JP3684573B2 - 光電センサ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、しきい値を、周期的に取得される一連の受光量列の移動平均相当値の相対値として設定することにより、外部環境条件の変動やセンサ内部における温度変化等の影響による受光量の変動にも柔軟に対応して、正確な検出動作を可能とした光電センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光電センサにあっては、所定周期或いは任意のタイミングでサンプリングされる受光量を、予め設定された受光量しきい値と適宜に比較することにより、所定領域内における物体存在有無の判定を行っている。
【０００３】
受光量しきい値は、例えば、物体存在状態において取得される受光量（物体存在有り状態への変化を主たる検出対象とする場合の動作レベル）と、物体未存在状態において取得される受光量（同様の場合の背景レベル）とを予め求めておき、それら２つの受光量の相関を考慮して、ユーザ等により、検出誤動作の起こりにくい適切な値（例えば両受光量の中間値等）に設定される。判定方法としては、受光量が複数回連続して受光量しきい値を超えたか否かで判定を行うものや、受光量に所定の演算を施した上で受光量しきい値との比較を行い、その結果で判定を行うもの等様々である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、光電センサにあっては、周囲温度の変化やノイズ発生状況の悪化等の外部環境条件の変動や、センサ内部における温度変化等の影響により、内部増幅率にばらつきが生じ、物体存在有無とは無関係に、そのときどきの状況で受光量が変動しがちである。そのため、ユーザは、受光量のそのような変動を許容した検出が可能となるように、既知の背景レベルから十分な差が隔てられた値に受光量しきい値を設定することを余儀なくされている。このことは、センサの検出分解能の高精度化を妨げる一因ともなっている。
【０００５】
図１９は、従来光電センサにおける受光量の変動としきい値との関係の一例を示すグラフである。同図に示される曲線は、外部環境等の影響を受けているときの受光量（主として背景レベル）の変動を示している。この例は、所定領域内を通過するワークの存在有無検出を行った場合を示すものであり、ワークが所定領域内の通過を開始したときには（物体存在状態）、それにより受光量が瞬時減少している。尚、このような場合、本来であれば、ワークが所定領域内を通過しきったときには、通過直前の背景レベルと同一となる筈である。
【０００６】
同図において、しきい値（１）は、既知の背景レベルと既知の動作レベルとに基づき算出（両レベルの中間値）されたものである。このしきい値（１）を設定した場合には、外部環境等の影響を受けて受光量の変動が起こっているときには、予定された事象変化（この例では、物体存在有無の反転）が生じていないにも拘わらず、背景レベルがしきい値（１）を下回り、それによる誤検出（誤動作）が起こる。そこで、このような受光量の変動を考慮して、既知の背景レベルに対して十分低いしきい値（２）を設定した場合には、今度は、正常な受光量の変化（同図における急激な減少）にも反応しないと言った不具合が生じる。
【０００７】
このような不具合は、例えば、ガラス等の半透明物体の存在有無を検出するような場合において特に顕著となる。すなわち、背景レベルと動作レベルとの差が微少である場合には、それに応じて背景レベルとしきい値との差を微少な値に保たねばならない。しかしながら、一方では、温度変化等による受光量変動を予め考慮して、上述したように背景レベルとしきい値との差を十分に確保しなければならず、結局は、上記誤動作の発生を免れないといった問題があった。
【０００８】
尚、このような内部温度変化等の影響による信号レベルの変動は、光電センサのみならず、超音波センサ、近接センサ、圧力センサ、温度センサ、煙感知器（ガスセンサ）、ｐＨセンサ等々、事象の発生と相関のある特徴量に基づき事象の発生有無を検出する種々のセンサにも共通にみられる問題である。
【０００９】
本発明は、上述の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、外部環境条件の変動やセンサ内部における温度変化等の影響による受光量の変動に柔軟に対応して、正確な検出動作を可能とした光電センサを提供することにある。
【００１０】
この発明の他の目的とするところは、背景レベルと動作レベルとの差が微少である場合にも、正確な検出を可能とした光電センサを提供することにある。
【００１１】
この発明の更に他の目的とするところは、外部環境条件の変動やセンサ内部における温度変化等の影響による受光量の変動に柔軟に対応して正確な検出動作が可能であり、かつ当該センサにおける各種設定値を、検出対象物体の搬送速度に応じて自動設定するようにしたセンサシステムを提供することにある。
【００１２】
この発明の更に他の目的及び効果は、明細書中の以下の記載から当業者であれば容易に理解されるであろう。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するための本発明の第１実施形態は、周期的に取得される一連の受光量列の移動平均相当値を生成する演算手段と、移動平均相当値に対して加算すべきオフセット量を設定するためのオフセット量設定手段と、受光量現在値を、移動平均相当値にオフセット量を加算して得られる受光量しきい値と比較して弁別２値化する第１の弁別手段と、第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別手段とを有する光電センサとされる。
【００１４】
ここで、『移動平均相当値』とあるが、‘相当値’で示されるように、当該移動平均相当値は必ずしも平均値そのものでなくともよく、移動平均値の近似値（移動平均値相当）を広く含むものである。
【００１５】
また、『加算』とあるが、「〜すべき」とあるように、当該記載はオフセット量の算出乃至生成態様をこれのみに限定するものではない。本発明の第１実施形態は、主として、しきい値を、移動平均相当値にオフセット量を加算したものとすることで、結果的に、内部温度変化等の影響による受光量変動に追従するようにしてしきい値を適宜設定可能としたものであるが、例えば、オフセット量を移動平均値から‘減算’する、といった程度のしきい値算出態様の変更は、当業者であれば容易に想到されるであろう。
【００１６】
尚、例えば、透過型、反射型といった検出態様の変更や、センサの使用状況により想定される事象変化（物体存在有無）に基づく受光量の変化の方向が反転するような場合が想定される。そのような場合には、予め、加算すべきオフセット量を、プラス又はマイナスの双方の値に設定可能としておけば、それぞれの状況に臨機応変に対応してしきい値の設定が可能となる。
【００１７】
『第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個数判定用しきい値と比較して弁別２値化する』とあるが、これは、例えば、第１弁別手段による２値化出力“１”又は“０”が規定回数（連続個数判定用しきい値）連続したとき、それに対応して２値化出力“１”又は“０”を生成するような場合が挙げられる。
【００１８】
本発明の第１実施形態によれば、しきい値を、内部温度変化等による受光量変動に追従するようにして適宜に設定することができるから、外部環境の変化やセンサ内部の温度変化等により、受光量に変動が生じても、安定した検出を行うことができる。
【００１９】
また、これにより、受光量変動を予め考慮して、背景レベルとしきい値との差を必要以上に大きく設ける必要がなくなり、検出分解能の高精度化を図ることが可能となる。
【００２０】
第１実施形態においては、しきい値は、移動平均相当値にオフセット量を加算することにより算出されるものとしたが、本発明の第２実施形態では、当該しきい値は、移動平均相当値にオフセット係数を乗算することで、移動平均相当値との比率が一定となるように設定される。
【００２１】
すなわち、本発明の第２実施形態は、周期的に取得される一連の受光量列の移動平均相当値を生成する演算手段と、移動平均相当値に対して乗算すべきオフセット係数を設定するためのオフセット係数設定手段と、受光量現在値を、移動平均相当値にオフセット係数を乗算して得られる受光量しきい値と比較して弁別２値化する第１の弁別手段と、第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別手段とを有する光電センサとされる。
【００２２】
ここで、『乗算』とあるが、これについても、「〜すべき」とあるように、その算出態様を限定するための記載ではない。本発明の第２実施形態は、主として、しきい値を、移動平均相当値にオフセット係数を乗算したものとすることにより、結果的に、内部温度変化等の影響による受光量変動に追従するようにしきい値を適宜設定可能としたものであるが、例えば、移動平均値にオフセット係数を‘除算’する、といった程度のしきい値算出態様の変更は、当業者であれば容易に想到されるであろう。
【００２３】
第２実施形態においても、例えば、透過型、反射型といった検出態様の変更や、センサの使用状況により、想定される事象変化に基づく受光量の変化の方向が反転するような場合が想定される。そのような場合には、予め、乗算すべきオフセット係数を、物体存在有無の反転に基づく受光量の変化の方向別に設定可能としておけば（具体的一例としては、例えば、‘０．８’と‘１．２５’等（移動平均相当値の上下それぞれの値にしきい値を設定可能な組合せ））、それぞれの状況に合わせたしきい値を設定できる。
【００２４】
本発明の第１、第２実施形態において、好ましくは、移動平均相当値を生成するための演算に使用される受光量列の取得周期を設定するための取得周期設定手段が更に設けられる。
【００２５】
また、好ましい他の一例では、移動平均相当値を生成するための演算に使用される受光量列の受光量個数を設定するための受光量個数設定手段が設けられる。
【００２６】
また、好ましい他の一例では、第２の弁別手段に使用される連続個数判定用しきい値を設定するための手段が設けられる。
【００２７】
このような態様によれば、センサの使用状況に応じて、各値（取得周期、受光量個数、連続個数判定用しきい値）を好ましい任意の値に設定することができる。一例としては、例えば、取得周期が早くなるように設定することにより、センサの応答速度を上げることができる。また、受光量個数が多くなるように設定することにより、ノイズ等の影響を極力抑えたより正確な移動平均相当値を得るようにすることができる。また、連続個数判定用しきい値を多く設定することで、ノイズに基づく誤検出を排除し、検出精度をより一層高めることができる。
【００２８】
ここでより好ましくは、受光量列の取得周期、受光量列の受光量個数、および連続個数判定用しきい値の設定は、予め用意された複数種類の設定パターンの中から希望する設定パターンの符号を指定することにより一括設定されるようにする。
【００２９】
このような態様によれば、それら３種の設定値を一括して設定できるから、それらを個々に設定するといったユーザの手間暇も解消される。また、予め、それら３種の設定値の好ましい組合せパターンを用意しておけば、操作に不慣れなユーザでも、簡易にかつ良好な設定を行うことが可能となる。
【００３０】
第１、第２実施形態において、好ましくは、外部機器を介して生成される搬送装置の搬送速度信号を入力する手段が更に設けられ、取得周期、受光量個数、又は、連続個数判定用しきい値は、該搬送速度信号に基づき自動設定されるようにされる。
【００３１】
ここで、『外部機器』としては、例えば、パルスエンコーダ等が上げられる。また、『搬送装置』としては、ベルトコンベア等が挙げられる。
【００３２】
このような態様によれば、搬送装置により搬送される検出対象物体の存在有無を検出するような場合には、取得周期、受光量個数、又は、連続個数判定用しきい値を、検出対象物体の搬送速度に応じて、適切な値に自動調整することが可能となる。また、それら設定に係る手間暇も解消される。尚、如何なる搬送速度に対して如何なる設定値の調整を行うかは、検出状況に応じて予め定めておけばよい。
【００３３】
次に、第１、第２実施形態においては、‘教示’を介して、「オフセット量」又は「オフセット係数」を自動設定することにより、それらの設定に係るユーザ等の手間暇を解消することができる。
【００３４】
すなわち、第１実施形態においては、教示操作を介して物体存在有無のそれぞれの状態における受光量を記憶する手段が更に設けられ、オフセット量設定手段は、記憶された受光量に基づき、オフセット量を自動設定するようにする。
【００３５】
また、第２実施形態においては、教示操作を介して物体存在有無のそれぞれの状態における受光量を記憶する手段が更に設けられ、オフセット係数設定手段は、記憶された受光量に基づき、オフセット係数を自動設定するようにする。
【００３６】
尚、ここで、『教示』とあるが、当該教示は、例えば、ユーザのテンキー操作や、ＰＬＣ等からのデータ受信を介して、それぞれの状態に対応する既知の受光量を数値データとして直接入力することにより行うこともできるし、或いは、その都度、センサに受光量を実測させるようにしてもよい。
【００３７】
ここで、より好ましくは、第１、第２実施形態において、‘教示’に際するセンサへの操作は、例えばＰＬＣ等の外部装置から到来する教示信号に基づき自動で行われる。具体的には、例えば、そのときどきの投受光処理を経て取得される受光量を、外部装置からの教示信号に基づき、物体存在有無の何れかの状態における受光量として特定し、それにより得られた２つの受光量からしきい値を自動算出する態様のものが挙げられる。
【００３８】
次に、本発明の第１、第２実施形態において、好ましくは、受光量現在値と受光量しきい値との比較結果に基づき、その受光量現在値を、演算手段における移動平均相当値生成のための新たな受光量列の１つとして採用するか否かを弁別する手段が更に設けられる。
【００３９】
このような態様によれば、例えば、単発的に受光量しきい値を越えるような受光量が取得された場合には、それをノイズと見なし、当該受光量については移動平均相当値生成に採用しないようにすることで、ノイズによる受光量しきい値の変動を抑制することができる。また、例えば、受光量現在値が、事象変化に基づく変化の方向へ受光量しきい値を越えたときには、当該受光量を、物体存在有無の反転に基づく受光量変化と見なして直ちに移動平均相当値の算出に反映させないようにすることで、当該反転最中の受光量しきい値を固定したものとすることも可能となり、より正確な検出動作が保証される。
【００４０】
ここで、より好ましくは、新たな移動平均相当値生成に採用される受光量現在値のうち、そのときの移動平均相当値近傍の所定範囲外の値を有する受光量現在値については、該移動平均相当値近傍の規定値に置換されるようにする。
【００４１】
このような態様によれば、例えば、検出対象物体の表面状態等に基づく受光量の多少の変動分に対しては、そのときの移動平均相当値近傍の所定範囲外の値で特定される受光量に置換することで、そのような受光量の変動に基づく移動平均相当値の変動を抑制することができる。
【００４２】
次に、本発明の第３、第４実施形態は、上述の第１、第２実施形態を適用したセンサシステムとして実現される。
【００４３】
本発明の第３実施形態は、搬送装置と、該搬送装置の搬送速度に対応した速度パルスを生成する速度パルス生成装置と、光電センサとを備え、該搬送装置により順次搬送されてくる検出対象物体が所定領域内に存在するか否かを検出するセンサシステムであって、光電センサは、周期的に取得される一連の受光量列の移動平均相当値を生成する演算手段と、移動平均相当値に対して加算すべきオフセット量を設定するためのオフセット量設定手段と、受光量現在値を、移動平均相当値にオフセット量を加算して得られる受光量しきい値と比較して弁別２値化する第１の弁別手段と、第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別手段と、速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パルスに基づき、移動平均相当値を生成するための演算に使用される受光量列の取得周期を自動設定する手段と、を有することを特徴とする。
【００４４】
ここで、『搬送装置』としては、例えば、ベルトコンベア等が挙げられる。また、『パルス生成装置』としては、例えば、ロータリーエンコーダが挙げられる。本発明の第３実施形態によれば、検出対象物体の搬送速度に応じて、センサ応答速度や検出精度等を考慮した取得周期を適宜に設定することができる。
【００４５】
尚、ここでは、『速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パルスに基づき、移動平均相当値を生成するための演算に使用される受光量列の取得周期を自動設定する手段』を設け、搬送速度に応じて取得周期を自動設定するようにしたが、これとは別に、例えば、『速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パルスに基づき、移動平均相当値を生成するための演算に使用される受光量列の受光量個数を自動設定するための受光量個数設定手段』を設け、搬送速度に応じて受光量個数を自動設定するようにしてもよい。同様に、『速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パルスに基づき、第２の弁別手段に使用される連続個数判定用しきい値を自動設定するための手段』を設け、搬送速度に応じて連続個数を自動設定するようにすることもできる。
【００４６】
また、本発明の第４実施形態は、搬送装置と、該搬送装置の搬送速度に対応した速度パルスを生成する速度パルス生成装置と、光電センサとを備え、該搬送装置により順次搬送されてくる検出対象物体が所定領域内に存在するか否かを検出するセンサシステムであって、光電センサは、周期的に取得される一連の受光量列の移動平均相当値を生成する演算手段と、移動平均相当値に対して乗算すべきオフセット係数を設定するためのオフセット係数設定手段と、受光量現在値を、移動平均相当値にオフセット係数を乗算して得られる受光量しきい値と比較して弁別２値化する第１の弁別手段と、第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別手段と、速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パルスに基づき、移動平均相当値を生成するための演算に使用される受光量列の取得周期を自動設定するための手段と、を有することを特徴とする。
【００４７】
尚、ここでは、『速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パルスに基づき、移動平均相当値を生成するための演算に使用される受光量列の取得周期を自動設定する手段』を設け、搬送速度に応じて取得周期を自動設定するようにしたが、これとは別に、第４実施形態においても、例えば、『速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パルスに基づき、移動平均相当値を生成するための演算に使用される受光量列の受光量個数を自動設定するための受光量個数設定手段』を設け、搬送速度に応じて受光量個数を自動設定するようにしてもよい。同様に、『速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パルスに基づき、第２の弁別手段に使用される連続個数判定用しきい値を自動設定するための手段』を設け、搬送速度に応じて連続個数を自動設定するようにすることもできる。
【００４８】
第３、第４実施形態によれば、外部環境条件の変動やセンサ内部における温度変化等の影響による受光量の変動に柔軟に対応して、正確な検出動作が可能であり、かつ、取得周期、受光量個数、又は、連続個数判定用しきい値を、検出対象物体の搬送速度に応じて自動調整可能なセンサシステムが提供される。尚、如何なる搬送速度に対して如何なる設定値の調整を行うかは、検出状況に応じて予め定めておけばよい。
【００４９】
尚、第１〜第４実施形態は、何れも光電センサを使用したものであるが、これらの検出原理は、この他種々のセンサにも適用することができる。
【００５０】
本発明の第５実施形態は、周期的に取得される一連の特徴量列の移動平均相当値を生成する演算手段と、移動平均相当値に対して加算すべきオフセット量を設定するためのオフセット量設定手段と、特徴量現在値を、移動平均相当値にオフセット量を加算して得られる特徴量しきい値と比較して弁別２値化する第１の弁別手段と、第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別手段とを有するセンサとされる。
【００５１】
『センサ』とあるが、具体的には、光電センサの他、音量、磁気抵抗、圧力等に基づく特徴量を利用して所定範囲内における検出対象物体の存在を検出する超音波センサ、近接センサ、圧力センサや、熱量に基づく特徴量を利用して例えば室内温度上昇等を検出する温度センサ、ガス吸着効果や化学反応等に基づく特徴量を利用して例えば火災発生等を検出する煙感知器（ガスセンサ）、電位差に基づく特徴量を利用して例えば水質汚染発生等を検出するｐＨセンサ等々、種々のものが挙げられる。
【００５２】
また、本発明の第６実施形態は、周期的に取得される一連の特徴量列の移動平均相当値を生成する演算手段と、移動平均相当値に対して乗算すべきオフセット係数を設定するためのオフセット係数設定手段と、特徴量現在値を、移動平均相当値にオフセット係数を乗算して得られる特徴量しきい値と比較して弁別２値化する第１の弁別手段と、第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別手段とを有するセンサとされる。
【００５３】
第５実施形態において、好ましくは、オフセット量設定手段は、加算すべきオフセット量を、プラス又はマイナスの双方の値に設定可能とされる。
【００５４】
また、第６実施形態において、好ましくは、オフセット係数設定手段は、乗算すべきオフセット係数を、事象発生有無の反転に基づく特徴量の変化の方向別に設定可能とされる。
【００５５】
第５、第６実施形態において、好ましくは、移動平均相当値を生成するための演算に使用される特徴量列の取得周期を設定するための取得周期設定手段が設けられる。
【００５６】
また、第５、第６実施形態において、好ましい他の一例では、移動平均相当値を生成するための演算に使用される特徴量列の特徴量個数を設定するための特徴量個数設定手段を更に設けられる。
【００５７】
また、第５、第６実施形態において、好ましい他の一例では、第２の弁別手段に使用される連続個数判定用しきい値を設定するための手段が更に設けられる。
【００５８】
ここでより好ましくは、特徴量列の取得周期、特徴量列の特徴量個数、および連続個数判定用しきい値の設定は、予め用意された複数種類の設定パターンの中から希望する設定パターンの符号を指定することにより一括設定されるようにする。
【００５９】
または、第５、第６実施形態においては、外部機器を介して生成される搬送装置の搬送速度信号を入力する手段を設け、取得周期、特徴量個数、又は、連続個数判定用しきい値は、該搬送速度信号に基づき自動設定されるようにしてもよい。
【００６０】
第５、第６実施形態においても、‘教示’を介して、「オフセット量」又は「オフセット係数」を自動設定することにより、それらの設定に係るユーザ等の手間暇を解消することができる。
【００６１】
すなわち、第５実施形態においては、教示操作を介して物体存在有無のそれぞれの状態における特徴量を記憶する手段を設け、オフセット量設定手段は、記憶された特徴量に基づき、オフセット量を自動設定するようにする。
【００６２】
また、第６実施形態においては、教示操作を介して物体存在有無のそれぞれの状態における特徴量を記憶する手段を設け、オフセット係数設定手段は、記憶された特徴量に基づき、オフセット係数を自動設定するようにする。
【００６３】
また、第５、第６実施形態の何れにおいても、教示操作を、例えばＰＬＣ等の外部装置から到来する教示信号に基づき自動で行うようにすることもできる。
【００６４】
また、第５、第６実施形態において、好ましくは、特徴量現在値と特徴量しきい値との比較結果に基づき、その特徴量現在値を、演算手段における移動平均相当値生成のための新たな特徴量列の１つとして採用するか否かを弁別する手段が設けられる。
【００６５】
ここで、より好ましくは、新たな移動平均相当値生成に採用される特徴量現在値のうち、そのときの移動平均相当値近傍の所定範囲外の値を有する特徴量現在値については、該移動平均相当値近傍の規定値に置換されるようにする。
【００６６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明センサの好適な一実施形態を添付図面に従って詳細に説明する。
【００６７】
本実施形態による光電センサの回路構成の概略が図１のブロック図により示されている。
【００６８】
同図に示されるように、この光電センサ１は、物体検出領域（所定領域）へと向けて赤外線投光を行うための投光部１１と、物体検出領域を経て到来する投光部１１からの赤外線投光を受け取るための受光部１２と、光電センサ１への各種情報入力のための入力部１３と、検出結果に基づく出力を外部機器へ出力するための出力部１４と、表示部１５と、メモリ部１６と、それらを統括制御するＣＰＵ１７とを有している。
【００６９】
投光部１１は、投光素子としてのＬＥＤ１１１と、ＣＰＵ１７から出力されるタイミング制御信号に同期してＬＥＤ１１１の駆動パルスを生成するＬＥＤ駆動部１１２とを有してなる。
【００７０】
受光部１２は、受光素子としてのＰＤ（フォトダイオード）１２１と、ＣＰＵからのタイミング制御信号に同期して、ＰＤ１２１から得られる受光量を増幅してＣＰＵ１７に出力するアンプ部１２２とを有してなる。
【００７１】
入力部１３は、検出に係る各種設定のためのスライドスイッチ（図示は省略する）や操作ボタン等で構成される操作入力部１３１と、後述する教示タイミング信号をＰＬＣ等の外部装置から取り込むための教示タイミング信号入力部１３２と、後述するベルトコンベアの搬送速度に対応して生成される速度信号を取り込むための速度パルス入力部１３３とを有してなる。
【００７２】
出力部１４は、物体存在有無検出の検出結果に基づく２値化信号を例えばＰＬＣ等の外部装置に出力するために使用される。
【００７３】
表示部１５は、７セグメント表示器を含んで構成され、該７セグメント表示器には、ＯＮ／ＯＦＦ状態や受光量等の物体存在有無検出に係る各種数値等が表示される。
【００７４】
メモリ部１６は、フラッシュメモリを主体として構成され、この例では、オフセット量としての基礎偏差(ＤＩＦ)、サンプリング周期（（取得周期）ＳＭＰ)、連続個数判定用しきい値としての判定回数(Ｐ_ＣＮＴ)、受光量個数としての受光量取得回数(Ａｖｅ_ＣＮＴ)等の各種設定値が適宜記録される。
【００７５】
ＣＰＵ１７は、マイクロプロセッサを主体として構成され、上述の１１〜１６の各構成要素を統括制御するとともに、物体存在有無検出に係る各種の演算を実行し、検出処理を行うものである（図３乃至図６等参照）。
【００７６】
本実施形態の光電センサは、以上のような回路構成とされ、この例では、ベルトコンベア上を搬送される検出対象物体が所定領域の通過を開始したとき、又は、通過が完了した（通り過ぎた）ときに、ＯＮ・ＯＦＦ検出出力を生成するべく使用されている。尚、このような使用態様は、あくまでも、一実施例を示すものに過ぎず、本発明の使用態様をこれに限定するものではない。
【００７７】
本実施形態による物体存在有無の検出原理を図２のグラフを参照しつつ説明する。尚、この例では、受光量取得回数（Ａｖｅ_ＣＮＴ）並びに判定回数（Ｐ_ＣＮＴ）は、共に‘４’に設定されているものとする。
【００７８】
同図に示されるグラフは、縦軸を受光量、横軸を時間とした描かれたものであり、白丸または黒丸は、何れも、受光部１２を介してＣＰＵ１７に所定タイミングで順次入力される受光信号に基づく受光量を示している。この例では、白丸で示される受光量は、検出に際して採用されない非サンプリング値であり、検出に際して採用される実際のサンプリング値は、黒丸で示される受光量のみとされている（以下、「サンプリング受光量」は、この黒丸で示される実際のサンプリング受光量のことを指すものとする）。尚、同図では、白丸と黒丸とが交互に描かれているが、本実施の形態では、この黒丸の出現頻度（サンプリング周期ＳＭＰ）を、適宜に設定乃至変更可能とされている。これについては、後に詳細に説明するが、ちなみに同図で示されるのは、サンプリング周期ＳＭＰ＝“２”（「受光量の取得数２回毎に１つを実際のサンプリング値として採用」の意）に設定した場合の受光量の変化を示す曲線である。この例では、物体未存在状態から存在状態へと変化したとき、受光量曲線が急激に立ち下がり、その直後、物体存在状態から未存在状態へと変化したとき立ち上がりを見せている。
【００７９】
同図右上の枠内に示されるように、本実施の形態においては、検出に際して、▲１▼〜▲５▼に示す５つの値が使用される。
【００８０】
同図において、太線で示される『受光量平均値（▲２▼）』は、直前までの規定数（受光量取得回数Ａｖｅ_ＣＮＴ）の既得サンプリング受光量の平均値(Ｘ又はＹ/Ａｖｅ_ＣＮＴ)（移動平均値に相当）として算出され、通常時には、受光量現在値（最新のサンプリング受光量）が取得される毎に更新される。尚、当該受光量取得回数Ａｖｅ_ＣＮＴは、適宜に設定乃至変更可能とされている。これについては後述する。
【００８１】
同図枠内において、下向きの矢印で示される『基礎偏差ＤＩＦ（▲５▼）』は、受光量平均値（▲２▼）に対して一定方向（主たる事象の変化に基づく受光量の変化方向、すなわち、この例では主として物体未存在状態から存在有り状態への変化に基づく受光量の変化の方向）に一定差を維持したしきい値を設定するために予め算出される規定値（オフセット量）である。基礎偏差ＤＩＦは、具体的には、所定領域内における物体の存在有無のそれぞれにおける受光量の教示を通じて、当該２つの受光量の差の中間値として自動設定される。これについては後述する（図１４参照）。
【００８２】
同図において、受光量平均値（▲２▼）の下方の太線で示される『しきい値（▲４▼）』は、受光量平均値（▲２▼）に基礎偏差ＤＩＦ（▲５▼）を加算することにより、受光量サンプリング周期ＳＭＰとほぼ同周期で繰り返し算出される。すなわち、しきい値（▲４▼）は、受光量平均値の変化に追従して変化することとなる。尚、基礎偏差（▲５▼）は、主たる事象の変化に基づく受光量の変化方向、すなわち、この例では、所定領域内における物体の未存在状態から存在状態へと移行するときの受光量の変化方向（この例では減少）を示す‘負’の値として設定されている。尚、この例において、基礎偏差ＤＩＦ（▲５▼）を‘正’の値として設定する場合には、しきい値は、受光量平均値（▲２▼）に当該ＤＩＦを減算することにより算出されるようにすればよいことは言うまでもない。
【００８３】
同図において、受光量平均値（▲２▼）を挟んだ上下に位置する２本の破線（▲１▼、▲３▼）は、それぞれ、置換上限値（▲１▼）、置換下限値（▲３▼）を示している。当該置換上下値（▲１▼，▲３▼）は、上限値（▲１▼）と下限値（▲３▼）との差が基礎偏差（▲５▼）の絶対値の半分以下となるように、かつ、各上下限値と受光量平均値（▲２▼）との差の絶対値が等しくなるように、受光量平均値（▲２▼）を挟むようにして設けられている。
【００８４】
同図において、大文字“Ｅ”の符号で示されるしきい値は、受光量ａ，ｂ，ｃ，ｄ（この例では、Ａｖｅ_ＣＮＴで規定される直前の受光量“４”回分）の平均値に基礎偏差（▲５▼）を加算することにより算出されるしきい値Ｅを示しており、このしきい値“Ｅ”は、当該しきい値“Ｅ”が算出された後に取得される最新の受光量現在値ｅ（受光量ａ〜ｄに次いでサンプリングされる受光量）の比較判定に使用されている。尚、このとき、受光量ｅは、置換上限値（▲１▼）を上回っており、このような場合、この受光量ｅの値は、置換上限値（▲１▼）（同図中★印で示される）と同値に置換される。尚、同図には直接示されていないが、受光量現在値が、しきい値よりも大きくかつ置換下限値（▲３▼）よりも小さい値のときには、当該現在値は、置換下限値（▲３▼）と同値に置換される。また、受光量現在値が、置換上限値（▲１▼）と置換下限値（▲２▼）の間にあるときは、その受光量現在値は置換されることなく、そのまま、次回の受光量のしきい値の算出に採用される。
【００８５】
このように、置換上下値（▲１▼、▲３▼）を設けたのは、物体存在の有無変化と直接関係しないノイズ受光量等による移動平均値（▲２▼）の算出への影響を抑制するためである。例えば、大きなノイズ受光量をそのレベルのままで取得した場合には、移動平均値がそれにより大きく変動してしまい、その直後、ノイズが無い通常の受光量に戻っただけで、当該受光量がしきい値を越えてしまう、といった場合が想定される。本実施の形態によれば、仮にそのようなノイズが連続的に発生した場合にあっても、移動平均値は上限値（▲１▼）と下限値（▲３▼）との間に規制されるから、ノイズによる誤作動が未然に防止される。
【００８６】
尚、後述するように、上限値（▲１▼）又は下限値（▲３▼）は、それぞれ、移動平均値（▲２▼）に、‘ＷＬ（＝ＤＩＦ／２−１））’を加算または減算して得られるものとされている。このような態様としたのは、例えば、ノイズが連続取得されることにより、移動平均値が‘Ｘ＋ＷＬ’となった直後、ノイズに基づく受光特徴量‘Ｘ−ＷＬ’が得られても、その差（｛Ｘ＋ＷＬ｝−｛Ｘ−ＷＬ｝＝２ＷＬ）がオフセット量ＤＩＦの絶対値を越えないようにするためである。すなわち、“ＷＬ＜ＤＩＦ／２”とするため、この例では“ＤＩＦ／２−１”と規定しているが、ＤＩＦ／２から差し引く数値は、正の値であればよく、ここに示される“１”に限定されない。
【００８７】
一方、同図において、大文字“Ｈ”の符号で示されるしきい値は、受光量ｄ，ｅ，ｆ，ｇの平均値に基礎偏差（▲５▼）を加算して算出されたしきい値“Ｈ”を示しており、このしきい値“Ｈ”は、受光量ｈの判定に採用されている。ここで、この例では、受光量ｈはしきい値を下回って（そのときの事象の変化に基づく受光量の主たる変化の方向に越えて）いる。このような場合には、この受光量ｈは、次のしきい値算出には直ちには採用されず、一時保存され、後の平均値算出に採用される。すなわち、次に取得される受光量ｉの比較判定基準となるしきい値は、新たに更新されたしきい値ではなく、その直前で使用された同様のしきい値“Ｈ”となる。
【００８８】
この例では、受光量ｉは、同様にしきい値“Ｈ”を越えており、次いで取得される受光量ｊについても同様にしきい値“Ｈ”が採用される。また、受光量ｊも同様にしきい値“Ｈ”を越えており、更に続いて取得される受光量ｋについても、同様にしきい値“Ｈ”が採用される。更に、受光量ｋも同様にしきい値“Ｈ”を越えている。尚、このときの受光量ｉ，ｊ，ｋは、受光量ｈと同様に一時保存されている。
【００８９】
尚、受光量ｉ〜ｋのうち、いずれか１つでも、しきい値“Ｈ”を越えなかったときには、その時点の受光量と、それ以前の受光量ｅ（上限値▲１▼）、ｆ、ｇとの４つの受光量で、受光量平均値が算出され、しきい値は更新される。この場合、それまで一時保存された受光量は削除される。
【００９０】
この例では、４つの受光量ｈ〜ｋが判定回数Ｐ_ＣＮＴ（この例では“４”回に設定されている。このＰ_ＣＮＴについても、適宜に設定乃至変更可能とされている。これについても後述する）連続してしきい値を超えたため、この時点において、図１のブロック図に示される出力部１４から、物体存在有無が反転した旨、すなわち、この例における具体的事象として、ベルトコンベア上の物体が所定領域内の通過を開始した旨を示すＯＮ信号（例えば、２値化信号“１”）が出力される。
【００９１】
その後は、物体存在有り状態から無し状態に変化する旨（事象）を検出することとなるため、判定基準となる受光量の変化の方向（しきい値をまたぐ方向）は逆転される。このとき、この例では、一時保存された受光量ｈ〜ｋの平均値が算出され、これに基礎偏差（▲５▼）を加算することにより、新たなしきい値Ｌが設けられる。
【００９２】
尚、この例では、受光量取得回数（Ａｖｅ_ＣＮＴ）並びに判定回数（Ｐ_ＣＮＴ）が、共に‘４’に設定されているため、ＯＮ信号が出力された直前の４回分の受光信号の平均値が算出されているが、受光量取得回数（Ａｖｅ_ＣＮＴ）と判定回数（Ｐ_ＣＮＴ）とが異なる場合には、それに応じた処理がなされる。具体的には、例えば、Ａｖｅ_ＣＮＴ＝２、Ｐ_ＣＮＴ＝４（Ａｖｅ_ＣＮＴ＜Ｐ_ＣＮＴ）のときには、このときの新たな平均値は、直前の受光量ｊ，ｋに基づき算出されるようにする。また、Ａｖｅ_ＣＮＴ＝８、Ｐ_ＣＮＴ＝４（Ａｖｅ_ＣＮＴ＞Ｐ_ＣＮＴ）のときには、一時的に、受光量ｈ〜ｋの平均値を、８回分の平均値として使用するようにする。この他にも、種々の処理が想定されるが、これについては、上記記載を参照することにより当業者であれば容易に実施できるであろうから、ここでの詳細説明は省略する。
【００９３】
次いで、ＯＮ信号出力後は、事象変化に基づく受光量の変化の方向は逆転するものの、検出原理はその後もほぼ同様である。具体的に説明すると、この例では、その直後取得される受光量ｌは、新たに算出されたしきい値Ｌを上回っている（そのときの事象の変化に基づく受光量の主たる変化の方向に越えている）。したがって、この受光量ｌは、次のしきい値算出には直ちには採用されず、一時保存され、後の平均値算出に使用される。すなわち、次に取得される受光量ｍの比較判定基準となるしきい値は、新たに更新されるしきい値ではなく、その直前で使用された同様のしきい値“Ｌ”となる。
【００９４】
この例では、同様にして、受光量ｌを含む４回分の受光量（ｌ〜ｏ）は、全てしきい値Ｌを越えており、受光量ｏがしきい値Ｌを越えたと判定された時点において、図１のブロック図に示される出力部１４から、物体存在有無が反転した旨、すなわち、この例における具体的事象として、ベルトコンベア上の物体が所定領域内を通過し、物体未存在状態となった旨を示すＯＦＦ信号（例えば、２値化信号“０”）が出力される。
【００９５】
その後は、再び、物体未存在状態から存在状態に変化する旨（事象）を検出することとなるため、判定基準となる受光量の変化の方向（しきい値をまたぐ方向）が逆転される。
【００９６】
尚、同図、大文字“Ｐ”の符号で示されるしきい値は、同様にして一時保存された受光量ｌ，ｍ，ｎ、ｏの平均値に基礎偏差（▲５▼）を加算して算出されたしきい値“Ｐ”を示している。
【００９７】
次に、上述の原理に基づく検出を行うためのＣＰＵ１７の動作内容を図３〜図６のフローチャートに基づき説明する。
【００９８】
図３は、ＣＰＵ１７の検出処理に係る初期動作を示すフローチャートである。ＣＰＵ１７においては、まず、図１に示されるメモリ部１４から、予め設定（記録）された先の４つの設定値、基礎偏差(ＤＩＦ)、サンプリング周期（ＳＭＰ)、判定回数(Ｐ_ＣＮＴ)、受光量取得回数(Ａｖｅ_ＣＮＴ)が呼び出される（ステップ３０１）。
【００９９】
続くステップ３０２においては、図１に示す出力部１４からの出力がＯＦＦとされ、受光量取得回数カウンタＡｖｅ、サンプリング周期カウンタＳ、判定回数カウンタＰのそれぞれに“０”がセットされ、出力状態フラグ（ＯＮ／ＯＦＦフラグ）が出力ＯＦＦを示す“０”に（出力ＯＮを示すフラグは“１”とされる）セットされ、ＯＦＦ状態時受光量総加算値ＸＯＦＦ並びにＯＮ状態時受光量総加算値ＸＯＮが“０”にそれぞれ設定される。
【０１００】
次いで、ステップ３０３〜３０６で示される受光量平均値算出処理が行われる。すなわち、検出処理の開始時においては、しきい値が設定されていないため、これを自動設定するためには所定数（Ａｖｅ_ＣＮＴ)の受光量取得が必要となる。
【０１０１】
受光量平均値算出処理においては、まず、図２中、黒丸で示した受光量１つ分（以下、Ｖａｉとする）をサンプリングするために、実際にはサンプリングされない白丸をも含めた受光量入力のための投受光処理が行われる。すなわち、サンプリング周期カウンタＳが予め設定されたサンプリング周期ＳＭＰとなるまで（ステップ３０４ＹＥＳ）、繰り返し投受光処理（投光部１１から投光を行うとともに、受光部１１を介して受光量をＣＰＵ１７に入力する）が行われる（ステップ３０４ＮＯ，ステップ３０３ＮＯ）。尚、このことからも分かるように、本実施形態の光電センサにおいては、投光周期は、サンプリング周期ＳＭＰの設定に拘わらず、常時一定（無論、これを適宜変更するようにすることも可能である）とされている。
【０１０２】
ステップ３０３、ステップ３０４の処理は、ステップ３０６においてＡｖｅ＝Ａｖｅ＿ＣＮＴとなるまで（設定された受光量取得回数Ａｖｅ_ＣＮＴ回分の受光量がサンプリングされるまで）繰り返し行われる（ステップ３０５、ステップ３０６ＮＯ）。
【０１０３】
尚、ステップ３０５に示されるように、本実施例では、Ａｖｅ_ＣＮＴで示される回数分の受光量は、ＯＦＦ状態時受光量総加算値ＸＯＦＦ（以下、単に加算値ＸＯＦＦと言う）として累積加算される（ＸＯＦＦ＝ＸＯＦＦ＋Ｖａｉ）に止まり、実際にはそれらの平均値は算出されない。しかしながら、後述するしきい値との比較態様（図５，図６参照）からも明確であるように、このような態様が、「平均値を算出する」といった概念に基づくものであることは、当業者であれば容易に理解されるはずである。
【０１０４】
加算値ＸＯＦＦの算出が終了すると（ステップ３０６ＹＥＳ）、受光量取得回数カウンタＡｖｅは再度“０”にセットされ、処理は一旦終了する。
【０１０５】
図３に示される初期動作が終了すると、次いで、図４のフローチャートに示される現在値としての受光量のサンプリング処理が行われる。尚、先に説明しておくが、以下の図４乃至図６のフローチャートでは、理解を容易とするため、図２との同一性を図り、判定回数(Ｐ_ＣＮＴ)＝受光量取得回数(Ａｖｅ_ＣＮＴ)として説明する。それら各値が異なる場合には、それぞれに対応した一部別態様の処理が必要となるが、これについては、段落［００９２］、図３並びに以下の説明を参照することにより当業者であれば容易に想到されるであろうから、ここでの具体的図示乃至説明は省略する。
【０１０６】
同フローチャートに示されるように、この処理においても、先に図３で示した処理と同様にして、サンプリング周期ＳＭＰ並びにサンプリング周期カウンタＳに基づき、１つの受光量Ｖａｉが取得される（ステップ４０１、ステップ４０２）。受光量Ｖａｉ取得後は、サンプリング周期カウンタＳに再度“０”がセットされる（ステップ４０３）。
【０１０７】
次いで、ＯＮ／ＯＦＦ状態フラグが“０”か“１”かに基づき、それぞれの状態毎の処理（ステップ４０４ＹＥＳのときステップ４０５（ＯＮ状態時処理）、ステップ４０４ＮＯのときステップ４０６（ＯＦＦ状態時処理））が行われる。尚、同フローチャート中、“←▲１▼”で示されるように、ＯＮ状態時処理、或いは、ＯＦＦ状態時処理終了後は、再び、同フローチャートに示される処理が行われることとなる。
【０１０８】
ＯＦＦ状態時処理の詳細が図５のフローチャートにより示されている。ＯＦＦ状態時処理が開始されると、先ず、設定された基礎偏差ＤＩＦが、正の値であるか負の値であるかが判別される（ステップ５０１）。すなわち、ここでは、主たる事象の変化に基づく受光量の変化方向が特定される。上記した例は、主たる事象変化を、物体存在有り状態から物体存在無し状態への変化としたが、本実施形態における光電センサは、この他にも、種々の事象に対応して使用可能としたものであり、そのために、このような基礎偏差ＤＩＦの極性毎の処理が設けられている。
【０１０９】
ステップ５０１において、「ＤＩＦ＞０」であるときには（ステップ５０１ＮＯ）、先のステップ４０１でサンプリングされた受光量の現在値Ｖａｉと、その直前で取得された規定回数Ａｖｅ_ＣＮＴ（この例では、Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝Ｐ＿ＣＮＴであるため、以下Ｐ＿ＣＮＴとして説明する）の受光量の平均値との大小比較（Ｖａｉ×Ｐ_ＣＮＴ≦ＸＯＦＦ＋ＤＩＦ×Ｐ_ＣＮＴ）が行われる（ステップ５０２）。ここで、現在値Ｖａｉが、平均値を越えるときには（ステップ５０２ＮＯ）、該現在値Ｖａｉを使用して新たな平均値を算出する（ＸＯＦＦの更新：ステップ５０３）。尚、このとき、現在値Ｖａｉが以下の（Ａ）又は（Ｂ）の条件を満たすときには、その値がそれぞれ（ａ）又は（ｂ）に適宜置換される（ＸＯＦＦの更新：図２参照）。
【０１１０】
（Ａ）Ｖａｉ＜（ＸＯＦＦ／Ｐ_ＣＮＴ）−ＷＬ
のとき、
（ａ）Ｖａｉ＝（ＸＯＦＦ／Ｐ_ＣＮＴ）−ＷＬ（‘下限値’への置換）
尚、ここで“ＷＬ”は、
ＷＬ＝１／２×｜ＤＩＦ｜−１、で規定される（以下同様）。
また、
（Ｂ）Ｖａｉ＞（ＸＯＦＦ／Ｐ_ＣＮＴ）＋ＷＬ
のとき、
（ｂ）Ｖａｉ＝（ＸＯＦＦ／Ｐ_ＣＮＴ）＋ＷＬ
【０１１１】
そして、判定回数カウンタＰに“０”をセットし、総加算値ＸＯＮに“０”を設定し（ステップ５０３）、再度、図４に示される受光量現在値のサンプリング処理へと移行する。
【０１１２】
ステップ５０２において、現在値Ｖａｉが、平均値以下であるときには（ステップ５０２ＹＥＳ）、続くステップ５０４において、判定回数カウンタＰが“１”インクリメントされ（Ｐ＝Ｐ＋１）、加算値ＸＯＦＦが保持され（ＸＯＦＦ：保持）、加算値ＸＯＮに当該現在値Ｖａｉが加算（ＸＯＮ＝ＸＯＮ＋Ｖａｉ）される。
【０１１３】
ここで、判定回数カウンタＰが判定回数Ｐ_ＣＮＴ（Ｐ＝Ｐ_ＣＮＴ）でないときには（ステップ５０５ＮＯ）、それら値が保持されたまま、再度、図４に示される受光量現在値のサンプリング処理へと移行する。
【０１１４】
一方、ステップ５０５において、判定回数カウンタＰが判定回数Ｐ_ＣＮＴ（Ｐ＝Ｐ_ＣＮＴ）であるときには、図１に示す出力部１４からＯＮ信号（例えば、２値化信号“１”）が出力される（ステップ５０６）。次いで、出力状態フラグ（ＯＮ／ＯＦＦフラグ）に“１”がセットされ、加算値ＸＯＦＦが“０”に設定され（ＸＯＦＦ＝０）、判定回数カウンタＰに“０”がセットされて（ステップ５０７）、再度、図４に示される受光量現在値のサンプリング処理へと移行する。すなわち、この例では、先にも説明したように、判定回数Ｐ_ＣＮＴで規定される回数、連続して受光量がしきい値を超えたときのみ、出力が反転されるようになっている。すなわち、比較判定処理において、ローパスフィルタ機能が付与されている。
【０１１５】
一方、ステップ５０１において、「ＤＩＦ＞０」であるときには（ステップ５０１ＹＥＳ）、先のステップ４０１でサンプリングされた受光量現在値Ｖａｉと、その直前で取得された規定回数（Ａｖｅ_ＣＮＴ（ここではＰ＿ＣＮＴ）)の受光量の平均値との大小比較（Ｖａｉ×Ｐ_ＣＮＴ≧ＸＯＦＦ＋ＤＩＦ×Ｐ_ＣＮＴ）が行われる（ステップ５０８）。ここで、現在値Ｖａｉが、平均値未満であるときには（ステップ５０８ＮＯ） 、該現在値Ｖａｉを使用して新たな平均値を算出する（ＸＯＦＦの更新：ステップ５０９）。尚、このとき、現在値Ｖａｉが以下の（Ａ）又は（Ｂ）の条件を満たすときには、その値がそれぞれ（ａ）又は（ｂ）に適宜置換される（ＸＯＦＦの更新：図２参照）。
【０１１６】
（Ａ）Ｖａｉ＜（ＸＯＦＦ／Ｐ_ＣＮＴ）−ＷＬ
のとき、
（ａ）Ｖａｉ＝（ＸＯＦＦ／Ｐ_ＣＮＴ）−ＷＬ
また、
（Ｂ）Ｖａｉ＞（ＸＯＦＦ／Ｐ_ＣＮＴ）＋ＷＬ
のとき、
（ｂ）Ｖａｉ＝（ＸＯＦＦ／Ｐ_ＣＮＴ）＋ＷＬ
【０１１７】
そして、判定回数カウンタＰに“０”をセットし、換算値ＸＯＮに“０”を設定し（ステップ５０９）、再度、図４に示される受光量現在値のサンプリング処理へと移行する。
【０１１８】
ステップ５０８において、現在値Ｖａｉが、平均値以上であるときには、先に示したステップ５０４〜ステップ５０７と同様の処理が行われる。
【０１１９】
図４のステップ４０５で示されるＯＮ状態時処理の詳細が図６のフローチャートにより示されている。ＯＮ状態時処理が開始されると、先ず、設定された基礎偏差ＤＩＦが、正の値であるか負の値であるかが判別される（ステップ６０１）。
【０１２０】
ここで、「ＤＩＦ＞０」であるときには（ステップ６０１ＹＥＳ）、先のステップ４０１でサンプリングされた受光量の現在値Ｖａｉと、その直前で取得された規定回数（Ａｖｅ_ＣＮＴ（ここではＰ＿ＣＮＴ）)の受光量の平均値との大小比較（Ｖａｉ×Ｐ_ＣＮＴ＜ＸＯＦＦ＋ＤＩＦ×Ｐ_ＣＮＴ）が行われる（ステップ６０２）。ここで、現在値Ｖａｉが、平均値未満であるときには（ステップ６０２ＮＯ）、該現在値Ｖａｉを使用して新たな平均値を算出する（ＸＯＮの更新：ステップ６０３）。尚、このとき、現在値Ｖａｉが以下の（Ａ）又は（Ｂ）の条件を満たすときには、その値がそれぞれ（ａ）又は（ｂ）に適宜置換される（ＸＯＮの更新：図２参照）。
【０１２１】
（Ａ）Ｖａｉ＜（ＸＯＮ／Ｐ_ＣＮＴ）−ＷＬ
のとき、
（ａ）Ｖａｉ＝（ＸＯＮ／Ｐ_ＣＮＴ）−ＷＬ
また、
（Ｂ）Ｖａｉ＞（ＸＯＮ／Ｐ_ＣＮＴ）＋ＷＬ
のとき、
（ｂ）Ｖａｉ＝（ＸＯＮ／Ｐ_ＣＮＴ）＋ＷＬ
【０１２２】
そして、判定回数カウンタＰに“０”をセットし、総加算値ＸＯＦＦに“０”を設定し（ステップ６０３）、再度、図４に示される受光量現在値のサンプリング処理へと移行する。
【０１２３】
ステップ６０２において、現在値Ｖａｉが、平均値未満であるときには（ステップ６０２ＹＥＳ）、続くステップ６０４において、判定回数カウンタＰが“１”インクリメントされ（Ｐ＝Ｐ＋１）、総加算値ＸＯＮが保持され（ＸＯＮ：保持）、総加算値ＸＯＦＦに当該現在値Ｖａｉが加算（ＸＯＦＦ＝ＸＯＦＦ＋Ｖａｉ）される。
【０１２４】
ここで、判定回数カウンタＰが判定回数Ｐ_ＣＮＴ（Ｐ＝Ｐ_ＣＮＴ）でないときには（ステップ６０５ＮＯ）、それら値が保持されたまま、再度、図４に示される受光量現在値のサンプリング処理へと移行する。
【０１２５】
一方、ステップ６０５において、判定回数カウンタＰが判定回数Ｐ_ＣＮＴ（Ｐ＝Ｐ_ＣＮＴ）であるときには、図１に示す出力部１４からＯＦＦ信号（例えば、２値化信号“０”）が出力される（ステップ６０６）。次いで、出力状態フラグ（ＯＮ／ＯＦＦフラグ）に“０”がセットされ、総加算値ＸＯＮが“０”に設定され（ＸＯＮ＝０）、判定回数カウンタＰに“０”がセットされて（ステップ６０７）、再度、図４に示される受光量現在値のサンプリング処理へと移行する。
【０１２６】
一方、ステップ６０１において、「ＤＩＦ＜０」であるときには（ステップ６０１ＮＯ）、先のステップ４０１でサンプリングされた受光量の現在値Ｖａｉと、その直前で取得された規定回数（Ａｖｅ_ＣＮＴ（ここではＰ＿ＣＮＴ）)の受光量の平均値との大小比較（Ｖａｉ×Ｐ_ＣＮＴ＞ＸＯＮ＋ＤＩＦ×Ｐ_ＣＮＴ）が行われる（ステップ６０８）。ここで、現在値Ｖａｉが、平均値以下であるときには（ステップ６０８ＮＯ）、該現在値Ｖａｉを使用して新たな平均値を算出する（ＸＯＮの更新：ステップ６０９）。尚、このとき、現在値Ｖａｉが以下の（Ａ）又は（Ｂ）の条件を満たすときには、その値がそれぞれ（ａ）又は（ｂ）に適宜置換される（ＸＯＮの更新：図２参照）。
【０１２７】
（Ａ）Ｖａｉ＜（ＸＯＮ／Ｐ_ＣＮＴ）−ＷＬ
のとき、
（ａ）Ｖａｉ＝（ＸＯＮ／Ｐ_ＣＮＴ）−ＷＬ
また、
（Ｂ）Ｖａｉ＞（ＸＯＮ／Ｐ_ＣＮＴ）＋ＷＬ
のとき、
（ｂ）Ｖａｉ＝（ＸＯＮ／Ｐ_ＣＮＴ）＋ＷＬ
【０１２８】
そして、判定回数カウンタＰに“０”をセットし、総加算値ＸＯＦＦに“０”を設定し（ステップ６０９）、再度、図４に示される受光量現在値のサンプリング処理へと移行する。
【０１２９】
尚、ステップ６０８において、現在値Ｖａｉが、平均値を越えるときには（ステップ６０８ＹＥＳ）、先に示したステップ６０４〜ステップ６０７と同様の処理が行われる。
【０１３０】
図７は、上述した検出原理に基づく本実施形態によるしきい値設定の一実施態様を示すグラフである。尚、同図に示されるグラフは、縦軸を受光量、横軸を時間として描かれており、同図破線で示される２つの小さな窪みを有するのは、しきい値の変動を示す曲線であり、同図２つの大きな窪み部分を有するのが受光量の変動を示す曲線である。
【０１３１】
本実施形態は、上述したように、しきい値を、その直前にサンプルされた規定回数（Ａｖｅ_ＣＮＴ）分の受光量平均値の相対値として繰り返し設定すると言うものであるから、図７に示されるように、しきい値は受光量（主として背景成分）の変動に追従して設定されることとなる。ここで、相対基準は、複数回分の受光量平均値であるから、絶対量の大きい単発ノイズ等が発生してもそれによるしきい値の変動への影響が緩和され、かつ、事象変化に伴う受光量の急激な変化に対しては、ヒステリックに反応することなく、常時適度な変動をもって受光量の背景成分にしきい値を追従させることができる。
【０１３２】
尚、上述した実施の形態では、複数回分の受光量平均値に一定値の基礎偏差ＤＩＦを加算するものとして説明した。すなわち、図７に示されるＤＩＦ（ａ）と、ＤＩＦ（ｂ）とは同じ値となる。これとは別に、同図「Ｙｂ／Ｙａ＝ｋ」に示されるように、しきい値（Ｙｂ）を、受光量平均値（Ｙａ）にオフセット係数ｋを乗算して得られる相対値として設定するようにすることもできる。
【０１３３】
次に、上記図２に示される受光量変化の一例では、事象の変化に合わせて受光量が急峻に立ち下がり、またその直後に急峻に立ち上がっている。光電センサにあっては、事象変化に伴う受光量の変化特性は、言うまでもなく、そのときどきの検出態様（主として検出対象物体の搬送速度、センサ特性等々）により様々なものが想定される。図２で示される一例では、ＳＭＰ＝２，Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝４，Ｐ＿ＣＮＴ＝４としたが、これら設定値の組合せは、そのような事象変化に伴う受光量の変化特性を予め想定して、適切に設けられるべきである。どのような変化特性が予想される場合にどのような設定を行うのがより好適であるかは、大凡当業者等の判断に委ねられため、これについては特に例示はしないが、以下に、上述した４つの設定値（基礎偏差ＤＩＦ、受光量取得回数Ａｖｅ_ＣＮＴ、判定回数Ｐ_ＣＮＴ、サンプリング周期ＳＭＰ）の本実施形態における設定態様について、光電センサへの入力操作手順とともに順に説明する。
【０１３４】
図８は、本実施形態の光電センサが有する各動作モード毎の処理内容を概略的に示したものである。
【０１３５】
同図に示されるように、本実施形態においては、光電センサは、「ＲＵＮモード」、「ＴＥＡＣＨモード」、「ＡＤＪＵＳＴモード」、「ＳＥＴモード」の４種の動作モードを有している。これらのモードは、この例では、図１中の操作入力部１３１に含まれるスライドスイッチ（外観図示省略）を介してユーザにより適宜に切り替えられる。尚、「ＴＥＡＣＨモード」に示される“ＰＬＣ教示”の実行の際には、ＰＬＣから到来する信号に基づき光電センサ内部で自動的に当該ＰＬＣ教示モードに切り替えられるものとする。
【０１３６】
「ＲＵＮモード」とは、事象発生を検出するための通常動作モードであり、図３〜図６のフローチャートで示した検出動作は、当該ＲＵＮモードのとき行われるものである。
【０１３７】
「ＴＥＡＣＨモード」は、先に示した基礎偏差ＤＩＦの自動算出（設定）を行うために、ユーザが物体存在有無のそれぞれの状態における受光量の教示を行うためのモードである。尚、このＴＥＡＣＨモードには、ＰＬＣを使用した教示の際にも使用される。
【０１３８】
「ＡＤＪＵＳＴモード」は、設定済みの基礎偏差ＤＩＦを、ユーザ操作に基づき更に修正（調整）乃至変更等するためのモードである。
【０１３９】
「ＳＥＴモード」は、受光量取得回数Ａｖｅ_ＣＮＴ、判定回数Ｐ_ＣＮＴ、サンプリング周期ＳＭＰの設定をユーザ操作を介して行うためのモードである。また、後述する設定番号の指定を介して、これら設定値を一括して設定する場合にも、このモードが使用される。
【０１４０】
ＴＥＡＣＨモードにおける受光量教示（ユーザ教示）のための光電センサの操作手順が図１２に示されている。同図において、符号“１０”で示されるのは、光電センサ１のセンサ本体部１０であり、このセンサ本体部１０の上面には、７セグメント表示器１５と、上下スイッチ１３１ａ，１３１ｂとが設けられている。
【０１４１】
ユーザ教示の際には、先ず、検出対象物体を光電センサ検出対象領域内に設置した状態での受光量が教示される。図９（ａ）、図１０（ａ）は、このときの光電センサ１（投受光部）と検出対象物体（２０）との実際の設置態様を示したものである。図９（ａ）は、光電センサ１を透過型として適用する場合の設置態様を、図１０中（ａ）は、光電センサ１を反射型として適用する場合の設置態様をそれぞれ示している。尚、検出対象物体２０は、この例では、ベルトコンベアにより順次搬送されてくるものである。
【０１４２】
図９（ａ）又は図１０（ａ）に示される状態において、ユーザは先ず、図１２に示される上下スイッチ１３１ａ，ｂのいずれかを押下する。これにより、投受光部１１，１２を介して赤外線の投受光が行われ、このときの受光量が一点目の受光量Ｖａｉ１として図１に示されるメモリ１６に一時保存される。尚、図１２に示されるこのときのＶａｉ（２０００）は、図１０（ａ）の状態（反射型）における受光量を示している。
【０１４３】
次いで、検出対象物体２０が光電センサ検出対象領域内に存在しない状態における受光量（背景受光量）が教示される。図９（ｂ）、図１０（ｂ）は、ベルトコンベア上の所定領域内から物体２０を取り除いた状態を示したものである。尚、図９（ｂ）は、光電センサ１を透過型として適用する場合の設置態様を、図１０中（ｂ）は、光電センサ１を反射型として適用する場合の設置態様をそれぞれ示している。
【０１４４】
図９（ｂ）又は図１０（ｂ）に示される状態において、ユーザは、図１２に示される上下スイッチ１３１を再押下する。これにより、投受光部１１，１２を介して赤外線の投受光が行われ、このときの受光量が二点目の受光量Ｖａｉ２としてメモリ１６に一時保存される。図１２に示されるこのときのＶａｉ（１０００）は、図１０（ｂ）の状態（反射型）における受光量を示している。尚、二点目の受光量が取得されると、ＣＰＵ１７は、メモリ１６に保存されたそれら２つの受光量に基づき、基礎偏差ＤＩＦを自動算出し、設定値としてメモリ１６に保存する。
【０１４５】
図１１は、２つの受光量Ｖａｉ１、Ｖａｉ２と、これに基づき算出される基礎偏差ＤＩＦとの関係を示すグラフである。尚、同図に示されるグラフは、縦軸を受光量、横軸を時間として描かれている。同図に示されるように、この例では、基礎偏差ＤＩＦは、メモリ１６に記録された２つの受光量の差の中間値として算出される。（ ＤＩＦ＝（Ｖａｉ２−Ｖａｉ１）÷２）
具体的には、この例では、図１２に示されるように、ＤＩＦ＝−５００が算出されている。
【０１４６】
次に、本実施の形態においては、「ＴＥＡＣＨモード」を使用して、図示しない外部装置（ＰＬＣ）による自動教示をも可能としている。図１３には、ＰＬＣを使用して教示を行った場合における表示部１５の表示態様の変化の様子が示されている。
【０１４７】
同図“１００”の符号で示されるケーブル（図１中、教示タイミング信号入力部１３２が使用される）を介して、ＰＬＣから教示タイミング信号（第１）が入力されると、光電センサ１は、それに同期して投受光処理を行い、そのときサンプリングされる受光量をＶａｉ１として保存する。同図（ａ）はこの直後の様子を示したものであり、表示部１５には、受光量Ｖａｉ１を示す“２０００”が表示されている。
【０１４８】
次いで、再度教示タイミング信号（第２）が入力されると、光電センサ１は、該タイミング信号に同期して投受光処理を行い、そのときサンプリングされる受光量を受光量Ｖａｉ２として保存する。同図（ｂ）はこの直後の様子を示したものであり、表示器１５には、受光量Ｖａｉ２を示す“１０００”が表示されている。
【０１４９】
これら２つの受光量が教示されると、次いで、同様の算出式（ＤＩＦ＝（Ｖａｉ１−Ｖａｉ２）÷２）により、基礎偏差ＤＩＦが算出される。この例では、同図（ｃ）に示されるように、表示部１５には、算出結果を表す“−５００”が表示されている。
【０１５０】
図１４は、ＰＬＣ教示に係るＣＰＵ１７の動作内容の詳細を示すフローチャートである。
【０１５１】
光電センサ１においては、ケーブル１００を介してＰＬＣからの教示開始信号が入力されると、先ず、先に説明した「ＴＥＡＣＨモード」への自動切り替えを行い（ステップ１４０１）、一旦待機状態となる（ステップ１４０３ＮＯ，ステップ１４０２）。
【０１５２】
次いで、ケーブル１００を介して、ＰＬＣ側から第１の教示タイミング信号が入力されると（ステップ１４０３ＹＥＳ）、光電センサ１は、それに同期して投受光処理を行い、そのときのサンプリング受光量をＶａｉ１として取得（メモリ部１６に一時保存）する（ステップ１４０４）。次いで、再び待機状態となる（ステップ１４０６ＮＯ，ステップ１４０５）。この状態において、ＰＬＣ側から第２の教示タイミング信号が入力されると（ステップ１４０６ＹＥＳ）、光電センサ１は、これに同期して投受光処理を行い、そのときのサンプリング受光量をＶａｉ２として取得（メモリ部１６に一時保存）する（ステップ１４０７）。そして、メモリ１６からそれら受光量を呼び出し、先に説明した算出式（ＤＩＦ＝（Ｖａｉ１−Ｖａｉ２）÷２）に基づき、基礎偏差ＤＩＦを算出し、設定値としてメモリ１６に保存して（ステップ１４０７）、処理は終了する。
【０１５３】
このように、本実施形態によれば、外部装置による偏差基準ＤＩＦの自動算出を可能としているため、偏差基準ＤＩＦの設定変更が容易に行える。
【０１５４】
教示を介して設定された偏差基準ＤＩＦは、図８に示される「ＡＤＪＵＳＴモード」を使用して、ユーザの所望する値に適宜に修正乃至変更することができる。図１５は、「ＡＤＪＵＳＴモード」による偏差基準ＤＩＦの修正乃至変更のための光電センサの操作手順を示す図である。同図に示されるように、偏差基準ＤＩＦの修正乃至変更は、上下スイッチ１３１ａ，ｂを押下することにより行われる。この例では、スイッチ１３１ａを一回押下するごとに、偏差基準ＤＩＦが＋１ずつインクリメントされる。また、スイッチ１３１ａを所定時間以上押下を続けると、連続して偏差基準ＤＩＦのインクリメントが行われる。また、スイッチ１３１ｂを一回押下する毎に、偏差基準ＤＩＦが１ずつディクリメントされ、スイッチ１３１ｂを所定時間以上押下し続けると１ずつ連続してディクリメントされる。
【０１５５】
図１６は、「ＳＥＴモード」における各種設定値の設定操作態様を示す図である。図８に示される「セットモード」が選択（スライドスイッチ切り替え）されると、この例では、光電センサ１は設定番号選択待機状態（▲１▼）となる。設定番号選択待機状態においては、表示部１５には、そのとき設定されている設定番号が表示される（同図においては、初期番号“１”が表示されている）。このとき表示される設定番号は、図１７に示される設定番号表の番号（１〜１０…）に対応しており、ここで番号を指定すると、その番号に対応する設定番号で特定される各規定値（Ａｖｅ_ＣＮＴ，Ｐ_ＣＮＴ，ＳＭＰ（図１７参照））に纏めて設定・変更されることとなる。尚、ここでの設定番号の指定は、上下スイッチ１３１ａ，ｂを使用して表示部１５に表示される番号を適宜にインクリメント或いはディクリメントして行われる。
【０１５６】
「セットモード」においては、各規定値（Ａｖｅ_ＣＮＴ，Ｐ_ＣＮＴ，ＳＭＰ）を個別に設定乃至変更することが可能とされている。例えば、設定番号選択待機状態（▲１▼）において、上スイッチ１３１ａを２秒連続押下すると、次いで、受光量取得回数Ａｖｅ_ＣＮＴの設定待機状態（▲２▼）となり、更に上スイッチ１３１ａを２秒連続押下すると、次いで連続判定回数Ｐ_ＣＮＴの設定待機状態（▲３▼）となり、更に上スイッチ１３１ａを２秒連続押下すると、次いでサンプリング周期，ＳＭＰの設定待機状態（▲４▼）となる。これらの切り替えは、下スイッチ１３２ｂを使用して逆順序で行うこともできる。
【０１５７】
そして、各規定値の設定・変更態様の一具体例として、同図右側の点線枠内には、サンプリング周期ＳＭＰ設定のための操作態様が示されている。サンプリング周期ＳＭＰの設定待機状態（▲４▼）においては、表示部１５には、そのとき設定されているサンプリング周期ＳＭＰの値（この例では“（Ｓ）２”）が表示されている）。この状態において、上下スイッチ１３１ａ，ｂを押下することにより、サンプリング周期ＳＭＰの値は、インクリメントまたはディクリメントされる（▲５▼〜▲６▼）。
【０１５８】
先に説明したように、本実施の形態における上述の３種の設定値（ＳＭＰ，Ａｖｅ＿ＣＮＴ，Ｐ＿ＣＮＴ）は、そのときどきの検出態様（この例では、主として検出対象物体の搬送速度）に基づき想定される受光量の変化特性を考慮して、適切な値の組合せとされるのが望ましい。そこで、本発明の第２実施形態においては、図１７に示される設定番号の指定が検出対象物体２０の搬送装置（この例では、ベルトコンベア）の搬送速度に基づき自動的に行われるようシステムが構成されている。具体的には、本発明の第２実施形態は、光電センサ１と、ベルトコンベアと、ベルトコンベアのモータ回転軸取り付けられる図示しないロータリーエンコーダと、を有し、このロータリーエンコーダで生成される速度パルスは、電気コードを介して光電センサ１の速度パルス入力部１３３に入力される。
【０１５９】
図１８は、第２実施形態おける設定番号自動選択に係る光電センサのＣＰＵ１７の動作内容を示すフローチャートである。
【０１６０】
この例では、光電センサ１にはロータリーエンコーダからの速度パルスが所定周期毎に一定時間サンプリングされ、そのときのパルス発生周期が算出される（ステップ１８０１）。次いで、算出されたパルス発生周期に基づき、何れの設定番号を選択するかが決定される（ステップ１８０２〜ステップ１８０３）。
【０１６１】
具体的には、パルス発生周期で特定されるベルトコンベアの搬送速度に対して、好適と思われる設定番号表の設定番号を予め特定しておき、それぞれの設定番号と、それに対応する搬送速度との対応が示された対応テーブルを別途設けておく。ステップ１８０２においては、この対応テーブルに基づき、ステップ１８０１で算出されたパルス発生周期に対応する設定番号が選別（弁別）され（ステップ１８０２）、弁別された設定番号に対応する設定値に各値（Ａｖｅ＿ＣＮＴ，Ｐ＿ＣＮＴ，ＳＭＰ）が設定される。（ステップ１８０３，“１”〜“ｎ”のいずれか）。
【０１６２】
尚、本実施形態における設定番号毎の各設定値の組合せを以下に列挙する。
設定番号 １：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝ ２，Ｐ＿ＣＮＴ＝ ２，ＳＭＰ＝ １
設定番号 ２：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝ ４，Ｐ＿ＣＮＴ＝ ２，ＳＭＰ＝ １
設定番号 ３：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝ ８，Ｐ＿ＣＮＴ＝ ２，ＳＭＰ＝ １
設定番号 ４：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝ ８，Ｐ＿ＣＮＴ＝ ４，ＳＭＰ＝ １
設定番号 ５：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝ ８，Ｐ＿ＣＮＴ＝ ８，ＳＭＰ＝ １
設定番号 ６：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝ ８，Ｐ＿ＣＮＴ＝１６，ＳＭＰ＝ １
設定番号 ７：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝１６，Ｐ＿ＣＮＴ＝１６，ＳＭＰ＝ ２
設定番号 ８：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝１６，Ｐ＿ＣＮＴ＝１６，ＳＭＰ＝ ４
設定番号 ９：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝１６，Ｐ＿ＣＮＴ＝１６，ＳＭＰ＝ ８
設定番号１０：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝１６，Ｐ＿ＣＮＴ＝１６，ＳＭＰ＝１６
【０１６３】
このように、第２実施形態によれば、外部環境条件の変動やセンサ内部における温度変化等の影響による受光量の変動に柔軟に対応して、正確な検出動作が可能であり、かつ、取得周期、受光量個数、又は、連続個数判定用しきい値を、検出対象物体の搬送速度に応じて一括設定可能なセンサシステムが提供される。尚、この例では、搬送速度に応じて、各規定値を設定番号毎の組み合わせに基づき一括して自動設定したが、無論、各規定値は、該搬送速度に応じて別個に自動設定することも可能である。これは、例えば、パルス発生周期で特定されるベルトコンベアの搬送速度に対して、好適な各規定値（Ａｖｅ_ＣＮＴ，Ｐ_ＣＮＴ，ＳＭＰ）毎の値を予め特定しておき、その対応テーブルを予め別途設けておくことで実現することができる。
【０１６４】
尚、上述の第１，第２実施形態では、センサとして光電センサを適用したが、本発明は、光電センサに限らず、超音波センサ、近接センサ、圧力センサ、温度センサ、煙感知器（ガスセンサ）、ｐＨセンサ等々、種々のセンサに適用することができる。
【０１６５】
以上の説明で明らかなように、本実施の形態によれば、しきい値を、内部温度変化等による背景レベルの変動に追従するようにして適宜に設定することができるから、外部環境の変化やセンサ内部の温度変化等により、受光量に変動が生じても、安定した検出を行うことができる。
【０１６６】
また、これにより、背景レベルの変動を予め考慮して、背景レベルとしきい値との差を必要以上に大きく設ける必要がなくなり、検出分解能の高精度化を図ることが可能となる。
【０１６７】
【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、外部環境の変化や光電センサ内部の温度変化等により、背景受光量に変動が生じても、しきい値が該背景受光量の変動に適宜に追従されるから、該変動に左右されることなく安定した検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の回路構成の概略を示すブロック図である。
【図２】本実施形態による物体存在有無検出に係る検出原理を示すグラフである。
【図３】検出処理に係るＣＰＵの初期動作を示すフローチャートである。
【図４】受光量のサンプリング処理に係るＣＰＵの動作内容を示すフローチャートである。
【図５】ＯＦＦ状態時処理の詳細を示すフローチャートである。
【図６】ＯＮ状態時処理の詳細を示すフローチャートである。
【図７】本実施形態によるしきい値の設定態様を示すグラフである。
【図８】本実施形態の光電センサにおける各動作モードの処理内容を概略的に示す図である。
【図９】光電センサを透過型として適用する場合の受光量教示に係る検出対象物体と光電センサとの位置関係を示す図である。
【図１０】光電センサを反射型として適用する場合の受光量教示に係る検出対象物体と光電センサとの位置関係を示す図である。
【図１１】２つの受光量Ｖａｉ１、Ｖａｉ２と基礎偏差（ＤＩＦ）との関係を示すグラフである。
【図１２】受光量教示（ユーザ教示）のための光電センサ操作手順を示す図である。
【図１３】ＰＬＣを使用して教示を行う場合における表示部１５の表示態様の変化の様子を示す図である。
【図１４】受光量教示（ＰＬＣ教示）に係るＣＰＵの動作内容の詳細を示すフローチャートである。
【図１５】基礎偏差（ＤＩＦ）の修正乃至変更のための光電センサの操作内容を示す図である。
【図１６】ＳＥＴモード利用時における各種設定値の設定操作態様を示す図である。
【図１７】設定番号表における各設定番号毎の設定値の組み合わせパターンを示す図である。
【図１８】ベルトコンベアの搬送速度に応じた設定値一括自動設定のためのＣＰＵの動作内容をフローチャートである。
【図１９】従来光電センサにおける受光量変動としきい値との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 光電センサ
１０ センサ本体部
１１ 投光部
１２ 受光部
１３ 入力部
１４ 出力部
１５ 表示部
１６ メモリ部
１７ ＣＰＵ
２０ 検出対象物体
１００ 電気コード
１１１ ＬＥＤ
１１２ ＬＥＤ駆動部
１２１ ＰＤ
１２２ アンプ部
１３１ 操作入力部
１３２ タイミング信号入力部
１３３ 速度パルス入力部
【発明の属する技術分野】
この発明は、しきい値を、周期的に取得される一連の受光量列の移動平均相当値の相対値として設定することにより、外部環境条件の変動やセンサ内部における温度変化等の影響による受光量の変動にも柔軟に対応して、正確な検出動作を可能とした光電センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光電センサにあっては、所定周期或いは任意のタイミングでサンプリングされる受光量を、予め設定された受光量しきい値と適宜に比較することにより、所定領域内における物体存在有無の判定を行っている。
【０００３】
受光量しきい値は、例えば、物体存在状態において取得される受光量（物体存在有り状態への変化を主たる検出対象とする場合の動作レベル）と、物体未存在状態において取得される受光量（同様の場合の背景レベル）とを予め求めておき、それら２つの受光量の相関を考慮して、ユーザ等により、検出誤動作の起こりにくい適切な値（例えば両受光量の中間値等）に設定される。判定方法としては、受光量が複数回連続して受光量しきい値を超えたか否かで判定を行うものや、受光量に所定の演算を施した上で受光量しきい値との比較を行い、その結果で判定を行うもの等様々である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
一般に、光電センサにあっては、周囲温度の変化やノイズ発生状況の悪化等の外部環境条件の変動や、センサ内部における温度変化等の影響により、内部増幅率にばらつきが生じ、物体存在有無とは無関係に、そのときどきの状況で受光量が変動しがちである。そのため、ユーザは、受光量のそのような変動を許容した検出が可能となるように、既知の背景レベルから十分な差が隔てられた値に受光量しきい値を設定することを余儀なくされている。このことは、センサの検出分解能の高精度化を妨げる一因ともなっている。
【０００５】
図１９は、従来光電センサにおける受光量の変動としきい値との関係の一例を示すグラフである。同図に示される曲線は、外部環境等の影響を受けているときの受光量（主として背景レベル）の変動を示している。この例は、所定領域内を通過するワークの存在有無検出を行った場合を示すものであり、ワークが所定領域内の通過を開始したときには（物体存在状態）、それにより受光量が瞬時減少している。尚、このような場合、本来であれば、ワークが所定領域内を通過しきったときには、通過直前の背景レベルと同一となる筈である。
【０００６】
同図において、しきい値（１）は、既知の背景レベルと既知の動作レベルとに基づき算出（両レベルの中間値）されたものである。このしきい値（１）を設定した場合には、外部環境等の影響を受けて受光量の変動が起こっているときには、予定された事象変化（この例では、物体存在有無の反転）が生じていないにも拘わらず、背景レベルがしきい値（１）を下回り、それによる誤検出（誤動作）が起こる。そこで、このような受光量の変動を考慮して、既知の背景レベルに対して十分低いしきい値（２）を設定した場合には、今度は、正常な受光量の変化（同図における急激な減少）にも反応しないと言った不具合が生じる。
【０００７】
このような不具合は、例えば、ガラス等の半透明物体の存在有無を検出するような場合において特に顕著となる。すなわち、背景レベルと動作レベルとの差が微少である場合には、それに応じて背景レベルとしきい値との差を微少な値に保たねばならない。しかしながら、一方では、温度変化等による受光量変動を予め考慮して、上述したように背景レベルとしきい値との差を十分に確保しなければならず、結局は、上記誤動作の発生を免れないといった問題があった。
【０００８】
尚、このような内部温度変化等の影響による信号レベルの変動は、光電センサのみならず、超音波センサ、近接センサ、圧力センサ、温度センサ、煙感知器（ガスセンサ）、ｐＨセンサ等々、事象の発生と相関のある特徴量に基づき事象の発生有無を検出する種々のセンサにも共通にみられる問題である。
【０００９】
本発明は、上述の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、外部環境条件の変動やセンサ内部における温度変化等の影響による受光量の変動に柔軟に対応して、正確な検出動作を可能とした光電センサを提供することにある。
【００１０】
この発明の他の目的とするところは、背景レベルと動作レベルとの差が微少である場合にも、正確な検出を可能とした光電センサを提供することにある。
【００１１】
この発明の更に他の目的とするところは、外部環境条件の変動やセンサ内部における温度変化等の影響による受光量の変動に柔軟に対応して正確な検出動作が可能であり、かつ当該センサにおける各種設定値を、検出対象物体の搬送速度に応じて自動設定するようにしたセンサシステムを提供することにある。
【００１２】
この発明の更に他の目的及び効果は、明細書中の以下の記載から当業者であれば容易に理解されるであろう。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するための本発明の第１実施形態は、周期的に取得される一連の受光量列の移動平均相当値を生成する演算手段と、移動平均相当値に対して加算すべきオフセット量を設定するためのオフセット量設定手段と、受光量現在値を、移動平均相当値にオフセット量を加算して得られる受光量しきい値と比較して弁別２値化する第１の弁別手段と、第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別手段とを有する光電センサとされる。
【００１４】
ここで、『移動平均相当値』とあるが、‘相当値’で示されるように、当該移動平均相当値は必ずしも平均値そのものでなくともよく、移動平均値の近似値（移動平均値相当）を広く含むものである。
【００１５】
また、『加算』とあるが、「〜すべき」とあるように、当該記載はオフセット量の算出乃至生成態様をこれのみに限定するものではない。本発明の第１実施形態は、主として、しきい値を、移動平均相当値にオフセット量を加算したものとすることで、結果的に、内部温度変化等の影響による受光量変動に追従するようにしてしきい値を適宜設定可能としたものであるが、例えば、オフセット量を移動平均値から‘減算’する、といった程度のしきい値算出態様の変更は、当業者であれば容易に想到されるであろう。
【００１６】
尚、例えば、透過型、反射型といった検出態様の変更や、センサの使用状況により想定される事象変化（物体存在有無）に基づく受光量の変化の方向が反転するような場合が想定される。そのような場合には、予め、加算すべきオフセット量を、プラス又はマイナスの双方の値に設定可能としておけば、それぞれの状況に臨機応変に対応してしきい値の設定が可能となる。
【００１７】
『第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個数判定用しきい値と比較して弁別２値化する』とあるが、これは、例えば、第１弁別手段による２値化出力“１”又は“０”が規定回数（連続個数判定用しきい値）連続したとき、それに対応して２値化出力“１”又は“０”を生成するような場合が挙げられる。
【００１８】
本発明の第１実施形態によれば、しきい値を、内部温度変化等による受光量変動に追従するようにして適宜に設定することができるから、外部環境の変化やセンサ内部の温度変化等により、受光量に変動が生じても、安定した検出を行うことができる。
【００１９】
また、これにより、受光量変動を予め考慮して、背景レベルとしきい値との差を必要以上に大きく設ける必要がなくなり、検出分解能の高精度化を図ることが可能となる。
【００２０】
第１実施形態においては、しきい値は、移動平均相当値にオフセット量を加算することにより算出されるものとしたが、本発明の第２実施形態では、当該しきい値は、移動平均相当値にオフセット係数を乗算することで、移動平均相当値との比率が一定となるように設定される。
【００２１】
すなわち、本発明の第２実施形態は、周期的に取得される一連の受光量列の移動平均相当値を生成する演算手段と、移動平均相当値に対して乗算すべきオフセット係数を設定するためのオフセット係数設定手段と、受光量現在値を、移動平均相当値にオフセット係数を乗算して得られる受光量しきい値と比較して弁別２値化する第１の弁別手段と、第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別手段とを有する光電センサとされる。
【００２２】
ここで、『乗算』とあるが、これについても、「〜すべき」とあるように、その算出態様を限定するための記載ではない。本発明の第２実施形態は、主として、しきい値を、移動平均相当値にオフセット係数を乗算したものとすることにより、結果的に、内部温度変化等の影響による受光量変動に追従するようにしきい値を適宜設定可能としたものであるが、例えば、移動平均値にオフセット係数を‘除算’する、といった程度のしきい値算出態様の変更は、当業者であれば容易に想到されるであろう。
【００２３】
第２実施形態においても、例えば、透過型、反射型といった検出態様の変更や、センサの使用状況により、想定される事象変化に基づく受光量の変化の方向が反転するような場合が想定される。そのような場合には、予め、乗算すべきオフセット係数を、物体存在有無の反転に基づく受光量の変化の方向別に設定可能としておけば（具体的一例としては、例えば、‘０．８’と‘１．２５’等（移動平均相当値の上下それぞれの値にしきい値を設定可能な組合せ））、それぞれの状況に合わせたしきい値を設定できる。
【００２４】
本発明の第１、第２実施形態において、好ましくは、移動平均相当値を生成するための演算に使用される受光量列の取得周期を設定するための取得周期設定手段が更に設けられる。
【００２５】
また、好ましい他の一例では、移動平均相当値を生成するための演算に使用される受光量列の受光量個数を設定するための受光量個数設定手段が設けられる。
【００２６】
また、好ましい他の一例では、第２の弁別手段に使用される連続個数判定用しきい値を設定するための手段が設けられる。
【００２７】
このような態様によれば、センサの使用状況に応じて、各値（取得周期、受光量個数、連続個数判定用しきい値）を好ましい任意の値に設定することができる。一例としては、例えば、取得周期が早くなるように設定することにより、センサの応答速度を上げることができる。また、受光量個数が多くなるように設定することにより、ノイズ等の影響を極力抑えたより正確な移動平均相当値を得るようにすることができる。また、連続個数判定用しきい値を多く設定することで、ノイズに基づく誤検出を排除し、検出精度をより一層高めることができる。
【００２８】
ここでより好ましくは、受光量列の取得周期、受光量列の受光量個数、および連続個数判定用しきい値の設定は、予め用意された複数種類の設定パターンの中から希望する設定パターンの符号を指定することにより一括設定されるようにする。
【００２９】
このような態様によれば、それら３種の設定値を一括して設定できるから、それらを個々に設定するといったユーザの手間暇も解消される。また、予め、それら３種の設定値の好ましい組合せパターンを用意しておけば、操作に不慣れなユーザでも、簡易にかつ良好な設定を行うことが可能となる。
【００３０】
第１、第２実施形態において、好ましくは、外部機器を介して生成される搬送装置の搬送速度信号を入力する手段が更に設けられ、取得周期、受光量個数、又は、連続個数判定用しきい値は、該搬送速度信号に基づき自動設定されるようにされる。
【００３１】
ここで、『外部機器』としては、例えば、パルスエンコーダ等が上げられる。また、『搬送装置』としては、ベルトコンベア等が挙げられる。
【００３２】
このような態様によれば、搬送装置により搬送される検出対象物体の存在有無を検出するような場合には、取得周期、受光量個数、又は、連続個数判定用しきい値を、検出対象物体の搬送速度に応じて、適切な値に自動調整することが可能となる。また、それら設定に係る手間暇も解消される。尚、如何なる搬送速度に対して如何なる設定値の調整を行うかは、検出状況に応じて予め定めておけばよい。
【００３３】
次に、第１、第２実施形態においては、‘教示’を介して、「オフセット量」又は「オフセット係数」を自動設定することにより、それらの設定に係るユーザ等の手間暇を解消することができる。
【００３４】
すなわち、第１実施形態においては、教示操作を介して物体存在有無のそれぞれの状態における受光量を記憶する手段が更に設けられ、オフセット量設定手段は、記憶された受光量に基づき、オフセット量を自動設定するようにする。
【００３５】
また、第２実施形態においては、教示操作を介して物体存在有無のそれぞれの状態における受光量を記憶する手段が更に設けられ、オフセット係数設定手段は、記憶された受光量に基づき、オフセット係数を自動設定するようにする。
【００３６】
尚、ここで、『教示』とあるが、当該教示は、例えば、ユーザのテンキー操作や、ＰＬＣ等からのデータ受信を介して、それぞれの状態に対応する既知の受光量を数値データとして直接入力することにより行うこともできるし、或いは、その都度、センサに受光量を実測させるようにしてもよい。
【００３７】
ここで、より好ましくは、第１、第２実施形態において、‘教示’に際するセンサへの操作は、例えばＰＬＣ等の外部装置から到来する教示信号に基づき自動で行われる。具体的には、例えば、そのときどきの投受光処理を経て取得される受光量を、外部装置からの教示信号に基づき、物体存在有無の何れかの状態における受光量として特定し、それにより得られた２つの受光量からしきい値を自動算出する態様のものが挙げられる。
【００３８】
次に、本発明の第１、第２実施形態において、好ましくは、受光量現在値と受光量しきい値との比較結果に基づき、その受光量現在値を、演算手段における移動平均相当値生成のための新たな受光量列の１つとして採用するか否かを弁別する手段が更に設けられる。
【００３９】
このような態様によれば、例えば、単発的に受光量しきい値を越えるような受光量が取得された場合には、それをノイズと見なし、当該受光量については移動平均相当値生成に採用しないようにすることで、ノイズによる受光量しきい値の変動を抑制することができる。また、例えば、受光量現在値が、事象変化に基づく変化の方向へ受光量しきい値を越えたときには、当該受光量を、物体存在有無の反転に基づく受光量変化と見なして直ちに移動平均相当値の算出に反映させないようにすることで、当該反転最中の受光量しきい値を固定したものとすることも可能となり、より正確な検出動作が保証される。
【００４０】
ここで、より好ましくは、新たな移動平均相当値生成に採用される受光量現在値のうち、そのときの移動平均相当値近傍の所定範囲外の値を有する受光量現在値については、該移動平均相当値近傍の規定値に置換されるようにする。
【００４１】
このような態様によれば、例えば、検出対象物体の表面状態等に基づく受光量の多少の変動分に対しては、そのときの移動平均相当値近傍の所定範囲外の値で特定される受光量に置換することで、そのような受光量の変動に基づく移動平均相当値の変動を抑制することができる。
【００４２】
次に、本発明の第３、第４実施形態は、上述の第１、第２実施形態を適用したセンサシステムとして実現される。
【００４３】
本発明の第３実施形態は、搬送装置と、該搬送装置の搬送速度に対応した速度パルスを生成する速度パルス生成装置と、光電センサとを備え、該搬送装置により順次搬送されてくる検出対象物体が所定領域内に存在するか否かを検出するセンサシステムであって、光電センサは、周期的に取得される一連の受光量列の移動平均相当値を生成する演算手段と、移動平均相当値に対して加算すべきオフセット量を設定するためのオフセット量設定手段と、受光量現在値を、移動平均相当値にオフセット量を加算して得られる受光量しきい値と比較して弁別２値化する第１の弁別手段と、第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別手段と、速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パルスに基づき、移動平均相当値を生成するための演算に使用される受光量列の取得周期を自動設定する手段と、を有することを特徴とする。
【００４４】
ここで、『搬送装置』としては、例えば、ベルトコンベア等が挙げられる。また、『パルス生成装置』としては、例えば、ロータリーエンコーダが挙げられる。本発明の第３実施形態によれば、検出対象物体の搬送速度に応じて、センサ応答速度や検出精度等を考慮した取得周期を適宜に設定することができる。
【００４５】
尚、ここでは、『速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パルスに基づき、移動平均相当値を生成するための演算に使用される受光量列の取得周期を自動設定する手段』を設け、搬送速度に応じて取得周期を自動設定するようにしたが、これとは別に、例えば、『速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パルスに基づき、移動平均相当値を生成するための演算に使用される受光量列の受光量個数を自動設定するための受光量個数設定手段』を設け、搬送速度に応じて受光量個数を自動設定するようにしてもよい。同様に、『速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パルスに基づき、第２の弁別手段に使用される連続個数判定用しきい値を自動設定するための手段』を設け、搬送速度に応じて連続個数を自動設定するようにすることもできる。
【００４６】
また、本発明の第４実施形態は、搬送装置と、該搬送装置の搬送速度に対応した速度パルスを生成する速度パルス生成装置と、光電センサとを備え、該搬送装置により順次搬送されてくる検出対象物体が所定領域内に存在するか否かを検出するセンサシステムであって、光電センサは、周期的に取得される一連の受光量列の移動平均相当値を生成する演算手段と、移動平均相当値に対して乗算すべきオフセット係数を設定するためのオフセット係数設定手段と、受光量現在値を、移動平均相当値にオフセット係数を乗算して得られる受光量しきい値と比較して弁別２値化する第１の弁別手段と、第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別手段と、速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パルスに基づき、移動平均相当値を生成するための演算に使用される受光量列の取得周期を自動設定するための手段と、を有することを特徴とする。
【００４７】
尚、ここでは、『速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パルスに基づき、移動平均相当値を生成するための演算に使用される受光量列の取得周期を自動設定する手段』を設け、搬送速度に応じて取得周期を自動設定するようにしたが、これとは別に、第４実施形態においても、例えば、『速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パルスに基づき、移動平均相当値を生成するための演算に使用される受光量列の受光量個数を自動設定するための受光量個数設定手段』を設け、搬送速度に応じて受光量個数を自動設定するようにしてもよい。同様に、『速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パルスに基づき、第２の弁別手段に使用される連続個数判定用しきい値を自動設定するための手段』を設け、搬送速度に応じて連続個数を自動設定するようにすることもできる。
【００４８】
第３、第４実施形態によれば、外部環境条件の変動やセンサ内部における温度変化等の影響による受光量の変動に柔軟に対応して、正確な検出動作が可能であり、かつ、取得周期、受光量個数、又は、連続個数判定用しきい値を、検出対象物体の搬送速度に応じて自動調整可能なセンサシステムが提供される。尚、如何なる搬送速度に対して如何なる設定値の調整を行うかは、検出状況に応じて予め定めておけばよい。
【００４９】
尚、第１〜第４実施形態は、何れも光電センサを使用したものであるが、これらの検出原理は、この他種々のセンサにも適用することができる。
【００５０】
本発明の第５実施形態は、周期的に取得される一連の特徴量列の移動平均相当値を生成する演算手段と、移動平均相当値に対して加算すべきオフセット量を設定するためのオフセット量設定手段と、特徴量現在値を、移動平均相当値にオフセット量を加算して得られる特徴量しきい値と比較して弁別２値化する第１の弁別手段と、第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別手段とを有するセンサとされる。
【００５１】
『センサ』とあるが、具体的には、光電センサの他、音量、磁気抵抗、圧力等に基づく特徴量を利用して所定範囲内における検出対象物体の存在を検出する超音波センサ、近接センサ、圧力センサや、熱量に基づく特徴量を利用して例えば室内温度上昇等を検出する温度センサ、ガス吸着効果や化学反応等に基づく特徴量を利用して例えば火災発生等を検出する煙感知器（ガスセンサ）、電位差に基づく特徴量を利用して例えば水質汚染発生等を検出するｐＨセンサ等々、種々のものが挙げられる。
【００５２】
また、本発明の第６実施形態は、周期的に取得される一連の特徴量列の移動平均相当値を生成する演算手段と、移動平均相当値に対して乗算すべきオフセット係数を設定するためのオフセット係数設定手段と、特徴量現在値を、移動平均相当値にオフセット係数を乗算して得られる特徴量しきい値と比較して弁別２値化する第１の弁別手段と、第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別手段とを有するセンサとされる。
【００５３】
第５実施形態において、好ましくは、オフセット量設定手段は、加算すべきオフセット量を、プラス又はマイナスの双方の値に設定可能とされる。
【００５４】
また、第６実施形態において、好ましくは、オフセット係数設定手段は、乗算すべきオフセット係数を、事象発生有無の反転に基づく特徴量の変化の方向別に設定可能とされる。
【００５５】
第５、第６実施形態において、好ましくは、移動平均相当値を生成するための演算に使用される特徴量列の取得周期を設定するための取得周期設定手段が設けられる。
【００５６】
また、第５、第６実施形態において、好ましい他の一例では、移動平均相当値を生成するための演算に使用される特徴量列の特徴量個数を設定するための特徴量個数設定手段を更に設けられる。
【００５７】
また、第５、第６実施形態において、好ましい他の一例では、第２の弁別手段に使用される連続個数判定用しきい値を設定するための手段が更に設けられる。
【００５８】
ここでより好ましくは、特徴量列の取得周期、特徴量列の特徴量個数、および連続個数判定用しきい値の設定は、予め用意された複数種類の設定パターンの中から希望する設定パターンの符号を指定することにより一括設定されるようにする。
【００５９】
または、第５、第６実施形態においては、外部機器を介して生成される搬送装置の搬送速度信号を入力する手段を設け、取得周期、特徴量個数、又は、連続個数判定用しきい値は、該搬送速度信号に基づき自動設定されるようにしてもよい。
【００６０】
第５、第６実施形態においても、‘教示’を介して、「オフセット量」又は「オフセット係数」を自動設定することにより、それらの設定に係るユーザ等の手間暇を解消することができる。
【００６１】
すなわち、第５実施形態においては、教示操作を介して物体存在有無のそれぞれの状態における特徴量を記憶する手段を設け、オフセット量設定手段は、記憶された特徴量に基づき、オフセット量を自動設定するようにする。
【００６２】
また、第６実施形態においては、教示操作を介して物体存在有無のそれぞれの状態における特徴量を記憶する手段を設け、オフセット係数設定手段は、記憶された特徴量に基づき、オフセット係数を自動設定するようにする。
【００６３】
また、第５、第６実施形態の何れにおいても、教示操作を、例えばＰＬＣ等の外部装置から到来する教示信号に基づき自動で行うようにすることもできる。
【００６４】
また、第５、第６実施形態において、好ましくは、特徴量現在値と特徴量しきい値との比較結果に基づき、その特徴量現在値を、演算手段における移動平均相当値生成のための新たな特徴量列の１つとして採用するか否かを弁別する手段が設けられる。
【００６５】
ここで、より好ましくは、新たな移動平均相当値生成に採用される特徴量現在値のうち、そのときの移動平均相当値近傍の所定範囲外の値を有する特徴量現在値については、該移動平均相当値近傍の規定値に置換されるようにする。
【００６６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明センサの好適な一実施形態を添付図面に従って詳細に説明する。
【００６７】
本実施形態による光電センサの回路構成の概略が図１のブロック図により示されている。
【００６８】
同図に示されるように、この光電センサ１は、物体検出領域（所定領域）へと向けて赤外線投光を行うための投光部１１と、物体検出領域を経て到来する投光部１１からの赤外線投光を受け取るための受光部１２と、光電センサ１への各種情報入力のための入力部１３と、検出結果に基づく出力を外部機器へ出力するための出力部１４と、表示部１５と、メモリ部１６と、それらを統括制御するＣＰＵ１７とを有している。
【００６９】
投光部１１は、投光素子としてのＬＥＤ１１１と、ＣＰＵ１７から出力されるタイミング制御信号に同期してＬＥＤ１１１の駆動パルスを生成するＬＥＤ駆動部１１２とを有してなる。
【００７０】
受光部１２は、受光素子としてのＰＤ（フォトダイオード）１２１と、ＣＰＵからのタイミング制御信号に同期して、ＰＤ１２１から得られる受光量を増幅してＣＰＵ１７に出力するアンプ部１２２とを有してなる。
【００７１】
入力部１３は、検出に係る各種設定のためのスライドスイッチ（図示は省略する）や操作ボタン等で構成される操作入力部１３１と、後述する教示タイミング信号をＰＬＣ等の外部装置から取り込むための教示タイミング信号入力部１３２と、後述するベルトコンベアの搬送速度に対応して生成される速度信号を取り込むための速度パルス入力部１３３とを有してなる。
【００７２】
出力部１４は、物体存在有無検出の検出結果に基づく２値化信号を例えばＰＬＣ等の外部装置に出力するために使用される。
【００７３】
表示部１５は、７セグメント表示器を含んで構成され、該７セグメント表示器には、ＯＮ／ＯＦＦ状態や受光量等の物体存在有無検出に係る各種数値等が表示される。
【００７４】
メモリ部１６は、フラッシュメモリを主体として構成され、この例では、オフセット量としての基礎偏差(ＤＩＦ)、サンプリング周期（（取得周期）ＳＭＰ)、連続個数判定用しきい値としての判定回数(Ｐ_ＣＮＴ)、受光量個数としての受光量取得回数(Ａｖｅ_ＣＮＴ)等の各種設定値が適宜記録される。
【００７５】
ＣＰＵ１７は、マイクロプロセッサを主体として構成され、上述の１１〜１６の各構成要素を統括制御するとともに、物体存在有無検出に係る各種の演算を実行し、検出処理を行うものである（図３乃至図６等参照）。
【００７６】
本実施形態の光電センサは、以上のような回路構成とされ、この例では、ベルトコンベア上を搬送される検出対象物体が所定領域の通過を開始したとき、又は、通過が完了した（通り過ぎた）ときに、ＯＮ・ＯＦＦ検出出力を生成するべく使用されている。尚、このような使用態様は、あくまでも、一実施例を示すものに過ぎず、本発明の使用態様をこれに限定するものではない。
【００７７】
本実施形態による物体存在有無の検出原理を図２のグラフを参照しつつ説明する。尚、この例では、受光量取得回数（Ａｖｅ_ＣＮＴ）並びに判定回数（Ｐ_ＣＮＴ）は、共に‘４’に設定されているものとする。
【００７８】
同図に示されるグラフは、縦軸を受光量、横軸を時間とした描かれたものであり、白丸または黒丸は、何れも、受光部１２を介してＣＰＵ１７に所定タイミングで順次入力される受光信号に基づく受光量を示している。この例では、白丸で示される受光量は、検出に際して採用されない非サンプリング値であり、検出に際して採用される実際のサンプリング値は、黒丸で示される受光量のみとされている（以下、「サンプリング受光量」は、この黒丸で示される実際のサンプリング受光量のことを指すものとする）。尚、同図では、白丸と黒丸とが交互に描かれているが、本実施の形態では、この黒丸の出現頻度（サンプリング周期ＳＭＰ）を、適宜に設定乃至変更可能とされている。これについては、後に詳細に説明するが、ちなみに同図で示されるのは、サンプリング周期ＳＭＰ＝“２”（「受光量の取得数２回毎に１つを実際のサンプリング値として採用」の意）に設定した場合の受光量の変化を示す曲線である。この例では、物体未存在状態から存在状態へと変化したとき、受光量曲線が急激に立ち下がり、その直後、物体存在状態から未存在状態へと変化したとき立ち上がりを見せている。
【００７９】
同図右上の枠内に示されるように、本実施の形態においては、検出に際して、▲１▼〜▲５▼に示す５つの値が使用される。
【００８０】
同図において、太線で示される『受光量平均値（▲２▼）』は、直前までの規定数（受光量取得回数Ａｖｅ_ＣＮＴ）の既得サンプリング受光量の平均値(Ｘ又はＹ/Ａｖｅ_ＣＮＴ)（移動平均値に相当）として算出され、通常時には、受光量現在値（最新のサンプリング受光量）が取得される毎に更新される。尚、当該受光量取得回数Ａｖｅ_ＣＮＴは、適宜に設定乃至変更可能とされている。これについては後述する。
【００８１】
同図枠内において、下向きの矢印で示される『基礎偏差ＤＩＦ（▲５▼）』は、受光量平均値（▲２▼）に対して一定方向（主たる事象の変化に基づく受光量の変化方向、すなわち、この例では主として物体未存在状態から存在有り状態への変化に基づく受光量の変化の方向）に一定差を維持したしきい値を設定するために予め算出される規定値（オフセット量）である。基礎偏差ＤＩＦは、具体的には、所定領域内における物体の存在有無のそれぞれにおける受光量の教示を通じて、当該２つの受光量の差の中間値として自動設定される。これについては後述する（図１４参照）。
【００８２】
同図において、受光量平均値（▲２▼）の下方の太線で示される『しきい値（▲４▼）』は、受光量平均値（▲２▼）に基礎偏差ＤＩＦ（▲５▼）を加算することにより、受光量サンプリング周期ＳＭＰとほぼ同周期で繰り返し算出される。すなわち、しきい値（▲４▼）は、受光量平均値の変化に追従して変化することとなる。尚、基礎偏差（▲５▼）は、主たる事象の変化に基づく受光量の変化方向、すなわち、この例では、所定領域内における物体の未存在状態から存在状態へと移行するときの受光量の変化方向（この例では減少）を示す‘負’の値として設定されている。尚、この例において、基礎偏差ＤＩＦ（▲５▼）を‘正’の値として設定する場合には、しきい値は、受光量平均値（▲２▼）に当該ＤＩＦを減算することにより算出されるようにすればよいことは言うまでもない。
【００８３】
同図において、受光量平均値（▲２▼）を挟んだ上下に位置する２本の破線（▲１▼、▲３▼）は、それぞれ、置換上限値（▲１▼）、置換下限値（▲３▼）を示している。当該置換上下値（▲１▼，▲３▼）は、上限値（▲１▼）と下限値（▲３▼）との差が基礎偏差（▲５▼）の絶対値の半分以下となるように、かつ、各上下限値と受光量平均値（▲２▼）との差の絶対値が等しくなるように、受光量平均値（▲２▼）を挟むようにして設けられている。
【００８４】
同図において、大文字“Ｅ”の符号で示されるしきい値は、受光量ａ，ｂ，ｃ，ｄ（この例では、Ａｖｅ_ＣＮＴで規定される直前の受光量“４”回分）の平均値に基礎偏差（▲５▼）を加算することにより算出されるしきい値Ｅを示しており、このしきい値“Ｅ”は、当該しきい値“Ｅ”が算出された後に取得される最新の受光量現在値ｅ（受光量ａ〜ｄに次いでサンプリングされる受光量）の比較判定に使用されている。尚、このとき、受光量ｅは、置換上限値（▲１▼）を上回っており、このような場合、この受光量ｅの値は、置換上限値（▲１▼）（同図中★印で示される）と同値に置換される。尚、同図には直接示されていないが、受光量現在値が、しきい値よりも大きくかつ置換下限値（▲３▼）よりも小さい値のときには、当該現在値は、置換下限値（▲３▼）と同値に置換される。また、受光量現在値が、置換上限値（▲１▼）と置換下限値（▲２▼）の間にあるときは、その受光量現在値は置換されることなく、そのまま、次回の受光量のしきい値の算出に採用される。
【００８５】
このように、置換上下値（▲１▼、▲３▼）を設けたのは、物体存在の有無変化と直接関係しないノイズ受光量等による移動平均値（▲２▼）の算出への影響を抑制するためである。例えば、大きなノイズ受光量をそのレベルのままで取得した場合には、移動平均値がそれにより大きく変動してしまい、その直後、ノイズが無い通常の受光量に戻っただけで、当該受光量がしきい値を越えてしまう、といった場合が想定される。本実施の形態によれば、仮にそのようなノイズが連続的に発生した場合にあっても、移動平均値は上限値（▲１▼）と下限値（▲３▼）との間に規制されるから、ノイズによる誤作動が未然に防止される。
【００８６】
尚、後述するように、上限値（▲１▼）又は下限値（▲３▼）は、それぞれ、移動平均値（▲２▼）に、‘ＷＬ（＝ＤＩＦ／２−１））’を加算または減算して得られるものとされている。このような態様としたのは、例えば、ノイズが連続取得されることにより、移動平均値が‘Ｘ＋ＷＬ’となった直後、ノイズに基づく受光特徴量‘Ｘ−ＷＬ’が得られても、その差（｛Ｘ＋ＷＬ｝−｛Ｘ−ＷＬ｝＝２ＷＬ）がオフセット量ＤＩＦの絶対値を越えないようにするためである。すなわち、“ＷＬ＜ＤＩＦ／２”とするため、この例では“ＤＩＦ／２−１”と規定しているが、ＤＩＦ／２から差し引く数値は、正の値であればよく、ここに示される“１”に限定されない。
【００８７】
一方、同図において、大文字“Ｈ”の符号で示されるしきい値は、受光量ｄ，ｅ，ｆ，ｇの平均値に基礎偏差（▲５▼）を加算して算出されたしきい値“Ｈ”を示しており、このしきい値“Ｈ”は、受光量ｈの判定に採用されている。ここで、この例では、受光量ｈはしきい値を下回って（そのときの事象の変化に基づく受光量の主たる変化の方向に越えて）いる。このような場合には、この受光量ｈは、次のしきい値算出には直ちには採用されず、一時保存され、後の平均値算出に採用される。すなわち、次に取得される受光量ｉの比較判定基準となるしきい値は、新たに更新されたしきい値ではなく、その直前で使用された同様のしきい値“Ｈ”となる。
【００８８】
この例では、受光量ｉは、同様にしきい値“Ｈ”を越えており、次いで取得される受光量ｊについても同様にしきい値“Ｈ”が採用される。また、受光量ｊも同様にしきい値“Ｈ”を越えており、更に続いて取得される受光量ｋについても、同様にしきい値“Ｈ”が採用される。更に、受光量ｋも同様にしきい値“Ｈ”を越えている。尚、このときの受光量ｉ，ｊ，ｋは、受光量ｈと同様に一時保存されている。
【００８９】
尚、受光量ｉ〜ｋのうち、いずれか１つでも、しきい値“Ｈ”を越えなかったときには、その時点の受光量と、それ以前の受光量ｅ（上限値▲１▼）、ｆ、ｇとの４つの受光量で、受光量平均値が算出され、しきい値は更新される。この場合、それまで一時保存された受光量は削除される。
【００９０】
この例では、４つの受光量ｈ〜ｋが判定回数Ｐ_ＣＮＴ（この例では“４”回に設定されている。このＰ_ＣＮＴについても、適宜に設定乃至変更可能とされている。これについても後述する）連続してしきい値を超えたため、この時点において、図１のブロック図に示される出力部１４から、物体存在有無が反転した旨、すなわち、この例における具体的事象として、ベルトコンベア上の物体が所定領域内の通過を開始した旨を示すＯＮ信号（例えば、２値化信号“１”）が出力される。
【００９１】
その後は、物体存在有り状態から無し状態に変化する旨（事象）を検出することとなるため、判定基準となる受光量の変化の方向（しきい値をまたぐ方向）は逆転される。このとき、この例では、一時保存された受光量ｈ〜ｋの平均値が算出され、これに基礎偏差（▲５▼）を加算することにより、新たなしきい値Ｌが設けられる。
【００９２】
尚、この例では、受光量取得回数（Ａｖｅ_ＣＮＴ）並びに判定回数（Ｐ_ＣＮＴ）が、共に‘４’に設定されているため、ＯＮ信号が出力された直前の４回分の受光信号の平均値が算出されているが、受光量取得回数（Ａｖｅ_ＣＮＴ）と判定回数（Ｐ_ＣＮＴ）とが異なる場合には、それに応じた処理がなされる。具体的には、例えば、Ａｖｅ_ＣＮＴ＝２、Ｐ_ＣＮＴ＝４（Ａｖｅ_ＣＮＴ＜Ｐ_ＣＮＴ）のときには、このときの新たな平均値は、直前の受光量ｊ，ｋに基づき算出されるようにする。また、Ａｖｅ_ＣＮＴ＝８、Ｐ_ＣＮＴ＝４（Ａｖｅ_ＣＮＴ＞Ｐ_ＣＮＴ）のときには、一時的に、受光量ｈ〜ｋの平均値を、８回分の平均値として使用するようにする。この他にも、種々の処理が想定されるが、これについては、上記記載を参照することにより当業者であれば容易に実施できるであろうから、ここでの詳細説明は省略する。
【００９３】
次いで、ＯＮ信号出力後は、事象変化に基づく受光量の変化の方向は逆転するものの、検出原理はその後もほぼ同様である。具体的に説明すると、この例では、その直後取得される受光量ｌは、新たに算出されたしきい値Ｌを上回っている（そのときの事象の変化に基づく受光量の主たる変化の方向に越えている）。したがって、この受光量ｌは、次のしきい値算出には直ちには採用されず、一時保存され、後の平均値算出に使用される。すなわち、次に取得される受光量ｍの比較判定基準となるしきい値は、新たに更新されるしきい値ではなく、その直前で使用された同様のしきい値“Ｌ”となる。
【００９４】
この例では、同様にして、受光量ｌを含む４回分の受光量（ｌ〜ｏ）は、全てしきい値Ｌを越えており、受光量ｏがしきい値Ｌを越えたと判定された時点において、図１のブロック図に示される出力部１４から、物体存在有無が反転した旨、すなわち、この例における具体的事象として、ベルトコンベア上の物体が所定領域内を通過し、物体未存在状態となった旨を示すＯＦＦ信号（例えば、２値化信号“０”）が出力される。
【００９５】
その後は、再び、物体未存在状態から存在状態に変化する旨（事象）を検出することとなるため、判定基準となる受光量の変化の方向（しきい値をまたぐ方向）が逆転される。
【００９６】
尚、同図、大文字“Ｐ”の符号で示されるしきい値は、同様にして一時保存された受光量ｌ，ｍ，ｎ、ｏの平均値に基礎偏差（▲５▼）を加算して算出されたしきい値“Ｐ”を示している。
【００９７】
次に、上述の原理に基づく検出を行うためのＣＰＵ１７の動作内容を図３〜図６のフローチャートに基づき説明する。
【００９８】
図３は、ＣＰＵ１７の検出処理に係る初期動作を示すフローチャートである。ＣＰＵ１７においては、まず、図１に示されるメモリ部１４から、予め設定（記録）された先の４つの設定値、基礎偏差(ＤＩＦ)、サンプリング周期（ＳＭＰ)、判定回数(Ｐ_ＣＮＴ)、受光量取得回数(Ａｖｅ_ＣＮＴ)が呼び出される（ステップ３０１）。
【００９９】
続くステップ３０２においては、図１に示す出力部１４からの出力がＯＦＦとされ、受光量取得回数カウンタＡｖｅ、サンプリング周期カウンタＳ、判定回数カウンタＰのそれぞれに“０”がセットされ、出力状態フラグ（ＯＮ／ＯＦＦフラグ）が出力ＯＦＦを示す“０”に（出力ＯＮを示すフラグは“１”とされる）セットされ、ＯＦＦ状態時受光量総加算値ＸＯＦＦ並びにＯＮ状態時受光量総加算値ＸＯＮが“０”にそれぞれ設定される。
【０１００】
次いで、ステップ３０３〜３０６で示される受光量平均値算出処理が行われる。すなわち、検出処理の開始時においては、しきい値が設定されていないため、これを自動設定するためには所定数（Ａｖｅ_ＣＮＴ)の受光量取得が必要となる。
【０１０１】
受光量平均値算出処理においては、まず、図２中、黒丸で示した受光量１つ分（以下、Ｖａｉとする）をサンプリングするために、実際にはサンプリングされない白丸をも含めた受光量入力のための投受光処理が行われる。すなわち、サンプリング周期カウンタＳが予め設定されたサンプリング周期ＳＭＰとなるまで（ステップ３０４ＹＥＳ）、繰り返し投受光処理（投光部１１から投光を行うとともに、受光部１１を介して受光量をＣＰＵ１７に入力する）が行われる（ステップ３０４ＮＯ，ステップ３０３ＮＯ）。尚、このことからも分かるように、本実施形態の光電センサにおいては、投光周期は、サンプリング周期ＳＭＰの設定に拘わらず、常時一定（無論、これを適宜変更するようにすることも可能である）とされている。
【０１０２】
ステップ３０３、ステップ３０４の処理は、ステップ３０６においてＡｖｅ＝Ａｖｅ＿ＣＮＴとなるまで（設定された受光量取得回数Ａｖｅ_ＣＮＴ回分の受光量がサンプリングされるまで）繰り返し行われる（ステップ３０５、ステップ３０６ＮＯ）。
【０１０３】
尚、ステップ３０５に示されるように、本実施例では、Ａｖｅ_ＣＮＴで示される回数分の受光量は、ＯＦＦ状態時受光量総加算値ＸＯＦＦ（以下、単に加算値ＸＯＦＦと言う）として累積加算される（ＸＯＦＦ＝ＸＯＦＦ＋Ｖａｉ）に止まり、実際にはそれらの平均値は算出されない。しかしながら、後述するしきい値との比較態様（図５，図６参照）からも明確であるように、このような態様が、「平均値を算出する」といった概念に基づくものであることは、当業者であれば容易に理解されるはずである。
【０１０４】
加算値ＸＯＦＦの算出が終了すると（ステップ３０６ＹＥＳ）、受光量取得回数カウンタＡｖｅは再度“０”にセットされ、処理は一旦終了する。
【０１０５】
図３に示される初期動作が終了すると、次いで、図４のフローチャートに示される現在値としての受光量のサンプリング処理が行われる。尚、先に説明しておくが、以下の図４乃至図６のフローチャートでは、理解を容易とするため、図２との同一性を図り、判定回数(Ｐ_ＣＮＴ)＝受光量取得回数(Ａｖｅ_ＣＮＴ)として説明する。それら各値が異なる場合には、それぞれに対応した一部別態様の処理が必要となるが、これについては、段落［００９２］、図３並びに以下の説明を参照することにより当業者であれば容易に想到されるであろうから、ここでの具体的図示乃至説明は省略する。
【０１０６】
同フローチャートに示されるように、この処理においても、先に図３で示した処理と同様にして、サンプリング周期ＳＭＰ並びにサンプリング周期カウンタＳに基づき、１つの受光量Ｖａｉが取得される（ステップ４０１、ステップ４０２）。受光量Ｖａｉ取得後は、サンプリング周期カウンタＳに再度“０”がセットされる（ステップ４０３）。
【０１０７】
次いで、ＯＮ／ＯＦＦ状態フラグが“０”か“１”かに基づき、それぞれの状態毎の処理（ステップ４０４ＹＥＳのときステップ４０５（ＯＮ状態時処理）、ステップ４０４ＮＯのときステップ４０６（ＯＦＦ状態時処理））が行われる。尚、同フローチャート中、“←▲１▼”で示されるように、ＯＮ状態時処理、或いは、ＯＦＦ状態時処理終了後は、再び、同フローチャートに示される処理が行われることとなる。
【０１０８】
ＯＦＦ状態時処理の詳細が図５のフローチャートにより示されている。ＯＦＦ状態時処理が開始されると、先ず、設定された基礎偏差ＤＩＦが、正の値であるか負の値であるかが判別される（ステップ５０１）。すなわち、ここでは、主たる事象の変化に基づく受光量の変化方向が特定される。上記した例は、主たる事象変化を、物体存在有り状態から物体存在無し状態への変化としたが、本実施形態における光電センサは、この他にも、種々の事象に対応して使用可能としたものであり、そのために、このような基礎偏差ＤＩＦの極性毎の処理が設けられている。
【０１０９】
ステップ５０１において、「ＤＩＦ＞０」であるときには（ステップ５０１ＮＯ）、先のステップ４０１でサンプリングされた受光量の現在値Ｖａｉと、その直前で取得された規定回数Ａｖｅ_ＣＮＴ（この例では、Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝Ｐ＿ＣＮＴであるため、以下Ｐ＿ＣＮＴとして説明する）の受光量の平均値との大小比較（Ｖａｉ×Ｐ_ＣＮＴ≦ＸＯＦＦ＋ＤＩＦ×Ｐ_ＣＮＴ）が行われる（ステップ５０２）。ここで、現在値Ｖａｉが、平均値を越えるときには（ステップ５０２ＮＯ）、該現在値Ｖａｉを使用して新たな平均値を算出する（ＸＯＦＦの更新：ステップ５０３）。尚、このとき、現在値Ｖａｉが以下の（Ａ）又は（Ｂ）の条件を満たすときには、その値がそれぞれ（ａ）又は（ｂ）に適宜置換される（ＸＯＦＦの更新：図２参照）。
【０１１０】
（Ａ）Ｖａｉ＜（ＸＯＦＦ／Ｐ_ＣＮＴ）−ＷＬ
のとき、
（ａ）Ｖａｉ＝（ＸＯＦＦ／Ｐ_ＣＮＴ）−ＷＬ（‘下限値’への置換）
尚、ここで“ＷＬ”は、
ＷＬ＝１／２×｜ＤＩＦ｜−１、で規定される（以下同様）。
また、
（Ｂ）Ｖａｉ＞（ＸＯＦＦ／Ｐ_ＣＮＴ）＋ＷＬ
のとき、
（ｂ）Ｖａｉ＝（ＸＯＦＦ／Ｐ_ＣＮＴ）＋ＷＬ
【０１１１】
そして、判定回数カウンタＰに“０”をセットし、総加算値ＸＯＮに“０”を設定し（ステップ５０３）、再度、図４に示される受光量現在値のサンプリング処理へと移行する。
【０１１２】
ステップ５０２において、現在値Ｖａｉが、平均値以下であるときには（ステップ５０２ＹＥＳ）、続くステップ５０４において、判定回数カウンタＰが“１”インクリメントされ（Ｐ＝Ｐ＋１）、加算値ＸＯＦＦが保持され（ＸＯＦＦ：保持）、加算値ＸＯＮに当該現在値Ｖａｉが加算（ＸＯＮ＝ＸＯＮ＋Ｖａｉ）される。
【０１１３】
ここで、判定回数カウンタＰが判定回数Ｐ_ＣＮＴ（Ｐ＝Ｐ_ＣＮＴ）でないときには（ステップ５０５ＮＯ）、それら値が保持されたまま、再度、図４に示される受光量現在値のサンプリング処理へと移行する。
【０１１４】
一方、ステップ５０５において、判定回数カウンタＰが判定回数Ｐ_ＣＮＴ（Ｐ＝Ｐ_ＣＮＴ）であるときには、図１に示す出力部１４からＯＮ信号（例えば、２値化信号“１”）が出力される（ステップ５０６）。次いで、出力状態フラグ（ＯＮ／ＯＦＦフラグ）に“１”がセットされ、加算値ＸＯＦＦが“０”に設定され（ＸＯＦＦ＝０）、判定回数カウンタＰに“０”がセットされて（ステップ５０７）、再度、図４に示される受光量現在値のサンプリング処理へと移行する。すなわち、この例では、先にも説明したように、判定回数Ｐ_ＣＮＴで規定される回数、連続して受光量がしきい値を超えたときのみ、出力が反転されるようになっている。すなわち、比較判定処理において、ローパスフィルタ機能が付与されている。
【０１１５】
一方、ステップ５０１において、「ＤＩＦ＞０」であるときには（ステップ５０１ＹＥＳ）、先のステップ４０１でサンプリングされた受光量現在値Ｖａｉと、その直前で取得された規定回数（Ａｖｅ_ＣＮＴ（ここではＰ＿ＣＮＴ）)の受光量の平均値との大小比較（Ｖａｉ×Ｐ_ＣＮＴ≧ＸＯＦＦ＋ＤＩＦ×Ｐ_ＣＮＴ）が行われる（ステップ５０８）。ここで、現在値Ｖａｉが、平均値未満であるときには（ステップ５０８ＮＯ） 、該現在値Ｖａｉを使用して新たな平均値を算出する（ＸＯＦＦの更新：ステップ５０９）。尚、このとき、現在値Ｖａｉが以下の（Ａ）又は（Ｂ）の条件を満たすときには、その値がそれぞれ（ａ）又は（ｂ）に適宜置換される（ＸＯＦＦの更新：図２参照）。
【０１１６】
（Ａ）Ｖａｉ＜（ＸＯＦＦ／Ｐ_ＣＮＴ）−ＷＬ
のとき、
（ａ）Ｖａｉ＝（ＸＯＦＦ／Ｐ_ＣＮＴ）−ＷＬ
また、
（Ｂ）Ｖａｉ＞（ＸＯＦＦ／Ｐ_ＣＮＴ）＋ＷＬ
のとき、
（ｂ）Ｖａｉ＝（ＸＯＦＦ／Ｐ_ＣＮＴ）＋ＷＬ
【０１１７】
そして、判定回数カウンタＰに“０”をセットし、換算値ＸＯＮに“０”を設定し（ステップ５０９）、再度、図４に示される受光量現在値のサンプリング処理へと移行する。
【０１１８】
ステップ５０８において、現在値Ｖａｉが、平均値以上であるときには、先に示したステップ５０４〜ステップ５０７と同様の処理が行われる。
【０１１９】
図４のステップ４０５で示されるＯＮ状態時処理の詳細が図６のフローチャートにより示されている。ＯＮ状態時処理が開始されると、先ず、設定された基礎偏差ＤＩＦが、正の値であるか負の値であるかが判別される（ステップ６０１）。
【０１２０】
ここで、「ＤＩＦ＞０」であるときには（ステップ６０１ＹＥＳ）、先のステップ４０１でサンプリングされた受光量の現在値Ｖａｉと、その直前で取得された規定回数（Ａｖｅ_ＣＮＴ（ここではＰ＿ＣＮＴ）)の受光量の平均値との大小比較（Ｖａｉ×Ｐ_ＣＮＴ＜ＸＯＦＦ＋ＤＩＦ×Ｐ_ＣＮＴ）が行われる（ステップ６０２）。ここで、現在値Ｖａｉが、平均値未満であるときには（ステップ６０２ＮＯ）、該現在値Ｖａｉを使用して新たな平均値を算出する（ＸＯＮの更新：ステップ６０３）。尚、このとき、現在値Ｖａｉが以下の（Ａ）又は（Ｂ）の条件を満たすときには、その値がそれぞれ（ａ）又は（ｂ）に適宜置換される（ＸＯＮの更新：図２参照）。
【０１２１】
（Ａ）Ｖａｉ＜（ＸＯＮ／Ｐ_ＣＮＴ）−ＷＬ
のとき、
（ａ）Ｖａｉ＝（ＸＯＮ／Ｐ_ＣＮＴ）−ＷＬ
また、
（Ｂ）Ｖａｉ＞（ＸＯＮ／Ｐ_ＣＮＴ）＋ＷＬ
のとき、
（ｂ）Ｖａｉ＝（ＸＯＮ／Ｐ_ＣＮＴ）＋ＷＬ
【０１２２】
そして、判定回数カウンタＰに“０”をセットし、総加算値ＸＯＦＦに“０”を設定し（ステップ６０３）、再度、図４に示される受光量現在値のサンプリング処理へと移行する。
【０１２３】
ステップ６０２において、現在値Ｖａｉが、平均値未満であるときには（ステップ６０２ＹＥＳ）、続くステップ６０４において、判定回数カウンタＰが“１”インクリメントされ（Ｐ＝Ｐ＋１）、総加算値ＸＯＮが保持され（ＸＯＮ：保持）、総加算値ＸＯＦＦに当該現在値Ｖａｉが加算（ＸＯＦＦ＝ＸＯＦＦ＋Ｖａｉ）される。
【０１２４】
ここで、判定回数カウンタＰが判定回数Ｐ_ＣＮＴ（Ｐ＝Ｐ_ＣＮＴ）でないときには（ステップ６０５ＮＯ）、それら値が保持されたまま、再度、図４に示される受光量現在値のサンプリング処理へと移行する。
【０１２５】
一方、ステップ６０５において、判定回数カウンタＰが判定回数Ｐ_ＣＮＴ（Ｐ＝Ｐ_ＣＮＴ）であるときには、図１に示す出力部１４からＯＦＦ信号（例えば、２値化信号“０”）が出力される（ステップ６０６）。次いで、出力状態フラグ（ＯＮ／ＯＦＦフラグ）に“０”がセットされ、総加算値ＸＯＮが“０”に設定され（ＸＯＮ＝０）、判定回数カウンタＰに“０”がセットされて（ステップ６０７）、再度、図４に示される受光量現在値のサンプリング処理へと移行する。
【０１２６】
一方、ステップ６０１において、「ＤＩＦ＜０」であるときには（ステップ６０１ＮＯ）、先のステップ４０１でサンプリングされた受光量の現在値Ｖａｉと、その直前で取得された規定回数（Ａｖｅ_ＣＮＴ（ここではＰ＿ＣＮＴ）)の受光量の平均値との大小比較（Ｖａｉ×Ｐ_ＣＮＴ＞ＸＯＮ＋ＤＩＦ×Ｐ_ＣＮＴ）が行われる（ステップ６０８）。ここで、現在値Ｖａｉが、平均値以下であるときには（ステップ６０８ＮＯ）、該現在値Ｖａｉを使用して新たな平均値を算出する（ＸＯＮの更新：ステップ６０９）。尚、このとき、現在値Ｖａｉが以下の（Ａ）又は（Ｂ）の条件を満たすときには、その値がそれぞれ（ａ）又は（ｂ）に適宜置換される（ＸＯＮの更新：図２参照）。
【０１２７】
（Ａ）Ｖａｉ＜（ＸＯＮ／Ｐ_ＣＮＴ）−ＷＬ
のとき、
（ａ）Ｖａｉ＝（ＸＯＮ／Ｐ_ＣＮＴ）−ＷＬ
また、
（Ｂ）Ｖａｉ＞（ＸＯＮ／Ｐ_ＣＮＴ）＋ＷＬ
のとき、
（ｂ）Ｖａｉ＝（ＸＯＮ／Ｐ_ＣＮＴ）＋ＷＬ
【０１２８】
そして、判定回数カウンタＰに“０”をセットし、総加算値ＸＯＦＦに“０”を設定し（ステップ６０９）、再度、図４に示される受光量現在値のサンプリング処理へと移行する。
【０１２９】
尚、ステップ６０８において、現在値Ｖａｉが、平均値を越えるときには（ステップ６０８ＹＥＳ）、先に示したステップ６０４〜ステップ６０７と同様の処理が行われる。
【０１３０】
図７は、上述した検出原理に基づく本実施形態によるしきい値設定の一実施態様を示すグラフである。尚、同図に示されるグラフは、縦軸を受光量、横軸を時間として描かれており、同図破線で示される２つの小さな窪みを有するのは、しきい値の変動を示す曲線であり、同図２つの大きな窪み部分を有するのが受光量の変動を示す曲線である。
【０１３１】
本実施形態は、上述したように、しきい値を、その直前にサンプルされた規定回数（Ａｖｅ_ＣＮＴ）分の受光量平均値の相対値として繰り返し設定すると言うものであるから、図７に示されるように、しきい値は受光量（主として背景成分）の変動に追従して設定されることとなる。ここで、相対基準は、複数回分の受光量平均値であるから、絶対量の大きい単発ノイズ等が発生してもそれによるしきい値の変動への影響が緩和され、かつ、事象変化に伴う受光量の急激な変化に対しては、ヒステリックに反応することなく、常時適度な変動をもって受光量の背景成分にしきい値を追従させることができる。
【０１３２】
尚、上述した実施の形態では、複数回分の受光量平均値に一定値の基礎偏差ＤＩＦを加算するものとして説明した。すなわち、図７に示されるＤＩＦ（ａ）と、ＤＩＦ（ｂ）とは同じ値となる。これとは別に、同図「Ｙｂ／Ｙａ＝ｋ」に示されるように、しきい値（Ｙｂ）を、受光量平均値（Ｙａ）にオフセット係数ｋを乗算して得られる相対値として設定するようにすることもできる。
【０１３３】
次に、上記図２に示される受光量変化の一例では、事象の変化に合わせて受光量が急峻に立ち下がり、またその直後に急峻に立ち上がっている。光電センサにあっては、事象変化に伴う受光量の変化特性は、言うまでもなく、そのときどきの検出態様（主として検出対象物体の搬送速度、センサ特性等々）により様々なものが想定される。図２で示される一例では、ＳＭＰ＝２，Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝４，Ｐ＿ＣＮＴ＝４としたが、これら設定値の組合せは、そのような事象変化に伴う受光量の変化特性を予め想定して、適切に設けられるべきである。どのような変化特性が予想される場合にどのような設定を行うのがより好適であるかは、大凡当業者等の判断に委ねられため、これについては特に例示はしないが、以下に、上述した４つの設定値（基礎偏差ＤＩＦ、受光量取得回数Ａｖｅ_ＣＮＴ、判定回数Ｐ_ＣＮＴ、サンプリング周期ＳＭＰ）の本実施形態における設定態様について、光電センサへの入力操作手順とともに順に説明する。
【０１３４】
図８は、本実施形態の光電センサが有する各動作モード毎の処理内容を概略的に示したものである。
【０１３５】
同図に示されるように、本実施形態においては、光電センサは、「ＲＵＮモード」、「ＴＥＡＣＨモード」、「ＡＤＪＵＳＴモード」、「ＳＥＴモード」の４種の動作モードを有している。これらのモードは、この例では、図１中の操作入力部１３１に含まれるスライドスイッチ（外観図示省略）を介してユーザにより適宜に切り替えられる。尚、「ＴＥＡＣＨモード」に示される“ＰＬＣ教示”の実行の際には、ＰＬＣから到来する信号に基づき光電センサ内部で自動的に当該ＰＬＣ教示モードに切り替えられるものとする。
【０１３６】
「ＲＵＮモード」とは、事象発生を検出するための通常動作モードであり、図３〜図６のフローチャートで示した検出動作は、当該ＲＵＮモードのとき行われるものである。
【０１３７】
「ＴＥＡＣＨモード」は、先に示した基礎偏差ＤＩＦの自動算出（設定）を行うために、ユーザが物体存在有無のそれぞれの状態における受光量の教示を行うためのモードである。尚、このＴＥＡＣＨモードには、ＰＬＣを使用した教示の際にも使用される。
【０１３８】
「ＡＤＪＵＳＴモード」は、設定済みの基礎偏差ＤＩＦを、ユーザ操作に基づき更に修正（調整）乃至変更等するためのモードである。
【０１３９】
「ＳＥＴモード」は、受光量取得回数Ａｖｅ_ＣＮＴ、判定回数Ｐ_ＣＮＴ、サンプリング周期ＳＭＰの設定をユーザ操作を介して行うためのモードである。また、後述する設定番号の指定を介して、これら設定値を一括して設定する場合にも、このモードが使用される。
【０１４０】
ＴＥＡＣＨモードにおける受光量教示（ユーザ教示）のための光電センサの操作手順が図１２に示されている。同図において、符号“１０”で示されるのは、光電センサ１のセンサ本体部１０であり、このセンサ本体部１０の上面には、７セグメント表示器１５と、上下スイッチ１３１ａ，１３１ｂとが設けられている。
【０１４１】
ユーザ教示の際には、先ず、検出対象物体を光電センサ検出対象領域内に設置した状態での受光量が教示される。図９（ａ）、図１０（ａ）は、このときの光電センサ１（投受光部）と検出対象物体（２０）との実際の設置態様を示したものである。図９（ａ）は、光電センサ１を透過型として適用する場合の設置態様を、図１０中（ａ）は、光電センサ１を反射型として適用する場合の設置態様をそれぞれ示している。尚、検出対象物体２０は、この例では、ベルトコンベアにより順次搬送されてくるものである。
【０１４２】
図９（ａ）又は図１０（ａ）に示される状態において、ユーザは先ず、図１２に示される上下スイッチ１３１ａ，ｂのいずれかを押下する。これにより、投受光部１１，１２を介して赤外線の投受光が行われ、このときの受光量が一点目の受光量Ｖａｉ１として図１に示されるメモリ１６に一時保存される。尚、図１２に示されるこのときのＶａｉ（２０００）は、図１０（ａ）の状態（反射型）における受光量を示している。
【０１４３】
次いで、検出対象物体２０が光電センサ検出対象領域内に存在しない状態における受光量（背景受光量）が教示される。図９（ｂ）、図１０（ｂ）は、ベルトコンベア上の所定領域内から物体２０を取り除いた状態を示したものである。尚、図９（ｂ）は、光電センサ１を透過型として適用する場合の設置態様を、図１０中（ｂ）は、光電センサ１を反射型として適用する場合の設置態様をそれぞれ示している。
【０１４４】
図９（ｂ）又は図１０（ｂ）に示される状態において、ユーザは、図１２に示される上下スイッチ１３１を再押下する。これにより、投受光部１１，１２を介して赤外線の投受光が行われ、このときの受光量が二点目の受光量Ｖａｉ２としてメモリ１６に一時保存される。図１２に示されるこのときのＶａｉ（１０００）は、図１０（ｂ）の状態（反射型）における受光量を示している。尚、二点目の受光量が取得されると、ＣＰＵ１７は、メモリ１６に保存されたそれら２つの受光量に基づき、基礎偏差ＤＩＦを自動算出し、設定値としてメモリ１６に保存する。
【０１４５】
図１１は、２つの受光量Ｖａｉ１、Ｖａｉ２と、これに基づき算出される基礎偏差ＤＩＦとの関係を示すグラフである。尚、同図に示されるグラフは、縦軸を受光量、横軸を時間として描かれている。同図に示されるように、この例では、基礎偏差ＤＩＦは、メモリ１６に記録された２つの受光量の差の中間値として算出される。（ ＤＩＦ＝（Ｖａｉ２−Ｖａｉ１）÷２）
具体的には、この例では、図１２に示されるように、ＤＩＦ＝−５００が算出されている。
【０１４６】
次に、本実施の形態においては、「ＴＥＡＣＨモード」を使用して、図示しない外部装置（ＰＬＣ）による自動教示をも可能としている。図１３には、ＰＬＣを使用して教示を行った場合における表示部１５の表示態様の変化の様子が示されている。
【０１４７】
同図“１００”の符号で示されるケーブル（図１中、教示タイミング信号入力部１３２が使用される）を介して、ＰＬＣから教示タイミング信号（第１）が入力されると、光電センサ１は、それに同期して投受光処理を行い、そのときサンプリングされる受光量をＶａｉ１として保存する。同図（ａ）はこの直後の様子を示したものであり、表示部１５には、受光量Ｖａｉ１を示す“２０００”が表示されている。
【０１４８】
次いで、再度教示タイミング信号（第２）が入力されると、光電センサ１は、該タイミング信号に同期して投受光処理を行い、そのときサンプリングされる受光量を受光量Ｖａｉ２として保存する。同図（ｂ）はこの直後の様子を示したものであり、表示器１５には、受光量Ｖａｉ２を示す“１０００”が表示されている。
【０１４９】
これら２つの受光量が教示されると、次いで、同様の算出式（ＤＩＦ＝（Ｖａｉ１−Ｖａｉ２）÷２）により、基礎偏差ＤＩＦが算出される。この例では、同図（ｃ）に示されるように、表示部１５には、算出結果を表す“−５００”が表示されている。
【０１５０】
図１４は、ＰＬＣ教示に係るＣＰＵ１７の動作内容の詳細を示すフローチャートである。
【０１５１】
光電センサ１においては、ケーブル１００を介してＰＬＣからの教示開始信号が入力されると、先ず、先に説明した「ＴＥＡＣＨモード」への自動切り替えを行い（ステップ１４０１）、一旦待機状態となる（ステップ１４０３ＮＯ，ステップ１４０２）。
【０１５２】
次いで、ケーブル１００を介して、ＰＬＣ側から第１の教示タイミング信号が入力されると（ステップ１４０３ＹＥＳ）、光電センサ１は、それに同期して投受光処理を行い、そのときのサンプリング受光量をＶａｉ１として取得（メモリ部１６に一時保存）する（ステップ１４０４）。次いで、再び待機状態となる（ステップ１４０６ＮＯ，ステップ１４０５）。この状態において、ＰＬＣ側から第２の教示タイミング信号が入力されると（ステップ１４０６ＹＥＳ）、光電センサ１は、これに同期して投受光処理を行い、そのときのサンプリング受光量をＶａｉ２として取得（メモリ部１６に一時保存）する（ステップ１４０７）。そして、メモリ１６からそれら受光量を呼び出し、先に説明した算出式（ＤＩＦ＝（Ｖａｉ１−Ｖａｉ２）÷２）に基づき、基礎偏差ＤＩＦを算出し、設定値としてメモリ１６に保存して（ステップ１４０７）、処理は終了する。
【０１５３】
このように、本実施形態によれば、外部装置による偏差基準ＤＩＦの自動算出を可能としているため、偏差基準ＤＩＦの設定変更が容易に行える。
【０１５４】
教示を介して設定された偏差基準ＤＩＦは、図８に示される「ＡＤＪＵＳＴモード」を使用して、ユーザの所望する値に適宜に修正乃至変更することができる。図１５は、「ＡＤＪＵＳＴモード」による偏差基準ＤＩＦの修正乃至変更のための光電センサの操作手順を示す図である。同図に示されるように、偏差基準ＤＩＦの修正乃至変更は、上下スイッチ１３１ａ，ｂを押下することにより行われる。この例では、スイッチ１３１ａを一回押下するごとに、偏差基準ＤＩＦが＋１ずつインクリメントされる。また、スイッチ１３１ａを所定時間以上押下を続けると、連続して偏差基準ＤＩＦのインクリメントが行われる。また、スイッチ１３１ｂを一回押下する毎に、偏差基準ＤＩＦが１ずつディクリメントされ、スイッチ１３１ｂを所定時間以上押下し続けると１ずつ連続してディクリメントされる。
【０１５５】
図１６は、「ＳＥＴモード」における各種設定値の設定操作態様を示す図である。図８に示される「セットモード」が選択（スライドスイッチ切り替え）されると、この例では、光電センサ１は設定番号選択待機状態（▲１▼）となる。設定番号選択待機状態においては、表示部１５には、そのとき設定されている設定番号が表示される（同図においては、初期番号“１”が表示されている）。このとき表示される設定番号は、図１７に示される設定番号表の番号（１〜１０…）に対応しており、ここで番号を指定すると、その番号に対応する設定番号で特定される各規定値（Ａｖｅ_ＣＮＴ，Ｐ_ＣＮＴ，ＳＭＰ（図１７参照））に纏めて設定・変更されることとなる。尚、ここでの設定番号の指定は、上下スイッチ１３１ａ，ｂを使用して表示部１５に表示される番号を適宜にインクリメント或いはディクリメントして行われる。
【０１５６】
「セットモード」においては、各規定値（Ａｖｅ_ＣＮＴ，Ｐ_ＣＮＴ，ＳＭＰ）を個別に設定乃至変更することが可能とされている。例えば、設定番号選択待機状態（▲１▼）において、上スイッチ１３１ａを２秒連続押下すると、次いで、受光量取得回数Ａｖｅ_ＣＮＴの設定待機状態（▲２▼）となり、更に上スイッチ１３１ａを２秒連続押下すると、次いで連続判定回数Ｐ_ＣＮＴの設定待機状態（▲３▼）となり、更に上スイッチ１３１ａを２秒連続押下すると、次いでサンプリング周期，ＳＭＰの設定待機状態（▲４▼）となる。これらの切り替えは、下スイッチ１３２ｂを使用して逆順序で行うこともできる。
【０１５７】
そして、各規定値の設定・変更態様の一具体例として、同図右側の点線枠内には、サンプリング周期ＳＭＰ設定のための操作態様が示されている。サンプリング周期ＳＭＰの設定待機状態（▲４▼）においては、表示部１５には、そのとき設定されているサンプリング周期ＳＭＰの値（この例では“（Ｓ）２”）が表示されている）。この状態において、上下スイッチ１３１ａ，ｂを押下することにより、サンプリング周期ＳＭＰの値は、インクリメントまたはディクリメントされる（▲５▼〜▲６▼）。
【０１５８】
先に説明したように、本実施の形態における上述の３種の設定値（ＳＭＰ，Ａｖｅ＿ＣＮＴ，Ｐ＿ＣＮＴ）は、そのときどきの検出態様（この例では、主として検出対象物体の搬送速度）に基づき想定される受光量の変化特性を考慮して、適切な値の組合せとされるのが望ましい。そこで、本発明の第２実施形態においては、図１７に示される設定番号の指定が検出対象物体２０の搬送装置（この例では、ベルトコンベア）の搬送速度に基づき自動的に行われるようシステムが構成されている。具体的には、本発明の第２実施形態は、光電センサ１と、ベルトコンベアと、ベルトコンベアのモータ回転軸取り付けられる図示しないロータリーエンコーダと、を有し、このロータリーエンコーダで生成される速度パルスは、電気コードを介して光電センサ１の速度パルス入力部１３３に入力される。
【０１５９】
図１８は、第２実施形態おける設定番号自動選択に係る光電センサのＣＰＵ１７の動作内容を示すフローチャートである。
【０１６０】
この例では、光電センサ１にはロータリーエンコーダからの速度パルスが所定周期毎に一定時間サンプリングされ、そのときのパルス発生周期が算出される（ステップ１８０１）。次いで、算出されたパルス発生周期に基づき、何れの設定番号を選択するかが決定される（ステップ１８０２〜ステップ１８０３）。
【０１６１】
具体的には、パルス発生周期で特定されるベルトコンベアの搬送速度に対して、好適と思われる設定番号表の設定番号を予め特定しておき、それぞれの設定番号と、それに対応する搬送速度との対応が示された対応テーブルを別途設けておく。ステップ１８０２においては、この対応テーブルに基づき、ステップ１８０１で算出されたパルス発生周期に対応する設定番号が選別（弁別）され（ステップ１８０２）、弁別された設定番号に対応する設定値に各値（Ａｖｅ＿ＣＮＴ，Ｐ＿ＣＮＴ，ＳＭＰ）が設定される。（ステップ１８０３，“１”〜“ｎ”のいずれか）。
【０１６２】
尚、本実施形態における設定番号毎の各設定値の組合せを以下に列挙する。
設定番号 １：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝ ２，Ｐ＿ＣＮＴ＝ ２，ＳＭＰ＝ １
設定番号 ２：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝ ４，Ｐ＿ＣＮＴ＝ ２，ＳＭＰ＝ １
設定番号 ３：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝ ８，Ｐ＿ＣＮＴ＝ ２，ＳＭＰ＝ １
設定番号 ４：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝ ８，Ｐ＿ＣＮＴ＝ ４，ＳＭＰ＝ １
設定番号 ５：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝ ８，Ｐ＿ＣＮＴ＝ ８，ＳＭＰ＝ １
設定番号 ６：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝ ８，Ｐ＿ＣＮＴ＝１６，ＳＭＰ＝ １
設定番号 ７：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝１６，Ｐ＿ＣＮＴ＝１６，ＳＭＰ＝ ２
設定番号 ８：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝１６，Ｐ＿ＣＮＴ＝１６，ＳＭＰ＝ ４
設定番号 ９：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝１６，Ｐ＿ＣＮＴ＝１６，ＳＭＰ＝ ８
設定番号１０：Ａｖｅ＿ＣＮＴ＝１６，Ｐ＿ＣＮＴ＝１６，ＳＭＰ＝１６
【０１６３】
このように、第２実施形態によれば、外部環境条件の変動やセンサ内部における温度変化等の影響による受光量の変動に柔軟に対応して、正確な検出動作が可能であり、かつ、取得周期、受光量個数、又は、連続個数判定用しきい値を、検出対象物体の搬送速度に応じて一括設定可能なセンサシステムが提供される。尚、この例では、搬送速度に応じて、各規定値を設定番号毎の組み合わせに基づき一括して自動設定したが、無論、各規定値は、該搬送速度に応じて別個に自動設定することも可能である。これは、例えば、パルス発生周期で特定されるベルトコンベアの搬送速度に対して、好適な各規定値（Ａｖｅ_ＣＮＴ，Ｐ_ＣＮＴ，ＳＭＰ）毎の値を予め特定しておき、その対応テーブルを予め別途設けておくことで実現することができる。
【０１６４】
尚、上述の第１，第２実施形態では、センサとして光電センサを適用したが、本発明は、光電センサに限らず、超音波センサ、近接センサ、圧力センサ、温度センサ、煙感知器（ガスセンサ）、ｐＨセンサ等々、種々のセンサに適用することができる。
【０１６５】
以上の説明で明らかなように、本実施の形態によれば、しきい値を、内部温度変化等による背景レベルの変動に追従するようにして適宜に設定することができるから、外部環境の変化やセンサ内部の温度変化等により、受光量に変動が生じても、安定した検出を行うことができる。
【０１６６】
また、これにより、背景レベルの変動を予め考慮して、背景レベルとしきい値との差を必要以上に大きく設ける必要がなくなり、検出分解能の高精度化を図ることが可能となる。
【０１６７】
【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、外部環境の変化や光電センサ内部の温度変化等により、背景受光量に変動が生じても、しきい値が該背景受光量の変動に適宜に追従されるから、該変動に左右されることなく安定した検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の回路構成の概略を示すブロック図である。
【図２】本実施形態による物体存在有無検出に係る検出原理を示すグラフである。
【図３】検出処理に係るＣＰＵの初期動作を示すフローチャートである。
【図４】受光量のサンプリング処理に係るＣＰＵの動作内容を示すフローチャートである。
【図５】ＯＦＦ状態時処理の詳細を示すフローチャートである。
【図６】ＯＮ状態時処理の詳細を示すフローチャートである。
【図７】本実施形態によるしきい値の設定態様を示すグラフである。
【図８】本実施形態の光電センサにおける各動作モードの処理内容を概略的に示す図である。
【図９】光電センサを透過型として適用する場合の受光量教示に係る検出対象物体と光電センサとの位置関係を示す図である。
【図１０】光電センサを反射型として適用する場合の受光量教示に係る検出対象物体と光電センサとの位置関係を示す図である。
【図１１】２つの受光量Ｖａｉ１、Ｖａｉ２と基礎偏差（ＤＩＦ）との関係を示すグラフである。
【図１２】受光量教示（ユーザ教示）のための光電センサ操作手順を示す図である。
【図１３】ＰＬＣを使用して教示を行う場合における表示部１５の表示態様の変化の様子を示す図である。
【図１４】受光量教示（ＰＬＣ教示）に係るＣＰＵの動作内容の詳細を示すフローチャートである。
【図１５】基礎偏差（ＤＩＦ）の修正乃至変更のための光電センサの操作内容を示す図である。
【図１６】ＳＥＴモード利用時における各種設定値の設定操作態様を示す図である。
【図１７】設定番号表における各設定番号毎の設定値の組み合わせパターンを示す図である。
【図１８】ベルトコンベアの搬送速度に応じた設定値一括自動設定のためのＣＰＵの動作内容をフローチャートである。
【図１９】従来光電センサにおける受光量変動としきい値との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 光電センサ
１０ センサ本体部
１１ 投光部
１２ 受光部
１３ 入力部
１４ 出力部
１５ 表示部
１６ メモリ部
１７ ＣＰＵ
２０ 検出対象物体
１００ 電気コード
１１１ ＬＥＤ
１１２ ＬＥＤ駆動部
１２１ ＰＤ
１２２ アンプ部
１３１ 操作入力部
１３２ タイミング信号入力部
１３３ 速度パルス入力部
Claims (25)
- 周期的に取得される一連の受光量列の移動平均相当値を生成する演算手段と、
移動平均相当値に対して加算すべきオフセット量を設定するためのオフセット量設定手段と、
受光量現在値を、移動平均相当値にオフセット量を加算して得られる受光量しきい値と比較して弁別２値化する第１の弁別手段と、を有し、
前記オフセット量設定手段は、加算すべきオフセット量を、プラス又はマイナスの双方の値に設定可能とされている、光電センサ。 - 周期的に取得される一連の受光量列の移動平均相当値を生成する演算手段と、
移動平均相当値に対して乗算すべきオフセット係数を設定するためのオフセット係数設定手段と、
受光量現在値を、移動平均相当値にオフセット係数を乗算して得られる受光量しきい値と比較して弁別２値化する第１の弁別手段と、を有し、
前記オフセット係数設定手段は、乗算すべきオフセット係数を、物体存在有無の反転に基づく受光量の変化の方向別に設定可能とされている、光電センサ。 - 第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別手段をさらに有することを特徴とする請求項１又は２に記載の光電センサ。
- 移動平均相当値を生成するための演算に使用される受光量列の取得周期を設定するための取得周期設定手段と、外部機器を介して生成される搬送装置の搬送速度信号を入力する手段、を更に有し、
取得周期、受光量個数、又は、連続個数判定用しきい値は、該搬送速度信号に基づき自動設定される請求項１または２に記載の光電センサ。 - 移動平均相当値を生成するための演算に使用される受光量列の受光量個数を設定するための受光量個数設定手段と、外部機器を介して生成される搬送装置の搬送速度信号を入力する手段、を更に有し、
取得周期、受光量個数、又は、連続個数判定用しきい値は、該搬送速度信号に基づき自動設定されるを更に有する、請求項１または２に記載の光電センサ。 - 第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別手段と、第２の弁別手段に使用される連続個数判定用しきい値を設定するための手段と、外部機器を介して生成される搬送装置の搬送速度信号を入力する手段を更に有し、
取得周期、受光量個数、又は、連続個数判定用しきい値は、該搬送速度信号に基づき自動設定される、請求項１または２に記載の光電センサ。 - 教示操作を介して物体存在有無のそれぞれの状態における受光量を記憶する手段を更に有し、オフセット量設定手段は、記憶された受光量に基づき、オフセット量を自動設定する、請求項１に記載のセンサ。
- 教示操作を介して物体存在有無のそれぞれの状態における受光量を記憶する手段を更に有し、オフセット係数設定手段は、記憶された受光量に基づき、オフセット係数を自動設定する、請求項２に記載のセンサ。
- 受光量現在値と受光量しきい値との比較結果に基づき、その受光量現在値を、演算手段における移動平均相当値生成のための新たな受光量列の１つとして採用するか否かを弁別する手段を更に有する、請求項１乃至８の何れかに記載の光電センサ。
- 新たな移動平均相当値生成に採用される受光量現在値のうち、そのときの移動平均相当値近傍の所定範囲外の値を有する受光量現在値については、該移動平均相当値近傍の規定値に置換される、請求項９に記載の光電センサ。
- 搬送装置と、該搬送装置の搬送速度に対応した速度パルスを生成する速度パルス生成装置と、光電センサとを備え、該搬送装置により順次搬送されてくる検出対象物体が所定領域内に存在するか否かを検出するセンサシステムであって、
光電センサは、
周期的に取得される一連の受光量列の移動平均相当値を生成する演算手段と、
移動平均相当値に対して加算すべきオフセット量を設定するためのオフセット量設定手段と、
受光量現在値を、移動平均相当値にオフセット量を加算して得られる受光量しきい値と比較して弁別２値化する第１の弁別手段と、
速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パルスに基づき、移動平均相当値を生成するための演算に使用される受光量列の取得周期を自動設定する手段と、を有し、
オフセット量設定手段は、加算すべきオフセット量を、プラス又はマイナスの双方の値に設定可能とされている、
ことを特徴とするセンサシステム。 - 搬送装置と、該搬送装置の搬送速度に対応した速度パルスを生成する速度パルス生成装置と、光電センサとを備え、該搬送装置により順次搬送されてくる検出対象物体が所定領域内に存在するか否かを検出するセンサシステムであって、
光電センサは、
周期的に取得される一連の受光量列の移動平均相当値を生成する演算手段と、
移動平均相当値に対して乗算すべきオフセット係数を設定するためのオフセット係数設定手段と、
受光量現在値を、移動平均相当値にオフセット係数を乗算して得られる受光量しきい値と比較して弁別２値化する第１の弁別手段と、
速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パルスに基づき、移動平均相当値を生成するための演算に使用される受光量列の取得周期を自動設定するための手段と、を有し、
オフセット係数設定手段は、乗算すべきオフセット係数を、物体存在有無の反転に基づく受光量の変化の方向別に設定可能とされている、
ことを特徴とするセンサシステム。 - 搬送装置と、該搬送装置の搬送速度に対応した速度パルスを生成する速度パルス生成装置と、光電センサとを備え、該搬送装置により順次搬送されてくる検出対象物体が所定領域内に存在するか否かを検出するセンサシステムであって、
光電センサは、
周期的に取得される一連の受光量列の移動平均相当値を生成する演算手段と、
移動平均相当値に対して加算すべきオフセット量を設定するためのオフセット量設定手段と、
受光量現在値を、移動平均相当値にオフセット量を加算して得られる受光量しきい値と比較して弁別２値化する第１の弁別手段と、
速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パルスに基づき、移動平均相当値を生成するための演算に使用される受光量列の受光量個数を自動設定するための受光量個数設定手段と、を有し、
オフセット量設定手段は、加算すべきオフセット量を、プラス又はマイナスの双方の値に設定可能とされている、
ことを特徴とするセンサシステム。 - 搬送装置と、該搬送装置の搬送速度に対応した速度パルスを生成する速度パルス生成装置と、光電センサとを備え、該搬送装置により順次搬送されてくる検出対象物体が所定領域内に存在するか否かを検出するセンサシステムであって、
光電センサは、
周期的に取得される一連の受光量列の移動平均相当値を生成する演算手段と、
移動平均相当値に対して乗算すべきオフセット係数を設定するためのオフセット係数設定手段と、
受光量現在値を、移動平均相当値にオフセット係数を乗算して得られる受光量しきい値と比較して弁別２値化する第１の弁別手段と、
速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パルスに基づき、移動平均相当値を生成するための演算に使用される受光量列の受光量個数を自動設定するための受光量個数設定手段と、を有し、
オフセット係数設定手段は、乗算すべきオフセット係数を、物体存在有無の反転に基づく受光量の変化の方向別に設定可能とされている、
ことを特徴とするセンサシステム。 - 搬送装置と、該搬送装置の搬送速度に対応した速度パルスを生成する速度パルス生成装置と、光電センサとを備え、該搬送装置により順次搬送されてくる検出対象物体が所定領域内に存在するか否かを検出するセンサシステムであって、
光電センサは、
周期的に取得される一連の受光量列の移動平均相当値を生成する演算手段と、
移動平均相当値に対して加算すべきオフセット量を設定するためのオフセット量設定手段と、
受光量現在値を、移動平均相当値にオフセット量を加算して得られる受光量しきい値と比較して弁別２値化する第１の弁別手段と、
第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別手段と、
速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パルスに基づき、第２の弁別手段に使用される連続個数判定用しきい値を自動設定するための手段と、を有し、
オフセット量設定手段は、加算すべきオフセット量を、プラス又はマイナスの双方の値に設定可能とされている、
ことを特徴とするセンサシステム。 - 搬送装置と、該搬送装置の搬送速度に対応した速度パルスを生成する速度パルス生成装置と、光電センサとを備え、該搬送装置により順次搬送されてくる検出対象物体が所定領域内に存在するか否かを検出するセンサシステムであって、
光電センサは、
周期的に取得される一連の受光量列の移動平均相当値を生成する演算手段と、
移動平均相当値に対して乗算すべきオフセット係数を設定するためのオフセット係数設定手段と、
受光量現在値を、移動平均相当値にオフセット係数を乗算して得られる受光量しきい値と比較して弁別２値化する第１の弁別手段と、
第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別手段と、
速度パルス生成装置を介して適宜に取得される速度パルスに基づき、第２の弁別手段に使用される連続個数判定用しきい値を自動設定するための手段と、を有し、
オフセット係数設定手段は、乗算すべきオフセット係数を、物体存在有無の反転に基づく受光量の変化の方向別に設定可能とされている、
ことを特徴とするセンサシステム。 - 周期的に取得される一連の特徴量列の移動平均相当値を生成する演算手段と、
移動平均相当値に対して加算すべきオフセット量を設定するためのオフセット量設定手段と、
特徴量現在値を、移動平均相当値にオフセット量を加算して得られる特徴量しきい値と比較して弁別２値化する第１の弁別手段と、を有し、
前記オフセット量設定手段は、加算すべきオフセット量を、プラス又はマイナスの双方の値に設定可能とされている、センサ。 - 周期的に取得される一連の特徴量列の移動平均相当値を生成する演算手段と、
移動平均相当値に対して乗算すべきオフセット係数を設定するためのオフセット係数設 定手段と、
特徴量現在値を、移動平均相当値にオフセット係数を乗算して得られる特徴量しきい値と比較して弁別２値化する第１の弁別手段と、を有し、
前記オフセット係数設定手段は、乗算すべきオフセット係数を、事象発生有無の反転に基づく特徴量の変化の方向別に設定可能とされている、センサ。 - 移動平均相当値を生成するための演算に使用される特徴量列の取得周期を設定するための取得周期設定手段と、
外部機器を介して生成される搬送装置の搬送速度信号を入力する手段と、を有し、
取得周期、特徴量個数、又は、連続個数判定用しきい値は、該搬送速度信号に基づき自動設定される請求項１７または１８に記載のセンサ。 - 移動平均相当値を生成するための演算に使用される特徴量列の特徴量個数を設定するための特徴量個数設定手段と、
外部機器を介して生成される搬送装置の搬送速度信号を入力する手段と、を有し、
取得周期、特徴量個数、又は、連続個数判定用しきい値は、該搬送速度信号に基づき自動設定される請求項１７または１８に記載のセンサ。 - 第１の弁別手段による弁別結果の同値連続個数を連続個数判定用しきい値と比較して弁別２値化する第２の弁別手段と、
第２の弁別手段に使用される連続個数判定用しきい値を設定するための手段と、
外部機器を介して生成される搬送装置の搬送速度信号を入力する手段と、を有し、
取得周期、特徴量個数、又は、連続個数判定用しきい値は、該搬送速度信号に基づき自動設定される請求項１７または１８に記載のセンサ。 - 教示操作を介して事象発生有無のそれぞれの状態における特徴量を記憶する手段を更に有し、オフセット量設定手段は、記憶された特徴量に基づき、オフセット量を自動設定する、請求項１７に記載のセンサ。
- 教示操作を介して事象発生有無のそれぞれの状態における特徴量を記憶する手段を更に有し、オフセット係数設定手段は、記憶された特徴量に基づき、オフセット係数を自動設定する、請求項１８に記載のセンサ。
- 特徴量現在値と特徴量しきい値との比較結果に基づき、その特徴量現在値を、演算手段における移動平均相当値生成のための新たな特徴量列の１つとして採用するか否かを弁別する手段を更に有する、請求項１７乃至２３の何れかに記載のセンサ。
- 新たな移動平均相当値生成に採用される特徴量現在値のうち、そのときの移動平均相当値近傍の所定範囲外の値を有する特徴量現在値については、該移動平均相当値近傍の規定値に置換される、請求項２４に記載のセンサ。
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