を選択する。このため、前記ランク分けにより前記受光強度を細分化し、この細分化した前記ランクに応じて前記閾値を細分化して設けることにより、適切な前記使用閾値を選択することができる。したがって、被検出物の有無の検出精度を向上することができる。
本発明の第3の態様に係る光センサーは、前記第1又は第2の態様において、前記被検出物の有無を判断する判断部を備えることを特徴とする。
本態様によれば、前記被検出物の有無を判断する判断部を備えるので、本態様の光センサーを備える検出装置にコントローラーを構成する判断部を別途用意することを省略することができ、該検出装置の高コスト化、及び、該検出装置に該光センサーを導入する際のユーザーによる作業の煩雑化を抑制できる。
本発明の第4の態様に係る光センサーは、前記第1から第3のいずれか1つの態様において、前記被検出物の有無を判断するための閾値は、前記受光強度に基づいて自動で設定されるよう構成されている。
本態様によれば、前記被検出物の有無を判断するための閾値は、前記受光強度に基づいて自動で設定されるよう構成されている。このため、ユーザーに作業負荷を与えることなく自動で前記閾値を適切な閾値に設定することが可能になる。
本発明の第5の態様に係る光センサーは、前記第1から第4のいずれか1つの態様において、前記受光強度に基づいて前記受光部の受光感度を調節する受光感度調節部を備えることを特徴とする。
本態様によれば、前記受光強度に基づいて前記受光部の受光感度を調節する受光感度調節部を備える。このため、前記受光部の受光感度を調節することができ、被検出物の有無の検出精度を効果的に向上することができる。
本発明の第6の態様に係る光センサーは、前記第1から第5のいずれか1つの態様において、前記検出光を発光する発光部と、前記受光強度に基づいて前記発光部の発光強度を調節する発光強度調節部と、を備えることを特徴とする。
本態様によれば、前記受光強度に基づいて前記発光部の発光強度を調節する発光強度調節部を備える。このため、前記検出光の発光強度を調節することで前記受光部の受光感度を調節することができ、被検出物の有無の検出精度を効果的に調節することができる。
本発明の第7の態様に係る光センサーは、被検出物の有無を検出する検出光を発光する発光部と、前記検出光を受光する受光部と、前記発光部から前記受光部までの距離に関する情報を受付ける受付部と、前記距離に関する情報に基づいて前記被検出物の有無を判断するための閾値を設定する閾値設定部と、を備えることを特徴とする
前記受光強度は、前記発光部と前記受光部との距離に基づく。本態様によれば、前記受光強度を入力する代わりに前記発光部と前記受光部との距離に基づいて前記閾値を設定することができる。
本発明の第8の態様に係る検出装置は、前記第1から第7のいずれか1つの態様の光センサーを備えることを特徴とする。
本態様によれば、該検出装置に別途コントローラーを用意することなく、被検出物の有無を検出する光センサーによる検出精度を向上することができる。
本発明の第9の態様に係る検出方法は、被検出物の有無を検出する検出光を発光する発光工程と、前記検出光を受光する受光工程と、前記検出光の受光強度に基づいて閾値を設定する閾値設定工程と、前記閾値を使用して前記被検出物の有無を判断する判断工程と、を備えることを特徴とする。
本態様によれば、前記閾値設定工程及び前記判断工程を光センサーで行わせる構成とすることにより、該光センサーとは別にコントローラーを検出装置内に用意することを省略することができ、該検出装置の高コスト化、及び、該検出装置に該光センサーを導入する際のユーザーによる作業の煩雑化を抑制できる。
また、本態様によれば、前記受光強度に基づいて、ユーザーに作業負荷を与えることなく自動で前記閾値を適切な閾値に設定することができるとともに、前記被検出物の有無の検出精度を向上することができる。
本発明の第10の態様に係る検出方法は、前記第7の態様において、前記閾値設定工程は、前記受光強度をランク分けするとともに、複数の閾値から前記ランクに基づいて前記被検出物の有無を判断するのに使用する使用閾値を選択する工程であり、前記判断工程は、前記使用閾値を使用して前記被検出物の有無を判断する工程であることを特徴とする。
本態様によれば、前記選択工程は、前記受光強度をランク分けするとともに、前記複数の閾値から前記ランクに基づいて前記被検出物の有無を判断するのに使用する使用閾値を選択する。このため、前記ランク分けにより前記受光強度を細分化し、この細分化した前記ランクに応じて前記閾値を細分化して設けることにより、適切な前記使用閾値を自動で選択することができる。したがって、被検出物の有無の検出精度を向上することができる。
本発明の実施例1に係る光センサーを表す概略図である。 本発明の実施例2に係る光センサーを表す概略図である。 本発明の実施例2に係る光センサーの受光部における可変抵抗部を表す概略図である。 本発明の実施例3に係る光センサーを表す概略図である。 本発明の実施例3に係る光センサーの発光部における可変抵抗部を表す概略図である。 本発明の実施例4に係る光センサーを表す概略図である。 本発明の検出方法の一例を説明するフローチャートである。 本発明の検出方法の使用閾値選択工程の一例を説明するフローチャートである。 本発明の検出方法のランク分けの一例を説明するグラフである。
[実施例1](図1)
以下に、本発明の実施例1に係る光センサーについて、添付図面を参照して詳細に説明する。
図1は、本発明の実施例1に係る光センサー1を表す概略図である。
なお、本実施例の光センサー1は、赤外光を用いて被検出物の有無を検出するセンサーであるが、このようなセンサーに限定されず、赤外光や可視光領域以外の波長の電磁波を用いて検出するセンサーであってもよく、光に拘らず例えば磁気などのエネルギーを検出して電気変換できるセンサーであればよい。
本実施例の光センサー1は、被検出物の有無を検出する検出光Pを発光する発光部2と、検出光Pを受光する受光部3と、受光部3における検出光Pの受光強度を入力するマイクロコントローラー(マイコン)4と、を備えている。
発光部2は、検出光Pを発光する発光素子である発光ダイオード(LED)5と、抵抗器6と、が直列接続されて設けられている。
受光部3は、検出光Pを受光する受光素子であるトランジスタ7と、トランジスタ7に直列接続される抵抗器9と、が設けられている。
ここで、本実施例のトランジスタ7はバイポーラ型トランジスタであり、抵抗器9とエミッタが接続されている。
マイコン4は、接続線10により受光部3と接続されている。そして、受光部3から出力される検出光Pの受光強度としてのアナログ信号を入力してデジタル信号に変換するアナログデジタル変換機(A/D)11を備えている。
また、マイコン4には、光センサー1の全体の制御を司るCPU12が設けられている。CPU12は、バス13を介して、A/D11、後述する複数のランク及び閾値やCPU12が実行するランク分けなどの各種制御プログラム等を格納した格納部としてのROM14、データを一時的に格納可能なRAM15、と接続されている。
本実施例のマイコン4は、前記受光強度に対応する複数のランクと被検出物の有無を判断するための閾値とをROM14に複数格納している。そして、前記複数の閾値から前記被検出物の有無を判断するのに使用する使用閾値を選択することにより前記被検出物の有無を判断するための閾値を設定する。
別の表現をすると、本実施例の光センサー1は、被検出物の有無を検出する検出光Pを受光する受光部3と、受光部3における検出光Pの受光強度に基づいて前記被検出物の有無を判断するための閾値を設定する閾値設定部としてのマイコン4と、を備えている。
本実施例の光センサー1は、コントローラーとしてのマイコン4を備えているため、本実施例の光センサー1を使用することで、検出装置に別途コントローラーを用意することを省略することが可能になり、該検出装置の高コスト化、及び、該検出装置に該光センサーを導入する際のユーザーによる作業の煩雑化を抑制できる。
また、本実施例の光センサー1は、前記受光強度に基づいて前記閾値を設定するので、前記被検出物の有無の検出精度を向上している。
例えば、発光部2と受光部3との距離が近ければ前記受光強度は強くなり、発光部2と受光部3との距離が遠ければ前記検出光の強度が同じであっても前記受光強度は弱くなる傾向になる。本実施例の光センサー1は、発光部2と受光部3との距離に応じて適切に前記閾値を設定できる。また、経時変化により受光部3の感度が低下する場合がある。本実施例の光センサー1は、このような場合であっても適切に前記閾値を設定できる。
また、半透明の被検出物は所定の光を通すため、光を透過しない被検出物が有る状態における受光強度に比べて、半透明の被検出物が有る状態における受光強度は、被検出物が無い状態における受光強度に対して近い値となる。本実施例の光センサー1は、半透明の被検出物が有る状態における受光強度に基づいて、半透明の被検出物を検出可能な閾値に設定することにより、光を透過しない被検出物だけでなく半透明の被検出物の有無も検出できる。
さらに別の表現をすると、本実施例の光センサー1は、前記受光強度に対応する複数のランクと複数の閾値を格納するROM14と、前記受光強度に対応してランク分けされた該ランクに基づいて、前記複数の閾値から前記被検出物の有無を判断するのに使用する使用閾値を選択することにより、前記被検出物の有無を判断するための閾値を設定するマイコン4と、を備えることを特徴とする。
このため、前記ランク分けにより前記受光強度を細分化し、この細分化した前記ランクに応じて前記閾値を細分化して設けることにより、適切な前記使用閾値を選択している。こうして、被検出物の有無の検出精度を向上している。
また、本実施例のマイコン4は、前記被検出物の有無を判断する判断部としての役割をしている。
このため、本実施例の光センサー1を使用することで、検出装置にコントローラーを構成する判断部を別途用意することを省略することができ、該検出装置の高コスト化、及び、該検出装置に該光センサーを導入する際のユーザーによる作業の煩雑化を抑制できる。
また、本実施例の光センサー1では、本実施例のマイコン4が前記被検出物の有無を判断するための閾値は、前記受光強度に基づいて自動で設定されるよう構成されている。
このため、ユーザーに作業負荷を与えることなく自動で前記閾値を適切な閾値に設定することが可能である。
[実施例2](図2、図3)
次に、実施例2の光センサー1について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図2は、本発明の実施例2に係る光センサー1を表す概略図である。なお、上記実施例と共通する構成部材は同じ符号で示しており、詳細な説明は省略する。
なお、本実施例の光センサー1は、受光部3において、抵抗器9の代わりに、接続線18でマイコン4と接続される受光感度調節部としての可変抵抗部23を備えていること以外は、実施例1の光センサー1と同様の構成である。ここで、可変抵抗部23としては、抵抗値が可変な1つの抵抗器で構成してもよいが、本実施例では図3を参照して後述するとおり、複数の抵抗器とトランジスタとで構成している。
本実施例の受光部3における可変抵抗部23について説明する。
図3は、本実施例の受光部3における可変抵抗部23を表す概略図である。
図3で表されるように、本実施例の光センサー1の接続線10には、抵抗器9と、抵抗器16と直列接続されるスイッチ部としてのトランジスタ17と、が並列接続されている。このような構成により、本実施例の光センサー1のマイコン4は、前記受光強度に基づいて受光部3(トランジスタ7)に流れる電流を調節して受光部3の受光感度を調節することができる構成になっている。
このため、本実施例の光センサー1は、このような簡単な構成で、受光部3に流れる電流を調節して受光部3の受光感度を調節しており、被検出物の有無の検出精度を効果的に向上している。
詳細には、トランジスタ17は、接続線10と抵抗器16を介してコレクタ19が接続され、エミッタ20が接地され、マイコン4と接続線18によりベース21が接続されるバイポーラ型トランジスタである。
そして、接続線18には抵抗器33が接続されている。また、抵抗器33とベース21との間と、エミッタ20と、に接続される抵抗器32が設けられている。
ここで、本実施例の可変抵抗部23では、抵抗器9の抵抗値は6.8KΩであり、抵抗器16の抵抗値は150Ωであり、抵抗器32と抵抗器33の抵抗値は10KΩである。本実施例の可変抵抗部23は、このような構成により受光部3の受光感度を調節する。具体的には、マイコン4は、トランジスタ7からマイコン4に出力される受光強度が弱い(トランジスタ7のコレクタ電流が小さい)場合は、接続線18を介してベース21に電圧を印加してトランジスタ7の受光感度を高く(トランジスタ7のコレクタ電流を大きく)するように制御する。そして、トランジスタ7からマイコン4に出力される受光強度が強い(トランジスタ7のコレクタ電流が大きい)場合は、接続線18を介してベース21に電圧を印加させずにトランジスタ7の受光感度を低く(トランジスタ7のコレクタ電流を小さく)するように制御する。なお、本実施例の光センサー1では、ベース21に電圧を印加させない状態を初期状態としている。
[実施例3](図4、図5)
次に、実施例3の光センサー1について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図4は、本発明の実施例3に係る光センサー1を表す概略図である。なお、上記実施例と共通する構成部材は同じ符号で示しており、詳細な説明は省略する。
なお、本実施例の光センサー1は、発光部2において、抵抗器6の代わりに、接続線22でマイコン4と接続される発光強度調節部としての可変抵抗部24を備えていること以外は、実施例1の光センサー1と同様の構成である。ここで、可変抵抗部24としては、抵抗値が可変な1つの抵抗器で構成してもよいが、本実施例では図5を参照して後述するとおり、複数の抵抗器とトランジスタとで構成している。
図4で表されるように、本実施例の光センサー1は、発光部2に、接続線22でマイコン4と接続される可変抵抗部24を備えている。このような構成により、マイコン4は、前記受光強度に基づいて発光部2(LED5)に流れる電流を調節して発光部2から発光する検出光Pの発光強度を調節することが可能な構成になっている。
このため、本実施例の光センサー1は、このような簡単な構成で、発光部2に流れる電流を調節して発光部2の発光強度を調節しており、被検出物の有無の検出精度を効果的に向上している。
ここで、本実施例の発光部2における可変抵抗部24について説明する。
図5は、本実施例の発光部2における可変抵抗部24を表す概略図である。
可変抵抗部24は、LED5と直列接続される抵抗器8、LED5と抵抗器8との間に接続される抵抗器25、抵抗器25とコレクタ29で接続されるバイポーラ型のトランジスタ26を有している。そして、トランジスタ26のエミッタ30とベース31とに接続される抵抗器27、マイコン4とトランジスタ26のベース31とに接続される抵抗器28を有している。
ここで、本実施例の可変抵抗部24では、抵抗器8と抵抗器25の抵抗値は720Ωであり、抵抗器27と抵抗器28の抵抗値は10KΩである。本実施例の可変抵抗部24は、このような構成により発光部2における検出光Pの発光強度を調節する。具体的には、マイコン4は、トランジスタ7からマイコン4に出力される受光強度が弱い(トランジスタ7のコレクタ電流が小さい)場合は、接続線22を介してベース31に電圧を印加して発光部2の発光強度を高く(LED5に流れる電流を大きく)するように制御する。そして、トランジスタ7からマイコン4に出力される受光強度が強い(トランジスタ7のコレクタ電流が大きい)場合は、接続線22を介してベース31に電圧を印加させずに発光部2の発光強度を弱く(LED5に流れる電流を小さく)するように制御する。なお、本実施例の光センサー1では、ベース31に電圧を印加させない状態を初期状態としている。
[実施例4](図6)
次に、実施例4の光センサー1について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図6は、本発明の実施例4に係る光センサー1を表す概略図である。なお、上記実施例と共通する構成部材は同じ符号で示しており、詳細な説明は省略する。
なお、本実施例の光センサー1は、発光部2において、抵抗器6の代わりに、接続線22でマイコン4と接続される可変抵抗部24を備えていること以外は、実施例2の光センサー1と同様の構成である。また、本実施例の光センサー1は、受光部3において、抵抗器9の代わりに、接続線18でマイコン4と接続される可変抵抗部23を備えていること以外は、実施例3の光センサー1と同様の構成である。
すなわち、本実施例の光センサー1は、前記受光強度に基づいて受光部3の受光感度を調節するとともに、前記受光強度に基づいて発光部2の発光強度を調節することで受光部3の受光感度をさらに調節しており、被検出物の有無の検出精度を特に効果的に向上している。
[その他の実施例等]
上記実施例1から4の光センサー1は、何れも、発光部2と受光部3とを一体にパッケージすることで反射型センサーやインタラプター型センサーとすることが可能になる。一方、発光部2と受光部3とを別体のパッケージとすることで透過型センサーとすることができる。
また、上記実施例2から4の光センサー1は、発光部2及び受光部3の少なくとも一方を2段階で調節する構成であるが、このような構成に限定されず、3段階以上の多段階で調節することが可能な構成や、無段階で連続的に調節可能な構成としてもよい。
また、上記実施例2から4の光センサー1は、発光部2及び受光部3の少なくとも一方をトランジスタにより調節する構成であるが、このような構成に限定されず、デジタルアナログ変換機等を備える電子デバイス等を発光部2及び受光部3に直結させて調節する構成としてもよい。
また、上記のように、前記受光強度は、発光部2と受光部3との距離に基づく。このため、上記実施例1から4の光センサー1は、発光部2と受光部3との距離に基づいて前記閾値を設定する(前記使用閾値を選択する)ことができると言える。
また、前記受光強度は、発光部2及び受光部3の少なくとも一方の経時劣化等の経時変化により変化する。別の表現をすると、前記受光強度は、発光部2及び受光部3の少なくとも一方の経時変化に基づく。このため、上記実施例1から4の光センサー1は、発光部2及び受光部3の少なくとも一方の経時変化に基づいて前記閾値を設定する(前記使用閾値を選択する)ことができ、発光部2及び受光部3が経時劣化しても適切な前記閾値を設定する(前記使用閾値を選択する)ことができると言える。
一方、上記実施例1から4の光センサー1とは別の実施例として、被検出物の有無を検出する検出光を発光する発光部と、前記検出光を受光する受光部と、前記発光部から前記受光部までの距離に関する情報を受付ける受付部と、前記距離に関する情報に基づいて前記被検出物の有無を判断するための閾値を設定する閾値設定部と、を備える構成としてもよい。
このような構成とすることで、前記受光強度を入力する代わりに前記発光部と前記受光部との距離に基づいて前記閾値を設定することができ、検出装置に別途コントローラーを用意することなく、被検出物の有無を検出する光センサーによる検出精度を向上することができる。
また、上記実施例1から4の光センサー1を備える検出装置は、該検出装置に別途コントローラーを用意することなく、被検出物の有無を検出する光センサーによる検出精度を向上することができる。
[検出方法の実施例](図7〜図9)
次に、本実施例の被検出物の有無の検出方法について説明する。
図7は、本実施例の検出方法を説明するフローチャートである。また、図8は、本実施例の検出方法の使用閾値選択工程(閾値設定工程)を説明するフローチャートである。また、図9は、本実施例の検出方法におけるランク分けを説明するグラフである。
なお、本実施例の被検出物の有無の検出方法は、実施例2の光センサー1を用いて行った実施例である。
図7のフローチャートで表されるように、本実施例の検出方法を開始すると、最初に、ステップS110において、光センサー1のイニシャライズを行う。具体的には、閾値やチャタリング用のカウンタのリセットや、内部クロック、入出力及びA/D11に関するマイコン4の設定のリセット等を行う。
次に、ステップS120において、受光部3の受光感度を仮設定するために、可変抵抗部23の(抵抗器9及び抵抗器16による)抵抗値を仮設定する。本実施例の光センサー1では、抵抗器9の抵抗値は6.8KΩであり、抵抗器16の抵抗値は150Ωである。本実施例では、本ステップにおける抵抗値の仮設定として、可変抵抗部23の抵抗値が6.8KΩとなるように設定する。具体的には、マイコン4がトランジスタ17のベース21に対して電圧を印加させない状態にすることにより行う。
なお、本実施例の記録方法は、実施例2の光センサー1を用いて行っているが、実施例1及び3の光センサー1を用いて行う場合は本ステップを省略することができる。また、実施例3の光センサー1を用いて行う場合は、本ステップの代わりに、可変抵抗部24の抵抗値を仮設定して発光部2の発光強度を仮設定するステップを行ってもよい。また、実施例4の光センサー1を用いて行う場合は、本ステップと共に又は本ステップの代わりに、可変抵抗部24の抵抗値を仮設定して発光部2の発光強度を仮設定するステップを行ってもよい。
次に、ステップS130の発光工程において、発光部2のLED5から検出光Pを発光する。
そして、ステップS140の受光工程において、受光部3のトランジスタ7で検出光Pを受光する。
なお、ステップS130及びステップS140は、被検出物が無い状態で行うことが可能であるとともに、被検出物がLED5とトランジスタ7の間にある状態で行うことも可能である。例えば、光を透過しない被検出物と紙幣のような半透明の物とがある場合において光を透過しない被検出物の有無のみを検出する場合は、半透明の被検出物がLED5とトランジスタ7の間にある状態で行うことにより検出精度を高めることができる。
次に、ステップS150において、ステップS140で受光した検出光Pの受光強度に基づいて、ステップS120で仮設定した可変抵抗部23の抵抗値を切り替えるかどうかを判断する。具体的には、マイコン4が、前記受光強度をROM14に格納された所定の閾値と比較し、該閾値を超えた場合にステップS160で抵抗値を切り替える。ステップS160において可変抵抗部23の抵抗値を切り替えることは、具体的には、マイコン4がトランジスタ17のベース21に対して電圧を印加することにより行う。
なお、本実施例の記録方法は、実施例2の光センサー1を用いて行っているが、実施例1及び3の光センサー1を用いて行う場合はステップS150及びステップS160を省略することができる。また、実施例3の光センサー1を用いて行う場合は、本ステップの代わりに、可変抵抗部24の抵抗値を切り替えて発光部2の発光強度を切り替えるステップを行ってもよい。また、実施例4の光センサー1を用いて行う場合は、本ステップと共に又は本ステップの代わりに、可変抵抗部24の抵抗値を切り替えて発光部2の発光強度を切り替えるステップを行ってもよい。
次に、ステップS170の使用閾値選択工程(閾値設定工程)において、前記受光強度をランク分けするとともに、複数の閾値から前記ランクに基づいて前記被検出物の有無を判断するのに使用する使用閾値を選択する。本ステップの具体的内容については後述する。
次に、ステップS180の判断工程において、ステップS170で選択した前記使用閾値を使用して前記被検出物の有無を判断することで被検出物の検出を行う。そして、ステップS190によりステップS180を繰り返し、ステップS190において被検出物の検出が終了することに伴い、本実施例の検出方法を終了する。
次に、図7のステップS170の使用閾値選択工程(閾値設定工程)について図8及び図9を参照しながら詳細に説明する。
なお、本実施例の検出方法においては、該使用閾値選択工程において前記受光強度を8段階にランク分けする。具体的には、4.5V以上、4V以上4.5V未満、3.5V以上4V未満、3V以上3.5V未満、2.5V以上3V未満、2V以上2.5V未満、0.5V以上2V未満、0.5V未満の8段階にランク分けする。ただし、9段階以上にランク分けしてもよいし、7段階以下にランク分けをしてもよい。
発光部2と受光部3との距離が近ければ前記受光強度は強くなり、発光部2と受光部3との距離が近ければ前記受光強度は弱くなる傾向になる。本実施例の検出方法の使用閾値選択工程では、発光部2と受光部3との距離に対応する前記受光強度に応じて8段階にランク分けし、適切な前記使用閾値を選択している。
図8のフローチャートで表されるように、本実施例の検出方法の使用閾値選択工程を開始すると、最初に、ステップS210において、図7のステップS140で受光した検出光Pの受光強度が4.5V未満かどうかを判断する。
前記受光強度が4.5V以上(前記受光強度が4.5V以上のランク)であった場合はステップS220に進み、前記使用閾値として3.5Vを選択し、本実施例の使用閾値選択工程を終了する。
一方、前記受光強度が4.5V未満であった場合はステップS230に進む。
なお、本実施例の検出方法の使用閾値選択工程においては、被検出物を検出していないと判断する受光強度に対して被検出物を検出したと判断する受光強度が高め(被検出物を検出していないと判断する受光強度のランクの下限値に対してマイナス1V)になる様、前記使用閾値を選択している。別の表現をすると、本実施例の検出方法では、使用する光センサー1が、半透明の被検出物が有る状態における受光強度に基づいて、半透明の被検出物を検出可能な閾値に設定(を選択)することにより、光を透過しない被検出物だけでなく半透明の被検出物の有無も検出できるようにしている。このため、光を透過しない被検出物だけでなく、紙幣等の薄い紙のような透明度にバラツキがある半透明の被検出物の有無も検出できる。
ステップS230においては、前記受光強度が4V未満かどうかを判断する。
前記受光強度が4V以上(前記受光強度が4V以上4.5V未満のランク)であった場合はステップS240に進み、前記使用閾値として3Vを選択し、本実施例の使用閾値選択工程を終了する。
一方、前記受光強度が4V未満であった場合はステップS250に進む。
ステップS250においては、前記受光強度が3.5V未満かどうかを判断する。
前記受光強度が3.5V以上(前記受光強度が3.5V以上4V未満のランク)であった場合はステップS260に進み、前記使用閾値として2.5Vを選択し、本実施例の使用閾値選択工程を終了する。
一方、前記受光強度が3.5V未満であった場合はステップS270に進む。
ステップS270においては、前記受光強度が3V未満かどうかを判断する。
前記受光強度が3V以上(前記受光強度が3V以上3.5V未満のランク)であった場合はステップS280に進み、前記使用閾値として2Vを選択し、本実施例の使用閾値選択工程を終了する。
一方、前記受光強度が3V未満であった場合はステップS290に進む。
ステップS290においては、前記受光強度が2.5V未満かどうかを判断する。
前記受光強度が2.5V以上(前記受光強度が2.5V以上3V未満のランク)であった場合はステップS300に進み、前記使用閾値として1.5Vを選択し、本実施例の使用閾値選択工程を終了する。
一方、前記受光強度が2.5V未満であった場合はステップS310に進む。
ステップS310においては、前記受光強度が2V未満かどうかを判断する。
前記受光強度が2V以上(前記受光強度が2V以上2.5V未満のランク)であった場合はステップS320に進み、前記使用閾値として1Vを選択し、本実施例の使用閾値選択工程を終了する。
一方、前記受光強度が2V未満(前記受光強度が0.5V以上2V未満のランク又は0.5V未満のランク)であった場合は、前記使用閾値として0.5Vを選択し、本実施例の使用閾値選択工程を終了する。
なお、図7のステップS180の判断工程において、マイコン4は、受光部3から出力される受光強度が短い間隔で前記使用閾値を跨いで変化するチャタリングを抑制するため、本実施例の検出方法では、前記受光強度が前記使用閾値を超えた場合、10msの間、検出物を検出したとする遮光状態を保つように制御する。また、前記受光強度が前記使用閾値を超えなかった場合、10msの間、検出物を検出しなかったとする入光状態を保つように制御する。ただし、マイコン4は、前記受光強度が0.5V未満(前記受光強度が0.5V未満のランク)であった場合は、被検出物の有無を検出するための性能限界以下(センサー機能を十分に発揮できない)と判断し、常時、入光状態を保つように制御する。
なお、被検出物の有無を検出するための性能限界以下と判断した場合(例えば、前記受光強度が0.5V未満の場合)、検出装置においてエラー表示等(例えばランプ点灯やモニターでのエラー表示)を行うために、マイコン4がエラー情報を検出装置に出力する構成としてもよい。
図9は、前記受光強度が2.5V以上3V未満のランクに該当した際における例を表している。
図9(A)は、マイコン4が入力した受光強度を表している。
図9(A)で表されるような受光強度がマイコン4に入力されると、マイコン4は上記の8段階のランクにランク分けをし、使用閾値を選択する。図9(B)は、2.5V以上3V未満のランクが該当ランクであり、使用閾値を1.5Vに選択した状態を表している。
本実施例の検出方法では、マイコン4が検出光Pの受光強度が1.5V以上であると判断した場合に被検出物が無いと判断し、マイコン4が検出光Pの受光強度が1.5V未満であると判断した場合に被検出物が有ると判断する。
本発明の光センサー及び検出方法を、例えば、紙、紙幣等の被検出物の有無を検出する検出装置に使用することができる。
1 光センサー、2 発光部、3 受光部、
4 マイクロコントローラー(閾値設定部、判断部)、5 発光ダイオード、
6 抵抗器、7 トランジスタ、8 抵抗器、9 抵抗器、10 接続線、
11 アナログデジタル変換機、12 CPU、13 バス、14 ROM(格納部)、
15 RAM、16 抵抗器、17 トランジスタ(スイッチ部)、18 接続線、
19 コレクタ、20 エミッタ、21 ベース、22 接続線、
23 可変抵抗部(受光感度調節部)、24 可変抵抗部(発行強度調節部)、
25 抵抗器、26 トランジスタ、27 抵抗器、28 抵抗器、29 コレクタ、
30 エミッタ、31 ベース、32 抵抗器、33 抵抗器、P 検出光
上記課題を解決するため、本発明の一つの態様は、被検出物の有無を検出する検出装置に用いられる光センサーであって、被検出物の有無を検出する検出光を受光する受光部と、前記受光部における前記検出光の受光強度が強い場合に対応する閾値から前記受光強度が弱い場合に対応する閾値までの複数の閾値を格納する格納部と、前記受光強度に基づいて前記複数の閾値から前記被検出物の有無を判断するための閾値を設定する閾値設定部と、を備え、前記格納部に格納された複数の閾値は、前記被検出物が無い状態において前記受光強度が強い場合と弱い場合の各状態に対応して、検出対象となる被検出物の有無を検出可能に設定された閾値であり、当該光センサーは、前記検出装置に取り付けられ、且つ前記被検出物が無い状態の前記検出光を前記受光部で受光することで、前記閾値設定部が前記被検出物が無い状態での前記受光強度に対応した閾値を、前記格納部に格納された前記複数の閾値から自動で設定するように構成されていることを特徴とする。
また、本発明の第1の態様に係る光センサーは、被検出物の有無を検出する検出光を受光する受光部と、前記受光部における前記検出光の受光強度に基づいて前記被検出物の有無を判断するための閾値を設定する閾値設定部と、を備えることを特徴とする。

Claims (10)

  1. 被検出物の有無を検出する検出光を受光する受光部と、
    前記受光部における前記検出光の受光強度に基づいて前記被検出物の有無を判断するための閾値を設定する閾値設定部と、
    を備えることを特徴とする光センサー。
  2. 請求項1に記載の光センサーにおいて、
    前記受光強度に対応する複数のランクと複数の閾値を格納する格納部と、
    前記受光強度に対応してランク分けされた該ランクに基づいて、前記複数の閾値から前記被検出物の有無を判断するのに使用する使用閾値を選択することにより、前記被検出物の有無を判断するための閾値を設定する前記閾値設定部と、
    を備えることを特徴とする光センサー。
  3. 請求項1又は2に記載の光センサーにおいて、
    前記被検出物の有無を判断する判断部を備えることを特徴とする光センサー。
  4. 請求項1から3のいずれか1項に記載の光センサーにおいて、
    前記被検出物の有無を判断するための閾値は、前記受光強度に基づいて自動で設定されるよう構成されていることを特徴とする光センサー。
  5. 請求項1から4のいずれか1項に記載の光センサーにおいて、
    前記受光強度に基づいて前記受光部の受光感度を調節する受光感度調節部を備えることを特徴とする光センサー。
  6. 請求項1から5のいずれか1項に記載の光センサーにおいて、
    前記検出光を発光する発光部と、
    前記受光強度に基づいて前記発光部の発光強度を調節する発光強度調節部と、
    を備えることを特徴とする光センサー。
  7. 被検出物の有無を検出する検出光を発光する発光部と、
    前記検出光を受光する受光部と、
    前記発光部から前記受光部までの距離に関する情報を受付ける受付部と、
    前記距離に関する情報に基づいて前記被検出物の有無を判断するための閾値を設定する閾値設定部と、
    を備えることを特徴とする光センサー。
  8. 請求項1から7のいずれか1項に記載の光センサーを備えることを特徴とする検出装置。
  9. 被検出物の有無を検出する検出光を発光する発光工程と、
    前記検出光を受光する受光工程と、
    前記検出光の受光強度に基づいて閾値を設定する閾値設定工程と、
    前記閾値を使用して前記被検出物の有無を判断する判断工程と、
    を備えることを特徴とする検出方法。
  10. 請求項9に記載の検出方法において、
    前記閾値設定工程は、前記受光強度をランク分けするとともに、複数の閾値から前記ランクに基づいて前記被検出物の有無を判断するのに使用する使用閾値を選択する工程であり、
    前記判断工程は、前記使用閾値を使用して前記被検出物の有無を判断する工程である
    ことを特徴とする検出方法。
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