JP3719322B2 - センサ装置およびその表示方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【技術分野】
この発明はセンサ装置およびその表示方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光電センサや近接センサ等のセンサ装置は，外部の物理的状態を検出し，その物理的状態を表わす特徴量と設定された閾値とを比較する。この比較結果に応じてオンまたはオフ信号を出力する。このようなセンサ装置においては，出力状態（オンまたはオフ）を表示するため，出力状態に応じて出力表示灯を点灯または消灯させている。また，特徴量のレベルを認識できるようにするため，複数の表示素子からなるバーグラフ表示器に特徴量のレベルを表示する。たとえば図14(a) に示すように特徴量を複数の表示素子90を用いてバーグラフ表示し，かつ出力表示灯91により出力状態を表示する。図８(b) に示すように特徴量レベルを数字表示器92によりディジタル表示し，かつ出力状態を出力表示灯93により表示するものもある。
【０００３】
しかしながら，このような従来のセンサ装置における表示方法によれば，出力状態や特徴量を確認することはできるが，表示されている特徴量と設定された閾値との関係が分らない。閾値が適切なのかどうかを判断することができず，センサが最適に動作するように閾値を設定することが難しい。閾値を微調整することができるセンサ装置においても，表示されている特徴量と設定され閾値との関係が明確でないので，閾値を最適値に調整することができない。
【０００４】
【発明の開示】
この発明は特徴量と閾値とを関係付けて表示するようにすることを目的とする。
【０００５】
この発明はまた，上記の表示を利用して閾値を設定できるようにすることを目的とする。
【０００６】
この発明はさらに，上記の表示を利用して閾値を調整できるようにすることを目的とする。
【０００７】
この発明によるセンサ装置は，検出すべき物理的状態を表わす特徴量を取得する特徴量取得手段，一列に配列された複数の表示素子を含み，上記特徴量取得手段が取得した特徴量を，上記表示素子によって表現されるバーグラフにより表示する特徴量表示装置，上記特徴量表示装置の表示素子に対応して配列された複数の表示素子を含み，設定された閾値を上記バーグラフ表示に対応させて表示する閾値表示装置，および上記特徴量取得手段が取得した特徴量を上記閾値と比較し，比較結果を出力する判定手段を備えていることを特徴とする。上記特徴量表示装置および閾値表示装置は発光ダイオードや液晶表示装置により実現される。後者の場合には液晶セグメントまたは液晶表示パネル内の領域またはドットが表示素子に相当する。
【０００８】
この発明による表示方法は，検出すべき物理的状態を表わす特徴量を取得し，取得した特徴量を閾値と比較して，比較結果を出力するセンサ装置において，取得した特徴量を，一列に配列された複数の第１の表示素子によって表現されるバーグラフで表示し，上記閾値を，上記複数の第１の表示素子に対応して配列された複数の第２の表示素子によって，上記バーグラフ表示に対応して表示するものである。
【０００９】
この発明によると，特徴量がバーグラフ表示される。さらに，特徴量をバーグラフ表示する特徴量表示装置の表示素子に対応して，閾値が表示される。これによってユーザは特徴量と閾値との関係を正しく認識することができる。
【００１０】
この発明によると閾値の調整も可能である。この発明によるセンサ装置は，上記閾値表示装置における複数の表示素子に対応して上記閾値を複数段階に変更する手段，および上記閾値変更手段によって変更された閾値を保持する手段をさらに備えている。上記閾値表示装置は上記保持手段に保持されている閾値を表示し，上記判定手段は上記保持手段に保持されている閾値を上記特徴量との比較に用いる。
【００１１】
したがってユーザは，特徴量と関係付けて表示されている閾値を見ながら閾値を調整することができ，適切な閾値調整が可能となる。
【００１２】
この発明はさらに，閾値を特徴量と関係付けて表示し，かつ閾値を設定または変更（調整）できるセンサ装置を提供している。
【００１３】
この発明によるセンサ装置は，検出すべき物理的状態を表わす特徴量を取得する特徴量取得手段，一列に配列された複数の表示素子を含み，上記特徴量取得手段が取得した特徴量を，上記表示素子によって表現されるバーグラフにより表示する特徴量表示装置，入力装置を含み，この入力装置からの入力に応答して閾値を設定，または設定された閾値を変更する閾値処理手段，上記閾値処理手段によって設定または変更された閾値を保持する閾値保持手段，上記特徴量表示装置の表示素子に対応して配列された複数の表示素子を含み，上記保持手段に保持されている閾値を上記バーグラフ表示に対応させて表示する閾値表示装置，および上記特徴量取得手段が取得した特徴量を上記保持手段に保持されている閾値と比較し，比較結果を出力する判定手段を備えている。
【００１４】
特徴量と関係付けて閾値が表示される。またユーザはこの表示を前提として閾値の設定または変更が行なえる。
【００１５】
この発明によるセンサ装置を既に設定された閾値を調整するという観点から表現すると次のようになる。
【００１６】
この発明は，検出すべき物理的状態を表わす特徴量を取得し，取得した特徴量を閾値と比較して，比較結果を表わす信号を出力するセンサ装置において，所定の表示可能範囲内において，上記特徴量を，それを表わす長さで表示する特徴量表示手段，上記特徴量表示手段の表示可能範囲に対応して複数の位置のいずれかにおいて上記閾値を表示する閾値表示手段，および上記複数の位置に対応して上記閾値を複数段階に調整する手段を備え，上記閾値表示手段は上記閾値調整手段によって調整された閾値を表示する。
【００１７】
一実施態様では，上記閾値調整手段は入力装置を含み，この入力装置からの入力に応答して，あらかじめ設定された閾値を上方向に複数段階に，下方向に複数段階に変更する。
【００１８】
他の実施態様では，上記閾値調整手段は，調整方向指示入力装置と，値変更指示入力装置とを含み，現在表示されている閾値位置を，上記調整方向指示入力装置によって指示された方向に，上記値変更指示入力装置によって指示された段階数移動させる。
【００１９】
既に設定されている閾値を，特徴量と対応付けて表示されている閾値を見ながらユーザは上方向または下方向に複数段階に微調整することができる。
【００２０】
この発明はオン点とオフ点を持ち，スイッチングにヒステリシスを持つセンサ装置にも適用可能である。この場合には，オン点，オフ点，オン点とオフ点との中間点，オン点とオフ点との間のヒステリシス幅のうちのいずれか少なくとも１つが閾値として表示され，かつ複数段階に調整可能である。
【００２１】
閾値の設定という観点からこの発明のセンサ装置を規定すると次のように表現できる。この発明は，検出すべき物理的状態を表わす特徴量を取得し，取得した特徴量を閾値と比較して，比較結果を表わす信号を出力するセンサ装置において，所定の表示可能範囲内において，上記特徴量を，それを表わす長さで表示する特徴量表示手段，および上記特徴量表示手段の表示可能範囲に対応して複数の位置のいずれかにおいて上記閾値を表示する閾値表示手段を備えている。特徴量表示手段や閾値表示手段は発光ダイオードや液晶表示装置により実現できる。
【００２２】
この発明はヒステリシス出力特性を持つセンサ装置にも適用される。
【００２３】
【実施例】
この実施例は反射型光電センサに関するものである。その電気的構成が図１に示されている。
【００２４】
この反射型光電センサは投光装置１，受光装置２，制御装置10，表示装置20，出力装置30および入力装置40を備えている。
【００２５】
投光装置１は発光ダイオード（または半導体レーザ），その駆動回路，投光レンズ系等を含み，パルス状の光を周期的に（または連続的に）物体検知領域に投射する。
【００２６】
受光装置２は受光レンズ系，フォトトランジスタまたはフォトダイオード等の受光素子，受光素子の出力信号を増幅し，必要に応じてディジタル・データに変換する（制御装置10がＡ／Ｄ変換器を内蔵しているときにはＡ／Ｄ変換機能は不要）受光回路を含む。投射光は，検知領域に物体がもし存在すれば，その物体で反射して受光装置２の受光素子に入射する。受光装置２の受光出力は制御装置10に与えられる。
【００２７】
制御装置10はメモリ３および周辺装置を含むマイクロコンピュータによって実現される。マイクロコンピュータの果たす機能が４つのブロックで表現され，それは特徴量取得部11，判定部12，判定結果出力部13および閾値変更処理部14である。
【００２８】
特徴量取得部11はセンサによって検出される外部状態の特定の物理量（特徴量）を獲得するものであり，この特徴量はセンサの種類に応じて異なる。反射型光電センサの場合には特徴量は物体からの反射光の受光レベルである。この受光レベルは受光装置２の受光出力に基づいて生成される（Ａ／Ｄ変換，レベル変換等の処理）。
【００２９】
メモリ３にはオン，オフ判定のための閾値レベルＶth，閾値レベルを調整するための分解能ｄ，その他のデータが記憶される。
【００３０】
判定部12は特徴量取得部11から得られる受光レベルとメモリ３に記憶されている閾値レベルとを比較する。比較結果は判定結果出力部13からオンまたはオン信号として出力される。
【００３１】
表示装置20は後述するように，オン／オフ出力と，受光レベルと，閾値レベルとを表示する。出力装置30は判定結果出力部13から得られるオン／オフ信号を制御，その他の目的のために外部装置に与えるのに適した信号に変換する。入力装置40は後述する各種モード，閾値の変更のための指令等をユーザが入力するためのものである。
【００３２】
入力装置40から入力された指令にしたがって閾値変更処理部14がメモリ３内の閾値レベルを修正する。
【００３３】
図２はユーザが操作するパネルの正面を示すものである。このパネルには上述した表示装置20と入力装置40が設けられている。出力部30をこのパネルに設けてもよい。
【００３４】
表示装置20は受光レベルを表示する表示器21（特徴量表示器），閾値レベルを表示する表示器22（閾値表示器）および出力表示灯23を含む。受光レベル表示器21は縦一列に配列された複数個（この実施例では８個）の発光ダイオード（ＬＥＤ）よりなる表示灯21ａ，21ｂ，21ｃ，21ｄ，21ｅ，21ｆ，21ｇ，21ｈから構成されており（バーグラフ表示器），下のものから受光レベルに応じた個数のＬＥＤが点灯する。この実施例では反射型光電センサのダイナミック・レンジのうちの閾値レベルを中心として上，下にそれぞれ18％ずつ，合計36％のレベル範囲が８個のＬＥＤによって表示される。
【００３５】
閾値レベル表示器22は表示器21の表示灯に隣接して縦一列に配列された複数個（この実施例では７個）のＬＥＤよりなる表示灯22ａ，22ｂ，22ｃ，22ｄ，22ｅ，22ｆ，22ｇから構成されている。閾値レベル表示灯は受光レベル表示灯の中間の位置にある。表示器22のうち点灯している表示灯（ＬＥＤ）が閾値レベルを表わす。
【００３６】
パネルのカバーにはこれらの表示器21，22のＬＥＤの位置に対応してそれぞれ長方形，三角形の透明（または半透明）の材料で覆われた窓があけられ，これらの窓を通してＬＥＤの光が外から見える。表示器22の表示灯の窓の三角形が，あたかも矢印のように，表示器21の表示灯の方を向いている。
【００３７】
出力表示灯23もまたＬＥＤにより構成され，オンまたはオフ出力のいずれか一方によって点灯する。受光レベル表示器，閾値レベル表示器および出力表示灯は互いに異なる色の光を発光するものが好ましい。
【００３８】
入力装置40は動作モード選択スイッチ41，出力モード選択スイッチ42，調整方向指示スイッチ43および設定ボタン44を含む。
【００３９】
動作モード選択スイッチ41は，初期閾値レベルを設定するためのティーチ・モード（TEACH ），既に設定されている閾値レベルを調整するためのアジャスト・モード（ADJ ），および通常のセンシング動作を表わすラン・モード（RUN ）のうちのいずれか一つを選択するためのものである。
【００４０】
出力モード選択スイッチ42は受光レベルが高い（反射光が受光装置に入射している）ときにセンサ出力をオンとするモード（出力表示灯23が点灯する）（すなわちライト・オンL.ON），または受光レベルが低い（反射光が入射しない）ときにセンサ出力をオンとするモード（出力表示灯23が点灯する）（すなわちダーク・オンD.ON）のいずれか一方を選択するためのものである。
【００４１】
調整方向指示スイッチ43はアジャスト・モードにおいて閾値レベルを変更するときに，閾値レベルが変化する方向を指示するものである。設定スイッチ44（SET ）は閾値レベルを設定するとき，または閾値レベルを調整するときに操作される。
【００４２】
上述した構成をもつ反射型光電センサの動作について図３を参照して説明する。
【００４３】
動作モード選択スイッチ41の状態がチェックされる。この選択スイッチ41がティーチ・モードに設定されていれば（ステップ101 でYES ），閾値レベル設定処理（初期閾値レベルの設定）が行なわれる（ステップ102 ）。
【００４４】
閾値レベル設定処理のための閾値レベル・ティーチングには２種類ある。それは１点ティーチングと２点ティーチングである。１点ティーチングはワーク（被検出物体）が順次搬送されており，それらのワークが反射型光電センサの検知領域を順次通過する場合に有効である。２点ティーチングはワークがある場合の受光レベルとない場合の受光レベルとの差が小さいときに有効である。
【００４５】
１点ティーチングにおいては，ユーザは動作モード選択スイッチ41をティーチ・モードに設定し，検知領域にワークが存在しないときに設定ボタン44をオンとする。この後，ユーザは動作モード選択スイッチ41をラン・モードに切換える。
【００４６】
制御装置10は設定ボタン44がオンとされたときの受光レベルを読取って記憶する（この受光レベルは最大レベルもしくは最小レベルのいずれか一方である）。ワークが検知領域を順次通過していくので，制御装置10は少なくとも１個，好ましくは複数個のワークが検知領域を通過するのに要する所定時間の間，受光レベルを一定時間間隔で取込む。取込んだ受光レベルから最大レベルと最小レベルを抽出し，抽出した最大レベルと最小レベルの中間に閾値レベルを設定する。
【００４７】
２点ティーチングにおいてはユーザは検知領域にワークがあるときに設定ボタン44を押す。またユーザは検知領域にワークがないときに設定ボタン44を押す。制御装置10は設定ボタン44がオンとされたとき（２回）の受光レベルを取込み，これらの取込んだ２つの受光レベルの中間に閾値レベルを設定する。
【００４８】
閾値レベル設定処理が終了したときには，閾値レベル表示灯22ａ〜22ｇのうち中央の表示灯22ｄが点灯する。
【００４９】
動作モード選択スイッチ41がアジャスト・モードに設定されているときには（ステップ103 でYES ），既に設定されている閾値レベルの調整処理（マニュアル・チューニング）が行なわれる（ステップ104 ）。
【００５０】
閾値レベル調整処理のためのマニュアル・チューニングにおいて，ユーザは動作モード選択スイッチ41によってアジャスト・モードを選択し，閾値レベルを変化させるべき方向を調整方向指示スイッチ43により設定する。このスイッチ43を上の方に操作すれば閾値レベルは高くなり，下方に操作すれば閾値レベルは低くなる。設定ボタン44を押すたびに閾値レベルは調整方向指示スイッチ43によって指示された方向に一単位（上述した分解能ｄ）ずつ修正される。調整が終ると，ユーザは動作モード設定スイッチ41によってラン・モードを設定する。
【００５１】
図４は現在の閾値レベルをＶth0 としたときに，設定ボタン44が押されるごとに更新される閾値レベルとそのとき点灯する閾値レベル表示灯との関係を示している。調整方向指示スイッチ43が閾値レベルが高くなる方向に設定されていたときに設定ボタン44が押されるごとに閾値レベルはｄずつ高くなる。逆に調整方向指示スイッチ43が閾値レベルが低くなる方向に設定されていたときには，設定ボタン44が押されるごとに閾値レベルはｄずつ低くなる。
【００５２】
閾値レベルがＶth0 のときには中央の閾値レベル表示灯22ｄが点灯している。閾値レベルがＶth0 ＋ｄになると，点灯していた表示灯22ｄとその上にある表示灯22ｅとが点灯する。閾値レベルがＶth0 ＋２ｄになると表示灯22ｅのみが点灯する。閾値レベルが下る場合には下にある表示灯が点灯していくことになる。７個の表示灯22ａ〜22ｇがあるので13段階（現在の閾値レベルＶth0 を含む）に閾値レベルの微調整が可能である。一般的に言えば，ｎ個の閾値レベル表示灯があるときには２ｎ−１段階の調整を行なえる。
【００５３】
図５は閾値レベル調整処理（ステップ104 ）の詳細を示すものである。
【００５４】
調整方向指示スイッチ43が閾値増大方向に設定されているか減少方向に設定されているかがチェックされる（ステップ111 ）。いずれにしても，設定ボタン44が押されると（ステップ112 ，116 ），閾値増大方向であれば現在の閾値レベルが調整可能範囲の最大レベル（Ｖdt0 ＋６ｄ）に達しているかどうか（ステップ113 ），閾値減少方向であれば最小レベル（Ｖdt0 −６ｄ）に達しているかどうか（ステップ117 ）がチェックされる。最大レベルまたは最小レベルに達していなければ閾値の増大または減少が可能であるから，現在の閾値レベルを１単位ｄ，閾値調整方向に応じて，インクレメントまたはデクレメントする（ステップ114 ，118 ）。そして，図４の表にしたがって，新たな閾値に対応する閾値レベル表示灯を点灯する（ステップ115 ）。このようにして，設定ボタン44の押下によって閾値レベルが段階的に調整される。
【００５５】
現在の閾値レベルが調整可能な最大レベルまたは最小レベルである場合には，もはや閾値レベル調整は不可能である。この場合にはステップ102 の閾値レベル設定処理による新たな閾値の設定が必要となろう。
【００５６】
閾値レベル調整処理ののち，閾値レベル設定処理ののち，またはラン・モードになっているときに（ステップ103 でNO），制御装置10は投光装置１に投光指令を出す（ステップ105 ）。これに応答して投光装置１からパルス状の投射光が出射する。その後，制御装置10は受光装置２からの受光信号をＡ／Ｄ変換して取込む（ステップ106 ）。取込んだ受光レベルと既に設定または調整されている閾値レベルＶth0 ±ｍｄ（ｍ＝０，１〜６）とを比較して（ステップ107 ），比較結果をセンサ出力として出力するとともに，受光レベル表示器21および出力表示灯23による表示処理を行う（ステップ108 ）。図３に示すルーチンは一定時間周期で実行される。
【００５７】
受光装置２から入力する受光レベルと点灯する受光レベル表示灯とのライト・オン・モードにおける関係が図６に示されている。受光レベルＶinは閾値レベルとの関連で示されている。
【００５８】
投光装置１が一定周期でパルス状投射光を発生し，この投光信号を制御装置10に与え，制御装置はこの投光信号に応答して受光装置２からの受光信号を取込むようにしてもよい。
【００５９】
図７に受光レベル表示器21，閾値レベル表示器22および出力表示灯23の表示例が示されている。点灯している表示灯が黒く染められている。これはステップ104 の閾値レベル調整処理後の閾値レベル表示器22の表示状態，ステップ108 における受光レベル表示器21および出力表示灯23の表示状態の例である。また，出力モード選択スイッチ42によってライト・オン・モードが選択されているものとする。
【００６０】
図７(a) および(b) は調整後の閾値レベルがＶth0 ＋２ｄであり，閾値レベル表示灯22ｅが点灯している。受光レベルがこの閾値レベルに達していなければ出力表示灯23は点灯しない。受光レベル表示器21のうちの表示灯21ｅよりも下にある表示灯が受光レベルに応じて点灯する（図７(a) ）。受光レベルが閾値レベルを超えると，出力表示灯23は点灯する。表示灯21ｅよりも下にある受光レベル表示灯21ａ〜21ｅのすべてが点灯するとともに，表示灯21ｆよりも上にある受光レベル表示灯が受光レベルに応じて点灯する（図７(b) ）。
【００６１】
図７(c) および(d) は調整後の閾値レベルがＶth0 −３ｄの場合を示すものであり，閾値レベル表示灯22ｂと22ｃが点灯している。受光レベルがこの閾値レベル未満の場合には出力表示灯23は点灯しない（図７(c) ）。受光レベルが閾値を超えると出力表示灯23が点灯する（図７(d) ）。受光レベル表示灯は受光レベルに応じて点灯する。図６から分るように，受光レベルＶinがＶth0 −４ｄ＜Ｖin≦Ｖth0 −２ｄのときに受光レベル表示灯21ａ〜21ｃが点灯する。閾値はＶth0 −３ｄであるから，表示灯21ａ〜21ｃが点灯していても，出力表示灯23が点灯する場合と点灯しない場合がある。
【００６２】
このようにして実際の受光レベルが受光レベル表示灯に表示され，閾値レベルも同様に表示されるため，ユーザは受光レベルと閾値レベルとの関係を明確に認識することができる。受光レベルが閾値レベルを超えている場合には出力表示灯23も点灯し，かつ外部に検知信号が出力される。したがってユーザは物体を検出している，またはしていない状態での受光レベルと閾値レベルとの関係を認識しながら閾値レベルを調整することができるし，また受光レベルの閾値に対する余裕の有無とその程度も知ることができる。
【００６３】
閾値レベルの調整処理に関してマニュアル・チューニングについて説明したが自動チューニングを採用してもよい。自動チューニングにおいて，ユーザは，たとえば，まず動作モード選択スイッチ41によりティーチ・モードを選択し，検知領域にワークが存在しない状態で設定ボタン44を押す。続いてアジャスト・モードに切換え，設定ボタン44を所定時間以上押す。最後にラン・モードを設定する。制御装置10は以上のユーザによる操作に応答して，その後一定時間間隔（たとえば30分，この間隔は自動的に変えてもよい）で閾値レベル自動調整処理を行う。閾値レベル自動調整処理においては受光レベルの最大値と最小値との間に閾値レベルが位置するように閾値レベルが変更される。
【００６４】
出力表示灯23に関する上記の説明はライト・オン・モードにおけるものであるが，ダーク・オン・モードにおいても閾値レベル設定や閾値レベル調整の処理は上述のものがそのままあてはまる。ダーク・オン・モードにおいては受光レベルが閾値レベルを下廻ると出力表示灯23が点灯し，検知信号が出力される。
【００６５】
上記実施例においてはまずティーチ・モードにおいて初期閾値レベルを設定し，この初期閾値レベルをアジャスト・モードにおいて修正（微調整）している。これに代えて，ティーチ・モードにおいて，複数段階（上記の例では13段階）のいずれか任意のレベルに閾値レベルを設定できるようにしてもよい。
【００６６】
上記実施例はこの発明を反射型光電センサに適用したものであるが，様々なタイプのセンサ装置にこの発明は適用できる。たとえば光電センサには透過型のものもあるし，他の分類で言えば光ファイバ・タイプ等もある。光電センサでは特徴量は受光レベル（受光量）となろう。
【００６７】
他のタイプのセンサ装置ではそれに応じた特徴量が用いられる。たとえばこの発明は近接スイッチにも適用できる。近接スイッチは一般に発振回路の一部を構成する検出コイルを含む。検出コイルと被検出物体との距離（または物体の有無）に応じて発振振幅が変化するタイプの近接スイッチにおいては，発振振幅が特徴量となる。発振周波数が変化するタイプの近接スイッチにおいては発振周波数（発振周波数を電圧に変換するものにおいては電圧）が特徴量となる。これらの特徴量が閾値と比較される。
【００６８】
圧力センサにおいては，圧力，または圧力センサのタイプに応じて静電容量，ピエゾ抵抗素子の抵抗値，検出回路の電圧，電流もしくは周波数等が特徴量となろう。振動センサにおいても同様である。圧力センサや振動センサはマイクロマシニング技術により製造されるものを含む。
【００６９】
この発明はさらにカラー・センサにも適用可能である。カラー・センサの一例は本出願人による特願平９−169061号に開示されている。このカラー・センサはＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３色の光を被検出物体に向けて時分割で投射する。物体からの反射光または透過光を受光素子により受光する。基準色をもつ物体についてのＲ，Ｇ，Ｂの受光レベルをあらかじめ測定して記憶しておく。被検出物体について得られるＲ，Ｇ，Ｂの受光レベルと記憶されている基準色物体についてのＲ，Ｇ，Ｂの受光レベルとの差をそれぞれ算出する。これらの差のうちの最大値と許容値とを比較し，差の最大値が許容値未満であれば，被検出物体の色は基準色と同じであると判定する。このようなカラー・センサにおいては，差の最大値が特徴量であり，許容値が閾値に相当する。
【００７０】
光電スイッチや近接スイッチにはオン点とオフ点とが設定され，出力がオンからオフへ移行する経路とオフからオンに移行する経路の異なる，いわゆるヒステリシスを持つものがある。このようなスイッチないしはセンサにもこの発明は適用される。ヒステリシスを持つスイッチ（センサ）の代表として光電センサを例にとって説明する。
【００７１】
光電センサにおける出力のヒステリシスについて図８を参照して説明する。ライト・オン・モードを前提とする。異なる受光レベルにオン閾値とオフ閾値とが設定されている。オン閾値の方がオフ閾値よりも高いレベルにある。センサ出力がオフ状態（たとえば物体を検出していない）のとき，受光レベルがオン点を超えて高くなるとセンサ出力はオン状態に移る（出力オン，たとえば物体検出）。センサ出力がオン状態のとき，受光レベルがオフ点を下廻るとセンサ出力はオフ状態となる。オン閾値とオフ閾値との差をヒステリシス幅という。オン閾値とオフ閾値との丁度中間にオン／オフ中心レベルを仮想する。
【００７２】
図９は光電センサの操作パネルを示すものである。図２に示すものと同一物には同一符号を付し，重複説明を避ける。
【００７３】
この操作パネルには閾値レベル表示モード選択スイッチ45が設けられている。この表示モード選択スイッチ45のつまみは４つの位置をもつ。それはＯＮ，ＭＩＤ，ＯＦＦおよびＨＹＳである。ＯＮ表示モードが選択されているときには閾値レベル表示器22にオン点閾値が表示され，ＯＦＦ表示モードが選択されているときにはオフ点閾値が表示される。ＭＩＤ表示モードが選択されているときには閾値レベル表示器22にオン／オフ中心レベルが表示される。オン／オフ中心レベルは図１〜図７に示す実施例の閾値レベルに対応する。ＨＹＳ表示モードが選択されているときには閾値レベル表示器22によってヒストリシス幅が表示される。オン点閾値，オフ点閾値，オン／オフ中心レベルおよびヒステリシス幅のいずれもが閾値の一種であるといえる。
【００７４】
図10は光電センサの電気的構成を示している。図１に示すものと同一物には同一符号を付し，重複説明を避ける。
【００７５】
制御装置10Ａはマイクロコンピュータによって実現され，その果たす機能としてオン点変更処理部15，オフ点変更処理部16，ヒステリシス幅変更処理部17および表示切替部18が示されている。
【００７６】
メモリ３にはオン点閾値，オフ点閾値，オン／オフ中心レベル，ヒステリシス幅，閾値レベル調整分解能ｄ，その他のデータが格納されている。もっとも，オン／オフ中心レベルはオン点閾値とオフ点閾値との中間であり，ヒステリシス幅はオン点閾値とオフ点閾値との差を表わすものであるから，オン点閾値，オフ点閾値，オン／オフ中心レベルおよびヒステリシス幅のすべてを記憶しておく必要はない。たとえばオン点閾値およびオフ点閾値のみでも充分である。またオン／オフ中心レベルとヒステリシス幅のみでもよい。オン点閾値とヒステリシス幅のみでもよい。
【００７７】
入力装置40Ａには動作モード選択スイッチ41，出力モード選択スイッチ42，調整方向指示スイッチ43，設定ボタン44に加えて閾値レベル表示モード選択スイッチ45が含まれる。
【００７８】
詳しくは後述するが，閾値変更処理部14はオン／オフ中心レベルの調整を行い，変更後のオン／オフ中心レベルをメモリ３に記憶する。オン点変更処理部15，オフ点変更処理部16およびヒステリシス幅変更処理部17はオン点閾値，オフ点閾値およびスヒテリシス幅の調整処理をそれぞれ行うもので，調整後のオン点閾値，オフ点閾値およびヒステリシス幅はメモリ３に記憶される。これらの各種閾値の調整は，動作モード選択スイッチ41によってアジャスト・モードが選択され，かつ閾値レベル表示モード選択スイッチ45によってそれぞれＭＩＤ，ＯＮ，ＯＦＦ，ＨＹＳモードがそれぞれ選択されているときに，調整方向指示スイッチ43からの調整方向指示および設定ボタン44からの入力に応答してそれぞれ実行される。
【００７９】
表示切替部18は閾値レベル表示灯が閾値レベル表示モード選択スイッチ45によって選択されている種類の閾値を表示するように表示装置20を制御する。
【００８０】
図11は制御装置10Ａによる閾値レベル表示変更処理の手順を示している。この処理は，閾値レベル表示モード選択スイッチ45によって閾値レベル表示モードが変更されたときに行なわれる。
【００８１】
閾値レベル表示の変更処理は動作モード選択スイッチ41によってアジャスト（ADJ ）モードまたはラン（RUN ）モードが選択されているときのみ可能である（ステップ121 ，122 ）。ティーチ（TEACH ）モードのときには閾値レベル表示灯によってオン／オフ中心レベルが表示される。
【００８２】
アジャスト・モードまたはラン・モードであれば，閾値レベル表示モード選択スイッチ45によって選択されているモードに応じた種類の閾値レベルが閾値レベル表示灯によって表示される。すなわち，ＯＮ表示モードであればオン点閾値が表示され（ステップ123 でYES ，ステップ126 ），ＭＩＤ表示モードであればオン／オフ中心レベルが表示され（ステップ124 でYES ，ステップ127 ），ＯＦＦ表示モードであればオフ閾値が表示され（ステップ125 でYES ，ステップ128 ），ＨＹＳ表示モードであればヒステリシス幅が表示される（ステップ125 でNO，ステップ129 ）。
【００８３】
図12は閾値レベル表示灯による各種閾値レベルの表示例を示している。図12(a) はオフ点閾値，図12(b) はオン／オフ中心レベル，図12(c) はオン点閾値をそれぞれ表示している。
【００８４】
図13はヒステリシス幅の表示例を示すものである。図13(a) はヒステリシス幅がｄの場合，図13(b) は３ｄまたは４ｄの場合をそれぞれ示している。図13(b) において，表示灯22ｄがオン／オフ中心レベルを表わす。表示灯22ｅ，または表示灯22ｅと22ｄがオン点閾値を，表示灯22ｄと22ｃ，または表示灯22ｃがオフ点閾値をそれぞれ示している。ヒステリシス幅の範囲にわたって表示灯が点灯する。
【００８５】
閾値レベルの初期設定はティーチ・モードで行なわれる。ティーチ・モードでのユーザによる操作および閾値レベル設定処理は上述した実施例と同じである（図３ステップ102 ）。ヒステリシス幅はあらかじめ定められている。ティーチ・モードで設定された閾値レベルがオン／オフ中心レベルとなり，その上下にオン点閾値，オフ点閾値がそれぞれ定められる。閾値レベル表示灯にはオン／オフ中心レベルが表示される。
【００８６】
このようにして設定されたオン／オフ中心レベル，オン点閾値，オフ点閾値，ヒステリシス幅の調整はアジャスト・モードで行なわれる。
【００８７】
動作モード選択スイッチ41をアジャスト・モードに設定し，閾値レベル表示モード選択スイッチ45でＭＩＤ表示モードを選択すると，オン／オフ中心レベルの調整が可能となる。オン／オフ中心レベルの調整は先の実施例における閾値レベル調整処理（図３ステップ104 ）と同じである。閾値レベル表示灯には調整されつつある，または調整されたオン／オフ中心レベルが表示される（図４参照）。
【００８８】
アジャスト・モードにおいて，閾値レベル表示モード選択スイッチ45でＯＮ表示モードが選択されると，オン点閾値レベルの調整が可能となる。ユーザは調整方向指示スイッチ43によってオン点閾値を高くする方向か，低くする方向かを選択し，設定ボタン44を押す。設定ボタン44が押されるごとに，指示スイッチ43によって指示された方向に分解能ｄずつオン点閾値が変化していく。オン点閾値は閾値レベル表示灯に表示される。
【００８９】
オフ点閾値レベルの調整は表示モード選択スイッチ45によってＯＦＦ表示モードが選択されることにより，オン点閾値レベル調整と同じようにして行なわれる。表示灯にはオフ点閾値が表示される。
【００９０】
ヒステリシス幅の調整はアジャスト・モードにおいて，閾値レベル表示モード選択スイッチ45によってＨＹＳ表示モードを選択することにより可能となる。ヒステリシス幅を広くするときには調整方向指示スイッチ43によって値を高める方向に設定され，狭くするときには値を低くする方向が選択される。設定ボタン44が押されるごとに，ヒステリシス幅はｄずつ（オン／オフ中心の上下にそれぞれ0.5 ｄずつ）広くまたは狭くなる。
【００９１】
上記実施例では受光レベル表示器21（特徴量表示器）および閾値レベル表示器22（閾値表示器）はそれぞれＬＥＤにより構成されている。これらの表示器21，22を液晶表示装置により実現することもできる。受光レベル表示器21を１つの液晶表示装置により実現し，閾値レベル表示器22を１つの液晶表示装置により実現する。これに代えて，受光レベル表示器21と閾値レベル表示器22を１つの液晶表示装置により実現する。液晶表示装置の液晶表示パネル（表示面）上にドットまたは領域（セグメント）により，表示灯21ａ〜21ｈ，22ａ〜22ｇの形（形は図２や図９に示すものと必ずしも同じでなくてもよい）を表現する。または，表示灯21ａ〜21ｈ，22ａ〜22ｇの形をした液晶表示セグメントを操作パネル面に配置する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例によるセンサ装置の電気的機能構成を示すブロック図である。
【図２】センサ装置のパネルの正面図である。
【図３】センサ装置の全体の動作を示すフローチャートである。
【図４】閾値レベルとそれに対応して点灯する閾値レベル表示灯との関係を示す。
【図５】閾値レベル調整処理を示すフローチャートである。
【図６】受光レベルと点灯する受光レベル表示灯の関係を示す。
【図７】 (a) ，(b) ，(c) ，(d) は受光レベルと閾値の表示例を示す。
【図８】ヒステリシス出力特性を持つセンサ装置の動作を説明するものである。
【図９】この発明の第２実施例によるセンサ装置のパネルの正面図である。
【図１０】第２実施例によるセンサ装置の電気的機能構成を示すブロック図である。
【図１１】閾値レベル表示変更処理を示すフローチャートである。
【図１２】 (a) ，(b) ，(c) はそれぞれ受光レベル表示素子と，オフ点閾値，オン／オフ中心レベル，およびオン点閾値とを関連付けた表示例を示すものである。
【図１３】 (a) および(b) は受光レベルとヒステリシス幅とを関連付けて表示する例を示す。
【図１４】 (a) および(b) は従来のセンサ装置における表示例を示す。
【符号の説明】
１ 投光装置
２ 受光装置
３ メモリ
10，10Ａ 制御装置
20 表示装置
21 受光レベル表示器
21ａ〜21ｈ 受光レベル表示灯
22 閾値レベル表示器
22ａ〜22ｇ 閾値レベル表示灯
23 出力表示灯
30 出力装置
40，40Ａ 入力装置
41 動作モード選択スイッチ
42 出力モード選択スイッチ
43 調整方向指示スイッチ
44 設定ボタン
45 表示モード選択スイッチ
【技術分野】
この発明はセンサ装置およびその表示方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光電センサや近接センサ等のセンサ装置は，外部の物理的状態を検出し，その物理的状態を表わす特徴量と設定された閾値とを比較する。この比較結果に応じてオンまたはオフ信号を出力する。このようなセンサ装置においては，出力状態（オンまたはオフ）を表示するため，出力状態に応じて出力表示灯を点灯または消灯させている。また，特徴量のレベルを認識できるようにするため，複数の表示素子からなるバーグラフ表示器に特徴量のレベルを表示する。たとえば図14(a) に示すように特徴量を複数の表示素子90を用いてバーグラフ表示し，かつ出力表示灯91により出力状態を表示する。図８(b) に示すように特徴量レベルを数字表示器92によりディジタル表示し，かつ出力状態を出力表示灯93により表示するものもある。
【０００３】
しかしながら，このような従来のセンサ装置における表示方法によれば，出力状態や特徴量を確認することはできるが，表示されている特徴量と設定された閾値との関係が分らない。閾値が適切なのかどうかを判断することができず，センサが最適に動作するように閾値を設定することが難しい。閾値を微調整することができるセンサ装置においても，表示されている特徴量と設定され閾値との関係が明確でないので，閾値を最適値に調整することができない。
【０００４】
【発明の開示】
この発明は特徴量と閾値とを関係付けて表示するようにすることを目的とする。
【０００５】
この発明はまた，上記の表示を利用して閾値を設定できるようにすることを目的とする。
【０００６】
この発明はさらに，上記の表示を利用して閾値を調整できるようにすることを目的とする。
【０００７】
この発明によるセンサ装置は，検出すべき物理的状態を表わす特徴量を取得する特徴量取得手段，一列に配列された複数の表示素子を含み，上記特徴量取得手段が取得した特徴量を，上記表示素子によって表現されるバーグラフにより表示する特徴量表示装置，上記特徴量表示装置の表示素子に対応して配列された複数の表示素子を含み，設定された閾値を上記バーグラフ表示に対応させて表示する閾値表示装置，および上記特徴量取得手段が取得した特徴量を上記閾値と比較し，比較結果を出力する判定手段を備えていることを特徴とする。上記特徴量表示装置および閾値表示装置は発光ダイオードや液晶表示装置により実現される。後者の場合には液晶セグメントまたは液晶表示パネル内の領域またはドットが表示素子に相当する。
【０００８】
この発明による表示方法は，検出すべき物理的状態を表わす特徴量を取得し，取得した特徴量を閾値と比較して，比較結果を出力するセンサ装置において，取得した特徴量を，一列に配列された複数の第１の表示素子によって表現されるバーグラフで表示し，上記閾値を，上記複数の第１の表示素子に対応して配列された複数の第２の表示素子によって，上記バーグラフ表示に対応して表示するものである。
【０００９】
この発明によると，特徴量がバーグラフ表示される。さらに，特徴量をバーグラフ表示する特徴量表示装置の表示素子に対応して，閾値が表示される。これによってユーザは特徴量と閾値との関係を正しく認識することができる。
【００１０】
この発明によると閾値の調整も可能である。この発明によるセンサ装置は，上記閾値表示装置における複数の表示素子に対応して上記閾値を複数段階に変更する手段，および上記閾値変更手段によって変更された閾値を保持する手段をさらに備えている。上記閾値表示装置は上記保持手段に保持されている閾値を表示し，上記判定手段は上記保持手段に保持されている閾値を上記特徴量との比較に用いる。
【００１１】
したがってユーザは，特徴量と関係付けて表示されている閾値を見ながら閾値を調整することができ，適切な閾値調整が可能となる。
【００１２】
この発明はさらに，閾値を特徴量と関係付けて表示し，かつ閾値を設定または変更（調整）できるセンサ装置を提供している。
【００１３】
この発明によるセンサ装置は，検出すべき物理的状態を表わす特徴量を取得する特徴量取得手段，一列に配列された複数の表示素子を含み，上記特徴量取得手段が取得した特徴量を，上記表示素子によって表現されるバーグラフにより表示する特徴量表示装置，入力装置を含み，この入力装置からの入力に応答して閾値を設定，または設定された閾値を変更する閾値処理手段，上記閾値処理手段によって設定または変更された閾値を保持する閾値保持手段，上記特徴量表示装置の表示素子に対応して配列された複数の表示素子を含み，上記保持手段に保持されている閾値を上記バーグラフ表示に対応させて表示する閾値表示装置，および上記特徴量取得手段が取得した特徴量を上記保持手段に保持されている閾値と比較し，比較結果を出力する判定手段を備えている。
【００１４】
特徴量と関係付けて閾値が表示される。またユーザはこの表示を前提として閾値の設定または変更が行なえる。
【００１５】
この発明によるセンサ装置を既に設定された閾値を調整するという観点から表現すると次のようになる。
【００１６】
この発明は，検出すべき物理的状態を表わす特徴量を取得し，取得した特徴量を閾値と比較して，比較結果を表わす信号を出力するセンサ装置において，所定の表示可能範囲内において，上記特徴量を，それを表わす長さで表示する特徴量表示手段，上記特徴量表示手段の表示可能範囲に対応して複数の位置のいずれかにおいて上記閾値を表示する閾値表示手段，および上記複数の位置に対応して上記閾値を複数段階に調整する手段を備え，上記閾値表示手段は上記閾値調整手段によって調整された閾値を表示する。
【００１７】
一実施態様では，上記閾値調整手段は入力装置を含み，この入力装置からの入力に応答して，あらかじめ設定された閾値を上方向に複数段階に，下方向に複数段階に変更する。
【００１８】
他の実施態様では，上記閾値調整手段は，調整方向指示入力装置と，値変更指示入力装置とを含み，現在表示されている閾値位置を，上記調整方向指示入力装置によって指示された方向に，上記値変更指示入力装置によって指示された段階数移動させる。
【００１９】
既に設定されている閾値を，特徴量と対応付けて表示されている閾値を見ながらユーザは上方向または下方向に複数段階に微調整することができる。
【００２０】
この発明はオン点とオフ点を持ち，スイッチングにヒステリシスを持つセンサ装置にも適用可能である。この場合には，オン点，オフ点，オン点とオフ点との中間点，オン点とオフ点との間のヒステリシス幅のうちのいずれか少なくとも１つが閾値として表示され，かつ複数段階に調整可能である。
【００２１】
閾値の設定という観点からこの発明のセンサ装置を規定すると次のように表現できる。この発明は，検出すべき物理的状態を表わす特徴量を取得し，取得した特徴量を閾値と比較して，比較結果を表わす信号を出力するセンサ装置において，所定の表示可能範囲内において，上記特徴量を，それを表わす長さで表示する特徴量表示手段，および上記特徴量表示手段の表示可能範囲に対応して複数の位置のいずれかにおいて上記閾値を表示する閾値表示手段を備えている。特徴量表示手段や閾値表示手段は発光ダイオードや液晶表示装置により実現できる。
【００２２】
この発明はヒステリシス出力特性を持つセンサ装置にも適用される。
【００２３】
【実施例】
この実施例は反射型光電センサに関するものである。その電気的構成が図１に示されている。
【００２４】
この反射型光電センサは投光装置１，受光装置２，制御装置10，表示装置20，出力装置30および入力装置40を備えている。
【００２５】
投光装置１は発光ダイオード（または半導体レーザ），その駆動回路，投光レンズ系等を含み，パルス状の光を周期的に（または連続的に）物体検知領域に投射する。
【００２６】
受光装置２は受光レンズ系，フォトトランジスタまたはフォトダイオード等の受光素子，受光素子の出力信号を増幅し，必要に応じてディジタル・データに変換する（制御装置10がＡ／Ｄ変換器を内蔵しているときにはＡ／Ｄ変換機能は不要）受光回路を含む。投射光は，検知領域に物体がもし存在すれば，その物体で反射して受光装置２の受光素子に入射する。受光装置２の受光出力は制御装置10に与えられる。
【００２７】
制御装置10はメモリ３および周辺装置を含むマイクロコンピュータによって実現される。マイクロコンピュータの果たす機能が４つのブロックで表現され，それは特徴量取得部11，判定部12，判定結果出力部13および閾値変更処理部14である。
【００２８】
特徴量取得部11はセンサによって検出される外部状態の特定の物理量（特徴量）を獲得するものであり，この特徴量はセンサの種類に応じて異なる。反射型光電センサの場合には特徴量は物体からの反射光の受光レベルである。この受光レベルは受光装置２の受光出力に基づいて生成される（Ａ／Ｄ変換，レベル変換等の処理）。
【００２９】
メモリ３にはオン，オフ判定のための閾値レベルＶth，閾値レベルを調整するための分解能ｄ，その他のデータが記憶される。
【００３０】
判定部12は特徴量取得部11から得られる受光レベルとメモリ３に記憶されている閾値レベルとを比較する。比較結果は判定結果出力部13からオンまたはオン信号として出力される。
【００３１】
表示装置20は後述するように，オン／オフ出力と，受光レベルと，閾値レベルとを表示する。出力装置30は判定結果出力部13から得られるオン／オフ信号を制御，その他の目的のために外部装置に与えるのに適した信号に変換する。入力装置40は後述する各種モード，閾値の変更のための指令等をユーザが入力するためのものである。
【００３２】
入力装置40から入力された指令にしたがって閾値変更処理部14がメモリ３内の閾値レベルを修正する。
【００３３】
図２はユーザが操作するパネルの正面を示すものである。このパネルには上述した表示装置20と入力装置40が設けられている。出力部30をこのパネルに設けてもよい。
【００３４】
表示装置20は受光レベルを表示する表示器21（特徴量表示器），閾値レベルを表示する表示器22（閾値表示器）および出力表示灯23を含む。受光レベル表示器21は縦一列に配列された複数個（この実施例では８個）の発光ダイオード（ＬＥＤ）よりなる表示灯21ａ，21ｂ，21ｃ，21ｄ，21ｅ，21ｆ，21ｇ，21ｈから構成されており（バーグラフ表示器），下のものから受光レベルに応じた個数のＬＥＤが点灯する。この実施例では反射型光電センサのダイナミック・レンジのうちの閾値レベルを中心として上，下にそれぞれ18％ずつ，合計36％のレベル範囲が８個のＬＥＤによって表示される。
【００３５】
閾値レベル表示器22は表示器21の表示灯に隣接して縦一列に配列された複数個（この実施例では７個）のＬＥＤよりなる表示灯22ａ，22ｂ，22ｃ，22ｄ，22ｅ，22ｆ，22ｇから構成されている。閾値レベル表示灯は受光レベル表示灯の中間の位置にある。表示器22のうち点灯している表示灯（ＬＥＤ）が閾値レベルを表わす。
【００３６】
パネルのカバーにはこれらの表示器21，22のＬＥＤの位置に対応してそれぞれ長方形，三角形の透明（または半透明）の材料で覆われた窓があけられ，これらの窓を通してＬＥＤの光が外から見える。表示器22の表示灯の窓の三角形が，あたかも矢印のように，表示器21の表示灯の方を向いている。
【００３７】
出力表示灯23もまたＬＥＤにより構成され，オンまたはオフ出力のいずれか一方によって点灯する。受光レベル表示器，閾値レベル表示器および出力表示灯は互いに異なる色の光を発光するものが好ましい。
【００３８】
入力装置40は動作モード選択スイッチ41，出力モード選択スイッチ42，調整方向指示スイッチ43および設定ボタン44を含む。
【００３９】
動作モード選択スイッチ41は，初期閾値レベルを設定するためのティーチ・モード（TEACH ），既に設定されている閾値レベルを調整するためのアジャスト・モード（ADJ ），および通常のセンシング動作を表わすラン・モード（RUN ）のうちのいずれか一つを選択するためのものである。
【００４０】
出力モード選択スイッチ42は受光レベルが高い（反射光が受光装置に入射している）ときにセンサ出力をオンとするモード（出力表示灯23が点灯する）（すなわちライト・オンL.ON），または受光レベルが低い（反射光が入射しない）ときにセンサ出力をオンとするモード（出力表示灯23が点灯する）（すなわちダーク・オンD.ON）のいずれか一方を選択するためのものである。
【００４１】
調整方向指示スイッチ43はアジャスト・モードにおいて閾値レベルを変更するときに，閾値レベルが変化する方向を指示するものである。設定スイッチ44（SET ）は閾値レベルを設定するとき，または閾値レベルを調整するときに操作される。
【００４２】
上述した構成をもつ反射型光電センサの動作について図３を参照して説明する。
【００４３】
動作モード選択スイッチ41の状態がチェックされる。この選択スイッチ41がティーチ・モードに設定されていれば（ステップ101 でYES ），閾値レベル設定処理（初期閾値レベルの設定）が行なわれる（ステップ102 ）。
【００４４】
閾値レベル設定処理のための閾値レベル・ティーチングには２種類ある。それは１点ティーチングと２点ティーチングである。１点ティーチングはワーク（被検出物体）が順次搬送されており，それらのワークが反射型光電センサの検知領域を順次通過する場合に有効である。２点ティーチングはワークがある場合の受光レベルとない場合の受光レベルとの差が小さいときに有効である。
【００４５】
１点ティーチングにおいては，ユーザは動作モード選択スイッチ41をティーチ・モードに設定し，検知領域にワークが存在しないときに設定ボタン44をオンとする。この後，ユーザは動作モード選択スイッチ41をラン・モードに切換える。
【００４６】
制御装置10は設定ボタン44がオンとされたときの受光レベルを読取って記憶する（この受光レベルは最大レベルもしくは最小レベルのいずれか一方である）。ワークが検知領域を順次通過していくので，制御装置10は少なくとも１個，好ましくは複数個のワークが検知領域を通過するのに要する所定時間の間，受光レベルを一定時間間隔で取込む。取込んだ受光レベルから最大レベルと最小レベルを抽出し，抽出した最大レベルと最小レベルの中間に閾値レベルを設定する。
【００４７】
２点ティーチングにおいてはユーザは検知領域にワークがあるときに設定ボタン44を押す。またユーザは検知領域にワークがないときに設定ボタン44を押す。制御装置10は設定ボタン44がオンとされたとき（２回）の受光レベルを取込み，これらの取込んだ２つの受光レベルの中間に閾値レベルを設定する。
【００４８】
閾値レベル設定処理が終了したときには，閾値レベル表示灯22ａ〜22ｇのうち中央の表示灯22ｄが点灯する。
【００４９】
動作モード選択スイッチ41がアジャスト・モードに設定されているときには（ステップ103 でYES ），既に設定されている閾値レベルの調整処理（マニュアル・チューニング）が行なわれる（ステップ104 ）。
【００５０】
閾値レベル調整処理のためのマニュアル・チューニングにおいて，ユーザは動作モード選択スイッチ41によってアジャスト・モードを選択し，閾値レベルを変化させるべき方向を調整方向指示スイッチ43により設定する。このスイッチ43を上の方に操作すれば閾値レベルは高くなり，下方に操作すれば閾値レベルは低くなる。設定ボタン44を押すたびに閾値レベルは調整方向指示スイッチ43によって指示された方向に一単位（上述した分解能ｄ）ずつ修正される。調整が終ると，ユーザは動作モード設定スイッチ41によってラン・モードを設定する。
【００５１】
図４は現在の閾値レベルをＶth0 としたときに，設定ボタン44が押されるごとに更新される閾値レベルとそのとき点灯する閾値レベル表示灯との関係を示している。調整方向指示スイッチ43が閾値レベルが高くなる方向に設定されていたときに設定ボタン44が押されるごとに閾値レベルはｄずつ高くなる。逆に調整方向指示スイッチ43が閾値レベルが低くなる方向に設定されていたときには，設定ボタン44が押されるごとに閾値レベルはｄずつ低くなる。
【００５２】
閾値レベルがＶth0 のときには中央の閾値レベル表示灯22ｄが点灯している。閾値レベルがＶth0 ＋ｄになると，点灯していた表示灯22ｄとその上にある表示灯22ｅとが点灯する。閾値レベルがＶth0 ＋２ｄになると表示灯22ｅのみが点灯する。閾値レベルが下る場合には下にある表示灯が点灯していくことになる。７個の表示灯22ａ〜22ｇがあるので13段階（現在の閾値レベルＶth0 を含む）に閾値レベルの微調整が可能である。一般的に言えば，ｎ個の閾値レベル表示灯があるときには２ｎ−１段階の調整を行なえる。
【００５３】
図５は閾値レベル調整処理（ステップ104 ）の詳細を示すものである。
【００５４】
調整方向指示スイッチ43が閾値増大方向に設定されているか減少方向に設定されているかがチェックされる（ステップ111 ）。いずれにしても，設定ボタン44が押されると（ステップ112 ，116 ），閾値増大方向であれば現在の閾値レベルが調整可能範囲の最大レベル（Ｖdt0 ＋６ｄ）に達しているかどうか（ステップ113 ），閾値減少方向であれば最小レベル（Ｖdt0 −６ｄ）に達しているかどうか（ステップ117 ）がチェックされる。最大レベルまたは最小レベルに達していなければ閾値の増大または減少が可能であるから，現在の閾値レベルを１単位ｄ，閾値調整方向に応じて，インクレメントまたはデクレメントする（ステップ114 ，118 ）。そして，図４の表にしたがって，新たな閾値に対応する閾値レベル表示灯を点灯する（ステップ115 ）。このようにして，設定ボタン44の押下によって閾値レベルが段階的に調整される。
【００５５】
現在の閾値レベルが調整可能な最大レベルまたは最小レベルである場合には，もはや閾値レベル調整は不可能である。この場合にはステップ102 の閾値レベル設定処理による新たな閾値の設定が必要となろう。
【００５６】
閾値レベル調整処理ののち，閾値レベル設定処理ののち，またはラン・モードになっているときに（ステップ103 でNO），制御装置10は投光装置１に投光指令を出す（ステップ105 ）。これに応答して投光装置１からパルス状の投射光が出射する。その後，制御装置10は受光装置２からの受光信号をＡ／Ｄ変換して取込む（ステップ106 ）。取込んだ受光レベルと既に設定または調整されている閾値レベルＶth0 ±ｍｄ（ｍ＝０，１〜６）とを比較して（ステップ107 ），比較結果をセンサ出力として出力するとともに，受光レベル表示器21および出力表示灯23による表示処理を行う（ステップ108 ）。図３に示すルーチンは一定時間周期で実行される。
【００５７】
受光装置２から入力する受光レベルと点灯する受光レベル表示灯とのライト・オン・モードにおける関係が図６に示されている。受光レベルＶinは閾値レベルとの関連で示されている。
【００５８】
投光装置１が一定周期でパルス状投射光を発生し，この投光信号を制御装置10に与え，制御装置はこの投光信号に応答して受光装置２からの受光信号を取込むようにしてもよい。
【００５９】
図７に受光レベル表示器21，閾値レベル表示器22および出力表示灯23の表示例が示されている。点灯している表示灯が黒く染められている。これはステップ104 の閾値レベル調整処理後の閾値レベル表示器22の表示状態，ステップ108 における受光レベル表示器21および出力表示灯23の表示状態の例である。また，出力モード選択スイッチ42によってライト・オン・モードが選択されているものとする。
【００６０】
図７(a) および(b) は調整後の閾値レベルがＶth0 ＋２ｄであり，閾値レベル表示灯22ｅが点灯している。受光レベルがこの閾値レベルに達していなければ出力表示灯23は点灯しない。受光レベル表示器21のうちの表示灯21ｅよりも下にある表示灯が受光レベルに応じて点灯する（図７(a) ）。受光レベルが閾値レベルを超えると，出力表示灯23は点灯する。表示灯21ｅよりも下にある受光レベル表示灯21ａ〜21ｅのすべてが点灯するとともに，表示灯21ｆよりも上にある受光レベル表示灯が受光レベルに応じて点灯する（図７(b) ）。
【００６１】
図７(c) および(d) は調整後の閾値レベルがＶth0 −３ｄの場合を示すものであり，閾値レベル表示灯22ｂと22ｃが点灯している。受光レベルがこの閾値レベル未満の場合には出力表示灯23は点灯しない（図７(c) ）。受光レベルが閾値を超えると出力表示灯23が点灯する（図７(d) ）。受光レベル表示灯は受光レベルに応じて点灯する。図６から分るように，受光レベルＶinがＶth0 −４ｄ＜Ｖin≦Ｖth0 −２ｄのときに受光レベル表示灯21ａ〜21ｃが点灯する。閾値はＶth0 −３ｄであるから，表示灯21ａ〜21ｃが点灯していても，出力表示灯23が点灯する場合と点灯しない場合がある。
【００６２】
このようにして実際の受光レベルが受光レベル表示灯に表示され，閾値レベルも同様に表示されるため，ユーザは受光レベルと閾値レベルとの関係を明確に認識することができる。受光レベルが閾値レベルを超えている場合には出力表示灯23も点灯し，かつ外部に検知信号が出力される。したがってユーザは物体を検出している，またはしていない状態での受光レベルと閾値レベルとの関係を認識しながら閾値レベルを調整することができるし，また受光レベルの閾値に対する余裕の有無とその程度も知ることができる。
【００６３】
閾値レベルの調整処理に関してマニュアル・チューニングについて説明したが自動チューニングを採用してもよい。自動チューニングにおいて，ユーザは，たとえば，まず動作モード選択スイッチ41によりティーチ・モードを選択し，検知領域にワークが存在しない状態で設定ボタン44を押す。続いてアジャスト・モードに切換え，設定ボタン44を所定時間以上押す。最後にラン・モードを設定する。制御装置10は以上のユーザによる操作に応答して，その後一定時間間隔（たとえば30分，この間隔は自動的に変えてもよい）で閾値レベル自動調整処理を行う。閾値レベル自動調整処理においては受光レベルの最大値と最小値との間に閾値レベルが位置するように閾値レベルが変更される。
【００６４】
出力表示灯23に関する上記の説明はライト・オン・モードにおけるものであるが，ダーク・オン・モードにおいても閾値レベル設定や閾値レベル調整の処理は上述のものがそのままあてはまる。ダーク・オン・モードにおいては受光レベルが閾値レベルを下廻ると出力表示灯23が点灯し，検知信号が出力される。
【００６５】
上記実施例においてはまずティーチ・モードにおいて初期閾値レベルを設定し，この初期閾値レベルをアジャスト・モードにおいて修正（微調整）している。これに代えて，ティーチ・モードにおいて，複数段階（上記の例では13段階）のいずれか任意のレベルに閾値レベルを設定できるようにしてもよい。
【００６６】
上記実施例はこの発明を反射型光電センサに適用したものであるが，様々なタイプのセンサ装置にこの発明は適用できる。たとえば光電センサには透過型のものもあるし，他の分類で言えば光ファイバ・タイプ等もある。光電センサでは特徴量は受光レベル（受光量）となろう。
【００６７】
他のタイプのセンサ装置ではそれに応じた特徴量が用いられる。たとえばこの発明は近接スイッチにも適用できる。近接スイッチは一般に発振回路の一部を構成する検出コイルを含む。検出コイルと被検出物体との距離（または物体の有無）に応じて発振振幅が変化するタイプの近接スイッチにおいては，発振振幅が特徴量となる。発振周波数が変化するタイプの近接スイッチにおいては発振周波数（発振周波数を電圧に変換するものにおいては電圧）が特徴量となる。これらの特徴量が閾値と比較される。
【００６８】
圧力センサにおいては，圧力，または圧力センサのタイプに応じて静電容量，ピエゾ抵抗素子の抵抗値，検出回路の電圧，電流もしくは周波数等が特徴量となろう。振動センサにおいても同様である。圧力センサや振動センサはマイクロマシニング技術により製造されるものを含む。
【００６９】
この発明はさらにカラー・センサにも適用可能である。カラー・センサの一例は本出願人による特願平９−169061号に開示されている。このカラー・センサはＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の３色の光を被検出物体に向けて時分割で投射する。物体からの反射光または透過光を受光素子により受光する。基準色をもつ物体についてのＲ，Ｇ，Ｂの受光レベルをあらかじめ測定して記憶しておく。被検出物体について得られるＲ，Ｇ，Ｂの受光レベルと記憶されている基準色物体についてのＲ，Ｇ，Ｂの受光レベルとの差をそれぞれ算出する。これらの差のうちの最大値と許容値とを比較し，差の最大値が許容値未満であれば，被検出物体の色は基準色と同じであると判定する。このようなカラー・センサにおいては，差の最大値が特徴量であり，許容値が閾値に相当する。
【００７０】
光電スイッチや近接スイッチにはオン点とオフ点とが設定され，出力がオンからオフへ移行する経路とオフからオンに移行する経路の異なる，いわゆるヒステリシスを持つものがある。このようなスイッチないしはセンサにもこの発明は適用される。ヒステリシスを持つスイッチ（センサ）の代表として光電センサを例にとって説明する。
【００７１】
光電センサにおける出力のヒステリシスについて図８を参照して説明する。ライト・オン・モードを前提とする。異なる受光レベルにオン閾値とオフ閾値とが設定されている。オン閾値の方がオフ閾値よりも高いレベルにある。センサ出力がオフ状態（たとえば物体を検出していない）のとき，受光レベルがオン点を超えて高くなるとセンサ出力はオン状態に移る（出力オン，たとえば物体検出）。センサ出力がオン状態のとき，受光レベルがオフ点を下廻るとセンサ出力はオフ状態となる。オン閾値とオフ閾値との差をヒステリシス幅という。オン閾値とオフ閾値との丁度中間にオン／オフ中心レベルを仮想する。
【００７２】
図９は光電センサの操作パネルを示すものである。図２に示すものと同一物には同一符号を付し，重複説明を避ける。
【００７３】
この操作パネルには閾値レベル表示モード選択スイッチ45が設けられている。この表示モード選択スイッチ45のつまみは４つの位置をもつ。それはＯＮ，ＭＩＤ，ＯＦＦおよびＨＹＳである。ＯＮ表示モードが選択されているときには閾値レベル表示器22にオン点閾値が表示され，ＯＦＦ表示モードが選択されているときにはオフ点閾値が表示される。ＭＩＤ表示モードが選択されているときには閾値レベル表示器22にオン／オフ中心レベルが表示される。オン／オフ中心レベルは図１〜図７に示す実施例の閾値レベルに対応する。ＨＹＳ表示モードが選択されているときには閾値レベル表示器22によってヒストリシス幅が表示される。オン点閾値，オフ点閾値，オン／オフ中心レベルおよびヒステリシス幅のいずれもが閾値の一種であるといえる。
【００７４】
図10は光電センサの電気的構成を示している。図１に示すものと同一物には同一符号を付し，重複説明を避ける。
【００７５】
制御装置10Ａはマイクロコンピュータによって実現され，その果たす機能としてオン点変更処理部15，オフ点変更処理部16，ヒステリシス幅変更処理部17および表示切替部18が示されている。
【００７６】
メモリ３にはオン点閾値，オフ点閾値，オン／オフ中心レベル，ヒステリシス幅，閾値レベル調整分解能ｄ，その他のデータが格納されている。もっとも，オン／オフ中心レベルはオン点閾値とオフ点閾値との中間であり，ヒステリシス幅はオン点閾値とオフ点閾値との差を表わすものであるから，オン点閾値，オフ点閾値，オン／オフ中心レベルおよびヒステリシス幅のすべてを記憶しておく必要はない。たとえばオン点閾値およびオフ点閾値のみでも充分である。またオン／オフ中心レベルとヒステリシス幅のみでもよい。オン点閾値とヒステリシス幅のみでもよい。
【００７７】
入力装置40Ａには動作モード選択スイッチ41，出力モード選択スイッチ42，調整方向指示スイッチ43，設定ボタン44に加えて閾値レベル表示モード選択スイッチ45が含まれる。
【００７８】
詳しくは後述するが，閾値変更処理部14はオン／オフ中心レベルの調整を行い，変更後のオン／オフ中心レベルをメモリ３に記憶する。オン点変更処理部15，オフ点変更処理部16およびヒステリシス幅変更処理部17はオン点閾値，オフ点閾値およびスヒテリシス幅の調整処理をそれぞれ行うもので，調整後のオン点閾値，オフ点閾値およびヒステリシス幅はメモリ３に記憶される。これらの各種閾値の調整は，動作モード選択スイッチ41によってアジャスト・モードが選択され，かつ閾値レベル表示モード選択スイッチ45によってそれぞれＭＩＤ，ＯＮ，ＯＦＦ，ＨＹＳモードがそれぞれ選択されているときに，調整方向指示スイッチ43からの調整方向指示および設定ボタン44からの入力に応答してそれぞれ実行される。
【００７９】
表示切替部18は閾値レベル表示灯が閾値レベル表示モード選択スイッチ45によって選択されている種類の閾値を表示するように表示装置20を制御する。
【００８０】
図11は制御装置10Ａによる閾値レベル表示変更処理の手順を示している。この処理は，閾値レベル表示モード選択スイッチ45によって閾値レベル表示モードが変更されたときに行なわれる。
【００８１】
閾値レベル表示の変更処理は動作モード選択スイッチ41によってアジャスト（ADJ ）モードまたはラン（RUN ）モードが選択されているときのみ可能である（ステップ121 ，122 ）。ティーチ（TEACH ）モードのときには閾値レベル表示灯によってオン／オフ中心レベルが表示される。
【００８２】
アジャスト・モードまたはラン・モードであれば，閾値レベル表示モード選択スイッチ45によって選択されているモードに応じた種類の閾値レベルが閾値レベル表示灯によって表示される。すなわち，ＯＮ表示モードであればオン点閾値が表示され（ステップ123 でYES ，ステップ126 ），ＭＩＤ表示モードであればオン／オフ中心レベルが表示され（ステップ124 でYES ，ステップ127 ），ＯＦＦ表示モードであればオフ閾値が表示され（ステップ125 でYES ，ステップ128 ），ＨＹＳ表示モードであればヒステリシス幅が表示される（ステップ125 でNO，ステップ129 ）。
【００８３】
図12は閾値レベル表示灯による各種閾値レベルの表示例を示している。図12(a) はオフ点閾値，図12(b) はオン／オフ中心レベル，図12(c) はオン点閾値をそれぞれ表示している。
【００８４】
図13はヒステリシス幅の表示例を示すものである。図13(a) はヒステリシス幅がｄの場合，図13(b) は３ｄまたは４ｄの場合をそれぞれ示している。図13(b) において，表示灯22ｄがオン／オフ中心レベルを表わす。表示灯22ｅ，または表示灯22ｅと22ｄがオン点閾値を，表示灯22ｄと22ｃ，または表示灯22ｃがオフ点閾値をそれぞれ示している。ヒステリシス幅の範囲にわたって表示灯が点灯する。
【００８５】
閾値レベルの初期設定はティーチ・モードで行なわれる。ティーチ・モードでのユーザによる操作および閾値レベル設定処理は上述した実施例と同じである（図３ステップ102 ）。ヒステリシス幅はあらかじめ定められている。ティーチ・モードで設定された閾値レベルがオン／オフ中心レベルとなり，その上下にオン点閾値，オフ点閾値がそれぞれ定められる。閾値レベル表示灯にはオン／オフ中心レベルが表示される。
【００８６】
このようにして設定されたオン／オフ中心レベル，オン点閾値，オフ点閾値，ヒステリシス幅の調整はアジャスト・モードで行なわれる。
【００８７】
動作モード選択スイッチ41をアジャスト・モードに設定し，閾値レベル表示モード選択スイッチ45でＭＩＤ表示モードを選択すると，オン／オフ中心レベルの調整が可能となる。オン／オフ中心レベルの調整は先の実施例における閾値レベル調整処理（図３ステップ104 ）と同じである。閾値レベル表示灯には調整されつつある，または調整されたオン／オフ中心レベルが表示される（図４参照）。
【００８８】
アジャスト・モードにおいて，閾値レベル表示モード選択スイッチ45でＯＮ表示モードが選択されると，オン点閾値レベルの調整が可能となる。ユーザは調整方向指示スイッチ43によってオン点閾値を高くする方向か，低くする方向かを選択し，設定ボタン44を押す。設定ボタン44が押されるごとに，指示スイッチ43によって指示された方向に分解能ｄずつオン点閾値が変化していく。オン点閾値は閾値レベル表示灯に表示される。
【００８９】
オフ点閾値レベルの調整は表示モード選択スイッチ45によってＯＦＦ表示モードが選択されることにより，オン点閾値レベル調整と同じようにして行なわれる。表示灯にはオフ点閾値が表示される。
【００９０】
ヒステリシス幅の調整はアジャスト・モードにおいて，閾値レベル表示モード選択スイッチ45によってＨＹＳ表示モードを選択することにより可能となる。ヒステリシス幅を広くするときには調整方向指示スイッチ43によって値を高める方向に設定され，狭くするときには値を低くする方向が選択される。設定ボタン44が押されるごとに，ヒステリシス幅はｄずつ（オン／オフ中心の上下にそれぞれ0.5 ｄずつ）広くまたは狭くなる。
【００９１】
上記実施例では受光レベル表示器21（特徴量表示器）および閾値レベル表示器22（閾値表示器）はそれぞれＬＥＤにより構成されている。これらの表示器21，22を液晶表示装置により実現することもできる。受光レベル表示器21を１つの液晶表示装置により実現し，閾値レベル表示器22を１つの液晶表示装置により実現する。これに代えて，受光レベル表示器21と閾値レベル表示器22を１つの液晶表示装置により実現する。液晶表示装置の液晶表示パネル（表示面）上にドットまたは領域（セグメント）により，表示灯21ａ〜21ｈ，22ａ〜22ｇの形（形は図２や図９に示すものと必ずしも同じでなくてもよい）を表現する。または，表示灯21ａ〜21ｈ，22ａ〜22ｇの形をした液晶表示セグメントを操作パネル面に配置する。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施例によるセンサ装置の電気的機能構成を示すブロック図である。
【図２】センサ装置のパネルの正面図である。
【図３】センサ装置の全体の動作を示すフローチャートである。
【図４】閾値レベルとそれに対応して点灯する閾値レベル表示灯との関係を示す。
【図５】閾値レベル調整処理を示すフローチャートである。
【図６】受光レベルと点灯する受光レベル表示灯の関係を示す。
【図７】 (a) ，(b) ，(c) ，(d) は受光レベルと閾値の表示例を示す。
【図８】ヒステリシス出力特性を持つセンサ装置の動作を説明するものである。
【図９】この発明の第２実施例によるセンサ装置のパネルの正面図である。
【図１０】第２実施例によるセンサ装置の電気的機能構成を示すブロック図である。
【図１１】閾値レベル表示変更処理を示すフローチャートである。
【図１２】 (a) ，(b) ，(c) はそれぞれ受光レベル表示素子と，オフ点閾値，オン／オフ中心レベル，およびオン点閾値とを関連付けた表示例を示すものである。
【図１３】 (a) および(b) は受光レベルとヒステリシス幅とを関連付けて表示する例を示す。
【図１４】 (a) および(b) は従来のセンサ装置における表示例を示す。
【符号の説明】
１ 投光装置
２ 受光装置
３ メモリ
10，10Ａ 制御装置
20 表示装置
21 受光レベル表示器
21ａ〜21ｈ 受光レベル表示灯
22 閾値レベル表示器
22ａ〜22ｇ 閾値レベル表示灯
23 出力表示灯
30 出力装置
40，40Ａ 入力装置
41 動作モード選択スイッチ
42 出力モード選択スイッチ
43 調整方向指示スイッチ
44 設定ボタン
45 表示モード選択スイッチ
Claims (5)
- 検出すべき物理的状態を表わす特徴量を取得する特徴量取得手段，
一列に配列された複数の表示素子を含み，上記特徴量取得手段が取得した特徴量を，列の端からその特徴量に応じた個数の点灯する表示素子によって表現されるバーグラフにより表示する特徴量表示装置，
上記特徴量表示装置の表示素子に対応して配列された複数の表示素子を含み，設定された閾値を上記バーグラフ表示に対応させて，点灯する１または２個の表示素子によって複数段階に表示する閾値表示装置，
上記特徴量取得手段が取得した特徴量を上記閾値と比較し，比較結果を出力する判定手段，
上記閾値表示装置における複数の表示素子に対応して上記閾値を複数段階に変更する手段，および
上記閾値変更手段によって変更された閾値を保持する手段を備え，
上記閾値表示装置は上記保持手段に保持されている閾値を表示し，上記判定手段は上記保持手段に保持されている閾値を上記特徴量との比較に用いるものである，センサ装置。 - 検出すべき物理的状態を表わす特徴量を取得する特徴量取得手段，
一列に配列された複数の表示素子を含み，上記特徴量取得手段が取得した特徴量を，列の端からその特徴量に応じた個数の点灯する表示素子によって表現されるバーグラフにより表示する特徴量表示装置，
入力装置を含み，この入力装置からの入力に応答して閾値を設定，または設定された閾値を変更する閾値処理手段，
上記閾値処理手段によって設定または変更された閾値を保持する閾値保持手段，
上記特徴量表示装置の表示素子に対応して配列された複数の表示素子を含み，上記保持手段に保持されている閾値を上記バーグラフ表示に対応させて，点灯する１または２個の表示素子によって複数段階に表示する閾値表示装置，および
上記特徴量取得手段が取得した特徴量を上記保持手段に保持されている閾値と比較し，比較結果を出力する判定手段，
を備えたセンサ装置。 - 上記閾値表示装置はｎ個の表示素子を備え，これらの表示素子の１または隣接する２個を選択することにより閾値を２ｎ−１段階に表示する，請求項１または２に記載のセンサ装置。
- 検出すべき物理的状態を表わす特徴量を取得し，取得した特徴量を閾値と比較して，比較結果を表わす信号を出力するセンサ装置において，
所定の表示可能範囲内において，上記特徴量を，それを表わす長さで表示する特徴量表示手段，
上記特徴量表示手段の表示可能範囲に対応した複数の位置のいずれかにおいて上記閾値を複数段階に表示する閾値表示手段，および
上記複数の位置に対応して上記閾値を複数段階に調整する手段を備え，
上記閾値表示手段は上記閾値調整手段によって調整された閾値を表示する，
センサ装置。 - 上記閾値調整手段は，調整方向指示入力装置と，値変更指示入力装置とを含み，現在表示されている閾値位置を，上記調整方向指示入力装置によって指示された方向に，上記値変更指示入力装置によって指示された段階数移動させるものである，請求項４に記載のセンサ装置。
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