JP3669352B2 - 光電センサ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投光パワーおよび受光変換率（例えば受光増幅率）の一方または両方が自動調整可能である光電センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に光電センサとして認識されているカテゴリーの製品は、光を検出領域に投射し、検出領域を透過した光または検出領域で反射した光を受けて、その受光量に基づき検出領域内の物体の有無や物体の性状に関する情報を取得するものである。汎用的な光電センサは設置条件や検出対象とする物体の種類がさまざまであるから、従来、検出領域に実際に対象物を置いた状態で投光パワーや受光増幅率を調整して適度な検出値が得られるように感度調整を行い、さらに検出対象物の位置を変えるなどして試し検出を行って得られた検出値に基づき、検出値を判別するためのしきい値を決定する光電センサが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
このように、光電センサにおいては、検出領域内の状況を検出値に対応付ける感度も、得られた検出値を評価、判別するためのしきい値も、現物合わせで決定される。そして、これらの調整作業を容易にするために、検出値やしきい値を数値表示するものが知られている（例えば、特許文献２参照）。
【０００４】
また、背景検出状態でゼロでないいくらかの検出値があってもこれをゼロと数値表示することにより、表示されている検出値が背景に対応するものであるのか検出対象物体に対応するものであるのかを一目瞭然に把握させるために、背景レベルをゼロリセット基準値として記憶し、検出値からゼロリセット基準値を差し引いた値を表示するものが知られている（特許文献３）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−２０６８２０号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開平９−２５２２４２号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開２００１−１２４５９４号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
測定した物理量（例えば距離）を物理単位（例えばｍｍ）によって表示することを目的とする計測器の場合と異なり、汎用的な光電センサの検出値はその使用状況における任意スケールの相対値として把握される。また、使用状況によって受光される光の強度もさまざまである。したがって、検出領域内の状況を検出値に対応付ける感度は、適度な範囲内の検出値が得られるように現物合わせで調整できるようになっている。また、光電センサの製造ばらつきや設置状態のばらつきもある。そのため、複数の光電センサを用意したときに、それらの間で感度が一致しているということがないし、一般にはその必要もない。また、しきい値についても、感度を決定した後に、個別に現物合わせで調整される。
【０００９】
ところが、多数の光電センサを同じ使用状況に適用する場合には、最初の１台を現物合わせで調整した後は、その結果を用いて、他の光電センサの調整の手間を少なくしたいという要求がある。このような状況は、多数の光電センサが空間的に並列に使用される場合に生じうるし、光電センサが他の量産される装置に組み込まれるときにも生じうる。従来の光電センサは、このような状況において、２台目以降の各光電センサについても、最初に調整した光電センサの場合と同様の手間をかけて個別に調整しなければならなかった。
【００１０】
また、光電センサを単体で使用する場合にも、感度やしきい値の自動調整機能（ティーチング機能）だけでは十分でない状況がある。すなわち、光電センサの使用者は感度やしきい値の自動調整機能は利用できるとしても、検出状態を最適化するために少なくともしきい値については手動で調整したいことがある。ところが、従来の光電センサでは、手動調整の前に行われる感度の自動調整の結果どのような検出値が得られるかが機械任せであるために、かえって手動調整作業が行いにくいという問題も指摘されている。
【００１１】
本発明は、上述した従来の問題点に着目としてなされたものであり、その目的とするところは、複数の光電センサを同様な検出特性に調整することが容易であり、また、光電センサを単体で用いるときにも、しきい値などの検出値に対する評価基準の設定が容易な光電センサを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明の光電センサは、検出光を検出領域に向けて出射するための発光素子を有する投光部と、検出領域からの光を受けて、受光量に応じた検出値を得るための受光素子を有する受光部と、検出値の調整目標値を記憶する目標値記憶部と、投光部が出射する検出光のパワーおよび／または受光部における受光量から検出値への変換率を調整することにより、検出値を目標値に合わせる感度調整手段と、感度調整手段に対し調整の実行を指示するための調整指示手段とを備えている。
【００１３】
この発明の光電センサによれば、光電センサを設置して調整指示手段により感度調整の実行を指示すれば、そのときの検出値が目標値に合わせられる。複数の光電センサについて同じ使用状況の下で感度調整の実行を指示すれば、それらの光電センサの間で検出値のばらつきがなくなる。さらに、その使用状況における検出値のばらつきがなくなるだけでなく、それらの光電センサの間では、使用状況の変化（例えば検出対象物の位置の変化）に伴う検出値の変化特性も共通化される。これは、感度調整時の検出値が共通化されているだけでなく、入光がないときの検出値も共通化されているからである。このことをより詳細に説明する。入光がない時の検出値（例えばゼロ）のばらつきには受光部の電気的オフセットのばらつきのみが寄与し、光学要素のばらつきは寄与しない。受光部の電気的オフセットのばらつきは一般に小さいから、実質的に入光がないときの検出値は共通化されているといえる。検出値の変化特性のうち、上記使用状況における検出値と入光がないときの検出値の２点が共通化されるから、検出値の変化特性の全体がほぼ共通化されたことになる。ここでいう使用状況には、光電センサの投光部と受光部の相対位置、検出領域における物体の有無、検出領域に物体が存在する場合はその性状（位置、形状、大きさ、反射や透過の光学的特性等）が含まれる。
【００１４】
したがって、これらの光電センサによって得られる検出値に対しては共通の評価基準を適用することができる。評価基準には、検出値と比較される１つまたは複数のしきい値、検出値の時間的な変化率の大きさなどがある。検出値を評価する手段は、光電センサに内蔵されていてもよいし、光電センサの外部にあって光電センサから検出値の出力を受けるようにしてもよい。
【００１５】
また、この発明の光電センサは、同じ使用状況で使用される他の光電センサがない場合にも使用することができる。そのような場合にも、感度調整を実行すると、その使用状況における検出値が目標値に合わせられることは上に説明した場合と同様である。使用状況が異なっても、感度調整を実行すれば同じ検出値が得られる。したがって、使用者において光電センサの使用方法を標準化しやすくなる。例えば、しきい値を手動で設定する場合には、しきい値の決定手順を手順書化し易くなる等である。光電センサの調整作業に習熟することも容易となる。
【００１６】
この発明における目標値は、異なる使用状況に対して共通して使用することが可能なものである。実際には、可能または適当である限り、異なる使用状況に対して同じ目標値を共通して使用することが好ましい。この発明は、正しいと想定される検出値がもともと存在しないか不明である使用状況において、たまたま得られる検出値を強制的に目標値に合わせるものである。この点で、この発明における感度調整は、正しいと想定される検出値と実際の検出値との間の誤差を補正することを目的とする計測器における較正とは異なる。ただし、例えば投受光の透過型配置と反射型配置のような使用状況の類型に応じて目標値を変更すること、受光量が大きすぎたり小さすぎたりする場合に検出目標値を変更すること、その他使用者の都合により目標値を変更することを妨げるものではない。
【００１７】
検出値を目標値に合わせるための感度の調整範囲は、１０倍以上であることが好ましく、光電センサとしての汎用性を考慮すれば１００倍（例えば調整前の検出値に対して１／２０倍から５倍まで）以上であることが好ましい。
【００１８】
投光部が出射する検出光のパワーは、パルス投光の場合には、光パルスの高さおよび幅により規定される。また、受光部における検出値がパルス投光の周期にも依存する場合には、光パルスの周期も検出光のパワーを規定する。感度調整手段がパルス投光される検出光のパワーを調整する場合には、これらの検出光のパワーを規定する要素の少なくともいずれかが調整対象となる。
【００１９】
調整指示手段は、光電センサに設けた操作スイッチを用いて実現することができる。また、外部から調整実行を指示する信号を入力するようにすることもできる。この発明の光電センサにおいて、感度調節を実行した結果目標値への調整ができなかった場合は、エラー処理を行うようにしてもよい。エラー処理としてエラー表示を行うことができる。また、エラー処理として、感度調整を実行しない、または所定の感度への調整を行うようにすることができる。
【００２０】
ところで、当業者にはよく知られているように、光電センサには、アンプ内蔵型、アンプ分離型、ファイバ型の分類がある。反射型のアンプ内蔵型でも本発明の検出値を標準化できる効果はあるが、光学系と回路の全体が一体化されているので、製造コストをかければ同一使用状況における検出値のばらつきはある程度抑えることができる。しかし、アンプ内蔵型、アンプ分離型、ファイバ型を問わず、透過型では投受光の相対配置を使用者が決定するのでこれが工場出荷時には制御できない検出値のばらつき要因になる。本発明では、浸透型のばらつき要因は感度調整により吸収できる。
【００２１】
本発明の光電センサは、好ましい実施の形態においては、アンプ分離型として構成することができる。そのアンプ部はケースに収められ、その中には、少なくとも目標値記憶部、感度調整手段、調整指示手段が備えられる。アンプ分離型でも、投受光の相対配置が固定された反射型では、センサヘッド部（投光素子、受光素子を備える）とアンプ部（投光素子、受光素子およびそれらに付随する回路を除いた残りのほとんどの回路を備える）との対応関係を固定化すれば事情は反射型のアンプ内蔵型と同じであるが、この対応関係をなくして例えば両者を別売すれば、これらの組み合わせ方が工場出荷時には制御できない検出値のばらつき要因になる。本発明では、これらのばらつき要因も感度調整により吸収できるので、発明の効果を得ながら、アンプ分離型の反射型におけるセンサヘッド部とアンプ部との自由な組み合わせが可能となる。
本発明の光電センサは、好ましい実施の形態においては、ファイバ型として構成される。そのアンプ部はケースに収められ、その中には、ファイバを除いた部分の投光部および受光部、ならびに目標値記憶部、感度調整手段、調整指示手段が備えられる。ファイバ型では、ファイバとアンプ部との組み合わせが自由であることによる感度のばらつきに加えて、ファイバの切断具合やアンプ部への取り付け具合（投光素子、受光素子とファイバとの光学的結合効率が影響を受ける）、ファイバの曲げ具合、さらに透過型では投光ファイバと受光ファイバとの相対配置といった使用者の行為に起因する検出値のばらつき要因があるため、光電センサの製造者において同一使用状況における検出値のばらつきをなくすことが不可能である。本発明では、ファイバ型についても、検出値のばらつき要因が感度調整により吸収できる。
【００２２】
ファイバ型光電センサの好ましい実施の形態においては、目標値が、感度調整後に扱うことのできる検出値の範囲の中央１／３の範囲に設定されており、またはこの範囲に設定可能であり、ファイバの配置が透過型のときにも反射型のときにも共通の目標値を使用することが可能とされる。
【００２３】
ファイバの配置が透過型のときには遮光物体がない状態で感度調整する使い方がある。ファイバの配置が反射型のときには背景検出状態で感度調整する使い方がある。すなわち、いずれも検出物体が検出領域にない状態で感度調整を行う。そのような使い方をした場合に、透過型では、物体検出状態での検出値は目標値より小さな値となる。高感度の検出を行うためには目標値を大きく設定したほうが有利ではあるものの、目標値が感度調整後に扱うことのできる検出値の範囲の中央１／３の範囲であれば問題ない。他方、反射型では、上記のような使い方をした場合に物体検出状態での検出値は目標値より大きな値となることが多いから、目標値をあまり大きな値に設定すると検出値が飽和する可能性が高くなって好ましくない。しかし、物体の反射率が背景よりも小さければ検出値が目標値より小さくなることもあるので、目標値をあまり小さな値に設定することも好ましくない。以上のような事情を考慮すると、ファイバの配置が透過型のときにも反射型のときにも共通の目標値を使用可能とするために、目標値を、感度調整後に扱うことのできる検出値の範囲の中央１／３の範囲に設定することが好適である。そうすることにより、光電センサの使用方法の標準化をいっそう推進することができる。
【００２４】
本発明の光電センサは、好ましい実施の形態においては、検出値を、電圧値、電流値のようなアナログ信号として、またはデジタル化された数値を表す信号として出力する出力手段を備える。このような構成によれば、出力手段により標準化された検出値を出力できるので、その値を外部で自由に利用できる。
【００２５】
本発明の光電センサは、好ましい実施の形態においては、しきい値設定手段、しきい値と検出値を比較する比較手段を備える。ここで、しきい値設定手段は、自動設定するもの、手動設定するもの、外部から信号線によりしきい値を入力して設定するもののいずれであってもよい。
【００２６】
しきい値設定手段を有する光電センサの好ましい実施の形態においては、しきい値設定手段は手動設定するものであり、さらにしきい値を数値表示する表示手段を備える。このような構成によれば、複数の光電センサを同じ使用状況で使用する場合に、最初の光電センサで調整したしきい値と同じ値をもって、他の光電センサのしきい値を設定するという調整方法が可能になる。
【００２７】
しきい値設定手段を有する光電センサの好ましい実施の形態においては、しきい値設定手段は、複数用意されたしきい値のいずれかを選択するものであり、いずれのしきい値が選択されているのかを表示する表示手段を備える。ここで、表示手段は、しきい値の値自体の表示をするものでも、しきい値番号のような識別情報の表示をするものでもよい。このような構成によれば、感度調整後の検出値が目標値に合わせられているため、目標値から所定の隔たりを有するいくつかのしきい値を用意しておいてそれらの中から選択するようにすれば支障なくしきい値調整が行える。これにより、しきい値の調整手順が簡単になり、光電センサの使用方法の標準化がいっそう推進できる。
【００２８】
本発明の光電センサは、好ましい実施の形態においては、目標値の変更手段を備える。ここで、変更手段は、手動で変更するもの、または外部から信号線により目標値を入力して変更するものであってよい。このような構成によれば、使用状況によって目標値が適用不可能または不適当な場合には、その目標値を別の目標値に変更することができる。
【００２９】
別の一面から見た本発明は、上述のしきい値設定手段を有する光電センサを用い、検出物体がない状態で感度調整を実行する工程と、感度調整の実行後にしきい値が所定の値となるようにしきい値設定を実行する工程と、を備える光電センサの調整方法としても捉えることができる。
さらに別の一面から見た本発明は、上述のしきい値設定手段を有する光電センサを複数用い、光電センサを所定の使用状況に設置する工程、検出物体がない状態で感度調整を実行する工程、および感度調整の実行後にしきい値が複数の光電センサにわたって同一に設けられた所定の値となるようにしきい値設定を実行する工程を、各光電センサについて実行する光電センサの調整方法としても捉えることができる。
このような方法によれば、上で述べたように、しきい値や検出値の管理が容易となり、使用方法の標準化を推進できる。加えて、例えば複数の光電センサを隣接配置して使用するような場合には、検出物体がない状態における検出値が自動感度調整機能の作用により目標値に合わせられることから、目標値を統一しておけば、先に本出願人が特開２００１−１２４５９４にて開示したゼロリセット機能と同様、検出物体がない状態での表示が隣接センサ間で揃うと言う効果がある。
【００３０】
なお、本発明の光電センサにあっては、例えば目標値を２０００とすれば、自動感度調整機能の作用により、検出値は２０００に合わせ込まれるのであるが、その後、この自動調整された検出値に対して上述したゼロリセット機能を適用すれば、検出値からはさらに２０００が差し引かれて、最終的な検出値は０となり、目標値である２０００とは異なる値となる。このように、自動感度調整機能が作用しているものの、その後、ゼロリセット機能が作用して、最終的な検出値が目標値と異なるような場合も、本発明光電センサの実施の一態様であることを念のため付言する。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明に係る光電センサの好適な実施の一形態を添付図面に従って詳細に説明する。尚、以下に説明する実施の形態は、本発明の一例を示すものに過ぎず、本発明の及ぶ範囲は、特許請求の範囲のみによって特定されることは言うまでもない。
【００３２】
本発明の一実施形態における光電センサの上部カバーを開いた状態における外観斜視図が図１に示されている。同図に示されるように、光電センサ１はプラスチック製筐体１０１を有する。筐体１０１の前部には、投光用ファイバ２と受光用ファイバ３とが挿入され、クランプレバー１０３の操作によって抜け止め固定される。筐体１０１の後部からは電気コード４が引き出されている。図示の電気コード４は、ＧＮＤ用の芯線４１と、Ｖｃｃ用の芯線４２と、検出出力用の芯線４３と、感度自動調整起動のための入力信号用の芯線４４とを有する。
【００３３】
筐体１０１は、制御盤などの取付面に対して図示しないＤＩＮレールを介して固定される。ＤＩＮレール上には複数の光電センサ１を密着して連装することができる。符号１０４で示されるものはＤＩＮレール嵌合溝である。筐体１０１の上部には、透明な上部カバー１０２が開閉可能に取り付けられている。上部カバー１０２を開いた状態で露出する筐体１０１の上面には、第１の表示器１０５と、第２の表示器１０６と、第１の操作ボタン（ＵＰ）１０７と、第２の操作ボタン（ＤＯＷＮ）１０８と、第３の操作ボタン（ＭＯＤＥ）１０９と、第１のスライド操作子（ＳＥＴ／ＲＵＮ）１１０と、第２のスライド操作子（Ｌ／Ｄ）１１１とが設けられている。
【００３４】
本発明光電センサの操作・表示部の拡大図が図２に示されている。図１及び図２を参照して明らかなように、第１の表示器１０５及び第２の表示器１０６は、いずれも４桁の７セグメントデジタル表示器で構成されており、それぞれ４桁の数字、アルファベット、さらにはそれらの組み合わせを任意に表示可能となされている。第１の操作ボタン１０７、第２の操作ボタン１０８、及び第３の操作ボタン１０９は、いずれもモメンタリタイプの押しボタンスイッチで構成されており、図２に示されるように、第１の操作ボタン１０７は『ＵＰキー』として、第２の操作ボタン１０８は『ＤＯＷＮキー』として、第３の操作ボタン１０９は『ＭＯＤＥキー』としてそれぞれ機能するように構成されている。第１のスライド操作子１１０及び第２のスライド操作子１１１はいずれもスライドスイッチを構成するものであり、図２に示されるように、第１のスライド操作子１１０は『ＳＥＴ／ＲＵＮ切替スイッチ』として、第２のスライド操作子１１１は『Ｌ／Ｄ切替スイッチ』として機能するように構成されている。
【００３５】
図１に戻って、筐体１０１の内部には、図１では図示しないが、投光用の発光素子と受光用の受光素子とが内蔵されている。投光用ファイバ２をファイバ挿入孔にしっかりと挿入すると、投光用ファイバ２の端面と投光用の発光素子の発光部とがしっかりと光結合され、これにより投光用の発光素子から発生した光は、投光用光ファイバ２を経由して、その先端の図示しないファイバヘッドから検出領域へと投光される。同様に、受光用ファイバ３をファイバ挿入孔にしっかりと挿入すると、受光用ファイバ３の端面と受光用受光素子とが光結合され、これにより図示しない受光用ファイバ３のファイバヘッドからファイバ内に導入された光は、受光用ファイバ３に案内されて、受光用の受光素子にたどり着くようになっている。以上述べた投光用の発光素子と受光用の受光素子との配置構成は従来のこの種のファイバ型光電スイッチに採用されたものと同様である。
【００３６】
図１のファイバ型光電センサの電気的ハードウェア構成の全体を示すブロック図が図３に示されている。同図に示されるように、この回路はマイクロプロセッサを主体として構成されるＣＰＵ２００を中心として構成されている。ＣＰＵ２００内には、マイクロプロセッサの他に、システムプログラムを格納したＲＯＭやプログラムの実行に必要なワーキングＲＡＭなどが内蔵されている。このようなＣＰＵ２００の構成については、各種の文献において種々公知であるから、その点についての詳細な説明は省略する。
【００３７】
図において最も左側には、先に説明した発光素子を有する投光部２０１と受光素子を有する受光部２０２とが示されている。投光部２０１には、投光用の発光素子である発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称する）２０１ａと、ＬＥＤ２０１ａを駆動するための投光駆動部２０１ｂとが含まれている。ＬＥＤ２０１ａから生ずる光のパワーは、ＣＰＵ２００からの指令によって、自動調整可能となされている。具体的には、投光駆動部２０１ｂはＣＰＵ２００から出力されるタイミング信号を受けて、一定周期（例えば、１００μｓｅｃ周期）でパルス駆動される。同時に、投光駆動部２０１ｂにおける投光電流の値は、投光電流調整回路２０３によって所定範囲で調整される。投光電流調整回路２０３はＣＰＵ２００からの指令で動作する。そのため、ＬＥＤ２０１ａは、ＣＰＵ２００で指令されたタイミングでパルス状に発光し、その際の発光輝度は投光電流調整回路２０３にて調整された投光電流の値に応じて変化する。これにより、ＬＥＤ２０１ａから生ずる光のパワーが自動調整される。
【００３８】
尚、投光パワーの自動調整態様はこれに限られるものではなく、これに加えて又はこれとは別に、ＬＥＤ２０１ａの発光期間及び／又は発光周期を変更してもよい。このような発光期間や発光周期の制御は、ＣＰＵ２００における投光制御プログラムを適宜に設計することによって容易に実施することができる。
【００３９】
受光部２０２には、受光用の受光素子であるフォトダイオード（以下、ＰＤと称する）２０２ａと、ＰＤ２０２ａの出力を増幅するための増幅回路２０２ｂと、増幅回路２０２ｂの出力をＡ／Ｄ変換してＣＰＵ２００に取り込ませるためのＡ／Ｄコンバータ２０２ｃとが含まれている。このように、ＰＤ２０２ａが受け取る受光量は、増幅回路２０２ｂで増幅された後、Ａ／Ｄコンバータ２０２ｃでデジタル値に変換されて、ＣＰＵ２００に取り込まれる。このとき、増幅回路２０２ｂの増幅率は、ＣＰＵ２００の制御で作動する受光増幅率調整回路２０４の作用により、所定範囲で調整可能とされている。換言すれば、ＰＤ２０２ａが受け取る受光量は、増幅回路２０２ｂにて所定の変換率をもって変換された後、ＣＰＵ２００に取り込まれる。同時に、その時の変換率は、受光増幅率調整回路２０４の作用によって所定範囲で調整可能とされる。
【００４０】
表示部２０５は、ＣＰＵ２００における各種の演算により生成されたデータを表示させるための表示器で構成されており、この表示部２０４には、より具体的には、先に図１並びに図２を参照して説明した第１の表示器１０５並びに第２の表示器１０６が含まれている。それらの第１並びに第２の表示器１０５，１０６には、後に詳細に説明するように、本発明の自動感度調整機能に関連した各種の情報が数値、アルファベット、それらの組み合わせなどにより表示される。
【００４１】
設定入力部２０６は、オペレータが手動操作で各種のデータをＣＰＵ２００に入力するためのものであり、この設定入力部２０６には、先に図１並びに図２を参照して説明したように、第１の操作ボタン１０７、第２の操作ボタン１０８、第３の操作ボタン１０９、第１のスライド操作子１１０及び第２のスライド操作子１１１が含まれている。
【００４２】
信号入力部２０７は、先に図１を参照して説明した電気コード４の芯線４４を介して感度自動調整起動信号を入力するためのものであり、この信号入力部２０７を介して芯線４４からの感度自動調整起動信号がＣＰＵ２００へと取り込まれる。
【００４３】
出力部２０９は、ＣＰＵ２００で生成された物体検出用の検出信号を電気コード４に含まれる芯線４３へと出力するためのものである。これにより、ＣＰＵ２００で生成された物体検出用の検出信号は、出力部２０９を介して電気コード４内の芯線４３へと送り出される。電気コード４に含まれる芯線４３及び４４は、一般的には、ＰＬＣ（プログラマブルロジックコントローラ）や制御用コンピュータ等の上位装置へと接続される。
【００４４】
メモリ部２０８は、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリ素子で構成されている。このメモリ部２０８には、出荷前にメーカ側で設定された各種のデータや出荷後にユーザ側で設定された各種のデータが格納される。特に、本発明に関連したデータとしては、自動感度調整に使用される検出値の目標値データ等が格納される。
【００４５】
電源回路２１０は、以上説明した投光部２０１、受光部２０２、投光電流調整回路２０３、受光増幅率調整回路２０４、表示部２０５、設定入力部２０６、信号入力部２０７、メモリ部２０８、及び出力部２０９に対して安定化直流電源を供給するものであり、電源安定化回路などで構成されている。より具体的には、この電源回路２１０は、電気コード４に含まれる芯線４２を介して電源Ｖｃｃが供給され、芯線４１を介してＧＮＤが供給される。
【００４６】
次に、以上述べた機械的構造並びに電気的なハードウェア構成を前提として、この光電センサに備えられた様々な機能並びにそれらを実現するためにＣＰＵ２００で実行されるシステムプログラムの構成について説明する。
【００４７】
この光電センサには、選択的に実行（ＯＮ／ＯＦＦ）可能な複数の機能が備えられている。それらの機能のそれぞれには、様々な選択肢が用意されている。それらの機能の選択（ＯＮ／ＯＦＦ）並びに選択肢の選択は、この光電センサをＳＥＴモードに設定することで行うことができる。特定の選択肢に従ってＯＮ設定された機能を実現させる動作は、この光電センサをＲＵＮモードに設定することで行うことができる。動作モードをＳＥＴモードとするかＲＵＮモードとするかの指定は、図２に示されるように、第１のスライド操作子１１０を『ＳＥＴ』側とするか、『ＲＵＮ』側とするかにより行うことができる。因みに、第２のスライド操作子１１１は、この光電センサの検出出力信号の論理極性を設定するためのもので、第２のスライド操作子１１１が『Ｌ』側に設定されているといわゆるライトオンモードとなり、『Ｄ』側に設定されるとダークオンモードとなる。
【００４８】
ＣＰＵで実行されるシステムプログラムの全体を概略的に示すゼネラルフローチャートが図４に示されている。このシステムプログラムは電源投入によって実行を開始される。
【００４９】
同図において、処理が開始されると、まず初期設定処理（ステップ４０１）が実行される。この初期設定処理（ステップ４０１）においては、後述するルーチン処理を開始するに先だって必要な各種の初期設定処理が実行される。この初期設定処理には、各種メモリ、表示灯、制御出力の初期化の実行や、メモリ部２０８に含まれるＥＥＰＲＯＭからの必要項目の読み出しとデータチェックを行う処理などが実行される。
【００５０】
初期設定処理（ステップ４０１）が実行を完了すると、ルーチン処理への移行が行われ、その最初においてまず第１のスライド操作子１１０の設定状態が参照される（ステップ４０２）。ここで、第１のスライド操作子１１０が『ＳＥＴ』側へ設定されていれば（ステップ４０２ＳＥＴ）、続いてＳＥＴモード初期設定処理（ステップ４０３）が実行される。このＳＥＴモード初期設定処理（ステップ４０３）では、ＳＥＴモード用設定値の初期化や機能番号Ｆの初期化（Ｆ＝０）などが行われる。
【００５１】
ＳＥＴモード初期設定処理（ステップ４０３）が実行を完了すると、以後、第１のスライド操作子１１０が『ＳＥＴ』側へ設定された状態にある限り（ステップ４０５ＹＥＳ）、様々な機能（Ｆ）に関するＳＥＴモード処理（ステップ４０４）が実行される。この状態において、ユーザは、第１の操作ボタン１０７、第２の操作ボタン１０８、第３の操作ボタン１０９を適宜に操作することによって、当該光電センサに用意された様々な機能（Ｆ）のＯＮ／ＯＦＦ設定、さらには、各機能（Ｆ）別の個別設定処理を実行することができる。これらの機能（Ｆ）の中には、本発明に関連した、自動感度調整機能が含まれている。そのため、後に図７のフローチャート並びに図１２の説明図を参照して説明する自動感度調整機能の設定処理は、このＳＥＴモード処理（ステップ４０４）内において実行される。
【００５２】
一方、第１のスライド操作子１１０の設定状態を参照した結果、『ＲＵＮ』側へと設定されたと判定されると（ステップ４０２ＲＵＮ）、続いて、ＲＵＮモード初期設定処理（ステップ４０６）が実行される。このＲＵＮモード初期設定処理（ステップ４０６）においては、表示灯、制御出力の初期化、しきい値及び各種ＲＵＮモード用設定値の初期化などが行われる。尚、後に図８〜図１０のフローチャート、並びに、図１１の説明図及び図１３の表示例を参照して説明する自動感度調整機能については、このＲＵＮモード処理（ステップ４０７）において実行される。
【００５３】
このように、ＣＰＵ２００で実行されるシステムプログラムは、いわゆる電源投入直後に行われるイニシャル処理である初期設定処理（ステップ４０１）と、ルーチン処理であるところの２つの処理、すなわちＳＥＴモード処理（ステップ４０４）及びＲＵＮモード処理（ステップ４０７）に大別される。
【００５４】
ＳＥＴモード処理の全体を示すフローチャートが図５に示されている。同図において、処理が開始されると、まず機能別表示処理（ステップ５０１）が実行される。この機能別表示処理（ステップ５０１）では、機能番号（Ｆ）に該当する様々な表示処理が実行される。
【００５５】
続いて、キー入力検知処理が実行され（ステップ５０２）、図１並びに図２に示される操作ボタン１０７〜１０９並びにスライド操作子１１０，１１１におけるキー入力操作の有無を待機する状態となる（ステップ５０３ＮＯ）。
【００５６】
この状態において、キー入力有りと判定され（ステップ５０３ＹＥＳ）、しかも機能切替に相当するキー入力シーケンスが確認されると（ステップ５０４ＹＥＳ）、機能切替指令が確認される度に、機能番号（Ｆ）の値は全機能数に達するまで＋１ずつインクリメントされ（ステップ５０５，５０６ＮＯ）、全機能数に達すると共に（ステップ５０６ＹＥＳ）、再びゼロリセットされて（ステップ５０７）、機能（Ｆ）の循環切替が実行される。
【００５７】
この状態において、そのとき設定されている機能（Ｆ）に関する実行が指示されると（ステップ５０４ＮＯ，５０８ＹＥＳ）、機能別実行処理が実行され、機能番号（Ｆ）に該当する処理が行われる（ステップ５０９）。
【００５８】
本発明に関する感度自動調整モードにおいては、この機能別実行処理（ステップ５０９）において、検出値の目標値として工場出荷時に設定されたデフォルト値を使用するか、それともユーザの希望する任意の目標値を使用するかの設定が可能とされている。
【００５９】
自動感度調整機能に関連した機能別実行処理の要部の詳細を示すフローチャートが図７に示されている。この図７に示されるフローチャートは、図５に示されるキー入力検知処理（ステップ５０２）において、所定のキー操作が検知され、その結果、機能実行判定処理（ステップ５０８）において、自動感度調整機能であると判定されたことによって実行される。ここで、目標値を変更する操作手順を示す説明図を図１２に併せて示す。
【００６０】
図７のフローチャート並びに図１２の説明図を参照しつつ説明すると、モード切替スイッチを構成するスライドスイッチ１１０が『ＳＥＴ』側へと設定されると、第１の表示器１０５にはその時の受光量（この例では、『２１３０』）が表示され、第２の表示器１０６にはその時のしきい値（この例では『１０００』）が表示される。
【００６１】
この状態において、目標値変更要求に相当するキー操作が行われると（ステップ７０１ＹＥＳ）、図１２に示されるように、第１の表示器１０５には目標値設定を示す表示（この例では、『ＳＦｒＬ』が表示され、第２の表示器１０６にはその時の目標値（この例では、『１００』が表示される。
【００６２】
この状態において、第１の操作ボタン１０７及び第２の操作ボタン１０８を適宜に操作すると、図７のフローチャートにおいて、キー入力処理（ステップ７０２）によってキー操作が検出された後、その操作内容が『上昇』を示すか『下降』を示すかの判定処理が実行される（ステップ７０３，７０４）。ここで、操作内容が『上昇』を指示するものと判定されれば（ステップ７０３ＹＥＳ）、そのときの目標値は上昇方向へと変更されるのに対し（ステップ７０５）、逆に『下降』と判定されれば（ステップ７０４ＹＥＳ）、その時の目標値は下降方向へと変更される（ステップ７０６）。この例にあっては、目標値の値は、図１２に示されるように、所定の下限値（この例では『１００』）〜所定の上限値（この例では『３９００』）の範囲でのみ変更可能とされている。尚、図７のフローチャートには示されてはいないが、ユーザが所定の操作で『ＦＵＬＬ』を選択すると、実行時現在の受光レベルなどに拘わらず、装置の感度は最大感度となるように仕組まれている。
【００６３】
このようにして希望する目標値への設定が完了したならば、所定の完了操作を行うことによって、図７のフローチャートに示されるように、設定完了が判定され（ステップ７０７ＹＥＳ）、こうして得られた目標値データはメモリ部２０８に含まれるＥＥＰＲＯＭに格納され、その後の自動感度調整機能に利用される。
【００６４】
図５のフローチャートにおいて、機能切替指令でもなく（ステップ５０４ＮＯ）、及びいずれの機能実行でもないと判定されれば（ステップ５０８ＮＯ）、処理は終了して、以上の動作が繰り返し実行される（ステップ５０１〜５０８）。
【００６５】
次に、図４のフローチャートに示されるＲＵＮモード処理（ステップ４０７）の詳細について説明する。ＲＵＮモード処理の全体を示すフローチャートが図６に示されている。同図に示されるように、このＲＵＮモード処理の全体は、通常処理（ステップ６０１〜６０５）と割込処理（ステップ６０６〜６０８）とに大別される。そして、割込処理（ステップ６０６〜６０８）は、時間Ｔｓｅｃ毎（例えば、１００μｓｅｃ毎）にタイマ割込で実行される。
【００６６】
まず、通常処理（ステップ６０１〜６０５）について説明する。処理が開始されると、表示灯制御処理（ステップ６０１）が実行される。この表示灯制御処理（ステップ６０１）では、指定された表示内容に応じて、７セグメントデジタル表示器である第１及び第２の表示器１０５，１０６の点灯制御を行う。
【００６７】
続いて、オートパワーコントロール（以下、ＡＰＣという）処理（ステップ６０２）が実行される。このＡＰＣ処理（ステップ６０２）では、発光素子から出てファイバに入射しなかった光を直接受光するように配されたモニタ用の受光素子を用いて、後述する計測用の投受光処理（ステップ６０６）で取得したモニタ受光量を監視し、一定期間毎に、ＡＰＣ補正を実施する。このＡＰＣ補正は、この例においては、発光素子の発光効率の経時変化を補償することを目的として投光電流のパワー制御により行われている。
【００６８】
続いて、キー入力検知処理（ステップ６０３）が実行される。このキー入力検知処理（ステップ６０３）においては、一定期間毎に、キー入力の検知を行い、入力を検知した場合は、該当処理の実行ができるように設定を行う。続いて、キー入力対応処理（ステップ６０４）が実行されて、検知されたキー入力に対応する様々な処理が実行される。
【００６９】
本発明の要部である自動感度調整機能においては、図８〜図１０のフローチャート並びに、図１１及び図１３の説明図に示されるように、この入力キー対応処理（ステップ６０４）において、感度の自動調整処理並びに感度の設定解除処理が行われる。
【００７０】
図６に示される入力キー対応処理（ステップ６０４）の中で、本発明に関連する部分の要部の詳細を示すフローチャートが図８に示されている。このフローチャートには、感度自動調整処理並びに感度設定解除処理が主として示されている。
【００７１】
同図において処理が開始されると、感度自動調整処理の開始指示又は感度設定解除処理の開始指示を待機する状態となる（ステップ８０１，８０２）。ここで、この例にあっては、図１１（ａ）に示されるように、スライド操作子１１０を『ＲＵＮ』側へ設定した状態で、第３の操作ボタン１０９を３秒間続けて押下することによって、感度自動調整機能の実行開始を指示することが可能とされている。
【００７２】
図８のフローチャートにおいて、感度自動調整開始指示が確認されると（ステップ８０１ＹＥＳ）、続いて、投光電流の初期化及び目標値の読込が行われる（ステップ８０３）。この例にあっては、投光電流の値は等間隔でＮ段階（例えば１２０００段階）に設定可能となされており、ステップ８０３では最大値に設定される。また先に説明したように、目標値については、図３に示されるメモリ部２０８内のＥＥＰＲＯＭから読み出しが可能となされている。こうして、投光電流の初期化並びに目標値の読込が完了すると、続いて受光ゲイン調整処理（ステップ８０４）が実行される。
【００７３】
受光ゲイン調整処理の詳細を示すフローチャートが図９に示されている。この例にあっては、受光ゲインとは増幅回路２０２ｂの増幅率のことを意味しており、先に説明したように、この増幅率は受光増幅率調整回路２０４の作用によって、調整が可能となされている。特に、この例にあっては、受光ゲインの値は、ゲイン１（中）、ゲイン２（小）、ゲイン３（大）の３段階に切替設定が可能となされている。
【００７４】
以上の前提の下に、図９に示されるフローチャートが開始されると、まず受光ゲインはゲイン１（中）に設定された後（ステップ９０１）、その状態でＡ／Ｄコンバータ２０２ｃから読み込まれる『光量値』と先にＥＥＰＲＯＭから読み込まれた『目標値』との大小比較が行われる（ステップ９０２）。ここで、『光量値』が『目標値』よりも小さいと判定されると（ステップ９０２ＹＥＳ）、続いて受光ゲインはゲイン３（大）に設定された後（ステップ９０６）、その後その状態でＡ／Ｄコンバータ２０２ｃを介して読み込まれた『光量値』と『目標値』との大小比較が行われる（ステップ９０７）。ここで、『光量値』が『目標値』よりも大きいと判定されれば（ステップ９０７ＮＯ、受光ゲイン調整処理は終了して、図１０に示される投光電流調整処理へと移行が行われる。これに対して、ゲイン１からゲイン３へとゲインを増加させたにも拘わらず、なおも『光量値』のほうが『目標値』よりも小さいと判定されると（ステップ９０７ＹＥＳ）、オーバーエラー処理（ステップ９０８）が実行されて、図１３（ｂ）に示されるように、第１の表示器１０５及び第２の表示器１０６を利用して、オーバーエラー表示が行われる。この例では、第１の表示器１０５には『ＦｒＥＥ』が表示され、第２の表示器１０６には『ｏｖＥｒ』が表示される。これにより、ユーザは、設定した『目標値』が現在の『光量値』よりも高すぎることを認識することができる。この場合、感度調整は実行されない。
【００７５】
一方、ステップ９０２に戻って、『光量値』のほうが『目標値』よりも大きいと判定されると（ステップ９０２ＮＯ）、受光ゲインの値はゲイン２（小）に設定された後、新たに読み込まれた『光量値』と『目標値』との大小比較が行われる（ステップ９０４）。ここで、『光量値』のほうが『目標値』よりも大きいと判定されると（ステップ９０４ＮＯ）、受光ゲイン調整処理は正常に終了して、図１０に示される投光電流調整処理への移行が行われる。これに対して、ステップ９０４において、『光量値』のほうが『目標値』よりも小さいと判定されると（ステップ９０４ＹＥＳ）、受光ゲインの値は当初の値であるゲイン１（中）に戻された後（ステップ９０５）、受光ゲイン調整処理を正常に終了して、図１０に示される投光電流調整処理への移行が行われる。
【００７６】
図８に戻って、受光ゲイン調整処理（ステップ８０４）が終了すると、続いて投光電流調整処理（ステップ８０５）が実行される。投光電流調整処理（ステップ８０５）の詳細が、図１０のフローチャートに示されている。
【００７７】
同図において処理が開始されると、まず、投光電流の値は所定の『最小値』と大小比較される。ここで、投光電流の値が所定の『最小値』よりもさらに小さいと判定されると（ステップ１００１ＹＥＳ）、ボトムエラー処理（ステップ１００２）が実行されて、図１３（ｃ）に示されるように、第１の表示器１０５及び第２の表示器１０６を使用して、ボトムエラー表示が行われる。この例では、第１の表示器１０５には『ＦｒＥＥ』が表示され、第２の表示器１０６には『ｂｏｔｍ』が表示される。これにより、ユーザは、設定された『目標値』の値が、現在の『光量値』の値に比べて低すぎることを認識することができる。さらに、ボトムエラー処理において、投光電流は所定の『最小値』に設定される。この状態で検出動作が可能である場合があるからである。
【００７８】
一方、図１０のフローチャートに戻って、投光電流の値が所定の『最小値』よりも大きいと判定されれば（ステップ１００１ＮＯ）、投光電流調整回路２０３を介して投光駆動部２０１ｂを制御することにより、投光電流を減少させる操作が行われ（ステップ１００３）、その状態で再び『光量値』と『目標値』との大小比較が行われる（ステップ１００４）。以後、『光量値』の値が『目標値』の値を下回ると判定されるまで（ステップ１００４ＮＯ）、投光電流の値はＮ段階にステップ状に減少されていき（ステップ１００３）、『光量値』が『目標値』と一致するか又は『目標値』よりも下回るのを待って（ステップ１００４ＹＥＳ）、投光電流調整処理が終了する。
【００７９】
このように、図９に示される受光ゲイン調整処理においては、まず受光ゲインの値を中間段階であるゲイン１に設定した状態において（ステップ９０１）、『光量値』と『目標値』との大小比較を行い（ステップ９０２）、その比較結果に応じて、受光ゲインをゲイン３（大）に増加（ステップ９０６）又はゲイン２（小）に減少（ステップ９０３）しつつ、さらにその状態で、『光量値』と『目標値』との大小関係がどのようになるかを判定し（ステップ９０４，９０７）、その判定結果に応じて、必要により受光ゲインの値を調整することによって（ステップ９０５）、最終的な受光ゲインの値を決定している。その際、受光ゲインの値を最大に増加させても（ステップ９０６）、なおも『光量値』が『目標値』に達しない場合（ステップ９０７ＹＥＳ）、実際に検出される『光量値』に比較して設定された『目標値』が高すぎるものとして、オーバーエラー処理（ステップ９０８）を実行するものとしている。
【００８０】
また、図１０に示される投光電流調整処理においては、予め投光電流を最大に設定した状態において、それから徐々にステップ状にＮ段階に投光電流の値を減少させつつ（ステップ１００３）、検出される『光量値』が設定された『目標値』を下回るのを待って（ステップ１００４ＹＥＳ）、投光電流の設定を完了することとしている。そのため、以上の図９並びに図１０に示される手順の調整処理によれば、感度調整を極めて迅速に成し遂げることができる。
【００８１】
尚、ＬＥＤには大きい投光電流を流すと光量が劣化する可能性があり、投光電流が大きいほど劣化は早くなる。投光電流は必ず初期値より小さくする方向に調整することにより、ＬＥＤの劣化をできるだけ回避することができる。
【００８２】
また、投光電流を１段階ずつ調整する方式において、基準値に対して最も近い投光電流を選択することにより、基準値に対して精度良く信号レベルを調整可能となる。
【００８３】
投光電流や受光ゲイン増幅率を調整することにより、信号レベルに対するノイズレベルが変化する場合があるが、投光電流と受光増幅率調整に応じて、予め決められたテーブル（算出式）によりヒステリシス幅を調整することにより、検出精度のばらつきも低減する。
【００８４】
図８のフローチャートに戻って、投光電流調整処理（ステップ８０５）が終了すると、続いて終了処理（ステップ８０６）が実行されて、こうして得られた受光ゲイン並びに投光電流の値を示すデータはメモリ部２０８に内蔵されたＥＥＰＲＯＭに格納される（ステップ８０６）。その際、図１３（ａ）に示されるように、第１の表示器１０５及び第２の表示器１０６を利用して、感度調整が正常に終了したことを示す表示が行われる。この例では、感度調整の『目標値』は『２０００』とされ、しきい値は『１０００』とされている。この場合、第１の表示器１０５には現在の光量値として『２０００』が表示され、第２の表示器１０６にはしきい値として『１０００』が表示される。
【００８５】
一方、図８に戻って、感度調整を解除するための指示が確認された場合には（ステップ８０２ＹＥＳ）、ＥＥＰＲＯＭに格納された受光ゲインの値は工場出荷前に設定されたデフォルト値に設定され（ステップ８０７）、また投光電流値の値も同様なデフォルト値に設定される（ステップ８０８）。このように、自動的に感度が調整された後にあっても、設定入力部２０６において感度設定解除指示に相当するキー操作を行えば（ステップ８０２ＹＥＳ）、ＥＥＰＲＯＭに格納された受光ゲイン並びに投光電流値をそれぞれ工場出荷前にメーカ側で設定したデフォルト値に復帰させることができる。尚、この例にあっては、図１１（ｂ）に示されるように、第２の操作ボタン１０８と第３の操作ボタン１０９とを同時に３秒間押し続けることによって、感度設定解除指示を行うことができるように仕組まれている。
【００８６】
図６のフローチャートに戻って、このようにして入力キー対応処理（ステップ６０４）が終了すると、続いて外部入力処理（ステップ６０５）が実行される。この外部入力処理（ステップ６０５）においては、図３に示される信号入力部２０７を介して、感度自動調整起動用の入力信号の読込が行われ、この入力信号の内容がＯＮ／ＯＦＦ判定される。ここで、感度自動調整起動用の入力信号の値がＯＮ状態であると判定されれば、図８におけるステップ８０１と同様にして、感度自動調整処理の起動が確認され、以後ステップ８０３〜８０６と同様な処理が実行されて、検出される『光量値』の値は予め設定された『目標値』の値に合わせ込まれる。すなわち、この実施形態の光電センサにあっては、設定入力部３０６におけるキー操作のみならず、電気コード４に含まれる芯線４４から感度自動調整起動用の入力信号を与えることによっても、感度自動調整処理を実行させることができ、これを利用すれば、ＰＬＣや制御用コンピュータ等から感度自動調整処理を遠隔的に起動させることができる。
【００８７】
次に、時刻Ｔｓｅｃ毎に実行される割込処理について説明する。割込処理が開始されると、まず投受光処理（ステップ６０６）が実行される。この受光処理（ステップ６０６）においては、図３に示されるＬＥＤ２０１ａを投光駆動部２０１ｂを介してパルス駆動することによって、可視光又は赤外線光を発生させ、これを投光用ファイバ２を通じて投光用ヘッド（図示せず）へと導き、投光用ヘッドから検出対象領域へと放出する。同時に、検出対象領域において反射又は透過した光を、受光用ファイバ３の先端に設けられた受光ヘッドから受光用ファイバ３内へと導入し、これを受光用ファイバ３を経由してＰＤ２０２ａへと導き、ＰＤ２０２ａにて光電変換により得られた信号を、増幅回路２０２ｂにて増幅し、その後増幅出力をＡ／Ｄコンバータ２０２ｃを介してＣＰＵ２００に取り込む。これにより、検出対象領域の状況に対応する特徴量を含んだ受光量がＣＰＵ２００に取得される。
【００８８】
続いて、ＯＮ／ＯＦＦ判定処理（ステップ６０７）が実行される。このＯＮ／ＯＦＦ判定処理（ステップ６０７）においては、予め設定されたＯＮ／ＯＦＦ判定用の光量しきい値を基準として、受光量データを弁別二値化することにより、検出対象領域に物体の有無が判定される。すなわち、検出対象領域に目的とする物体が存在すれば、判定結果はＯＮとなり、存在しなければ判定結果はＯＦＦとされる。
ＯＮ／ＯＦＦ判定用の光量しきい値は、ＳＥＴモードの機能別実行処理（ステップ５０９）の一つとして用意されているティーチング機能を実行することにより設定することができる。また、光量しきい値は、ＲＵＮモードのキー入力検知処理（ステップ６０３）の一つとして、ＵＰ操作ボタン１０７およびＤＯＷＮ操作ボタン１０８の操作により変更することができる。このとき、受光量データは表示器１０５に、しきい値は表示器１０６に数値で表示される。
感度自動調整処理を実行すると光量値が目標値に合わせ込まれるので、多くの光電センサにわたって同一の使用状況に対するしきい値を繰り返し設定するときには、都度ティーチング機能を実行しなくても、手動操作で同一のしきい値を設定していくことができる。
しきい値設定についての他の実施形態においては、選択可能なしきい値を複数用意しておき、キー操作によって用意されたしきい値のいずれかを選択するようにされる。このとき、表示器１０６には選択されたしきい値を表示するか、選択されたしきい値を表す番号や符号を表示する。このような構成によれば、感度調整後の検出値が目標値に合わせられているため、目標値から所定の隔たりを有するいくつかのしきい値を用意しておいてそれらの中から選択するようにすれば支障なくしきい値調整が行える。これにより、しきい値の調整手順が簡単になり、光電センサの使用方法の標準化がいっそう推進できる。
【００８９】
こうしてＯＮ／ＯＦＦ判定処理（ステップ６０７）が実行終了すると、続いて出力制御処理（ステップ６０８）が実行されて、ＣＰＵ２００で生成された検出出力信号は、出力部２０９を介して、電気コード４に含まれる物体検出信号出力用の芯線４３へと送り出される。こうして芯線４３へと出力された検出出力信号は、例えばＰＬＣや制御用コンピュータ等の上位装置などへと送られる。
【００９０】
尚、以上説明した実施形態においては、図３に示したように、ファイバ型の光電センサとして本発明を実施したが、本発明の光電センサは、図１４に示されるように、アンプ分離型の光電センサにおいても有効に実施することができる。
【００９１】
すなわち、図１４に示されるアンプ分離型光電センサは、アンプ部３００とヘッド部４００とから構成されている。アンプ部３００には、制御部として機能するＣＰＵ３０１と、アンプ側投光部３０２と、アンプ側受光部３０３と、受光増幅率調整回路３０４と、表示部３０５と、設定入力部３０６と、信号入力部３０７と、メモリ部３０８と、出力部３０９と、電源回路３１０と、投光電流調整回路３１１とが含まれている。一方、ヘッド部４００には、ヘッド側投光部４０１とヘッド側受光部４０２とが含まれている。
【００９２】
このように、アンプ分離型光電センサの投光部は、アンプ側投光部３０２とヘッド側投光部４０１との２つに分離されている。アンプ側投光部３０２には第１の投光駆動回路３０２ａが含まれており、ヘッド側投光部４０１には発光素子であるレーザダイオード（以下、ＬＤと称する）４０１ａと第２の投光駆動回路４０１ｂとが含まれている。そのため、ＬＤ４０１ａのパルス駆動は、第１の投光駆動回路３０２ａ及び第２の投光駆動回路４０１ｂを介して行われ、同時に、第１の投光駆動回路の投光電流の調整は、投光電流調整回路３１１を介して行われる。
【００９３】
一方、受光部についても、ヘッド側受光部４０２とアンプ側受光部３０３との２つに分離されており、ヘッド側受光部４０２にはＰＤ４０２ａと第１の増幅回路４０２ｂが含まれ、アンプ側受光部３０３には第２の増幅回路３０３ａとＡ／Ｄコンバータ３０３ｂとが含まれている。そして、検出された光量値のＣＰＵ３０１への取り込みは、第１の増幅回路４０２ｂ、第２の増幅回路３０３ａ及びＡ／Ｄコンバータ３０３ｂを介して行われ、その際におけるゲインの調整は、受光増幅率調整回路３０４によってアンプ部３００側の第２の増幅回路３０３ａの増幅率を調整することで行われる。
【００９４】
このようなアンプ側とヘッド側に分離された構成においても、本発明の自動感度調整処理が実行されれば、検出された『受光量』の値は、設定された『目標値』に一致するように調整が行われるため、ユーザ側において、アンプ部３００とヘッド部４００とが別々に購入されたような場合であっても、最終的な動作環境においては、目標値に合わせ込まれた検出値が得られるような感度において、検出動作を行うことが可能となる。
【００９５】
尚、図１４に示されるアンプ分離型光電センサにあっては、ＬＤ４０１ａより検出領域へ向けて直接的に検出光を投光すると共に、検出領域からの反射光をＰＤ４０２ａにおいて直接的に受光するようにしている。ここで「直接的に」とはファイバを介さずにという意味であって、投光レンズや受光レンズを用いる場合を含めて直接的にといっている。
【００９６】
次に、同一検出対象物に対する光量値を従来方式と本発明方式とで比較して示す説明図が図１５に示されている。尚、この例にあっては、３台のファイバ型光電センサを透過型として使用して、同一の検出対象環境に適用する場合を想定している。尚、図において、１１，１２，２１，２２，３１，３２はファイバヘッドである。
【００９７】
このような場合を想定すれば、仮に３台の光電センサの特性が一致していれば、第１の表示器に表示される光量値の値は全て一致するはずである。しかしながら、先に説明したように、ファイバ型では、ファイバとアンプ部（ファイバ型のアンプ部は投光素子、受光素子も備える）との組み合わせが自由であることによる感度のばらつきに加えて、ファイバの切断具合いやアンプ部への取付具合い（投光素子、受光素子とファイバとの光学的結合効率が影響を受ける）、ファイバの曲げ具合い、さらには透過型では投光ファイバと受光ファイバとの相対配置といった使用者の行為に起因する検出値のばらつき要因があるため、光電センサの製造者においては同一使用状況における検出値のばらつきを無くすことが不可能である。
【００９８】
すなわち、同図（ａ）に示される従来方式の場合、第１の表示器に表示される光量値の値は、アンプ１にあっては『１０００』、アンプ２にあっては『３０００』、アンプ３にあっては『４０００』のごとくまちまちとなる。これに対応して、第２の表示器に表示されるしきい値の値も、アンプ１の場合には『５００』、アンプ２の場合には『１５００』、アンプ３の場合には『３０００』と異なった値とならざるを得ない。そのため、隣接して多数のアンプを配列したようなシステムを組むと、同一使用状況下においても表示がばらつくことは、メーカ側に対して不信を抱かせる原因ともなりかねないと共に、ユーザ側においても光量値やしきい値の管理を標準化することができず、結局製品毎にしきい値を個別に設定することが必要となって、使い勝手の悪い製品となる。
【００９９】
これに対して、同図（ｂ）に示される本発明方式の場合には、上述した自動感度調整機能を利用することによって、実際の光量値は各アンプ別に異なったとしても、強制的に目標値へと一致させることが可能であるため、仮に目標値を『２０００』とすれば、相隣接するアンプ部の第１の表示器に表示される光量値は全て『２０００』として一致することとなるため、第２の表示器に表示されるしきい値についても同一の値『１０００』とすることができる。そのため、多数隣接してアンプ部を配列するような場合にあっても、表示値が全て揃うことから、ユーザ側の信頼を得ることができると共に、ユーザ側にあっては光量値及びしきい値の標準化が可能となって、殊に多数の光電センサを大量に同一使用状況下で適用するような場合、個別の光量値調整やしきい値調整が不要となることから、作業性を著しく向上させることができる。
【０１００】
次に、２台の反射型ファイバセンサにてコンベア上を流れる微小物体を検出する場合の光量値を従来方式と本発明方式とで比較して示す図が図１６に示されている。同図（ａ）に示されるように、コンベア５０１上を微小物体５０２，５０２が搬送されている状況下にあって、これを真上から２台の反射型ファイバセンサ（センサＡ，センサＢ）で検出するようなアプリケーションを想定する。尚、図において、Ａ１及びＢ１はファイバヘッドである。
【０１０１】
この場合、同図（ｂ）に示されるように、従来方式にあっては、先に説明した種々の理由によって、センサＡとセンサＢの受光量が一致することは難しいため、２つのセンサＡ，Ｂに対して別々にしきい値を設定することが必要となる。
【０１０２】
これに対して、同図（ｃ）に示されるように、本発明方式を採用した場合には、感度自動調整機能を利用することによって、実際の検出光量は異なる場合であっても、最終的に得られる光量値を両センサＡ，Ｂで一致させることが可能となるため、両センサに対して共通であるしきい値Ｃを設定すればよく、しきい値の標準化が可能となる。
【０１０３】
次に、２台の透過型ファイバセンサにてコンベア上を流れる液晶基板を検出する場合の光量値を従来方式と本発明方式とで比較して示す図が図１７に示されている。尚、図において、Ａ１，Ａ２，Ｂ１，Ｂ２はファイバヘッドである。
【０１０４】
同図（ａ）に示されるように、矢印５０４で示される方向へと液晶ガラス基板５０３が搬送される状況下にあって、これを挟んでファイバヘッド（Ａ１，Ａ２及びＢ１，Ｂ２）を対向させつつ、２台のセンサ（センサＡ，センサＢ）にて検出を行うアプリケーションを想定する。
【０１０５】
同図（ｂ）に示されるように、従来方式にあっては、先に述べた理由によって、光量値を両センサＡ，Ｂで一致させることは困難となるため、反射型の場合と同様にして、各センサＡ，Ｂ毎に別々のしきい値を設定することが必要となる。これに対して、同図（ｃ）に示されるように、本発明方式にあっては、実際の受光量は異なる場合であっても、感度自動調整処理を利用することによって、検出される光量値の値を２台のセンサＡ，Ｂで一致させることができるため、共通であるしきい値Ｃを利用することが可能となり、この場合にあっても、しきい値の標準化と共に個別設定操作の容易化を図ることができ、使い勝手を著しく向上させることができる。
【０１０６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、複数の光電センサを同様な検出特性に調整することが容易であり、また、光電センサを単体で用いるときにも、しきい値などの検出値に対する評価基準の設定が容易となるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明光電センサの上部カバーを開いた状態における外観斜視図である。
【図２】本発明の一実施形態である光電センサの操作・表示部の拡大図である。
【図３】本発明の一実施形態であるファイバ型光電センサの電気的ハードウェア構成の全体を示すブロック図である。
【図４】ＣＰＵで実行されるシステムプログラムの全体を概略的に示すゼネラルフローチャートである。
【図５】ＳＥＴモード処理の全体を示すフローチャートである。
【図６】ＲＵＮモード処理の全体を示すフローチャートである。
【図７】機能別実行処理の要部の詳細を示すフローチャートである。
【図８】入力キー対応処理の要部の詳細を示すフローチャートである。
【図９】受光ゲイン調整処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１０】投光電流調整処理の詳細を示すフローチャートである。
【図１１】感度自動設定に関する操作手順の説明図である。
【図１２】目標値を変更する操作手順を示す説明図である。
【図１３】自動感度設定に関する表示例を示す図である。
【図１４】本発明の一実施形態であるアンプ分離型光電センサの電気的ハードウェア構成の全体を示すブロック図である。
【図１５】同一検出対象物に対する光量値を従来方式と本発明方式とで比較して示す説明図である。
【図１６】２台の反射型ファイバセンサにてコンベア上を流れる微小物体を検出する場合の光量値を従来方式と本発明方式とで比較して示す図である。
【図１７】２台の透過型ファイバセンサにてコンベア上を流れる液晶基板を検出する場合の光量値を従来方式と本発明方式とで比較して示す図である。
【符号の説明】
１ 光電センサ
２ 投光用ファイバ
３ 受光用ファイバ
４ 電気コード
４１ ＧＮＤ用芯線
４２ Ｖｃｃ用芯線
４３ 検出出力用芯線
４４ 感度自動調整起動用の外部入力信号のための芯線
１０１ 筐体
１０２ 透明カバー
１０３ クランプレバー
１０４ ＤＩＮレール嵌合溝
１０５ 第１の表示器
１０６ 第２の表示器
１０７ 第１の操作ボタン
１０８ 第２の操作ボタン
１０９ 第３の操作ボタン
１１０ 第１のスライド操作子
１１１ 第２のスライド操作子
２００ ＣＰＵ
２０１ 投光部
２０１ａ ＬＥＤ
２０１ｂ 投光駆動部
２０２ 受光部
２０２ａ ＰＤ
２０２ｂ 増幅回路
２０２ｃ Ａ／Ｄコンバータ
２０３ 投光電流調整回路
２０４ 受光増幅率調整回路
２０５ 表示部
２０６ 設定入力部
２０７ 信号入力部
２０８ メモリ部
２０９ 出力部
２１０ 電源回路
３００ アンプ部
３０１ ＣＰＵ
３０２ アンプ側投光部
３０２ａ 第１の投光駆動回路
３０３ アンプ側受光部
３０３ａ 第２の増幅回路
３０３ｂ Ａ／Ｄコンバータ
３０４ 受光増幅率調整回路
３０５ 表示部
３０６ 設定入力部
３０７ 信号入力部
３０８ メモリ部
３０９ 出力部
３１０ 電源回路
３１１ 投光電流調整回路
４００ ヘッド部
４０１ ヘッド側投光部
４０１ａ ＬＤ
４０１ｂ 第２の投光駆動回路
４０２ ヘッド側受光部
４０２ａ ＰＤ
４０２ｂ 第１の増幅回路
１１，１２ ファイバヘッド
２１，２２ ファイバヘッド
３１，３２ ファイバヘッド
５０１ コンベア
５０２ 微小部品
５０３ 液晶ガラス基板
５０４ 矢印
Ａ１，Ａ２ ファイバヘッド
Ｂ１，Ｂ２ ファイバヘッド

Claims (10)

1. 検出光を検出領域に向けて出射するための発光素子を有する投光部と、
   検出領域からの光を受けて、受光量に応じた検出値を得るための受光素子を有する受光部と、
   検出値の調整目標値を記憶する目標値記憶部と、
   投光部が出射する検出光のパワーおよび／または受光部における受光量から検出値への変換率を調整することにより、検出値を目標値に合わせる感度調整手段と、
   感度調整手段に対し調整の実行を指示するための調整指示手段と、
   しきい値設定手段と、
   しきい値と検出値とを比較する比較手段と、
   を備えた、前記検出領域内の物体の有無や性状に関する情報を取得する光電センサ。
2. アンプ分離型である請求項１に記載の光電センサのアンプ部。
3. ファイバ型である請求項１に記載の光電センサのアンプ部。
4. 目標値が、感度調整後に扱うことのできる検出値の範囲の中央１／３の範囲に設定されており、またはこの範囲に設定可能であり、ファイバの配置が透過型のときにも反射型のときにも共通の目標値を使用することが可能とされている請求項３に記載の光電センサ。
5. 検出値を、電圧値や電流値のようなアナログ信号として、またはデジタル化された数値を表す信号として出力する出力手段を備える請求項１に記載の光電センサ。
6. しきい値設定手段は手動設定するものであり、さらにしきい値を数値表示する表示手段を備える請求項１に記載の光電センサ。
7. しきい値設定手段は、複数用意されたしきい値のいずれかを選択するものであり、いずれのしきい値が選択されているのかを表示する表示手段をさらに備える請求項１に記載の光電センサ。
8. 目標値の変更手段をさらに備える請求項１に記載の光電センサ。
9. 請求項１の光電センサを用い、検出物体がない状態で感度調整を実行する工程と、感度調整の実行後にしきい値が所定の値となるようにしきい値設定を実行する工程と、を備える光電センサの調整方法。
10. 請求項１の光電センサを複数用い、光電センサを所定の使用状況に設置する工程、検出物体がない状態で感度調整を実行する工程、および感度調整の実行後にしきい値が複数の光電センサにわたって同一に設けられた所定の値となるようにしきい値設定を実行する工程を、各光電センサについて実行する光電センサの調整方法。

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