JP4175240B2 - 検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、検出装置に係り、特に光電センサ、高周波形近接センサ、或いは静電容量形近接センサ等、物体の近接を検出するに好適な検出装置に関する。

工業用途に用いられる検出装置としては、例えば物体の近接を検出する光電センサ、高周波形近接センサや静電容量形近接センサ等、或いは溶液の濁度を検出する濁度センサ等の他、温度、湿度、磁気等の種々の物理量を検出するものがある。例えば光電センサは、投光器と受光器とを備えた検出装置であって、透過形と反射形とに大別することができる。透過形の光電センサは、基本的には投光器（投光部）と受光器（受光部）とを所定の距離を隔てて対峙させた構成をとっている。そして、投光器と受光器との間に形成された光路内に物体が侵入したとき、この物体により光が遮られることによって生じる前記受光器での受光量（検出量）の変化を検出して物体の近接を検出するものである。

一方、反射形の光電センサは、投光器（投光部）と受光器（受光部）とを、その光軸方向を揃えて並べて設けた構成をとり、投光器から発した光が物体によって反射した反射光を受光器にて検出することで物体の検出を行うように構成されている。即ち、反射形の光電センサは、光軸上に物体が存在しないときには物体による反射光がなくなり、また光軸上に物体が存在する場合には、物体までの距離に応じた強度の反射光が受光されることを利用して物体検出を行うものである。

光電センサは、このように投光器と受光器との間に形成される光路内の光学的状態を、上記受光器による受光量（検出量）の変化として検出する検出装置であって、物体の近接検出や物体判定等の各種の用途に利用されている。具体的に光電センサは、予め定められた設定値（閾値）と受光量とを比較し、設定値と受光量とのレベル差によって投光器と受光器との間の物体の有無を判定して二値出力する光電スイッチとして用いられる。この種の光電スイッチにおいては、物体の有無を判別する閾値の設定が重要である。

一般には、受光レベルのピーク値とボトム値とをそれぞれ保持し、この保持したピーク値とボトム値との平均値を閾値として設定することがなされている（例えば、特許文献１を参照）。
特開平９−１６７９５１号公報

しかしながら上述した検出装置、例えば物体の有無を検出する光電スイッチにあっては、物体の有無を判別する受光レベルの閾値の設定を誤ると物体の検出に誤りを生ずるという問題があった。具体的には図９に示すように光電センサの受光器（検出部）が出力した検出信号の検出レベルの最大値（ピーク値）と最小値（ボトム値）との平均値を閾値として設定した場合、検出信号のレベルによっては、物体が存在しないのに物体があるものとして誤検出したり、逆に物体がないにも拘わらず物体があるものとして誤検出するという懸念があった。

また上述した従来の検出装置において、検出対象物体をコンベアに載せて順次搬送する場合であって、検出対象物を光電スイッチの検出対象領域内に停止させることができないような場合、光電スイッチの表示部からピーク値とボトム値とをそれぞれ得ることはできるものの、検出条件の変化に伴って検出信号のピーク値またはボトム値が変化しても、先に検出したピーク値を下回るピーク値、或いは先に検出したボトム値を上回るボトム値に関しては、その値を得ることができない。これ故、適切な閾値であるかどうかの判定ができないという問題があった。

そこで一般には、予め複数の何点かの検査対象物による光電スイッチの検出状態の確認を行い、誤検出しないかどうかを検証する必要があり、閾値設定が煩雑になるという問題があった。また検査対象物の形状、表面加工等が変更された場合、その都度光電スイッチの検出状態を確認する必要があり、効率的なセンシングができないという問題もある。
本発明は、このような従来の事情に対処してなされたものであり、その目的は検出装置において適切な閾値を設定することが容易に行うことができ、検出対象物の素性によって変化する検出信号増加側のピーク値の最小値、或いは検出信号減少側のボトム値の最大値を容易に確認することができると共に、ピーク値またはボトム値のそれぞれの検出レベルが不安定な場合であっても適切な閾値設定が可能な検出装置を提供することにある。

上述した目的を達成するため、本発明に係る検出装置は、所定の計測条件下における検出器が出力した検出信号の検出レベルを基準値として該検出レベルの所定の検出条件となる閾値を設定する閾値設定手段と、前記検出器による検出レベルを前記閾値と比較して検知信号を出力する比較器とを具備した検出装置であって、
前記閾値を超えた上記検出レベルの極大値および前記閾値を下回る上記検出レベルの極小値をそれぞれ逐次検出する極値検出部と、
この極値検出部が検出した上記極大値および極小値をそれぞれ保持する記憶部と、
この記憶部に保持された極大値より前記極値検出部が検出した極大値が小さいとき、または上記記憶部に保持された極小値より前記極値検出部が検出した極小値が大きいとき、前記記憶部に保持された極大値または極小値をそれぞれ上記極値検出部が検出した極大値または極小値に更新する更新手段と、
前記記憶部に保持された極大値または極小値をそれぞれ表示する表示部と
を備えることを特徴としている。

このため閾値を上回った極大値のうち最小の値をとる極大値をピーク値とし、閾値を下回った極小値のうち最大の値をボトム値として表示させることができ、これらの値を用いることにより、検出レベルの基準値となる閾値の設定を適切に設定することが可能となる。つまり、前記表示部が出力する極大値および極小値は、前記検出器の検出信号の検出レベルの基準となる閾値を設定する参考値とすることができる。

好ましくは、前記記憶部は、前記検出レベルの前記極大値および前記極小値の履歴をそれぞれ保持するものとして構成することが望ましい。
このため、記憶部に保持された極大値および極小値の履歴情報から検出レベルの極大値および極小値の傾向や、ばらつきの状態、平均値等の各種統計情報を得ることができる。
具体的に本発明に係る検出装置における前記検出器は、請求項４に記載するように所定の光路を形成する投光器および受光器を備え、上記投光器から発した光またはその反射光を前記受光器にて受光してその検出レベルから上記光路内の光学的条件を検出する光電センサとして構成される。

このように、本発明に係る検出装置においては、検出器が出力する検出信号のうち所定の閾値を上回る検出信号の検出レベルの極大値および該閾値を下回る上記検出レベルの極小値とをそれぞれ検出して記憶部に保持するとともに、この極大値のうち最小レベルの検出信号および極小値のうち最大レベルの検出信号を履歴として残しつつ、表示することができるので極大値と極小値とのレベル差が少なく、それぞれの状態レベルが不安定な場合であっても極大値および極小値を用いることによって適切な閾値設定を行うことができる。また、上述した極大値および極小値の履歴情報を用いることにより、検出信号の増加側あるいは減少側のいずれの検出信号に、ばらつきが多いかということも判断することができ、閾値として設定すべき検出レベルを適切に判断することが可能となる。また、この閾値と極大値および極小値を履歴情報として保持しているので、例えば製造品の検査工程に本発明に係る検出装置を適用した場合、これら履歴情報を検査情報として活用することが可能となる等実用上多大なる効果を奏する。

以下、本発明に係る検出装置の一実施形態に関し、物体の有無（近接）を検出する光電センサを例示して図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る検出装置であって、光電センサの概略構成を示すものである。この図において１は、例えば波長６６０nmのレーザ光を発光する発光ダイオード（ＬＥＤ）からなる投光器、２は上記レーザ光を、直接或いはその反射光を受光するフォトダイオード（ＰＤ）からなる受光器である。これらの投光器１および受光器２は、透過形の光電センサを構成するものであってもよく、或いは反射形の光電センサを構成するものであってもよい。尚、ここでは投光器１から所定の物体検出対象領域に対して光を直接投射すると共に、受光器２は、上記物体検出対象領域に存在する検出対象物によって投光器１が発する光の反射光を受光して検出対象物の有無を判定する反射形の光電センサについて説明する。

この光電センサに用いられる受光器２は、受光した光の強度（受光量）に応じたレベルの信号を出力するものである。この受光器２を備えた光電センサは、例えば検出対象領域に図示しない搬送機構を用いて検出対象物を横切らせることによって、受光器２の検出レベルＲの変化を捉えて検出対象物の有無を判定するようになっている。つまり、図９に示すように検出対象物が検出対象領域に到達すると、該検出対象物によって投光器１から発したレーザ光が反射されて受光器２に到達する光が徐々に増加する。すると受光器２の検出レベルＲも徐々に増加する。そして検出対象物が検出対象領域の略中央部に到達すると、その反射光量は最大となり、受光器２の検出レベルＲも最大になる。その後、出力レベルＲは、検出対象物の移動に伴って、該検出対象物が検出対象領域から離れていくと、この検出対象物による反射光量が減少するので徐々に減少する。このように検出対象物が検出対象領域にある場合は、検出レベルＲの変化は最大の値、すなわち極大値をもつことになる。逆に検出対象物が検出対象領域にない場合は、検出レベルＲの変化は最小の値、すなわち極小値をもつことになる。

ところで受光器２から出力された出力信号（検出レベル）は、図示しない周波数選別フィルタ等を含む前置増幅器（ヘッドアンプ）を介して増幅された後、Ａ／Ｄ変換器３を介してディジタル変換されてマイクロコンピュータ等の制御部４を含む信号処理回路５に、例えば２００μs毎に取り込まれる。この信号処理回路５は、閾値設定部６に設定された閾値ＳＨと、前記Ａ／Ｄ変換器３から与えられる前記受光器２による検出レベルＲとを比較して、前記検出対象領域における物体の有無を示す判定信号を出力するレベル判定器（比較器）７を備えて構成される。そして、このレベル判定器（比較器）７による判定信号が光電センサの検出信号として外部出力されるようになっている。

ちなみに閾値設定部６に設定される閾値ＳＨには、詳細は後述するが反射形の光電センサの場合、検出対象物が検出対象領域を通過したときに該検出対象物によって反射される光量（反射光量）が所定量（閾値）を上回ったかどうかで物体を検出する検出判定レベルの基準値が設定される。
信号処理回路５には、Ａ／Ｄ変換器３が出力する検出レベルＲが閾値設定部６に設定された閾値ＳＨを上回ったレベルにあるとき、且つＡ／Ｄ変換器３から出力された検出信号に極大値が含まれているとき、この極大値を保持するピーク値ホールド部８ａが設けられている。また信号処理回路５には、Ａ／Ｄ変換器３が出力する検出レベルＲが閾値設定部６に設定された閾値ＳＨを下回ったレベルにあるとき、且つＡ／Ｄ変換器３から出力された検出信号に極小値が含まれているとき、この極小値を保持するボトム値ホールド部８ｂが設けられている。これらのホールド部８ａ，８ｂは、検出レベルＲ中の極大値および極小値をそれぞれ検出する極値検出部の役割を担っている。

信号処理回路５には、ピーク値ホールド部８ａおよびボトム値ホールド部８ｂがそれぞれ保持した値を保持するピーク値記憶部９ａおよびボトム値記憶部９ｂからなる記憶部９がそれぞれ設けられている。この記憶部９は、詳細は後述するがピーク値ホールド部８ａおよびボトム値ホールド部８ｂがそれぞれ保持した値（極大値および極小値）を保持するようになっている。

信号処理回路５には、ピーク値ホールド部８ａが保持した極大値とピーク値記憶部９ａに保持された極大値のそれぞれの値を比較するピーク値比較部１０ａおよびボトム値ホールド部８ｂが保持した極小値とボトム値記憶部９ｂに保持された極小値のそれぞれの値を比較するボトム値比較部１０ｂとが設けられている。また信号処理回路５には、ピーク値記憶部９ａおよびボトム値記憶部９ｂにそれぞれ保持された極大値および極小値をそれぞれ表示するピーク値表示部１１ａおよびボトム値表示部１１ｂが設けられている。

このように構成された本発明に係る検出装置が特徴とするところは、閾値設定部６に設定した閾値を超えた検出信号に含まれる極大値のうち、最小の検出レベルの極大値を記憶部９に保持する点、閾値設定部に設定した閾値を下回る検出信号に含まれる極小値のうち、最大の検出レベルの極小値を記憶部９に保持する点にある。
つまり、ピーク値ホールド部８ａは、検出信号の検出レベルＲが閾値設定部６に設定した閾値を上回っているとき、この閾値より高いレベルの検出信号に含まれる極大値を検出する。そして、この極大値をピーク値記憶部９ａに保持させる。次いで、ピーク値ホールド部８ａは、再び検出信号の検出レベルＲが閾値設定部６に設定した閾値を上回った検出信号に含まれる極大値を検出する。このときピーク値比較部１０ａは、ピーク値ホールド部８ａが保持した最新の極大値と、ピーク値記憶部９ａに保持されている前回の極大値とをそれぞれ比較する。そして制御部４は、最新の極大値が前回の極大値より下回っているとき、ピーク値記憶部９ａに保持されている極大値を最新の極大値に更新する（更新手段）。そして、この更新された極大値（ピーク値）は、ピーク値表示部１１ａにより表示されるようになっている。

一方、ボトム値ホールド部８ｂは、検出信号の検出レベルＲが閾値設定部６に設定した閾値を下回っているとき、この閾値より低いレベルの検出信号に含まれる極小値を検出する。そして、この極小値をボトム値記憶部９ｂに保持させる。次いで、ボトム値ホールド部８ｂは、再び検出信号の検出レベルＲが閾値設定部６に設定した閾値を下回った検出信号に含まれる極大値を検出する。このときボトム値比較部１０ｂは、ボトム値ホールド部８ｂが保持した最新の極小値と、ボトム値記憶部９ｂに保持されている前回の極小値とをそれぞれ比較する。そして制御部４は、最新の極小値が前回の極小値より上回っているとき、ボトム値記憶部９ｂに保持されている極小値を最新の極小値に更新する（更新手段）。そして、この更新された極小値（ボトム値）は、ボトム値表示部１１ｂにより表示されるようになっている。

このような特徴ある本発明に係る検出装置の一実施形態に関し、物体の有無（近接）を検出する光電センサの作動を示す図２のフローチャートを参照しながら説明する。ちなみに閾値設定部６には、被検出物を有無を検出する検出信号の検出レベルＲの閾値として仮の閾値（ピーク値）ＳＨを予め設定してあるものとする。
まず信号処理回路５の制御部４は、カウンタ変数ＸおよびＹをそれぞれ１に、ピーク値記憶部９ａに保持するピーク値の変数Ｐ（１）に検出信号の検出レベルＲの最大値、ボトム値記憶部９ｂに保持するボトム値の変数Ｂ（１）に検出信号の検出レベルＲの最小値を設定して変数の初期化を行う［ステップＳ１］。ちなみにピーク値記憶部９ａおよびボトム値記憶部９ｂは、例えば後述するような配列変数等の構成をとっている。

そしてピーク値ホールド部８ａおよびボトム値ホールド部８ｂは、それぞれ検出信号の検出レベルＲと閾値設定部６に設定された仮閾値ＳＨとを比較する［ステップＳ２］。ステップＳ２で検出信号の検出レベルＲが閾値設定部６に設定された仮閾値ＳＨより大きいとき、ピーク値ホールド部８ａは、この検出信号に含まれる極大値を検出して変数Ｐに取り込む［ステップＳ３］。次いでピーク値比較部１０ａは、ピーク値ホールド部が取り込んだ極大値Ｐとピーク値記憶部９ａの配列変数Ｐ（Ｘ）とを比較する［ステップＳ４］。ピーク値比較部１０ａは、ステップＳ４でピーク値ホールド部８ａが取り込んだ極大値Ｐがピーク値記憶部９ａの配列変数Ｐ（Ｘ）より小さいと判定したときは、この取り込んだ極大値Ｐをピーク値記憶部９ａの配列変数Ｐ（Ｘ）に保持する［ステップＳ５］。そしてこの記憶された極大値は、ピーク値表示部１１ａにより表示される［ステップＳ６］。次いで制御部４は、次の極大値を取り込むべく配列変数のカウンタ変数Ｘをインクリメントして［ステップＳ７］、ステップＳ２に戻る。また、ステップＳ４でピーク値比較部１０ａは、ピーク値ホールド部８ａが取り込んだ極大値Ｐがピーク値記憶部９ａの配列変数Ｐ（Ｘ）以上の値であると判定したとき、次の極大値を取り込むべくステップＳ２に戻る。

一方、ボトム値ホールド部８ｂは、ステップＳ２で検出信号の検出レベルＲの値が閾値設定部６に設定された仮閾値ＳＨより小さいとき、この検出信号に含まれる極小値を検出して変数Ｂに取り込む［ステップＳ８］。次いでボトム値比較部１０ｂは、ボトム値ホールド部８ｂが取り込んだ極小値Ｂとボトム値記憶部９ｂの配列変数Ｂ（Ｘ）とを比較する［ステップＳ９］。ボトム値比較部１０ｂは、ステップＳ９でボトム値ホールド部８ｂが取り込んだ極小値Ｂがボトム値記憶部９ｂの配列変数Ｂ（Ｘ）より大きいと判定したときは、この取り込んだ極小値Ｂをボトム値記憶部９ｂの配列変数Ｂ（Ｘ）に保持する［ステップＳ１０］。そして、この記憶された極小値は、ボトム値表示部１１ｂにより表示される［ステップＳ１１］。次いで制御部４は、次の極小値を取り込むべく配列変数のカウンタ変数Ｙをインクリメントして［ステップＳ１２］、ステップＳ２に戻る。また、ステップＳ９でボトム値比較部１０ｂは、ボトム値ホールド部８ｂが取り込んだ極小値Ｂがボトム値記憶部９ｂの配列変数Ｂ（Ｘ）以下の値であると判定したとき、次の極小値を取り込むべくステップＳ２に戻る。

尚、ステップＳ２で検出信号の検出レベルＲと仮閾値ＳＨの値が等しい場合、受光器２によって取り込まれる検出レベルＲの変化を待つ［ステップＳ２］。
このような手順に従って作動する本発明に係る検出装置について、具体例を挙げて説明する。ここでは、理解を容易にするために極大値を検出するアルゴリズムと極小値の検出するアルゴリズムとに分けて説明する。尚、Ａ／Ｄ変換器３が出力する検出信号の検出レベルＲは、［０〜１００］の範囲の値をとるものとして、閾値設定部６には仮閾値ＳＨとして［５０］を設定したものとする。したがって、上述したフローチャートのステップＳ１において配列変数Ｐ（１）には検出レベルＲが取り得る最大値として［１００］が、配列変数Ｂ（１）には、検出レベルＲが取り得る最小値として［０］がそれぞれ代入されて変数の初期化がなされる。

さて、検出レベルＲが、図３に示すように仮閾値ＳＨ＝［５０］を超えて最初の検出レベルＲの極大値が［９２］になったとする。このときピーク値ホールド部８ａは、上述したようにステップＳ３で変数Ｐに極大値［９２］を取り込む。この極大値Ｐ＝［９２］は、配列変数で初期化されたＰ（１）＝［１００］より小さいので、ピーク値ホールド部８ａが保持した極大値Ｐは、ステップＳ５でピーク値記憶部９ａに記憶され、この値がピーク値表示部１１ａにより表示される。そして制御部４は、ステップＳ７でカウンタ変数ＸをインクリメントしてＸ＝［２］にする。

次にピーク値ホールド部８ａは、検出信号に含まれる次の極大値を検出する。ちなみに検出信号が、図３に示すような検出レベルＲの変化をとった場合、次の極大値Ｐは、［８７］となる。この値は、ピーク値記憶部９ａの配列変数Ｐ（１）より小さな値である。したがって、この極大値ＰはステップＳ５において、ピーク値記憶部９ａの配列変数Ｐ（２）に保持されると共に、ピーク値表示部１１ａによって表示される。そして制御部４は、ステップＳ７でカウンタ変数をインクリメントしてＸ＝［３］にする。

その後、同様にピーク値ホールド部８ａは、検出信号に含まれる次の極大値を検出する。このとき図３に示すように極大値Ｐが［９６］であった場合、前回検出した極大値［８７］より大きな値である。このため制御部４は、ステップＳ４で極大値Ｐが、ピーク値記憶部９ａに保持された前回の極大値より大きいと判断して、次の極大値の検出に備える。そうして、ピーク値ホールド部８ａは、検出信号に含まれる次の極大値を検出する。このとき図３に示すように極大値Ｐが［８２］であった場合、前回検出した極大値［８７］より小さな値である。したがって、この極大値ＰはステップＳ５において、ピーク値記憶部９ａの配列変数Ｐ（３）に保持されると共に、ピーク値表示部１１ａによって表示される。そして制御部４は、ステップＳ７でカウンタ変数Ｘをインクリメントして、次の極大値の検出を行う。

ちなみにこのようにしてピーク値記憶部９ａに保持された極大値は、例えば図４に示すようなテーブル形式の配列変数として保持される。
次に本発明に係る検出装置について極小値の検出を行うアルゴリズムについて説明する。
まずＡ／Ｄ変換器３が出力する検出信号の検出レベルＲが、図５に示すように仮閾値ＳＨ＝［５０］を下回り最初の極小値が［２５］になったとする。このときボトム値ホールド部８ｂは、上述したようにステップＳ８で変数Ｐに極小値［２５］を取り込む。この極小値Ｂ＝［２５］は、配列変数で初期化されたＢ（１）＝［０］より大きいので、ステップＳ１０でボトム値記憶部９ｂに記憶されてボトム値表示部１１ｂにより表示される。そして制御部４は、ステップＳ１２でカウンタ変数ＹをインクリメントしてＹ＝［２］にする。

次にボトム値ホールド部８ｂは、検出信号に含まれる次の極小値を検出する。ちなみに図５に示すような検出レベルＲの変化をとった場合、次の極小値Ｂは、［４０］となる。この値は、ボトム値記憶部９ｂの配列変数Ｂ（１）より大きな値である。したがって、この極小値ＢはステップＳ１０において、ボトム値記憶部９ｂの配列変数Ｂ（２）に保持されると共に、ボトム値表示部１１ｂによって表示される。そして制御部４は、ステップＳ１２でカウンタ変数をインクリメントしてＹ＝［３］にする。

その後、同様にボトム値ホールド部８ｂは、検出信号に含まれる次の極小値を検出する。このとき図５に示すように極小値Ｂが［２０］であった場合、前回検出した極小値［４０］より小さな値である。このため制御部４はステップＳ９でボトム値ホールド部８ｂに保持された極小値Ｂが、ボトム値記憶部９ｂに保持された前回の極小値より小さいと判断して、次の極小値の検出に備える。そうしてボトム値ホールド部８ｂは、検出信号に含まれる次の極小値を検出する。このとき図５に示すように極小値Ｂが［４８］であった場合、前回検出した極小値［４０］より大きな値である。したがって、この極小値ＢはステップＳ１０において、ボトム値記憶部９ｂの配列変数Ｂ（３）に保持されると共に、ボトム値表示部１１ｂによって表示される。そして制御部４は、ステップＳ１２でカウンタ変数Ｙをインクリメントして、次の極小値の検出を行う。

ちなみにこのようにしてボトム値記憶部９ｂに保持された極小値は、例えば図６に示すようなテーブル形式の配列変数として保持される。
かくしてこのように構成された本発明に係る検出装置は、ホールド部（極値検出部）８によって閾値設定部６に設定された閾値を超えた検出レベルの極大値および前記閾値を下回る上記検出レベルの極小値とをそれぞれ検出して保持すると共に、これらの極値（極大値および極小値）を記憶部９に保持するようになっている。そして、この記憶部９に保持された極大値より前記極値検出部が検出した極大値が小さいとき、または記憶部９に保持された極小値より前記極値検出部が検出した極小値が大きいとき、制御部４は、前記記憶部に保持された極大値または極小値をそれぞれ上記極値検出部が検出した極大値または極小値に更新する。そしてこの更新された極大値および極小値は、表示部１１により表示される。つまり、閾値を上回った極大値のうち最小の値をとる極大値をピーク値とし、閾値を下回った極小値のうち最大の値をボトム値として表示部１１に表示させることができ、これらの値を参照して、検出レベルの基準値となる閾値を閾値設定部６に適切に設定することが可能となる。

また記憶部９には、検出信号の検出レベルＲの極大値および極小値の情報が履歴として保持されるので、記憶部９に保持されたこれら極大値および極小値の履歴情報から検出レベルＲの極大値および極小値の傾向や、ばらつきの状態、平均値等の各種統計情報を算出することができる。
ちなみに上述した表示部１１のほか、特に図示しないが検出装置に端末装置（例えばパソコンや可搬形のハンディターミナル）を近接させ、または通信線を接続することによって閾値設定部６の閾値設定を行ったり、記憶部９に保持された極大値および極小値の表示させたりするようにしてもよい。このようにすることにより、記憶部９に保持された極大値および極小値の履歴情報を例えばパソコンに搭載したアプリケーションソフトにより解析し、適切な閾値情報の算出を行わせることで、該検出装置の閾値設定部６に適切な閾値を設定することが容易に行うことができるようになる。

尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、図７に示すように被検出物の近接にともなう電磁誘導作用によって発振回路に流れる電流が変化することを利用した高周波形（誘導形）近接センサについても適用することが可能である。この高周波形（誘導形）近接センサは、高周波発振回路の一部を構成する検出用コイルＬを備えて構成されたものであり、検出用コイルＬの近傍に導電性の検出対象物Ｓ（例えば金属）が存在または接近すると、電磁誘導作用により該検出用コイルＬの内部抵抗成分や自己インダクタンス成分が変化することを利用した検出装置である。この高周波形近接センサの発振回路は、検出用コイルＬと並列に接続されたコンデンサＣとの間でＬＣ並列共振回路を形成し、発振器１２により発振駆動されるようになっている。

また発振器１２の出力は、次段の検波回路１３の入力信号として相応しいレベルになるよう増幅されて出力される。この検波回路１３から出力されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器３により高周波信号のレベルに相当するディジタル信号（受信レベル）に変換されて信号処理回路５に与えられている。
このように構成された高周波形（誘導形）近接センサは、原理的には検出用コイルＬに近接した検出対象物Ｓの有無を、検出用コイルＬの内部抵抗成分の変化、即ち、検出用コイルＬのＱの変化として捉えている。そして、このＱの変化は、発振器１２の振幅の変化として検出されるようになっている。

このように構成された高周波形近接センサについても、前述した光電センサと同様に、検出対象物Ｓが検出用コイルＬに近接したとき、高周波発振回路の振幅が変化するので、この振幅値を上述した実施形態の検出レベルＲとすれば、検出対象物Ｓを検出する閾値として適切な閾値を設定することが可能となる。
或いは、本発明に係る検査装置は、図８に示すように被検出物の近接に伴う静電誘導によって静電容量が変化することを利用した静電容量形近接センサに適用することが可能である。この静電容量形近接センサには、物体の近接を検出する検出用コンデンサＣと、この検出用コンデンサと共振回路を構成するコイルＬとが設けられている。そして、この検出用コンデンサＣとコイルＬとからなる共振回路を発振駆動する発振器１２が設けられている。この発振器１２の発振出力は、周波数を電圧に変換するｆ／Ｖ変換器１４により周波数に比例した電圧信号が出力されるようになっている。そうしてｆ／Ｖ変換器１４によって変換された電圧信号は、Ａ／Ｄ変換器３に与えられて、ディジタル信号に変換された後、上述した信号処理回路５に与えられる。

このように構成された静電誘導形近接センサは、原理的には検出用コンデンサＣの近傍に検出対象物（誘電体）Ｓを近接させたとき、該検出用コンデンサＣの静電容量の変化を、コイルＬとコンデンサＣとからなるＬＣ共振回路の発振周波数の変化として捉えて、物体の存在を検出するものである。この発振周波数の変化は、ｆ／Ｖ変換器１４およびＡ／Ｄ変換器３によりディジタル信号（受信レベル）に変換される。そして、このディジタル信号の値、即ちＬＣ発振回路の発振周波数が所定の周波数（閾値）になったときに、検出対象物Ｓがあるものとして検出することができる。このため閾値の設定に誤り等があった場合であっても、検出信号のレベルの極大値および極小値の履歴情報を参照することで、検出誤差を生じない適切な閾値を設定することが可能となる。

その他、本発明に係る検出装置はその要旨を逸脱しない範囲において各種センサに適用することができる。

本発明の一実施形態に係る光電センサの構成を示すブロック図。 本発明の一実施形態に係る検出装置の極値（極大値および極小値）を検出するアルゴリズムを示すフローチャート。 図１に示す光電センサの検出器が出力する検出信号の検出レベルの一例を示すグラフ。 図２に示す検出信号の検出レベルの極大値を保持する記憶部の変数構造（配列変数）の一例を示す図。 図１に示す光電センサの検出器が出力する検出信号の検出レベルの一例を示す図。 図２に示す検出信号の検出レベルの極小値を保持する記憶部の変数構造（配列変数）の一例を示す図。 高周波信号を用いた高周波形近接センサの概略構成を示すブロック図。 静電誘導現象を利用した静電容量形近接センサの概略構成を示すブロック図。 一般的な検出器の検出信号の検出レベルの変化を示すグラフ。

符号の説明

１ 投光器
２ 受光器
３ Ａ／Ｄ変換器
４ 制御部
５ 信号処理回路
６ 閾値設定部
７ 比較部
８ ホールド部
８ａ ピーク値ホールド部
８ｂ ボトム値ホールド部
９ 記憶部
９ａ ピーク値記憶部
９ｂ ボトム値記憶部
１０ 比較部
１０ａ ピーク値比較部
１０ｂ ボトム値比較部
１１ 表示部
１１ａ ピーク値表示部
１１ｂ ボトム値表示部

Claims (4)

1. 所定の計測条件下における検出器が出力した検出信号の検出レベルを基準値として該検出レベルの所定の検出条件となる閾値を設定する閾値設定手段と、前記検出器による検出レベルを前記閾値と比較して検知信号を出力する比較器とを具備した検出装置であって、
   前記閾値を超えた上記検出レベルの極大値および前記閾値を下回る上記検出レベルの極小値をそれぞれ逐次検出する極値検出部と、
   この極値検出部が検出した上記極大値および極小値をそれぞれ保持する記憶部と、
   この記憶部に保持された極大値より前記極値検出部が検出した極大値が小さいとき、または上記記憶部に保持された極小値より前記極値検出部が検出した極小値が大きいとき、前記記憶部に保持された極大値または極小値をそれぞれ上記極値検出部が検出した極大値または極小値に更新する更新手段と、
   前記記憶部に保持された極大値または極小値をそれぞれ表示する表示部と
   を備えることを特徴とする検出装置。
2. 前記表示部が出力する極大値および極小値は、前記検出器の検出信号の検出レベルの基準となる閾値を設定する参考値となるものである請求項１に記載の検出装置。
3. 前記記憶部は、前記検出レベルの前記極大値および前記極小値の履歴をそれぞれ保持するものである請求項１に記載の検出装置。
4. 前記検出器は、所定の光路を形成する投光器および受光器を備え、上記投光器から発した光またはその反射光を前記受光器にて受光してその検出レベルから上記光路内の光学的条件を検出する光電センサである請求項１に記載の検出装置。

Images