JP2018152716A - Object detection sensor - Google Patents

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哲志 八瀬
Satoshi Yase
哲志 八瀬
哲也 野坂
Tetsuya Nosaka
哲也 野坂
大久保 学
Manabu Okubo
学 大久保
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Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an object detection sensor capable of adjusting a boundary distance with higher resolution than resolution of a circuit being used.SOLUTION: The object detection sensor includes: a DCVGA for amplifying an analog signal representing intensity of a reception signal to a sensor element; a determination unit for determining presence or absence of a detection object by comparing an output of DCVGA with a threshold value; and an adjustment unit that performs adjustment processing, for adjusting a gain of the DCVGA and the threshold so that a boundary distance at which a determination result of the presence or absence of the detection target by the determination unit is switched is a set distance of a user, obtaining a gain with which the boundary distance becomes the set distance by assuming that the DCVGA is a DCVGA with higher resolution, adjusting to a maximum gain settable to a DCVGA equal to or less than the obtained DCVGA gain, and adjusting to a result of multiplication of a value obtained by dividing a threshold value to be used by the determination unit with the gain obtained after DCVGA adjustment and a reference threshold value.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、検出領域において物体の有無を判定する物体検出センサに関する。   The present invention relates to an object detection sensor that determines the presence or absence of an object in a detection region.

物体検出用のセンサとして、光電センサ、磁気センサ、電波センサ、容量センサ、超音波センサなど、様々なセンサが用いられている。一例として、光電センサにおいては、発光素子からの光の検出対象物による反射光の強度を受光素子で測定し、測定された強度を可変ゲインアンプで増幅してしきい値と比較することによって、検出対象物が、ユーザにより指定されたON/OFF設定距離より近くに存在しているか否かを判定するもの(例えば、特許文献1参照)が知られている。   Various sensors such as a photoelectric sensor, a magnetic sensor, a radio wave sensor, a capacitance sensor, and an ultrasonic sensor are used as the object detection sensor. As an example, in the photoelectric sensor, the intensity of the reflected light from the detection target of the light from the light emitting element is measured by the light receiving element, and the measured intensity is amplified by the variable gain amplifier and compared with the threshold value. A device for determining whether or not a detection object exists near an ON / OFF set distance designated by a user is known (for example, see Patent Document 1).

特開2002−171162号公報JP 2002-171162 A

上記のような物体検出センサとして、デジタルアナログコンバータ(DAC)で駆動素子の駆動量(駆動電流や駆動電圧)を調整し、デジタル制御可変ゲインアンプ(DCVGA)でセンサ素子の出力を増幅するものが知られている。そのような物体検出センサは、使用されているDAC及びDCVGAの分解能が高ければ高い程、検出対象物の有無の判定結果が切り替わる距離(以下、境界距離と表記する)を高精度に調整可能なものとなる。ただし、所望の出力レンジを有するDACやDCVGAの回路規模は、分解能が高くなるにつれ、大きくなる。そして、DACやDCVGAの回路規模が大きくなると、駆動素子及びセンサ素子の制御系をコンパクトなものとすることが困難になる。そのため、分解能の比較的に低いアナログ回路(DAC、DCVGA)で、境界距離を良好に調節できるセンサ回路が望まれる。   As the object detection sensor as described above, one that adjusts the drive amount (drive current or drive voltage) of the drive element with a digital analog converter (DAC) and amplifies the output of the sensor element with a digital control variable gain amplifier (DCVGA). Are known. Such an object detection sensor can adjust the distance (hereinafter referred to as a boundary distance) at which the determination result of the presence or absence of the detection object is switched with higher accuracy as the resolution of the DAC and DCVGA used is higher. It will be a thing. However, the circuit scale of a DAC or DCVGA having a desired output range increases as the resolution increases. And if the circuit scale of DAC or DCVGA becomes large, it will become difficult to make the control system of a drive element and a sensor element compact. Therefore, a sensor circuit that can adjust the boundary distance satisfactorily with an analog circuit (DAC, DCVGA) having a relatively low resolution is desired.

そこで、本発明の課題は、使用されているアナログ回路(DAC、DCVGA)の分解能よりも高分解能で境界距離を調節できる物体検出センサを提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide an object detection sensor capable of adjusting the boundary distance with higher resolution than the resolution of the analog circuit (DAC, DCVGA) used.

上記課題を解決するために、本発明の第1の態様の物体検出センサは、センサ素子と、前記センサ素子の受信信号の強度を表すアナログ信号を増幅する、デジタル制御可変ゲインアンプであるアンプと、前記アンプの出力としきい値とを比較することで検出対象物の有無を判定する判定部と、前記判定部による前記検出対象物の有無の判定結果が切り替わる境界距離が、ユーザにより設定されたON/OFF設定距離となるように、前記アンプのゲインと前記しきい値とを調整する調整処理を行う調整部と、を備える。そして、本発明の第1の態様の物体検出センサの調整部は、調整処理として、前記アンプがより分解能が高いデジタル制御可変ゲインアンプであると仮定して、前記境界距離が前記ON/OFF設定距離となる前記アンプのゲインを求め、前記アンプのゲインを、前記求めたゲイン以下の前記アンプに設定可能な最も大きなゲインに調整すると共に、前記しきい値を、前記アンプの調整後のゲインを前記求めたゲインで除算した値と前記調整処理の開始時における前記しきい値の乗算結果に調整する処理を行う。   In order to solve the above problems, an object detection sensor according to a first aspect of the present invention includes a sensor element and an amplifier that is a digitally controlled variable gain amplifier that amplifies an analog signal representing the intensity of a received signal of the sensor element. The determination unit that determines the presence / absence of the detection target by comparing the output of the amplifier and the threshold value, and the boundary distance at which the determination result of the presence / absence of the detection target by the determination unit switches is set by the user And an adjustment unit that performs an adjustment process for adjusting the gain of the amplifier and the threshold value so that the ON / OFF set distance is obtained. Then, the adjustment unit of the object detection sensor according to the first aspect of the present invention assumes that the amplifier is a digitally controlled variable gain amplifier with higher resolution as the adjustment process, and the boundary distance is set to the ON / OFF setting. The gain of the amplifier as a distance is obtained, the gain of the amplifier is adjusted to the largest gain that can be set in the amplifier that is equal to or less than the obtained gain, and the threshold value is adjusted to the gain after the adjustment of the amplifier. A process of adjusting the value obtained by dividing the obtained gain by the threshold value at the start of the adjustment process is performed.

すなわち、本発明の第1の態様の物体検出センサでは、デジタル制御可変ゲインアンプ(以下、DCVGAとも表記する)が、実際に使用されているものよりも分解能が高いD
CVGAであると仮定して、基準しきい値と組み合わせて使用した場合に境界距離がON/OFF設定距離となるゲインが求められる。次いで、DCVGAのゲインが、求められたゲイン以下のDCVGAに設定可能な最も大きなゲインに調整され、ゲインの不足分を補償するために、しきい値の値が減少される。
That is, in the object detection sensor according to the first aspect of the present invention, the digitally controlled variable gain amplifier (hereinafter also referred to as DCVGA) has a higher resolution than that actually used.
Assuming that it is CVGA, a gain is obtained in which the boundary distance becomes the ON / OFF set distance when used in combination with the reference threshold value. Next, the gain of the DCVGA is adjusted to the largest gain that can be set in the DCVGA equal to or less than the obtained gain, and the threshold value is decreased to compensate for the shortage of gain.

そのように、ゲイン及びしきい値を調整・変更しても、境界距離とON/OFF設定距離とは一致したままとなる。そして、上記手順によれば、使用されているアナログ回路(DCVGA)の分解能で境界距離の調節精度が制限されないことになる。従って、本発明の第1の態様の物体検出センサによれば、境界距離の調節精度がアナログ回路の分解能で制限されない分、アナログ回路の分解能よりも高分解能で境界距離を調節することが出来る。   As such, even if the gain and threshold value are adjusted / changed, the boundary distance and the ON / OFF set distance remain the same. According to the above procedure, the adjustment accuracy of the boundary distance is not limited by the resolution of the analog circuit (DCVGA) used. Therefore, according to the object detection sensor of the first aspect of the present invention, the boundary distance can be adjusted with higher resolution than the resolution of the analog circuit, because the adjustment accuracy of the boundary distance is not limited by the resolution of the analog circuit.

また、本発明の第2の態様の物体検出センサは、駆動素子と、前記駆動素子の駆動量を調整するためのDAコンバータと、前記駆動素子の出力信号の検出対象物による応答信号を受信するセンサ素子と、前記センサ素子が受信した応答信号の強度を表すアナログ信号を増幅するアンプと、前記アンプの出力としきい値とを比較することで前記検出対象物の有無を判定する判定部と、前記判定部による前記検出対象物の有無の判定結果が切り替わる境界距離が、ON/OFF設定距離となるように、前記DAコンバータを制御すると共に前記しきい値を調整する調整処理を行う調整部と、を備える。本発明の第2の態様の物体検出センサの調整部は、調整処理として、前記DAコンバータがより分解能が高いDAコンバータであると仮定して、前記境界距離が前記ON/OFF設定距離となる前記駆動素子の駆動量を求め、前記駆動素子の駆動量が、前記求めた駆動量以下の最も大きな駆動量となるように前記DAコンバータを制御し、前記しきい値を、前記DAコンバータの調整後の駆動量を前記求めた駆動量で除算した値と、前記調整処理の開始時における前記しきい値の乗算結果に調整する処理を行う。   The object detection sensor according to the second aspect of the present invention receives a response signal from a detection element of a drive element, a DA converter for adjusting the drive amount of the drive element, and an output signal of the drive element. A sensor element, an amplifier that amplifies an analog signal representing the intensity of a response signal received by the sensor element, a determination unit that determines the presence or absence of the detection object by comparing the output of the amplifier and a threshold value; An adjustment unit that controls the DA converter and adjusts the threshold value so that a boundary distance at which the determination result of the presence / absence of the detection target by the determination unit is switched becomes an ON / OFF set distance; . The adjustment unit of the object detection sensor according to the second aspect of the present invention assumes that the DA converter is a DA converter with higher resolution as the adjustment process, and the boundary distance is the ON / OFF set distance. The drive amount of the drive element is obtained, the DA converter is controlled so that the drive amount of the drive element is the largest drive amount not more than the obtained drive amount, and the threshold value is adjusted after the adjustment of the DA converter. A process for adjusting the value obtained by dividing the drive amount by the calculated drive amount and the result of multiplying the threshold value at the start of the adjustment process is performed.

すなわち、本発明の第2の態様の物体検出センサでは、DAコンバータが、実際に使用されているものよりも分解能が高いDAコンバータであると仮定して、境界距離が、ON/OFF設定距離となる駆動素子の駆動量(通常、駆動電圧又は駆動電流)が求められる。その後、駆動素子の駆動量が、求めた駆動量以下の最も大きな駆動量となるようにDAコンバータが制御される。そして、駆動量の不足分(発光強度の不足分)を補償するために、判定部が前記アンプの出力と比較するしきい値の値が変更(減少)される。   That is, in the object detection sensor according to the second aspect of the present invention, assuming that the DA converter is a DA converter having a higher resolution than that actually used, the boundary distance is the ON / OFF set distance. The drive amount (usually drive voltage or drive current) of the drive element is obtained. Thereafter, the DA converter is controlled so that the drive amount of the drive element becomes the largest drive amount equal to or less than the obtained drive amount. Then, in order to compensate for the shortage of drive amount (shortage of light emission intensity), the threshold value that the determination unit compares with the output of the amplifier is changed (decreased).

そのように、駆動電流としきい値とを調整・変更しても、境界距離とON/OFF設定距離とは一致したままとなる。そして、上記手順によれば、使用されているアナログ回路(DAコンバータ)の分解能で境界距離の調節精度が制限されないことになる。従って、本発明の第2の態様の物体検出センサによっても、境界距離の調節精度がアナログ回路の分解能で制限されない分、アナログ回路の分解能よりも高分解能で境界距離を調節することが出来る。   As such, even when the drive current and the threshold value are adjusted / changed, the boundary distance and the ON / OFF set distance remain the same. And according to the said procedure, the adjustment precision of a boundary distance is not restrict | limited by the resolution of the analog circuit (DA converter) used. Therefore, even with the object detection sensor according to the second aspect of the present invention, the boundary distance can be adjusted with higher resolution than the resolution of the analog circuit, because the adjustment accuracy of the boundary distance is not limited by the resolution of the analog circuit.

本発明の第1の態様の物体検出センサに、駆動素子と、前記駆動素子の駆動量を調整するためのDAコンバータとを、さらに備え、前記センサ素子は、前記駆動素子の出力信号の検出対象物による応答信号を受信し、前記調整部は、前記調整処理と、前記DAコンバータがより分解能が高いDAコンバータであると仮定して、前記境界距離が前記ON/OFF設定距離となる前記駆動素子の駆動量を求め、前記駆動素子の駆動量が、前記求めた駆動量以下の最も大きな駆動量となるように前記DAコンバータを制御し、前記しきい値を、前記DAコンバータの調整後の駆動量を前記求めた駆動量で除算した値と、処理開始時における前記しきい値の乗算結果に調整する駆動量・しきい値調整処理とを実行可能である構成を採用しても良い。そのような構成を採用しておけば、本発明の第1及び第2の態様の物体検出センサとして機能する物体検出センサを得ることが出来る。   The object detection sensor according to the first aspect of the present invention further includes a driving element and a DA converter for adjusting a driving amount of the driving element, and the sensor element is a detection target of an output signal of the driving element. The drive element that receives a response signal from an object, and the adjustment unit assumes that the adjustment process and the DA converter is a DA converter with higher resolution, and the boundary distance is the ON / OFF set distance And the DA converter is controlled so that the drive amount of the drive element is the largest drive amount equal to or less than the determined drive amount, and the threshold value is adjusted to the drive after the DA converter is adjusted. A configuration may be employed in which a value obtained by dividing the amount by the obtained drive amount and a drive amount / threshold adjustment process for adjusting to the multiplication result of the threshold value at the start of processing may be executed. By adopting such a configuration, an object detection sensor that functions as the object detection sensor of the first and second aspects of the present invention can be obtained.

本発明の第3の態様の物体検出センサは、駆動素子と、前記駆動素子の駆動量を調整するためのDAコンバータと、前記駆動素子の出力信号の検出対象物による応答信号を受信するセンサ素子と、前記センサ素子が受信した応答信号の強度を表すアナログ信号を増幅する、デジタル制御可変ゲインアンプであるアンプと、前記アンプの出力としきい値とを比較することで前記検出対象物の有無を判定する判定部と、前記判定部による前記検出対象物の有無の判定結果が切り替わる境界距離が、ON/OFF設定距離となるように、前記DAコンバータを制御すると共に前記アンプのゲインと前記しきい値とを調整する調整処理を行う調整部と、を備える。そして、本発明の第3の態様の物体検出センサの調整部は、調整処理として、前記アンプがより分解能が高いデジタル制御可変ゲインアンプであり、前記DAコンバータがより分解能が高いDAコンバータであると仮定して、前記境界距離が前記ON/OFF設定距離となる前記駆動素子の駆動量と前記アンプのゲインと前記しきい値の組合せを求め、前記駆動素子の駆動量が、前記求めた組合せ中の駆動量以下の最も大きな駆動量となるように前記DAコンバータを制御し、前記アンプのゲインを、前記求めた組合せ中のゲイン以下の前記アンプに設定可能な最も大きなゲインに調整し、前記判定部が前記アンプの出力と比較する前記しきい値を、前記アンプの調整後のゲインを前記求めた組合せ中のゲインで除算した値と前記駆動素子の調整後の駆動量を前記求めた組合せ中の駆動量で除算した値と前記求めた組合せ中のしきい値との乗算結果に調整する処理を行う。   An object detection sensor according to a third aspect of the present invention includes a drive element, a DA converter for adjusting a drive amount of the drive element, and a sensor element that receives a response signal from a detection target of an output signal of the drive element And an amplifier that is a digitally controlled variable gain amplifier that amplifies an analog signal representing the intensity of the response signal received by the sensor element, and the presence or absence of the detection object is compared by comparing the output of the amplifier with a threshold value. The DA converter is controlled and the gain of the amplifier and the threshold are set such that a boundary distance at which a determination unit and a determination result of the presence / absence of the detection target by the determination unit are switched is an ON / OFF set distance. An adjustment unit that performs an adjustment process for adjusting the value. In the adjustment unit of the object detection sensor according to the third aspect of the present invention, as the adjustment process, the amplifier is a digitally controlled variable gain amplifier with higher resolution, and the DA converter is a DA converter with higher resolution. Assuming that the combination of the drive amount of the drive element, the gain of the amplifier, and the threshold value, where the boundary distance is the ON / OFF set distance, is obtained, and the drive amount of the drive element is in the obtained combination The DA converter is controlled so that the maximum drive amount is less than or equal to the drive amount, and the gain of the amplifier is adjusted to the largest gain that can be set for the amplifier that is less than or equal to the gain in the obtained combination. The threshold value that the unit compares with the output of the amplifier is a value obtained by dividing the adjusted gain of the amplifier by the gain in the obtained combination and the driving element The drive amount of Retighten performs processing for adjusting the multiplication result of the threshold in the combination determined above and divided by the driving amount in the combination determined above.

この本発明の第3の態様の物体検出センサによれば、調整処理及び駆動量・しきい値調整処理を実行可能な調整部を備えた本発明の第1の態様の物体検出センサと同様に、境界距離の調節精度が、使用されている2つのアナログ回路(DAコンバータ及びDCVGA)の分解能で制限されないようにすることが出来る。   According to the object detection sensor of the third aspect of the present invention, similarly to the object detection sensor of the first aspect of the present invention including the adjustment unit capable of executing the adjustment process and the drive amount / threshold value adjustment process. It is possible to prevent the adjustment accuracy of the boundary distance from being limited by the resolution of the two analog circuits (DA converter and DCVGA) used.

本発明の各態様の物体検出センサにおける駆動素子、センサ素子としては、様々なものを採用することが出来る。例えば、本発明の各態様の物体検出センサを、駆動素子が発光素子であり、駆動素子が受光素子である装置、つまり、光電センサとして実現することが出来る。なお、本発明の各態様の物体検出センサを、光電センサとして実現する場合には、発光素子からの光のビーム方向を絞り込むレンズ等を設けておいても良い。   Various elements can be used as the drive element and the sensor element in the object detection sensor of each aspect of the present invention. For example, the object detection sensor of each aspect of the present invention can be realized as a device in which the driving element is a light emitting element and the driving element is a light receiving element, that is, a photoelectric sensor. Note that when the object detection sensor of each aspect of the present invention is realized as a photoelectric sensor, a lens or the like for narrowing the beam direction of light from the light emitting element may be provided.

本発明の各態様の物体検出センサにおける判定部としては、具体的な構成の異なる様々なものを採用することが出来る。例えば、判定部として、前記デジタル制御可変ゲインアンプの出力をデジタル化するADコンバータと、前記ADコンバータの出力を前記しきい値と比較するデジタルコンパレータとを含むユニットを採用することが出来る。   As the determination unit in the object detection sensor of each aspect of the present invention, various types having different specific configurations can be employed. For example, a unit including an AD converter that digitizes the output of the digitally controlled variable gain amplifier and a digital comparator that compares the output of the AD converter with the threshold value can be employed as the determination unit.

また、本発明の各態様の物体検出センサに、前記ON/OFF設定距離を、ユーザに設定させるためのユーザインターフェース手段や、外部装置から受信した情報に基づき、前記ON/OFF設定距離の値を変更する設定距離変更手段を、付加しておいても良い。   Further, based on information received from an external device or user interface means for causing the object detection sensor of each aspect of the present invention to set the ON / OFF set distance to the user, the value of the ON / OFF set distance is set. Setting distance changing means to be changed may be added.

本発明の各態様の物体検出センサにおける調整部は、前記調整処理を周期的に行うものであっても、所定の調整命令信号が外部装置から入力されたときに、前記調整処理を行うものであっても良い。   Even if the adjustment unit in the object detection sensor of each aspect of the present invention periodically performs the adjustment process, the adjustment unit performs the adjustment process when a predetermined adjustment command signal is input from an external device. There may be.

また、本発明の第1の態様の物体検出センサにおける駆動量・しきい値調整処理は、前記駆動素子の出力信号強度に影響を与える、前記物体検出センサ内の駆動素子関連要素の状態を考慮して行われる処理であっても良い。駆動量・しきい値調整処理を、そのような処理とする場合には、駆動素子の出力信号強度変化に対する補正が自動的に行われるようにするために、調整部として、前記駆動素子関連要素の前記状態の指標値が所定量以上変化したときに、前記駆動量・しきい値調整処理を行うものを採用しておいても良い。   Further, the drive amount / threshold adjustment processing in the object detection sensor according to the first aspect of the present invention takes into account the state of the drive element-related element in the object detection sensor that affects the output signal strength of the drive element. It is also possible to perform this process. When the drive amount / threshold adjustment process is such a process, in order to automatically correct the change in the output signal intensity of the drive element, the drive element-related element is used as the adjustment unit. It is also possible to employ one that performs the drive amount / threshold value adjustment processing when the index value of the state changes by a predetermined amount or more.

本発明の各態様の物体検出センサにおける調整処理が、前記アンプの出力強度に影響を与える、前記物体検出センサ内の構成要素の状態を考慮して行われる処理であっても良い。調整処理を、そのような処理とする場合には、アンプの出力強度変化に対する補正が自動的に行われるようにするために、調整部として、前記構成要素の前記状態の指標値が所定量以上変化したときに、前記調整処理を行うものを採用しておいても良い。   The adjustment process in the object detection sensor according to each aspect of the present invention may be a process performed in consideration of the state of the component in the object detection sensor that affects the output intensity of the amplifier. When the adjustment process is such a process, in order to automatically correct the change in the output intensity of the amplifier, as an adjustment unit, the index value of the state of the component is a predetermined amount or more. A device that performs the adjustment process when it changes may be adopted.

本発明によれば、使用されているアナログ回路(DAC、DCVGA)の分解能よりも高分解能で検出対象物の有無を判定できる物体検出センサを提供することが出来る。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the object detection sensor which can determine the presence or absence of a detection target with resolution higher than the resolution of the analog circuit (DAC, DCVGA) currently used can be provided.

図1は、本発明の第1実施形態に係る物体検出センサの概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an object detection sensor according to the first embodiment of the present invention. 図2は、第1実施形態に係る物体検出センサの構成及び機能の説明である。FIG. 2 is a diagram illustrating the configuration and functions of the object detection sensor according to the first embodiment. 図3は、第1実施形態に係る物体検出センサの制御部が実行する調整処理の流れ図である。FIG. 3 is a flowchart of adjustment processing executed by the control unit of the object detection sensor according to the first embodiment. 図4は、本発明の第2実施形態に係る物体検出センサの制御部が実行する調整処理の流れ図である。FIG. 4 is a flowchart of the adjustment process executed by the control unit of the object detection sensor according to the second embodiment of the present invention. 図5は、本発明の第3実施形態に係る物体検出センサの制御部が実行する調整処理の流れ図である。FIG. 5 is a flowchart of the adjustment process executed by the control unit of the object detection sensor according to the third embodiment of the present invention. 図6は、本発明の第4実施形態に係る物体検出センサの制御部が実行する駆動量・しきい値調整処理の流れ図である。FIG. 6 is a flowchart of the drive amount / threshold adjustment processing executed by the control unit of the object detection sensor according to the fourth embodiment of the present invention. 図7は、本発明の第4実施形態に係る物体検出センサの制御部が実行するゲイン・しきい値調整処理の流れ図である。FIG. 7 is a flowchart of gain / threshold adjustment processing executed by the control unit of the object detection sensor according to the fourth embodiment of the present invention.

以下、図面に基づいて、本発明の実施の形態を説明する。尚、以下で説明する実施形態の構成は例示であり、本発明は実施形態の構成に限定されない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, the structure of embodiment described below is an illustration and this invention is not limited to the structure of embodiment.

《第1実施形態》
まず、図1及び図2を用いて、本発明の第1実施形態に係る物体検出センサの概要説明を行う。なお、図1は、本発明の第1実施形態に係る物体検出センサの概略構成図であり、図2は、物体検出センサの機能及び構成の説明図である。
<< First Embodiment >>
First, an outline of the object detection sensor according to the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the object detection sensor according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an explanatory diagram of the function and configuration of the object detection sensor.

図1に示してあるように、物体検出センサは、発光部11、駆動回路12、受光部13、デジタル制御可変ゲインアンプ(DCVGA)14、デジタル・アナログコンバータ(DAC)15、判定部16及び制御部18を、備える。   As shown in FIG. 1, the object detection sensor includes a light emitting unit 11, a drive circuit 12, a light receiving unit 13, a digital control variable gain amplifier (DCVGA) 14, a digital / analog converter (DAC) 15, a determination unit 16, and a control. The part 18 is provided.

駆動回路12は、制御部18から入力される、M1(例えば、8)ビットの発光強度指定値に応じた大きさの電流を出力するデジタル・アナログコンバータ(DAC)である。発光部11は、駆動回路12からの電流に応じた強度の光を出力するユニットである。発光部11は、例えば、発光ダイオード、レーザダイオード等の発光素子と、当該発光素子に、駆動回路12からの電流に応じた駆動電流を流すための回路(トランジスタ等)とにより構成される。   The drive circuit 12 is a digital / analog converter (DAC) that outputs a current having a magnitude corresponding to a light emission intensity designation value of M1 (for example, 8) bits input from the control unit 18. The light emitting unit 11 is a unit that outputs light having an intensity corresponding to the current from the drive circuit 12. The light emitting unit 11 includes, for example, a light emitting element such as a light emitting diode or a laser diode, and a circuit (transistor or the like) for causing a driving current corresponding to the current from the driving circuit 12 to flow through the light emitting element.

受光部13は、入射光強度に応じたアナログ電圧信号を出力するユニットである。受光部13は、例えば、フォトダイオード等の受光素子と、当該受光素子の出力電流を電圧に変換する回路とにより構成される。図2に模式的に示してあるように、物体検出センサの発光部11と受光部13とは、発光部11から射出された光の検出対象物による反射光が受光部13に入射されるように配置されている。   The light receiving unit 13 is a unit that outputs an analog voltage signal corresponding to the incident light intensity. The light receiving unit 13 includes, for example, a light receiving element such as a photodiode and a circuit that converts an output current of the light receiving element into a voltage. As schematically shown in FIG. 2, the light emitting unit 11 and the light receiving unit 13 of the object detection sensor allow light reflected from the detection target of the light emitted from the light emitting unit 11 to enter the light receiving unit 13. Is arranged.

DCVGA14(図1)は、M2(例えば、4)ビットのゲイン制御信号でゲインを設定(選択)できる、抵抗ストリング型やラダー抵抗型のVGAである。DCVGA14には、受光部13からのアナログ電圧、制御部18からのM2ビットのゲイン指定値が、それぞれ、増幅対象、ゲイン制御信号として入力されている。以下、DCVGA14のdB単位の最小ゲインを、a[dB]と表記し、DCVGA14のゲインステップを、b[dB]と表記する。   The DCVGA 14 (FIG. 1) is a resistance string type or ladder resistance type VGA in which a gain can be set (selected) with a gain control signal of M2 (for example, 4) bits. The DCVGA 14 receives an analog voltage from the light receiving unit 13 and an M2-bit gain designation value from the control unit 18 as an amplification target and a gain control signal, respectively. Hereinafter, the minimum gain of the DCVGA 14 in dB is expressed as a [dB], and the gain step of the DCVGA 14 is expressed as b [dB].

DAC15は、DCVGA14の出力を、Nビットのデジタル信号に変換するユニットである。なお、本実施形態に係る物体検出センサのNは、M2よりも大きな値(例えば、8)である。   The DAC 15 is a unit that converts the output of the DCVGA 14 into an N-bit digital signal. Note that N of the object detection sensor according to the present embodiment is a value (for example, 8) larger than M2.

判定部16は、DAC15の出力と制御部18からのNビットのしきい値とを比較し、DAC15の出力がしきい値以上であるか否かを示すON/OFF信号(図1では、判定結果)を出力するデジタルコンパレータである。   The determination unit 16 compares the output of the DAC 15 with an N-bit threshold value from the control unit 18, and indicates an ON / OFF signal indicating whether the output of the DAC 15 is equal to or higher than the threshold value (in FIG. The result is a digital comparator.

制御部18は、調整処理(詳細は後述)、制御部18に接続されているLED(図示略)を、判定部16からの判定結果に応じてON/OFFする処理、判定部16からの判定結果を表す信号を外部装置に対して出力する処理等を行うユニットである。なお、制御部18は、プロセッサ(マイクロプロセッサ、CPU等)とその周辺回路とにより構成されている。   The control unit 18 performs adjustment processing (details will be described later), processing for turning on / off an LED (not shown) connected to the control unit 18 according to the determination result from the determination unit 16, and determination from the determination unit 16. This unit performs processing for outputting a signal representing the result to an external device. The control unit 18 includes a processor (microprocessor, CPU, etc.) and its peripheral circuits.

以下、制御部18の機能を、具体的に説明する。   Hereinafter, the function of the control unit 18 will be specifically described.

制御部18には、発光系の動作状態情報と、受光系の動作状態情報と、ON/OFF設定距離とを含む設定・動作状態情報が入力されている。   The controller 18 receives setting / operation state information including the operation state information of the light emitting system, the operation state information of the light receiving system, and the ON / OFF set distance.

ここで、発光系の動作状態情報とは、発光部11や駆動回路12の温度等の、発光素子の発光強度に影響を与える構成要素の状態を示す情報のことである。同様に、受光系の動作状態情報とは、受光部13,DCVGA14の温度等の、受光部13の出力信号強度に影響を与える構成要素の状態を示す情報のことである。これらの情報は、物体検出センサ内(発光部11内等)に配置された温度センサ等から制御部18に入力される。   Here, the operation state information of the light emitting system is information indicating the state of a component that affects the light emission intensity of the light emitting element, such as the temperature of the light emitting unit 11 or the drive circuit 12. Similarly, the operation state information of the light receiving system is information indicating the state of the component that affects the output signal intensity of the light receiving unit 13 such as the temperature of the light receiving unit 13 and the DCVGA 14. These pieces of information are input to the control unit 18 from a temperature sensor or the like disposed in the object detection sensor (such as in the light emitting unit 11).

ON/OFF設定距離(図2参照)とは、検出対象物が存在すると判定部16が判定する検出対象物までの最大距離としてユーザによって入力(設定)される情報のことである。なお、ON/OFF設定距離をユーザによって入力(設定)させるための構成は特に限定されない。例えば、ユーザが操作可能な可変抵抗を物体検出センサの筐体に設けておき、当該可変抵抗の抵抗値に応じた値が、ON/OFF設定距離として使用されるようにしておいても良い。また、外部装置から受信した情報(例えば、ON/OFF設定距離自体や、ON/OFF設定距離の変更量)に基づき、ON/OFF設定距離の値を変更するように、制御部18を構成しておいても良い。   The ON / OFF set distance (see FIG. 2) is information inputted (set) by the user as the maximum distance to the detection target determined by the determination unit 16 that the detection target exists. The configuration for inputting (setting) the ON / OFF set distance by the user is not particularly limited. For example, a variable resistor that can be operated by the user may be provided in the housing of the object detection sensor, and a value corresponding to the resistance value of the variable resistor may be used as the ON / OFF set distance. Further, the control unit 18 is configured to change the value of the ON / OFF set distance based on the information received from the external device (for example, the ON / OFF set distance itself or the ON / OFF set distance change amount). You can keep it.

制御部18が行う調整処理は、設定・動作状態情報に基づき、検出対象物が存在すると判定部16が判定する検出対象物までの最大距離(以下、境界距離と表記する)とON/OFF設定距離とが等しくなるように、発光強度指定値、ゲイン指定値及びしきい値を調整する処理である。   The adjustment processing performed by the control unit 18 is based on the setting / operation state information, and the maximum distance to the detection target (hereinafter referred to as a boundary distance) determined by the determination unit 16 that the detection target is present and ON / OFF setting. This is a process of adjusting the light emission intensity designation value, the gain designation value, and the threshold value so that the distance becomes equal.

DCVGA14の分解能(ゲインステップ)以上の精度で境界距離を調節できるようにするために、制御部18は、図3に示した手順の調整処理を行うように構成(プログラミング)されている。なお、発光強度指定値を一定に維持しておいても、発光部11内の発
光素子の温度が変化すると、発光素子から射出される光の強度が変化する。発光素子の経時劣化によっても、発光素子から射出される光の強度は変化する。同様に、受光部13内の受光素子への入射光強度が一定であっても、受光素子の温度や経時劣化により受光部13から出力される電圧が変化する。そのような現象が生ずると、境界距離とON/OFF設定距離とが一致しなくなる。そのため、制御部18は、調整処理を周期的に行うように(換言すれば、ユーザによりON/OFF設定距離が変更されなくても調整処理宇を行うように)も、構成されている。
In order to be able to adjust the boundary distance with an accuracy equal to or higher than the resolution (gain step) of the DCVGA 14, the control unit 18 is configured (programmed) to perform the adjustment process of the procedure shown in FIG. Even if the specified emission intensity value is kept constant, the intensity of light emitted from the light emitting element changes when the temperature of the light emitting element in the light emitting section 11 changes. The intensity of light emitted from the light emitting element also changes due to deterioration with time of the light emitting element. Similarly, even if the intensity of incident light on the light receiving element in the light receiving unit 13 is constant, the voltage output from the light receiving unit 13 varies depending on the temperature of the light receiving element and deterioration with time. When such a phenomenon occurs, the boundary distance does not coincide with the ON / OFF set distance. Therefore, the control unit 18 is also configured to perform the adjustment process periodically (in other words, to perform the adjustment process even if the ON / OFF set distance is not changed by the user).

図3に示してあるように、この調整処理を開始した制御部18は、まず、DCVGA14が、より分解能が高いNビットのDCVGAであると仮定して、設定・動作状態情報に基づき、境界距離をON/OFF設定距離に一致させることが出来る発光強度指定値とゲイン指定値としきい値の組合せを求める(ステップS101)。ここで、“より分解能が高いNビットのDCVGA”とは、最小ゲインが、DCVGA14の最小ゲインaと等しく、ゲインステップが、DCVGA14のゲインステップbの2M2−N倍となっているNビットのDCVGA(以下、仮想VGAと表記する)のことである。 As shown in FIG. 3, the control unit 18 that has started this adjustment processing first assumes that the DCVGA 14 is an N-bit DCVGA with higher resolution, and based on the setting / operation state information, the boundary distance A combination of a light emission intensity designation value, a gain designation value, and a threshold value that can be matched with the ON / OFF set distance is obtained (step S101). Here, “N-bit DCVGA with higher resolution” means an N-bit DCVGA whose minimum gain is equal to the minimum gain a of DCVGA14 and whose gain step is 2 M2−N times the gain step b of DCVGA14. DCVGA (hereinafter referred to as virtual VGA).

このステップS101では、通常、『境界距離とON/OFF設定距離とが一致する』という上記条件に加えて、『しきい値が、DAC15の入力レンジの上限近傍の範囲として予め定められているしきい値範囲内の値となる』という条件を満たす発光強度指定値とゲイン指定値としきい値の組合せを求める処理が行われる。   In this step S101, in addition to the above-mentioned condition that “the boundary distance and the ON / OFF set distance match”, in general, “the threshold value is determined in advance as a range near the upper limit of the input range of the DAC 15. Processing for obtaining a combination of a light emission intensity designation value, a gain designation value, and a threshold value that satisfies the condition “becomes a value within the threshold range” is performed.

ステップS101の処理の内容(手順)は、特に限定されない。例えば、ステップS101の処理として、以下の処理を採用することが出来る。   The content (procedure) of the process of step S101 is not particularly limited. For example, the following process can be adopted as the process of step S101.

(1)ON/OFF設定距離が、予め定められているON/OFF設定距離区分のいずれに属するかを特定。
(2)発光系の動作状態情報から推定される、温度変化や経時劣化による発光素子の発光強度の変化量を考慮に入れて、発光素子の発光強度が、特定したON/OFF設定距離区分に対応づけられている強度に最も近づくように、発光強度指定値を決定。
(3)決定した発光強度指定値が用いられた状況下、物体検出センサからON/OFF設定距離だけ離れた場所に検出対象物が位置している場合に受光部13から出力される電圧を、受光系の動作状態情報から推定される出力の変化量を考慮に入れて、算出。
(4)算出した電圧を、上記したしきい値範囲内の値まで増幅できるゲインを仮想VGAが取り得るゲインの中から選択し、選択したゲインに対応するNビットのゲイン制御信号を、ゲイン指定値とする。
(5)算出した電圧を、選択したゲインで増幅することにより得られる電圧を、しきい値とする。
(1) It is specified which ON / OFF set distance belongs to a predetermined ON / OFF set distance section.
(2) Taking into account the amount of change in light emission intensity of the light emitting element due to temperature change and deterioration over time estimated from the operating state information of the light emitting system, the light emission intensity of the light emitting element falls within the specified ON / OFF set distance category. The specified emission intensity is determined so that it is closest to the associated intensity.
(3) The voltage output from the light receiving unit 13 when the detection target is located at a location separated from the object detection sensor by the ON / OFF set distance under the situation where the determined emission intensity designation value is used, Calculation taking into account the amount of change in output estimated from the operating state information of the light receiving system.
(4) A gain capable of amplifying the calculated voltage to a value within the above-described threshold range is selected from gains that can be taken by the virtual VGA, and an N-bit gain control signal corresponding to the selected gain is designated as a gain. Value.
(5) A voltage obtained by amplifying the calculated voltage with the selected gain is set as a threshold value.

以下、ステップS101の処理で求められた組合せ中の発光強度指定値、ゲイン指定値、しきい値のことを、それぞれ、仮発光強度指定値、仮ゲイン指定値、仮しきい値と表記する。   Hereinafter, the emission intensity designation value, gain designation value, and threshold value in the combination obtained in the process of step S101 are referred to as temporary emission intensity designation value, provisional gain designation value, and provisional threshold value, respectively.

ステップS101の処理を終えた制御部18は、仮ゲイン指定値の下位(N−M2)ビットが表しているゲインである補償用ゲインを算出する(ステップS102)。より具体的には、仮ゲイン指定値の下位(N−M2)ビットが表している数値・b・2M2−NをXと表記すると、制御部18は、10X/20を補償用ゲインとして算出する。なお、既に説明したように、bは、DCVGA14のdB単位のゲインステップであり、b・2M2−Nは、仮想VGAのdB単位のゲインステップである。 After completing the process in step S101, the control unit 18 calculates a compensation gain that is a gain represented by the lower (N-M2) bits of the provisional gain designation value (step S102). More specifically, if the numerical value · b · 2 M2-N represented by the low-order (N-M2) bits of the provisional gain specification value is expressed as X, the control unit 18 uses 10 X / 20 as the compensation gain. calculate. As already described, b is the gain step of the DCVGA 14 in dB units, and b · 2 M2-N is the gain step of the virtual VGA in dB units.

続くステップS103にて、制御部18は、以下の処理を行う。
・駆動回路12に対して出力する発光強度指定値を、仮発光強度指定値とする。
・DCVGA14に対して出力するゲイン指定値を、仮ゲイン指定値の上位M2ビットとする。
・判定部16に対して出力するしきい値を、“仮しきい値/補償用ゲイン”(正確には、仮しきい値の補償用ゲインでの乗算結果をNビット化した値)とする。
In subsequent step S103, the control unit 18 performs the following processing.
The emission intensity designation value output to the drive circuit 12 is set as the temporary emission intensity designation value.
The gain designation value output to the DCVGA 14 is the upper M2 bit of the temporary gain designation value.
The threshold value output to the determination unit 16 is “provisional threshold value / compensation gain” (more precisely, a value obtained by converting the multiplication result of the provisional threshold compensation gain into N bits). .

そして、制御部18は、今回の調整処理を終了する。   And the control part 18 complete | finishes this adjustment process.

以下、上記内容の調整処理で、境界距離をON/OFF設定距離と一致させることが出来る理由を説明する。   Hereinafter, the reason why the boundary distance can be matched with the ON / OFF set distance by the adjustment processing described above will be described.

物体検出センサの受光部13内の受光素子への入射光の強度は、発光部11内の発光素子の発光強度に比例し、検出対象物までの距離の二乗に反比例する。そして、発光素子の発光強度は、発光素子の駆動電流(発光素子を流れる電流)にほぼ比例する。従って、検出対象物までの距離がON/OFF設定距離Lthと一致している場合にDCVGA14から出力される電圧Voutは、比例係数β、発光素子の駆動電流T、及び、DCVGA14のゲインGを用いて以下のように表せる。 The intensity of light incident on the light receiving element in the light receiving unit 13 of the object detection sensor is proportional to the light emission intensity of the light emitting element in the light emitting unit 11 and inversely proportional to the square of the distance to the detection target. The light emission intensity of the light emitting element is substantially proportional to the drive current of the light emitting element (current flowing through the light emitting element). Therefore, when the distance to the detection object matches the ON / OFF set distance L th , the voltage V out output from the DCVGA 14 is proportional to the proportional coefficient β, the driving current T of the light emitting element, and the gain G of the DCVGA 14. Can be expressed as follows.

しきい値Vthの値が、この電圧Voutであれば、境界距離とON/OFF設定距離Lthとが一致する。従って、境界距離とON/OFF設定距離Lthとを一致させるためには、以下の(2)式が成立するようにすれば良い。 The value of the threshold V th is, if the voltage V out, the boundary distance and ON / OFF setting distance L th match. Therefore, in order to match the boundary distance and ON / OFF setting distance L th, it is sufficient as shown in (2) is established or less.

ステップS101の処理で求められる仮発光強度指定値、仮ゲイン指定値及び仮しきい値は、DCVGA14が仮想VGA(NビットのDCVGA)である場合には、それらを、発光強度指定値、ゲイン指定値及びしきい値と使用することにより、この(2)式が成立することになる値である。ただし、DCVGA14は、M2(<N)ビットのDCVGAである。そのため、仮ゲイン指定値を、そのままDCVGA14のゲイン指定値として使用することは出来ない。ただし、仮ゲイン指定値が表しているゲインG、仮ゲイン指定値の上位M2ビットが表しているゲインG、補償用ゲイン(仮ゲイン指定値の下位(N−M2)ビットが表しているゲイン)G間には、以下の関係がある。
G=G・G
When the DCVGA 14 is a virtual VGA (N-bit DCVGA), the provisional emission intensity designation value, provisional gain designation value, and provisional threshold obtained in the process of step S101 are used as the emission intensity designation value and gain designation. The value (2) is satisfied by using the value and the threshold value. However, the DCVGA 14 is a DCVGA of M2 (<N) bits. Therefore, the temporary gain specification value cannot be used as the gain specification value of the DCVGA 14 as it is. However, the gain G represented by the provisional gain designation value, the gain G 1 represented by the upper M2 bit of the provisional gain designation value, the gain for compensation (the gain represented by the lower (N−M2) bit of the provisional gain designation value) ) is between G 2, the following relationship.
G = G 1・ G 2

この関係を用いて、(2)式からGを消去すると、以下の(3)式を得ることが出来る。   If G is deleted from the equation (2) using this relationship, the following equation (3) can be obtained.

そして、(3)式の右辺のGを、左辺に移項すると、以下の(4)式を得ることが出来る。 Then, (3) the G 2 of the right side of the equation, when transposed to the left side, the following equation (4) can be obtained.

この(4)式の右辺は、DCVGA14のゲイン、発光素子の駆動電流が、それぞれ、G1、Tであり、検出対象物までの距離がON/OFF設定距離Lthと一致している場合に、DCVGA14から出力される電圧である。そのため、(4)式は、DCVGA14のゲインを、ゲインGとし、しきい値を、“Vth/G”((4)式の左辺)としても、境界距離とON/OFF設定距離とが一致することを意味している。 The (4) the right side of the equation, the gain of DCVGA14, the drive current of the light emitting element, respectively, and the G1, T, if the distance to the detection target is consistent with the ON / OFF setting distance L th, This is a voltage output from the DCVGA 14. Therefore, even if the gain of DCVGA 14 is gain G 1 and the threshold value is “V th / G 2 ” (the left side of expression (4)), equation (4) indicates the boundary distance and the ON / OFF set distance. Means match.

そして、ステップS102及びS103の処理は、DCVGA14のゲインを、ゲインGとし、しきい値を、“Vth/G”とする処理である。従って、上記内容の調整処理により、境界距離がON/OFF設定距離と一致することになる。 Then, the process of step S102 and S103, the gain of DCVGA14, the gain G 1, the threshold is a process that the "V th / G 2". Therefore, the boundary distance matches the ON / OFF set distance by the adjustment process described above.

以上、説明したように、本実施形態に係る光電センサは、M2ビットのDCVGA14を、Nビット(仮ゲイン指定値のビット数)のDCVGAとして取り扱って、境界距離を調節する構成を有している。従って、本実施形態に係る光電センサによれば、境界距離の調節精度がDCVGA14の分解能で制限されない分、DCVGA14の分解能よりも高分解能で境界距離を調節することが出来る。   As described above, the photoelectric sensor according to the present embodiment has a configuration in which the M2 bit DCVGA 14 is treated as a DCVGA of N bits (the number of bits of the provisional gain designation value) and the boundary distance is adjusted. . Therefore, according to the photoelectric sensor according to the present embodiment, the boundary distance can be adjusted with higher resolution than the resolution of the DCVGA 14 because the adjustment accuracy of the boundary distance is not limited by the resolution of the DCVGA 14.

《第2実施形態》
以下、本発明の第2実施形態に係る光電センサの構成及び機能を、上記した第1実施形態に係る光電センサと異なる部分を中心に説明する。なお、本実施形態及び後述する第3、第4実施形態に係る光電センサについての説明では、第K(K=1〜4)実施形態に係る光電センサのことを、第K光電センサとも表記する。
<< Second Embodiment >>
Hereinafter, the configuration and function of the photoelectric sensor according to the second embodiment of the present invention will be described with a focus on differences from the photoelectric sensor according to the first embodiment described above. In the description of the present embodiment and the photoelectric sensors according to the third and fourth embodiments described later, the photoelectric sensor according to the Kth (K = 1 to 4) embodiment is also referred to as a Kth photoelectric sensor. .

第2光電センサも、第1光電センサ(図1)と同様に、発光部11、駆動回路12、受光部13、DCVGA14、ADC15、判定部16及び制御部18を備えた装置である。ただし、第2光電センサでは、M2がNと一致している。すなわち、第2光電センサには、NビットのDCVGA14が用いられている。そして、第2光電センサの制御部18は、調整処理として、図4に示した手順の処理を行う。   Similarly to the first photoelectric sensor (FIG. 1), the second photoelectric sensor is a device including the light emitting unit 11, the drive circuit 12, the light receiving unit 13, the DCVGA 14, the ADC 15, the determination unit 16, and the control unit 18. However, in the second photoelectric sensor, M2 matches N. That is, the N-bit DCVGA 14 is used for the second photoelectric sensor. And the control part 18 of a 2nd photoelectric sensor performs the process of the procedure shown in FIG. 4 as an adjustment process.

すなわち、この調整処理を開始した制御部18は、まず、DAC12が、より分解能が高いM3(>M1)ビットのDACであると仮定して、設定・動作状態情報に基づき、境界距離をON/OFF設定距離に一致させることが出来る駆動電流値とゲイン指定値としきい値の組合せを求める(ステップS201)。ここで、“より分解能が高いM3ビットのDAC”とは、M3ビットのデジタル信号をアナログ信号に変換できる、最小出力変化
量(1LSBあたりの出力変化量)が、DCVGA14の最小出力変化量の2M2−M3倍となっているDAC(以下、仮想DACと表記する)のことである。
That is, the control unit 18 that has started the adjustment process first assumes that the DAC 12 is an M3 (> M1) bit DAC with higher resolution, and sets the boundary distance to ON / OFF based on the setting / operation state information. A combination of a drive current value, a gain designation value, and a threshold value that can be matched with the OFF set distance is obtained (step S201). Here, “M3 bit DAC having higher resolution” means that the minimum output change amount (output change amount per 1 LSB) that can convert an M3 bit digital signal into an analog signal is 2 of the minimum output change amount of the DCVGA 14. It is a DAC that is M2−M3 times (hereinafter referred to as a virtual DAC).

このステップS201の処理では、駆動電流値が求められることを除けば、上記したステップS101の処理と本質的には同じ処理が行われる。以下、ステップS201の処理で求められた組合せ中の駆動電流値、ゲイン指定値、しきい値のことを、それぞれ、仮駆動電流値、仮ゲイン指定値、仮しきい値と表記する。   In the process of step S201, essentially the same process as the process of step S101 described above is performed except that the drive current value is obtained. Hereinafter, the drive current value, gain specified value, and threshold value in the combination obtained in the process of step S201 are referred to as a temporary drive current value, temporary gain specified value, and temporary threshold value, respectively.

ステップS201の処理を終えた制御部18は、DCA12の制御により実現可能な、仮駆動電流値以下の最も大きな駆動電流値である実駆動電流値を特定する(ステップS202)。また、制御部18は、このステップS202にて、実駆動電流値を仮駆動電流値で除算することにより駆動電流率を算出する処理も行う。   After completing the process in step S201, the control unit 18 specifies an actual drive current value that is the largest drive current value that is not more than the temporary drive current value that can be realized by the control of the DCA 12 (step S202). In step S202, the control unit 18 also performs a process of calculating a drive current ratio by dividing the actual drive current value by the temporary drive current value.

続くステップS203にて、制御部18は、以下の処理を行う。
・駆動回路12に対して出力する発光強度指定値を、駆動電流の大きさが実駆動電流値となる発光強度指定値とする。
・DAC12に対して出力するゲイン指定値を、仮ゲイン指定値とする。
・判定部16に対して出力するしきい値を、“仮しきい値/駆動電流率”(正確には、仮しきい値の駆動電流率での乗算結果をNビット化した値)とする。
In subsequent step S203, the control unit 18 performs the following processing.
The emission intensity designation value output to the drive circuit 12 is an emission intensity designation value at which the magnitude of the drive current becomes the actual drive current value.
The gain specification value output to the DAC 12 is set as a temporary gain specification value.
The threshold value output to the determination unit 16 is “temporary threshold value / drive current ratio” (more precisely, a value obtained by multiplying the result of multiplication by the drive current ratio of the temporary threshold value into N bits). .

そして、制御部18は、今回の調整処理を終了する。   And the control part 18 complete | finishes this adjustment process.

以下、上記内容の調整処理で、境界距離をON/OFF設定距離と一致させることが出来る理由を説明する。   Hereinafter, the reason why the boundary distance can be matched with the ON / OFF set distance by the adjustment processing described above will be described.

ステップS201の処理で求められる各値は、仮駆動電流値をT、仮ゲイン指定値に対応するゲインをG、仮しきい値をVthと表記すれば、上記した(2)式が成立することになる値である。そして、実駆動電流値Ta、駆動電流比k(=T/Ta)を用いて、(2)式を変形すれば、以下の(5)式を得ることが出来る。 Each value obtained in the process of step S201 is expressed by the above equation (2) if the temporary drive current value is expressed as T, the gain corresponding to the temporary gain designation value is expressed as G, and the temporary threshold value is expressed as Vth. It will be a value. Then, by modifying the equation (2) using the actual drive current value Ta and the drive current ratio k (= T / Ta), the following equation (5) can be obtained.

そして、(5)式の右辺のkを、左辺に移項すると、以下の(6)式を得ることが出来る。   Then, when k on the right side of the equation (5) is transferred to the left side, the following equation (6) can be obtained.

この(6)式は、G、T、Vth間に(2)式が成立している場合、駆動電流値を、実駆動電流値Taとし、しきい値を、“Vth/k”としても、境界距離とON/OFF設定距離とが一致することを意味している。 In the equation (6), when the equation (2) is established between G, T, and Vth, the drive current value is set to the actual drive current value Ta, and the threshold value is set to “V th / k”. This means that the boundary distance matches the ON / OFF set distance.

そして、調整処理(図4)は、駆動電流値を、実駆動電流値Taとし、しきい値を、“Vth/k”とする処理である。従って、上記内容の調整処理が実行されれば、境界距離がON/OFF設定距離と一致することになる。 The adjustment process (FIG. 4) is a process for setting the drive current value to the actual drive current value Ta and setting the threshold value to “V th / k”. Therefore, if the adjustment process described above is executed, the boundary distance matches the ON / OFF set distance.

以上、説明したように、本実施形態に係る光電センサは、M2ビットのDAC12を、M3ビットのDACとして取り扱って、境界距離を調節する構成を有している。従って、本実施形態に係る光電センサによれば、境界距離の調節精度がDAC12の分解能で制限されない分、DAC12の分解能よりも高分解能で境界距離を調節することが出来る。   As described above, the photoelectric sensor according to the present embodiment has a configuration in which the M2 bit DAC 12 is handled as an M3 bit DAC and the boundary distance is adjusted. Therefore, according to the photoelectric sensor according to the present embodiment, the boundary distance can be adjusted with a resolution higher than the resolution of the DAC 12 because the adjustment accuracy of the boundary distance is not limited by the resolution of the DAC 12.

《第3実施形態》
以下、本発明の第3実施形態に係る光電センサの構成及び機能を、上記した第1、第2実施形態に係る光電センサと異なる部分を中心に説明する。
<< Third Embodiment >>
Hereinafter, the configuration and function of the photoelectric sensor according to the third embodiment of the present invention will be described focusing on differences from the photoelectric sensor according to the first and second embodiments described above.

第3光電センサは、第1光電センサ(図1)と同構成の装置である。   The third photoelectric sensor is a device having the same configuration as the first photoelectric sensor (FIG. 1).

ただし、第3光電センサの制御部18は、調整処理として、図5に示した手順の処理を行う。   However, the control part 18 of a 3rd photoelectric sensor performs the process of the procedure shown in FIG. 5 as an adjustment process.

すなわち、この調整処理を開始した制御部18は、以下の仮定のもとに、設定・動作状態情報に基づき、境界距離をON/OFF設定距離に一致させることが出来る駆動電流値とゲイン指定値としきい値の組合せを求める(ステップS301)。
仮定1:DAC12が、より分解能が高いM3(>M1)ビットのDACである。
仮定2:DCVGA14が、より分解能が高いN(>M2)ビットのDACである。
That is, the control unit 18 that has started the adjustment processing, based on the setting / operation state information, assumes a drive current value and a gain designation value that can match the boundary distance to the ON / OFF set distance based on the following assumptions: And a threshold value combination are obtained (step S301).
Assumption 1: DAC 12 is an M3 (> M1) bit DAC with higher resolution.
Assumption 2: DCVGA 14 is an N (> M2) bit DAC with higher resolution.

なお、より分解能が高いM3ビットのDAC、より分解能が高いNビットのDCVGAとは、それぞれ、上記した仮想DAC、仮想DCVGAのことである。   Note that the M3 bit DAC with higher resolution and the N bit DCVGA with higher resolution are the above-described virtual DAC and virtual DCVGA, respectively.

ステップS301の処理では、仮定条件が増えていることを除けば、上記したステップS201の処理と同じ処理が行われる。以下、ステップS301の処理で求められた組合せ中の駆動電流値、ゲイン指定値、しきい値のことを、それぞれ、仮駆動電流値、仮ゲイン指定値、仮しきい値と表記する。   In the process of step S301, the same process as the process of step S201 described above is performed except that the number of assumption conditions is increased. Hereinafter, the drive current value, gain specified value, and threshold value in the combination obtained in the process of step S301 will be referred to as a temporary drive current value, temporary gain specified value, and temporary threshold value, respectively.

ステップS301の処理を終えた制御部18は、DCA12の制御により実現可能な、仮駆動電流値以下の最も大きな駆動電流値である実駆動電流値を特定する(ステップS202)。また、制御部18は、このステップS302にて、駆動電流率(=実駆動電流値/仮駆動電流値)と、補償用ゲイン(仮ゲイン指定値の下位(N−M2)ビットが表しているゲイン)とを算出する処理も行う。   The control unit 18 that has finished the process of step S301 identifies the actual drive current value that is the largest drive current value that is not more than the temporary drive current value that can be realized by the control of the DCA 12 (step S202). Further, in step S302, the control unit 18 represents the drive current ratio (= actual drive current value / temporary drive current value) and the compensation gain (the lower (N−M2) bit of the temporary gain designation value). (Gain) is also calculated.

続くステップS303にて、制御部18は、以下の処理を行う。
・駆動回路12に対して出力する発光強度指定値を、駆動電流の大きさが実駆動電流値となる発光強度指定値とする。
・DCVGA14に対して出力するゲイン指定値を、仮ゲイン指定値の上位M2ビットとする。
・判定部16に対して出力するしきい値を、“仮しきい値/(駆動電流率・補償用ゲイン)をNビット化した値とする。
In subsequent step S303, the control unit 18 performs the following processing.
The emission intensity designation value output to the drive circuit 12 is an emission intensity designation value at which the magnitude of the drive current becomes the actual drive current value.
The gain designation value output to the DCVGA 14 is the upper M2 bit of the temporary gain designation value.
The threshold value output to the determination unit 16 is a value obtained by converting “temporary threshold value / (driving current ratio / compensation gain) to N bits.

そして、制御部18は、今回の調整処理を終了する。   And the control part 18 complete | finishes this adjustment process.

すなわち、ステップS301の処理で求められる各値は、仮駆動電流値をT、仮ゲイン指定値に対応するゲインをG、仮しきい値をVthと表記すれば、上記した(2)式が成
立することになる値である。そして、実駆動電流値Ta、駆動電流比k(=T/Ta)、
G=G・Gを用いて、(2)式を変形すれば、以下の(7)式を得ることが出来る。なお、Gは、仮ゲイン指定値の上位M2ビットが表しているゲインであり、Gは、補償用ゲインである。
In other words, each value obtained in the process of step S301 can be expressed by the above equation (2) by expressing the temporary drive current value as T, the gain corresponding to the temporary gain specified value as G, and the temporary threshold value as Vth. This is the value that will hold. The actual drive current value Ta, the drive current ratio k (= T / Ta),
The following equation (7) can be obtained by modifying equation (2) using G = G 1 · G 2 . G 1 is a gain represented by the upper M2 bits of the provisional gain designation value, and G 2 is a compensation gain.

そして、(7)式の右辺のkGを、左辺に移項すると、以下の(8)式を得ることが出来る。 Then, (7) a kG 2 of the right side of the equation, when transposed to the left side, it is possible to obtain the following equation (8).

この(8)式は、G、T、Vth間に(2)式が成立している場合、駆動電流値を、実駆動電流値Taとし、ゲインをGとし、しきい値を、“Vth/(kG)”としても、境界距離とON/OFF設定距離とが一致することを意味している。 The equation (8) is, G, T, if between Vth (2) below is satisfied, the drive current value, and the actual drive current value Ta, the gain and G 1, the threshold, "V “th / (kG 2 )” also means that the boundary distance matches the ON / OFF set distance.

そして、調整処理(図5)は、駆動電流値を、実駆動電流値Taとし、ゲインをGとし、しきい値を、“Vth/(kG)”とする処理である。従って、上記内容の調整処理が実行されれば、境界距離がON/OFF設定距離と一致することになる。 Then, adjustment processing (FIG. 5) is a drive current value, and the actual drive current value Ta, the gain and G 1, the threshold is a process that the "V th / (kG 2) ". Therefore, if the adjustment process described above is executed, the boundary distance matches the ON / OFF set distance.

以上、説明したように、本実施形態に係る光電センサは、M1ビットのDAC12を、M3(>M1)ビットのDACとして取り扱うと共に、M2ビットのDCVGA14を、N(>N2)ビットのDCVGAとして取り扱って、境界距離を調節する構成を有している。従って、本実施形態に係る光電センサによれば、境界距離の調節精度がDAC12及びDCVGA14の分解能で制限されない分、境界距離を高分解能で調節することが出来る。   As described above, the photoelectric sensor according to the present embodiment treats the M1 bit DAC 12 as an M3 (> M1) bit DAC, and treats the M2 bit DCVGA 14 as an N (> N2) bit DCVGA. Thus, the boundary distance is adjusted. Therefore, according to the photoelectric sensor according to the present embodiment, the boundary distance can be adjusted with high resolution because the adjustment accuracy of the boundary distance is not limited by the resolution of the DAC 12 and the DCVGA 14.

《第4実施形態》
以下、本発明の第4実施形態に係る物体検出センサの構成及び機能を、上記した各実施形態に係る物体検出センサと異なる部分を中心に説明する。
<< 4th Embodiment >>
Hereinafter, the configuration and function of the object detection sensor according to the fourth embodiment of the present invention will be described with a focus on differences from the object detection sensor according to each of the above-described embodiments.

第4物体検出センサ(第4実施形態に係る物体検出センサ)は、第1物体検出センサ(図1)と同構成の装置である。   The fourth object detection sensor (the object detection sensor according to the fourth embodiment) is an apparatus having the same configuration as the first object detection sensor (FIG. 1).

ただし、第4物体検出センサの制御部18は、駆動量・しきい値調整処理とゲイン・しきい値調整処理のそれぞれを周期的に実行するように構成されている。   However, the control unit 18 of the fourth object detection sensor is configured to periodically execute the drive amount / threshold adjustment process and the gain / threshold adjustment process.

第4物体検出センサの制御部18が実行する駆動量・しきい値調整処理、ゲイン・しきい値調整処理は、それぞれ、図6、図7に示した手順の処理である。   The drive amount / threshold adjustment process and the gain / threshold adjustment process executed by the control unit 18 of the fourth object detection sensor are processes of the procedures shown in FIGS. 6 and 7, respectively.

すなわち、制御部18は、駆動量・しきい値調整処理(図6)時には、DAC12が、より分解能が高いM3(>M1)ビットのDACであるという仮定のもとに、設定・動作状態情報に基づき、境界距離をON/OFF設定距離に一致させることが出来る仮駆動電流値を求める(ステップS401)。このステップS401の処理としては、例えば、ON/OFF設定距離と駆動電流値の対応関係を示す情報から、ON/OFF設定距離に対応づけられている駆動電流値を読み出し、読み出した駆動電流値に、その時点における発光系の動作状態情報に応じた補正を施すことにより、仮駆動電流値を求める処理を採用することが出来る。   That is, the control unit 18 sets the setting / operating state information on the assumption that the DAC 12 is an M3 (> M1) bit DAC with higher resolution during the driving amount / threshold adjustment processing (FIG. 6). Based on the above, a temporary drive current value that can make the boundary distance coincide with the ON / OFF set distance is obtained (step S401). As the processing of step S401, for example, the drive current value associated with the ON / OFF set distance is read from the information indicating the correspondence relationship between the ON / OFF set distance and the drive current value, and the read drive current value is converted into the read drive current value. A process for obtaining a temporary drive current value can be adopted by performing correction according to the operating state information of the light emitting system at that time.

次いで、制御部18は、DCA12の制御により実現可能な、仮駆動電流値以下の最も大きな駆動電流値である実駆動電流値を特定する(ステップS402)。また、制御部18は、このステップS402にて、駆動電流率(=実駆動電流値/仮駆動電流値)も算出する。   Next, the control unit 18 specifies an actual drive current value that is the largest drive current value equal to or less than the temporary drive current value that can be realized by the control of the DCA 12 (step S402). Further, in step S402, the control unit 18 also calculates a drive current rate (= actual drive current value / temporary drive current value).

その後、制御部18は、駆動回路12に対して出力する発光強度指定値を、駆動電流の大きさが実駆動電流値となる発光強度指定値とし、判定部16に対して出力するしきい値を、“調整前しきい値/駆動電流率”とする処理(ステップS403)を行う。ここで、調整前しきい値とは、駆動量・しきい値調整処理の開始時におけるしきい値のことである。   Thereafter, the control unit 18 sets the emission intensity designation value output to the drive circuit 12 as the emission intensity designation value at which the magnitude of the drive current becomes the actual drive current value, and the threshold value output to the determination unit 16. Is performed as “pre-adjustment threshold value / drive current ratio” (step S403). Here, the pre-adjustment threshold is a threshold at the start of the drive amount / threshold adjustment process.

そして、ステップS403の処理を終えた制御部18は、この駆動量・しきい値調整処理を終了する。   Then, the control unit 18 that has completed the process of step S403 ends the drive amount / threshold value adjustment process.

また、制御部18は、ゲイン・しきい値調整処理(図7)時には、DCVGA14が、より分解能が高いN(>M2)ビットのDCVGAであるという仮定のもとに、設定・動作状態情報に基づき、境界距離をON/OFF設定距離に一致させることが出来る仮ゲイン指定値を求める(ステップS501)。このステップS501の処理としては、例えば、ON/OFF設定距離とゲイン指定値の対応関係を示す情報から、ON/OFF設定距離に対応づけられているゲイン指定値を読み出し、読み出したゲイン指定値に、その時点における受光系の動作状態情報に応じた補正を施すことにより、仮ゲイン指定値を求める処理を採用することが出来る。   Further, the control unit 18 uses the setting / operation state information in the gain / threshold adjustment processing (FIG. 7) based on the assumption that the DCVGA 14 is a DCVGA of N (> M2) bits with higher resolution. Based on this, a temporary gain designation value that can make the boundary distance coincide with the ON / OFF set distance is obtained (step S501). As the processing in step S501, for example, the gain designation value associated with the ON / OFF set distance is read from the information indicating the correspondence between the ON / OFF set distance and the gain designation value, and the read gain designation value is set. Then, it is possible to employ a process for obtaining a provisional gain designation value by performing correction according to the operating state information of the light receiving system at that time.

次いで、制御部18は、仮ゲイン指定値の下位(N−M2)ビットが表しているゲインである補償用ゲインを算出する(ステップS502)。   Next, the control unit 18 calculates a compensation gain that is a gain represented by the lower (N−M2) bits of the provisional gain designation value (step S502).

そして、制御部18は、DCVGA14に対して出力するゲイン指定値を、仮ゲイン指定値の上位M2ビットし、判定部16に対して出力するしきい値を、“調整前しきい値/補償用ゲイン”をNビット化した値とする処理(ステップS503)を行ってから、このゲイン・しきい値調整処理を終了する。   Then, the control unit 18 converts the gain designation value output to the DCVGA 14 to the upper M2 bits of the temporary gain designation value, and sets the threshold value output to the determination unit 16 as “the threshold value before adjustment / compensation”. The gain / threshold adjustment processing is terminated after the processing for setting the gain to N bits (step S503).

以上、説明したように、本実施形態に係る物体検出センサは、M1ビットのDAC12を、M3(>M1)ビットのDACとして取り扱って、境界距離を調節する機能と、M2ビットのDCVGA14を、N(>M2)ビットのDCVGAとして取り扱って、境界距離を調節する機能とを有している。従って、本実施形態に係る物体検出センサによっても、境界距離を高分解能で調節することが出来る。   As described above, the object detection sensor according to the present embodiment treats the M1 bit DAC 12 as an M3 (> M1) bit DAC and adjusts the boundary distance, and the M2 bit DCVGA 14 includes N (> M2) It is handled as a bit DCVGA and has a function of adjusting the boundary distance. Therefore, the boundary distance can be adjusted with high resolution also by the object detection sensor according to the present embodiment.

《変形形態》
上記した各実施形態に係る物体検出センサは、各種の変形が可能なものである。例えば、ADC15と判定部16とからなる部分を、アナログコンパレータおよび、アナログコンパレータの判定しきい値電圧生成用のデジタル・アナログコンバータ(DAC)に置き
換えることが出来る。第1〜第3実施形態に係る物体検出センサを、ON/OFF設定距離が変更された場合に調整処理を行うものや、外部装置から所定の調整命令信号(情報)が入力されたときに調整処理を行うものや、発光系又は受光系の動作状態情報が所定量以上変化したときに調整処理を行うものに変形しても良い。また、第4実施形態に係る物体検出センサを、発光系の動作状態情報が所定量以上変化したときに、駆動量・しきい値調整処理を行い、受光系の動作状態情報が所定量以上変化したときに、ゲイン・しきい値調整処理を行い、ON/OFF設定距離が変更されたときに、駆動量・しきい値調整処理、ゲイン・しきい値調整処理の一方を行う装置に変形しても良い。第4実施形態に係る物体検出センサを、外部装置から各調整処理の実行を指示する信号(情報)が入力されたときに、実行が指示された調整処理を行う装置に変形しても良い。
<Deformation>
The object detection sensor according to each of the embodiments described above can be variously modified. For example, the portion composed of the ADC 15 and the determination unit 16 can be replaced with an analog comparator and a digital / analog converter (DAC) for generating a determination threshold voltage of the analog comparator. The object detection sensor according to the first to third embodiments is adjusted when an ON / OFF set distance is changed or when a predetermined adjustment command signal (information) is input from an external device. It may be modified to perform processing or to perform adjustment processing when the operating state information of the light emitting system or the light receiving system changes by a predetermined amount or more. The object detection sensor according to the fourth embodiment performs drive amount / threshold adjustment processing when the operating state information of the light emitting system changes by a predetermined amount or more, and the operating state information of the light receiving system changes by a predetermined amount or more. The device changes to a device that performs gain / threshold adjustment processing, and performs either drive amount / threshold adjustment processing or gain / threshold adjustment processing when the ON / OFF set distance is changed. May be. The object detection sensor according to the fourth embodiment may be modified into a device that performs an adjustment process instructed to be executed when a signal (information) instructing the execution of each adjustment process is input from an external device.

各実施形態に係る物体検出センサが行う調整処理(含む駆動量・しきい値調整処理、ゲイン・しきい値調整処理)を、発光系/受光系の動作状態情報が考慮されない処理に変形しても良い。ただし、発光系/受光系の回路特性変動に対する補正が行われないと、誤差(境界距離とON/OFF設定距離の間の差)が大きくなる虞がある。そのため、調整処理としては、発光系/受光系の動作状態情報を考慮して行われる処理を採用しておくことが望ましい。   The adjustment process (including drive amount / threshold adjustment process, gain / threshold adjustment process) performed by the object detection sensor according to each embodiment is transformed into a process in which the operating state information of the light emitting system / light receiving system is not considered. Also good. However, the error (difference between the boundary distance and the ON / OFF set distance) may increase unless correction is made for the circuit characteristic variation of the light emitting system / light receiving system. Therefore, as the adjustment process, it is desirable to adopt a process performed in consideration of the operation state information of the light emitting system / light receiving system.

各実施形態の物体検出センサを、具体的な回路構成が上記したものとは異なるものにへ値器しても良いことや、各実施形態の物体検出センサを、光電センサ以外のセンサに変形しても良いことは、当然のことである。   The object detection sensor of each embodiment may be reduced to a specific circuit configuration different from that described above, or the object detection sensor of each embodiment may be modified to a sensor other than a photoelectric sensor. Of course, it ’s also possible.

11 発光部
12 駆動回路
13 受光部
14 デジタル制御可変ゲインアンプ(DCVGA)
15 アナログデジタルコンバータ(ADC)
16 判定部
18 制御部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Light emission part 12 Drive circuit 13 Light reception part 14 Digitally controlled variable gain amplifier (DCVGA)
15 Analog to digital converter (ADC)
16 judgment part 18 control part

Claims (14)

センサ素子と、
前記センサ素子の受信信号の強度を表すアナログ信号を増幅する、デジタル制御可変ゲインアンプであるアンプと、
前記アンプの出力としきい値とを比較することで検出対象物の有無を判定する判定部と、
前記判定部による前記検出対象物の有無の判定結果が切り替わる境界距離が、ユーザにより設定されたON/OFF設定距離となるように、前記アンプのゲインと前記しきい値とを調整する調整処理を行う調整部と、
を備え、
前記調整処理が、前記アンプがより分解能が高いデジタル制御可変ゲインアンプであると仮定して、前記境界距離が前記ON/OFF設定距離となる前記アンプのゲインを求め、前記アンプのゲインを、前記求めたゲイン以下の前記アンプに設定可能な最も大きなゲインに調整すると共に、前記しきい値を、前記アンプの調整後のゲインを前記求めたゲインで除算した値と前記調整処理の開始時における前記しきい値の乗算結果に調整する処理である、
ことを特徴とする物体検出センサ。
A sensor element;
An amplifier that is a digitally controlled variable gain amplifier that amplifies an analog signal representing the intensity of the received signal of the sensor element;
A determination unit that determines the presence or absence of a detection object by comparing the output of the amplifier and a threshold;
An adjustment process for adjusting the gain of the amplifier and the threshold value so that a boundary distance at which the determination result of the presence / absence of the detection target by the determination unit is switched is an ON / OFF set distance set by a user. An adjustment unit to perform,
With
Assuming that the adjustment process is a digitally controlled variable gain amplifier having a higher resolution, the adjustment process obtains the gain of the amplifier whose boundary distance is the ON / OFF set distance, and determines the gain of the amplifier, The maximum gain that can be set for the amplifier that is equal to or less than the obtained gain is adjusted, and the threshold value is calculated by dividing the gain after the adjustment of the amplifier by the obtained gain and the adjustment process at the start of the adjustment process. It is a process to adjust to the multiplication result of the threshold,
An object detection sensor characterized by that.
駆動素子と、前記駆動素子の駆動量を調整するためのDAコンバータとを、さらに備え、
前記センサ素子は、前記駆動素子の出力信号の検出対象物による応答信号を受信し、
前記調整部は、
前記調整処理と、
前記DAコンバータがより分解能が高いDAコンバータであると仮定して、前記境界距離が前記ON/OFF設定距離となる前記駆動素子の駆動量を求め、前記駆動素子の駆動量が、前記求めた駆動量以下の最も大きな駆動量となるように前記DAコンバータを制御し、前記しきい値を、前記DAコンバータの調整後の駆動量を前記求めた駆動量で除算した値と、処理開始時における前記しきい値の乗算結果に調整する駆動量・しきい値調整処理と、
を実行可能である、
ことを特徴とする請求項1に記載の物体検出センサ。
A drive element; and a DA converter for adjusting the drive amount of the drive element,
The sensor element receives a response signal from the detection target of the output signal of the drive element,
The adjustment unit is
The adjustment process;
Assuming that the DA converter is a DA converter with higher resolution, the drive amount of the drive element whose boundary distance is the ON / OFF set distance is obtained, and the drive amount of the drive element is the obtained drive. The DA converter is controlled so as to be the largest driving amount equal to or less than the amount, and the threshold value is a value obtained by dividing the driving amount after adjustment of the DA converter by the obtained driving amount, and the value at the start of processing. Driving amount / threshold adjustment processing to adjust the result of threshold multiplication,
Is feasible,
The object detection sensor according to claim 1.
前記駆動量・しきい値調整処理が、前記駆動素子の出力信号強度に影響を与える、前記物体検出センサ内の駆動素子関連要素の状態を考慮して行われる処理である、
ことを特徴とする請求項2に記載の物体検出センサ。
The drive amount / threshold adjustment process is a process performed in consideration of the state of the drive element-related element in the object detection sensor, which affects the output signal intensity of the drive element.
The object detection sensor according to claim 2.
前記調整部は、前記駆動素子関連要素の前記状態の指標値が所定量以上変化したときに、前記駆動量・しきい値調整処理を行う
ことを特徴とする請求項3に記載の物体検出センサ。
4. The object detection sensor according to claim 3, wherein the adjustment unit performs the driving amount / threshold adjustment processing when an index value of the state of the driving element-related element changes by a predetermined amount or more. .
駆動素子と、
前記駆動素子の駆動量を調整するためのDAコンバータと、
前記駆動素子の出力信号の検出対象物による応答信号を受信するセンサ素子と、
前記センサ素子が受信した応答信号の強度を表すアナログ信号を増幅するアンプと、
前記アンプの出力としきい値とを比較することで前記検出対象物の有無を判定する判定部と、
前記判定部による前記検出対象物の有無の判定結果が切り替わる境界距離が、ON/OFF設定距離となるように、前記DAコンバータを制御すると共に前記しきい値を調整する調整処理を行う調整部と、
を備え、
前記調整処理が、前記DAコンバータがより分解能が高いDAコンバータであると仮定して、前記境界距離が前記ON/OFF設定距離となる前記駆動素子の駆動量を求め、前記駆動素子の駆動量が、前記求めた駆動量以下の最も大きな駆動量となるように前記DAコンバータを制御し、前記しきい値を、前記DAコンバータの調整後の駆動量を前記求めた駆動量で除算した値と、前記調整処理の開始時における前記しきい値の乗算結果に調整する処理である、
ことを特徴とする物体検出センサ。
A driving element;
A DA converter for adjusting the drive amount of the drive element;
A sensor element that receives a response signal from the detection target of the output signal of the drive element;
An amplifier that amplifies an analog signal representing the intensity of the response signal received by the sensor element;
A determination unit that determines the presence or absence of the detection object by comparing the output of the amplifier and a threshold;
An adjustment unit that controls the DA converter and adjusts the threshold value so that a boundary distance at which the determination result of the presence / absence of the detection target by the determination unit is switched becomes an ON / OFF set distance; ,
With
The adjustment process assumes that the DA converter is a DA converter with higher resolution, and obtains the drive amount of the drive element where the boundary distance is the ON / OFF set distance, and the drive amount of the drive element is The DA converter is controlled to be the largest drive amount equal to or less than the determined drive amount, and the threshold value is a value obtained by dividing the adjusted drive amount of the DA converter by the determined drive amount; A process of adjusting the multiplication result of the threshold value at the start of the adjustment process;
An object detection sensor characterized by that.
駆動素子と、
前記駆動素子の駆動量を調整するためのDAコンバータと、
前記駆動素子の出力信号の検出対象物による応答信号を受信するセンサ素子と、
前記センサ素子が受信した応答信号の強度を表すアナログ信号を増幅する、デジタル制御可変ゲインアンプであるアンプと、
前記アンプの出力としきい値とを比較することで前記検出対象物の有無を判定する判定部と、
前記判定部による前記検出対象物の有無の判定結果が切り替わる境界距離が、ON/OFF設定距離となるように、前記DAコンバータを制御すると共に前記アンプのゲインと前記しきい値とを調整する調整処理を行う調整部と、
を備え、
前記調整処理が、前記アンプがより分解能が高いデジタル制御可変ゲインアンプであり、前記DAコンバータがより分解能が高いDAコンバータであると仮定して、前記境界距離が前記ON/OFF設定距離となる前記駆動素子の駆動量と前記アンプのゲインと前記しきい値の組合せを求め、前記駆動素子の駆動量が、前記求めた組合せ中の駆動量以下の最も大きな駆動量となるように前記DAコンバータを制御し、前記アンプのゲインを、前記求めた組合せ中のゲイン以下の前記アンプに設定可能な最も大きなゲインに調整し、前記判定部が前記アンプの出力と比較する前記しきい値を、前記アンプの調整後のゲインを前記求めた組合せ中のゲインで除算した値と前記駆動素子の調整後の駆動量を前記求めた組合せ中の駆動量で除算した値と前記求めた組合せ中のしきい値との乗算結果に調整する処理である、
ことを特徴とする物体検出センサ。
A driving element;
A DA converter for adjusting the drive amount of the drive element;
A sensor element that receives a response signal from the detection target of the output signal of the drive element;
An amplifier that is a digitally controlled variable gain amplifier that amplifies an analog signal representing the intensity of a response signal received by the sensor element;
A determination unit that determines the presence or absence of the detection object by comparing the output of the amplifier and a threshold;
Adjustment for controlling the DA converter and adjusting the gain of the amplifier and the threshold value so that the boundary distance at which the determination result of the presence / absence of the detection target by the determination unit is switched becomes an ON / OFF set distance An adjustment unit for processing;
With
In the adjustment process, assuming that the amplifier is a digitally controlled variable gain amplifier with higher resolution and the DA converter is a DA converter with higher resolution, the boundary distance is the ON / OFF set distance. A combination of the drive amount of the drive element, the gain of the amplifier, and the threshold value is obtained, and the DA converter is adjusted so that the drive amount of the drive element is the largest drive amount equal to or less than the drive amount in the obtained combination. And the gain of the amplifier is adjusted to the largest gain that can be set in the amplifier that is equal to or less than the gain in the obtained combination, and the threshold value that the determination unit compares with the output of the amplifier is set to the amplifier The value obtained by dividing the adjusted gain by the gain in the obtained combination and the value obtained by dividing the adjusted drive amount of the drive element by the drive amount in the obtained combination A process for adjusting the multiplication result of the threshold in the determined combination,
An object detection sensor characterized by that.
前記調整処理が、前記アンプの出力強度に影響を与える、前記物体検出センサ内の構成要素の状態を考慮して行われる処理である、
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか一項に記載の物体検出センサ。
The adjustment process is a process performed in consideration of the state of components in the object detection sensor that affects the output intensity of the amplifier.
The object detection sensor according to any one of claims 1 to 6, wherein:
前記調整部は、前記構成要素の前記状態の指標値が所定量以上変化したときに、前記調整処理を行う
ことを特徴とする請求項7に記載の物体検出センサ。
The object detection sensor according to claim 7, wherein the adjustment unit performs the adjustment process when an index value of the state of the component changes by a predetermined amount or more.
前記センサ素子が、受光素子であり、前記駆動素子が、発光素子である、
ことを特徴とする請求項2から8のいずれか一項に記載の物体検出センサ。
The sensor element is a light receiving element, and the driving element is a light emitting element.
The object detection sensor according to claim 2, wherein the object detection sensor is a sensor.
前記判定部は、
前記アンプの出力をデジタル化するADコンバータと、
前記ADコンバータの出力を前記しきい値と比較するデジタルコンパレータと、
を含む
ことを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の物体検出センサ。
The determination unit
An AD converter for digitizing the output of the amplifier;
A digital comparator for comparing the output of the AD converter with the threshold;
The object detection sensor according to any one of claims 1 to 9, wherein the object detection sensor includes:
前記ON/OFF設定距離を、ユーザに設定させるためのユーザインターフェース手段
を、さらに備える
ことを特徴とする請求項1から10のいずれか一項に記載の物体検出センサ。
The object detection sensor according to any one of claims 1 to 10, further comprising user interface means for allowing a user to set the ON / OFF set distance.
外部装置から受信した情報に基づき、前記ON/OFF設定距離の値を変更する設定距離変更手段を、さらに備える
ことを特徴とする請求項1から11のいずれか一項に記載の物体検出センサ。
The object detection sensor according to any one of claims 1 to 11, further comprising setting distance changing means for changing a value of the ON / OFF setting distance based on information received from an external device.
前記調整部は、前記調整処理を周期的に行う、
ことを特徴とする請求項1から12のいずれか一項に記載の物体検出センサ。
The adjustment unit periodically performs the adjustment process.
The object detection sensor according to any one of claims 1 to 12, wherein:
前記調整部は、所定の調整命令信号が外部装置から入力されたときに、前記調整処理を行う、
ことを特徴とする請求項1から13のいずれか一項に記載の物体検出センサ。
The adjustment unit performs the adjustment process when a predetermined adjustment command signal is input from an external device.
The object detection sensor according to claim 1, wherein the object detection sensor is an object detection sensor.
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