JP2021141018A - 光電センサ - Google Patents

Abstract

【課題】閾値の設定が不要であり、簡易な構成でボトル型透明体を検出できる光電センサを提供する。【解決手段】光電センサは、検出領域を順次通過していく複数のボトル型透明体の検出に用いられる光電センサであって、検出領域に向けて光を出射する投光部と、検出領域を挟んで投光部と対向して配置され、光の受光量に対応する時系列の信号値を取得する受光部と、時系列の信号値が到来条件を満たすか否かを判定することを到来条件を満たすまで継続する処理と、時系列の信号値がリセット条件を満たすか否かを判定することをリセット条件を満たすまで継続する処理とを交互に繰り返す判定部を備え、到来条件は、ボトル型透明体が検出領域に到来したことを識別するための条件であり、リセット条件は、ボトル型透明体が検出領域から脱出したことを識別するための条件である。【選択図】図１

Description

本発明は、ボトル型透明体を検出する光電センサに関する。

従来、対象物の有無を検出するセンサとして、対象物に光を照射し、対象物を透過する光を検出したり、対象物による光の遮蔽を検出したり、対象物により反射した光を検出したりする光電センサが用いられている。ここで、対象物は、透明体の場合がある。

透明体を検出する光電センサについて、例えば下記特許文献１には、直線偏光を透明体に投光して、透明体を透過した光の２つ以上の偏光成分をそれぞれ個別に受光し、各偏光成分の受光量の変化に基づいて透明体の有無を検出する光電センサが記載されている。

また、下記特許文献２には、物体検出領域へ投光し、物体検出領域からの当該光の受光量を取得するタイミング又は期間の指示を受け付けて、指示に対応したタイミング又は期間に取得した受光量に基づいて、受光量を表示するための基準となる表示基準量を決定する光電センサが記載されている。光電センサは、さらに、取得した受光量に基づいて、物体の有無を判断するための閾値を表示基準量よりも小さな値として算出し、受光量が表示基準量以上である場合はゼロに、受光量が表示基準量よりも小さい場合は、受光量が小さくなるにつれ値が大きくなる表示用受光量に変換し、変換された表示用受光量を表示する。

特開２０１０−１０７４７５号公報 特開２００９−１５２８１３号公報

光電センサによって透明体を検出するために、例えば特許文献１に記載の技術のように、不透明体を検出する場合には必要とされなかったハードウェアを追加することがある。そのような光電センサは、実質的に透明体検出のための専用機となり、不透明体を検出する光電センサとは別に導入する必要があった。

また、受光量と閾値の比較によって透明体を検出する場合、例えば特許文献２に記載の技術のように表示を工夫したとしても、閾値の設定は依然として困難な場合がある。

そこで、本発明は、閾値の設定が不要であり、簡易な構成でボトル型透明体を検出できる光電センサを提供する。

本開示の一態様に係る光電センサは、検出領域を順次通過していく複数のボトル型透明体の検出に用いられる光電センサであって、検出領域に向けて光を出射する投光部と、検出領域を挟んで投光部と対向して配置され、光の受光量に対応する時系列の信号値を取得する受光部と、時系列の信号値が到来条件を満たすか否かを判定することを到来条件を満たすまで継続する処理と、時系列の信号値がリセット条件を満たすか否かを判定することをリセット条件を満たすまで継続する処理とを交互に繰り返す判定部を備え、到来条件は、ボトル型透明体が検出領域に到来したことを識別するための条件であり、リセット条件は、ボトル型透明体が検出領域から脱出したことを識別するための条件である。

この態様によれば、時系列の信号値が到来条件を満たすか否かを判定することと、リセット条件を満たすか否かを判定することを交互に繰り返すことで、閾値の設定を不要として、簡易な構成でボトル型透明体を検出できる。

上記態様において、到来条件は、検出領域にボトル型透明体がない状態において取得された信号値を代表する非遮光基準値より小さい遮光基準値を下回ることを識別するための条件であり、リセット条件は、時系列の信号値の大きさが所定期間にわたって非遮光基準値と実質的に等しいことを識別するための条件であってよい。

上記態様において、非遮光基準値は、検出領域にボトル型透明体がない状態において取得された時系列の信号値の平均値であってよい。

上記態様において、リセット条件において、時系列の信号値の大きさが非遮光基準値と実質的に等しいとは、時系列の信号値と非遮光基準値との差の絶対値が所定の許容値よりも小さいことであってよい。

上記態様において、到来条件は、時系列の信号値が、検出領域にボトル型透明体がない状態において取得された信号値を代表する非遮光基準値よりも大きい集光基準値を上回ることを識別するための条件であり、リセット条件は、到来条件を満たすと判定されてから所定の不感期間が経過したことを識別するための条件であってよい。

上記態様において、不感期間は、ボトル型透明体が検出領域を通過中であると想定される期間の中で、集光基準値よりも大きなすべての時系列の信号値が出現する１つの連続期間である第１期間の代表値より長く、到来条件を満たしてから、リセット条件を満たした後、再び到来条件を満たすまでの第２期間の代表値より短くてよい。

上記態様において、第１期間の代表値は第１期間の最長値であり、第２期間の代表値は第２期間の最短値であってよい。

本発明によれば、閾値の設定が不要であり、簡易な構成でボトル型透明体を検出できる光電センサが提供される。

本発明の第１実施形態に係る光電センサを含む検出システムの概要を示す図である。 本実施形態に係る光電センサの構成を示す図である。 本実施形態に係る光電センサの処理部の構成の一例を示す図である。 本実施形態に係る光電センサにボトル型透明体が接近する様子を示す図である。 本実施形態に係る光電センサから出射された光の一部がボトル型透明体によって反射されて受光される様子を示す図である。 本実施形態に係る光電センサから出射された光の一部がボトル型透明体によって反射されて受光されない様子を示す図である。 本実施形態に係る光電センサから出射された光がボトル型透明体によって集光される様子を示す図である。 本実施形態に係る光電センサにより測定される受光量の例を示す図である。 本実施形態に係る光電センサにより実行されるボトル型透明体を検出する処理のフローチャートである。 本実施形態に係る光電センサにより実行される自動調整処理のフローチャートである。 本実施形態に係る光電センサにより実行されるボトル型透明体を検出する処理の詳細を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る光電センサにより測定される受光量の例を示す図である。 本実施形態に係る光電センサにより実行される自動調整処理のフローチャートである。 本実施形態に係る光電センサにより実行されるボトル型透明体を検出する処理の詳細を示すフローチャートである。

以下、本発明の一側面に係る実施の形態（以下、「本実施形態」と表記する。）を、図面に基づいて説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。

［第１実施形態］
［構成例］
図１及び２を参照しつつ、本発明の第１実施形態に係る光電センサ１０の構成の一例について説明する。図１は、第１実施形態に係る光電センサ１０を含む検出システム１の概要を示す図である。検出システム１は、光電センサ１０と、コントローラ２０と、コンピュータ３０と、ロボット４０と、搬送装置５０とを備える。

光電センサ１０は、検出領域１０ａにボトル型透明体１００が到来したか否かに応じて値が変化する物理量に対応する信号値に基づいて、検出領域１０ａにボトル型透明体１００が到来したことを検出する装置である。光電センサ１０は、透過型の光電センサであってよい。図１では、光電センサ１０は、透過型で検出するように配置された投光用光ファイバ１０１及び受光用光ファイバ１０２を備えている。ボトル型透明体１００が光電センサ１０の検出領域１０ａに到来すると、光電センサ１０によって検出される光量が変動する。

ボトル型透明体１００は、光電センサ１０による検出の対象となる物であり、略円柱形や略角柱形の透明体である。ボトル型透明体１００は、例えば生産される製品の完成品であったり、部品等の未完成品であったりしてよい。

コントローラ２０は、ロボット４０及び搬送装置５０を制御する。コントローラ２０は、例えばＰＬＣ（Programmable Logic Controller）で構成されてよい。コントローラ２０は、光電センサ１０からの出力によりボトル型透明体１００が到来したことを検知し、ロボット４０を制御する。

コンピュータ３０は、光電センサ１０、コントローラ２０及びロボット４０の設定を行う。また、コンピュータ３０は、コントローラ２０から、コントローラ２０による制御の実行結果を取得する。

ロボット４０は、コントローラ２０による制御に従って、ボトル型透明体１００を操作したり加工したりする。ロボット４０は、例えばボトル型透明体１００をピックアップして別の場所に移動させたり、ボトル型透明体１００を切削したり、組み立てたりしてよい。

搬送装置５０は、コントローラ２０による制御に従って、ボトル型透明体１００を搬送する装置である。搬送装置５０は、例えばベルトコンベアであってよく、コントローラ２０により設定された速度でボトル型透明体１００を搬送してよい。

図２は、本実施形態に係る光電センサ１０の構成を示す図である。光電センサ１０は、投光部１１、受光部１２、処理部１３、操作部１４及び出力部１５を備える。

＜投光部＞
投光部１１は、ボトル型透明体１００が到来する検出領域１０ａに向けて光を出射する。投光部１１は、投光素子１１ａ及び駆動回路１１ｂを含んでよい。投光素子１１ａは、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）やレーザダイオードで構成されてよく、駆動回路１１ｂは、投光素子１１ａを発光させるための電流を制御する。駆動回路１１ｂは、投光素子１１ａを間欠的に、例えば０．１ｍｓ周期でパルス発光させてよい。投光素子１１ａから出射した光は、図示しないレンズ又は図１の投光用光ファイバ１０１を介して、検出領域１０ａに照射されてよい。

＜受光部＞
受光部１２は、検出領域１０ａを挟んで投光部１１と対向して配置され、光の受光量に対応する時系列の信号値を取得する。受光部１２は、受光素子１２ａ、増幅器１２ｂ、サンプル／ホールド回路１２ｃ及びＡ／Ｄ変換器１２ｄを含んでよい。受光素子１２ａは、フォトダイオードによって構成されてよく、受光量を電気的な出力信号に変換する。受光部１２は、検出領域１０ａにおいて反射又は透過した光を、図示しないレンズ又は図１の受光用光ファイバ１０２を介して受光素子１２ａに入射させてよい。増幅器１２ｂは、受光素子１２ａの出力信号を増幅する。サンプル／ホールド回路１２ｃは、投光部１１によるパルス発光のタイミングに同期して、増幅器１２ｂにより増幅された受光素子１２ａの出力信号を保持する。これにより外乱光の影響が低減される。Ａ／Ｄ変換器１２ｄは、サンプル／ホールド回路１２ｃにより保持されたアナログの信号値をデジタル値である受光量の値に変換する。受光部１２は、検出領域１０ａからの光を受光し、受光量を逐次信号値に変換する測定部の一例である。

＜処理部＞
処理部１３は、動作制御部１３ａ、メモリ１３ｂ及び判定部１３ｃを含む。処理部１３は、例えば、マイクロプロセッサ、メモリ及びメモリに格納されたプログラム等から構成されるコンピュータとして構成されてよい。

動作制御部１３ａは、後述する判定処理の他、光電センサ１０全体の動作を統括制御してよい。

メモリ１３ｂは、受光部１２で取得した、光の受光量に対応する時系列の信号値を記憶する。メモリ１３ｂは、任意の記憶媒体で構成されてよいが、例えばＦＩＦＯ（First In First Out）メモリで構成されてよい。

判定部１３ｃは、時系列の信号値が到来条件を満たすか否かを判定することを到来条件を満たすまで継続する処理と、時系列の信号値がリセット条件を満たすか否かを判定することをリセット条件を満たすまで継続する処理とを交互に繰り返す。ここで、到来条件は、ボトル型透明体１００が検出領域１０ａに到来したことを識別するための条件である。また、リセット条件は、ボトル型透明体１００が検出領域１０ａから脱出したことを識別するための条件である。

＜操作部＞
操作部１４は、光電センサ１０の操作を行うためのものであり、操作スイッチ、表示器等を含んでよい。

＜出力部＞
出力部１５は、判定部１３ｃによる判定結果を含む様々なデータの出力を行う。出力部１５は、最も簡単には判定部１３ｃによる判定結果の２値出力を行ってよい。出力部１５は、判定部１３ｃにより到来条件を満たすと判定された場合に、検出領域１０ａにボトル型透明体１００が到来したことを示す信号を出力してよい。また、出力部１５は、判定部１３ｃによりリセット条件を満たすと判定された場合に、ボトル型透明体１００が検出領域１０ａから脱出したことを示す信号を出力してよい。出力部１５は、大量のデータの出力を行える通信機能を備えていてもよい。

図３は、第１実施形態に係る光電センサ１０の動作を説明する図である。処理部１３は、第１周期で、メモリ１３ｂに記憶されている信号値を更新して、Ａ／Ｄ変換器１２ｄから出力された受光量のデジタル値を記憶する。

メモリ１３ｂの更新を行う第１周期は、投光部１１のパルス発光及びＡ／Ｄ変換器１２ｄによる変換の周期（第２周期とする）と同じであってもよいし、第２周期の整数倍のように異なっていてもよい。例えば、第２周期は、光電センサ１０に固有の値（例えば０．１ｍｓ）に固定されていてもよい。第１周期は、図１に示すコンピュータ３０からコントローラ２０経由で設定可能であってもよい。第１周期は、同時に処理したい信号値波形の範囲がメモリ１３ｂに収まるように決められる必要がある。第１周期は、第２周期よりも長い場合が多く、例えば１ｍｓであってよい。

判定部１３ｃは、メモリ１３ｂに格納されている信号値が到来条件を満たすか否かの判定又はリセット条件を満たすか否かの判定を第１周期で行い、判定結果を第１周期で動作制御部１３ａに対して出力する。

到来条件は、検出領域１０ａにボトル型透明体１００がない状態において取得された信号値を代表する非遮光基準値より小さい遮光基準値を下回ることを識別するための条件であってよい。「非遮光基準値より小さい遮光基準値」として、具体的には、例えば、非遮光基準値の５０％以下である遮光基準値、非遮光基準値の２０％以下である遮光基準値又は非遮光基準値の１０％以下である遮光基準値が適宜採用されてよい。

また、非遮光基準値は、検出領域１０ａにボトル型透明体１００がない状態において取得された時系列の信号値の平均値であってよい。もっとも、非遮光基準値は、検出領域１０ａにボトル型透明体がない状態において取得された時系列の信号値の任意の統計値であってもよい。

リセット条件は、時系列の信号値の大きさが所定期間にわたって非遮光基準値と実質的に等しいことを識別するための条件であってよい。ここで、「時系列の信号値の大きさが所定期間にわたって非遮光基準値と実質的に等しい」とは、時系列の信号値の大きさが、所定期間にわたって、光学的、電気的な外乱や内部ノイズの影響による信号値のゆらぎによって生じる程度の差を除いて非遮光基準値に等しいことを意味する。

リセット条件において、時系列の信号値の大きさが非遮光基準値と実質的に等しいとは、時系列の信号値と非遮光基準値との差の絶対値が所定の許容値よりも小さいことであってよい。ここで、所定の許容値は、例えば、検出領域１０ａにボトル型透明体１００がない状態において取得された時系列の信号値の標準偏差を所定数倍した値であってよい。

図４ａは、本実施形態に係る光電センサ１０にボトル型透明体１００が接近する様子を示す図である。同図に示すように、検出領域１０ａにボトル型透明体１００がない場合、投光部１１から出射された光の一部が、受光部１２によって受光される。

図４ｂは、本実施形態に係る光電センサ１０から出射された光の一部がボトル型透明体１００によって反射されて受光される様子を示す図である。同図に示すように、ボトル型透明体１００が投光部１１と受光部１２に挟まれる領域に接近すると、投光部１１から出射された光の一部がボトル型透明体１００によって反射され、検出領域１０ａにボトル型透明体１００がない場合よりも受光量が一時的に増大する。

図４ｃは、本実施形態に係る光電センサ１０から出射された光の一部がボトル型透明体１００によって反射されて受光されない様子を示す図である。同図に示すように、ボトル型透明体１００が投光部１１と受光部１２に挟まれる領域にさらに接近すると、投光部１１から出射された光の大部分がボトル型透明体１００によって反射され、受光部１２にほとんど光が入射しなくなる。この時、受光量は、検出領域１０ａにボトル型透明体１００がない場合よりも大幅に低下する。

図４ｄは、本実施形態に係る光電センサ１０から出射された光がボトル型透明体１００によって集光される様子を示す図である。同図に示すように、ボトル型透明体１００が投光部１１と受光部１２に挟まれる領域に侵入すると、投光部１１から出射された光がボトル型透明体１００によって集光され、受光部１２に光が入射するようになる。この時、受光量は、検出領域１０ａにボトル型透明体１００がない場合よりも増大する。

図５は、本実施形態に係る光電センサ１０により測定される受光量（時系列の信号値）の例を示す図である。同図では、検出領域１０ａにボトル型透明体１００がない場合の受光量を示す第１領域Ａと、受光量が遮光基準値Ｚを下回るタイミングを示す第２領域Ｂと、受光量が乱高下して再び遮光基準値Ｚを下回るタイミングを示す第３領域Ｃと、検出領域１０ａからボトル型透明体１００が脱出した後の受光量を示す第４領域Ｄと、を含む。

検出領域１０ａにボトル型透明体１００がない場合、第１領域Ａのように、受光量が所定期間にわたって非遮光基準値と実質的に等しい。ここで、非遮光基準値は、検出領域１０ａにボトル型透明体１００がない状態において取得された時系列の信号値の平均値である。

検出領域１０ａにボトル型透明体１００が接近し、投光部１１から出射された光が反射されると、受光量が急激に低下して遮光基準値Ｚを下回る。光電センサ１０は、受光量が遮光基準値Ｚを下回った領域Ｂのタイミングで、到来条件を満たしたと判定する。

その後、投光部１１から出射された光がボトル型透明体１００によって集光されることで、受光量が一時的に非遮光基準値を上回る。しかしながら、受光量は乱高下し、第３領域Ｃのタイミングで再び遮光基準値Ｚを下回る。このため、仮に到来条件のみによってボトル型透明体１００の到来を検出しようとすると、１つのボトル型透明体１００に対して複数回の検出が行われてしまうおそれがある。

本実施形態に係る光電センサ１０は、第２領域Ｂのタイミングで到来条件を満たすと判定した後、リセット条件を満たすか否かをリセット条件を満たすまで継続する処理を行う。ここで、リセット条件は、時系列の信号値の大きさが所定期間にわたって非遮光基準値と実質的に等しいことであり、第４領域Ｄのタイミングでリセット条件が満たされる。

このように、本実施形態に係る光電センサ１０によれば、時系列の信号値が到来条件を満たすか否かを判定することと、リセット条件を満たすか否かを判定することを交互に繰り返すことで、閾値の設定を不要として、簡易な構成でボトル型透明体１００を検出できる。また、時系列の信号値が到来条件を満たすか否かを判定することと、リセット条件を満たすか否かを判定することを交互に繰り返すことで、ボトル型透明体１００の誤検出を防止することができる。

図６は、本実施形態に係る光電センサ１０により実行されるボトル型透明体１００を検出する処理のフローチャートである。はじめに、光電センサ１０は、自動調整動作を行う（Ｓ１０）。自動調整動作の詳細は、次図を用いて詳細に説明する。なお、自動調整動作は、光電センサ１０の電源がオンとなった初回に一度行われればよく、処理を中断して再開する場合、自動調整動作は省略されてよい。

次に、光電センサ１０は、到来条件検出待ちの処理を行う（Ｓ１１）。光電センサ１０は、例えば、検出領域１０ａにボトル型透明体１００がない状態において取得された信号値を代表する非遮光基準値より小さい遮光基準値を下回ることを識別するための条件が満たされるのを待つ。

到来条件が検出された場合、光電センサ１０は、検出したことを出力する（Ｓ１２）。検出したことの出力は、どのような態様で行われてもよいが、例えば、表示灯を点灯することとしたり、検出信号を外部に出力したりしてよい。

その後、光電センサ１０は、リセット条件検出待ちの処理を行う（Ｓ１３）。光電センサ１０は、例えば、時系列の信号値の大きさが所定期間にわたって非遮光基準値と実質的に等しいことを識別するための条件が満たされるのを待つ。

リセット条件が検出され、電源オフされない場合（Ｓ１４：ＮＯ）、光電センサ１０は、再び処理Ｓ１１〜Ｓ１３を実行する。一方、電源オフされる場合（Ｓ１４：ＹＥＳ）、ボトル型透明体１００を検出する処理が終了する。

図７は、本実施形態に係る光電センサ１０により実行される自動調整処理のフローチャートである。同図では、図６の自動調整動作（Ｓ１０）の詳細を示している。自動調整動作（Ｓ１０）は、検出領域１０ａにボトル型透明体１００がない状態で行われる。

はじめに、光電センサ１０は、投光量及び受光アンプゲインの調整を行う（Ｓ１０１）。そして、光電センサ１０は、複数の信号値を取得し（Ｓ１０２）、複数の信号値の平均値を算出する（Ｓ１０３）。また、光電センサ１０は、複数の信号値の標準偏差を算出する（Ｓ１０４）。

最後に、光電センサ１０は、平均値及び標準偏差に基づいて、非遮光基準値及び許容値を設定する（Ｓ１０５）。例えば、光電センサ１０は、非遮光基準値を平均値とし、リセット条件において時系列の信号値の大きさが非遮光基準値と実質的に等しいか否かを判定するための許容値を、標準偏差の定数倍としてよい。

図８は、本実施形態に係る光電センサ１０により実行されるボトル型透明体１００を検出する処理の詳細を示すフローチャートである。同図では、図６に示す処理のうち、処理Ｓ１１〜Ｓ１３の詳細を示している。到来条件検出待ちの処理（Ｓ１１）は、信号値を取得し、メモリ１３ｂに格納する処理（Ｓ１１１）と、信号値が遮光基準値を下回ったか否かを判定する処理（Ｓ１１２）を含む。光電センサ１０は、最新の信号値が遮光基準値を下回ったと判定した場合（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、検出したことを出力する（Ｓ１２）。一方、信号値が遮光基準値を下回らない場合（Ｓ１１２：ＮＯ）、新たな信号値を取得し、メモリ１３ｂに格納する（Ｓ１１１）。

リセット条件検出待ちの処理（Ｓ１３）は、信号値を取得し、メモリ１３ｂに格納する処理（Ｓ１３１）と、信号値が所定期間にわたって非遮光基準値と実質的に等しいか否かを判定する処理（Ｓ１３２）を含む。信号値が所定期間にわたって非遮光基準値と実質的に等しいか否かは、所定期間にわたって信号値と非遮光基準値との差の絶対値が許容値よりも小さいか否かによって判定されてよい。光電センサ１０は、信号値が所定期間にわたって非遮光基準値と実質的に等しいと判定した場合（Ｓ１３２：ＹＥＳ）、リセット条件が満たされたと判定し、再び到来条件の検出待ちを行う（図６参照）。一方、信号値が所定期間にわたって非遮光基準値と実質的に等しいと判定されない場合（Ｓ１３２：ＮＯ）、新たな信号値を取得し、メモリ１３ｂに格納する（Ｓ１３１）。

［第２実施形態］
図９は、本発明の第２実施形態に係る光電センサ１０により測定される受光量の例を示す図である。本実施形態に係る光電センサ１０の物理的構成は、第１実施形態の係る光電センサ１０の物理的構成と同じであってよいが、本実施形態に係る光電センサ１０の判定部１３ｃにより用いられる到来条件及びリセット条件は、第１実施形態に係る光電センサ１０の判定部１３ｃにより用いられる到来条件及びリセット条件と異なる。

本実施形態に係る光電センサ１０の判定部１３ｃにより用いられる到来条件は、時系列の信号値が、検出領域１０ａにボトル型透明体１００がない状態において取得された信号値を代表する非遮光基準値よりも大きい集光基準値を上回ることを識別するための条件である。また、本実施形態に係る光電センサ１０の判定部１３ｃにより用いられるリセット条件は、到来条件を満たすと判定されてから所定の不感期間が経過したことを識別するための条件である。

ここで、検出領域１０ａにボトル型透明体１００がない状態において取得された信号値を代表する非遮光基準値は、検出領域１０ａにボトル型透明体１００がない状態において取得された信号値の平均値であってよい。また、集光基準値は、検出領域１０ａにボトル型透明体１００がない状態において取得された信号値の平均値に、その標準偏差の定数倍を加えた値であってよい。図９では、集光基準値として、μ＋３σを例示している。ここで、μは検出領域１０ａにボトル型透明体１００がない状態において取得された信号値の平均値であり、σは検出領域１０ａにボトル型透明体１００がない状態において取得された信号値の標準偏差である。

不感期間は、ボトル型透明体１００が検出領域１０ａを通過中であると想定される期間の中で、集光基準値よりも大きなすべての時系列の信号値が出現する１つの連続期間である第１期間の代表値より長く、到来条件を満たしてから、リセット条件を満たした後、再び到来条件を満たすまでの第２期間の代表値より短くてよい。図９では、集光基準値よりも大きなすべての時系列の信号値が出現する１つの連続期間である第１期間の代表値としてＴ１を示している。また、到来条件を満たしてから、リセット条件を満たした後、再び到来条件を満たすまでの第２期間の代表値としてＴ２を示している。そして、不感期間Ｔを示している。不感期間Ｔは、Ｔ１より長く、Ｔ２より短い期間である。

なお、ボトル型透明体１００が検出領域１０ａを通過中であると想定される期間とは、具体的には、例えば、時系列の信号値が実質的に非遮光基準値に等しい状態が継続する期間と、その次の同期間との間に挟まれた期間であってよい。

また、第１期間の代表値は第１期間の最長値であり、第２期間の代表値は第２期間の最短値であってよい。光電センサ１０は、複数のボトル型透明体１００を検出した場合における第１期間及び第２期間を記憶し、複数回測定した第１期間の最長値を第１期間の代表値として、複数回測定した第２期間の最短値を第２期間の代表値としてよい。

本実施形態に係る光電センサ１０は、信号値が集光基準値（μ＋３σ）を上回った第５領域Ｅのタイミングで到来条件を満たすと判定する。その後、光電センサ１０は、到来条件を満たすと判定されてから所定の不感期間Ｔが経過した場合にリセット条件を満たすと判定し、再び到来条件を満たすか否かの判定を行う。

図１０は、本実施形態に係る光電センサ１０により実行される自動調整処理のフローチャートである。自動調整処理は、光電センサ１０によってボトル型透明体１００を検出する処理を行う前に実行され、電源がオンされた際に一度実行されればよい。自動調整処理は、試験的に複数のボトル型透明体１００を検出することで行われる。

はじめに、光電センサ１０は、投光量及び受光アンプゲインの調整を行う（Ｓ１０１）。そして、光電センサ１０は、複数の信号値を取得し（Ｓ１０２）、複数の信号値の平均値を算出する（Ｓ１０３）。また、光電センサ１０は、複数の信号値の標準偏差を算出する（Ｓ１０４）。その後、光電センサ１０は、平均値に標準偏差の所定数倍を足した値を集光基準値に設定する（Ｓ１０５）。

また、光電センサ１０は、集光基準値よりも大きなすべての時系列の信号値が出現する１つの連続期間である第１期間の代表値を算出する（Ｓ１０６）。さらに、光電センサ１０は、到来条件を満たしてから、リセット条件を満たした後、再び到来条件を満たすまでの第２期間の代表値を算出する（Ｓ１０７）。最後に、光電センサ１０は、第１期間の代表値より長く、第２期間の代表値より短くなるように、不感期間を設定する（Ｓ１０８）。

図１１は、本実施形態に係る光電センサ１０により実行されるボトル型透明体１００を検出する処理の詳細を示すフローチャートである。光電センサ１０は、はじめに、到来条件検出待ちの処理（Ｓ１１）を行う。到来条件検出待ちの処理（Ｓ１１）は、信号値を取得し、メモリ１３ｂに格納する処理（Ｓ１１５）と、信号値が集光基準値を上回ったか否かを判定する処理（Ｓ１１６）を含む。光電センサ１０は、最新の信号値が集光基準値を上回ったと判定した場合（Ｓ１１６：ＹＥＳ）、検出したことを出力する（Ｓ１２）。一方、信号値が集光基準値を上回らない場合（Ｓ１１６：ＮＯ）、新たな信号値を取得し、メモリ１３ｂに格納する（Ｓ１１５）。

その後、光電センサ１０は、リセット条件検出待ちの処理（Ｓ１３）を行う。リセット条件検出待ちの処理（Ｓ１３）は、所定の不感期間が経過したか否かを判定する処理（Ｓ１３３）を含む。所定の不感期間が経過した場合（Ｓ１３３：ＹＥＳ）、光電センサ１０は、リセット条件が満たされたと判定し、再び到来条件の検出待ちを行う。一方、所定の不感期間が経過していない場合（Ｓ１３３：ＮＯ）、光電センサ１０は、不感期間の経過を待つ。

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。

［付記１］
検出領域（１０ａ）を順次通過していく複数のボトル型透明体（１００）の検出に用いられる光電センサ（１０）であって、
前記検出領域（１０ａ）に向けて光を出射する投光部（１１）と、
前記検出領域（１０ａ）を挟んで前記投光部（１１）と対向して配置され、前記光の受光量に対応する時系列の信号値を取得する受光部（１２）と、
前記時系列の信号値が到来条件を満たすか否かを判定することを前記到来条件を満たすまで継続する処理と、前記時系列の信号値がリセット条件を満たすか否かを判定することを前記リセット条件を満たすまで継続する処理とを交互に繰り返す判定部（１３ｃ）を備え、
前記到来条件は、前記ボトル型透明体（１００）が前記検出領域（１０ａ）に到来したことを識別するための条件であり、
前記リセット条件は、前記ボトル型透明体（１００）が前記検出領域（１０ａ）から脱出したことを識別するための条件である、
光電センサ（１０）。

［付記２］
前記到来条件は、前記検出領域（１０ａ）に前記ボトル型透明体（１００）がない状態において取得された信号値を代表する非遮光基準値より小さい遮光基準値を下回ることを識別するための条件であり、
前記リセット条件は、前記時系列の信号値の大きさが所定期間にわたって前記非遮光基準値と実質的に等しいことを識別するための条件である、
付記１に記載の光電センサ（１０）。

［付記３］
前記非遮光基準値は、前記検出領域（１０ａ）に前記ボトル型透明体（１００）がない状態において取得された前記時系列の信号値の平均値である、
付記２に記載の光電センサ（１０）。

［付記４］
前記リセット条件において、前記時系列の信号値の大きさが前記非遮光基準値と実質的に等しいとは、前記時系列の信号値と前記非遮光基準値との差の絶対値が所定の許容値よりも小さいことである、
付記２又は３に記載の光電センサ（１０）。

［付記５］
前記到来条件は、前記時系列の信号値が、前記検出領域（１０ａ）に前記ボトル型透明体（１００）がない状態において取得された信号値を代表する非遮光基準値よりも大きい集光基準値を上回ることを識別するための条件であり、
前記リセット条件は、前記到来条件を満たすと判定されてから所定の不感期間が経過したことを識別するための条件である、
付記１に記載の光電センサ（１０）。

［付記６］
前記不感期間は、前記ボトル型透明体（１００）が前記検出領域（１０ａ）を通過中であると想定される期間の中で、前記集光基準値よりも大きなすべての前記時系列の信号値が出現する１つの連続期間である第１期間の代表値より長く、前記到来条件を満たしてから、前記リセット条件を満たした後、再び前記到来条件を満たすまでの第２期間の代表値より短い、
付記５に記載の光電センサ（１０）。

［付記７］
前記第１期間の代表値は前記第１期間の最長値であり、前記第２期間の代表値は前記第２期間の最短値である、
付記６に記載の光電センサ（１０）。

１…検出システム、１０…光電センサ、１０ａ…検出領域、１１…投光部、１１ａ…投光素子、１１ｂ…駆動回路、１２…受光部、１２ａ…受光素子、１２ｂ…増幅器、１２ｃ…サンプル／ホールド回路、１２ｄ…Ａ／Ｄ変換器、１３…処理部、１３ａ…動作制御部、１３ｂ…ＦＩＦＯメモリ、１３ｃ…判定部、１４…操作部、１５…出力部、２０…コントローラ、３０…コンピュータ、４０…ロボット、５０…搬送装置、１００…ボトル型透明体、１０１…投光用光ファイバ、１０２…受光用光ファイバ

Claims (7)

1. 検出領域を順次通過していく複数のボトル型透明体の検出に用いられる光電センサであって、
   前記検出領域に向けて光を出射する投光部と、
   前記検出領域を挟んで前記投光部と対向して配置され、前記光の受光量に対応する時系列の信号値を取得する受光部と、
   前記時系列の信号値が到来条件を満たすか否かを判定することを前記到来条件を満たすまで継続する処理と、前記時系列の信号値がリセット条件を満たすか否かを判定することを前記リセット条件を満たすまで継続する処理とを交互に繰り返す判定部を備え、
   前記到来条件は、前記ボトル型透明体が前記検出領域に到来したことを識別するための条件であり、
   前記リセット条件は、前記ボトル型透明体が前記検出領域から脱出したことを識別するための条件である、
   光電センサ。
2. 前記到来条件は、前記検出領域に前記ボトル型透明体がない状態において取得された信号値を代表する非遮光基準値より小さい遮光基準値を下回ることを識別するための条件であり、
   前記リセット条件は、前記時系列の信号値の大きさが所定期間にわたって前記非遮光基準値と実質的に等しいことを識別するための条件である、
   請求項１に記載の光電センサ。
3. 前記非遮光基準値は、前記検出領域に前記ボトル型透明体がない状態において取得された前記時系列の信号値の平均値である、
   請求項２に記載の光電センサ。
4. 前記リセット条件において、前記時系列の信号値の大きさが前記非遮光基準値と実質的に等しいとは、前記時系列の信号値と前記非遮光基準値との差の絶対値が所定の許容値よりも小さいことである、
   請求項２又は３に記載の光電センサ。
5. 前記到来条件は、前記時系列の信号値が、前記検出領域に前記ボトル型透明体がない状態において取得された信号値を代表する非遮光基準値よりも大きい集光基準値を上回ることを識別するための条件であり、
   前記リセット条件は、前記到来条件を満たすと判定されてから所定の不感期間が経過したことを識別するための条件である、
   請求項１に記載の光電センサ。
6. 前記不感期間は、前記ボトル型透明体が前記検出領域を通過中であると想定される期間の中で、前記集光基準値よりも大きなすべての前記時系列の信号値が出現する１つの連続期間である第１期間の代表値より長く、前記到来条件を満たしてから、前記リセット条件を満たした後、再び前記到来条件を満たすまでの第２期間の代表値より短い、
   請求項５に記載の光電センサ。
7. 前記第１期間の代表値は前記第１期間の最長値であり、前記第２期間の代表値は前記第２期間の最短値である、
   請求項６に記載の光電センサ。

Images