JP4616036B2 - 検出センサのしきい値設定方法及び検出センサ - Google Patents

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本発明は、作業者が任意に設定したシフト割合に基づいて、被検出物体の検出状態に応じた検出信号レベルに基づく値に対して前記シフト割合分シフトした値を求めてしきい値として設定する検出センサのしきい値設定方法及び検出センサに関する。
例えばファイバセンサのような検出センサでは、被検出物体を検出しているときの受光信号レベルが予め設定されたしきい値に対して上回るか否かに基づいて被検出物体の検出を行うようにしている。
このようなしきい値を設定する方法としては、所謂1点ティーチングと2点ティーチングがある。1点ティーチングとは、被検出物体の無い状態(入光量が安定した状態)のみをティーチングし、その受光信号レベルに基づいてしきい値を設定するもので、背景物体がある場合の検出や、微小物を検出する場合などに適している。2点ティーチングとは、被検出物体の有る状態と無い状態の2つの状態でティーチングし、その中間レベルにしきい値を設定する方法である。
1点ティーチングを行う際の操作は、検出信号レベルをサンプリングした後に、その検出信号レベルに対してある所定のシフト割合(例えば15%))シフトした値を求め、その値をしきい値に設定するようにしている(特許文献1参照)。
また、2点ティーチングを行う際の操作は、被検出物体の有る状態と無い状態の2つの状態でティーチングして得られた検出レベルに中間レベルにしきい値を設定すると共に、そのしきい値に対して必要に応じてシフト可能となっている。
特開2002−357669号公報
しかしながら、1点ティーチング或いは2点ティーチングのいずれの場合であっても、シフト操作する際のシフト割合の設定は、上述したようなしきい値を設定するためのしきい値設定モードと異なるシフト割合設定モードで行うようになっている。このため、例えば段取り換えが多く、被検出物体によって検出の余裕度を変更したいような使用環境では、まず、シフト割合設定モードでシフト割合の設定を変更してから、しきい値設定モードで受光信号レベルのティーチングを行わなければならないため、操作性が極めて悪いという欠点がある。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、検出判断用のしきい値を設定する際に、シフト割合の設定を含めた設定を容易に行うことができる検出センサのしきち値設定方法及び検出センサを提供することにある。
本発明は、作業者が任意に設定したシフト割合に基づいて、被検出物体の検出状態に応じた検出信号レベルに基づく値に対して前記シフト割合分シフトした値を求めてしきい値として設定する検出センサのしきい値設定方法であって、作業者により操作可能に設けられた第一操作手段に対する操作に応じて前記検出信号レベルのサンプリングを行うサンプル工程を実行しこのサンプル行程に続けて作業者により操作可能に設けられた第二操作手段に対する操作に応じて前記シフト割合を設定するシフト設定工程を実行しこのシフト設定行程に続けて前記サンプル工程でサンプリングされた前記検出信号レベルに基づく所定値に対して、前記シフト設定工程で設定された前記シフト割合分シフトした値を演算で求める演算工程を実行しこの演算行程に続けて前記演算工程で求められた値を前記しきい値として設定するしきい値設定工程を実行するものである(請求項1)。
上記方法において、前記サンプル工程と前記シフト設定工程との間に、前記サンプル工程でサンプリングされた前記検出信号レベルに基づく所定値を表示部へ表示させる表示制御工程を実行するようにしてもよい(請求項)。
また、前記演算工程の前記所定値は、前記サンプル工程でサンプリングされた前記検出信号レベルに対してデフォルトのシフト割合を演算処理した値であるようにしてもよい(請求項)。
また、前記演算工程の前記所定値は、前記サンプル工程でサンプリングされた検出信号レベルであるようにしてもよい(請求項)。
また、前記サンプル工程は、前記被検出物体のあるときまたは無いときの何れかにおいて前記第一操作手段が操作されたことに基づいてそのときの検出信号レベルをサンプリングするようにしてもよい(請求項)。
本発明は、被検出物体の検出状態に応じたレベルの検出信号を出力する物理量検出手段と、作業者により操作可能に設けられた第一操作手段及び第二操作手段と、前記第一操作手段が操作されたことに応じて前記検出信号レベルをサンプリングするサンプリング手段と、前記サンプル手段でサンプリングされた前記検出信号レベルから所定シフト割合シフトしたしきい値を設定するしきい値設定手段と、前記第二操作手段が操作されたことに応じて前記シフト割合を設定するシフト割合設定手段とを備えた検出センサにおいて、前記しきい値の設定に際して、前記サンプリング手段による前記検出信号レベルのサンプル動作を実行しこのサンプル動作に続けて前記シフト割合設定手段による前記シフト割合の設定動作を実行しこの設定動作に続けて前記しきい値設定手段による前記しきい値の設定動作を実行する制御手段を設けたものである(請求項)。
本発明は、被検出物体の検出状態に応じたレベルの検出信号を出力する物理量検出手段と、作業者により操作可能に設けられた第一操作手段及び第二操作手段と、前記第一操作手段が操作されたことに応じて前記被検出物体の有無のそれぞれに応じた前記検出信号レベルをサンプリングするサンプリング手段と、前記サンプリング手段でサンプリングされた各検出信号レベルの中間レベルを求める演算手段と、前記演算手段で求められた中間レベルから所定シフト割合シフトしたしきい値を設定するしきい値設定手段と、前記第二操作手段が操作されたことに応じて前記シフト割合を設定するシフト割合設定手段とを備えた検出センサにおいて、前記しきい値の設定に際して、前記サンプリング手段による前記検出信号レベルのサンプル動作を実行しこのサンプル動作に続けて前記演算手段による中間レベルの演算動作を実行しこの演算動作に続けて前記シフト割合設定手段による前記シフト割合の設定動作を実行し、この設定動作に続けて前記しきい値設定手段による前記しきい値の設定動作とを一連の動作として実行する制御手段を設けたものである(請求項)。
請求項1,の発明によれば、サンプル工程でサンプリングされた検出信号レベルに基づく所定値によりしきい値を設定することができるので、シフト割合の設定を容易に行うことができる。
請求項の発明によれば、サンプル工程でサンプリングされた検出信号レベルに基づく所定値を確認した上で、シフト設定工程を実行することにより余裕度を見込んだしきい値を設定することができるので、最適なシフト割合の設定を行うことができる。
請求項の発明によれば、演算工程で求められる所定値は、検出信号レベルに対してデフォルトのシフト割合を演算処理した値であるので、その値が適切の場合は、演算工程を省略することができ、作業性を向上することができる。
請求項の発明によれば、所定値を演算処理によって求める工程が不要であるので、処理を単純化することができる。
請求項の発明によれば、本発明を所謂1点ティーチングによるしきい値設定に適用することができる。
請求項の発明によれば、本発明を所謂2点ティーチングによるしきい値設定に適用することができる。
(第1実施例)
以下、本発明の検出センサをファイバセンサに適用した第1実施例について、図1ないし図6を参照して説明する。
図2は、ファイバセンサの外観斜視図である。この図2において、ファイバセンサ(検出センサに相当)1のケース2の上面部2aには、動作表示灯3、安定表示灯4、第1のモード表示部5、第2のモード表示部6、表示部7、モードキー8およびジョグスイッチ(第一操作手段、第二操作手段に相当)9が配設されている。
ファイバセンサ1の平面を示す図3において、第1のモード表示部5は、検出モードであるときに点灯する「RUN」表示灯5a、しきい値設定モードであるときに点灯する「TEACH」表示灯5bが配列されて構成されている。第2のモード表示部6は、受光時オンか非受光時オンかを設定するときに点灯する「L/D ON」表示灯6a、タイマを使用するか否かを設定するときに点灯する「TIMER」表示灯6bおよびメモリ機能などの高度な機能を設定するときに点灯する「PRO」表示灯6cが配列されて構成されている。
表示部7は、第1のデジタル表示部10と第2のデジタル表示部11とから構成されている。第1のデジタル表示部10は、4桁の7セグメントLED10a〜10dを備え、4桁のデジタル表示が可能に構成されている。第2のデジタル表示部11は、4桁の7セグメントLED11a〜11dを備え、4桁のデジタル表示が可能に構成されている。モードキー8は、作業者がモードを選択するキーであり、ジョグスイッチ9は、作業者が選択されたモード内の詳細な項目を設定したり,数値を変更したりするためのスイッチである。
ケース2の前面部2bには、投光ヘッド12aが先端部に取付けられている投光用ファイバ12が装着されていると共に、受光ヘッド13aが先端部に取付けられている受光用ファイバ13が装着されている。このような透過型ファイバ12,13を装着した場合は、ファイバセンサ1は、投光素子18(図1参照)から投じられた光が投光用ファイバ12を通じて投光ヘッド12aから出力され、受光ヘッド13aに入力されて受光用ファイバ13を通じて受光素子(物理量検出手段に相当)20(図1参照)に受光されたか否かに応じて被検出物体の検出を行うようになっている。尚、ケース2の前面部2bには、投受光ヘッドが先端部に取付けられている反射型ファイバも装着可能となっており、被検出物体の検出形態に応じて種々の仕様のファイバが装着可能となっている。
また、ケース2の両側面部2c,2dには光通信用窓14,15が設けられている。この光通信用窓14,15は、複数のファイバセンサ1が隣接配置されている場合に隣接する他のファイバセンサ1との間でしきい値などの設定情報を示す光信号が通過するためのものである。
図1は、ファイバセンサ1の電気的な構成を機能ブロック図として示している。ファイバセンサ1は、マイクロコンピュータからなる制御回路(サンプル手段、しきい値設定手段、シフト割合設定手段、制御手段に相当)16に、各表示灯3,4,5a,5b,6a〜6cの点灯動作および各デジタル表示部10,11の表示動作を制御する表示制御回路17と、投光素子18を駆動する駆動回路19と、受光素子20から出力された検出信号を増幅する増幅回路21と、隣接する他のファイバセンサ1との間で信号を光通信により送受信する光通信回路22と、出力信号を外部に出力する出力回路23とが接続されて構成されている。
次に上記構成の作用について説明する。
被検出物体を検出する場合は、受光量(検出信号レベルに相当)の検出条件となるしきい値を予め設定する必要があるものの、例えば図4に示すように透過型ファイバ12,13で微小物体Aを検出するような場合、微小物体Aの検出は、微小物体Aの有無に応じた受光量の変化が小さいことから、不安定となる。同様に、図5に示すように反射型ファイバ24で背景物体Bの前面に位置する被検出物体(図示せず)を検出する場合は、背景物体Bの影響を受けて被検出物体の検出は不安定となる。
このような不安定な検出条件では、被検出物体の有無での受光量に基づいてしきい値を設定する2点ティーチングよりも、1点ティーチングが有効である。この1点ティーチングでは、被検出物体が検出領域に位置していない状態での受光量を求め、その受光量に対して所定のシフト割合だけシフトした値をしきい値として設定するものである。
作業者は、例えば透過型ファイバ12,13を設置する場合は、透過型ファイバ12,13の検出領域に被検出物体の微小物体Aが位置するように位置決めした状態でモードキー8を1回押す。これにより、ファイバセンサ1は、しきい値設定モードが指示されたと判断して、しきい値設定モードを実行する。
次に、作業者は、微小物体Aが検出領域に無い状態でジョグスイッチ9をプッシュ操作する。
図6は、ファイバセンサ1のしきい値設定モードを示している。この図6において、ファイバセンサ1は、ジョグスイッチ9がプッシュ操作されたときは(S1:YES)、受光量のサンプリングを行い(S2)、その受光量を第1のデジタル表示部10に表示する(S3)。このように受光量をサンプリングする動作がサンプル工程に相当し、サンプリングした受光量を表示する動作が表示制御工程に相当する。
続けて、ファイバセンサ1は、ジョグスイッチが+側へ操作されるか(S4)、−側へ操作されるかを監視する(S5)。
作業者は、透過型ファイバ12,13を設置した場合は、微小物体Aの検出状態で受光量が低下することから、感度を高めるためにジョグスイッチ9を−側へ操作する。また、反射型ファイバ24を設置した場合は、被検出物体の検出状態で受光量が上昇することから、感度を低めるためにジョグスイッチ9を+側へ操作する。
ファイバセンサ1は、ジョグスイッチ9が+側へ操作されたときは(S4:YES)、+側シフト割合(デフォルト値として例えば+15%)を第2のデジタル表示部11に表示し、ジョグスイッチ9が−側へ操作されたときは(S5:YES)、−側シフト割合(デフォルト値として例えば−15%)を表示する。
以上の動作により、ファイバセンサ1のデジタル表示部10,11には、現在の受光量とジョグスイッチ9の操作に応じたデフォルトのシフト割合(+15%または−15%)が表示される。
次に、作業者は、第2のデジタル表示部11に表示されているシフト割合を高めたい場合は、ジョグスイッチ9を+側に操作し、シフト割合を低下したい場合は、ジョグスイッチ9を−側に操作することにより所望のシフト割合を設定する。
ファイバセンサ1は、ジョグスイッチ9が+側に操作されたときは(S7:YES)、シフト割合をアップし(S15)、ジョグスイッチ9が−側に操作されたときは(S8:YES)、シフト割合をダウンする(S16)。
作業者は、上述のようにして所望のシフト割合を設定したときは、ジョグスイッチ9をプッシュ操作する。
ファイバセンサ1は、ジョグスイッチ9がプッシュ操作されたときは(S9:YES)、シフト割合を決定する(S10)。このようにシフト割合を設定する動作がシフト設定工程に相当する。
次に、ファイバセンサ1は、受光量とシフト割合からしきい値を演算すると共に(S11)、しきい値を第1のデジタル表示部10に表示する(S13)。このようにしきい値を演算する動作が演算工程に相当する。
次に、ファイバセンサ1は、受光量としきい値との差に基づいてしきい値が適切かを判断する(S17)。受光量としきい値との差が十分の場合は第2のデジタル表示部11に「9ood」と表示し、不十分の場合は「HArd」と表示する。従って、作業者は、表示された判断結果に基づいてしきい値を適切に設定できたかを確認することができる。
作業者は、第2のデジタル表示部11に「9ood」と表示された場合は、シフト割合の設定が適切であることから、そのしきい値を設定するときは、モードキーを5回操作するか、2秒以上操作する。
ファイバセンサ1は、モードキー8が所定操作されたときは、しきい値設定モードを終了して通常検出状態に移行する。
また、作業者は、第2のデジタル表示部11に「HArd」と表示された場合は、シフト割合の設定が不適切であることから、上述したのと同様にして、ジョグスイッチ9をプッシュ操作した際に「9ood」と表示されるまでジョグスイッチ9を操作し、「9ood」と表示されたところで、モードキー8に対する所定操作により通常検出状態に復帰する。
このような実施例によれば、ファイバセンサ1は、シフト割合の設定をしきい値設定モードの一連の工程に含めて実行するようにしたので、シフト割合の設定を含めたしきい値の設定を容易に行うことができる。従って、シフト割合の設定をしきい値設定モードと異なるモードで設定しなければならない従来例のものと違って、段取り換えが多く、被検出物体によって検出の余裕度を変更したいような使用環境であっても、段取りが容易となり、段取り作業の効率を高めることができる。
しかも、このようなシフト割合の設定工程をしきい値設定モードに含めるには、1点ティーチングのプログラムの変更で実施することができるので、コストが大幅に上昇することなく実施することができる。
(第2実施例)
次に、本発明の第2実施例について図7を参照して説明するに、第1実施例と同一ステップには同一ステップ符号を付して説明を省略する。この第2実施例は、第1実施例におけるデフォルトのシフト割合の表示を省略したことを特徴とする。
ファイバセンサ1のしきい値設定モードの動作を示す図7において、ファイバセンサ1は、ジョグスイッチ9がプッシュ操作されたときは(S1:YES)、受光量をサンプリングし(S2)、受光量を表示する(S3)と共にシフト割合として基準値の「0%」を表示する(S31)。
次に、作業者によるジョグスイッチ9に対する+側への操作に応じてシフト割合をアップし(S15)、−側への操作に応じてシフト割合をダウンし(S16)、ジョグスイッチ9がプッシュ操作されたときは(S9:YES)、シフト割合を決定してから(S10)、演算処理(S11)によりしきい値を決定すると共に(S12)、そのしきい値を第1のデジタル表示部10に表示する(S13)。以下、上述した第1実施例と同様に、しきい値が適切かを判断し(S17)、その判断結果を表示し(S18,S20)、モードキー8が所定操作されたときは(S19:YES)、通常検出状態に復帰する。
このような実施例によれば、ファイバセンサ1は、しきい値設定モードにおいて受光量をサンプリングしたときは、ジョグスイッチ9に対する操作によりデフォルトのシフト割合を表示することなく、シフト割合をジョグスイッチ9に対する操作に応じて基準値の0%から変更するようにしたので、作業者の熟練度にかかわらず容易にしきい値の設定作業を行うことができる。
(第実施例)
次に、本発明の第実施例について図を参照して説明する。この第実施例は、2点ティーチングによるしきい値設定を示している。尚、第1実施例で示したしきい値設定モードでは、1点ティーチングの例を示したが、ファイバセンサ1は、しきい値設定モードを実行する場合は、操作手順により1点ティーチングか2点ティーチングの何れかを判断するようになっている。
ファイバセンサ1のしきい値設定モードの動作を示す図において、作業者は、2点ティーチングを行う場合は、被検出物体が検出領域に位置している状態でジョグスイッチ9を操作するのに続いて、被検出物体が検出領域に位置していない状態でジョグスイッチ9を操作する。
ファイバセンサ1は、ジョグスイッチ9がプッシュ操作されたときは(S1:YES)、そのときの受光量を表示し(S2,3)、続けてジョグスイッチ9がプッシュ操作されたときは(S1’)、2点ティーチングが指示されたと判断し、そのときの受光量を表示してから(S2’,S3’)、シフト割合として基準値の「0%」を表示する(S31)。
次に、ジョグスイッチ9に対する操作に応じてシフト割合をアップしたり(S15)、ダウンしたりすると共に(S16)、ジョグスイッチ9がプッシュ操作されたときは(S9:YES)、シフト割合を決定する(S10)。続けて、演算処理(S11)によりしきい値を決定してから(S12)、そのしきい値を第1のデジタル表示部10に表示する(S13)。以下、上述した第1実施例と同様に、しきい値が適切かを判断し(S17)、その判断結果を表示し(S18,S20)、モードキー8が所定操作されたときは(S19:YES)、通常検出状態に復帰する。
このような実施例によれば、ファイバセンサ1は、2点ティーチングを行う際に、シフト割合の設定をしきい値設定モードの一連の工程に含めるようにしたので、第1実施例と同様に、段取り換えが多く、被検出物体によって検出の余裕度を変更したいような使用環境であっても、段取りが容易となり、段取り作業の効率を高めることができる。
本発明は、上記した実施形態にのみ限定されるものではなく、以下のように変形または拡張することができる。
検出センサは、ファイバセンサに限らず、光電センサ、リミットセンサ、磁気センサ、超音波センサなどの他のセンサであっても良い。
複数のファイバセンサが連結された構成であっても良い。
表示部を1個のデジタル表示部とし、表示内容を切り替えるようにしてもよい。
受光量をティーチングするキー(第一操作手段に相当)とシフト割合を設定するキー(第二操作手段に相当)とを個別に設けて構成するようにしてもよい。
シフト割合の設定を例えばディップスイッチのような機械式のスイッチを用いて設定するようにしてもよい。
本発明の第1実施例におけるファイバセンサの電気的構成を示す機能ブロック図 ファイバセンサの斜視図 ファイバセンサのデジタル表示部を示す平面図 微小物体の検出状態を示す透過型ファイバの斜視図 背景が存在する検出状態を示す反射型ファイバの斜視図 ファイバセンサのしきい値設定モードを示すフローチャート 本発明の第2実施例を示す図6相当図 本発明の第3実施例を示す図6相当
符号の説明
図面中、1はファイバセンサ(検出センサ)、9はジョグスイッチ(第一操作手段、第二操作手段)、16は制御回路(サンプル手段、しきい値設定手段、シフト割合設定手段、制御手段)、20は受光素子(物理量検出手段)である。

Claims (7)

  1. 作業者が任意に設定したシフト割合に基づいて、被検出物体の検出状態に応じた検出信号レベルに基づく値に対して前記シフト割合分シフトした値を求めてしきい値として設定する検出センサのしきい値設定方法であって、
    作業者により操作可能に設けられた第一操作手段に対する操作に応じて前記検出信号レベルのサンプリングを行うサンプル工程を実行し
    このサンプル行程に続けて作業者により操作可能に設けられた第二操作手段に対する操作に応じて前記シフト割合を設定するシフト設定工程を実行し
    このシフト設定行程に続けて前記サンプル工程でサンプリングされた前記検出信号レベルに基づく所定値に対して、前記シフト設定工程で設定された前記シフト割合分シフトした値を演算で求める演算工程を実行し
    この演算行程に続けて前記演算工程で求められた値を前記しきい値として設定するしきい値設定工程を実行することを特徴とする検出センサのしきい値設定方法。
  2. 前記サンプル工程と前記シフト設定工程との間に、前記サンプル工程でサンプリングされた前記検出信号レベルに基づく所定値を表示部へ表示させる表示制御工程を実行することを特徴とする請求項1記載の検出センサのしきい値設定方法。
  3. 前記演算工程の前記所定値は、前記サンプル工程でサンプリングされた前記検出信号レベルに対してデフォルトのシフト割合を演算処理した値であることを特徴とする請求項1または2記載の検出センサのしきい値設定方法。
  4. 前記演算工程の前記所定値は、前記サンプル工程でサンプリングされた検出信号レベルであることを特徴とする請求項1または2記載の検出センサのしきい値設定方法。
  5. 前記サンプル工程は、前記被検出物体のあるときまたは無いときの何れかにおいて前記第一操作手段が操作されたことに基づいてそのときの検出信号レベルをサンプリングすることを特徴とする請求項1ないしの何れかに検出センサのしきい値設定方法。
  6. 被検出物体の検出状態に応じたレベルの検出信号を出力する物理量検出手段と、
    作業者により操作可能に設けられた第一操作手段及び第二操作手段と、
    前記第一操作手段が操作されたことに応じて前記検出信号レベルをサンプリングするサンプリング手段と、
    前記サンプル手段でサンプリングされた前記検出信号レベルから所定シフト割合シフトしたしきい値を設定するしきい値設定手段と、
    前記第二操作手段が操作されたことに応じて前記シフト割合を設定するシフト割合設定手段とを備えた検出センサにおいて、
    前記しきい値の設定に際して、
    前記サンプリング手段による前記検出信号レベルのサンプル動作を実行し、このサンプル動作に続けて前記シフト割合設定手段による前記シフト割合の設定動作を実行し、この設定動作に続けて前記しきい値設定手段による前記しきい値の設定動作を実行する制御手段を備えたことを特徴とする検出センサ。
  7. 被検出物体の検出状態に応じたレベルの検出信号を出力する物理量検出手段と、
    作業者により操作可能に設けられた第一操作手段及び第二操作手段と、
    前記第一操作手段が操作されたことに応じて前記被検出物体の有無のそれぞれに応じた前記検出信号レベルをサンプリングするサンプリング手段と、
    前記サンプリング手段でサンプリングされた各検出信号レベルの中間レベルを求める演算手段と、
    前記演算手段で求められた中間レベルから所定シフト割合シフトしたしきい値を設定するしきい値設定手段と、
    前記第二操作手段が操作されたことに応じて前記シフト割合を設定するシフト割合設定手段とを備えた検出センサにおいて、
    前記しきい値の設定に際して、
    前記サンプリング手段による前記検出信号レベルのサンプル動作を実行し、このサンプル動作に続けて前記演算手段による中間レベルの演算動作を実行し、この演算動作に続けて前記シフト割合設定手段による前記シフト割合の設定動作を実行し、この設定動作に続けて前記しきい値設定手段による前記しきい値の設定動作を実行する制御手段を備えたことを特徴とする検出センサ。
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