JP4765519B2 - センサ装置およびセンサ装置用のコントローラ - Google Patents

Description

本発明はセンサ装置およびセンサ装置用のコントローラに関し、特に、複数の種類のセンサ装置を想定してそれぞれ用意された複数のセンサヘッド部と、その複数のセンサヘッド部に共通して利用されるコントローラとを組合せたセンサ装置、および、このようなセンサ装置に用いられるコントーラに関する。

いわゆる「センサ装置」には、たとえば変位センサや視覚センサ、近接センサ等、動作原理の違いに応じたさまざまな種類の装置がある。また、動作原理が同一である複数のセンサ装置間で信号処理や搭載する機能などが異なる場合がある。

これらセンサ装置の利用目的や使用態様が多様化するのに伴い、ユーザが個々のセンサ装置に求める機能や性能も多様化している。このような市場のニーズに応じ、多くのメーカではいわゆる多品種少量生産制を導入している。多品種少量生産制はユーザの個々のニーズに適切に対応できるというメリットが得られる。しかし、生産に必要な部品点数が増加するため、これまで行なわれてきたような大量生産制に比べてコスト高となる上に部品管理が煩雑になるというデメリットがある。

よって、昨今ではセンサヘッド部とコントローラとが分離した分離型センサ装置が市場に投入されている。このようなセンサ装置では、コントローラに接続されるセンサヘッド部が検出動作を行ない、コントローラはセンサヘッド部に対して電源電圧を供給したりセンサヘッド部から受ける信号を処理したりする。センサヘッド部は仕様や性能に対応して複数存在し、コントローラは複数のセンサヘッド部に共通して利用可能となっている。

たとえば特開２００３−７５１１７号公報（特許文献１）では、１つの信号処理装置（コントローラ）で複数の検出部に対応可能な光学式センサ装置が開示される。このセンサ装置は検出部から取り込んだ検出信号に対応して計測処理を実行する信号処理装置を備える。信号処理装置は取り込んだ検出信号に対し、あらかじめ用意された複数の計測処理方式の中から選択した計測処理方式を適用する。信号処理装置については従来どおり１品種大量生産とすることができるため、センサ装置の生産コストを抑えることができる。
特開２００３−７５１１７号公報

従来の分離型センサ装置の場合、同一種類のセンサ装置（たとえば光学式センサ）において複数のセンサヘッド部が用意され、これら複数のセンサヘッド部に対して１つのコントローラが用意される。つまり、分離型センサ装置の種類が異なるとコントローラの種類も異なる。具体的にはコントローラが行なう信号処理やコントローラがセンサヘッド部に供給する電源電圧などがコントローラの種類ごとに異なる。

一方、生産コストの低減のため、センサ装置に用いられる部品がセンサ装置の種類によらず共通であることが多い。たとえばセンサヘッド部とコントローラとを接続するコネクタが分離型センサ装置の種類によらず共通化されている。

しかしながら、ユーザが複数の分離型センサ装置を有し、かつ、これらの分離型センサ装置の種類が異なる場合、ユーザは接続すべきコントローラと異なるコントローラにセンサヘッド部を接続する可能性がある。誤接続が行なわれた状態でセンサ装置を起動するとセンサヘッド部の仕様と異なる電源電圧がコントローラからセンサヘッド部に供給される。よってセンサヘッド部が動作しなかったり、センサヘッド部やコントローラが損傷したりする可能性がある。

本発明の目的は、電源電圧が互いに異なる複数のセンサヘッド部に共通して利用可能なコントローラを備えるセンサ装置および、このようなセンサ装置用のコントーラを提供することである。

本発明は要約すれば、センサ装置であって、動作する電源電圧が互いに異なる複数のセンサヘッド部の中から選択された選択ヘッド部と、コントローラとを備える。複数のセンサヘッド部の各々は、電源電圧を受けて動作する検出部と、センサヘッド部の動作する電源電圧に対応付けられる識別情報を不揮発的に記憶する第１の記憶部とを含む。コントローラは、コネクタと、第１の電源部と、制御部と、選択部とを含む。コネクタは、複数のセンサヘッド部の各々と接続可能であり、かつ、接続される選択ヘッド部に対して電源電圧を供給する。第１の電源部は、複数のセンサヘッド部のそれぞれに供給される電源電圧である複数の出力電圧を出力可能である。制御部は、識別情報に応じて電源電圧を決定する。選択部は、制御部による決定結果に応じ、複数の出力電圧の中から選択した電源電圧を選択ヘッド部に供給する。

好ましくは、制御部は、複数のセンサヘッド部のそれぞれに対応する複数の信号処理を実行可能であり、識別情報に応じて選択ヘッド部に対応する信号処理を決定する。

より好ましくは、制御部は、第２の記憶部と、処理装置とを有する。第２の記憶部は、複数の信号処理のそれぞれに対応する複数のプログラムを不揮発的に記憶し、複数のプログラムの少なくとも１つを変更可能である。処理装置は、識別情報に応じ、複数のプログラムの中から選択したプログラムを第２の記憶部から読出し、対応する信号処理を実行する。

好ましくは、コントローラは、第１の記憶部を動作させるための給電を行なう第２の電源部をさらに含む。

好ましくは、制御部は、選択ヘッド部に供給すべき電源電圧が複数の出力電圧の中に存在しない場合には、複数の出力電圧のいずれも出力しないよう選択部に指示する。

本発明の他の局面に従うと、複数のセンサヘッド部の中から選択された選択ヘッド部に供給される電源電圧を決定するセンサ装置用のコントローラであって、複数のセンサヘッド部の電源電圧は、互いに異なる。複数のセンサヘッド部の各々は、電源電圧を受けて動作する検出部と、識別情報を不揮発的に記憶する記憶部とを含む。コントローラは、選択ヘッド部から取得した識別情報に応じ、選択ヘッド部に供給される電源電圧を決定する。

本発明のセンサ装置およびセンサ装置用のコントローラによれば、複数のセンサヘッド部の電源電圧が互いに異なる場合にも、コントローラは接続されるセンサヘッド部を駆動することができる。

以下において、本発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１のセンサ装置の構成を示す図である。

図１を参照して、センサ装置１００はコントローラ１と、コントローラ１に接続可能な複数のセンサヘッド部２のうち、ユーザにより選択されたセンサヘッド部２（選択ヘッド部２Ａ）とを備える。複数のセンサヘッド部２の各々は識別情報を不揮発的に記憶する。コントローラ１は選択ヘッド部２Ａから取得した識別情報に応じ、選択ヘッド部に供給される電源電圧を決定する。なお、複数のセンサヘッド部２は動作する際の電源電圧が互いに異なる。また、識別情報は、センサヘッド部の動作する電源電圧に対応付けられる。

ユーザは、コントローラ１に接続されるセンサヘッド部２を他のセンサヘッド部２と交換することにより、センサ装置１００を様々な種類のセンサ装置として利用することができる。具体的に説明すると、センサ装置１００は測定対象の移動量を測定する変位センサや測定対象の表面検査や座標を求める視覚センサとして利用可能である。

コントローラ１は、本体部１０、コネクタ１１、表示部１２、外部直流電源１３および電源スイッチ１４を備える。

本体部１０はコントローラ１の主要部であり、センサヘッド部２への電源電圧の供給およびセンサヘッド部２から受ける検出信号の処理を行なう。なお本体部１０の構成は後述する。コネクタ１１は複数のセンサヘッド部２の各々と接続可能であり、かつ、接続される選択ヘッド部２Ａに対して電源電圧を供給するために設けられる。表示部１２はたとえば液晶表示装置であり、センサ装置１００の各種の設定値や検出結果を表示したり、コントローラ１とセンサヘッド部２との接続が誤りの場合に通知を表示したりする。本体部１０は外部直流電源１３から直流電圧（たとえば２４Ｖの直流電圧）を受けて動作する。電源スイッチ１４は外部直流電源１３から本体部１０への直流電圧の供給および供給停止を行なうために設けられる。

複数のセンサヘッド部２は、本体部２０Ａ〜２０Ｎをそれぞれ含む。また、複数のセンサヘッド部２の各々は、コネクタ１１と接続するためのコネクタ２１およびケーブル２２を含む。本体部２０Ａ〜２０Ｎの各々は、コネクタ２１およびケーブル２２を介してコントローラ１から電源電圧を受けたり、検出動作の結果である検出信号をコントローラ１に送ったりする。

本体部２０Ａ〜２０Ｎは、コントローラ１から電源電圧を受けて動作する。また、本体部２０Ａ〜２０Ｎに供給される電源電圧は互いに異なる。なお、以下では複数のセンサヘッド部２を「機種Ａ〜Ｎ」として区別する。

本体部２０Ａ〜２０Ｎに含まれる素子の種類が異なることにより、本体部に供給される電源電圧の大きさが異なる場合がある。具体例を示すと、たとえば本体部２０Ａが変位センサ用のセンサヘッド部の本体部であれば、本体部２０Ａの内部には半導体レーザ等の発光素子が設けられる。この半導体レーザを駆動する回路には１２Ｖの直流電圧が供給される。また、本体部２０Ｂが視覚センサ用のセンサヘッドの本体部であれば本体部２０Ｂの内部にはＣＣＤ（charge coupled device）等の撮像素子が設けられる。このＣＣＤを駆動する回路には１５Ｖの直流電圧が供給される。

なお、本実施の形態においては、本体部２０Ａ〜２０Ｎに供給される電源電圧が互いに異なり、かつ、本体部２０Ａ〜２０Ｎに含まれる素子の種類が同一であってもよい。

コントローラ１は複数の種類のセンサヘッド部２を動作させることができる。よってユーザはセンサヘッド部の種類ごとに専用のコントローラを用意する必要がない。たとえばユーザがセンサ装置の導入に際し、複数のセンサヘッド部を試験的に使用することがある。この場合にもユーザは１つのコントローラのみ用意すればよい。ユーザにとってはセンサヘッド部の種類によらずコントローラの仕様（たとえば操作ボタンや表示内容など）が統一されているので、利便性が向上する。また、センサ装置を購入する際にも、ユーザはコントローラを１つのみ購入すればよい。よってユーザ側では購入コストを低減することができる。また、センサ装置を生産するメーカ側では部品の調達や在庫管理が容易になる。

図２は、図１の本体部１０の構成を詳細に示すブロック図である。
図２を参照して、本体部１０は電源部１５，１８、選択部１６および制御部１７を含む。

電源部１５は複数のセンサヘッド部２のそれぞれに対応した複数の出力電圧（以下「電源電圧」とも称する）を出力する。これらの出力電圧はセンサヘッド部２の電源電圧となる。

電源部１５は外部直流電源１３から入力される２４Ｖの直流電圧を所定の大きさの直流電圧（出力電圧）に変換するＤＣ−ＤＣコンバータ１５Ａ〜１５Ｃを含む。ＤＣ−ＤＣコンバータ１５Ａ〜１５Ｃからはそれぞれ１２Ｖ，１５Ｖ，４８Ｖの直流電圧が出力される。また、電源部１５は入力される２４Ｖの直流電圧をそのまま出力する。電源部１５が出力する出力電圧の大きさは上記の値に限定されない。また、電源部１５の出力数は４つに限定されない。

選択部１６は、電源部１５から出力される複数の直流電圧（出力電圧）のうち、コントローラ１に接続されるセンサヘッド部２に供給する電源電圧を選択して出力する。選択部１６は切換部１６Ａ〜１６Ｄを含む。切換部１６Ａ〜１６Ｄにはそれぞれ１２Ｖ，１５Ｖ，２４Ｖ，４８Ｖの直流電圧が入力される。切換部１６Ａ〜１６Ｄの各々は、たとえばトランジスタを含むスイッチ回路であり、制御部１７の指示により入力される直流電圧を出力するか否かを切換える。

制御部１７は、ＣＰＵ（central processing unit）１７１およびＥＥＰＲＯＭ（electrically erasable and programmable read only memory）１７２を含む。ＣＰＵ１７１は、接続されるセンサヘッド部に与える電源電圧を決定する。また、ＣＰＵ１７１は接続されるセンサヘッド部から信号ＳＮＳ（検出信号）に応じた信号処理を行なう。ＣＰＵ１７１は複数のセンサヘッド部のそれぞれに対応する複数の信号処理を実行することができる。

ＥＥＰＲＯＭ１７２は、複数のセンサヘッド部２のそれぞれに対応する複数の識別情報を記憶する。識別情報は、たとえば機種を示す情報、電源電圧およびＣＰＵ１７１が行なう信号処理パターンに関する情報などを含む。上述のようにセンサヘッド部２は識別情報を不揮発的に記憶する。

ＣＰＵ１７１はセンサヘッド部２から送られる識別情報ＩＤをＥＥＰＲＯＭ１７２に記憶される識別情報と照合し、接続されるセンサヘッド部２に与える電源電圧を決定する。ＣＰＵ１７１の決定結果は選択部１６に送られ、選択部１６は複数の直流電圧の中から選択した電源電圧を接続されるセンサヘッド部２に供給する。また、ＣＰＵ１７１はセンサヘッド部２から送られる識別情報に応じ、信号ＳＮＳに対応する信号処理を決定する。よって、複数のセンサヘッド部の電源電圧が互いに異なる場合にもコントローラ１は接続されるセンサヘッド部を駆動することができる。なおＣＰＵ１７１による処理結果は表示部１２に表示される。

電源部１８は、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８Ａ，１８Ｂと３端子レギュレータ１９Ａ，１９Ｂとを含む。

ＤＣ−ＤＣコンバータ１８Ａは表示部１２に電源電圧を供給するため、入力される２４Ｖの直流電圧を８．５Ｖの直流電圧に変換する。ＤＣ−ＤＣコンバータ１８Ｂは入力される２４Ｖの直流電圧を３．３Ｖの直流電圧に変換する。この３．３Ｖの直流電圧はＣＰＵ１７１、ＥＥＰＲＯＭ１７２に与えられる。３端子レギュレータ１９Ａ，１９ＢはＤＣ−ＤＣコンバータ１８Ｂから入力される３，３Ｖの直流電圧を２．５Ｖ，１．８Ｖの直流電圧にそれぞれ変換する。変換後の直流電圧はセンサヘッド部２の本体部に送られる。

ここで、コントローラ１がセンサヘッド部２に供給する電源電圧をセンサヘッド部２の種類によらず共通にする（たとえば２４Ｖの直流電圧に固定する）ことが考えられる。この場合、複数のセンサヘッド部２の各々は自己の仕様に応じた電源電圧を生成するための電源回路を内部に持つ必要がある。しかし、センサヘッド部２の内部に電源回路を設けるとセンサヘッド部２の容積および重量が増える。また、センサヘッド部２で無駄な電力消費による発熱が生じ、センサヘッド部２の動作が不安定になる可能性がある。さらにセンサヘッド部２では発熱による温度上昇が生じるので、電源投入後から安定した検出動作が可能になる（センサヘッド部の温度が安定する）までのウォームアップ時間が長くなる可能性がある。これらの理由により、コントローラ１側でセンサヘッド部２に与える電源電圧を切換えることが好ましい。

図３は、図１の本体部２０Ａの構成を詳細に示すブロック図である。
図３を参照して、本体部２０Ａは検出部２３、ＥＥＰＲＯＭ２４（第１の記憶部）および送信回路２５を含む。なお、本体部２０Ｂ〜２０Ｎの各々の構成は本体部２０Ａと同様であるので、以後の説明は繰り返さない。

検出部２３はコントローラ１から電源電圧（たとえば１２Ｖの直流電圧）を受けて動作し、信号ＳＮＳをＣＰＵ１７１に送信する。ＥＥＰＲＯＭ２４は識別情報ＩＤを不揮発的に記憶する。なお識別情報ＩＤはセンサ装置１００の製品出荷時にＥＥＰＲＯＭ２４に書込まれる。送信回路２５はＥＥＰＲＯＭ２４から識別情報ＩＤを読み出してＣＰＵ１７１に送信する。図示しないが送信回路２５はデータの入出力を行なうＩ／Ｏ部およびデータ処理を行なうコア部を有する。たとえば送信回路２５はマイクロコンピュータやＦＰＧＡ（field programmable gate array）により構成される。

ＥＥＰＲＯＭ２４、送信回路２５は図２に示す電源部１８により給電されて動作する。具体的にはＥＥＰＲＯＭ２４にはＤＣ−ＤＣコンバータ１８Ｂにより３．３Ｖの電源電圧が与えられ、送信回路２５には３端子レギュレータ１９Ａ，１９Ｂから２．５Ｖおよび１．２Ｖの電源電圧がそれぞれ供給される。送信回路２５のＩ／Ｏ部には２．５Ｖの電源電圧が供給され、送信回路２５のコア部には１．２Ｖの電源電圧が供給される。

なお、本体部２０Ａは識別情報ＩＤを不揮発的に記憶する第１の記憶部として、ＥＥＰＲＯＭ２４に代え、たとえばフラッシュＲＯＭを含んでいてもよい。

次に、コネクタ１１の端子の割り当て（ピンアサイン）について説明する。ＥＥＰＲＯＭ２４、送信回路２５は本体部２０Ａ〜２０Ｎの各々に設けられる。本実施の形態において、３．３Ｖ、２．５Ｖ、１．５Ｖの電源電圧の出力に割り当てられる端子は固定されている。このため図２に示すように、ＤＣ−ＤＣコンバータ１８Ｂ、３端子レギュレータ１９Ａ，１９Ｂに対しては切換部１６Ａ〜１６Ｄのような切換部が設けられていない。これによりコントローラ１の回路規模を小さくすることができる。

図４は、図１のコネクタ１１の端子の割り当ての一例を示す図である。
図４を参照して、機種Ａ〜Ｃはセンサ装置の種類であり、それぞれ「変位センサ」、「モノクロ視覚センサ」および「カラー視覚センサ」を示す。なお「モノクロ視覚センサ」とは撮影した白黒画像に基づいて処理を行なう視覚センサであり、「カラー視覚センサ」とは撮影したカラー画像に基づいて処理を行なう視覚センサである。

コネクタ１１は２０個の端子を有する。ピン番号１〜３の３つの端子はそれぞれＥＥＰＲＯＭ２４への電源電圧（３．３Ｖ）の出力用、送信回路２５への電源電圧（２．５Ｖおよび１．２Ｖ）の出力用の端子である。機種Ａ〜Ｃのいずれの場合にもピン番号１〜３の各端子から出力される電源電圧は同じである。

一方、検出部２３への電源電圧の供給に用いられる端子はセンサヘッド部の機種、すなわちセンサ装置の機種に対応して異なる。その理由はコントローラに接続されるセンサヘッド部に応じ、切換部１６Ａ〜１６Ｄの各々の導通状態および非導通状態が異なるためである。機種Ａでは、ピン番号１９の端子が１２Ｖの電源電圧の出力用の端子となる。機種Ｂではピン番号１７，１８の端子が１５Ｖの電源電圧の出力用の端子となる。機種Ｃではピン番号５，６の端子が４８Ｖの電源電圧の出力の端子となり、ピン番号１７，１８の端子が１５Ｖの電源電圧の出力用の端子となる。

機種Ａではピン番号１９の端子が１２Ｖの電源電圧を出力するための端子である。一方、機種Ｂ，Ｃではピン番号１９の端子は電源電圧の供給に用いられない。このため機種Ｂおよび機種Ｃの各々のセンサヘッド部２がコントローラ１に接続される場合、切換部１６Ａは非導通状態（図４において「ＮＣ」と示す）となり、ピン番号１９の端子からは１２Ｖの電源電圧が出力されない。ピン番号５，６，１７，１８の各端子についても同様である。

同一の電源電圧の出力に対して２つの端子が割り当てられる理由は、端子に接続されるケーブルに流れる電流をそのケーブルの電流容量以下とするためである。また、機種Ｃ（カラー視覚センサ）の場合、１５Ｖの電源電圧は検出部そのものの動作のために必要な電圧であり、４８Ｖの電源電圧はカラー画像の色を明確にするために測定対象を照明する照明装置に与えられる。

また、ピン番号８〜１５の各端子は、コントローラ１とセンサヘッド部２との間で伝送される信号用の端子である。

仮にセンサヘッド部の機種ごとに形状が異なるコネクタをコントローラ１に複数設けた場合、ユーザによるセンサヘッド部とコントローラとの誤接続を防ぐことができる。よってセンサヘッド部に過大な電源電圧を供給することがなくなるのでセンサヘッド部の損傷を防ぐことができる。しかし、この場合、コントローラの内部に多くの配線を設けたり、コントローラの外形に多くのコネクタを設けたりしなければならないためコントローラが大きくなる。コントローラが大きくなるとユーザの利用において不便になることが多い。よって、センサヘッド部の種類によらず共通のコネクタをコントローラに設けることが好ましい。

図５は、図１のコネクタ１１の端子の割り当ての別例を示す図である。
図５を参照して、機種Ｂおよび機種Ｃのセンサヘッド部に１５Ｖの電源電圧を供給するための端子は、機種Ａのセンサヘッド部に１２Ｖの電源電圧を供給するための端子と共通であり、ピン番号１９の端子である。本実施の形態では、コントローラ１の内部に切換部１６Ａ〜１６Ｄを設け、各切換部の導通状態および非導通状態を制御することによりセンサヘッド部に電源電圧を供給するためのコネクタ端子をセンサヘッドの機種によらず共通にすることが可能である。これにより、小型のコネクタ（すなわち端子数が少ないコネクタ）をコントローラおよびセンサヘッド部に用いることができるため、センサ装置を小型化することができる。

図６は、図２の本体部１０による処理を示すフローチャートである。
図６を参照して、電源スイッチ１４がユーザによって押されると２４Ｖの直流電圧が外部直流電源１３から本体部１０に入力され、動作が開始する。まず、ステップＳ１において本体部１０はセンサヘッド部２の本体部に低圧系電源電圧（３．３Ｖ、２．５Ｖおよび１．２Ｖの電源電圧）を供給する。

ステップＳ２において本体部１０はイニシャル処理を行なう。このイニシャル処理ではＣＰＵ１７１はＥＥＰＲＯＭ２４に格納された識別情報とＥＥＰＲＯＭ１７２に格納された識別情報との照合を行なう。

ステップＳ３においてＣＰＵ１７１は照合結果からコントローラ１に接続されるセンサヘッド部２の形式（機種）が予め想定された形式か否かを判定する。接続想定外のセンサヘッド部の場合（ステップＳ３においてＮＧ）、ステップＳ４においてＣＰＵ１７１はエラー表示を行なうよう表示部１２に指示する。なお、ステップＳ４においてＣＰＵ１７１は切換部１６Ａ〜１６Ｄのすべてが非導通状態になるよう制御する。これにより、選択部１６は、電源部１５から出力される複数の電圧のいずれもセンサヘッド部２に出力しない。これにより、センサヘッド部２に仕様を上回る電源電圧が供給されることによるセンサヘッド部２の損傷を防ぐことができる。

一方、ステップＳ３において想定された機種のセンサヘッド部２がコントローラ１に接続された場合（ステップＳ３においてＯＫ）、ステップＳ５において「個別電源ＯＮ」処理が行なわれる。ＣＰＵ１７１は識別情報から決定した電源電圧を出力するよう選択部１６に指示する。選択部１６は複数の電源電圧の中から選択した電源電圧を出力する。

ステップＳ６において全システムのブート（起動）のためのイニシャル処理が行なわれる。この際、ＣＰＵ１７１はセンサヘッド部から取得した識別情報に応じ、複数の信号処理の中から実行すべき信号処理を決定する。

続いて、ステップＳ７においてＣＰＵ１７１は、ユーザにより設定情報が入力されたか否かを判定する。ステップＳ７において、ＣＰＵ１７１に設定情報が入力されていない場合（ステップＳ７においてＮＯ）、ステップＳ８においてＣＰＵ１７１は計測処理を実行する。ステップＳ８において計測処理が実行されると処理は再びステップＳ７に戻る。つまり、ステップＳ７，Ｓ８の各々の処理が繰り返されることにより、通常の検出動作が行なわれる。

一方、ステップＳ７において設定情報がＣＰＵ１７１に入力された場合（ステップＳ７においてＹＥＳ）、ステップＳ９においてＣＰＵ１７１は設定情報に応じた設定処理を行なう。次にステップＳ１０において、ＣＰＵ１７１は設定終了情報がユーザにより入力されたか否かを判定する。設定終了情報がＣＰＵ１７１に入力された場合（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、処理は再びステップＳ３に戻る。一方、設定終了情報がまだＣＰＵ１７１に入力されていない場合（ステップＳ１０においてＮＯ）、処理は再びステップＳ９に戻る。

以上のように、実施の形態１によれば、複数のセンサヘッド部の電源電圧および検出動作が互いに異なる場合にも、１つのコントローラでこれら複数のセンサヘッド部に対応可能であるので、異なる種類のセンサ装置を容易に実現することができる。

［実施の形態２］
実施の形態２においてセンサヘッド部の構成は実施の形態１と同様であるので以後の説明は繰り返さない。以下ではコントローラの構成について説明する。

図７は、実施の形態２のセンサ装置に含まれるコントローラの構成を示す図である。
図７を参照して、コントローラ１Ａは制御部１７に代えて制御部１７Ａを備える点、およびＩ／Ｆ（インターフェース）部３１をさらに備える点で図２に示すコントローラ１と異なる。コントローラ１Ａの他の部分の構成はコントローラ１と同様であるので以後の説明は繰り返さない。

制御部１７ＡはフラッシュＲＯＭ１７３をさらに備える点で制御部１７と異なる。フラッシュＲＯＭ１７３は複数の信号処理にそれぞれ対応する複数のプログラムを不揮発的に記憶する。また、フラッシュＲＯＭ１７３は複数のプログラムの少なくとも１つを変更可能である。なお、フラッシュＲＯＭの代わりにＥＥＰＲＯＭが用いられてもよい。

ＣＰＵ１７１は、複数のプログラムの中から識別情報に応じて選択したプログラムをフラッシュＲＯＭ１７３から読出して信号処理を実行する。

Ｉ／Ｆ部３１はＲＳ−２３２ＣやＵＳＢ（Universal Serial Bus）等の規格に準じたインターフェース回路であり、たとえばパーソナルコンピュータ等の装置からＣＰＵ１７１が実行するプログラムを受ける。

フラッシュＲＯＭ１７３はＩ／Ｆ部３１に入力されたプログラムを記憶する。この場合、フラッシュＲＯＭ１７３では、既に記憶されるプログラムが入力されたプログラムに更新されてもよいし、入力されたプログラムが追加されてもよい。

なお、図示しないが、制御部１７ＡはＩ／Ｆ部３１から入力されるプログラムをフラッシュＲＯＭ１７３に書込むとともに、フラッシュＲＯＭ１７３から読出したプログラムをＣＰＵ１７１に送る専用の処理回路を含んでいてもよい。

コントローラ１Ａが供給可能な電源電圧に変更がない場合、ユーザはフラッシュＲＯＭ１７３に記憶される内容を変更することによりコントローラ１Ａを高機能化することができる。よってユーザは新たなコントローラを購入しなくてもよくなる。また、メーカ側では、部品の追加をしなくてもコントローラを高機能化することができる。よってメーカ側ではコスト上昇を抑えることができるとともに、センサ装置の生産に必要な部品の在庫管理の負担を減らすことができる。

なお、ＣＰＵ１７１が実行する複数のプログラムの追加や削除が可能な記憶部（第２の記憶部）はフラッシュＲＯＭに限定されず、たとえば以下のような回路であってもよい。

図８は、図７の制御部１７Ａの変形例を示す図である。
図８を参照して、制御部１７ＢはフラッシュＲＯＭ１７３に代えて、バス３４およびＥＰＲＯＭ（erasable programmable read only-memory）３５Ａ〜３５Ｃを備える点で制御部１７Ａと異なる。制御部１７Ｂの他の部分の構成は制御部１７Ａと同様であるので以後の説明は繰り返さない。ＥＰＲＯＭ３５Ａ〜３５Ｃの各々はソケット（図示せず）に着脱可能である。なおＥＰＲＯＭ３５Ａ〜３５Ｃは本発明の「第２の記憶部」に相当する。

ＥＰＲＯＭ３５Ａ〜３５ＣにはＣＰＵ１７１が信号処理を実行するためのプログラムが記憶される。ＥＰＲＯＭ３５Ａ〜３５Ｃに記憶されるプログラムは互いに異なる。図８に示す構成によればＥＰＲＯＭの数を増減したり、あるＥＰＲＯＭを別のプログラムが記憶されるＥＰＲＯＭに置換したりすることにより、ＣＰＵ１７１が実行可能な複数の信号処理を容易にすることができる。

なお図８の場合、記憶されるプログラムを変更する必要がないので、不揮発性メモリとしてＥＰＲＯＭが用いられる。ただしＥＰＲＯＭに代え、不揮発性メモリとしてＥＥＰＲＯＭが用いられてもよい。

以上のように、実施の形態２によれば、制御部に記憶される複数のプログラムを変更することが容易になるので、センサ装置の多機能化や高機能化を容易に行なうことができる。

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

実施の形態１のセンサ装置の構成を示す図である。 図１の本体部１０の構成を詳細に示すブロック図である。 図１の本体部２０Ａの構成を詳細に示すブロック図である。 図１のコネクタ１１の端子の割り当ての一例を示す図である。 図１のコネクタ１１の端子の割り当ての別例を示す図である。 図２の本体部１０による処理を示すフローチャートである。 実施の形態２のセンサ装置に含まれるコントローラの構成を示す図である。 図７の制御部１７Ａの変形例を示す図である。

符号の説明

１，１Ａ コントローラ、２ センサヘッド部、２Ａ 選択ヘッド部、１０，２０Ａ〜２０Ｎ 本体部、１１，２１ コネクタ、１２ 表示部、１３ 外部直流電源、１４ 電源スイッチ、１５，１８ 電源部、１５Ａ〜１５Ｃ，１８Ａ，１８Ｂ ＤＣ−ＤＣコンバータ、１６ 選択部、１６Ａ〜１６Ｄ 切換部、１７，１７Ａ，１７Ｂ 制御部、１９Ａ，１９Ｂ ３端子レギュレータ、２２ ケーブル、２３ 検出部、２４，１７２ ＥＥＰＲＯＭ、２５ 送信回路、３１ Ｉ／Ｆ部、３４ バス、１００ センサ装置、１７１ ＣＰＵ、１７３ フラッシュＲＯＭ、Ｓ１〜Ｓ１０ ステップ。

Claims (6)

1. 動作する電源電圧が互いに異なる複数のセンサヘッド部の中から選択された選択ヘッド部と、コントローラとを備え、
   前記複数のセンサヘッド部の各々は、
   前記電源電圧を受けて動作する検出部と、
   センサヘッド部の動作する前記電源電圧に対応付けられる識別情報を不揮発的に記憶する第１の記憶部とを含み、
   前記コントローラは、
   前記複数のセンサヘッド部の各々と接続可能であり、かつ、接続される前記選択ヘッド部に対して前記電源電圧を供給するコネクタと、
   前記複数のセンサヘッド部のそれぞれに供給される前記電源電圧である複数の出力電圧を出力可能な第１の電源部と、
   前記識別情報に応じて前記電源電圧を決定する制御部と、
   前記制御部による決定結果に応じ、前記複数の出力電圧の中から選択した前記電源電圧を前記選択ヘッド部に供給する選択部とを含む、センサ装置。
2. 前記制御部は、前記複数のセンサヘッド部のそれぞれに対応する複数の信号処理を実行可能であり、前記識別情報に応じて前記選択ヘッド部に対応する信号処理を決定する、請求項１に記載のセンサ装置。
3. 前記制御部は、
   前記複数の信号処理のそれぞれに対応する複数のプログラムを不揮発的に記憶し、前記複数のプログラムの少なくとも１つを変更可能な第２の記憶部と、
   前記識別情報に応じ、前記複数のプログラムの中から選択したプログラムを前記第２の記憶部から読出し、前記対応する信号処理を実行する処理装置とを有する、請求項２に記載のセンサ装置。
4. 前記コントローラは、
   前記第１の記憶部を動作させるための給電を行なう第２の電源部をさらに含む、請求項１に記載のセンサ装置。
5. 前記制御部は、前記選択ヘッド部に供給すべき前記電源電圧が前記複数の出力電圧の中に存在しない場合には、前記複数の出力電圧のいずれも出力しないよう前記選択部に指示する、請求項１に記載のセンサ装置。
6. 複数のセンサヘッド部の中から選択された選択ヘッド部に供給される電源電圧を決定するセンサ装置用のコントローラであって、
   前記複数のセンサヘッド部の電源電圧は、互いに異なり、
   前記複数のセンサヘッド部の各々は、
   前記電源電圧を受けて動作する検出部と、
   識別情報を不揮発的に記憶する記憶部とを含み、
   前記コントローラは、前記選択ヘッド部から取得した前記識別情報に応じ、前記選択ヘッド部に供給される前記電源電圧を決定する、センサ装置用のコントローラ。

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