JP2022139778A - 光学式センサ、光学式センサの制御方法及び光学式センサの制御プログラム - Google Patents
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Abstract
【課題】比較的遠くの検出対象物を検出する場合であっても、煩雑な光軸調整作業を必要としない光学式センサを提供する。【解決手段】光学式センサ100は、検出光を投光する投光素子と、投光素子から投光された検出光の光軸を調整する光軸調整素子と、対象物210で反射した検出光を受光して検出信号を出力する受光素子と、対象物を予備的に検出して得られる検出結果に関する指定条件を事前に受け付ける受付部と、予め設置された予備対象物に対して光軸調整素子を駆動することにより検出光を走査させて得た検出信号に基づく検出結果のうち、受付部が受け付けた指定条件に対応する検出結果が得られた検出光の方向を検査方向に確定し、予備対象物に代えて設置される検査対象物に対して、確定した検査方向へ検出光が投光されるように光軸調整素子を駆動して、投光素子と受光素子に検出処理を実行させる制御部とを備える。【選択図】図4
Description
本発明は、光学式センサ、光学式センサの制御方法及び光学式センサの制御プログラムに関する。
検査対象物の有無や距離を検出する光学式センサが知られている。例えば、特許文献1には、検査対象物へ投光された検出光が反射して戻ってくるまでの時間を測定することにより距離を検出するToF(Time of Flight)センサが開示されている。
光学式センサは、製造ラインに設置され、製造ラインを流れる部品の特徴的な形状部分を測定して当該物品の品種や良否を判別することに利用されることがある。このように利用される場合に、光学式センサは製造ライン300に付随する構造物に取り付けられることが多いが、必ずしも検査対象物の近くに取り付けることができるとは限らない。そこで、近年においては検出レンジが数mにも達する広レンジタイプの光学式センサも開発されている。しかし、広レンジタイプの光学式センサは、取付け時にわずかでも角度誤差が生じると、検査対象物のターゲットとする箇所から検出光が外れてしまう。取付器具を介して光学式センサを取り付ける場合には検出光の厳密な光軸調整が難しく、作業者は検出光のスポットを確認しつつ取付器具を緩めたり締め付けたりするという煩雑な作業を行う必要があった。
本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、比較的遠くの検出対象物を検出する場合であっても、煩雑な光軸調整作業を必要としない光学式センサ等を提供するものである。
本発明の第1の態様における光学式センサは、検出光を投光する投光素子と、投光素子から投光された検出光の光軸を調整する光軸調整素子と、対象物で反射した検出光を受光して検出信号を出力する受光素子と、対象物を予備的に検出して得られる検出結果に関する指定条件を事前に受け付ける受付部と、予め設置された予備対象物に対して光軸調整素子を駆動することにより検出光を走査させて得た検出信号に基づく検出結果のうち、受付部が受け付けた指定条件に対応する検出結果が得られた検出光の方向を検査方向に確定し、予備対象物に代えて設置される検査対象物に対して、確定した検査方向へ検出光が投光されるように光軸調整素子を駆動して、投光素子と受光素子に検出処理を実行させる制御部とを備える。このように構成された光学式センサによれば、ユーザは、対象物に関する指定条件を事前に設定すれば光学式センサが検出処理を行うための検出方向を自動で決定するので、光学式センサの向きを調整し直すなどの手間が省ける。
上記の光学式センサにおいて、受付部が指定条件として距離に関する条件を受け付けるように構成してもよい。例えば、検査対象物のターゲットとする箇所がセンサ側に向かって突出しているのであれば指定条件として「最近接箇所」を指定すればよく、ターゲットとする箇所の特徴に応じて直感的に指定することができる。
上記の光学式センサにおいて、制御部は、確定した検査方向へ検出光をユーザが視認可能なように投光する告知投光を実行するとよい。告知投光を実行することにより、ユーザは、検出方向がいずれの方向に決定されたかを確認することができる。
上記の光学式センサは、制御部が確定した検査方向を示す表示部を備えてもよい。このような表示部が存在すれば、ユーザは、検出方向がいずれの方向に決定されたかを確認することができる。
上記の光学式センサにおいて、制御部は、検出光を走査させて得た検出結果のうち、確定した検査方向の周辺で得られた検出結果を用いて、検査対象物に対する検出処理の検出条件を設定してもよい。走査により確定した検査方向の周辺の検出結果も得られるので、それらの情報を利用して検出処理の検出条件を設定すれば、検査対象物の形状等に応じた正確な検出処理を行うことができる。
本発明の第2の態様における光学式センサの制御方法は、検出光を投光する投光素子と、投光素子から投光された検出光の光軸を調整する光軸調整素子と、対象物で反射した検出光を受光して検出信号を出力する受光素子とを備える光学式センサの制御方法であって、対象物を予備的に検出して得られる検出結果に関する指定条件を事前に受け付ける受付ステップと、予め設置された予備対象物に対して光軸調整素子を駆動することにより検出光を走査させて検出信号に基づく複数の検出結果を得る走査ステップと、走査ステップで得られた複数の検出結果のうち、受付ステップで受け付けた指定条件に対応する検出結果が得られた検出光の方向を検査方向に確定する確定ステップと、予備対象物に代えて設置される検査対象物に対して、確定した検査方向へ検出光が投光されるように光軸調整素子を駆動して、投光素子と受光素子に検出処理を実行させる検査ステップとを有する。
また、本発明の第3の態様における光学式センサの制御プログラムは、検出光を投光する投光素子と、投光素子から投光された検出光の光軸を調整する光軸調整素子と、対象物で反射した検出光を受光して検出信号を出力する受光素子とを備える光学式センサの制御プログラムであって、対象物を予備的に検出して得られる検出結果に関する指定条件を事前に受け付ける受付ステップと、予め設置された予備対象物に対して光軸調整素子を駆動することにより検出光を走査させて検出信号に基づく複数の検出結果を得る走査ステップと、走査ステップで得られた複数の検出結果のうち、受付ステップで受け付けた指定条件に対応する検出結果が得られた検出光の方向を検査方向に確定する確定ステップと、予備対象物に代えて設置される検査対象物に対して、確定した検査方向へ検出光が投光されるように光軸調整素子を駆動して、投光素子と受光素子に検出処理を実行させる検査ステップとをコンピュータに実行させる。
このような第2、第3の態様であっても、第1の態様と同様に、ユーザは、対象物に関する指定条件を事前に設定すれば光学式センサが検出処理を行うための検出方向を自動で決定するので、光学式センサの向きを調整し直すなどの手間が省ける。
本発明により、比較的遠くの検出対象物を検出する場合であっても、煩雑な光軸調整作業を必要としない光学式センサ等を提供することができる。
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。
図1は、光学式センサ100の外観斜視図である。本実施形態に係る光学式センサ100は、検査対象物であるワークの部分形状の有無や特定箇所までの距離等を検出するセンサであり、例えば工場の製造ラインなどに設置されて利用される。光学式センサ100は、検出光L1をワークへ向けて投光し、ワークで反射して戻ってくる検出光L2を受光する。以下に説明する光学式センサ100は、特に検出光の往復時間を計測することにより距離情報を検出するToFセンサである。光学式センサ100は、検出光L2を受光できない場合にはワークが検出されない旨の未検出情報を出力し、検出光L2を受光できた場合には距離情報を出力する。
検出光L1は、筐体101の一面に設けられた透過窓102を透過して投光される。詳細については後述するが、光学式センサ100は、投光素子から投光された検出光L1の投光方向を調整する光軸調整素子を備える。光軸調整素子は、所定ピッチで直交する2軸方向(図示するX軸方向とY軸方向)へ、検出光L1の光軸を偏向することができる。具体的には、図示するように偏向可能範囲内のドットで示す任意の方向(xm,yn)へ検出光L1の光軸を一致させることができる。
また、光学式センサ100は、検出光L1の投光方向に沿ってDnからDfの範囲で距離を検出することができる。すなわち、図の網点で示す範囲が検出可能範囲であり、光学式センサ100は、この範囲にワークが存在しなければ未検出情報を出力し、この範囲にワークが存在すれば検出光L1の反射点までの距離情報を出力する。
筐体101の一面には操作ボタン150が設けられており、操作ボタン150は、ユーザからの操作を受け付ける。また、筐体101の一面には表示パネル160が設けられており、表示パネル160は、後述するように、確定した検査方向等を表示する。ケーブル103は、外部機器であるPLCやPCと接続され、出力信号をこれらの機器へ伝送する。なお、図示するようにX軸、Y軸及びZ軸を定める。以後のいくつかの図面においても図1と同様の座標軸を併記することにより、それぞれの図面が表す構成要素の向きを示す。
図2は、光学式センサ100のシステム構成図である。光学式センサ100の制御システムは、主に、制御部110、投光素子120、光軸調整素子130、受光素子140、操作ボタン150、表示パネル160、入出力IF170、記憶部180によって構成される。制御部110は、光学式センサ100の制御とプログラムの実行処理を行うプロセッサ(CPU:Central Processing Unit)である。制御部110は、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の演算処理チップや、各種電気信号を処理する処理回路を含む構成であってもよい。制御部110は、記憶部180から読み出される、あるいは入出力IF170を介して外部機器から与えられる制御プログラムを実行して、ワークの検出処理に関する様々な処理を実行する。
投光素子120は、レーザ光(例えば635nm~680nmの赤色光)を出射するレーザダイオードであり、制御部110の制御により特定の周波数(例えば12MHz)に変調された検出光L1を出射する。検出光L1の波長帯域が可視帯域であればワークに照射されたスポットが視認できるので、検出光L1の探索走査の様子を確認したり、検査処理が実行されている検査箇所を確認したりする場合に都合が良い。なお、投光素子120は、コヒーレント光を出射するレーザダイオードに限らず、LEDなどのインコヒーレント光を出射する素子を用いてもよい。
光軸調整素子130は、上述のように、投光素子120から投光された検出光L1の光軸を調整する素子である。本実施形態においては、光軸調整素子130として、液晶セルに電圧を加えてオン/オフを制御することにより偏向を実現する液晶デバイスを利用する。液晶デバイスは、具体的には、液晶セルが配列された液晶回折格子(例えば、会誌「光学」30巻1号:「液晶光学デバイスの研究動向」第6頁)を積層し、入力された制御信号に応じて入射されたレーザ光の偏向量を制御できるように液晶セルに印加する電圧を制御する制御回路を組み込んだデバイスである。また、光軸調整素子130としては、他にも、MEMSミラー、光フェーズドアレイ、電気光学結晶などを利用することができる。可視光に拘らないのであれば、近赤外光を用いるスローライト等を利用することもできる。
受光素子140は、二次元状に配列された光電変換画素を有する例えばCMOSセンサであり、受光した検出光L2を電気信号に変換して制御部110へ送信する。なお、図においてはワークへ向けて投光される検出光L1と、受光素子140で受光する検出光L2の光路を分けて示すが、実際には図1に示すように同一光路であり、例えばダイクロイックミラーを用いて受光素子140へ向かう検出光L2の光路を検出光L1の光路から分離する。また、光軸調整素子130は、投光素子120及び受光素子140と共に筐体101内に収容されているので、筐体101の外に検出光L1の光軸を調整する可動部を設ける必要がない。したがって、筐体101を例えば製造ラインに付随する構造物に直接的に固定できるので、光学式センサ100の設置がしやすく、また作業者による不用意な接触等の影響も受けにくい。
操作ボタン150は、ユーザからの指定を受け付ける操作部材であり、例えば、UPボタンとDOWNボタン、十字ボタンなどが含まれていてもよい。操作ボタン150は、制御部110と協働して、対象物を予備的に検出して得られる検出結果に関する指定条件を事前に受け付ける受付部としての機能を担う。操作ボタン150は、このような受付部としての機能のほかにも、光学式センサ100の各種項目の入力を受け付ける受付部としての機能も担う。なお、操作部材としては操作ボタンに限らず、タッチセンサなど他のデバイスであってもよい。
表示パネル160は、例えば液晶パネルであり、光学式センサ100の設定状態、検出結果としての距離情報や未検出情報などが表示される。なお、光学式センサ100の設定状態を示すデバイスとしては、LEDなどが設けられていてもよい。入出力IF170は、ケーブル103を介して外部機器と情報の授受を行うためのインタフェースであり、例えばEthernet(登録商標)ユニットやLANユニットを含む。なお、入出力IF170としては、ケーブル103を介した有線接続に限らず、無線LANやBluetooth(登録商標)に対応する無線の接続ユニットを含んでもよい。
制御部110は、外部機器に対してユーザが行った操作を入出力IF170を介して受け付けることもできる。例えば、ユーザが外部機器のユーザインタフェースを利用して対象物を予備的に検出して得られる検出結果に関する指定条件の指定を行う場合は、入出力IF170は、制御部110と協働して受付部としての機能を担う。
記憶部180は、不揮発性の記憶媒体であり、例えばフラッシュメモリによって構成されている。記憶部180は、光学式センサ100の制御や処理を実行するプログラムの他にも、制御や演算に用いられる様々なパラメータ値、関数、ルックアップテーブル等を記憶し得る。また、記憶部180は、受付部が受け付けた指定条件や検出光L1の確定された検査方向を記憶する。
制御部110は、制御プログラムが指示する処理に応じて様々な演算を実行する機能演算部としての役割も担う。制御部110は、投光調整部111、距離演算部112として機能し得る。投光調整部111は、変更可能範囲で検出光L1が走査されるように、また、確定された検査方向へ検出光L1が投光されるように、プログラムの指令に応じて光軸調整素子130を駆動する。距離演算部112は、投光した検出光L1と、受光した検出光L2の時間差を例えば両者の位相差を用いて演算し、検査対象物までの距離に変換する。制御部110は、距離演算部112の演算結果をデータ構造化し、距離情報として出力する。あるいは、受光素子140が検出光L2を受光しない場合には、規定された未検出情報を出力する。
ユーザは、上述のように操作ボタン150等を介して、検出光L1が向けられるべき検査方向を確定させるための、検査対象物に関する指定条件を事前に指定することができる。制御部110は、予め設置された予備対象物に対して検出光L1を走査させて得た検出結果のうち、ユーザに指定された指定条件に対応する検出結果が得られた方向を検査方向に確定する。その後、検出光L1の投光方向を確定された検査方向に固定して、検査対象物に対する検出処理を実行する。以下にその手順を具体的に説明する。
図3は、指定条件の入力例を説明する図である。光学式センサ100は、製造ライン300上の検査位置辺りに向けて、製造ラインに付随する構造物に固定されている。ユーザは、予定している検査対象物と同一種類の予備対象物である予備ワーク210を、ターゲットとする検査箇所211が検査位置辺りに位置するように、製造ライン300上に載置する。ここで、検査箇所211は検出光L1の偏向可能範囲に含まれていればよく、ユーザは、それ程の注意を払うことなくおよその場所に予備ワーク210を製造ライン300上に載置すればよい。
なお、予備ワーク210は、検査箇所211が良好と判定される状態の、基準品であることが望ましい。本実施例においては、製造ライン300上を順番に流されるそれぞれのワークに六角ネジが良好に締結されていることを検査する場合を想定する。この場合、検査箇所211は六角ネジのネジ頭であり、予備ワーク210においても六角ネジが正しく締結されている状態であることが望ましい。
このように光学式センサ100と予備ワーク210が設置された状態で、ユーザは、操作ボタン150を操作して検査対象物に関する指定条件を指定する。指定できる条件は、図示するように選択項目161として、表示パネル160に列挙される。図の例では、選択項目161として、最も遠い距離が検出された投光方向を検査方向とする「Far」、最も近い距離が検出された投光方向を検査方向とする「Near」、検出されたすべての距離の平均値に最も近い投光方向を検査方向とする「Average」が用意されている。これらの選択項目は、検査対象物を予備的に検出して得られる検出結果に関して、ユーザが選択しやすいように具体的な項目として用意されたものである。
ユーザは、操作ボタン150を操作することにより、選択指標162を選択項目161のいずれかに整列させることができる。図の例では、選択指標162は、「Near」に整列されている。この状態で決定ボタンが押し下げられると、指定条件として「Near」が確定される。
なお、ここでは3つの条件が選択可能に用意されているが、選択肢はこれらに限らない。例えばユーザ自らが検出距離を数値で入力/指定できるようにしてもよい。例えば、「3m20cm」と指定すれば、それに最も近い距離が検出された投光方向を検査方向とすることもできるし、「3m10cmから3m20cmの範囲」と指定すれば、この範囲を満たす距離が検出された投光方向を検査方向とすることもできる。また、「周囲に対して窪んだ箇所」のように、対象物の形状に基づく条件を選択肢として用意してもよい。また、指定条件の指定については、操作ボタン150への操作を受け付ける場合に限らず、外部機器に対してユーザが行った指定条件の指定を、制御部110が入出力IF170を介して受け付ける構成であってもよい。
図4は、予備対象物である予備ワーク210に対して探索走査を実行する様子を示す図である。制御部110は、上述のように指定条件を事前に受け付け、探索走査開始の指示を受け付けると、図4(A)に示すように、探索走査を開始する。具体的には、投光調整部111は、光軸調整素子130を駆動して検出光L1の投光方向を偏向可能範囲内の左上から右下まで一筆書きの要領で順次偏向させる。これに同期して、制御部110は、投光素子120と受光素子140を制御し、距離演算部112が演算したそれぞれ投光方向における距離情報を投光方向の座標と共に順次記憶部180に記憶する。例えば、図4(B)に示すように、六角ネジのネジ頭に対して検出処理を実行した場合には、そのときの検出光L1の投光方向を示す方向座標(xT,yT)と検出された距離DTが記憶部180に記憶する。なお、本実施形態においては、偏向可能な検出光L1の投光方向を方向座標(x、y)で示すが、投光方向を規定するパラメータはこれに限らず、例えば、ピッチ軸周りの偏向角とヨー軸周りの偏向角で規定してもよい。
このようにして探索走査を終えると、検出処理を行った方向座標と距離のデータセットが揃う。制御部110は、得られた距離の中から事前に指定された指定条件に合致するものを抽出し、その距離に対応付けられた方向座標を検査方向に確定する。具体的には、図3に示すように指定条件として「Near」が指定されていれば、制御部110は、予備ワーク210のうち光学式センサ100に最も近いネジ頭の方向座標(xT,yT)の方向を検査方向に確定する。
図5は、検査方向が確定したときの様子を示す図である。制御部110は、検査方向を確定したら、その確定した検査方向へ検出光L1をユーザが視認可能なように投光する告知投光を実行する。告知投光は、通常の検出光L1とは異なる投光態様であり、例えば出力強度を上げたり、点滅投光をおこなったりする。これにより、検査箇所211には視認性の高いスポットが形成され、ユーザは検査が実行される箇所を確認することができる。
また、制御部110は、表示パネル160に確定した検査方向を簡易的に表示する。具体的には、表示パネル160の表示領域に、偏向可能範囲を表す範囲枠163を表示するとともに、偏向可能範囲のうちのいずれの方向が検査方向であるかを表す方向指標164を範囲枠163に対する相対的な位置に表示する。したがって、ユーザは、表示パネル160を観察することにより、検査方向を確認することができる。このように検査方向が自動的に確定されると、ユーザは、光学式センサ100から比較的遠くの検出対象物を検出する場合であっても、検出光のスポットを確認しつつ取付器具を緩めたり締め付けたりするといった煩雑な作業を省くことができる。
図6は、検出処理における検出条件の設定の一例について説明する図である。制御部110は、検出光L1を走査させて得た検出結果のうち、確定した検査方向の周辺で得られた検出結果を用いて、検査対象物に対する検出処理の検出条件を設定することもできる。例えば、検査箇所が設計値通りの形状であれば距離D0が検出されることが期待される場合、検査対象物に対する検出距離Dが、(D0-S)<D<(D0+S)を満たせば合格品とすることを想定する。このとき、Sは、予備ワーク210において検査箇所の距離DT(≒D0)とその周囲の距離DRの差に応じて定めることができる。
図示するように、検査方向の方向座標が(xT,yT)に決定されると、その検出距離DTと周囲の方向座標における検出距離の平均値である距離DRに応じてSを決定する。具体的には、方向座標(xT,yT)に対する所定上部の方向座標(xT,yT+S)における距離D1と、所定右部の方向座標(xT-S,yT)における距離D2と、所定下部の方向座標(xT,yT-S)における距離D3と、所定左部の方向座標(xT+S,yT)における距離D4を抽出し、これらD1~D4の平均値を距離DRとする。そして、検査箇所の距離DTと算出された距離DRの差をSと定める。すなわち、S=DT-DRである。制御部110は、検査対象物に対する検査において、検査方向で検出された距離Dが(D0-S)<D<(D0+S)を満たす場合に、「合格」とする検査結果を出力することができる。なお、方向座標(xT,yT)に対してどれくらい離して所定上部、所定右部、所定下部、所定左部のそれぞれの方向座標を定めるかについては、検査箇所の大きさや形状を考慮するとよい。例えば、事前にユーザから具体的な数値の入力を受け付けてもよいし、方向座標(xT,yT)の検出結果と同様の検出結果が得られる範囲を検出箇所と同一平面と判定して、その平面を避けるように自動的に設定するようにしてもよい。
図7は、検査対象物である検査ワーク220を検査する様子を示す図である。上述のように検査方向が確定すると、投光調整部111は、検出光L1の投光方向を確定された方向座標(xT,yT)に固定する。ユーザは、予備ワーク210を取り除き、対象となる検査ワーク220が順次流れるように製造ライン300上を稼働する。
制御部110は、検査ワーク220が製造ライン300上の規定位置に到達するたびに投光素子120、受光素子140に制御指令を送って検出処理を実行させ、その検出結果を外部機器へ出力する。
ここでは、単純に検査箇所221の検出距離を検出結果として出力する場合について説明する。図示するように、ある検査ワーク220aにおいて六角ネジは正しく締結されており、光学式センサ100は、検査箇所221aにおける検出距離として距離Daを外部機器へ出力する。外部機器は、距離Daが許容範囲に含まれることを確認して「合格」と判定する。例えば許容範囲が上述のD0に対して±αに設定されている場合、(D0-α)<Da<(D0+α)であれば「合格」である。ここで、「α」は事前に決定された固定値である。一方、次の検査ワーク220bにおいて六角ネジは締結が不十分で浮いており、光学式センサ100は、検査箇所221bにおける検出距離として距離Dbを外部機器へ出力する。外部機器は、距離Dbが許容範囲に含まれないことを確認して「不合格」と判定する。上述の例によれば、Db<(D0-α)となるので「不合格」である。このようにして、光学式センサ100を用いて検査ワーク220の良/不良を判定することができる。なお、合格/不合格の判定を光学式センサ100が行い、その結果を外部機器へ出力するようにしてもよい。
次に、制御部110の処理手順を説明する。図8は、制御部110の処理手順を説明するフロー図である。フローは、光学式センサ100が製造ライン300に付随する構造物に固定され、予備ワーク210が製造ライン300上に載置された状態で、電源がオンにされた時点から開始する。
制御部110は、ステップS101で、ユーザによる操作ボタン150の操作を介して対象物に関する指定条件を受け付ける。指定条件の受付けが完了したら、続くステップS102で、ユーザによる操作ボタン150の操作を介して走査開始の指示を受け付ける。
走査開始の指示を受け付けると、制御部110は、ステップS103で、予備ワーク210に対して探索走査を実行する。すなわち、投光調整部111に光軸調整素子130を駆動させて検出光L1を走査させると共に、投光素子120と受光素子140を制御して距離演算部112に順次距離を演算させ、その演算結果を方向座標と共に記憶部180に記憶していく。
探索走査を終えるとステップS104へ進み、制御部110は、得られた距離の中からステップS101で指定された指定条件に合致するものを抽出し、その距離に対応付けられた方向座標を検査方向に確定する。続くステップS105で、制御部110は、確定した検査方向に対して告知投光を実行し、表示パネル160に当該検査方向を簡易的に表示する。
制御部110は、ステップS106で、ユーザによる操作ボタン150の操作を介して検査開始の指示を受け付けるまで待機し、当該指示を受け付けたらステップS107へ進む。制御部110は、ステップS107へ進むと、投光調整部111に検出光L1の投光方向を確定された検査方向へ向けさせ、検査ワーク220が製造ライン300上の規定位置に到達するたびに投光素子120、受光素子140に検出処理を実行させる。制御部110は、その検出結果を入出力IF170を介して外部機器へ出力する。製造ライン300上を流れる予定数のワークの検査が終了したら、一連の処理を終える。
以上説明した光学式センサ100は、指定条件として距離に関する条件を受け付けるものであったが、指定条件は、光学式センサの構成に応じて、距離に関する条件以外にも様々に設定し得る。例えば、受光光量の変化を検出できる受光素子が採用されていれば、検査対象物が光学式センサから等距離に位置しても反射箇所の色によって反射光量が変化するので、検査箇所の色に関する条件を指定条件に設定し得る。例えば、対象物の表面に黒色塗装とそうでない塗装が施されている場合には、黒色塗装が施された表面で反射する方が反射光量は低下するので、黒色塗装の塗装領域を認識することができる。このような場合、指定条件として「反射光量小」や「反射光量大」を指定できるようにしておけば、走査探索によって、同じ距離でも「黒色箇所」や「黒色以外の箇所」を検出箇所とすることができる。
また、光学式センサ100は、検出光の往復時間を計測することにより距離情報を検出するToFセンサに限らず、検出対象物の距離に応じて変化する反射光の到達位置を計測することにより距離情報を検出する三角測距センサを用いてもよい。三角測距センサで光軸調整素子を採用する場合には、例えば、検出光L1の投光方向と検出光L2の受光位置に対して測定距離を対応付けるルックアップテーブルを予め準備しておけば、検出結果としての距離情報を生成できる。
また、以上説明した光学式センサ100は、探索走査を実行する範囲を偏向可能範囲の全体としたが、必ずしも偏向可能範囲の全体を走査させなくてもよい。例えば、ユーザが操作ボタン150を操作することにより走査範囲を指定してもよいし、外部機器から送られてくる検査対象物の情報に基づいて自動的に走査範囲を限定してもよい。また、以上説明した実施形態においては、検査対象物の良否を判定するための距離情報の検出について説明したが、出力された距離情報の利用態様は良否判定に限らない。例えば、特徴的な部分形状を検査対象として距離を検出することにより、検査対象物の品種を判定する利用態様等も想定し得る。
[付記]
検出光(L1)を投光する投光素子(120)と、
前記投光素子(120)から投光された前記検出光(L1)の光軸を調整する光軸調整素子(130)と、
対象物で反射した前記検出光(L2)を受光して検出信号を出力する受光素子(140)と、
対象物を予備的に検出して得られる検出結果に関する指定条件を事前に受け付ける受付部(150、170)と、
予め設置された予備対象物(210)に対して前記光軸調整素子(130)を駆動することにより前記検出光(L1)を走査させて得た前記検出信号に基づく検出結果のうち、前記受付部(150、170)が受け付けた前記指定条件に対応する検出結果が得られた前記検出光の方向を検査方向に確定し、前記予備対象物(210)に代えて設置される検査対象物(220)に対して、確定した前記検査方向へ前記検出光が投光されるように前記光軸調整素子(130)を駆動して、前記投光素子(120)と前記受光素子(140)に検出処理を実行させる制御部(110)と
を備える光学式センサ(100)。
検出光(L1)を投光する投光素子(120)と、
前記投光素子(120)から投光された前記検出光(L1)の光軸を調整する光軸調整素子(130)と、
対象物で反射した前記検出光(L2)を受光して検出信号を出力する受光素子(140)と、
対象物を予備的に検出して得られる検出結果に関する指定条件を事前に受け付ける受付部(150、170)と、
予め設置された予備対象物(210)に対して前記光軸調整素子(130)を駆動することにより前記検出光(L1)を走査させて得た前記検出信号に基づく検出結果のうち、前記受付部(150、170)が受け付けた前記指定条件に対応する検出結果が得られた前記検出光の方向を検査方向に確定し、前記予備対象物(210)に代えて設置される検査対象物(220)に対して、確定した前記検査方向へ前記検出光が投光されるように前記光軸調整素子(130)を駆動して、前記投光素子(120)と前記受光素子(140)に検出処理を実行させる制御部(110)と
を備える光学式センサ(100)。
100…光学式センサ、101…筐体、102…透過窓、103…ケーブル、110…制御部、111…投光調整部、112…距離演算部、120…投光素子、130…光軸調整素子、140…受光素子、150…操作ボタン、160…表示パネル、161…選択項目、162…選択指標、163…範囲枠、164…方向指標、170…入出力IF、180…記憶部、210…予備ワーク、211…検査箇所、220、220a、220b…検査ワーク、221a、221b…検査箇所、300…製造ライン
Claims (7)
- 検出光を投光する投光素子と、
前記投光素子から投光された前記検出光の光軸を調整する光軸調整素子と、
対象物で反射した前記検出光を受光して検出信号を出力する受光素子と、
対象物を予備的に検出して得られる検出結果に関する指定条件を事前に受け付ける受付部と、
予め設置された予備対象物に対して前記光軸調整素子を駆動することにより前記検出光を走査させて得た前記検出信号に基づく検出結果のうち、前記受付部が受け付けた前記指定条件に対応する検出結果が得られた前記検出光の方向を検査方向に確定し、前記予備対象物に代えて設置される検査対象物に対して、確定した前記検査方向へ前記検出光が投光されるように前記光軸調整素子を駆動して、前記投光素子と前記受光素子に検出処理を実行させる制御部と
を備える光学式センサ。 - 前記受付部は、前記指定条件として距離に関する条件を受け付ける請求項1に記載の光学式センサ。
- 前記制御部は、確定した前記検査方向へ前記検出光をユーザが視認可能なように投光する告知投光を実行する請求項1又は2に記載の光学式センサ。
- 前記制御部が確定した前記検査方向を示す表示部を備える請求項1から3のいずれか1項に記載の光学式センサ。
- 前記制御部は、前記検出光を走査させて得た検出結果のうち、確定した前記検査方向の周辺で得られた検出結果を用いて、前記検査対象物に対する検出処理の検出条件を設定する請求項1から4のいずれか1項に記載の光学式センサ。
- 検出光を投光する投光素子と、前記投光素子から投光された前記検出光の光軸を調整する光軸調整素子と、対象物で反射した前記検出光を受光して検出信号を出力する受光素子とを備える光学式センサの制御方法であって、
対象物を予備的に検出して得られる検出結果に関する指定条件を事前に受け付ける受付ステップと、
予め設置された予備対象物に対して光軸調整素子を駆動することにより前記検出光を走査させて前記検出信号に基づく複数の検出結果を得る走査ステップと、
前記走査ステップで得られた前記複数の検出結果のうち、前記受付ステップで受け付けた前記指定条件に対応する検出結果が得られた前記検出光の方向を検査方向に確定する確定ステップと、
前記予備対象物に代えて設置される検査対象物に対して、確定した前記検査方向へ前記検出光が投光されるように前記光軸調整素子を駆動して、前記投光素子と前記受光素子に検出処理を実行させる検査ステップと
を有する光学式センサの制御方法。 - 検出光を投光する投光素子と、前記投光素子から投光された前記検出光の光軸を調整する光軸調整素子と、対象物で反射した前記検出光を受光して検出信号を出力する受光素子とを備える光学式センサの制御プログラムであって、
対象物を予備的に検出して得られる検出結果に関する指定条件を事前に受け付ける受付ステップと、
予め設置された予備対象物に対して光軸調整素子を駆動することにより前記検出光を走査させて前記検出信号に基づく複数の検出結果を得る走査ステップと、
前記走査ステップで得られた前記複数の検出結果のうち、前記受付ステップで受け付けた前記指定条件に対応する検出結果が得られた前記検出光の方向を検査方向に確定する確定ステップと、
前記予備対象物に代えて設置される検査対象物に対して、確定した前記検査方向へ前記検出光が投光されるように前記光軸調整素子を駆動して、前記投光素子と前記受光素子に検出処理を実行させる検査ステップと
をコンピュータに実行させる光学式センサの制御プログラム。
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