JP4266182B2 - Photoelectric switch - Google Patents

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Description

本発明は、対象物を検出するための光電スイッチに関する。   The present invention relates to a photoelectric switch for detecting an object.

従来より、検知領域に光を投射しその反射光または透過光を検出することにより対象物の有無を検出する光電スイッチが用いられている。   Conventionally, a photoelectric switch that detects the presence or absence of an object by projecting light onto a detection region and detecting the reflected light or transmitted light has been used.

上記の光電スイッチは、一般に赤色の光を投射する光源を有している。また、赤色の光のみでは対象物と背景との受光量差が小さく検出が困難な場合があり、その場合には、緑色の光を投射する光源を有する光電スイッチまたは青色の光を投射する光源を有する光電スイッチが用いられている。   The photoelectric switch generally has a light source that projects red light. In addition, there may be a case where detection of red light alone has a small difference in the amount of received light between the object and the background, making detection difficult. In this case, a photoelectric switch having a light source that projects green light or a light source that projects blue light The photoelectric switch which has is used.

一方、赤色の光、緑色の光および青色の光を投射する光源を有し、これらの光源の光を順次検知領域に投射しその反射光または透過光を検出することにより対象物の有無を検出する色識別装置が用いられている(例えば、特許文献1参照)。   On the other hand, it has a light source that projects red light, green light, and blue light, and detects the presence or absence of an object by sequentially projecting the light of these light sources onto the detection area and detecting the reflected or transmitted light A color identification device is used (see, for example, Patent Document 1).

上記の色識別装置では、受光された反射光または透過光に関する情報に基づいて赤色の光、緑色の光および青色の光(以下、3色の光と呼ぶ)の受光量の総和が算出される。算出された受光量の総和と、ティーチング処理により予め設定したしきい値とを比較することにより、所定の色を有する対象物が検出される。
特開2000−121440号公報
In the above-described color identification device, the sum of received light amounts of red light, green light, and blue light (hereinafter referred to as three colors of light) is calculated based on information about the received reflected light or transmitted light. . An object having a predetermined color is detected by comparing the calculated sum of received light amounts with a threshold value preset by teaching processing.
JP 2000-121440 A

単一の波長の光のみを対象物に投射する光電スイッチの場合、検出すべき対象物の色によっては、対象物の色が背景の色と異なるにもかかわらず、検出に十分な受光量差を得られない場合がある。その結果、対象物の検出精度が低くなる。   In the case of a photoelectric switch that projects only light of a single wavelength onto an object, the difference in the amount of received light that is sufficient for detection, depending on the color of the object to be detected, even though the object color is different from the background color You may not get. As a result, the detection accuracy of the object is lowered.

一方、色識別装置による対象物の検出処理では、まず、検知領域に対象物がある場合の3色の光の受光量と、検知領域に対象物がない場合の3色の光の受光量との差が3色の光ごとに受光量差として算出される。この場合、受光量差は正の値または負の値を有する。   On the other hand, in the object detection process by the color identification device, first, the amount of received light of three colors when there is an object in the detection region, and the amount of received light of three colors when there is no object in the detection region, Is calculated as a difference in received light amount for each of the three colors of light. In this case, the difference in received light amount has a positive value or a negative value.

そして、3色の光ごとに算出された受光量差の合計が受光量総和として算出される。この算出された受光量総和およびティーチング処理により予め設定されたしきい値に基づいて所定の色を有する対象物の有無が判定される。   Then, the sum of the received light amount differences calculated for the three colors of light is calculated as the received light amount sum. The presence / absence of an object having a predetermined color is determined based on the calculated total amount of received light and a threshold value preset by teaching processing.

しかしながら、例えば正の値を有する2色の受光量差の合計と負の値を有する1色の受光量差との総和である受光量総和が0に近くなる場合がある。その結果、対象物の検出精度が低くなる。   However, for example, the total received light amount, which is the sum of the received light amount difference of two colors having a positive value and the received light amount difference of one color having a negative value, may be close to zero. As a result, the detection accuracy of the object is lowered.

本発明の目的は、所定の色を有する対象物を高精度かつ容易に検出することができる光電スイッチを提供することである。   An object of the present invention is to provide a photoelectric switch capable of easily detecting an object having a predetermined color with high accuracy.

本発明に係る光電スイッチは、検出領域に光を投射するとともに帰還光を受光し、対象物の検出のためのしきい値および受光量に基づいて対象物を検出する光電スイッチであって、異なる複数の波長を有する光を投射する複数の光源と、各波長の光に基づく帰還光を受光する受光素子と、各波長の光ごとに受光素子により得られる受光量に基づく受光量情報を生成する情報生成手段と、第1のティーチング時に、検出領域が第1の状態にある場合に情報生成手段により生成される複数の波長の光に対応する複数の受光量情報と、検出領域が第2の状態にある場合に情報生成手段により生成される複数の波長の光に対応する複数の受光量情報との大小関係に基づいて複数の光源のうち一つまたは複数の光源を選択する選択手段と、第2のティーチング時に、選択手段により選択された一つまたは複数の光源に対応する一つまたは複数の受光量情報に基づいてしきい値を設定する設定手段と、対象物の検出動作時に、選択手段により選択された一つまたは複数の光源に対応する一つまたは複数の受光量情報および設定手段により設定されたしきい値に基づいて対象物の検出状態を判定する判定手段とを備えたものである。   A photoelectric switch according to the present invention is a photoelectric switch that projects light onto a detection region and receives feedback light, and detects an object based on a threshold value and an amount of received light for detecting the object, and is different. A plurality of light sources that project light having a plurality of wavelengths, a light receiving element that receives feedback light based on the light of each wavelength, and light reception amount information based on the light reception amount obtained by the light receiving element for each wavelength of light are generated. The information generation means, a plurality of received light amount information corresponding to light of a plurality of wavelengths generated by the information generation means when the detection area is in the first state at the first teaching, and the detection area is the second A selection unit that selects one or a plurality of light sources among a plurality of light sources based on a magnitude relationship with a plurality of received light amount information corresponding to light of a plurality of wavelengths generated by the information generation unit when in a state; Second tee Setting means for setting a threshold value based on one or a plurality of received light quantity information corresponding to one or a plurality of light sources selected by the selection means at the time of selection, and selection by the selection means during the object detection operation Determination means for determining the detection state of the object based on one or a plurality of received light amount information corresponding to the one or a plurality of light sources and a threshold set by the setting means.

本発明に係る光電スイッチにおいては、第1のティーチング時には、検出領域が第1の状態にある場合に情報生成手段により生成される複数の波長の光に対応する複数の受光量情報と、検出領域が第2の状態にある場合に情報生成手段により生成される複数の波長の光に対応する複数の受光量情報との大小関係に基づいて複数の光源のうち一つまたは複数の光源が選択手段により選択される。第2のティーチング時には、選択手段により選択された一つまたは複数の光源に対応する一つまたは複数の受光量情報に基づいて対象物を検出するためのしきい値が設定手段により自動的に設定される。対象物の検出動作時には、選択手段により選択された一つまたは複数の光源に対応する一つまたは複数の受光量情報および設定手段により設定されたしきい値に基づいて対象物の検出状態が判定手段により判定される。   In the photoelectric switch according to the present invention, at the time of the first teaching, a plurality of received light amount information corresponding to a plurality of wavelengths of light generated by the information generating means when the detection region is in the first state, and the detection region When one of the plurality of light sources is in the second state, one or a plurality of light sources are selected from the plurality of light sources based on the magnitude relationship with the plurality of received light amount information corresponding to the light of the plurality of wavelengths generated by the information generating unit. Is selected. During the second teaching, the setting means automatically sets a threshold value for detecting an object based on one or more received light amount information corresponding to one or more light sources selected by the selection means. Is done. During the object detection operation, the detection state of the object is determined based on one or more received light amount information corresponding to one or more light sources selected by the selection means and a threshold set by the setting means. Determined by means.

このように、第1の状態の複数の受光量情報と第2の状態の複数の受光量情報との大小関係に基づいて一つまたは複数の光源が選択され、選択された光源を用いてしきい値の設定および対象物の検出状態の判定が行われるので、所定の色を有する対象物を高精度かつ容易に検出することができる。   As described above, one or more light sources are selected based on the magnitude relationship between the plurality of light reception amount information in the first state and the plurality of light reception amount information in the second state, and the selected light source is used. Since the threshold value is set and the detection state of the object is determined, an object having a predetermined color can be easily detected with high accuracy.

また、第1の状態の複数の受光量情報と第2の状態の複数の受光量情報との相違が明確になる一つまたは複数の光源を選択することができるので、より高精度な検出を実現することができる。   In addition, since one or a plurality of light sources that make the difference between the plurality of received light amount information in the first state and the plurality of received light amount information in the second state clear can be selected, more accurate detection can be performed. Can be realized.

選択手段は、検出領域が第1の状態にある場合に情報生成手段により生成される複数の波長の光に対応する複数の受光量情報と、検出領域が第2の状態にある場合に情報生成手段により生成される複数の波長の光に対応する複数の受光量情報との差をそれぞれ受光量情報差として算出し、正の値を有する受光量情報差の総和および負の値を有する受光量情報差の総和のうち大きな総和に対応する一つまたは複数の光源を選択してもよい。   The selection unit generates a plurality of received light amount information corresponding to light of a plurality of wavelengths generated by the information generation unit when the detection region is in the first state, and generates information when the detection region is in the second state. The difference between the received light amount information corresponding to the light of the plurality of wavelengths generated by the means is calculated as the received light amount information difference, and the total received light amount information difference having a positive value and the received light amount having a negative value One or a plurality of light sources corresponding to a large sum among the sums of information differences may be selected.

この場合、検出領域が第1の状態にある場合における複数の受光量情報と検出領域が第2の状態にある場合における複数の受光量情報との差である正の値を有する受光量情報差の総和および負の値を有する受光量情報差の総和に基づいて一つまたは複数の光源が選択される。それにより、第1の状態に対応する複数の受光量情報と第2の状態に対応する複数の受光量情報との相違が明確になる一つまたは複数の光源を選択することができるので、より高精度な対象物の検出を実現することができる。   In this case, the received light amount information difference having a positive value that is the difference between the plurality of received light amount information when the detection region is in the first state and the plurality of received light amount information when the detection region is in the second state. And one or a plurality of light sources are selected based on the sum of the received light amount information differences having a negative value. Thereby, since one or a plurality of light sources in which the difference between the plurality of received light amount information corresponding to the first state and the plurality of received light amount information corresponding to the second state becomes clear can be selected. It is possible to realize highly accurate detection of an object.

光電スイッチは、選択手段により選択された一つまたは複数の光源に対応する一つまたは複数の受光量情報を表示する第1の表示部をさらに備えてもよい。この場合、作業者は、選択手段により選択された一つまたは複数の光源に対応する一つまたは複数の受光量情報を第1の表示部により容易に認識することができる。   The photoelectric switch may further include a first display unit that displays one or more received light amount information corresponding to one or more light sources selected by the selection unit. In this case, the operator can easily recognize one or a plurality of received light amount information corresponding to the one or a plurality of light sources selected by the selection unit by the first display unit.

光電スイッチは、選択手段により選択された一つまたは複数の光源を示す第2の表示部をさらに備えてもい。この場合、作業者は、選択手段により選択された一つまたは複数の光源を第2の表示部により容易に認識することができる。   The photoelectric switch may further include a second display unit indicating one or more light sources selected by the selection unit. In this case, the operator can easily recognize one or a plurality of light sources selected by the selection unit by the second display unit.

複数の受光量情報の各々は、各波長の光の受光量であってもよい。この場合、複数の波長の光の受光量の比率が同じ値になる場合でも、所望の色を有する対象物を高精度に検出することができる。   Each of the plurality of received light amount information may be a received light amount of light of each wavelength. In this case, an object having a desired color can be detected with high accuracy even when the ratio of the amounts of received light of a plurality of wavelengths becomes the same value.

複数の受光量情報の各々は、複数の波長の光の受光量の総和に対する各波長の光の受光量の比率であってもよい。この場合、光源から対象物までの距離にかかわらず正確に検出範囲を設定することができる。   Each of the plurality of received light amount information may be a ratio of the received light amount of each wavelength with respect to the sum of the received light amounts of light of a plurality of wavelengths. In this case, the detection range can be accurately set regardless of the distance from the light source to the object.

判定手段は、選択手段により選択された一つまたは複数の光源に対応する一つまたは複数の受光量情報の総和および設定手段により設定されたしきい値に基づいて対象物の検出状態を判定してもよい。   The determining means determines the detection state of the object based on a sum of one or more received light amount information corresponding to one or more light sources selected by the selecting means and a threshold set by the setting means. May be.

この場合、所定の色を有する対象物を検出するための処理を簡素化できるとともに対象物の高精度な検出を行うことができる。   In this case, the process for detecting an object having a predetermined color can be simplified, and the object can be detected with high accuracy.

検出領域の第1の状態は、検出領域に検出されるべき色を有する対象物が存在する状態であり、検出領域の第2の状態は、検出領域に検出されるべき色を有する対象物が存在しない状態であってもよい。   The first state of the detection area is a state where an object having a color to be detected exists in the detection area, and the second state of the detection area is an object having a color to be detected in the detection area. It may be in a nonexistent state.

この場合、検出領域が第1の状態にある場合に検出されるべき色に対応する複数の受光量情報が得られ、検出領域が第2の状態にある場合に背景の色に対応する複数の受光量情報が得られる。   In this case, a plurality of received light amount information corresponding to the color to be detected when the detection region is in the first state is obtained, and a plurality of light amounts corresponding to the background color is obtained when the detection region is in the second state. Received light amount information is obtained.

本発明によれば、所定の色を有する対象物を高精度かつ容易に検出することができる。   According to the present invention, an object having a predetermined color can be easily detected with high accuracy.

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は本実施の形態に係る光電スイッチの模式図である。   FIG. 1 is a schematic diagram of a photoelectric switch according to the present embodiment.

本実施の形態に係る光電スイッチ100は、センサへッド部10、光ファイバケーブル20、電線ケーブル30、本体部40および出力ケーブル50を備える。本体部40は、設定入力部45および本体側表示部46を備える。   The photoelectric switch 100 according to the present embodiment includes a sensor head portion 10, an optical fiber cable 20, an electric cable 30, a main body portion 40, and an output cable 50. The main body unit 40 includes a setting input unit 45 and a main body side display unit 46.

図1に示すように、センサへッド部10から延びる光ファイバケーブル20および電線ケーブル30は、本体部40に接続される。本体部40から延びる出力ケーブル50は図示しない他の外部機器に接続される。   As shown in FIG. 1, the optical fiber cable 20 and the electric cable 30 extending from the sensor head portion 10 are connected to the main body portion 40. The output cable 50 extending from the main body 40 is connected to another external device (not shown).

センサへッド部10には投光光学系11および受光光学系12が設けられている。投光光学系11から出射される光Lは対象物Wで反射されることにより、受光光学系12に入射する。   The sensor head portion 10 is provided with a light projecting optical system 11 and a light receiving optical system 12. The light L emitted from the light projecting optical system 11 is reflected by the object W and enters the light receiving optical system 12.

設定入力部45は、モードキー4d、設定キー4e、上キー4fおよび下キー4gを備える。また、本体側表示部46は、出力表示灯4a、選択光源表示灯4hおよび7セグメントLED4b,4cを備える。   The setting input unit 45 includes a mode key 4d, a setting key 4e, an up key 4f, and a down key 4g. The main body side display unit 46 includes an output indicator lamp 4a, a selected light source indicator lamp 4h, and 7-segment LEDs 4b and 4c.

モードキー4dは、使用者が動作モードを変更するために用いられる。設定キー4eは、後述のティーチング処理を行う場合に用いられる。詳細については後述する。また、上キー4fおよび下キー4gは、例えば、しきい値の手動調整等に用いられる。   The mode key 4d is used by the user to change the operation mode. The setting key 4e is used when teaching processing described later is performed. Details will be described later. The upper key 4f and the lower key 4g are used for manual adjustment of a threshold value, for example.

出力表示灯4aは、対象物Wの検出状態(検出および非検出)を点灯および非点灯により表示する。本実施の形態では、4種類の色設定値に対応する4つの検出状態が表示される。   The output indicator lamp 4a displays the detection state (detection and non-detection) of the object W by lighting and non-lighting. In the present embodiment, four detection states corresponding to four types of color setting values are displayed.

7セグメントLED4bは、例えば、後述の受光量の総和を表示する。7セグメントLED4cは、後述の検出用しきい値または後述の一または複数の検出用投光素子に対応する現在の受光量を例えば、赤色の光、緑色の光および青色の光(以下、3色の光と呼ぶ)の順に表示する。現在の受光量は、現在の3色の発光に基づく反射光の受光量である。選択光源表示灯4hは、後述のティーチング処理により選択された検出用投光素子を点灯および非点灯により表示する。   The 7-segment LED 4b displays, for example, the sum of received light amounts described later. The 7-segment LED 4c has, for example, red light, green light, and blue light (hereinafter referred to as three colors) corresponding to a detection threshold described later or one or a plurality of detection light projecting elements described later. Are called in the order of light. The current amount of received light is the amount of reflected light received based on the current three colors of light emission. The selected light source indicator lamp 4h displays a detection light projecting element selected by a teaching process described later by lighting and non-lighting.

図2は本実施の形態に係る光電スイッチ100の内部構成を示すブロック図である。   FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the photoelectric switch 100 according to the present embodiment.

光電スイッチ100のセンサへッド部10は、投光光学系11、受光光学系12、受光素子13および受光回路14を備える。光電スイッチ100の本体部40は、投光制御部41、複数の投光素子42a,42b,42c、信号処理制御部43、出力回路44、設定入力部45、本体側表示部46および記憶部47を備える。   The sensor head portion 10 of the photoelectric switch 100 includes a light projecting optical system 11, a light receiving optical system 12, a light receiving element 13, and a light receiving circuit 14. The main body 40 of the photoelectric switch 100 includes a light projecting control unit 41, a plurality of light projecting elements 42a, 42b, 42c, a signal processing control unit 43, an output circuit 44, a setting input unit 45, a main body side display unit 46, and a storage unit 47. Is provided.

投光制御部41は複数の投光素子42a,42b,42cの発光動作を制御する。具体的には、複数の投光素子42a,42b,42cの各々の発光タイミングを示す投光タイミング信号STを複数の投光素子42a,42b,42cおよび信号処理制御部43に出力する。   The light projection control unit 41 controls the light emission operation of the plurality of light projecting elements 42a, 42b, and 42c. Specifically, a light projection timing signal ST indicating the light emission timing of each of the plurality of light projecting elements 42 a, 42 b, 42 c is output to the plurality of light projecting elements 42 a, 42 b, 42 c and the signal processing control unit 43.

複数の投光素子42a,42b,42cは、例えば、LED(発光ダイオード)等からなる。複数の投光素子42a,42b,42cにより発生される光Lは、光ファイバケーブル20を通じてセンサへッド部10の投光光学系11に導かれる。光ファイバケーブル20は単一の光ファイバを含む。投光素子42a,42b,42cの各々の発光色は異なる。本実施の形態では、投光素子42aは緑色の光を出射し、投光素子42bは青色の光を出射し、投光素子42cは赤色の光を出射する。   The plurality of light projecting elements 42a, 42b, 42c are, for example, LEDs (light emitting diodes). The light L generated by the plurality of light projecting elements 42 a, 42 b, 42 c is guided to the light projecting optical system 11 of the sensor head 10 through the optical fiber cable 20. The fiber optic cable 20 includes a single optical fiber. The light emitting colors of the light projecting elements 42a, 42b, and 42c are different. In the present embodiment, the light projecting element 42a emits green light, the light projecting element 42b emits blue light, and the light projecting element 42c emits red light.

投光光学系11および受光光学系12は、例えば、レンズ等により構成されている。複数の投光素子42a,42b,42cにより発生される光Lは、光ファイバケーブル20を通じて投光光学系11を通して外部に出射される。受光光学系12においては、投光光学系11により外部に出射された光Lのうち、対象物Wにより反射された光Lが入射する。   The light projecting optical system 11 and the light receiving optical system 12 are composed of, for example, lenses. The light L generated by the plurality of light projecting elements 42 a, 42 b, 42 c is emitted to the outside through the light projecting optical system 11 through the optical fiber cable 20. In the light receiving optical system 12, the light L reflected by the object W out of the light L emitted to the outside by the light projecting optical system 11 is incident.

受光光学系12に入射した光Lは、受光素子13に導かれる。受光素子13は受光量に対応する受光信号S1を生成する。   The light L incident on the light receiving optical system 12 is guided to the light receiving element 13. The light receiving element 13 generates a light receiving signal S1 corresponding to the amount of received light.

受光回路14は、受光素子13により生成された受光信号S1を増幅して電線ケーブル30を通じて本体部40の信号処理制御部43へ伝送する。   The light receiving circuit 14 amplifies the light reception signal S <b> 1 generated by the light receiving element 13 and transmits the amplified light reception signal S <b> 1 to the signal processing control unit 43 of the main body 40 through the electric wire cable 30.

信号処理制御部43は、受光信号S1に対して所定の信号処理を行い、対象物Wの検出および非検出を示す検出信号S2を出力回路44を介して外部へ出力する。信号処理制御部43は、上記所定の信号処理として、後述のティーチング処理および検出処理を行う。   The signal processing control unit 43 performs predetermined signal processing on the light reception signal S <b> 1 and outputs a detection signal S <b> 2 indicating detection and non-detection of the object W to the outside via the output circuit 44. The signal processing control unit 43 performs teaching processing and detection processing described later as the predetermined signal processing.

また、信号処理制御部43は、入力される受光信号S1および使用者による設定入力部45の操作に基づいて所定の情報を本体側表示部46に表示させる。   Further, the signal processing control unit 43 causes the main body side display unit 46 to display predetermined information based on the received light reception signal S1 and the operation of the setting input unit 45 by the user.

記憶部47は、ティーチング処理により算出されたしきい値等を記憶する。   The storage unit 47 stores a threshold value and the like calculated by teaching processing.

次に、光電スイッチ100内に設けられる投光素子42a,42b,42cについて説明する。   Next, the light projecting elements 42a, 42b, and 42c provided in the photoelectric switch 100 will be described.

図3は、センサヘッド部10内部における複数の投光素子42a,42b,42cの配置を示す模式的断面図である。   FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the arrangement of the plurality of light projecting elements 42a, 42b, 42c inside the sensor head unit 10. As shown in FIG.

図3において、ホルダ9には、投光素子42a,42b,42c、投光レンズ3および2つのダイクロイックミラー5a,5bが配設されている。投光レンズ3の前方には光ファイバケーブル20が取り付けられる。   In FIG. 3, the holder 9 is provided with light projecting elements 42a, 42b, 42c, a light projecting lens 3, and two dichroic mirrors 5a, 5b. An optical fiber cable 20 is attached in front of the light projecting lens 3.

投光素子42cはその光軸Lcが投光レンズ3の光軸Lxと平行となり、かつ、ダイクロイックミラー5a,5bによる光の屈折を考慮してややずれるように配置されている。投光素子42bはその光軸Lbが投光レンズ3の光軸Lxに対して略垂直に交差するように配置されている。投光素子42aはその光軸Laが投光レンズ3の光軸Lxに対して0度よりも大きく90度よりも小さい角度(鋭角)で交差するように配置されている。投光素子42a,42b,42cの光軸La,Lb,Lcは同一平面上に配置される。それにより、センサへッド部10そのものの薄型化が可能となる。   The light projecting element 42c is arranged such that its optical axis Lc is parallel to the optical axis Lx of the light projecting lens 3 and is slightly shifted in consideration of light refraction by the dichroic mirrors 5a and 5b. The light projecting element 42 b is arranged so that its optical axis Lb intersects the optical axis Lx of the light projecting lens 3 substantially perpendicularly. The light projecting element 42a is arranged so that its optical axis La intersects the optical axis Lx of the light projecting lens 3 at an angle (acute angle) greater than 0 degree and smaller than 90 degrees. The optical axes La, Lb, and Lc of the light projecting elements 42a, 42b, and 42c are arranged on the same plane. Thereby, the sensor head portion 10 itself can be thinned.

ダイクロイックミラー5a,5bはそれぞれ特定の波長域の光を反射し、それ以外の波長の光を透過する。本実施の形態では、ダイクロイックミラー5aは、投光素子42aの発光波長の光を反射し、それ以外の波長の光を透過する。また、ダイクロイックミラー5bは、投光素子42bの発光波長の光を反射し、それ以外の波長の光を透過する。   The dichroic mirrors 5a and 5b each reflect light in a specific wavelength range and transmit light of other wavelengths. In the present embodiment, the dichroic mirror 5a reflects light having the emission wavelength of the light projecting element 42a and transmits light having other wavelengths. The dichroic mirror 5b reflects light having the emission wavelength of the light projecting element 42b and transmits light having other wavelengths.

ダイクロイックミラー5bは、投光素子42cから出射された光を透過して投光レンズ3に導き、かつ投光素子42bから出射された光を反射して投光レンズ3に導くように配置されている。また、ダイクロイックミラー5aは、ダイクロイックミラー5bを透過した投光素子42cからの光およびダイクロイックミラー5bで反射された投光素子42bからの光を透過して投光レンズ3に導き、かつ投光素子42aから出射された光を反射して投光レンズ3に導くように配置されている。   The dichroic mirror 5b is arranged so as to transmit the light emitted from the light projecting element 42c and guide it to the light projecting lens 3, and to reflect the light emitted from the light projecting element 42b and guide it to the light projecting lens 3. Yes. The dichroic mirror 5a transmits the light from the light projecting element 42c transmitted through the dichroic mirror 5b and the light from the light projecting element 42b reflected by the dichroic mirror 5b to guide it to the light projecting lens 3, and the light projecting element. It arrange | positions so that the light radiate | emitted from 42a may be reflected and it may guide to the light projection lens 3. FIG.

投光素子42aからダイクロイックミラー5aまでの光路長およびダイクロイックミラー5aから投光レンズ3までの光路長の合計と、投光素子42bからダイクロイックミラー5bまでの光路長およびダイクロイックミラー5bから投光レンズ3までの光路長の合計と、投光素子42cから投光レンズ3までの光路長とは、光の波長を考慮してほぼ等しく設定されている。   The total of the optical path length from the light projecting element 42a to the dichroic mirror 5a and the optical path length from the dichroic mirror 5a to the light projecting lens 3, the optical path length from the light projecting element 42b to the dichroic mirror 5b, and the light projecting lens 3 from the dichroic mirror 5b. The total optical path length up to and the optical path length from the light projecting element 42c to the light projecting lens 3 are set to be approximately equal in consideration of the wavelength of light.

投光レンズ3は、投光素子42a,42b,42cからの光を光ファイバケーブル20の一方の端部に集光するように配置されている。光ファイバケーブル20は、投光レンズ3により集光された光Lを図2のセンサへッド部10の投光光学系11に導く。これにより、センサへッド部10の投光光学系11から対象物Wへ投光レンズ3により集光された光Lが出射される。   The light projecting lens 3 is disposed so as to condense light from the light projecting elements 42 a, 42 b, 42 c on one end of the optical fiber cable 20. The optical fiber cable 20 guides the light L collected by the light projecting lens 3 to the light projecting optical system 11 of the sensor head 10 in FIG. Thereby, the light L condensed by the light projecting lens 3 is emitted from the light projecting optical system 11 of the sensor head 10 to the object W.

投光素子42a,42b,42cは、図2の投光制御部41により制御される発光タイミングに応じて、時分割で順に点灯される。   The light projecting elements 42a, 42b, and 42c are sequentially turned on in a time-sharing manner according to the light emission timing controlled by the light projecting control unit 41 in FIG.

投光素子42aが点灯された場合には、投光素子42aから出射された緑色の光がダイクロイックミラー5aで反射され、投光レンズ3および図2の光ファイバケーブル20によりセンサへッド部10の投光光学系11に導かれ、検出領域に投射される。   When the light projecting element 42a is turned on, the green light emitted from the light projecting element 42a is reflected by the dichroic mirror 5a, and the sensor head 10 is reflected by the light projecting lens 3 and the optical fiber cable 20 in FIG. Are projected to the detection area.

投光素子42bが点灯された場合には、投光素子42bから出射された青色の光がダイクロイックミラー5bで反射され、反射された光がダイクロイックミラー5aを透過し、投光レンズ3および図2の光ファイバケーブル20によりセンサへッド部10の投光光学系11に導かれ、検出領域に投射される。   When the light projecting element 42b is turned on, the blue light emitted from the light projecting element 42b is reflected by the dichroic mirror 5b, and the reflected light is transmitted through the dichroic mirror 5a, so that the light projecting lens 3 and FIG. The optical fiber cable 20 guides the light to the light projecting optical system 11 of the sensor head 10 and projects it onto the detection area.

投光素子42cが点灯された場合には、投光素子42cから出射された赤色の光がダイクロイックミラー5bおよびダイクロイックミラー5aを透過し、投光レンズ3および図2の光ファイバケーブル20によりセンサへッド部10の投光光学系11に導かれ、検出領域に投射される。   When the light projecting element 42c is turned on, red light emitted from the light projecting element 42c passes through the dichroic mirror 5b and the dichroic mirror 5a, and is sent to the sensor by the light projecting lens 3 and the optical fiber cable 20 in FIG. The light is guided to the light projecting optical system 11 of the head unit 10 and projected onto the detection area.

検出領域に対象物Wが存在する場合、対象物Wから反射する光Lが受光光学系12を介して受光素子13に導かれる。受光素子13により受光される赤色の光の受光量、緑色の光の受光量および青色の光の受光量に基づいて対象物Wの色が検出される。   When the object W exists in the detection region, the light L reflected from the object W is guided to the light receiving element 13 via the light receiving optical system 12. The color of the object W is detected based on the amount of red light received, the amount of green light received, and the amount of blue light received by the light receiving element 13.

ここで、図2の信号処理制御部43による信号処理について説明する。   Here, the signal processing by the signal processing control unit 43 in FIG. 2 will be described.

信号処理制御部43による所定の信号処理は、投光制御部41から与えられる投光タイミング信号STに基づいて行われる。   The predetermined signal processing by the signal processing control unit 43 is performed based on the light projection timing signal ST provided from the light projection control unit 41.

例えば、投光制御部41は、初めに投光素子42aを発光させる。この場合、他の投光素子42b,42cは発光しない。この時点において、受光素子13には緑色の光Lが入射する。受光素子13は入射される緑色の光Lを検出し、受光信号S1を生成する。   For example, the light projection control unit 41 first causes the light projecting element 42a to emit light. In this case, the other light projecting elements 42b and 42c do not emit light. At this time, the green light L is incident on the light receiving element 13. The light receiving element 13 detects the incident green light L and generates a light receiving signal S1.

ここで、信号処理制御部43には、投光制御部41から投光素子42aを発光させる投光タイミング信号STが入力されるとともに、受光素子13により生成された受光信号S1が受光回路14から入力される。これにより、投光制御部41は、対象物Wに緑色の光Lが投射された場合の反射光の受光量を得ることができる。   Here, the light projection timing signal ST for causing the light projecting element 42 a to emit light is input from the light projecting control unit 41 to the signal processing control unit 43, and the light receiving signal S 1 generated by the light receiving element 13 is received from the light receiving circuit 14. Entered. Thereby, the light projection control part 41 can obtain the received light amount of the reflected light when the green light L is projected onto the object W.

続いて、投光制御部41は、投光素子42bを発光させる。この場合、他の投光素子42a,42cは発光しない。この時点において、受光素子13には青色の光Lが入射する。受光素子13は入射される青色の光Lを検出し、受光信号S1を生成する。   Subsequently, the light projecting control unit 41 causes the light projecting element 42b to emit light. In this case, the other light projecting elements 42a and 42c do not emit light. At this time, the blue light L is incident on the light receiving element 13. The light receiving element 13 detects the incident blue light L and generates a light receiving signal S1.

上記と同様に、信号処理制御部43には、投光制御部41から投光素子42bを発光させる投光タイミング信号STが入力されるとともに、受光素子13により生成された受光信号S1が受光回路14から入力される。これにより、投光制御部41は、対象物Wに青色の光Lが投射された場合の反射光の受光量を得ることができる。   Similarly to the above, the light projection timing signal ST for causing the light projecting element 42b to emit light is input from the light projecting control unit 41 to the signal processing control unit 43, and the light receiving signal S1 generated by the light receiving element 13 is received by the light receiving circuit. 14 is input. Thereby, the light projection control part 41 can obtain the received light amount of the reflected light when the blue light L is projected onto the object W.

さらに、投光制御部41は、投光素子42cを発光させる。この場合、他の投光素子42a,42bは発光しない。この時点において、受光素子13には赤色の光Lが入射する。受光素子13は入射される赤色の光Lを検出し、受光信号S1を生成する。   Furthermore, the light projection control unit 41 causes the light projecting element 42c to emit light. In this case, the other light projecting elements 42a and 42b do not emit light. At this time, the red light L is incident on the light receiving element 13. The light receiving element 13 detects the incident red light L and generates a light receiving signal S1.

上記と同様に、信号処理制御部43には、投光制御部41から投光素子42cを発光させる投光タイミング信号STが入力されるとともに、受光素子13により生成された受光信号S1が受光回路14から入力される。これにより、投光制御部41は、対象物Wに赤色の光Lが投射された場合の反射光の受光量を得ることができる。   Similarly to the above, the light processing timing signal ST for causing the light projecting element 42c to emit light is input from the light projecting control unit 41 to the signal processing control unit 43, and the light receiving signal S1 generated by the light receiving element 13 is received by the light receiving circuit. 14 is input. Thereby, the light projection control part 41 can obtain the received light amount of the reflected light when the red light L is projected onto the object W.

対象物Wから反射して得られる3色の反射光の受光量を比較すると対象物Wの色を判別することができる。これは、対象物Wに入射する光Lの波長が異なると、対象物Wから反射される光Lの光量が異なるためである。   When the received light amounts of the three colors of reflected light obtained by reflection from the object W are compared, the color of the object W can be determined. This is because when the wavelength of the light L incident on the object W is different, the amount of the light L reflected from the object W is different.

以下、ティーチング処理に用いられる対象物Wを基準対象物と呼び、検出処理において実際に検出される対象物Wを検出対象物と呼ぶ。   Hereinafter, the object W used for the teaching process is referred to as a reference object, and the object W actually detected in the detection process is referred to as a detection object.

次に、信号処理制御部43によるティーチング処理および検出処理についてフローチャートを用いて説明する。   Next, teaching processing and detection processing by the signal processing control unit 43 will be described with reference to flowcharts.

図4は信号処理制御部43によるティーチング処理を示すフローチャートである。なお、ティーチング処理は、設定入力部45の設定キー4eが押下された場合に開始される。   FIG. 4 is a flowchart showing teaching processing by the signal processing control unit 43. The teaching process is started when the setting key 4e of the setting input unit 45 is pressed.

まず、作業者は、検出すべき色を有する基準対象物を検出領域に配置する。図4に示すように、信号処理制御部43は、基準対象物からの3色の光の受光量を第1の受光量R1,G1,B1として読み込む(ステップS1)。例えば、R1=5、G1=2およびB1=10とする。   First, the worker places a reference object having a color to be detected in the detection area. As shown in FIG. 4, the signal processing control unit 43 reads the received light amounts of the three colors from the reference object as first received light amounts R1, G1, and B1 (step S1). For example, R1 = 5, G1 = 2, and B1 = 10.

次に、作業者は、検出すべき色を有する基準対象物を検出領域から取り除く。信号処理制御部43は、設定入力部45の設定キー4eが再び押下されたか否かを判別する(ステップS2)。設定キー4eが再び押下された場合、信号処理制御部43は、背景からの3色の光の受光量を第2の受光量R2,G2,B2として読み込む(ステップS3)。例えば、R2=3、G2=6およびB2=5とする。設定キー4eが押下されていない場合、信号処理制御部43は、設定キー4eが押下されるまで待機する。   Next, the operator removes the reference object having the color to be detected from the detection area. The signal processing control unit 43 determines whether or not the setting key 4e of the setting input unit 45 has been pressed again (step S2). When the setting key 4e is pressed again, the signal processing control unit 43 reads the received light amounts of the three colors from the background as the second received light amounts R2, G2, and B2 (step S3). For example, R2 = 3, G2 = 6, and B2 = 5. When the setting key 4e is not pressed, the signal processing control unit 43 stands by until the setting key 4e is pressed.

次に、信号処理制御部43は、第1の受光量と第2の受光量との差を3色の光についてそれぞれ受光量差ΔR,ΔG,ΔBとして算出する(ステップS4)。受光量差ΔRは、受光量R1から受光量R2を減算することにより算出され、受光量差ΔGは、受光量G1から受光量G2を減算することにより算出され、受光量差ΔBは、受光量B1から受光量B2を減算することにより算出される。この場合、ΔR=2、ΔG=−4およびΔB=5となる。   Next, the signal processing control unit 43 calculates the difference between the first received light amount and the second received light amount as received light amount differences ΔR, ΔG, ΔB for the three colors of light (step S4). The received light amount difference ΔR is calculated by subtracting the received light amount R2 from the received light amount R1, the received light amount difference ΔG is calculated by subtracting the received light amount G2 from the received light amount G1, and the received light amount difference ΔB is the received light amount. It is calculated by subtracting the received light amount B2 from B1. In this case, ΔR = 2, ΔG = −4, and ΔB = 5.

次に、信号処理制御部43は、算出された受光量差ΔR,ΔG,ΔBをそれぞれ正の値を有する受光量差および負の値を有する受光量差に分け、正の値を有する受光量差の総和および負の値を有する受光量差の総和をそれぞれ算出する(ステップS5)。この場合、正の値を有する受光量差の総和は、絶対値で7となり、負の値を有する受光量差の総和は、絶対値で4となる。   Next, the signal processing control unit 43 divides the calculated received light amount difference ΔR, ΔG, ΔB into a received light amount difference having a positive value and a received light amount difference having a negative value, and receives a received light amount having a positive value. The sum of the differences and the sum of the difference in received light amount having a negative value are respectively calculated (step S5). In this case, the sum of the received light amount differences having a positive value is 7 in absolute value, and the sum of the received light amount differences having a negative value is 4 in absolute value.

続いて、信号処理制御部43は、算出された正の値を有する受光量差の総和および負の値を有する受光量差の総和のうち大きい方の総和に対応する投光素子を検出用投光素子として選択する(ステップS6)。この場合、正の値を有する受光量差の総和に対応する赤色の光を出射する投光素子42cと、青色の光を出射する投光素子42bとが検出用投光素子として選択される。   Subsequently, the signal processing control unit 43 detects a light projecting element corresponding to the larger sum of the calculated sum of received light amount differences having a positive value and the sum of received light amount differences having a negative value. It selects as an optical element (step S6). In this case, the light projecting element 42c that emits red light and the light projecting element 42b that emits blue light corresponding to the sum of received light amount differences having positive values are selected as the light projecting elements for detection.

次に、信号処理制御部43は、選択された検出用投光素子の第1の受光量の総和および第2の受光量の総和から検出用しきい値を算出する(ステップS7)。この場合、選択された検出用投光素子の第1の受光量の総和は、5+10により算出される15となり、選択された検出用投光素子の第2の受光量の総和は、3+5により算出される8となる。したがって、検出用しきい値は、(15+8)/2により算出される11.5となる。その後、ティーチング処理が終了する。   Next, the signal processing control unit 43 calculates a detection threshold value from the total sum of the first received light amounts and the total sum of the second received light amounts of the selected detection light projecting elements (step S7). In this case, the total sum of the first received light amounts of the selected detection light projecting elements is 15 calculated by 5 + 10, and the total sum of the second received light amounts of the selected detection light projecting elements is calculated by 3 + 5. Will be 8. Therefore, the detection threshold value is 11.5 calculated by (15 + 8) / 2. Thereafter, the teaching process ends.

なお、上記のステップS5において、算出された3色の光の各々の受光量差が全て正の値または負の値を有する場合には、3色の全ての投光素子が検出用投光素子として用いられる。   Note that, in the above step S5, when the calculated difference in received light amount of each of the three colors of light has a positive value or a negative value, all of the three colors of light projecting elements are detected light projecting elements. Used as

図5は信号処理制御部43による検出処理を示すフローチャートである。初期設定では、検出信号S2は非検出状態となっている。   FIG. 5 is a flowchart showing detection processing by the signal processing control unit 43. In the initial setting, the detection signal S2 is not detected.

まず、ティーチング処理により選択された検出用投光素子が点灯される。図5に示すように、信号処理制御部43は、ティーチング処理により選択された検出用投光素子による光に基づく受光量の読み込みを行う(ステップS51)。   First, the detection light projecting element selected by the teaching process is turned on. As shown in FIG. 5, the signal processing control unit 43 reads the received light amount based on the light by the detection light projecting element selected by the teaching process (step S <b> 51).

次に、信号処理制御部43は、算出された受光量の総和を算出する(ステップS52)。なお、検出用投光素子が一つの場合には、算出された受光量そのものが受光量の総和に相当する。   Next, the signal processing control unit 43 calculates the total of the calculated received light amounts (step S52). When there is one detection light projecting element, the calculated received light amount itself corresponds to the total received light amount.

次に、信号処理制御部43は、算出された受光量の総和がティーチング処理により予め設定された検出用しきい値以上か否かを判別する(ステップS53)。   Next, the signal processing control unit 43 determines whether or not the calculated sum of received light amounts is equal to or greater than a detection threshold value set in advance by teaching processing (step S53).

算出された受光量の総和が検出用しきい値以上である場合、信号処理制御部43は、検出信号S2を検出状態にする(ステップS54)。その後、検出処理が終了する。   When the calculated total amount of received light is equal to or greater than the detection threshold value, the signal processing control unit 43 sets the detection signal S2 to a detection state (step S54). Thereafter, the detection process ends.

ステップS53において、算出された受光量の総和が検出用しきい値以上でない場合、信号処理制御部43は、検出処理を終了する。   In step S53, when the calculated sum of received light amounts is not equal to or greater than the detection threshold value, the signal processing control unit 43 ends the detection process.

本実施の形態では、ティーチング処理を行うことにより検出対象物を検出するための検出用しきい値を自動的に設定することができる。この場合、正の値を有する受光量差の総和および負の値を有する受光量差の総和のうち大きい方の総和を用いてしきい値の設定処理および検出処理が行われるので、検出対象物を検出するための検出用しきい値を高精度に設定することができるとともに、容易に検出対象物を検出することができる。   In the present embodiment, it is possible to automatically set a detection threshold for detecting a detection object by performing a teaching process. In this case, the threshold value setting process and the detection process are performed using the larger sum of the sum of the received light amount differences having a positive value and the sum of the received light amount differences having a negative value. It is possible to set a detection threshold value for detecting a high accuracy and to easily detect a detection target.

また、本実施の形態では、ティーチング処理により検出対象物を高精度に検出するための検出用投光素子が選択されることにより、選択されない投光素子を使用せずに済む。それにより、検出用投光素子の寿命が延長される。   Further, in the present embodiment, it is not necessary to use a non-selected light projecting element by selecting a light projecting element for detection for detecting a detection target object with high accuracy by teaching processing. Thereby, the lifetime of the light projecting element for detection is extended.

本実施の形態においては、投光素子42a,42b,42cが光源に相当し、受光量および受光量比率が受光量情報に相当し、信号処理制御部43が情報生成手段、設定手段および判定手段に相当し、受光量差が受光量情報差に相当し、検出用しきい値がしきい値に相当し、7セグメントLED4cが第1の表示部に相当し、選択光源表示灯4hが第2の表示部に相当する。   In the present embodiment, the light projecting elements 42a, 42b, and 42c correspond to light sources, the amount of received light and the ratio of received light amount correspond to received light amount information, and the signal processing control unit 43 includes information generation means, setting means, and determination means. , The received light amount difference corresponds to the received light amount information difference, the detection threshold value corresponds to the threshold value, the 7 segment LED 4c corresponds to the first display section, and the selected light source indicator lamp 4h corresponds to the second. It corresponds to the display part.

また、本実施の形態では、検出領域に対象物が配置された状態が検出領域の第1の状態に相当し、検出領域に対象物が配置されていない状態が検出領域の第2の状態に相当し、検出用投光素子を選択するティーチング処理が第1のティーチングに相当し、検出用しきい値を設定するティーチング処理が第2のティーチングに相当する。   In the present embodiment, the state in which the object is arranged in the detection area corresponds to the first state of the detection area, and the state in which the object is not arranged in the detection area is the second state of the detection area. Correspondingly, the teaching process for selecting the detection light projecting element corresponds to the first teaching, and the teaching process for setting the detection threshold corresponds to the second teaching.

なお、検出対象物を高精度に検出するための投光素子を自動的に選択することが可能な本発明は、例えば下記に示すフルオートティーチングと呼ばれるティーチング処理や位置決めティーチングと呼ばれるティーチング処理等の種々のティーチング処理にも適用することができる。   The present invention capable of automatically selecting a light projecting element for detecting a detection object with high accuracy includes, for example, a teaching process called full auto teaching and a teaching process called positioning teaching shown below. It can also be applied to various teaching processes.

フルオートティーチングにおいては、信号処理制御部は、サンプリング期間中の受光量の最大値および最小値を記憶部に記憶させる。また、信号処理制御部は、記憶部に記憶された最大値と最小値の比が所定値よりも大きいか否かに基づいて対象物の通過の有無を判別する。対象物の通過のない場合には、信号処理制御部は、背景を検出しないように検出用しきい値を設定して記憶部に記憶させ、対象物の通過がある場合には、信号処理制御部は、最大値と最小値との間に検出用しきい値を設定して記憶部に記憶させる。この場合、検出領域の第1の状態とは、検出領域に対象物が配置された状態に相当し、検出領域の第2の状態とは、検出領域に対象物が配置されない状態に相当する。   In full auto teaching, the signal processing control unit stores the maximum value and the minimum value of the amount of received light during the sampling period in the storage unit. Further, the signal processing control unit determines whether or not the object has passed based on whether or not the ratio between the maximum value and the minimum value stored in the storage unit is larger than a predetermined value. When there is no passage of the object, the signal processing control unit sets a threshold value for detection so as not to detect the background and stores it in the storage unit. When there is passage of the object, the signal processing control unit The unit sets a detection threshold value between the maximum value and the minimum value, and stores it in the storage unit. In this case, the first state of the detection region corresponds to a state in which the object is arranged in the detection region, and the second state of the detection region corresponds to a state in which the object is not arranged in the detection region.

このようにして、フルオートティーチングでは、受光量の変化の有無を自動的に認識し、受光量の変化がない場合にはその受光量を背景の受光量とみなし、背景が検出されないように検出用しきい値を安定なレベルに設定し、受光量の変化が所定値を越える場合には検出用しきい値を受光量の最大値と最小値との間の適切なレベルに設定することができる。   In this way, with full auto teaching, the presence or absence of a change in the amount of received light is automatically recognized, and if there is no change in the amount of received light, the amount of received light is regarded as the amount of received light in the background and detection is performed so that the background is not detected. The threshold value for detection can be set to a stable level, and if the change in the amount of received light exceeds a predetermined value, the threshold value for detection can be set to an appropriate level between the maximum and minimum values of the received light amount. it can.

また、位置決めティーチングにおいては、作業者は、対象物が位置決め点の直前に達した時点および位置決め点に達した時点で設定制御信号を入力する。それにより、信号処理制御部は、前半のサンプリングおよび後半のサンプリングを行い、前半のサンプリングおよび後半のサンプリングで得られた受光量をそれぞれ1点目および2点目の受光量V1,V2として記憶部に記憶させる。信号処理制御部は、1点目の受光量V1と2点目の受光量V2との大小関係および2点目の受光量V2の値を記憶部に記憶させる。信号処理制御部は、V1<V2の場合には、検出用しきい値をV2およびV2−応差とし、V1≧V2の場合には、検出用しきい値をV2+応差およびV2とする。この場合、検出領域の第1の状態とは、対象物が位置決め点の直前に達した状態に相当し、検出領域の第2の状態とは、対象物が位置決め点に達した状態に相当する。   In the positioning teaching, the operator inputs a setting control signal when the object reaches the positioning point and at the positioning point. Accordingly, the signal processing control unit performs the first half sampling and the second half sampling, and stores the received light amounts obtained by the first half sampling and the second half sampling as first and second received light amounts V1 and V2, respectively. Remember me. The signal processing control unit stores the magnitude relationship between the first received light amount V1 and the second received light amount V2 and the value of the second received light amount V2 in the storage unit. The signal processing control unit sets the detection threshold to V2 and V2−hysteresis when V1 <V2, and sets the detection threshold to V2 + hysteresis and V2 when V1 ≧ V2. In this case, the first state of the detection area corresponds to a state where the object has reached just before the positioning point, and the second state of the detection area corresponds to a state where the object has reached the positioning point. .

このようにして、位置決めティーチングでは、受光量が「暗」から「明」の方向に変化する場合でも、受光量が「明」から「暗」の方向に変化する場合でも、所定の位置決め点で検出信号の状態が変化するように検出用しきい値を設定することができる。   In this way, in positioning teaching, even when the amount of received light changes from “dark” to “bright” or when the amount of received light changes from “bright” to “dark”, The detection threshold can be set so that the state of the detection signal changes.

また、ティーチング処理において、基準対象物の3色の光の受光量を第1の受光量として読み込み、背景の3色の光の受光量を第2の受光量として読み込んでいるが、これに限定されるものではなく、所定物の3色の光の受光量を第2の受光量として読み込んでもよい。   In the teaching process, the received light amount of the three colors of the reference object is read as the first received light amount, and the received light amount of the background three colors of light is read as the second received light amount. The received light amount of the three colors of light of the predetermined object may be read as the second received light amount.

また、ティーチング処理において、第1の受光量と第2の受光量との差に基づいて検出用しきい値の設定処理および検出処理を行っているが、これに限らず、第1の受光量に対する第2の受光量の比率に基づいて検出用しきい値の設定処理および検出処理を行ってもよい。   In the teaching process, the detection threshold value setting process and the detection process are performed based on the difference between the first received light quantity and the second received light quantity. However, the present invention is not limited to this. The detection threshold value setting process and the detection process may be performed based on the ratio of the second received light amount with respect to.

また、投光素子として3つの投光素子42a,42b,42cを用いているが、これに限定されず、2つの投光素子または4つ以上の投光素子を用いてもよい。   Further, although three light projecting elements 42a, 42b, and 42c are used as the light projecting elements, the present invention is not limited to this, and two light projecting elements or four or more light projecting elements may be used.

また、3つの投光素子42a,42b,42cを用いて光を出射しているが、これに限定されず、複数の波長を含む白色光を出射する投光素子を用いて、基準対象物または検出対象物からの反射光または透過光の波長スペクトルを複数色の光(例えば、赤、緑、青の3色)に分割して受光してもよい。   In addition, although light is emitted using the three light projecting elements 42a, 42b, and 42c, the present invention is not limited to this, and a light projecting element that emits white light including a plurality of wavelengths is used. The wavelength spectrum of reflected light or transmitted light from the detection object may be divided into a plurality of colors (for example, three colors of red, green, and blue) and received.

また、ティーチング処理の設定は、設定入力部45の各キーの操作に限らず、外部からの信号により行ってもよい。   The teaching process setting is not limited to the operation of each key of the setting input unit 45 but may be performed by an external signal.

また、3つの投光素子42a,42b,42cをセンサヘッド部10内に設けてもよい。この場合、光ファイバケーブル20を設ける必要がなく、電線ケーブル30を共通的に用いることができる。   Three light projecting elements 42 a, 42 b and 42 c may be provided in the sensor head unit 10. In this case, it is not necessary to provide the optical fiber cable 20, and the electric cable 30 can be used in common.

また、本発明をセンサヘッド部10と本体部40とが分離された分離型の光電スイッチ100に適用しているが、これに限定されるものではなく、本発明はセンサヘッド部と本体部とが一体化された一体型の光電スイッチにも適用することができる。   Further, the present invention is applied to the separation type photoelectric switch 100 in which the sensor head portion 10 and the main body portion 40 are separated. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. The present invention can also be applied to an integrated photoelectric switch in which is integrated.

また、本実施の形態では、検出用投光素子を選択する第1のティーチング処理と検出用しきい値を設定する第2のティーチング処理とを一括で行う例を示したが、これに限定されるものでなく、これらの第1のティーチング処理と第2のティーチング処理とを個別に行うようにしてもよいし、これらの第1および第2のティーチング処理を一括で行うことができるモードおよび個別で行うことができるモードを設定し、これらのモードを選択できるようにしてもよい。   In the present embodiment, an example in which the first teaching process for selecting the detection light projecting element and the second teaching process for setting the detection threshold value are performed together is shown. However, the present invention is not limited to this. However, the first teaching process and the second teaching process may be performed separately, or the first teaching process and the second teaching process can be performed collectively. It is also possible to set the modes that can be performed in step 1, and select these modes.

さらに、本実施の形態では、信号処理制御部43により投光素子42a,42b,42cのうち1または複数の投光素子が選択され、選択された検出用投光素子に対応する受光量の総和が算出される例を説明したが、これに限定されるものではなく、検出用投光素子として投光素子42a,42b,42cの全てを用い、これらに対応する3つの受光量のうち1または複数の受光量を信号処理制御部43により選択し、選択された受光量の総和を算出してもよい。   Further, in the present embodiment, one or a plurality of light projecting elements are selected from the light projecting elements 42a, 42b, and 42c by the signal processing control unit 43, and the total received light amount corresponding to the selected light projecting element for detection. However, the present invention is not limited to this, and all of the light projecting elements 42a, 42b, and 42c are used as the light projecting elements for detection, and 1 or 3 of the three received light amounts corresponding to these are used. A plurality of received light amounts may be selected by the signal processing control unit 43, and the sum of the selected received light amounts may be calculated.

特に、1台で複数の検出信号を出力する光電スイッチの場合、検出用投光素子として投光素子42a,42b,42cの全てを用い、これらに対応する3つの受光量のうち1または複数の受光量を信号処理制御部43により選択し、選択された受光量の総和を算出することが好ましい。   In particular, in the case of a photoelectric switch that outputs a plurality of detection signals with one unit, all of the light projecting elements 42a, 42b, and 42c are used as the light projecting elements for detection, and one or more of the three received light amounts corresponding thereto are used. It is preferable to select the amount of received light by the signal processing control unit 43 and calculate the sum of the selected amounts of received light.

例えば、受光量の総和に基づく対象物の検出の結果を第1の検出信号として出力し、受光量比率に基づく対象物の検出の結果を第2の検出信号として出力するように設定している場合に、選択された検出用投光素子に対応する受光量しか存在しないとなると、受光量比率に基づいた検出の結果を得ることができない。したがって、検出用投光素子として投光素子42a,42b,42cの全てを用い、信号処理制御部43により1または複数の受光量を選択することが好ましい。また、この場合、信号処理制御部43により選択された受光量に対応する投光素子を表示部により表示することが好ましい。   For example, the detection result of the object based on the sum of the received light amounts is output as the first detection signal, and the detection result of the object based on the received light amount ratio is output as the second detection signal. In this case, if only the amount of received light corresponding to the selected light projecting element for detection exists, the result of detection based on the ratio of received light amount cannot be obtained. Therefore, it is preferable to use all of the light projecting elements 42a, 42b, and 42c as the light projecting elements for detection and to select one or a plurality of received light amounts by the signal processing control unit 43. In this case, it is preferable that the display unit displays the light projecting element corresponding to the amount of received light selected by the signal processing control unit 43.

本発明に係る光電スイッチは、受光量に関する情報に基づいて対象物を検出するために利用することができる。   The photoelectric switch according to the present invention can be used for detecting an object based on information on the amount of received light.

本実施の形態に係る光電スイッチの模式図である。It is a schematic diagram of the photoelectric switch which concerns on this Embodiment. 本実施の形態に係る光電スイッチの内部構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the internal structure of the photoelectric switch which concerns on this Embodiment. センサヘッド部内部における複数の投光素子の配置を示す模式的断面図である。It is a typical sectional view showing arrangement of a plurality of light projecting elements inside a sensor head part. 信号処理制御部によるティーチング処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the teaching process by a signal processing control part. 信号処理制御部による検出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the detection process by a signal processing control part.

符号の説明Explanation of symbols

4a 出力表示灯
4b,4c 7セグメントLED
4e 設定キー
4h 選択光源表示灯
10 センサヘッド部
11 投光光学系
13 受光素子
40 本体部
41 投光制御部
42a,42b,42c 投光素子
43 信号処理制御部
45 設定入力部
100 光電スイッチ
W 対象物
4a Output indicator 4b, 4c 7 segment LED
4e setting key 4h selection light source indicator lamp 10 sensor head unit 11 light projecting optical system 13 light receiving element 40 body unit 41 light projecting control unit 42a, 42b, 42c light projecting element 43 signal processing control unit 45 setting input unit 100 photoelectric switch W target object

Claims (8)

検出領域に光を投射するとともに帰還光を受光し、対象物の検出のためのしきい値および受光量に基づいて対象物を検出する光電スイッチであって、
異なる複数の波長を有する光を投射する複数の光源と、
各波長の光に基づく帰還光を受光する受光素子と、
各波長の光ごとに前記受光素子により得られる受光量に基づく受光量情報を生成する情報生成手段と、
第1のティーチング時に、前記検出領域が第1の状態にある場合に前記情報生成手段により生成される複数の波長の光に対応する複数の受光量情報と、前記検出領域が第2の状態にある場合に前記情報生成手段により生成される複数の波長の光に対応する複数の受光量情報との大小関係に基づいて前記複数の光源のうち一つまたは複数の光源を選択する選択手段と、
第2のティーチング時に、前記選択手段により選択された一つまたは複数の光源に対応する一つまたは複数の受光量情報に基づいてしきい値を設定する設定手段と、
対象物の検出動作時に、前記選択手段により選択された一つまたは複数の光源に対応する一つまたは複数の受光量情報および前記設定手段により設定されたしきい値に基づいて対象物の検出状態を判定する判定手段とを備えたことを特徴とする光電スイッチ。
A photoelectric switch that projects light onto a detection region and receives return light, and detects an object based on a threshold value and an amount of light received for detecting the object,
A plurality of light sources that project light having a plurality of different wavelengths;
A light receiving element that receives feedback light based on light of each wavelength;
Information generating means for generating received light amount information based on the received light amount obtained by the light receiving element for each wavelength of light;
During the first teaching, when the detection area is in the first state, a plurality of received light amount information corresponding to light of a plurality of wavelengths generated by the information generation means, and the detection area in the second state A selection unit that selects one or a plurality of light sources among the plurality of light sources based on a magnitude relationship with a plurality of received light amount information corresponding to light of a plurality of wavelengths generated by the information generation unit in a certain case;
Setting means for setting a threshold value based on one or a plurality of received light amount information corresponding to one or a plurality of light sources selected by the selection means during the second teaching;
The object detection state based on one or more received light quantity information corresponding to one or more light sources selected by the selection means and a threshold set by the setting means during the object detection operation A photoelectric switch comprising: a determination unit that determines
前記選択手段は、前記検出領域が第1の状態にある場合に前記情報生成手段により生成される複数の波長の光に対応する複数の受光量情報と、前記検出領域が第2の状態にある場合に前記情報生成手段により生成される複数の波長の光に対応する複数の受光量情報との差をそれぞれ受光量情報差として算出し、正の値を有する受光量情報差の総和および負の値を有する受光量情報差の総和のうち大きな総和に対応する一つまたは複数の光源を選択することを特徴とする請求項1記載の光電スイッチ。 The selection means includes a plurality of received light amount information corresponding to light of a plurality of wavelengths generated by the information generation means when the detection area is in the first state, and the detection area is in the second state. In this case, the difference between the received light amount information corresponding to the light of the plurality of wavelengths generated by the information generating means is calculated as the received light amount information difference, and the sum of the received light amount information difference having a positive value and the negative 2. The photoelectric switch according to claim 1, wherein one or a plurality of light sources corresponding to a large sum among the sums of received light amount information differences having values are selected. 前記選択手段により選択された一つまたは複数の光源に対応する一つまたは複数の受光量情報を表示する第1の表示部をさらに備えたことを特徴とする請求項1または2記載の光電スイッチ。 3. The photoelectric switch according to claim 1, further comprising a first display unit that displays one or a plurality of received light amount information corresponding to one or a plurality of light sources selected by the selection unit. . 前記選択手段により選択された一つまたは複数の光源を示す第2の表示部をさらに備えたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の光電スイッチ。 The photoelectric switch according to claim 1, further comprising a second display unit indicating one or a plurality of light sources selected by the selection unit. 前記複数の受光量情報の各々は、各波長の光の受光量であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の光電スイッチ。 5. The photoelectric switch according to claim 1, wherein each of the plurality of light reception amount information is a light reception amount of light of each wavelength. 前記複数の受光量情報の各々は、前記複数の波長の光の受光量の総和に対する各波長の光の受光量の比率であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の光電スイッチ。 6. The photoelectric according to claim 1, wherein each of the plurality of received light amount information is a ratio of a received light amount of each wavelength with respect to a sum of received light amounts of the plurality of wavelengths. switch. 前記判定手段は、
前記選択手段により選択された一つまたは複数の光源に対応する一つまたは複数の受光量情報の総和および前記設定手段により設定されたしきい値に基づいて対象物の検出状態を判定することを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の光電スイッチ。
The determination means includes
Determining a detection state of an object based on a sum of one or a plurality of received light amount information corresponding to one or a plurality of light sources selected by the selection unit and a threshold set by the setting unit; The photoelectric switch according to any one of claims 1 to 6, wherein
前記検出領域の第1の状態は、前記検出領域に検出されるべき色を有する対象物が存在する状態であり、前記検出領域の第2の状態は、前記検出領域に検出されるべき色を有する対象物が存在しない状態であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の光電スイッチ。 The first state of the detection region is a state in which an object having a color to be detected exists in the detection region, and the second state of the detection region is a color to be detected in the detection region. The photoelectric switch according to claim 1, wherein there is no object to be present.
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