JP4139936B2

JP4139936B2 - Optical displacement sensor

Info

Publication number: JP4139936B2
Application number: JP2001197495A
Authority: JP
Inventors: 宏之井上; 祐一井上; 公平冨田; 清司今井
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2008-08-27
Anticipated expiration: 2021-06-28
Also published as: JP2003014417A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、投光ビームに対する反射光を投光とは別の角度からＰＳＤやＣＣＤ等に導入することで、受光素子上の光像位置に基づいて、対象物体の変位（高さ等）を三角測距の原理を使用して計測する光学式変位センサの改良に係り、特に、様々な新機能を組み込むことで使い勝手を向上させた光学式変位センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の光学式変位センサは、一般的には、センサヘッドユニットと信号処理ユニットとからなる２つのユニットで構成されている。センサヘッドユニットは例えば製造ライン上の物品搬送ラインの間近に取り付けられ、信号処理ユニットは例えば工場内の適所に配置された制御盤内等に取り付けられる。
【０００３】
センサヘッドユニットからは一本の電気コードが引き出される。信号処理ユニットの一端からは第１の電気コードが引き出され、他端からは第２の電気コードが引き出される。センサユニットから引き出された電気コードと信号処理ユニットから引き出される第１の電気コードとは適宜なコネクタを介して電気的及び機械的に接続される。
【０００４】
センサヘッドユニットから引き出される電気コード（すなわち、信号処理ユニットから引き出される電気コード）には、アクティブ側電源線、ＧＮＤ側電源線のほかに、投光素子駆動系に対する各種の信号線、受光信号増幅系からの信号線等が含まれている。
【０００５】
信号処理ユニットから引き出される第２の電気コードには、アクティブ側電源線、ＧＮＤ側電源線のほかに、ＨＩＧＨ判定出力線、ＰＡＳＳ判定出力線、ＬＯＷ判定出力線、アクティブ側リニア出力線、ＧＮＤ側リニア出力線、ＬＤ−ＯＦＦ入力線、ゼロリセット入力線、タイミング入力線、リセット入力線等が含まれている。
【０００６】
ここで、ＨＩＧＨ判定出力線の論理状態は、計測値が上限しきい値を越えているか否かを示す。ＰＡＳＳ判定出力線の論理状態は、計測値が上下限しきい値の範囲に収まっているか否かを示す。ＬＯＷ判定出力線の論理状態は、計測値が下限しきい値を越えているか否かを示す。
【０００７】
アクティブ側リニア出力線には、計測値に応じたリニア出力が表れる。リニア出力値は、電流出力の場合（例えば、４〜２０ｍＡ）と電圧出力の場合（例えば、−５Ｖ〜＋５Ｖ）とがある。
【０００８】
ＬＤ−ＯＦＦ入力線の論理状態がアクティブ側電位のとき、センサヘッドユニットに内蔵されるレーザダイオード（投光素子）の発光が停止状態となる。したがって、このＬＤ−ＯＦＦ入力線を使用して、レーザダイオードの発光を強制的に停止させることができる。
【０００９】
ゼロリセット入力線の論理状態はその継続時間に応じて様々な意味を有する。すなわち、アクティブ側電位にある継続時間が規定の上下限値の範囲に収まっているとき、ゼロリセット動作が実行され、以後、ゼロリセット状態が保持される。アクティブ側電位にある継続時間が規定の上限値を超えているとき、それまでのゼロリセット状態は解除される。アクティブ側電位にある継続時間が規定の下限値を超えているとき、そのような入力は無視される。したがつて、このゼロリセット入力線を使用して、ゼロリセット動作又はゼロリセット解除動作を行わせることができる。
【００１０】
タイミング入力線、リセット入力線の論理状態についても、その継続時間に応じて適宜の意味を有する。すなわち、タイミング入力線の論理状態がパルス上に変化したとき、前方エッジのタイミングにて、そのとき選択されているモードにしたがった所定動作にトリガがかかる。
【００１１】
センサヘッドユニットを構成するケース内には、投光素子であるレーザダイオードや発光ダイオードを駆動するための駆動回路等を含む投光用電気回路と、投光素子からの光を検出対象物へ向けて照射する投光レンズ等を含む投光光学系と、検出対象物からの反射光を集光する受光レンズ等を含む受光光学系と、受光光学系を介して集光された光を受光するＰＳＤやＣＣＤ等の位置検出素子を含む受光用電気回路とが収容される。
【００１２】
信号処理ユニットを構成するケース内には、第１の電気コードを介して、センサヘッドユニットから到来する受光信号を増幅する増幅器、増幅出力をアナログ／デジタル変換するＡ／Ｄ変換器、Ａ／Ｄ変換出力に基づいて規定の演算を実行して、ＨＩＧＨ判定出力信号、ＰＡＳＳ判定出力信号、ＬＯＷ判定出力信号、リニア出力等を生成すると共に、第２の電気コードを介して、ＰＬＣやディスプレイパネル装置等から到来するＬＤ−ＯＦＦ入力、ゼロリセット入力、タイミング入力、リセット入力等に対応する規定処理を実行するマイクロコンピュータが内蔵されている。なお、このマイクロコンピュータは、センサヘッドユニットに対して、レーザビームの発光タイミング指示等も与える。
【００１３】
また、信号処理ユニットを構成するケースの外表面には、各種の表示を行うための１個のデジタル表示器と、各種の操作指令等を与えるための操作キーが配列されている。上述のデジタル表示器には計測値、しきい値等が表示される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者等は、上述した従来の光学式変位センサの使い勝手を一層良好なものとするべく鋭意研究の結果、改善すべき幾つかの問題点を見い出した。
【００１５】
第１の問題点は、計測結果の精度乃至信頼性を判断する術がない点である。すなわち、この種の光学式変位センサの計測精度は、センサ本体の調整状態が一定であっても、計測対象物側の状況（例えば、表面色、表面性状等）により少なからず変動することが経験的に知られている。しかし、現行の光学式変位センサを見る限りでは、計測結果の精度乃至信頼性を確認する術は見あたらないのが実状である。
【００１６】
第２の問題点は、通常と異なる動作状態となったとき、それが故障に起因するのか、別途その旨の強制操作入力（リセット入力、タイミング入力、ＬＤ−ＯＦＦ入力等）が与えられたことに起因するのかを判断する術がない点である。すなわち、この種の光学式変位センサには、リセット入力、タイミング入力、ＬＤ−ＯＦＦ入力等の強制操作入力が具備されており、それらの入力がオンされたときには、通常と異なる動作状態が出現する。それらの強制操作入力は、専用の入力線を介してＰＬＣ等の外部装置から到来するのが通例であるが、センサの取付作業中等にあっては、しばしば、それらの入力線が電源短絡を起こして偽のオン信号が生成されることがある。そのような場合、通常と異なる動作状態となったとき、それが故障に起因するのか、別途その旨の強制操作入力が与えられたことに起因するのかを判断する術がないのが実状である。
【００１７】
第３の問題点は、計測不能との判断がなされたときに、その原因を知る術がない点である。すなわち、この種の光学式変位センサには、受光量Ｙが異常値を示す場合や距離相当の割り算値（ＰＳＤ使用センサにおけるＸ／Ｙ値）が規定範囲外を示す場合等のように、計測不能と判断される場合が存在する。しかし、現行の光学式変位センサを見る限りでは、そのような計測不能状態が通知されても、それがどのような原因で引き起こされているかを知る術は見あたらないのが実状である。
【００１８】
第４の問題点は、しきい値設定操作に際して、設定されたしきい値がその有効範囲に収まっているか否かを知る術がない点である。すなわち、この種の光学式変位センサにあっては、計測値をＬＯＷ（下限以下），ＨＩＧＨ（上限以上），ＰＡＳＳ（適正範囲）のいずれかに振り分けるために、有効範囲の上限値、下限値、上下限値等と言った、様々なしきい値の設定が可能である。しかし、現行の光学式変位センサを見る限りでは、設定操作に際して、設定されたしきい値がその有効範囲に収まっているか否かを知る術がないのが実状である。
【００１９】
第５の問題点は、ホールド処理等のトリガとなるタイミング信号の付与方法が外部入力線を介しての信号送り込み方法に限られる点である。すなわち、この種の光学式変位センサには、各種のホールド処理（ピークホールド処理、ボトムホールド処理、ピークｔｏピークホールド処理等）のトリガのために、タイミング信号の入力が必要とされている。しかし、現行の光学式変位センサを見る限りでは、ホールド処理等のトリガとなるタイミング信号の付与方法が外部入力線を介しての信号送り込み方法に限られるため、机上テスト等を行う場合に不便であった。
【００２０】
第６の問題点は、リニア出力の出力形態に関して、電流出力形式とすべきか或いは電圧出力形式とすべきかは、機種毎に予め一義的に決められており、ユーザの選択自由度が狭いと言う点である。すなわち、この種の光学式の変位センサには、計測値が規定範囲に収まっているか否かを示す二値出力（ＬＯＷ，ＨＩＧＨ，ＰＡＳＳ）のほかに、計測結果のアナログ値を示すリニア出力が存在する。このリニア出力の出力形態には、電流出力（例えば、４ｍＡ〜２０ｍＡ）と電圧出力（例えば、−５Ｖ〜＋５Ｖ）とが存在する。それらの出力形態は、ユーザ側の機器仕様に合わせて選択される。しかし、現行の光学式変位センサを見る限りでは、電流出力形式とすべきか或いは電圧出力形式とすべきかは、機種毎に予め一義的に決められており、ユーザの選択自由度が制限されている。
【００２１】
第７の問題点は、ゼロリセット時のリニア出力値が出力範囲の中心値に固定されており、ユーザの選択自由度がないと言う点である。すなわち、この種の光学式変位センサにあっては、計測値をゼロリセットしたときにおけるリニア出力値は、一般的に、出力範囲の中心値（例えば、出力範囲が４ｍＡ〜２０ｍＡのとき、ゼロリセット時のリニア出力値は１２ｍＡ）となるように決められており、ユーザ側の選択自由度が制限されている。
【００２２】
第８の問題点は、ＬＤ−ＯＦＦ入力のオンが電源のアクティブ側電位に対応しているため、センサ取付作業時等において、ＬＤ−ＯＦＦ入力線が電源短絡を起こすと、理由なく突然に投光素子であるレーザダイオードが発光を停止してしまい、その原因究明に手間取る点である。すなわち、この種の光学式変位センサにあっては、メンテナンス時の作業安全等の観点より、強制的に発光素子であるレーザダイオードの発光を停止させ、作業者の目にレーザ光が不用意に照射される危険を防止している。このレーザダイオードの発光停止は、専用のＬＤ−ＯＦＦ入力線にオン電圧（電源のアクティブ電位）を与えることで行われる。しかし、ＬＤ−ＯＦＦ入力のオンが電源のアクティブ側電位に対応しているため、センサ取付作業時等において、ＬＤ−ＯＦＦ入力線が誤って電源短絡を起こすと、理由なく突然に投光素子であるレーザダイオードが発光を停止してしまい、その原因究明に手間取る。
【００２３】
第９の問題点は、電源投入から計測値が確定するまでの期間におけるリニア出力値が出力範囲の上限値又は下限値に固定される点である。すなわち、この種の光学式変位センサにあっては、電源投入から計測値が確定するまでの期間におけるリニア出力値は、不用意な値が出力されないように、既定値に固定されている。このときのリニア出力値は、一般に、出力上限値か出力下限値に決められているため、ユーザ側の機器によっては、電源投入時に異常判定が下される場合がある。
【００２４】
この発明は、従来の光学式変位センサにおける以上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、ユーザにとって使い勝手の良好な新機能を組み込んだ光学式変位センサを提供することにある。
【００２５】
この発明の他の目的とするところは、計測値の持つ精度乃至信頼性を容易に知ることができる機能を備えた光学式変位センサを提供することにある。
【００２６】
この発明の他の目的とするところは、通常と異なる動作状態となったとき、それが故障に起因するのか、別途その旨の強制操作入力（リセット入力、タイミング入力、ＬＤ−ＯＦＦ入力等）が与えられたことに起因するのかを容易に知ることができる機能を備えた光学式変位センサを提供することにある。
【００２７】
この発明の他の目的とするところは、計測不能との判断がなされたときに、その原因を容易に知ることができる機能を備えた光学式変位センサを提供することにある。
【００２８】
この発明の他の目的とするところは、しきい値設定操作に際して、設定されたしきい値がその有効範囲に収まっているか否かを容易に知ることができる機能を備えた光学式変位センサを提供することにある。
【００２９】
この発明の他の目的とするところは、ホールド処理等のトリガとなるタイミング信号の付与方法に関する自由度を向上させた光学式変位センサを提供することにある。
【００３０】
この発明の他の目的とするところは、同一の機種において、リニア出力の出力形態に関して、電流出力形式とすべきか或いは電圧出力形式とすべきかを任意に選択できる機能を備えた光学式変位センサを提供することにある。
【００３１】
この発明の他の目的とするところは、ゼロリセット時のリニア出力値を任意の値に設定できる機能を備えた光学式変位センサを提供することにある。
【００３２】
この発明の他の目的とするところは、レーザオフ（ＬＤ−ＯＦＦ）入力のアクティブ判定論理を任意に切り替えることができる機能を備えた光学式変位センサを提供することにある。
【００３３】
この発明の他の目的とするところは、電源投入から計測値が確定するまでの期間におけるリニア出力の値を予め設定可能な任意の値にすることができる機能を備えた光学式変位センサを提供することにある。
【００３４】
この発明のさらに他の目的並びに作用効果については、明細書の以下の記述を参照することにより、当業者であれば容易に理解されるであろう。
【００３５】
【課題を解決するための手段】
第１発明の光学式変位センサは、センサヘッドユニットと信号処理ユニットとからなる２つのユニットを有する。センサヘッドユニットと信号処理ユニットとは第１の電気コードで結ばれ、信号処理ユニットからは電源線、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが引き出されている。
【００３６】
センサヘッドユニットを構成するケース内には、投光素子であるレーザダイオードや発光ダイオードを駆動するための駆動回路等を含む投光用電気回路と、投光素子からの光を検出対象物へ向けて照射する投光レンズ等を含む投光光学系と、検出対象物からの反射光を集光する受光レンズ等を含む受光光学系と、受光光学系を介して集光された光を受光するＰＳＤやＣＣＤ等の位置検出素子を含む受光用電気回路とが収容されている。
【００３７】
信号処理ユニットを構成するケース内には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【００３８】
信号処理ユニットを構成するケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【００３９】
加えて、表示部には、第１の表示部と第２の表示部とが含まれており、処理装置には、第１の表示部に計測値を表示させた状態で、第２の表示部に計測処理の基礎とされた光量値を表示させる機能が組み込まれている。
【００４０】
よく知られているように、受光素子としてＰＳＤやＣＣＤを使用した光学式変位センサにおける計測精度は受光光量に応じて変動する。例えば、ＰＳＤを使用した光学式変位センサの場合、一対の素子出力をａ，ｂとし、ａ＋ｂ＝Ｙ，ａ＝Ｘと置くと、計測値はＸ／Ｙと表すことができるが、この計測値Ｘ／Ｙの値は分母であるＹの値（受光光量値）に応じて変動する。殊に、受光量Ｙの値が規定値以下の場合には、計測値の精度は著しく低下する。また、光学式変位センサの計測精度は、センサ本体の調整状態が一定であっても、計測対象物側の状況（例えば、表面色、表面性状等）により少なからず変動することが経験的に知られている。
【００４１】
第１発明の光学式変位センサによれば、第１の表示部に計測値を表示させた状態で、第２の表示部に計測処理の基礎とされた光量値を表示させるようにしているため、オペレータは第２の表示部に表示される光量値を参照することにより、第１の表示部に表示される計測値の精度（換言すれば、信頼性）をその都度容易に知ることができる。
【００４２】
第１発明の光学式変位センサを実現する信号処理ユニットは、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットと結ばれると共に、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが別に引き出されている。
【００４３】
ケース内部には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【００４４】
ケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【００４５】
表示部には、第１の表示部と第２の表示部とが含まれており、処理装置には、第１の表示部に計測値を表示させた状態で、第２の表示部に計測処理の基礎とされた光量値を表示させる機能が組み込まれている。
【００４６】
第２発明の光学式変位センサは、センサヘッドユニットと信号処理ユニットとからなる２つのユニットを有する。センサヘッドユニットと信号処理ユニットとは第１の電気コードで結ばれ、信号処理ユニットからは電源線、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが引き出されている。
【００４７】
センサヘッドユニットを構成するケース内には、投光素子であるレーザダイオードや発光ダイオードを駆動するための駆動回路等を含む投光用電気回路と、投光素子からの光を検出対象物へ向けて照射する投光レンズ等を含む投光光学系と、検出対象物からの反射光を集光する受光レンズ等を含む受光光学系と、受光光学系を介して集光された光を受光するＰＳＤやＣＣＤ等の位置検出素子を含む受光用電気回路とが収容されている。
【００４８】
信号処理ユニットを構成するケース内には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【００４９】
信号処理ユニットを構成するケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【００５０】
加えて、処理装置には、第２の電気コードに含まれる各種入力線の信号状態により定義される現在の入力状態を表示部に表示させる機能が組み込まれている。
【００５１】
この種の光学式変位センサには、リセット入力、タイミング入力、ＬＤ−ＯＦＦ入力等の様々な強制操作入力が具備されており、それらの入力がオンされたときには、通常と異なる動作状態が出現する。それらの強制操作入力は、第２の電気コードに含まれる専用の入力線を介してＰＬＣ等の外部装置から到来するのが通例であるが、センサの取付作業中等にあっては、しばしば、それらの入力線が電源短絡を起こして偽のオン信号が生成されることがある。
【００５２】
第２発明の光学式変位センサによれば、第２の電気コードに含まれる各種入力線の信号状態により定義される現在の入力状態を表示部に表示させる機能が組み込まれているため、通常と異なる動作状態となったとき、それが故障に起因するのか、別途その旨の強制操作入力が与えられたことに起因するのかを表示部に表示される情報に基づいて容易に判断することができる。
【００５３】
第２発明の光学式変位センサを実現する信号処理ユニットは、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットと結ばれると共に、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが別に引き出されている。
【００５４】
ケース内部には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【００５５】
ケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【００５６】
処理装置には、第２の電気コードに含まれる各種入力線の信号状態により定義される現在の入力状態を表示部に表示させる機能が組み込まれている。
【００５７】
第３発明の光学式変位センサは、センサヘッドユニットと信号処理ユニットとからなる２つのユニットを有する。センサヘッドユニットと信号処理ユニットとは第１の電気コードで結ばれ、信号処理ユニットからは電源線、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが引き出されている。
【００５８】
センサヘッドユニットを構成するケース内には、投光素子であるレーザダイオードや発光ダイオードを駆動するための駆動回路等を含む投光用電気回路と、投光素子からの光を検出対象物へ向けて照射する投光レンズ等を含む投光光学系と、検出対象物からの反射光を集光する受光レンズ等を含む受光光学系と、受光光学系を介して集光された光を受光するＰＳＤやＣＣＤ等の位置検出素子を含む受光用電気回路とが収容されている。
【００５９】
信号処理ユニットを構成するケース内には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【００６０】
信号処理ユニットを構成するケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【００６１】
加えて、処理装置には、計測不能に陥ったときには、その原因を特定できるような情報を表示部に表示させる機能が組み込まれている。
【００６２】
この種の光学式変位センサには、受光量が異常値を示す場合や割り算値（ＰＳＤ使用センサにおけるＸ／Ｙ値）が規定範囲外を示す場合等のように、計測不能と判断される場合が存在する。
【００６３】
第３発明の光学式変位センサによれば、計測不能に陥ったときには、その原因を特定できるような情報を表示部に表示させる機能が組み込まれているため、そのような計測不能状態が通知された場合には、表示部に表示される情報に基づいて、それがどのような原因で引き起こされたかを容易に知ることができる。
【００６４】
第３発明の光学式変位センサを実現する信号処理ユニットは、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットと結ばれると共に、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが別に引き出されている。
【００６５】
ケース内部には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【００６６】
ケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【００６７】
処理装置には、計測不能に陥ったときには、その原因を特定できるような情報を表示部に表示させる機能が組み込まれている。
【００６８】
第４発明の光学式変位センサは、センサヘッドユニットと信号処理ユニットとからなる２つのユニットを有する。センサヘッドユニットと信号処理ユニットとは第１の電気コードで結ばれ、信号処理ユニットからは電源線、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが引き出されている。
【００６９】
センサヘッドユニットを構成するケース内には、投光素子であるレーザダイオードや発光ダイオードを駆動するための駆動回路等を含む投光用電気回路と、投光素子からの光を検出対象物へ向けて照射する投光レンズ等を含む投光光学系と、検出対象物からの反射光を集光する受光レンズ等を含む受光光学系と、受光光学系を介して集光された光を受光するＰＳＤやＣＣＤ等の位置検出素子を含む受光用電気回路とが収容されている。
【００７０】
信号処理ユニットを構成するケース内には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【００７１】
信号処理ユニットを構成するケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【００７２】
加えて、処理装置には、設定されたしきい値が有効範囲を外れているときには、その旨の情報を表示部に表示させる機能が組み込まれている。
【００７３】
この種の光学式変位センサにあっては、計測値をＬＯＷ（下限以下），ＨＩＧＨ（上限以上），ＰＡＳＳ（適正範囲）のいずれかに振り分けるために、有効範囲の上限値、下限値、上下限値等と言ったように、様々なしきい値の設定が可能である。
【００７４】
第４発明の光学式変位センサによれば、設定されたしきい値が有効範囲を外れているときには、その旨の情報を表示部に表示させる機能が組み込まれているため、設定操作に際して、設定されたしきい値がその有効範囲に収まっているか否かを表示部に表示される情報に基づいて容易に知ることができる。
【００７５】
第４発明の光学式変位センサを実現する信号処理ユニットは、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットと結ばれると共に、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが別に引き出されている。
【００７６】
ケース内部には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【００７７】
ケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【００７８】
加えて、処理装置には、設定されたしきい値が有効範囲を外れているときには、その旨の情報を表示部に表示させる機能が組み込まれている。
【００７９】
第５発明の光学式変位センサは、センサヘッドユニットと信号処理ユニットとからなる２つのユニットを有している。センサヘッドユニットと信号処理ユニットとは第１の電気コードで結ばれ、信号処理ユニットからは電源線、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが引き出されている。
【００８０】
センサヘッドユニットを構成するケース内には、投光素子であるレーザダイオードや発光ダイオードを駆動するための駆動回路等を含む投光用電気回路と、投光素子からの光を検出対象物へ向けて照射する投光レンズ等を含む投光光学系と、検出対象物からの反射光を集光する受光レンズ等を含む受光光学系と、受光光学系を介して集光された光を受光するＰＳＤやＣＣＤ等の位置検出素子を含む受光用電気回路とが収容されている。
【００８１】
信号処理ユニットを構成するケース内には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【００８２】
信号処理ユニットを構成するケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【００８３】
加えて、操作部には、タイミング指示用の押しボタンが含まれており、処理装置には、タイミング指示用の押しボタンの操作に応答して、第２の電気コードに含まれるタイミング入力線からのタイミング信号と等価的に、タイミング信号を発生させる機能が組み込まれている。
【００８４】
この種の光学式変位センサには、各種のホールド処理（ピークホールド処理、ボトムホールド処理、ピークｔｏピークホールド処理等）のトリガのために、タイミング信号の入力が必要とされている。
【００８５】
第５発明の光学式変位センサによれば、タイミング指示用の押しボタンの操作に応答して、第２の電気コードに含まれるタイミング入力線からのタイミング信号と等価的に、タイミング信号を発生させる機能が組み込まれているため、タイミング指示用の押しボタンの操作によりホールド処理等のトリガとなるタイミング信号を発生することができ、これを利用して机上テスト等を容易に行うことができる。
【００８６】
第５発明の光学式変位センサを実現する信号処理ユニットは、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットと結ばれると共に、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが別に引き出されている。
【００８７】
ケース内部には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【００８８】
ケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【００８９】
加えて、操作部には、タイミング指示用の押しボタンが含まれており、処理装置には、タイミング指示用の押しボタンの操作に応答して、第２の電気コードに含まれるタイミング入力線からのタイミング信号と等価的に、タイミング信号を発生させる機能が組み込まれている。
【００９０】
第６発明の光学式変位センサは、センサヘッドユニットと信号処理ユニットとからなる２つのユニットを有する。センサヘッドユニットと信号処理ユニットとは第１の電気コードで結ばれ、信号処理ユニットからは電源線、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが引き出されている。
【００９１】
センサヘッドユニットを構成するケース内には、投光素子であるレーザダイオードや発光ダイオードを駆動するための駆動回路等を含む投光用電気回路と、投光素子からの光を検出対象物へ向けて照射する投光レンズ等を含む投光光学系と、検出対象物からの反射光を集光する受光レンズ等を含む受光光学系と、受光光学系を介して集光された光を受光するＰＳＤやＣＣＤ等の位置検出素子を含む受光用電気回路とが収容されている。
【００９２】
信号処理ユニットを構成するケース内には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【００９３】
信号処理ユニットを構成するケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【００９４】
加えて、処理装置には、リニア出力値に関する出力形態を電流出力形式と電圧出力形式とのうちのいずれかに択一的に設定する機能が組み込まれている。
【００９５】
この種の光学式の変位センサには、計測値が規定範囲に収まっているか否かを示す二値出力（ＬＯＷ，ＨＩＧＨ，ＰＡＳＳ）のほかに、計測結果のアナログ値を示すリニア出力が存在する。リニア出力の出力形態には、電流出力（例えば、４ｍＡ〜２０ｍＡ）と電圧出力（例えば、−５Ｖ〜＋５Ｖ）とが存在する。それらの出力形態は、ユーザ側の機器仕様に合わせて選択される。
【００９６】
第６発明の光学式変位センサによれば、リニア出力値に関する出力形態を電流出力形式と電圧出力形式とのうちのいずれかに択一的に設定する機能が組み込まれているため、電流出力形式とすべきか或いは電圧出力形式とすべきかは、同一の機種における選択操作で実現することができ、その都度リニア出力形式に合った機種を選択する労が省かれ、ユーザの選択自由度が向上する。
【００９７】
第６発明の光学式変位センサを実現する信号処理ユニットは、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットと結ばれると共に、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが別に引き出されている。
【００９８】
ケース内部には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【００９９】
ケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【０１００】
加えて、処理装置には、リニア出力値に関する出力形態を電流出力形式と電圧出力形式とのうちのいずれかに択一的に設定する機能が組み込まれている。
【０１０１】
第７発明の光学式変位センサは、センサヘッドユニットと信号処理ユニットとからなる２つのユニットを有する。
【０１０２】
センサヘッドユニットと信号処理ユニットとは第１の電気コードで結ばれ、信号処理ユニットからは電源線、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが引き出されている。
【０１０３】
センサヘッドユニットを構成するケース内には、投光素子であるレーザダイオードや発光ダイオードを駆動するための駆動回路等を含む投光用電気回路と、投光素子からの光を検出対象物へ向けて照射する投光レンズ等を含む投光光学系と、検出対象物からの反射光を集光する受光レンズ等を含む受光光学系と、受光光学系を介して集光された光を受光するＰＳＤやＣＣＤ等の位置検出素子を含む受光用電気回路とが収容されている。
【０１０４】
信号処理ユニットを構成するケース内には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【０１０５】
信号処理ユニットを構成するケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【０１０６】
加えて、処理装置には、ゼロリセット時のリニア出力値を指定された値にプリセットする機能と、ゼロリセット入力に応答して表示ゼロに相当するリニア出力値をプリセットされた値に設定する機能とが組み込まれている。
【０１０７】
この種の光学式変位センサにあっては、計測値をゼロリセットしたときにおけるリニア出力値は、一般的に、出力範囲の中心値（例えば、出力範囲が４ｍＡ〜２０ｍＡのとき、ゼロリセット時のリニア出力値は１２ｍＡ）となるように決められている。
【０１０８】
第７発明の光学式変位センサによれば、ゼロリセット時のリニア出力値を指定された値にプリセットする機能と、ゼロリセット入力に応答して表示ゼロに相当するリニア出力値をプリセットされた値に設定する機能とが組み込まれているため、これらの機能を利用することにより、ゼロリセット時におけるリニア出力の値をユーザ側の仕様に合わせて任意に設定することができる。
【０１０９】
第７発明の光学式変位センサを実現するための信号処理ユニットは、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットと結ばれると共に、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが別に引き出されている。
【０１１０】
ケース内部には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【０１１１】
ケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【０１１２】
加えて、処理装置には、ゼロリセット時のリニア出力値を指定された値にプリセットする機能と、ゼロリセット入力に応答して表示ゼロに相当するリニア出力値をプリセットされた値に設定する機能とが組み込まれている。
【０１１３】
第８発明の光学式変位センサは、センサヘッドユニットと信号処理ユニットとからなる２つのユニットを有する。センサヘッドユニットと信号処理ユニットとは第１の電気コードで結ばれ、信号処理ユニットからは電源線、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが引き出されている。
【０１１４】
センサヘッドユニットを構成するケース内には、投光素子であるレーザダイオードや発光ダイオードを駆動するための駆動回路等を含む投光用電気回路と、投光素子からの光を検出対象物へ向けて照射する投光レンズ等を含む投光光学系と、検出対象物からの反射光を集光する受光レンズ等を含む受光光学系と、受光光学系を介して集光された光を受光するＰＳＤやＣＣＤ等の位置検出素子を含む受光用電気回路とが収容されている。
【０１１５】
信号処理ユニットを構成するケース内には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【０１１６】
信号処理ユニットを構成するケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【０１１７】
加えて、処理装置には、第２の電気コードに含まれるレーザオフ入力線に対するアクティブ判定論理をＨＩＧＨ側電位とＬＯＷ側電位とに切り替える機能が組み込まれている。
【０１１８】
この種の光学式変位センサにあっては、メンテナンス時の作業安全等の観点より、強制的に発光素子であるレーザダイオードの発光を停止させ、作業者の目にレーザ光が不用意に照射される危険を防止している。このレーザダイオードの発光停止は、専用のＬＤ−ＯＦＦ入力線にオン電圧（電源のアクティブ電位）を与えることで行われる。しかし、ＬＤ−ＯＦＦ入力のオンが電源のアクティブ側電位に対応しているため、センサ取付作業時等において、ＬＤ−ＯＦＦ入力線が誤って電源短絡を起こすと、理由なく突然に投光素子であるレーザダイオードが発光を停止してしまい、その原因究明に手間取る。
【０１１９】
第８発明の光学式変位センサによれば、第２の電気コードに含まれるレーザオフ入力線に対するアクティブ判定論理をＨＩＧＨ側電位とＬＯＷ側電位とに切り替える機能が組み込まれているため、センサ取付作業時等においては、第２の電気コードに含まれるレーザオフ入力線に対するアクティブ判定論理をＨＩＧＨ側電位からＬＯＷ側電位に切り替えておくことにより、ＬＤ−ＯＦＦ入力線が誤って電源短絡を起こすことに起因して、理由なく突然に投光素子であるレーザダイオードが発光を停止する事態を未然に防止できる。
【０１２０】
第８発明の光学式変位センサを実現する信号処理ユニットは、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットと結ばれると共に、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが別に引き出されている。
【０１２１】
ケース内部には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【０１２２】
ケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【０１２３】
処理装置には、第２の電気コードに含まれるレーザオフ入力線に対するアクティブ判定論理を指定されたＨＩＧＨ側電位とＬＯＷ側電位とに切り替える機能が組み込まれている。
【０１２４】
第９発明の光学式変位センサは、センサヘッドユニットと信号処理ユニットとからなる２つのユニットを有する。センサヘッドユニットと信号処理ユニットとは第１の電気コードで結ばれ、信号処理ユニットからは電源線、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが引き出されている。
【０１２５】
センサヘッドユニットを構成するケース内には、投光素子であるレーザダイオードや発光ダイオードを駆動するための駆動回路等を含む投光用電気回路と、投光素子からの光を検出対象物へ向けて照射する投光レンズ等を含む投光光学系と、検出対象物からの反射光を集光する受光レンズ等を含む受光光学系と、受光光学系を介して集光された光を受光するＰＳＤやＣＣＤ等の位置検出素子を含む受光用電気回路とが収容されている。
【０１２６】
信号処理ユニットを構成するケース内には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【０１２７】
信号処理ユニットを構成するケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【０１２８】
加えて、処理装置には、電源投入後、計測値が確定するまでの間におけるリニア出力値を指定された値にプリセットする機能と、電源投入に応答して計測値が確定するまでの間、リニア出力値をプリセットされた値に設定する機能とが組み込まれている。
【０１２９】
この種の光学式変位センサにあっては、電源投入から計測値が確定するまでの期間におけるリニア出力値は、不用意な値が出力されないように、既定値に固定されている。このときのリニア出力値は、一般に、出力上限値か出力下限値に決められているため、ユーザ側の機器によっては、電源投入時に異常判定が下される場合がある。
【０１３０】
第９発明の光学式変位センサによれば、電源投入後、計測値が確定するまでの間におけるリニア出力値を指定された値にプリセットする機能と、電源投入に応答して計測値が確定するまでの間、リニア出力値をプリセットされた値に設定する機能とが組み込まれているため、ユーザ側で予めプリセット値を適切な値としておくことにより、ユーザ側の機器において、電源投入時に異常判定が下される虞を未然に防止することができる。
【０１３１】
第９発明の光学式変位センサを実現する信号処理ユニットは、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットと結ばれると共に、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが別に引き出されている。
【０１３２】
ケース内部には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【０１３３】
ケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【０１３４】
加えて、処理装置には、電源投入後、計測値が確定するまでの間におけるリニア出力値を指定された値にプリセットする機能と、電源投入に応答して計測値が確定するまでの間、リニア出力値をプリセットされた値に設定する機能とが組み込まれている。
【０１３５】
尚、以上説明した光学式変位センサの中には、距離設定型の光電スイッチも含まれることを明記する。
【０１３６】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の好適な幾つかの実施の一形態を添付図面に従って詳細に説明する。
【０１３７】
本発明変位センサを構成する信号処理ユニットの外観を示す斜視図が図１に、センサヘッドユニット及び信号処理ユニットの内部構成を示すブロック図が図２にそれぞれ示されている。
【０１３８】
それらの図から明らかなように、本発明の光学式変位センサは、センサヘッドユニット１と信号処理ユニット２とからなる２つのユニットで構成されている。センサヘッドユニット１は例えば製造ライン上の物品搬送ラインの間近に取り付けられる（図５参照）。一方、信号処理ユニットには例えば工場内の適所に配置された制御盤内などに取り付けられる。
【０１３９】
センサヘッドユニット１からは１本の電気コード６が引き出される。信号処理ユニット２の一端からは第１の電気コード４が引き出され、他端からは第２の電気コード５が引き出される。センサヘッドユニット１から引き出された電気コード６と信号処理ユニット２から引き出される第１の電気コード４とは適宜なコネクタ４ａ，６ａを介して電気的及び機械的に接続される。
【０１４０】
センサヘッドユニット１から引き出される電気コード（すなわち、信号処理ユニットから引き出される電気コード４に実質的に同じ）６には、アクティブ側電源線、ＧＮＤ側電源線の他に、投光素子駆動系に対する各種の信号線、受光信号増幅系からの信号線などが含まれている。
【０１４１】
信号処理ユニット２から引き出される第２の電気コード５には、アクティブ側電源線、ＧＮＤ側電源線の他に、ＨＩＧＨ判定出力線、ＰＡＳＳ判定出力線、ＬＯＷ判定出力線、アクティブ側リニア出力線、ＧＮＤ側リニア出力線、ＬＤ−ＯＦＦ入力線、ゼロリセット入力線、タイミング入力線、リセット入力線等が含まれている。
【０１４２】
ここで、ＨＩＧＨ判定出力線の論理状態は、計測値が上限しきい値を超えているか否かを示す。ＰＡＳＳ判定出力線の論理状態は、計測値が上下限しきい値の範囲に収まっているか否かを示す。ＬＯＷ判定出力線の論理状態は、計測値が下限しきい値を超えているか否かを示す。
【０１４３】
アクティブ側リニア出力線には、計測値に応じたリニア出力が現れる。一般に、リニア出力値は、電流出力の場合（例えば、４〜２０ｍＡ）と、電圧出力の場合（例えば、−５Ｖ〜＋５Ｖ）とがある。後に詳細に説明するように、本発明にあっては、リニア出力値に関する出力形態を電流出力形式と電圧出力形式とのうちの何れかに択一的に設定する機能が組み込まれている。
【０１４４】
ＬＤ−ＯＦＦ入力線の論理状態が一般にはアクティブ側電源電位のとき、センサヘッドユニット１に内蔵されるレーザダイオード（投光素子）の発光が停止状態となる。従って、このＬＤ−ＯＦＦ入力線を使用して、レーザダイオードの発光を強制的に停止させることができる。後に詳細に説明するように、この発明にあっては、第２の電気コード５に含まれるレーザオフ（ＬＤ−ＯＦＦ）入力線に対するアクティブ判定論理を指定されたＨＩＧＨ側電位とＬＯＷ側電位とに切り替える機能が組み込まれている。
【０１４５】
ゼロリセット入力線の論理状態はその継続時間に応じて様々な意味を有する。すなわち、アクティブ側電位にある継続時間が規定の上下限値の範囲に収まっているとき、ゼロリセット動作が実行され、以後、ゼロリセット状態が保持される。アクティブ側電位にある継続時間が規定の上限値を超えているとき、それまでのゼロリセット状態は解除される。アクティブ側電位にある継続時間が規定の下限値を超えているとき、そのような入力は無視される。従って、このゼロリセット入力線を使用して、ゼロリセット動作又はゼロリセット解除動作を行わせることができる。
【０１４６】
タイミング入力線、リセット入力線の論理状態についても、その継続時間に応じて適宜の意味を有する。すなわち、タイミング入力線の論理状態がパルス状に変化したとき、前方エッジのタイミングにて、そのとき選択されているモードに従った所定動作（例えば、ピークホールド動作、ボトムホールド動作、ピークｔｏピークホールド動作等）にトリガがかかる。
【０１４７】
ゼロリセット入力線、タイミング入力線、リセット入力線を含む各種入力線に関しては、本発明にあっては、各種入力線の信号状態により定義される現在の入力状態を表示部に表示させる機能が組み込まれている。
【０１４８】
センサヘッドユニット１を構成するケース内には、投光素子であるレーザダイオードや発光ダイオード１０２を駆動するための駆動回路１０１を含む投光用電気回路と、投光素子１０２からの光を検出対象物３へ向けて照射する投光レンズ１０３等を含む投光光学系と、検出対象物３からの反射光を集光する受光レンズ１０４等を含む受光光学系と、受光光学系を介して集光された光を受光するＰＳＤやＣＣＤ等の位置検出素子１０５を含む受光用電気回路とが収容される。なお、図示例では、投光素子１０２としてはレーザダイオードが使用され、受光素子１０５としてはＰＳＤが使用されている。
【０１４９】
更に、受光用電気回路には、受光素子１０５を構成するＰＳＤの一対の出力ａ，ｂに対応して、ａ側に関しては増幅器１０６と増幅器１０８とが、またｂ側については、増幅器１０７と１０９とが内蔵されている。ここで、増幅器１０９は、ａ側の増幅器１０６の出力とｂ側の増幅器１０７の出力との加算動作を行う。そこで、説明の便宜のために、ａ側の増幅器１０８の出力をＸ、ｂ側の増幅器１０９の出力をＹと称する。その結果、出力Ｘはａに比例し、出力Ｙはａ＋ｂに比例する。それらの比例定数は実際には僅かに非線形である。
【０１５０】
信号処理ユニット２を構成するケース内には、第１の電気コード４を介して、センサヘッドユニット１から到来する受光信号を増幅する増幅器２０１，２０２，２０３，２０４と、増幅出力をサンプルホールドするサンプルホールド回路２０５，２０６と、サンプルホールドされた値をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器２０７，２０８と、Ａ／Ｄ変換出力に基づいて規定の演算を実行して、ＨＩＧＨ判定出力信号、ＰＡＳＳ判定出力信号、ＬＯＷ判定出力信号、リニア出力などを生成すると共に、第２の電気コード５を介して、ＰＬＣやディスプレイパネル装置などから到来するＬＤ−ＯＦＦ入力、ゼロリセット入力、タイミング入力、リセット入力などに対応する規定処理を実行する処理装置としてのＣＰＵ２０９が内蔵されている。ＣＰＵ２０９は、マイクロプロセッサを主体として構成されている。なお、このＣＰＵ２０９は、センサヘッドユニット１に対して、レーザビームの発光タイミング指示なども司る。
【０１５１】
ＣＰＵ２０９にて生成されたＨＩＧＨ判定出力、ＰＡＳＳ判定出力、ＬＯＷ判定出力、リニア出力などは、出力回路２１０を介して第２の電気コード５へと送り出される。電流出力形式と電圧出力形式とに切り替え可能な出力回路の詳細を示すブロック図が図３に示されている。同図に示されるように、この出力回路２１０は、ＣＰＵ２０９から到来するデジタルデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器２１０ａと、Ｄ／Ａ変換器２１０ａの出力値に対応する電流出力信号を生成する電流出力回路２１０ｂと、Ｄ／Ａ変換器２１０ａの出力値に対応する電圧出力信号を生成する電圧出力回路２１０ｃと、電圧出力回路２１０ｂからの信号と電圧出力回路２１０ｃからの信号とのいずれかをＣＰＵからの指令に応じて選択する切替スイッチ２１０ｄとを含んでいる。そのため、ＣＰＵ２０９側では、リニア出力を演算してデジタルデータで出力すると同時に、切替スイッチ２１０ｄを適宜に切り替え制御することによって、所望のリニア出力を、電流出力形式でも或いは電圧出力形式でも任意に出力させることが可能となっている。
【０１５２】
第２の電気コード５を介して到来するＬＤ−ＯＦＦ入力、ゼロリセット入力、タイミング入力、リセット入力などは、入力回路２１１を介してＣＰＵ２０９に取り込まれる。
【０１５３】
図１に示されるように、信号処理ユニット２を構成するケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部２３と、各種の操作指令などを与えるための操作部２４とが配置されている。表示部２３には、第１の表示部２３ａと第２の表示部２３ｂとが設けられている。表示部の詳細を示す説明図が図４に示されている。同図に示されるように、メイン表示器２３ａ並びにサブ表示器２３ｂは、いずれも５桁の７セグメント表示器で構成されている。そのため、各桁の７セグメントのいずれかを適宜にアクティブとすることによって、数値並びに幾つかのアルファベットの小文字を表示させることが可能とされている。表示態様の詳細については、後に説明する。以下、第１の表示部２３ａを構成する５桁の７セグメント表示器をメイン表示器２３ａと、また同様に第２の表示部２３ｂを構成する５桁の７セグメント表示器をサブ表示器２３ｂと称する。
【０１５４】
一方、操作部２４には、表示器２３ａ、２３ｂの桁指定や各桁のインクリメントまたはデクリメントを指示するための４方向シフトキー２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅと、本発明に関連して新たに設けられたタイミング指示用の押しボタン２４ａが設けられている。この押しボタン２４ａの機能については後に詳細に説明する。
【０１５５】
光学式変位センサを使用した計測の一例を示す説明図が図５に示されている。同図に示されるように、センサヘッドユニット１は、検出対象物３が搬送される搬送ラインの上部に取り付けられる。図では、センサヘッドユニット１から垂直下向きにレーザビームが投光される。その反射光は、斜め上の位置から、センサヘッドユニット１に取り込まれる。こうすることによって、光切断法乃至は三角測距の原理で、検出対象物３までの距離が測定可能となる。測定された距離Ｌは、検出対象物３の上面高さにも相当する。レーザビームの照射は周期的にパルス状に行われる。レーザビーム照射のたびに得られた計測値は、適当な個数時系列的に信号処理ユニット２に蓄えられる。これら複数の計測値データを移動平均化処理することで、安定的に計測値を得ることができる。計測処理の詳細については後に詳細に説明する。
【０１５６】
図５の例では、センサヘッドユニット１と検出対象物３との距離Ｌに関して、しきい値（Ｌｔｈ）、最大値（Ｌｍａｘ）、最小値（Ｌｍｉｎ）が示されている。後述する判定処理においては、それらの基準値を用いて、逐次計測される計測値Ｌに関して、様々な大小判定、さらにはピークホールド処理、ボトムホールド処理、ピークｔｏピークホールド処理などが実行される。
【０１５７】
次に、信号処理ユニット２のＣＰＵ２０９が実行する処理のゼネラルフローチャートが図６に示されている。このフローチャートを参照しながら、まず、信号処理ユニット２を構成するＣＰＵ２０９の動作を概略的に説明する。
【０１５８】
ＣＰＵ２０９では、制御信号ＣＯＮＴを介して、センサヘッドユニット１内のＬＤ用駆動回路（ＡＰＣ付）１０１を適宜に制御することによって、発光素子１０２を構成するレーザダイオードを周期的にパルス点灯させる。すると、受光素子１０５を構成するＰＳＤの一対の出力ａ，ｂが生成され、さらに増幅器１０６〜１０９の作用で、計測基礎データＸ，Ｙが求められる。これらの計測基礎データＸ，Ｙは、電気コード６，４を介して、信号処理ユニット２へと送られる。以上の処理が、発光素子１０２のパルス点灯のたびに繰り返される。
【０１５９】
図６のフローチャートに移って、ＡＤ変換処理（ステップ６０１）では、サンプルホールド回路２０５，２０６及びＡ／Ｄ変換器２０７，２０８を介してＡＤ変換処理が行われ、ＡＤ変換された計測基礎データＸ，ＹはＣＰＵ２０９に取り込まれる。
【０１６０】
続くオフセット減算処理（ステップ６０２）では、前回の計測の際の残存レベル除去のためにオフセット減算処理が行われ、これにより残存レベルの除去された計測基礎データＸｃ，Ｙｃが求められる（ステップ６０２）。
【０１６１】
続く受光量ゲイン調整処理（ステップ６０３）では、増幅器２０１〜２０４のゲインを２段に切り替えることによって、ＣＰＵ２０９に取り込まれるべきデータの値を規定の許容範囲内に収める処理が実行される。すなわち、計測基礎データＸｃ，Ｙｃの値が既定値よりも小さい場合には増幅器２０１〜２０４のゲインを大きく設定し、逆に計測基礎データＸｃ，Ｙｃの値が既定値よりも大きい場合には、増幅器２０１〜２０４のゲインを小さく設定する。
【０１６２】
続く折れ線近似並びに受光レベル平均化処理（ステップ６０４）では、基準ワークに基づいて求められた距離の異なる複数の計測データに基づいて、折れ線近似処理を実行することにより、光学系の特性に起因する非直線歪みの修正が行われ、これにより歪みの除去された計測データｄｈが求められる。さらに、計測基礎データＹ（＝ａ＋ｂ）の複数回分の平均化処理を実行することによって、受光レベル平均値ｐが求められる。ここで、求められた受光レベル平均値ｐとそのとき得られる計測値の精度との間には密接な相関が見られる。殊に、受光レベル平均値ｐが既定値よりも小さいと、計測精度が著しく低下し、計測不能と判断される。計測不能と判断された場合、エラー処理が実行され、その旨がオペレータに通知される（ステップ６０５）。
【０１６３】
続く平均化処理（ステップ６０６）では、折れ線近似処理により修正された計測データｄｈの複数回分の平均化処理を実行することによって、計測値の平均値ｄ１が求められる。こうして求められた平均値ｄ１は、その時点における計測値、すなわちセンサヘッドと検出対象物との距離Ｌに相当する。
【０１６４】
続く相互演算処理（ステップ６０７）、微分処理（ステップ６０８）、ホールド処理（ステップ６１０）は、通常動作において必ずしも必須のものではない。そのため簡単に説明する。
【０１６５】
相互演算処理（ステップ６０７）では、相隣接する２台の変位センサを用いて計測処理を行うような場合、それらセンサ間で計測データをやり取りすることによって、各々のビームが照射する２点間の段差の計測が行われる。
【０１６６】
微分処理（ステップ６０８）では、相前後する計測値の差をとることによって、検出対象物上の溝や段部の位置に相当するタイミング信号の生成などが行われる。こうして得られたタイミング信号は、各種ホールド処理などの際のトリガとして使用される。
【０１６７】
続くホールド処理（ステップ６１０）では、外部から与えられるタイミング入力に応答して、その時点における計測値をホールドする処理が実行される。ホールドされる計測値の種類としては、ピークホールド値、ボトムホールド値、ピークｔｏピークホールド値等が挙げられる。
【０１６８】
タイミング入力処理（ステップ６０９）は、外部から与えられたタイミング信号を取り込むための処理であり、後に詳細に説明するように、本発明にあっては、第２の電気コード５に含まれるタイミング入力線からのみならず、操作部に備えられた押しボタン２４ａの操作で生成されたタイミング信号についても取り込み可能なように工夫が施されている。
【０１６９】
レーザオフ（ＬＤ−ＯＦＦ）入力処理（ステップ６１１）は、ＬＤ−ＯＦＦ入力信号を取り込むための処理であり、後に詳細に説明するように、本発明にあっては、ＬＤ−ＯＦＦ入力信号のアクティブ判定論理を“Ｈ”と“Ｌ”とに適宜切り替えることが可能なように工夫が施されている。
【０１７０】
リセット入力処理（ステップ６１２）は、リセット入力信号を外部から取り込むための処理である。
【０１７１】
それらＬＤ−ＯＦＦ入力信号並びにリセット入力信号が外部から取り込まれた場合、それらがアクティブと判定されれば、規定の動作に従ってＬＤ−ＯＦＦ処理並びにリセット処理が実行される。
【０１７２】
平均化処理（ステップ６０６）、相互演算処理（ステップ６０７）、微分処理（ステップ６０８）及びホールド処理（ステップ６１０）を経て最終計測値ｄ４が決定されたならば、この最終計測値ｄ４に基づいて、判定出力処理、リニア出力処理、各種の表示処理などが実行される。
【０１７３】
すなわち、決定された最終計測値ｄ４は、設定状態毎に計測値から表示値へと変換する処理（ステップ６１７）を経て、表示値に変換されたのち、メインデジタル表示処理（ステップ６１９）を経て、メイン表示器２３ａに表示される。
【０１７４】
なお、ゼロリセット入力処理（ステップ６１８）は、ゼロリセット入力信号を外部から取り込むための処理であり、後に詳細に説明するように、本発明にあっては、ゼロリセット時におけるリニア出力の値を任意の値に設定することが可能な工夫が施されている。
【０１７５】
よく知られているように、ゼロリセット入力処理（ステップ６１８）によってゼロリセットが受け付けられると、その時点の計測値に対応する表示値は０に設定される。以後、ゼロリセット時の計測値を基準として、計測値から表示値への変換が行われる。
【０１７６】
計測値から表示値への変換処理（ステップ６１７）によって得られた表示値は、しきい値との比較処理（ステップ６２１）を経て、大小比較された後、判定出力処理（ステップ６２２）を経て、判定出力が生成される。この判定出力は、第２の電気コード５に含まれるＨＩＧＨ、ＰＡＳＳ、ＬＯＷの各判定出力線へと送り出される。
【０１７７】
しきい値表示（入力）処理（ステップ６２０）は、しきい値入力を外部から取り込むための処理であり、後に詳細に説明するように、本発明にあっては、入力されたしきい値が有効範囲に収まっているか否かを判定し、その旨の出力乃至表示を行うための工夫が施されている。
【０１７８】
一方、最終計測値ｄ４は、設定状態毎に、計測値からリニア出力値へと変換する処理（ステップ６１３）を経て、リニア出力値に変換される。こうして変換により得られたリニア出力値は、リニア出力処理（ステップ６１４）を経て、外部へ送出される。具体的には、リニア出力値は、第２の電気コード５に含まれるリニア出力ラインへと送り出される。後に詳細に説明するように、本発明にあっては、このリニア出力値を、電流出力形式と電圧出力形式とのいずれでも行えるような工夫が施されている。
【０１７９】
また、変換処理（ステップ６１３）で得られたリニア出力値は、各種データ変換処理（６１５）を経て、表示用データに変換された後、サブデジタル表示処理（ステップ６１６）を経て、サブ表示器２３ｂに表示される。後に詳細に説明するように、本発明にあっては、メイン表示器２３ａに計測値を表示させた状態において、サブ表示器２３ｂに、その時点の計測精度を表す受光量データを表示できるように工夫が施されている。
【０１８０】
次に、以上説明した全体の流れを背景として、第１発明〜第９発明の要部を図７以下のフローチャートを参照して詳細に説明する。
【０１８１】
第１発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートが図７に示されている。同図において処理が開始されると、ＡＤ変換処理（ステップ７０１）が実行されて、計測基礎データＸ，Ｙの取り込みが行われる。ここで、それら基礎データＸ，Ｙのうちで、データＹはその時点の受光量を反映している。
【０１８２】
続くオフセット減算処理（ステップ７０２）では、前回の計測時における残存成分を除去するためにオフセット減算処理が行われ、正しい信号成分であるデータＸｃ，Ｙｃが求められる。
【０１８３】
続く受光量ゲイン調整処理（ステップ７０３）では、先ほどより説明のように、オフセット減算処理（ステップ７０２）を経て得られたデータＸｃ、Ｙｃに基づいて、それらのデータの値がＣＰＵに設定された入力許容範囲に収まっているかどうかの判断が行われ、その判断結果に応じて、増幅器２０１〜２０４のゲイン調整を行うことによって、入力データレンジの適正化が図られる。
【０１８４】
その後、データＸｃ，Ｙｃを用いて割り算処理（Ｘｃ／Ｙｃ）を行うことにより、計測値である距離値データが求められ（ステップ７０４）、以後ゼネラルフローチャートに示した平均化処理（ステップ６０６）、相互演算処理（ステップ６０７）、微分処理（ステップ６０８）、ホールド処理（ステップ６１０）、計測値／表示値変換処理（ステップ６１７）及びメインデジタル表示処理（ステップ６１９）などを経て、計測値である距離値データはメイン表示器２３ａに表示される。
【０１８５】
これと同時に、受光量ゲイン調整処理（ステップ７０３）より右方向へ分岐した一連の処理（ステップ７０６〜７０９）が実質的に並列的に実行される。
【０１８６】
すなわち、まず最初に、計測基礎データＸｃ，ＹｃのうちでデータＹｃのみの抽出が行われ（ステップ７０６）、続いて得られたデータＹｃに対して、各ゲインに応じた係数を設定し、これをＹｃに乗算する処理が実行される（ステップ７０７）。この乗算処理（ステップ７０７）は、受光量が変動し、これに応じて自動的にゲイン調整が行われた場合であっても、常にその時点の実際の光量値を検出可能とするものである。すなわち、先に説明したように、ＣＰＵ２０９の前段には、可変ゲインの増幅器２０１〜２０４が介在され、これらの増幅器２０１〜２０４のゲインを、実際の受光光量に応じて増減することで、ＣＰＵ２０９が常に最適な入力レンジを確保できるようになされているため、先ほどの乗算処理（ステップ７０７）が存在しないと、ＣＰＵ２０９が実際の受光光量を正確に把握することができない。そのため、ゲイン調整を行ったならば、各ゲインに応じた係数を設定し、これをＣＰＵ２０９が取り込んでいるゲイン調整後のデータＹｃに乗算して、元の受光光量に対応した値にデータＹｃを戻すことによって、ゲインが変化しても連続した受光量レベルが得られるように工夫をしているのである。
【０１８７】
続く平均化処理（ステップ７０８）では、こうして得られた受光量レベルｐ（＝Ｙｃ）を複数回平均化処理することによって、受光量平均値ｐａｖｅを求める。こうして得られた受光量平均値ｐａｖｅは、最終的に、サブ表示器２３ｂにデジタル表示される。
【０１８８】
以上の構成によれば、計測基礎データＸｃ，Ｙｃに基づいて得られた計測値がメイン表示器２３ａにデジタル表示される一方、同時にサブ表示器２３ｂには、光量データが表示され、この光量データは計測値の精度を代表する性質を有するため、それに基づいて、計測値の表示制度乃至信頼性をユーザは簡単に知ることができる。
【０１８９】
すなわち、サブ表示器２３ｂに表示される光量データの値が規定値よりも低ければ、メイン表示器２３ａにデジタル表示される距離値データは精度が悪いものと判定できるし、光量データが極端に小さい場合には、計測不能と判定することもできる。
【０１９０】
なお、以上の実施例では、独立した２個の表示器であるメイン表示器２３ａ，２３ｂを設けて、距離値データの表示と光量データの表示とを同時に行ったが、要は２個のデータが同時に表示できる構成であればよい。従って、表示部の構成としては、第１及び第２の２つの表示部を有すればよいのであって、液晶パネル上に画像として２個のデータが表示できるような構成を採用することも可能である。
【０１９１】
加えて、光量データの表示に関しては、光量データに相当する数値をそのまま表示してもよいが、さらに適当なしきい値を設定して、光量データの大中小３段階の判定を行うなどすれば、適正光量値を知らずとも、ユーザはそれらの表示に基づいて、距離値データの信頼性を容易に把握することができる。
【０１９２】
更に、光量データの表示については、予め適正なしきい値を設定しておき、距離値データの精度が良好であるか否かを直接に表示するようにしてもよいであろう。
【０１９３】
このように、第１の発明においては、表示部２３に第１の表示部２３ａと第２の表示部２３ｂとを設ける一方、処理装置であるＣＰＵ２０９には、第１の表示部２３ａに計測値を表示させた状態で、第２の表示部２３ｂに計測処理の基礎とされた光量値を表示させる機能を組み込んだことにより、第１の表示部２３ａに表示された計測値の精度を、第２の表示部２３ｂに表示された光量値を介して容易に把握できるという効果を有する。
【０１９４】
加えて、この実施形態にあっては、データ入力段に可変ゲイン増幅器を備えて、入力レンジの自動適正化を図りつつも、各ゲインに応じた係数を設定してこれを受光量データＹｃに乗算するという構成を採用しているため、ゲインが変化しても連続した受光量レベルが得られるという特有の効果を有する。
【０１９５】
次に、第２発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートが図８に示されている。同図において、処理が開始されると、第１発明の場合と同様にして、ＡＤ変換処理（ステップ８０１）、オフセット減算処理（ステップ８０２）並びに受光量ゲイン調整処理ステップ８０３）が順次実行される。その後、補正後の計測基礎データＸｃ，Ｙｃを用いて割り算処理（Ｘｃ／Ｙｃ）により、計測値の算出が行われる（ステップ８０４）。
【０１９６】
一方、図２に示されるように、第２の電気コード５には、ＬＤ−ＯＦＦ入力線、ゼロリセット入力線、タイミング入力線、リセット入力線等の入力線が含まれており、それらがアクティブとなると、各種入力処理（ステップ８０５）が実行されて、それらの入力種別に応じて、様々な処理が実施される（ステップ８０６）。その結果、それら入力が到来すると、センサの動作は、通常の動作とは異なる動作状態となる。メンテナンス作業や据付作業等で、第２の電気コード５が信号線剥き出しの状態となっていると、それらがアクティブ側電源端子と短絡するなどによって、意図しない入力アクティブ状態が起こる。すると、ＬＤ−ＯＦＦ入力であれば、突然にレーザダイオードの発光が停止するし、ゼロリセット入力であれば、表示値が突然に０となり、あたかもセンサが故障したかの誤解を作業員に与える。
【０１９７】
しかしながら、本発明にあっては、このように強制操作入力によって、センサの動作が通常と異なる動作状態となると、メインデジタル表示器２３ａには通常通り距離値データが表示される一方（ステップ８０７）、サブデジタル表示器２３ｂにはその時の状態に対応する入力状態が表示される（ステップ８０８）。この入力状態としては、ＬＤ−ＯＦＦ入力状態、ゼロリセット入力状態、タイミング入力状態、リセット入力状態などが挙げられる。具体的な表示形態としては、７セグメント表示器を構成する各セグメントを適宜選択して駆動することによって、数値とアルファベット小文字の組み合わせにより、それら入力状態の表示を行うことができるであろう。
【０１９８】
このように、第２発明にあっては、第２の電気コード５に含まれる各種入力線（ＬＤ−ＯＦＦ入力線、ゼロリセット入力線、タイミング入力線、リセット入力線等）の信号状態により定義される現在の入力状態を表示部であるサブ表示器２３ｂに表示させる機能が組み込まれているため、据付やメンテナンス作業などで、第２の電気コード５に含まれる入力信号線が電源短絡を来したような場合であっても、サブ表示器２３ｂ上の表示内容により、それがセンサの故障でないことを容易に理解することができる。
【０１９９】
加えて、この実施形態においては、メイン表示器２３ａには通常通り計測値である距離値データを表示させつつも、サブ表示器２３ｂにおいて入力状態の表示を行うようにしているため、メイン表示器２３ａの表示内容が突然にゼロリセットされたような場合に、その理由が誤って電源短絡によりゼロリセットがかかったことを確実にできるなどの実施形態特有の作用効果を有するものである。
【０２００】
次に、第３発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートが図９に示されている。同図において処理が開始されると、第１発明の場合と同様にして、ＡＤ変換処理（ステップ９０１）、オフセット減算処理（ステップ９０２）、及び受光量ゲイン調整処理（ステップ９０３）が順次実行される。
【０２０１】
その後、修正後の計測基礎データＸｃ，Ｙｃを用いて割り算処理（Ｘｃ／Ｙｃ）を実行することで、計測値が算出される。さらに、算出された計測値は、先の発明と同様にして、メイン表示器２３ａにデジタル表示される（ステップ９０５）。
【０２０２】
一方、図中受光ゲイン調整処理（ステップ９０３）から右へ分岐して示されているように、上述の計測並びに表示処理と平行して、エラー判断処理（ステップ９０６）並びにエラー状態の表示処理（ステップ９０７）などが並行して実行される。
【０２０３】
すなわち、エラー判断処理（ステップ９０６）では、データＹｃと基準値との比較により、受光量異常が判定される。また、算出処理（ステップ９０４）で得られた割り算値Ｘｃ／Ｙｃと上下限基準値との比較により、割り算値が範囲内である旨の異常が判定される。
【０２０４】
このように、エラー判断が行われた結果、受光量異常あるいは割り算値範囲外異常との判断が行われると（ステップ９０６）、そのエラーに応じた処理が実施される（ステップ９０８）。
【０２０５】
同時に、サブ表示器２３ｂには、エラー状態の表示が行われる。このエラー状態の表示は、エラーの原因を究明するに役立つような内容を有する。この実施形態においては、７セグメント表示器の各桁セグメントを適宜に駆動することによって、受光量飽和の場合には『Ｅ−ｂｒｔ』、受光量不足の場合には『Ｅ−ｄｒｋ』、割り算レベル範囲外の場合には『Ｅ−ＬｖＬ』なる表示が行われる。
【０２０６】
オペレータはこれらの表示に基づき、何らかのエラー表示などが行われた場合には、その原因が受光量飽和、受光量不足、割り算レベル範囲外などのいずれであるかを容易に知ることができる。すなわち、従前エラー表示のみでは、その原因がなかなか不明であったものが、本発明のデジタル表示内容によれば、その原因が直ちに判別可能となるのである。
【０２０７】
このように第３発明においては、計測不能に陥ったときには、その原因を特定できるような情報を表示部であるサブ表示器２３ｂに表示させる機能が組み込まれているため、計測不能な状態が生じた場合、サブ表示器２３ｂの表示内容に基づき、その原因を直ちに特定できるという効果を有する。
【０２０８】
加えて、この実施形態にあっては、メイン表示器２３ａに計測時データを表示させつつも、サブ表示器２３ｂにはエラー原因を表示させるようにしているため、メイン表示器２３ａの表示データが異常値を示すような場合、これと隣接して並べられたサブ表示器２３ｂの表示内容によって、その原因を直ちに究明できるという格別の効果を有する。
【０２０９】
次に、第４発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートが図１０に示されている。同図において処理が開始されると、最終計測値ｄ４に基づき、計測値から表示値への変換処理が実行される（ステップ１００１）。
【０２１０】
続いて、接続されたセンサヘッドの距離情報から、しきい値有効範囲を演算により求める処理が実行される（ステップ１００２）。この処理のためには、図２には図示されていないが、センサヘッドユニット１内には、その機種や測定距離レンジに固有なデータを格納されたＰＲＯＭが内蔵されており、このＰＲＯＭのデータは、電気コード６，４を経由して、信号処理ユニット２のＣＰＵ２０９が任意に参照可能に構成されている。そのため、ステップ１００２では、この固有データを格納したＰＲＯＭの内容を参照することによって、接続されたセンサヘッドの距離情報から、しきい値有効範囲を演算により求めるのである。
【０２１１】
こうして求められたしきい値有効範囲は、適宜なデジタル表示器（例えばサブ表示器２３ｂなど）にデジタル表示させることもできる（ステップ１００５）。
【０２１２】
続くしきい値と計測値との比較処理（ステップ１００３）では、しきい値設定処理（ステップ１００８）にて設定されたしきい値と計測値との比較により、大中小の判定処理が実行される（ステップ１００３）。
【０２１３】
こうして得られたＨＩＧＨ、ＰＡＳＳ、ＬＯＷの各判定出力は、判定出力処理（ステップ１００４）によって、第２の電気コード５に含まれるＨＩＧＨ、ＰＡＳＳ、ＬＯＷの各判定出力線へと送り出される。一方、判定処理に必要なしきい値の設定のためには、オペレータは、任意のしきい値を所定操作で入力することができる。例えば操作部のキー操作によって任意のしきい値が入力されると、しきい値表示（入力）処理（ステップ１００６）が実行されて、しきい値データがＣＰＵに取り込まれる。この取り込まれたしきい値データは、従前とは異なり、直ちにそのまましきい値として採用されることはない。
【０２１４】
すなわち、入力されたしきい値は、判定処理（ステップ１００７）において、有効範囲に収まっているかどうかの判定が行われる。ここで有効範囲から外れていると判定されると（ステップ１００７ＮＯ）、例えばサブ表示器２３ｂには。、しきい値範囲外エラー表示処理（ステップ１００９）が実行されて、その旨の表示が行われる。この表示を参照することによって、オペレータはしきい値の設定ミスを直ちに知ることができる。
【０２１５】
一方、入力されたしきい値が有効範囲に収まっていれば（ステップ１００７ＹＥＳ）、直ちに従前通りのしきい値設定処理（ステップ１００８）が実行されて、入力されたしきい値は設定値として記憶され、以後先ほど説明した比較処理（ステップ１００３）に供される。
【０２１６】
このように、第４発明にあっては、設定されたしきい値が有効範囲を外れているときには、その旨の情報を表示部に表示させる機能がＣＰＵ２０９に組み込まれているため、オペレータは任意のしきい値を入力した場合であっても、その入力値がしきい値として適正なものであるか否かをサブ表示器２３ｂの表示を介して容易に認識することができ、いちいちセンサヘッドユニット１の仕様書等を読んで有効しきい値範囲を理解せずとも、この種のしきい値設定操作を簡便に行うことができる。
【０２１７】
加えて、この実施形態にあっては、判断基準となる有効範囲を、そのとき接続されているセンサヘッドユニット１内のＰＲＯＭから自動的に読み出すように構成しているため、オペレータの側で有効範囲を教示する必要がなく、その分操作が一層簡便化されているという格別の効果を有する。
【０２１８】
なお、以上の実施形態においては、センサヘッドユニット１から読み出したデータに基づき有効範囲を演算により求めたが、本発明はこれに限定されず、別途操作部の適宜な操作によって、有効範囲それ自体をマニュアルで教示するようにしてもよい。
【０２１９】
第５発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートが図１１に示されている。同図において処理が開始されると、先ほど説明した微分処理（ステップ１１０１）が実行された後、ホールド処理（ステップ１１０２）が続いて実行される。このホールド処理（ステップ１１０２）では、先に説明したように、ピークホールド処理、ボトムホールド処理、ピークｔｏピークホールド処理などの種々のホールド処理が実行される。これらのホールド処理は、所定のタイミング入力信号の到来をトリガとして実行される。従前、タイミング入力信号としては、第２の電気コード５に含まれるタイミング入力線からのものに限られていた。すると、タイミング入力信号の操作は、第２の電気コード５の先に接続されたＰＬＣやディスプレイパネル装置などを介して行わねばならず、設計段階における机上テスト等には極めて不便であった。
【０２２０】
すなわち、タイミング入力線による入力処理（ステップ１１０３）が実行されると、第２の電気コード５に含まれるタイミング入力線からタイミング入力信号の取り込みが行われ、その後タイミング入力信号によるサンプリングとホールド処理が実行される（ステップ１１０５）。
【０２２１】
これに加えて、本発明にあっては、タイミング入力ボタンによる入力処理（ステップ１１０４）が新たに設けられている。このタイミング入力ボタンによる入力処理（ステップ１１０４）では、図１の外観図に示される押しボタン２４ａの操作に応答して、タイミング入力信号の取り込みが行われる。この取り込まれたタイミング信号は、タイミング入力線による入力処理（ステップ１１０３）によって取り込まれたタイミング入力信号とほぼ等価のものとされている。そのため、タイミング入力信号によるサンプリングとホールド処理（ステップ１１０５）にあっては、２つの処理（ステップ１１０３，１１０４）のいずれが実行した場合にあっても、それにより得られたタイミング入力信号によってサンプリングとホールド処理を行うこととなる。
【０２２２】
このように第５発明にあっては、タイミング指示用の押しボタンの操作に応答して、第２の電気コード５に含まれるタイミング入力線からのタイミング信号と等価的に、タイミング信号を発生させる機能が処理装置であるＣＰＵ２０９に組み込まれているため、机上においてホールド処理を実行させたいような場合には、第２の電気コード５に含まれるタイミング入力線を介することなく、操作部２４に含まれる押しボタン２４ａの操作によって、タイミング入力信号を生成し、これに基づき任意のホールド処理を机上で実行させることができる。
【０２２３】
次に、第６発明を実施するためのハードウェア構成の一例が図３に示されている。すなわち、この図３には、電流出力形式と電圧出力形式とに切り替え可能な出力回路の詳細を示すブロック図が示されている。
【０２２４】
先に説明したように、この回路においては、Ｄ／Ａ変換器２１０ａの出力側に、２個の出力回路２１０ｂ及び２１０ｃが並列的に設けられている。
【０２２５】
一方の出力回路である電流出力回路２１０ｂは、Ｄ／Ａ変換器２１０ａから出力されるリニア出力データに応答して、電流出力形式のリニア出力信号を生成する。他方の出力回路である電圧出力回路２１０ｃは、Ｄ／Ａ変換器２１０ａから出力されるリニア出力データに応答して、電圧出力形式のリニア出力信号を生成する。
【０２２６】
切替スイッチ２１０ｄは、ＣＰＵ２０９から切り替え制御され、電流出力回路２１０ｂから出力される電流出力形式のリニア出力信号と、電圧出力回路２１０ｃから出力される電圧出力形式のリニア出力信号を択一的に出力する。こうして出力されたリニア出力信号は、第２の電気コード５に含まれるリニア出力線へ送り出される。
【０２２７】
一方、図示しないが、ＣＰＵ２０９側には、操作部２４における所定のキー操作に応答して、切替スイッチ２１０ｄを電流出力回路２１０ｂ側と電圧出力回路２１０ｃ側とに切り替える切替機能が組み込まれている。
【０２２８】
このように第６発明によれば、リニア出力値に関する出力形態を電流出力形式と電圧出力形式とのうちのいずれかに択一的に設定する機能が処理装置であるＣＰＵ２０９に組み込まれているため、従前の製品のように、ユーザ側の入力形式に合わせて、そのような出力形式を有する製品機種を選択する煩わしさがなく、同一の機種のままで、ユーザ側のリニア出力値に関する入力形態に合わせて、自在に適用することが可能となる。
【０２２９】
なお、図３の実施形態においては、切替スイッチ２１０ｄを設けて、電圧出力形式と電流出力形式とを択一的に選択可能としたが、もちろん切替スイッチ２１０ｄを設けず、電流出力及び電圧出力それぞれに専用のリニア出力端子を設けてもよい。
【０２３０】
次に、第７発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートが図１２に示されている。
【０２３１】
この例にあっては、新たにリニア出力レベル設定モードが設けられる。このリニア出力レベル設定モードにおいては、任意の距離値に対する出力値を決定する。決定のための操作は、操作部２４に設けられた４方向シフトキー２４ｂ〜２４ｅを使用して行うことができる。
【０２３２】
より具体的には、２つの距離値とそれら距離値にそれぞれ対応するリニア出力値を決定することにより、距離値の変動とこれと対応する出力値の変動との関係を設定することができる。すなわち、まずＭＥＳ１（距離値１）＝ＯＵＴ１（出力値１）として、第１の距離値と第１の出力値との関係を設定し、次いでＭＥＳ２（距離値２）＝ＯＵＴ２（出力値２）として、第２の距離値と第２の出力値の関係を設定する。
【０２３３】
その後、最終計測値ｄ４の決定処理（ステップ１２０２）に続いて、設定数値参照処理（ステップ１２０３）が実行され、リニア出力レベル設定モードで設定された距離値と出力値との関係が参照される。
【０２３４】
その後、次式に従って、計測値リニア出力値変換処理が実行される（ステップ１２０４）。
ＯＵＴＰＵＴ＝α×（ｄ４−ＭＥＳ１）＋ＯＵＴ１ …（１）式
α＝（ＯＵＴ１−ＯＵＴ２）／（ＭＥＳ１−ＭＥＳ２） …（２）式
【０２３５】
その後、変換処理（ステップ１２０４）で得られた値は、リニア出力処理（ステップ１２０５）を経て、外部へ送出される。こうして得られたリニア出力値は、第２の電気コード５に含まれるリニア出力線へと送り出されるのは従前の通りである。
【０２３６】
従って、ゼロリセット時の電圧を決めたい場合には、
ＭＥＳ１＝００．０００ …（３）式
ＯＵＴ１＝ゼロリセット時の電圧 …（４）式
として決めれば良いことが理解されるであろう。
【０２３７】
このように第７発明にあっては、ゼロリセット時のリニア出力値を指定された値にプリセットする機能とゼロリセット入力に応答して表示０に相当するリニア出力値をプリセットされた値に設定する機能とが処理装置であるＣＰＵに組み込まれているため、従前の製品のように、ゼロリセット時のリニア出力値が出力範囲の中心に固定されることがなくなり、ユーザ側の事情に合わせて任意のリニア出力値をゼロリセット値のリニア出力値として定めることが可能となる。
【０２３８】
なお、この実施形態においては、任意の２つの距離値とそれぞれに対応する出力値とを決定することで距離値の変化と出力値の変化との関係を設定したが、もちろん１つの距離値とその時点における出力値の変化率で両者の関係を設定することができることはもちろんである。
【０２３９】
次に、第８発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートが図１３に示されている。
【０２４０】
同図において、処理が開始されると、ＬＤ−ＯＦＦ入力検知処理（ステップ１３０１）が実行される。この時、ＬＤ−ＯＦＦ入力が検知されると、続いてレーザダイオード発光停止処理（ステップ１３０２）が実行されて、投光素子１０２であるレーザダイオードの発光が停止される。これにより、メンテナンス作業や据付作業の最中に、不用意にレーザ光が作業員の目を射抜くことで、作業員にダメージを与える虞が防止される。
【０２４１】
続いて、リニア出力並びに判定出力はいずれも非測定時の処理へと切り替えられ（ステップ１３０３）、以後ＬＤ−ＯＦＦ入力の解除待ちの状態となる（ステップ１３０４）。
【０２４２】
ところで、レーザダイオード発光停止処理（ステップ１３０２）のトリガとなるＬＤ−ＯＦＦ入力処理（ステップ１３０５）は、従前より“Ｈ”アクティブとされるのが通例であった。そのため、メンテナンス作業や据付作業中に、第２の電気コードの一端が開放され、ＬＤ−ＯＦＦ入力線が電源短絡を起こすと、作業員が何もしていないのに、突然レーザダイオードの発光が停止されて、故障と誤認される虞があった。
【０２４３】
これに対して、本発明にあっては、ＬＤ−ＯＦＦ入力のアクティブに相当する論理状態を“Ｈ”または“Ｌ”のいずれにも設定可能なプリセット処理が組み込まれている。すなわち、図示しないが、操作部２４の所定のキー操作が行われると、ＣＰＵ２０９に組み込まれた図示しないアクティブ“設定フラグＦ”の内容は“Ｈ”または“Ｌ”のいずれかに設定される。アクティブ“設定フラグＦ”がアクティブＨに設定されていると、ＬＤ−ＯＦＦ入力として“Ｈ”が入力された場合に限り（ステップ１３０５）、ＬＤ−ＯＦＦ入力検知処理（ステップ１３０１）においては、入力ありとの判定が行われ、ＬＤ−ＯＦＦ入力が“Ｌ”の状態では、通常計測処理が実行される（ステップ１３０８）。
【０２４４】
これに対して、アクティブ“設定フラグＦ”がアクティブＬに設定されていると（ステップ１３０９）、ＬＤ−ＯＦＦ入力として“Ｌ”が入力された場合に限り、ＬＤ−ＯＦＦ入力検知処理（ステップ１３０１）では、入力ありとの判断がなされ、ＬＤ−ＯＦＦ入力が“Ｈ”の場合には、通常計測処理が実行される（ステップ１３１０）。
【０２４５】
このように、第８発明にあっては、第２の電気コード５に含まれるレーザオフ入力線に対するアクティブ判定論理をＨＩＧＨ側電位とＬＯＷ側電位とに切り替える機能が処理装置であるＣＰＵ２０９に組み込まれているため、その切替状態がアクティブ“Ｈ”設定であるか（ステップ１３０７）又はアクティブ“Ｌ”設定であるか（ステップ１３０９）に応じて、ＬＤ−ＯＦＦ入力検知処理（ステップ１３０１）がアクティブと認識する論理極性が反転する。これを利用すると、例えば、通常運転時においては、アクティブ“Ｈ”設定とすることによって、実際にＬＤ−ＯＦＦ入力線に信号が到来したときに限り、ＬＤ−ＯＦＦ動作を実行させることができる。一方、アクティブ判定論理をアクティブ“Ｌ”判定と設定しておけば（ステップ１３０９）、メンテナンス時や据付作業等において、誤ってＬＤ−ＯＦＦ入力線が電源短絡を起こした場合にも、レーザダイオード発光停止処理が実行されることはなくなり、不用意にレーザダイオードの発光が停止するといった事態を未然に防止することができる。
【０２４６】
次に、第９発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートが図１４に示されている。
【０２４７】
同図において、処理が開始されると、まず電源投入時出力処理（ステップ１４０１）が実行される。この電源投入時出力処理（ステップ１４０１）では、電源投入後、計測値が確定するまでの間におけるリニア出力値を決定し出力する処理が実行される。これにより、電源投入後、計測値が確定するまでの間に、予期せぬリニア出力値が出力されることが防止される。
【０２４８】
ところで、従前から、この電源投入時のリニア出力値は、電源電圧にプルアップされるか、あるいはＧＮＤ電位にプルダウンされるかのいずれかであり、ユーザの事情によっては、故障と判断されて異常処理が実行されるといった不都合があった。これに対して、本発明にあっては、電源投入時出力処理の基準となるリニア出力ＤＡ＿ＯＮの値を任意の値に設定できるようにしている。そのために、電源投入時リニア出力設定処理（ステップ１４０２）が新たに設けられた。この電源投入時リニア出力設定処理（ステップ１４０２）では、ユーザが操作部２４において適当なキー操作を介してリニア出力ＤＡ＿ＯＮの値を設定すると、先に説明した電源投入時出力処理（ステップ１４０１）において、上述の設定値が反映され、その結果電源投入時出力処理はユーザが意図した適切な値に設定できるのである。
【０２４９】
以後、初期設定処理（ステップ１４０３）、３秒間レーザ無投光期間待機処理（ステップ１４０４）を経て、通常計測が開始され（ステップ１４０５）、その後に関しては、通常計測リニア出力が実施される（ステップ１４０６）。
【０２５０】
このように、第９発明にあっては、処理装置であるＣＰＵ２０９には、電源投入後、計測値が確定するまでの間におけるリニア出力値を指定された値にプリセットする機能と、電源投入に応答して計測値が確定するまでの間、リニア出力値をプリセットされた値に設定する機能とが組み込まれているため、ユーザはこの機能を利用することで、電源投入直後のリニア出力値の値を任意の値に設定することができ、従前のようにユーザ側の設備機器が電源投入直後の電圧を異常と判断してエラー処理を実行するなどの虞を未然に防止することができる。
【０２５１】
【発明の効果】
以上各実施形態の説明でも明らかなように、本発明によれば、ユーザにとって使い勝手の良好な新機能を組み込んだ光学式変位センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】信号処理ユニットの外観を示す斜視図である。
【図２】センサヘッドユニット及び信号処理ユニットの内部構成を示すブロック図である。
【図３】電流出力形式と電圧出力形式とに切替可能な出力回路の詳細を示すブロック図である。
【図４】表示部の詳細を示す説明図である。
【図５】光学式変位センサを使用した計測の一例を示す説明図である。
【図６】信号処理ユニットのＣＰＵが実行する処理のゼネラルフローチャートである。
【図７】第１発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートである。
【図８】第２発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートである。
【図９】第３発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートである。
【図１０】第４発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートである。
【図１１】第５発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートである。
【図１２】第７発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートである。
【図１３】第８発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートである。
【図１４】第９発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートである。
【符号の説明】
１センサヘッドユニット
２信号処理ユニット
３検出対象物体
４第１の電気コード
５第２の電気コード
６電気コード
４ａ，６ａコネクタ
１０１ＬＤ用駆動回路（ＡＰＣ付）
１０２投光素子
１０３投光レンズ
１０４受光レンズ
１０５受光素子
１０６，１０７，１０８、１０９増幅器
２０１，２０２，２０３，２０４可変ゲイン増幅器
２０５，２０６サンプルホールド回路
２０７，２０８Ａ／Ｄ変換器
２０９ＣＰＵ
２１０出力回路
２１１入力回路
２３表示部
２４操作部
２３ａ第１の表示部
２３ｂ第２の表示部
２４ａ押しボタン
２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ４方向シフトキー
２２カバー
２１ケース
２１０ａＤ／Ａ変換器
２１０ｂ電流出力回路
２１０ｃ電圧出力回路
２１０ｄ切替スイッチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention introduces reflected light with respect to the light projection beam into a PSD, CCD, or the like from an angle different from that of the light projection, so that the displacement (height, etc.) of the target object is based on the position of the light image on the light receiving element. The present invention relates to an improvement in an optical displacement sensor that measures using the principle of triangulation, and particularly relates to an optical displacement sensor that improves usability by incorporating various new functions.
[0002]
[Prior art]
This type of optical displacement sensor is generally composed of two units including a sensor head unit and a signal processing unit. The sensor head unit is attached, for example, in the vicinity of the article conveyance line on the production line, and the signal processing unit is attached, for example, in a control panel arranged at a proper place in the factory.
[0003]
One electric cord is drawn from the sensor head unit. A first electric cord is drawn from one end of the signal processing unit, and a second electric cord is drawn from the other end. The electric cord drawn out from the sensor unit and the first electric cord drawn out from the signal processing unit are electrically and mechanically connected via an appropriate connector.
[0004]
The electric cord drawn from the sensor head unit (that is, the electric cord drawn from the signal processing unit) includes, in addition to the active power line and the GND power line, various signal lines for the light projecting element driving system, and light reception signal amplification. Signal lines from the system are included.
[0005]
In addition to the active side power line and the GND side power line, the second electric cord drawn from the signal processing unit includes a HIGH judgment output line, a PASS judgment output line, a LOW judgment output line, an active side linear output line, and a GND side. A linear output line, an LD-OFF input line, a zero reset input line, a timing input line, a reset input line, and the like are included.
[0006]
Here, the logic state of the HIGH determination output line indicates whether or not the measured value exceeds the upper threshold value. The logical state of the PASS determination output line indicates whether or not the measured value is within the upper and lower threshold values. The logic state of the LOW determination output line indicates whether or not the measured value exceeds the lower threshold value.
[0007]
A linear output corresponding to the measured value appears on the active side linear output line. The linear output value includes a current output (for example, 4 to 20 mA) and a voltage output (for example, −5 V to +5 V).
[0008]
When the logic state of the LD-OFF input line is the active side potential, the light emission of the laser diode (light projecting element) built in the sensor head unit is stopped. Therefore, it is possible to forcibly stop the light emission of the laser diode using this LD-OFF input line.
[0009]
The logic state of the zero reset input line has various meanings depending on its duration. That is, when the duration time at the active side potential is within the specified upper and lower limit value range, the zero reset operation is executed, and thereafter, the zero reset state is maintained. When the duration time at the active potential exceeds the specified upper limit value, the previous zero reset state is canceled. Such input is ignored when the duration at the active potential exceeds the specified lower limit. Therefore, this zero reset input line can be used to perform a zero reset operation or a zero reset release operation.
[0010]
The logic states of the timing input line and the reset input line also have an appropriate meaning depending on the duration. In other words, when the logic state of the timing input line changes on the pulse, a trigger is applied at the timing of the front edge according to the mode selected at that time.
[0011]
In the case constituting the sensor head unit, a light projecting electric circuit including a driving circuit for driving a laser diode or a light emitting diode as a light projecting element, and light from the light projecting element are directed to a detection target. A light projecting optical system including a light projecting lens for irradiating the light, a light receiving optical system including a light receiving lens for condensing reflected light from the detection target, and light collected through the light receiving optical system. A light receiving electric circuit including a position detecting element such as a PSD or a CCD is accommodated.
[0012]
In the case constituting the signal processing unit, an amplifier for amplifying the received light signal coming from the sensor head unit via the first electric cord, an A / D converter for analog / digital conversion of the amplified output, and A / D A prescribed calculation is executed based on the conversion output to generate a HIGH determination output signal, a PASS determination output signal, a LOW determination output signal, a linear output, and the like, and also via a second electric cord, a PLC or a display panel device The microcomputer which performs the prescription | regulation process corresponding to LD-OFF input, zero reset input, timing input, reset input, etc. which come from etc. is incorporated. The microcomputer also gives a laser beam emission timing instruction to the sensor head unit.
[0013]
Also, on the outer surface of the case constituting the signal processing unit, one digital display for performing various displays and operation keys for giving various operation commands and the like are arranged. Measurement values, threshold values, and the like are displayed on the digital display described above.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
As a result of intensive studies to improve the usability of the above-described conventional optical displacement sensor, the present inventors have found several problems to be improved.
[0015]
The first problem is that there is no way to determine the accuracy or reliability of the measurement result. In other words, the measurement accuracy of this type of optical displacement sensor varies considerably depending on the situation on the measurement object side (for example, surface color, surface properties, etc.) even if the adjustment state of the sensor body is constant. Known. However, as far as the current optical displacement sensor is concerned, there is no way to confirm the accuracy or reliability of the measurement result.
[0016]
The second problem is that when the operating state is different from the normal state, whether it is caused by a failure or a forcible operation input (reset input, timing input, LD-OFF input, etc.) is given separately. There is no way to determine whether it is caused by the problem. That is, this type of optical displacement sensor is provided with forcible operation inputs such as a reset input, a timing input, and an LD-OFF input. When these inputs are turned on, a different operating state appears. . These forced operation inputs usually come from an external device such as a PLC via a dedicated input line. However, during sensor installation work, the input lines often cause a power supply short circuit. May generate a false ON signal. In such a case, there is no way to determine whether it is caused by a failure or when a forced operation input is given separately when it becomes an operation state different from normal. .
[0017]
The third problem is that there is no way to know the cause when it is determined that measurement is impossible. That is, in this type of optical displacement sensor, measurement is performed such as when the amount of received light Y shows an abnormal value, or when the division value equivalent to the distance (X / Y value in the PSD using sensor) is out of the specified range. There are cases where it is judged impossible. However, as far as the current optical displacement sensor is concerned, even if such a measurement impossible state is notified, there is no way to find out what causes it.
[0018]
The fourth problem is that there is no way to know whether or not the set threshold value is within the effective range in the threshold setting operation. That is, in this type of optical displacement sensor, in order to distribute the measured value to either LOW (below the lower limit), HIGH (above the upper limit), or PASS (the appropriate range), the upper limit value and the lower limit value of the effective range. Various threshold values such as upper and lower limit values can be set. However, as far as the current optical displacement sensor is viewed, there is no way of knowing whether or not the set threshold value is within the effective range during the setting operation.
[0019]
A fifth problem is that a timing signal providing method that serves as a trigger for a hold process or the like is limited to a signal sending method via an external input line. That is, this type of optical displacement sensor requires the input of a timing signal for triggering various types of hold processing (peak hold processing, bottom hold processing, peak to peak hold processing, etc.). However, as far as the current optical displacement sensor is concerned, the timing signal application method that triggers the hold process is limited to the signal sending method via the external input line, which is inconvenient when performing a desktop test or the like. there were.
[0020]
The sixth problem is that regarding the output form of the linear output, whether to use the current output form or the voltage output form is uniquely determined for each model in advance, and it is said that the degree of freedom of selection by the user is narrow. Is a point. That is, in this type of optical displacement sensor, in addition to the binary output (LOW, HIGH, PASS) indicating whether or not the measured value is within the specified range, the linear output indicating the analog value of the measurement result is provided. Exists. The output form of the linear output includes a current output (for example, 4 mA to 20 mA) and a voltage output (for example, −5 V to +5 V). These output forms are selected in accordance with user equipment specifications. However, as far as the current optical displacement sensor is concerned, whether to use the current output format or the voltage output format is uniquely determined in advance for each model, and the degree of freedom of selection by the user is limited. .
[0021]
The seventh problem is that the linear output value at the time of zero reset is fixed to the center value of the output range, and there is no degree of freedom of selection by the user. That is, in this type of optical displacement sensor, the linear output value when the measurement value is reset to zero is generally the center value of the output range (for example, zero reset when the output range is 4 mA to 20 mA). The linear output value at that time is determined to be 12 mA), and the degree of freedom of selection on the user side is limited.
[0022]
The eighth problem is that when the LD-OFF input line corresponds to the active side potential of the power supply, when the LD-OFF input line causes a power supply short circuit during sensor installation work, it is suddenly turned off for no reason. The laser diode which is an optical element stops emitting light, and it takes time to investigate the cause. In other words, this type of optical displacement sensor forcibly stops the light emission of the laser diode, which is a light emitting element, from the viewpoint of work safety during maintenance, etc. Prevents exposure to radiation. The laser diode emission is stopped by applying an on-voltage (active potential of the power supply) to a dedicated LD-OFF input line. However, since the ON of the LD-OFF input corresponds to the active side potential of the power supply, when the LD-OFF input line accidentally causes a power supply short circuit during sensor installation work, etc. A laser diode stops emitting light, and it takes time to investigate the cause.
[0023]
The ninth problem is that the linear output value in the period from when the power is turned on until the measurement value is fixed is fixed to the upper limit value or the lower limit value of the output range. That is, in this type of optical displacement sensor, the linear output value in the period from when the power is turned on until the measurement value is confirmed is fixed to a predetermined value so that an inadvertent value is not output. Since the linear output value at this time is generally determined to be an output upper limit value or an output lower limit value, an abnormality determination may be made when the power is turned on depending on the user side device.
[0024]
The present invention has been made paying attention to the above problems in the conventional optical displacement sensor, and an object of the present invention is to provide an optical displacement sensor incorporating a new function that is convenient for the user. There is.
[0025]
Another object of the present invention is to provide an optical displacement sensor having a function of easily knowing the accuracy or reliability of a measured value.
[0026]
Another object of the present invention is that when an operation state is different from the normal state, whether it is caused by a failure or a separate forcible operation input (reset input, timing input, LD-OFF input, etc.) is provided. An object of the present invention is to provide an optical displacement sensor having a function of easily knowing whether it is caused by being given.
[0027]
Another object of the present invention is to provide an optical displacement sensor having a function of easily knowing the cause when it is determined that measurement is impossible.
[0028]
Another object of the present invention is to provide an optical displacement sensor having a function capable of easily knowing whether or not a set threshold value is within its effective range in threshold setting operation. It is to provide.
[0029]
Another object of the present invention This The object of the present invention is to provide an optical displacement sensor with an improved degree of freedom with respect to a method of applying a timing signal serving as a trigger for hold processing or the like.
[0030]
Another object of the present invention is to provide an optical displacement sensor having a function capable of arbitrarily selecting a current output format or a voltage output format with respect to a linear output format in the same model. It is to provide.
[0031]
Another object of the present invention is to provide an optical displacement sensor having a function capable of setting a linear output value at zero reset to an arbitrary value.
[0032]
Another object of the present invention is to provide an optical displacement sensor having a function capable of arbitrarily switching the active determination logic of laser-off (LD-OFF) input.
[0033]
Another object of the present invention is to provide an optical displacement sensor having a function capable of setting a linear output value to an arbitrary value that can be set in advance during a period from when the power is turned on until the measurement value is determined. There is to do.
[0034]
Other objects and operational effects of the present invention will be easily understood by those skilled in the art by referring to the following description of the specification.
[0035]
[Means for Solving the Problems]
The optical displacement sensor of the first aspect of the invention has two units consisting of a sensor head unit and a signal processing unit. The sensor head unit and the signal processing unit are connected by a first electric cord, and a second electric cord including a power line, various input lines, various output lines and the like is drawn out from the signal processing unit.
[0036]
In the case constituting the sensor head unit, a light projecting electric circuit including a driving circuit for driving a laser diode or a light emitting diode as a light projecting element, and light from the light projecting element are directed to a detection target. A light projecting optical system including a light projecting lens for irradiating the light, a light receiving optical system including a light receiving lens for condensing reflected light from the detection target, and light collected through the light receiving optical system. A light receiving electric circuit including a position detecting element such as a PSD or a CCD is accommodated.
[0037]
In the case constituting the signal processing unit, the measurement processing is executed based on the electric signal coming from the sensor head unit via the first electric cord, the magnitude determination output value between the measurement value and the threshold value, and / or Alternatively, a processing device that outputs a linear output value and executes corresponding functional processing based on various inputs that arrive via the second electrical cord is incorporated.
[0038]
On the outer surface of the case constituting the signal processing unit, a display unit for performing various displays and an operation unit for giving various operation commands and the like are arranged.
[0039]
In addition, the display unit includes a first display unit and a second display unit, and the processing device displays the measured value on the first display unit in the second display. A function for displaying the light amount value that is the basis of the measurement process is incorporated in the unit.
[0040]
As is well known, the measurement accuracy in an optical displacement sensor using a PSD or CCD as a light receiving element varies depending on the amount of received light. For example, in the case of an optical displacement sensor using PSD, if a pair of element outputs are a and b and a + b = Y and a = X, the measured value can be expressed as X / Y. The value of X / Y varies according to the value of Y (the amount of received light) as the denominator. In particular, when the value of the amount of received light Y is not more than a specified value, the accuracy of the measured value is significantly reduced. Moreover, it has been empirically known that the measurement accuracy of the optical displacement sensor fluctuates depending on the situation on the measurement object side (for example, surface color, surface properties, etc.) even if the adjustment state of the sensor body is constant. It has been.
[0041]
According to the optical displacement sensor of the first aspect of the present invention, the light quantity value that is the basis of the measurement process is displayed on the second display unit while the measurement value is displayed on the first display unit. The operator can easily know the accuracy (in other words, reliability) of the measurement value displayed on the first display unit each time by referring to the light amount value displayed on the second display unit. .
[0042]
The signal processing unit for realizing the optical displacement sensor of the first invention is connected to the sensor head unit via the first electric cord, and separately from the second electric cord including various input lines and various output lines. Has been pulled out.
[0043]
In the case, measurement processing is executed based on the electric signal coming from the sensor head unit via the first electric cord, and the magnitude determination output value between the measurement value and the threshold value and / or the linear output value is set. On the other hand, there is a built-in processing device that executes corresponding functional processing based on various inputs that arrive via the second electrical cord.
[0044]
On the outer surface of the case, there are arranged a display unit for performing various displays and an operation unit for giving various operation commands.
[0045]
The display unit includes a first display unit and a second display unit, and the processing device performs measurement on the second display unit in a state where measurement values are displayed on the first display unit. A function for displaying the light intensity value that is the basis of processing is incorporated.
[0046]
The optical displacement sensor of the second invention has two units consisting of a sensor head unit and a signal processing unit. The sensor head unit and the signal processing unit are connected by a first electric cord, and a second electric cord including a power line, various input lines, various output lines and the like is drawn out from the signal processing unit.
[0047]
In the case constituting the sensor head unit, a light projecting electric circuit including a driving circuit for driving a laser diode or a light emitting diode as a light projecting element, and light from the light projecting element are directed to a detection target. A light projecting optical system including a light projecting lens for irradiating the light, a light receiving optical system including a light receiving lens for condensing reflected light from the detection target, and light collected through the light receiving optical system. A light receiving electric circuit including a position detecting element such as a PSD or a CCD is accommodated.
[0048]
In the case constituting the signal processing unit, the measurement processing is executed based on the electric signal coming from the sensor head unit via the first electric cord, the magnitude determination output value between the measurement value and the threshold value, and / or Alternatively, a processing device that outputs a linear output value and executes corresponding functional processing based on various inputs that arrive via the second electrical cord is incorporated.
[0049]
On the outer surface of the case constituting the signal processing unit, a display unit for performing various displays and an operation unit for giving various operation commands and the like are arranged.
[0050]
In addition, the processing device incorporates a function of causing the display unit to display a current input state defined by signal states of various input lines included in the second electric cord.
[0051]
This type of optical displacement sensor is provided with various forced operation inputs such as a reset input, a timing input, and an LD-OFF input. When these inputs are turned on, a different operating state appears. . These forced operation inputs usually come from an external device such as a PLC via a dedicated input line included in the second electric cord. May cause a power supply short circuit to generate a false ON signal.
[0052]
According to the optical displacement sensor of the second invention, since the function for displaying the current input state defined by the signal states of the various input lines included in the second electric cord on the display unit is incorporated, Based on the information displayed on the display unit, it can be easily determined whether it is caused by a failure or when a forcible operation input is given to that effect. .
[0053]
The signal processing unit for realizing the optical displacement sensor of the second invention is connected to the sensor head unit via the first electric cord, and separately from the second electric cord including various input lines and various output lines. Has been pulled out.
[0054]
In the case, measurement processing is executed based on the electric signal coming from the sensor head unit via the first electric cord, and the magnitude determination output value between the measurement value and the threshold value and / or the linear output value is set. On the other hand, there is a built-in processing device that executes corresponding functional processing based on various inputs that arrive via the second electrical cord.
[0055]
On the outer surface of the case, there are arranged a display unit for performing various displays and an operation unit for giving various operation commands.
[0056]
The processing device incorporates a function for causing the display unit to display a current input state defined by signal states of various input lines included in the second electric cord.
[0057]
The optical displacement sensor of the third aspect of the invention has two units consisting of a sensor head unit and a signal processing unit. The sensor head unit and the signal processing unit are connected by a first electric cord, and a second electric cord including a power line, various input lines, various output lines and the like is drawn out from the signal processing unit.
[0058]
In the case constituting the sensor head unit, a light projecting electric circuit including a driving circuit for driving a laser diode or a light emitting diode as a light projecting element, and light from the light projecting element are directed to a detection target. A light projecting optical system including a light projecting lens for irradiating the light, a light receiving optical system including a light receiving lens for condensing reflected light from the detection target, and light collected through the light receiving optical system. A light receiving electric circuit including a position detecting element such as a PSD or a CCD is accommodated.
[0059]
In the case constituting the signal processing unit, the measurement processing is executed based on the electric signal coming from the sensor head unit via the first electric cord, the magnitude determination output value between the measurement value and the threshold value, and / or Alternatively, a processing device that outputs a linear output value and executes corresponding functional processing based on various inputs that arrive via the second electrical cord is incorporated.
[0060]
On the outer surface of the case constituting the signal processing unit, a display unit for performing various displays and an operation unit for giving various operation commands and the like are arranged.
[0061]
In addition, the processing device incorporates a function for displaying information on the display unit so that the cause can be identified when measurement is impossible.
[0062]
In this type of optical displacement sensor, when it is determined that measurement is impossible, such as when the amount of received light shows an abnormal value, or when the division value (X / Y value in a PSD sensor) is outside the specified range, etc. Exists.
[0063]
According to the optical displacement sensor of the third aspect of the present invention, when the measurement is impossible, the display unit is provided with a function for displaying information that can identify the cause, so that such a measurement impossible state is notified. In such a case, based on the information displayed on the display unit, it is possible to easily know the cause of the cause.
[0064]
The signal processing unit for realizing the optical displacement sensor of the third invention is connected to the sensor head unit via the first electric cord, and separately from the second electric cord including various input lines and various output lines. Has been pulled out.
[0065]
In the case, measurement processing is executed based on the electric signal coming from the sensor head unit via the first electric cord, and the magnitude determination output value between the measurement value and the threshold value and / or the linear output value is set. On the other hand, there is a built-in processing device that executes corresponding functional processing based on various inputs that arrive via the second electrical cord.
[0066]
On the outer surface of the case, there are arranged a display unit for performing various displays and an operation unit for giving various operation commands.
[0067]
The processing device has a built-in function for causing the display unit to display information that can identify the cause when measurement is impossible.
[0068]
The optical displacement sensor of the fourth aspect of the invention has two units consisting of a sensor head unit and a signal processing unit. The sensor head unit and the signal processing unit are connected by a first electric cord, and a second electric cord including a power line, various input lines, various output lines and the like is drawn out from the signal processing unit.
[0069]
In the case constituting the sensor head unit, a light projecting electric circuit including a driving circuit for driving a laser diode or a light emitting diode as a light projecting element, and light from the light projecting element are directed to a detection target. A light projecting optical system including a light projecting lens for irradiating the light, a light receiving optical system including a light receiving lens for condensing reflected light from the detection target, and light collected through the light receiving optical system. A light receiving electric circuit including a position detecting element such as a PSD or a CCD is accommodated.
[0070]
In the case constituting the signal processing unit, the measurement processing is executed based on the electric signal coming from the sensor head unit via the first electric cord, the magnitude determination output value between the measurement value and the threshold value, and / or Alternatively, a processing device that outputs a linear output value and executes corresponding functional processing based on various inputs that arrive via the second electrical cord is incorporated.
[0071]
On the outer surface of the case constituting the signal processing unit, a display unit for performing various displays and an operation unit for giving various operation commands and the like are arranged.
[0072]
In addition, when the set threshold value is out of the effective range, the processing device has a function of displaying information to that effect on the display unit.
[0073]
In this type of optical displacement sensor, the upper limit value, lower limit value, and upper limit value of the effective range are used to distribute the measurement value to either LOW (below the lower limit), HIGH (above the upper limit), or PASS (appropriate range). Various threshold values can be set, such as the lower limit value.
[0074]
According to the optical displacement sensor of the fourth invention, when the set threshold value is out of the effective range, a function for displaying information to that effect on the display unit is incorporated. Whether or not the threshold value is within the effective range can be easily known based on the information displayed on the display unit.
[0075]
The signal processing unit for realizing the optical displacement sensor of the fourth invention is connected to the sensor head unit via the first electric cord, and separately from the second electric cord including various input lines and various output lines. Has been pulled out.
[0076]
In the case, measurement processing is executed based on the electric signal coming from the sensor head unit via the first electric cord, and the magnitude determination output value between the measurement value and the threshold value and / or the linear output value is set. On the other hand, there is a built-in processing device that executes corresponding functional processing based on various inputs that arrive via the second electrical cord.
[0077]
On the outer surface of the case, there are arranged a display unit for performing various displays and an operation unit for giving various operation commands.
[0078]
In addition, when the set threshold value is out of the effective range, the processing device has a function of displaying information to that effect on the display unit.
[0079]
The optical displacement sensor of the fifth aspect of the invention has two units consisting of a sensor head unit and a signal processing unit. The sensor head unit and the signal processing unit are connected by a first electric cord, and a second electric cord including a power line, various input lines, various output lines and the like is drawn out from the signal processing unit.
[0080]
In the case constituting the sensor head unit, a light projecting electric circuit including a driving circuit for driving a laser diode or a light emitting diode as a light projecting element, and light from the light projecting element are directed to a detection target. A light projecting optical system including a light projecting lens for irradiating the light, a light receiving optical system including a light receiving lens for condensing reflected light from the detection target, and light collected through the light receiving optical system. A light receiving electric circuit including a position detecting element such as a PSD or a CCD is accommodated.
[0081]
In the case constituting the signal processing unit, the measurement processing is executed based on the electric signal coming from the sensor head unit via the first electric cord, the magnitude determination output value between the measurement value and the threshold value, and / or Alternatively, a processing device that outputs a linear output value and executes corresponding functional processing based on various inputs that arrive via the second electrical cord is incorporated.
[0082]
On the outer surface of the case constituting the signal processing unit, a display unit for performing various displays and an operation unit for giving various operation commands and the like are arranged.
[0083]
In addition, the operation unit includes a push button for timing instruction, and the processing device responds to the operation of the push button for timing instruction from a timing input line included in the second electric cord. A function for generating a timing signal is incorporated in an equivalent manner.
[0084]
This type of optical displacement sensor requires input of a timing signal for triggering various types of hold processing (peak hold processing, bottom hold processing, peak to peak hold processing, etc.).
[0085]
According to the optical displacement sensor of the fifth aspect of the invention, in response to the operation of the push button for indicating the timing, the timing signal is generated equivalent to the timing signal from the timing input line included in the second electric cord. Operation of push button for timing indication because function is built in In Further, it is possible to generate a timing signal serving as a trigger for hold processing and the like, and it is possible to easily perform a desktop test or the like using this timing signal.
[0086]
The signal processing unit for realizing the optical displacement sensor of the fifth invention is connected to the sensor head unit via the first electric cord, and separately from the second electric cord including various input lines and various output lines. Has been pulled out.
[0087]
In the case, measurement processing is executed based on the electric signal coming from the sensor head unit via the first electric cord, and the magnitude determination output value between the measurement value and the threshold value and / or the linear output value is set. On the other hand, there is a built-in processing device that executes corresponding functional processing based on various inputs that arrive via the second electrical cord.
[0088]
On the outer surface of the case, there are arranged a display unit for performing various displays and an operation unit for giving various operation commands.
[0089]
In addition, the operation unit includes a push button for timing instruction, and the processing device responds to the operation of the push button for timing instruction from a timing input line included in the second electric cord. A function for generating a timing signal is incorporated in an equivalent manner.
[0090]
The optical displacement sensor of the sixth aspect of the invention has two units consisting of a sensor head unit and a signal processing unit. The sensor head unit and the signal processing unit are connected by a first electric cord, and a second electric cord including a power line, various input lines, various output lines and the like is drawn out from the signal processing unit.
[0091]
In the case constituting the sensor head unit, a light projecting electric circuit including a driving circuit for driving a laser diode or a light emitting diode as a light projecting element, and light from the light projecting element are directed to a detection target. A light projecting optical system including a light projecting lens for irradiating the light, a light receiving optical system including a light receiving lens for condensing reflected light from the detection target, and light collected through the light receiving optical system. A light receiving electric circuit including a position detecting element such as a PSD or a CCD is accommodated.
[0092]
In the case constituting the signal processing unit, the measurement processing is executed based on the electric signal coming from the sensor head unit via the first electric cord, the magnitude determination output value between the measurement value and the threshold value, and / or Alternatively, a processing device that outputs a linear output value and executes corresponding functional processing based on various inputs that arrive via the second electrical cord is incorporated.
[0093]
On the outer surface of the case constituting the signal processing unit, a display unit for performing various displays and an operation unit for giving various operation commands and the like are arranged.
[0094]
In addition, the processing device incorporates a function for selectively setting the output form related to the linear output value to either the current output form or the voltage output form.
[0095]
In this type of optical displacement sensor, in addition to the binary output (LOW, HIGH, PASS) indicating whether or not the measured value is within the specified range, there is a linear output indicating the analog value of the measurement result. . The output form of the linear output includes a current output (for example, 4 mA to 20 mA) and a voltage output (for example, −5 V to +5 V). These output forms are selected in accordance with user equipment specifications.
[0096]
According to the optical displacement sensor of the sixth aspect of the invention, since the function for alternatively setting the output form related to the linear output value to either the current output form or the voltage output form is incorporated, the current output form Can be realized by the selection operation in the same model, labor for selecting a model suitable for the linear output format is saved each time, and the degree of freedom of selection by the user is improved. .
[0097]
The signal processing unit for realizing the optical displacement sensor of the sixth invention is connected to the sensor head unit via the first electric cord, and separately from the second electric cord including various input lines and various output lines. Has been pulled out.
[0098]
In the case, measurement processing is executed based on the electric signal coming from the sensor head unit via the first electric cord, and the magnitude determination output value between the measurement value and the threshold value and / or the linear output value is set. On the other hand, there is a built-in processing device that executes corresponding functional processing based on various inputs that arrive via the second electrical cord.
[0099]
On the outer surface of the case, there are arranged a display unit for performing various displays and an operation unit for giving various operation commands.
[0100]
In addition, the processing device incorporates a function for selectively setting the output form related to the linear output value to either the current output form or the voltage output form.
[0101]
The optical displacement sensor of the seventh aspect of the invention has two units consisting of a sensor head unit and a signal processing unit.
[0102]
The sensor head unit and the signal processing unit are connected by a first electric cord, and a second electric cord including a power line, various input lines, various output lines and the like is drawn out from the signal processing unit.
[0103]
In the case constituting the sensor head unit, a light projecting electric circuit including a driving circuit for driving a laser diode or a light emitting diode as a light projecting element, and light from the light projecting element are directed to a detection target. A light projecting optical system including a light projecting lens for irradiating the light, a light receiving optical system including a light receiving lens for condensing reflected light from the detection target, and light collected through the light receiving optical system. A light receiving electric circuit including a position detecting element such as a PSD or a CCD is accommodated.
[0104]
In the case constituting the signal processing unit, the measurement processing is executed based on the electric signal coming from the sensor head unit via the first electric cord, the magnitude determination output value between the measurement value and the threshold value, and / or Alternatively, a processing device that outputs a linear output value and executes corresponding functional processing based on various inputs that arrive via the second electrical cord is incorporated.
[0105]
On the outer surface of the case constituting the signal processing unit, a display unit for performing various displays and an operation unit for giving various operation commands and the like are arranged.
[0106]
In addition, the processing device has a function to preset the linear output value at zero reset to the specified value and a function to set the linear output value corresponding to display zero to the preset value in response to the zero reset input. And are incorporated.
[0107]
In this type of optical displacement sensor, the linear output value when the measured value is reset to zero is generally the center value of the output range (for example, when the output range is 4 mA to 20 mA, The linear output value is determined to be 12 mA).
[0108]
According to the optical displacement sensor of the seventh invention, the function of presetting the linear output value at the time of zero reset to a specified value, and the value of preset linear output value corresponding to display zero in response to the zero reset input Therefore, by using these functions, the value of the linear output at the time of zero reset can be arbitrarily set according to the specifications on the user side.
[0109]
The signal processing unit for realizing the optical displacement sensor of the seventh invention is connected to the sensor head unit via the first electric cord, and the second electric cord including various input lines, various output lines and the like. Is drawn separately.
[0110]
In the case, measurement processing is executed based on the electric signal coming from the sensor head unit via the first electric cord, and the magnitude determination output value between the measurement value and the threshold value and / or the linear output value is set. On the other hand, there is a built-in processing device that executes corresponding functional processing based on various inputs that arrive via the second electrical cord.
[0111]
On the outer surface of the case, there are arranged a display unit for performing various displays and an operation unit for giving various operation commands.
[0112]
In addition, the processing device has a function to preset the linear output value at zero reset to the specified value and a function to set the linear output value corresponding to display zero to the preset value in response to the zero reset input. And are incorporated.
[0113]
The optical displacement sensor of the eighth aspect of the invention has two units consisting of a sensor head unit and a signal processing unit. The sensor head unit and the signal processing unit are connected by a first electric cord, and a second electric cord including a power line, various input lines, various output lines and the like is drawn out from the signal processing unit.
[0114]
In the case constituting the sensor head unit, a light projecting electric circuit including a driving circuit for driving a laser diode or a light emitting diode as a light projecting element, and light from the light projecting element are directed to a detection target. A light projecting optical system including a light projecting lens for irradiating the light, a light receiving optical system including a light receiving lens for condensing reflected light from the detection target, and light collected through the light receiving optical system. A light receiving electric circuit including a position detecting element such as a PSD or a CCD is accommodated.
[0115]
In the case constituting the signal processing unit, the measurement processing is executed based on the electric signal coming from the sensor head unit via the first electric cord, the magnitude determination output value between the measurement value and the threshold value, and / or Alternatively, a processing device that outputs a linear output value and executes corresponding functional processing based on various inputs that arrive via the second electrical cord is incorporated.
[0116]
On the outer surface of the case constituting the signal processing unit, a display unit for performing various displays and an operation unit for giving various operation commands and the like are arranged.
[0117]
In addition, the processing device incorporates a function of switching the active determination logic for the laser-off input line included in the second electric cord between the HIGH side potential and the LOW side potential.
[0118]
In this type of optical displacement sensor, from the viewpoint of work safety during maintenance, the laser diode, which is a light emitting element, is forcibly stopped and laser light is inadvertently irradiated to the operator's eyes. To prevent danger. The laser diode emission is stopped by applying an on-voltage (active potential of the power supply) to a dedicated LD-OFF input line. However, since the ON of the LD-OFF input corresponds to the active side potential of the power supply, when the LD-OFF input line accidentally causes a power supply short circuit during sensor installation work, etc. A laser diode stops emitting light, and it takes time to investigate the cause.
[0119]
According to the optical displacement sensor of the eighth aspect of the invention, since the function for switching the active determination logic for the laser-off input line included in the second electric cord between the HIGH side potential and the LOW side potential is incorporated, This is because the LD-OFF input line erroneously causes a power supply short circuit by switching the active determination logic for the laser off input line included in the second electric cord from the HIGH side potential to the LOW side potential. Thus, it is possible to prevent a situation in which the laser diode that is the light projecting element suddenly stops emitting light for no reason.
[0120]
The signal processing unit for realizing the optical displacement sensor of the eighth invention is connected to the sensor head unit via the first electric cord, and separately from the second electric cord including various input lines and various output lines. Has been pulled out.
[0121]
In the case, measurement processing is executed based on the electric signal coming from the sensor head unit via the first electric cord, and the magnitude determination output value between the measurement value and the threshold value and / or the linear output value is set. On the other hand, there is a built-in processing device that executes corresponding functional processing based on various inputs that arrive via the second electrical cord.
[0122]
On the outer surface of the case, there are arranged a display unit for performing various displays and an operation unit for giving various operation commands.
[0123]
The processing device incorporates a function of switching the active determination logic for the laser-off input line included in the second electric cord between the designated HIGH side potential and the LOW side potential.
[0124]
The optical displacement sensor of the ninth aspect of the invention has two units consisting of a sensor head unit and a signal processing unit. The sensor head unit and the signal processing unit are connected by a first electric cord, and a second electric cord including a power line, various input lines, various output lines and the like is drawn out from the signal processing unit.
[0125]
In the case constituting the sensor head unit, a light projecting electric circuit including a driving circuit for driving a laser diode or a light emitting diode as a light projecting element, and light from the light projecting element are directed to a detection target. A light projecting optical system including a light projecting lens for irradiating the light, a light receiving optical system including a light receiving lens for condensing reflected light from the detection target, and light collected through the light receiving optical system. A light receiving electric circuit including a position detecting element such as a PSD or a CCD is accommodated.
[0126]
In the case constituting the signal processing unit, the measurement processing is executed based on the electric signal coming from the sensor head unit via the first electric cord, the magnitude determination output value between the measurement value and the threshold value, and / or Alternatively, a processing device that outputs a linear output value and executes corresponding functional processing based on various inputs that arrive via the second electrical cord is incorporated.
[0127]
On the outer surface of the case constituting the signal processing unit, a display unit for performing various displays and an operation unit for giving various operation commands and the like are arranged.
[0128]
In addition, the processing device has a function for presetting the linear output value to the specified value after the measurement value is determined after power-on, and until the measurement value is determined in response to power-on, A function for setting the linear output value to a preset value is incorporated.
[0129]
In this type of optical displacement sensor, the linear output value during the period from when the power is turned on until the measurement value is determined is fixed to a predetermined value so that an inadvertent value is not output. Since the linear output value at this time is generally determined to be an output upper limit value or an output lower limit value, an abnormality determination may be made when the power is turned on depending on the user side device.
[0130]
According to the optical displacement sensor of the ninth aspect of the invention, the function of presetting the linear output value until the measured value is determined after the power is turned on to a specified value, and the measured value is determined in response to the power being turned on. Since the function to set the linear output value to the preset value is built in until the user side, by setting the preset value to an appropriate value on the user side in advance, the user side device can determine the abnormality at power-on. It is possible to prevent the risk of being lost.
[0131]
The signal processing unit for realizing the optical displacement sensor of the ninth invention is connected to the sensor head unit via the first electric cord, and separately from the second electric cord including various input lines and various output lines. Has been pulled out.
[0132]
In the case, measurement processing is executed based on the electric signal coming from the sensor head unit via the first electric cord, and the magnitude determination output value between the measurement value and the threshold value and / or the linear output value is set. On the other hand, there is a built-in processing device that executes corresponding functional processing based on various inputs that arrive via the second electrical cord.
[0133]
On the outer surface of the case, there are arranged a display unit for performing various displays and an operation unit for giving various operation commands.
[0134]
In addition, the processing device has a function for presetting the linear output value to the specified value after the measurement value is determined after power-on, and until the measurement value is determined in response to power-on, A function for setting the linear output value to a preset value is incorporated.
[0135]
It should be noted that the optical displacement sensor described above includes a distance setting type photoelectric switch.
[0136]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the following, several preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
[0137]
FIG. 1 is a perspective view showing the external appearance of the signal processing unit constituting the displacement sensor of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram showing the internal configuration of the sensor head unit and the signal processing unit.
[0138]
As can be seen from these drawings, the optical displacement sensor of the present invention is composed of two units including a sensor head unit 1 and a signal processing unit 2. The sensor head unit 1 is attached, for example, in the vicinity of an article conveyance line on the production line (see FIG. 5). On the other hand, the signal processing unit is attached to, for example, a control panel arranged at an appropriate place in the factory.
[0139]
One electric cord 6 is drawn from the sensor head unit 1. The first electric cord 4 is drawn from one end of the signal processing unit 2, and the second electric cord 5 is drawn from the other end. The electric cord 6 drawn from the sensor head unit 1 and the first electric cord 4 drawn from the signal processing unit 2 are electrically and mechanically connected through appropriate connectors 4a and 6a.
[0140]
The electric cord 6 drawn from the sensor head unit 1 (ie, substantially the same as the electric cord 4 drawn from the signal processing unit) 6 has an active power supply line and a GND power supply line as well as a light emitting element drive system. Various signal lines, signal lines from the received light signal amplification system, and the like are included.
[0141]
In addition to the active power supply line and the GND power supply line, the second electric cord 5 drawn from the signal processing unit 2 includes a HIGH determination output line, a PASS determination output line, a LOW determination output line, an active linear output line, A GND side linear output line, an LD-OFF input line, a zero reset input line, a timing input line, a reset input line, and the like are included.
[0142]
Here, the logic state of the HIGH determination output line indicates whether or not the measured value exceeds the upper threshold value. The logical state of the PASS determination output line indicates whether or not the measured value is within the upper and lower threshold values. The logic state of the LOW determination output line indicates whether or not the measured value exceeds the lower threshold value.
[0143]
A linear output corresponding to the measured value appears on the active side linear output line. In general, the linear output value includes a current output (for example, 4 to 20 mA) and a voltage output (for example, −5 V to +5 V). As will be described in detail later, the present invention incorporates a function for selectively setting the output form relating to the linear output value to either the current output form or the voltage output form.
[0144]
When the logical state of the LD-OFF input line is generally the active power supply potential, the light emission of the laser diode (light projecting element) built in the sensor head unit 1 is stopped. Therefore, the light emission of the laser diode can be forcibly stopped using the LD-OFF input line. As will be described in detail later, in the present invention, the active determination logic for the laser-off (LD-OFF) input line included in the second electric cord 5 is switched between the specified HIGH side potential and the LOW side potential. Built-in functionality.
[0145]
The logic state of the zero reset input line has various meanings depending on its duration. That is, when the duration time at the active side potential is within the specified upper and lower limit value range, the zero reset operation is executed, and thereafter, the zero reset state is maintained. When the duration time at the active potential exceeds the specified upper limit value, the previous zero reset state is canceled. Such input is ignored when the duration at the active potential exceeds the specified lower limit. Therefore, this zero reset input line can be used to perform a zero reset operation or a zero reset release operation.
[0146]
The logic states of the timing input line and the reset input line also have an appropriate meaning depending on the duration. That is, when the logic state of the timing input line changes in a pulse shape, a predetermined operation according to the mode selected at that time (for example, peak hold operation, bottom hold operation, peak to peak hold) at the timing of the front edge Trigger).
[0147]
With respect to various input lines including the zero reset input line, the timing input line, and the reset input line, the present invention incorporates a function for displaying the current input state defined by the signal state of the various input lines on the display unit. It is.
[0148]
In the case constituting the sensor head unit 1, a light projecting electric circuit including a driving circuit 101 for driving a laser diode or a light emitting diode 102 as a light projecting element, and light from the light projecting element 102 are detected. A light projecting optical system including a light projecting lens 103 that irradiates the object 3, a light receiving optical system that includes a light receiving lens 104 that collects reflected light from the detection target 3, and the light collecting optical system. A light receiving electric circuit including a position detecting element 105 such as a PSD or a CCD for receiving the emitted light is accommodated. In the illustrated example, a laser diode is used as the light projecting element 102, and a PSD is used as the light receiving element 105.
[0149]
Further, in the light receiving electric circuit, the amplifier 106 and the amplifier 108 are provided on the a side and the amplifiers 107 and 109 are provided on the b side corresponding to the pair of outputs a and b of the PSD constituting the light receiving element 105. And built-in. Here, the amplifier 109 performs an addition operation of the output of the a-side amplifier 106 and the output of the b-side amplifier 107. Therefore, for convenience of explanation, the output of the a-side amplifier 108 is referred to as X, and the output of the b-side amplifier 109 is referred to as Y. As a result, the output X is proportional to a, and the output Y is proportional to a + b. Their proportionality constant is actually slightly nonlinear.
[0150]
In the case constituting the signal processing unit 2, amplifiers 201, 202, 203, and 204 that amplify the received light signal coming from the sensor head unit 1 and the amplified output are sampled and held via the first electric cord 4. Sample hold circuits 205 and 206, A / D converters 207 and 208 for A / D converting the sampled and held values, a prescribed calculation based on the A / D conversion output, and a HIGH determination output signal, A PASS determination output signal, a LOW determination output signal, a linear output, etc. are generated, and an LD-OFF input, a zero reset input, a timing input, and a reset that come from a PLC or a display panel device via the second electric cord 5 A CPU 209 is incorporated as a processing device that executes a prescribed process corresponding to an input or the like. The CPU 209 is configured mainly with a microprocessor. The CPU 209 also instructs the sensor head unit 1 to give a laser beam emission timing.
[0151]
A HIGH determination output, a PASS determination output, a LOW determination output, a linear output, and the like generated by the CPU 209 are sent to the second electric cord 5 via the output circuit 210. A block diagram showing details of an output circuit that can be switched between a current output format and a voltage output format is shown in FIG. As shown in the figure, this output circuit 210 has a D / A converter 210a for D / A converting digital data coming from the CPU 209, and a current output signal corresponding to the output value of the D / A converter 210a. Any of current output circuit 210b to be generated, voltage output circuit 210c to generate a voltage output signal corresponding to the output value of D / A converter 210a, a signal from voltage output circuit 210b, and a signal from voltage output circuit 210c And a change-over switch 210d for selecting these according to a command from the CPU. Therefore, on the CPU 209 side, the linear output is calculated and output as digital data, and at the same time, the changeover switch 210d is appropriately switched and controlled to arbitrarily output the desired linear output in either the current output format or the voltage output format. It is possible.
[0152]
An LD-OFF input, a zero reset input, a timing input, a reset input, etc. that arrive via the second electric cord 5 are taken into the CPU 209 via the input circuit 211.
[0153]
As shown in FIG. 1, a display unit 23 for performing various displays and an operation unit 24 for giving various operation commands are arranged on the outer surface of the case constituting the signal processing unit 2. ing. The display unit 23 is provided with a first display unit 23a and a second display unit 23b. An explanatory diagram showing details of the display unit is shown in FIG. As shown in the figure, the main display unit 23a and the sub display unit 23b are both composed of a 5-digit 7-segment display. For this reason, it is possible to display numerical values as well as lowercase letters of some alphabets by appropriately activating any of the seven segments of each digit. Details of the display mode will be described later. Hereinafter, the 5-digit 7-segment display constituting the first display section 23a is referred to as the main display 23a, and the 5-digit 7-segment display constituting the second display section 23b is also referred to as the sub-display 23b. Called.
[0154]
On the other hand, the operation unit 24 is newly provided in association with the present invention, and four-direction shift keys 24b, 24c, 24d, 24e for designating the digits of the indicators 23a, 23b and instructing the increment or decrement of each digit. A push button 24a for indicating the timing is provided. The function of the push button 24a will be described in detail later.
[0155]
FIG. 5 shows an explanatory diagram showing an example of measurement using an optical displacement sensor. As shown in the figure, the sensor head unit 1 is attached to the upper part of the transport line on which the detection object 3 is transported. In the figure, a laser beam is projected vertically downward from the sensor head unit 1. The reflected light is taken into the sensor head unit 1 from an obliquely upper position. By doing so, the distance to the detection target 3 can be measured by the principle of light cutting or triangulation. The measured distance L also corresponds to the height of the upper surface of the detection object 3. The laser beam irradiation is periodically performed in a pulse shape. Measurement values obtained each time the laser beam is irradiated are stored in the signal processing unit 2 in an appropriate number of time series. A measurement value can be stably obtained by performing a moving average process on the plurality of measurement value data. Details of the measurement process will be described later in detail.
[0156]
In the example of FIG. 5, regarding the distance L between the sensor head unit 1 and the detection target 3, a threshold value (Lth), a maximum value (Lmax), and a minimum value (Lmin) are shown. In the determination processing described later, various magnitude determinations, peak hold processing, bottom hold processing, peak to peak hold processing, and the like are performed on the measurement value L that is sequentially measured using these reference values.
[0157]
Next, a general flowchart of processing executed by the CPU 209 of the signal processing unit 2 is shown in FIG. First, the operation of the CPU 209 constituting the signal processing unit 2 will be schematically described with reference to this flowchart.
[0158]
The CPU 209 controls the LD drive circuit (with APC) 101 in the sensor head unit 1 appropriately through the control signal CONT to periodically turn on the laser diode constituting the light emitting element 102. Then, a pair of outputs a and b of the PSD constituting the light receiving element 105 are generated, and measurement basic data X and Y are obtained by the action of the amplifiers 106 to 109. These measurement basic data X and Y are sent to the signal processing unit 2 via the electric cords 6 and 4. The above process is repeated each time the light emitting element 102 is turned on.
[0159]
Moving to the flowchart of FIG. 6, in the AD conversion process (step 601), the AD conversion process is performed via the sample hold circuits 205 and 206 and the A / D converters 207 and 208, and the AD converted measurement basic data X , Y are taken into the CPU 209.
[0160]
In the subsequent offset subtraction process (step 602), the offset subtraction process is performed to remove the remaining level in the previous measurement, thereby obtaining the measurement basic data Xc and Yc from which the remaining level has been removed (step 602). .
[0161]
In the subsequent received light amount gain adjustment processing (step 603), processing for keeping the value of data to be taken into the CPU 209 within a prescribed allowable range is performed by switching the gains of the amplifiers 201 to 204 to two stages. That is, when the values of the measurement basic data Xc and Yc are smaller than the predetermined values, the gains of the amplifiers 201 to 204 are set to be large. Conversely, when the values of the measurement basic data Xc and Yc are larger than the predetermined values, The gain of the amplifiers 201 to 204 is set small.
[0162]
In the subsequent broken line approximation and light reception level averaging process (step 604), the broken line approximation process is executed based on a plurality of measurement data having different distances determined based on the reference workpiece, resulting in the characteristics of the optical system. The non-linear distortion is corrected, whereby the measurement data dh from which the distortion is removed is obtained. Further, the light reception level average value p is obtained by executing the averaging process for the measurement basic data Y (= a + b) for a plurality of times. Here, a close correlation is found between the obtained light reception level average value p and the accuracy of the measured value obtained at that time. In particular, when the light receiving level average value p is smaller than a predetermined value, the measurement accuracy is remarkably lowered, and it is determined that measurement is impossible. If it is determined that measurement is impossible, error processing is executed and the operator is notified of this (step 605).
[0163]
In the subsequent averaging process (step 606), an average value d1 of the measurement values is obtained by executing an averaging process for a plurality of times of the measurement data dh corrected by the broken line approximation process. The average value d1 thus obtained corresponds to the measured value at that time, that is, the distance L between the sensor head and the detection target.
[0164]
The subsequent interoperation processing (step 607), differentiation processing (step 608), and hold processing (step 610) are not necessarily essential in normal operation. Therefore, a brief description will be given.
[0165]
In the interoperation processing (step 607), when measurement processing is performed using two adjacent displacement sensors, measurement data is exchanged between the two sensors, so that two beams irradiate each beam. A step is measured.
[0166]
In the differentiation process (step 608), a timing signal corresponding to the position of the groove or step on the detection target is generated by taking the difference between the measured values that follow each other. The timing signal thus obtained is used as a trigger for various holding processes.
[0167]
In the subsequent hold process (step 610), a process of holding the measured value at that time is executed in response to a timing input given from the outside. Examples of the measurement value to be held include a peak hold value, a bottom hold value, and a peak to peak hold value.
[0168]
The timing input process (step 609) is a process for taking in a timing signal given from the outside. In the present invention, the timing input included in the second electric cord 5 is described in detail later. A device is devised so that not only the line but also the timing signal generated by the operation of the push button 24a provided in the operation unit can be captured.
[0169]
The laser-off (LD-OFF) input process (step 611) is a process for taking in the LD-OFF input signal. As will be described in detail later, in the present invention, the active determination of the LD-OFF input signal is performed. A device is devised so that the logic can be appropriately switched between “H” and “L”.
[0170]
The reset input process (step 612) is a process for taking in a reset input signal from the outside.
[0171]
When these LD-OFF input signal and reset input signal are taken from the outside, if it is determined that they are active, LD-OFF processing and reset processing are executed according to a prescribed operation.
[0172]
If the final measurement value d4 is determined through the averaging process (step 606), the mutual calculation process (step 607), the differentiation process (step 608) and the hold process (step 610), based on the final measurement value d4. Determination output processing, linear output processing, various display processing, and the like are executed.
[0173]
That is, the final measured value d4 thus determined is converted into a display value through a process of converting the measured value into a display value for each setting state (step 617), and then through a main digital display process (step 619). Is displayed on the main display 23a.
[0174]
The zero reset input process (step 618) is a process for taking a zero reset input signal from the outside. In the present invention, as described in detail later, the linear output value at the time of zero reset is calculated. There is a device that can be set to any value.
[0175]
As is well known, when a zero reset is accepted by the zero reset input process (step 618), the display value corresponding to the measured value at that time is set to zero. Thereafter, conversion from the measured value to the display value is performed using the measured value at the time of zero reset as a reference.
[0176]
The display value obtained by the conversion process from the measurement value to the display value (step 617) is compared with the threshold value (step 621), compared in magnitude, and then passed through the determination output process (step 622). A determination output is generated. This determination output is sent to the HIGH, PASS, and LOW determination output lines included in the second electric cord 5.
[0177]
The threshold value display (input) process (step 620) is a process for taking in the threshold value input from the outside. As described in detail later, in the present invention, the input threshold value is It is determined whether or not it is within the effective range, and a device for outputting or displaying to that effect is provided.
[0178]
On the other hand, the final measured value d4 is converted into a linear output value through a process (step 613) for converting the measured value into a linear output value for each set state. The linear output value thus obtained by the conversion is sent to the outside through a linear output process (step 614). Specifically, the linear output value is sent to a linear output line included in the second electric cord 5. As will be described in detail later, in the present invention, the linear output value is devised so that it can be performed in either a current output format or a voltage output format.
[0179]
Further, the linear output value obtained in the conversion process (step 613) is converted into display data through various data conversion processes (615), and is then subjected to a sub-digital display process (step 616) to obtain a sub display. 23b. As will be described in detail later, in the present invention, in the state where the measurement value is displayed on the main display 23a, the received light amount data indicating the measurement accuracy at that time can be displayed on the sub display 23b. Ingenuity is given.
[0180]
Next, with the overall flow described above as a background, the main part of the first to ninth inventions will be described in detail with reference to the flowchart of FIG.
[0181]
A detailed flowchart showing the process for carrying out the first invention is shown in FIG. When the processing is started in the figure, AD conversion processing (step 701) is executed, and the measurement basic data X and Y are captured. Here, among these basic data X and Y, the data Y reflects the amount of received light at that time.
[0182]
In the subsequent offset subtraction process (step 702), the offset subtraction process is performed to remove the remaining components at the previous measurement, and data Xc and Yc which are correct signal components are obtained.
[0183]
In the subsequent received light amount gain adjustment process (step 703), as described above, based on the data Xc and Yc obtained through the offset subtraction process (step 702), the values of those data are set in the CPU. It is determined whether the input is within the allowable range, and the input data range is optimized by adjusting the gains of the amplifiers 201 to 204 in accordance with the determination result.
[0184]
Thereafter, by performing division processing (Xc / Yc) using the data Xc and Yc, distance value data as measurement values is obtained (step 704), and thereafter, averaging processing (step 606) shown in the general flowchart is performed. The measurement value is obtained through the interoperation processing (step 607), differentiation processing (step 608), hold processing (step 610), measurement value / display value conversion processing (step 617), main digital display processing (step 619), and the like. The distance value data is displayed on the main display 23a.
[0185]
At the same time, a series of processes (steps 706 to 709) branched rightward from the received light amount gain adjustment process (step 703) are executed substantially in parallel.
[0186]
That is, first, only the data Yc is extracted from the measurement basic data Xc and Yc (step 706). Then, coefficients corresponding to each gain are set for the obtained data Yc. Is multiplied by Yc (step 707). In this multiplication process (step 707), even when the amount of received light varies and gain adjustment is automatically performed in accordance with this, the actual light quantity value at that time can always be detected. . That is, as described above, the variable gain amplifiers 201 to 204 are interposed in the front stage of the CPU 209, and the CPU 209 increases or decreases the gain of these amplifiers 201 to 204 according to the actual received light amount. Since the optimum input range can always be ensured, the CPU 209 cannot accurately grasp the actual amount of received light unless the previous multiplication process (step 707) exists. Therefore, if gain adjustment is performed, a coefficient corresponding to each gain is set, and this is multiplied by the data Yc after gain adjustment which is fetched by the CPU 209, and the data Yc is set to a value corresponding to the original received light quantity. By reverting, it is devised so that a continuous light reception level can be obtained even if the gain changes.
[0187]
In the subsequent averaging process (step 708), the received light quantity level pave is obtained by averaging the received light quantity level p (= Yc) thus obtained a plurality of times. The light reception amount average value pave thus obtained is finally digitally displayed on the sub-display 23b.
[0188]
According to the above configuration, the measurement values obtained based on the measurement basic data Xc and Yc are digitally displayed on the main display 23a, and at the same time, the light quantity data is displayed on the sub display 23b. Has a property representing the accuracy of the measurement value, and based on this, the user can easily know the display system or reliability of the measurement value.
[0189]
That is, if the value of the light amount data displayed on the sub-display 23b is lower than the specified value, the distance value data digitally displayed on the main display 23a can be determined to be inaccurate, and the light amount data is extremely small. In this case, it can be determined that measurement is impossible.
[0190]
In the above embodiment, the main display devices 23a and 23b, which are two independent display devices, are provided to display the distance value data and the light amount data at the same time. Any configuration can be used as long as it can display simultaneously. Therefore, the display unit only needs to have the first and second display units, and can adopt a configuration in which two data can be displayed as an image on the liquid crystal panel. It is.
[0191]
In addition, regarding the display of the light amount data, the numerical value corresponding to the light amount data may be displayed as it is. However, if an appropriate threshold value is set and the determination of the light amount data is performed in three stages of large, medium and small, Without knowing the appropriate light amount value, the user can easily grasp the reliability of the distance value data based on the display.
[0192]
Further, regarding the display of the light amount data, an appropriate threshold value may be set in advance, and it may be directly displayed whether or not the accuracy of the distance value data is good.
[0193]
As described above, in the first invention, the display unit 23 is provided with the first display unit 23a and the second display unit 23b, while the CPU 209 which is a processing device has a measured value on the first display unit 23a. By incorporating the function of displaying the light quantity value that is the basis of the measurement process in the second display unit 23b in a state where the image is displayed, the accuracy of the measurement value displayed on the first display unit 23a is increased. This has the effect that it can be easily grasped via the light quantity value displayed on the second display unit 23b.
[0194]
In addition, in this embodiment, a variable gain amplifier is provided in the data input stage, and the coefficient corresponding to each gain is set and the received light amount data Yc is set while automatically optimizing the input range. Since the multiplication is employed, there is a specific effect that a continuous light reception level can be obtained even if the gain changes.
[0195]
Next, a detailed flowchart showing a process for carrying out the second invention is shown in FIG. In the figure, when the process is started, the AD conversion process (step 801), the offset subtraction process (step 802), and the received light amount gain adjustment process step 803) are sequentially executed as in the case of the first invention. . Thereafter, measurement values are calculated by division processing (Xc / Yc) using the corrected measurement basic data Xc and Yc (step 804).
[0196]
On the other hand, as shown in FIG. 2, the second electric cord 5 includes input lines such as an LD-OFF input line, a zero reset input line, a timing input line, and a reset input line, and these are active. Then, various input processes (step 805) are executed, and various processes are performed according to the input types (step 806). As a result, when these inputs arrive, the operation of the sensor becomes an operation state different from the normal operation. If the second electric cord 5 is in a state where the signal line is exposed during maintenance work, installation work, or the like, an unintended input active state occurs due to a short circuit with the active power supply terminal. Then, if it is LD-OFF input, light emission of the laser diode suddenly stops, and if it is zero reset input, the display value suddenly becomes 0, giving the operator a misunderstanding that the sensor has failed.
[0197]
However, in the present invention, when the sensor operation is changed from the normal operation state due to the forced operation input, the distance value data is displayed on the main digital display 23a as usual (step 807). The sub digital display 23b displays the input state corresponding to the current state (step 808). Examples of the input state include an LD-OFF input state, a zero reset input state, a timing input state, and a reset input state. As a specific display form, by appropriately selecting and driving each segment constituting the 7-segment display, it is possible to display the input state by a combination of numerical values and lower case letters.
[0198]
As described above, in the second invention, it is defined by the signal states of various input lines (LD-OFF input line, zero reset input line, timing input line, reset input line, etc.) included in the second electric cord 5. Since a function for displaying the current input state on the sub-display 23b, which is a display unit, is incorporated, the input signal line included in the second electric cord 5 causes a power supply short circuit due to installation or maintenance work. Even in such a case, it can be easily understood from the display contents on the sub-display 23b that it is not a sensor failure.
[0199]
In addition, in this embodiment, since the main display unit 23a displays the distance value data as the measurement values as usual, the sub display unit 23b displays the input state. In the case where the display content of 23a is suddenly reset to zero, the reason is that the reason is that it can be ensured that the zero reset has been applied due to a power supply short circuit.
[0200]
Next, a detailed flowchart showing a process for carrying out the third invention is shown in FIG. When the processing is started in the figure, the AD conversion processing (step 901), the offset subtraction processing (step 902), and the received light amount gain adjustment processing (step 903) are sequentially executed as in the case of the first invention. The
[0201]
Thereafter, a division value (Xc / Yc) is executed using the corrected measurement basic data Xc and Yc, whereby a measurement value is calculated. Further, the calculated measurement value is digitally displayed on the main display 23a in the same manner as in the previous invention (step 905).
[0202]
On the other hand, as shown by branching to the right from the light receiving gain adjustment processing (step 903) in the figure, in parallel with the above measurement and display processing, error determination processing (step 906) and error status display processing ( Step 907) is executed in parallel.
[0203]
That is, in the error determination process (step 906), the received light amount abnormality is determined by comparing the data Yc with the reference value. Further, by comparing the division value Xc / Yc obtained in the calculation process (step 904) with the upper and lower limit reference values, an abnormality indicating that the division value is within the range is determined.
[0204]
As a result of the error determination as described above, when it is determined that the received light amount is abnormal or the division value range is abnormal (step 906), processing corresponding to the error is performed (step 908).
[0205]
At the same time, an error state is displayed on the sub-display 23b. This display of the error state has contents that help to investigate the cause of the error. In this embodiment, by appropriately driving each digit segment of the 7-segment display, “E-brt” when the received light amount is saturated, “E-drk” when the received light amount is insufficient, and the division level If it is out of range, “E-LvL” is displayed.
[0206]
Based on these displays, the operator can easily know whether the cause of the error is, for example, saturation of received light amount, insufficient amount of received light, or out of the division level range. That is to say, the cause of the error that has been unclear with only the previous error display can be immediately determined according to the digital display content of the present invention.
[0207]
As described above, in the third invention, when the measurement is impossible, the function for displaying the information that can identify the cause on the sub-display 23b as a display unit is incorporated, so that the measurement cannot be performed. In this case, the cause can be immediately identified based on the display content of the sub-display 23b.
[0208]
In addition, in this embodiment, while the measurement display data is displayed on the main display 23a, the cause of the error is displayed on the sub display 23b. Therefore, the display data on the main display 23a is displayed. In the case of showing an abnormal value, it has a special effect that the cause can be immediately investigated by the display contents of the sub-display 23b arranged adjacent to the abnormal value.
[0209]
Next, a detailed flowchart showing a process for carrying out the fourth invention is shown in FIG. When the process is started in the figure, a conversion process from the measurement value to the display value is executed based on the final measurement value d4 (step 1001).
[0210]
Subsequently, a process for obtaining a threshold effective range by calculation from the distance information of the connected sensor head is executed (step 1002). For this processing, although not shown in FIG. 2, the sensor head unit 1 has a built-in PROM in which data unique to the model and measurement distance range is stored. Is configured so that the CPU 209 of the signal processing unit 2 can arbitrarily refer to it via the electric cords 6 and 4. Therefore, in step 1002, by referring to the contents of the PROM storing this unique data, the threshold effective range is obtained by calculation from the distance information of the connected sensor head.
[0211]
The threshold effective range thus obtained can be digitally displayed on an appropriate digital display (for example, the sub-display 23b) (step 1005).
[0212]
In the subsequent threshold value and measurement value comparison process (step 1003), a large / medium / small determination process is executed by comparing the threshold value and the measurement value set in the threshold value setting process (step 1008). (Step 1003).
[0213]
The HIGH, PASS, and LOW determination outputs obtained in this way are sent out to the HIGH, PASS, and LOW determination output lines included in the second electric cord 5 by the determination output process (step 1004). On the other hand, in order to set a threshold value necessary for the determination process, the operator can input an arbitrary threshold value by a predetermined operation. For example, when an arbitrary threshold value is input by key operation of the operation unit, threshold value display (input) processing (step 1006) is executed, and threshold value data is taken into the CPU. The acquired threshold value data is not immediately adopted as a threshold value as it is different from before.
[0214]
That is, it is determined whether or not the input threshold value is within the effective range in the determination process (step 1007). Here, if it is determined that it is out of the effective range (NO in step 1007), for example, in the sub-display 23b. Then, an out-of-threshold-range error display process (step 1009) is executed, and a message to that effect is displayed. By referring to this display, the operator can immediately know a threshold setting error.
[0215]
On the other hand, if the input threshold value is within the valid range (step 1007 YES), the conventional threshold value setting process (step 1008) is immediately executed, and the input threshold value is stored as the set value. Thereafter, it is used for the comparison process (step 1003) described above.
[0216]
Thus, in the fourth aspect of the invention, when the set threshold value is out of the valid range, the CPU 209 has a function for displaying information to that effect on the display unit. Even if the threshold value is input, it can be easily recognized through the display of the sub-display 23b whether the input value is appropriate as the threshold value. This kind of threshold setting operation can be easily performed without reading the specifications of the unit 1 and understanding the effective threshold range.
[0217]
In addition, in this embodiment, since the effective range as a judgment criterion is automatically read from the PROM in the sensor head unit 1 connected at that time, it is effective on the operator side. There is no need to teach the range, and the operation is further simplified accordingly.
[0218]
In the above embodiment, the effective range is obtained by calculation based on the data read from the sensor head unit 1. However, the present invention is not limited to this, and the effective range itself can be separately obtained by appropriate operation of the operation unit. May be taught manually.
[0219]
A detailed flowchart showing a process for carrying out the fifth invention is shown in FIG. When the process is started in the figure, the differentiation process (step 1101) described above is executed, and then the hold process (step 1102) is subsequently executed. In this hold process (step 1102), as described above, various hold processes such as a peak hold process, a bottom hold process, and a peak to peak hold process are executed. These hold processes are executed with the arrival of a predetermined timing input signal as a trigger. Conventionally, the timing input signal is limited to that from the timing input line included in the second electrical cord 5. Then, the operation of the timing input signal has to be performed via a PLC connected to the tip of the second electric cord 5, a display panel device, or the like, which is extremely inconvenient for a desktop test or the like at the design stage.
[0220]
That is, when the input process using the timing input line (step 1103) is executed, the timing input signal is fetched from the timing input line included in the second electrical cord 5, and then sampling and holding processes using the timing input signal are performed. It is executed (step 1105).
[0221]
In addition to this, in the present invention, an input process (step 1104) using a timing input button is newly provided. In the input process using the timing input button (step 1104), the timing input signal is captured in response to the operation of the push button 24a shown in the external view of FIG. The fetched timing signal is substantially equivalent to the timing input signal fetched by the input process (step 1103) using the timing input line. For this reason, in the sampling and holding process (step 1105) using the timing input signal, the sampling and holding process (steps 1103 and 1104) is performed using the timing input signal obtained by any of the two processes (steps 1103 and 1104). Hold processing is performed.
[0222]
Thus, in the fifth aspect of the invention, in response to the operation of the timing instruction push button, a timing signal is generated equivalent to the timing signal from the timing input line included in the second electrical cord 5. Since the function is incorporated in the CPU 209 which is a processing device, when it is desired to execute the hold process on the desk, it is included in the operation unit 24 without passing through the timing input line included in the second electric cord 5. A timing input signal is generated by operating the push button 24a, and an arbitrary hold process can be executed on the desk based on the timing input signal.
[0223]
Next, an example of a hardware configuration for carrying out the sixth invention is shown in FIG. 3 is a block diagram showing details of an output circuit that can be switched between a current output format and a voltage output format.
[0224]
As described above, in this circuit, two output circuits 210b and 210c are provided in parallel on the output side of the D / A converter 210a.
[0225]
The current output circuit 210b, which is one output circuit, generates a linear output signal in a current output format in response to the linear output data output from the D / A converter 210a. The voltage output circuit 210c, which is the other output circuit, generates a linear output signal in a voltage output format in response to the linear output data output from the D / A converter 210a.
[0226]
The changeover switch 210d is controlled to be switched by the CPU 209 and alternatively outputs a current output type linear output signal output from the current output circuit 210b and a voltage output type linear output signal output from the voltage output circuit 210c. . The linear output signal output in this way is sent to a linear output line included in the second electric cord 5.
[0227]
On the other hand, although not shown, the CPU 209 has a switching function for switching the changeover switch 210d between the current output circuit 210b side and the voltage output circuit 210c side in response to a predetermined key operation on the operation unit 24.
[0228]
As described above, according to the sixth aspect of the present invention, the CPU 209 that is a processing device incorporates a function for selectively setting the output form related to the linear output value to either the current output form or the voltage output form. As with previous products, there is no hassle of selecting a product model having such an output format in accordance with the input format on the user side, and the input format related to the linear output value on the user side while maintaining the same model. It can be freely applied according to the above.
[0229]
In the embodiment of FIG. 3, the changeover switch 210d is provided so that the voltage output format and the current output format can be selected alternatively. Of course, the changeover switch 210d is not provided, and each of the current output and the voltage output is provided. May be provided with a dedicated linear output terminal.
[0230]
Next, a detailed flowchart showing a process for carrying out the seventh invention is shown in FIG.
[0231]
In this example, a linear output level setting mode is newly provided. In this linear output level setting mode, an output value for an arbitrary distance value is determined. The determination operation can be performed using the four-direction shift keys 24b to 24e provided on the operation unit 24.
[0232]
More specifically, by determining two distance values and linear output values corresponding to these distance values, it is possible to set the relationship between the distance value fluctuation and the corresponding output value fluctuation. That is, first, the relationship between the first distance value and the first output value is set as MES1 (distance value 1) = OUT1 (output value 1), and then MES2 (distance value 2) = OUT2 (output value 2) Then, the relationship between the second distance value and the second output value is set.
[0233]
Subsequently, following the determination process of the final measurement value d4 (step 1202), a set numerical value reference process (step 1203) is executed, and the relationship between the distance value set in the linear output level setting mode and the output value is referred to. .
[0234]
Thereafter, a measured value linear output value conversion process is executed according to the following equation (step 1204).
OUTPUT = α × (d4-MES1) + OUT1 (1) formula
α = (OUT1-OUT2) / (MES1-MES2) ... (2) formula
[0235]
Thereafter, the value obtained in the conversion process (step 1204) is sent to the outside through the linear output process (step 1205). The linear output value thus obtained is sent to the linear output line included in the second electric cord 5 as before.
[0236]
Therefore, if you want to determine the voltage at zero reset,
MES1 = 0.000 ... (3) formula
OUT1 = Voltage at zero reset ... (4) formula
It will be understood that it may be decided as.
[0237]
Thus, in the seventh invention, the function of presetting the linear output value at the time of zero reset to the designated value and the linear output value corresponding to display 0 in response to the zero reset input are set to the preset value. Since the function to perform is built into the CPU that is the processing device, the linear output value at the time of zero reset is no longer fixed at the center of the output range as in the previous product, and according to the situation on the user side An arbitrary linear output value can be defined as the linear output value of the zero reset value.
[0238]
In this embodiment, the relationship between the change in the distance value and the change in the output value is set by determining any two distance values and the output value corresponding to each distance value. Of course, the relationship between the two can be set by the rate of change of the output value at that time.
[0239]
Next, a detailed flowchart showing a process for carrying out the eighth invention is shown in FIG.
[0240]
In the figure, when the process is started, an LD-OFF input detection process (step 1301) is executed. At this time, when the LD-OFF input is detected, a laser diode light emission stop process (step 1302) is subsequently executed to stop the light emission of the laser diode as the light projecting element 102. This prevents the operator from damaging the operator by inadvertently irradiating the operator's eyes with the laser beam during the maintenance operation or the installation operation.
[0241]
Subsequently, both the linear output and the determination output are switched to the processing at the time of non-measurement (step 1303), and thereafter, the state waits for the release of the LD-OFF input (step 1304).
[0242]
By the way, the LD-OFF input process (step 1305), which is a trigger for the laser diode light emission stop process (step 1302), is usually "H" active as before. Therefore, if one end of the second electric cord is opened during maintenance work or installation work, and the LD-OFF input line causes a power supply short circuit, the laser diode suddenly stops emitting light even though the worker is not doing anything There was a risk of being mistaken for a failure.
[0243]
On the other hand, in the present invention, a preset process capable of setting the logic state corresponding to the active state of the LD-OFF input to either “H” or “L” is incorporated. That is, although not shown, when a predetermined key operation of the operation unit 24 is performed, the content of an active “setting flag F” (not shown) incorporated in the CPU 209 is set to either “H” or “L”. When the active “setting flag F” is set to active H, only when “H” is input as the LD-OFF input (step 1305), the input is performed in the LD-OFF input detection process (step 1301). When it is determined that there is an LD and the LD-OFF input is “L”, normal measurement processing is executed (step 1308).
[0244]
On the other hand, when the active “setting flag F” is set to active L (step 1309), only when “L” is input as the LD-OFF input, LD-OFF input detection processing (step 1301). ), It is determined that there is an input, and when the LD-OFF input is “H”, a normal measurement process is executed (step 1310).
[0245]
Thus, in the eighth aspect of the invention, the function of switching the active determination logic for the laser-off input line included in the second electric cord 5 between the HIGH side potential and the LOW side potential is incorporated in the CPU 209 as the processing device. Therefore, the LD-OFF input detection process (step 1301) is recognized as active depending on whether the switching state is active “H” setting (step 1307) or active “L” setting (step 1309). The logic polarity is reversed. By utilizing this, for example, during normal operation, the active “H” setting is performed, so that the LD-OFF operation can be executed only when a signal actually arrives on the LD-OFF input line. On the other hand, if the active determination logic is set to active “L” determination (step 1309), laser diode light emission even when the LD-OFF input line is accidentally short-circuited during maintenance or installation work. The stop process is not executed, and it is possible to prevent a situation in which the light emission of the laser diode is inadvertently stopped.
[0246]
Next, FIG. 14 shows a detailed flowchart showing a process for carrying out the ninth invention.
[0247]
In the figure, when processing is started, output processing at power-on (step 1401) is first executed. In the power-on output process (step 1401), a process of determining and outputting a linear output value after the power is turned on until the measured value is determined is executed. This prevents an unexpected linear output value from being output after the power is turned on and before the measurement value is determined.
[0248]
By the way, the linear output value at the time of turning on the power is conventionally either pulled up to the power supply voltage or pulled down to the GND potential. There was an inconvenience that processing was executed. On the other hand, in the present invention, the value of the linear output DA_ON, which is the reference for the output process at power-on, can be set to an arbitrary value. Therefore, a power-on linear output setting process (step 1402) is newly provided. In the power-on linear output setting process (step 1402), when the user sets the value of the linear output DA_ON via an appropriate key operation on the operation unit 24, the power-on output process (step 1401) described above. Thus, the above set value is reflected, and as a result, the power-on output process can be set to an appropriate value intended by the user.
[0249]
Thereafter, after the initial setting process (step 1403) and the laser non-projection period waiting process (step 1404) for 3 seconds, normal measurement is started (step 1405), and thereafter, normal measurement linear output is performed (step 1405). 1406).
[0250]
As described above, in the ninth invention, the CPU 209 which is a processing device has a function of presetting a linear output value to a specified value after the power is turned on until the measured value is fixed, and power on. Since the function to set the linear output value to the preset value is built in until the measured value is confirmed in response, the user can use this function to change the linear output value immediately after the power is turned on. The value can be set to an arbitrary value, and it is possible to prevent the possibility that the equipment on the user side determines that the voltage immediately after power-on is abnormal and executes error processing as before.
[0251]
【The invention's effect】
As is apparent from the description of each embodiment, according to the present invention, an optical displacement sensor incorporating a new function that is convenient for the user can be provided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view showing an external appearance of a signal processing unit.
FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of a sensor head unit and a signal processing unit.
FIG. 3 is a block diagram showing details of an output circuit that can be switched between a current output format and a voltage output format.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing details of a display unit.
FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of measurement using an optical displacement sensor.
FIG. 6 is a general flowchart of processing executed by the CPU of the signal processing unit.
FIG. 7 is a detailed flowchart showing a process for carrying out the first invention.
FIG. 8 is a detailed flowchart showing a process for carrying out the second invention.
FIG. 9 is a detailed flowchart showing a process for carrying out the third invention.
FIG. 10 is a detailed flowchart showing a process for carrying out the fourth invention.
FIG. 11 is a detailed flowchart showing a process for carrying out the fifth invention.
FIG. 12 is a detailed flowchart showing a process for carrying out the seventh invention.
FIG. 13 is a detailed flowchart showing a process for carrying out the eighth invention.
FIG. 14 is a detailed flowchart showing a process for carrying out the ninth invention.
[Explanation of symbols]
1 Sensor head unit
2 Signal processing unit
3 Object to be detected
4 First electrical cord
5 Second electrical cord
6 Electric cord
4a, 6a connector
101 LD drive circuit (with APC)
102 Light Emitting Element
103 Projection lens
104 Light receiving lens
105 Light receiving element
106,107,108,109 amplifier
201, 202, 203, 204 Variable gain amplifier
205,206 Sample hold circuit
207, 208 A / D converter
209 CPU
210 Output circuit
211 Input circuit
23 Display
24 Operation unit
23a First display section
23b Second display section
24a push button
24b, 24c, 24d, 24e 4 direction shift key
22 Cover
21 cases
210a D / A converter
210b Current output circuit
210c Voltage output circuit
210d changeover switch

Claims

It has two units consisting of a sensor head unit and a signal processing unit,
The sensor head unit and the signal processing unit are connected by a first electric cord, and a second electric cord including a power line, various input lines, various output lines, etc. is drawn from the signal processing unit,
In the case constituting the sensor head unit, a light projecting electric circuit including a driving circuit for driving a laser diode or a light emitting diode as a light projecting element, and light from the light projecting element are directed to a detection target. A light projecting optical system including a light projecting lens for irradiating the light, a light receiving optical system including a light receiving lens for condensing reflected light from the detection target, and light collected through the light receiving optical system. And a light receiving electric circuit including a position detecting element such as a PSD or a CCD,
In the case constituting the signal processing unit, the measurement processing is executed based on the electric signal coming from the sensor head unit via the first electric cord, the magnitude determination output value between the measurement value and the threshold value, and / or Alternatively, a processing device that outputs a linear output value and executes a corresponding functional process based on various inputs that arrive via the second electrical cord is incorporated.
On the outer surface of the case constituting the signal processing unit is an optical displacement sensor in which a display unit for performing various displays and an operation unit for giving various operation commands and the like are arranged,
The operation part includes a push button for timing instructions,
The processing device has a function of generating a timing signal equivalent to the timing signal from the timing input line included in the second electric cord in response to the operation of the push button for timing instruction. Optical displacement sensor.

It is connected to the sensor head unit via the first electric cord, and the second electric cord including various input lines and various output lines is drawn out separately.
In the case, measurement processing is executed based on the electric signal coming from the sensor head unit via the first electric cord, and the magnitude determination output value between the measurement value and the threshold value and / or the linear output value is set. On the other hand, there is a built-in processing device that executes the corresponding functional processing based on various inputs coming via the second electrical cord,
On the outer surface of the case is a signal processing unit for an optical displacement sensor, in which a display unit for performing various displays and an operation unit for giving various operation commands are arranged,
The operation part includes a push button for timing instructions,
The processing device incorporates a function for generating a timing signal equivalent to the timing signal from the timing input line included in the second electrical cord in response to the operation of the push button for timing instruction. Optical displacement sensor signal processing unit.