JP4768334B2 - 光電センサ - Google Patents
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Description
光電センサ1は、図2に示すように、投光素子2、受光素子3、投光素子2を駆動する投光回路4、受光素子3からの信号を増幅して受光量に応じた受光信号を出力する受光回路5、マイクロコンピュータからなる制御回路6およびモード設定部7を備えて構成されている。ここで、投光素子2と投光回路4は本発明でいう投光手段に相当し、受光素子3と受光回路5は本発明でいう受光手段に相当する。
検出動作モードにおいては、制御回路6のうちサンプリング手段8、変化量演算手段9および検出手段10が機能して被検出物の検出を行う。図3は、検出動作モードにおける受光量の変化、内部検出信号および検出信号を示す図である。ここで、受光量(受光信号のレベル)に示される丸印のデータは、検出時間T2(3.2msec)ごとにサンプリングされてデジタル値(単位はdigit)に変換された受光量であり、この波形例では被検出物の通過に伴って28digitから2929digitまで単調に増大している。
作業者は、モードキーで設定動作モードに設定するとともに、ティーチングのために、検出動作モードにおける被検出物の移動速度と同じ速度で被検出物を検出領域内で移動させる。すると、光電センサ1は、最適な検出時間T2としきい値L2を自動設定し、設定終了後に自動的に検出動作モードに移行する。この設定動作モードにおいては、制御回路6のうちサンプリング手段8、変化量演算手段9、時間測定手段11、設定手段12、保持手段13、演算手段14およびしきい値設定手段15が機能する。
測定連続回数=300回
変化開始時受光量=28digit
変化終了時受光量=2929digit
デジタル積分回数=8回
検出スパンP2=測定連続回数/デジタル積分回数 …(1)
この検出スパンP2は、測定時間T1を単位とした場合の検出間隔であり、次の(2)式で示す検出時間T2と等価である。
検出時間T2=検出スパンP2×測定時間T1 …(2)
平均レベル変化量=|変化終了時受光量−変化開始時受光量|/測定連続回数
…(3)
この(3)式の演算結果は(2929−28)/300=9.67digitとなるが、小数点以下を切り捨てることにより平均レベル変化量を9digitとする。このように演算結果に対し平均レベル変化量を小さい側に設定しても特に問題は生じない。その後、次の(4)式を演算してしきい値L2を求める。
しきい値L2=平均レベル変化量×検出スパンP2×0.5 …(4)
検出スパンP2=32回、検出時間T2=3.2msec、しきい値L2=144digit
カウンタBを用いたフィルタ処理とデータ取得の自動終了処理を省いてもよい。また、フィルタ処理において、レベル変化量が基準値M未満になる変化停止状態が2回以上続く場合についても、その状態を無視してレベル変化時間Twを測定してもよい。
デジタル積分回数を8回に設定することにより検出時間T2をレベル変化時間Twよりも小さく設定したが、デジタル積分回数を1回に設定して検出時間T2をレベル変化時間Twに等しく設定してもよい。
本発明は、検出領域を挟むように投光手段と受光手段が配された透過型の光電センサに対しても適用できる。
Claims (7)
- 被検出物が通過する検出領域に向けて光を投光する投光手段と、
前記検出領域からの光を受光しその受光量に応じた受光信号を出力する受光手段と、
前記受光信号を検出時間ごとにサンプリングするサンプリング手段と、
前記サンプリングされた受光信号の所定時間あたりのレベル変化量を演算する変化量演算手段と、
前記演算されたレベル変化量と予め設定されたしきい値との比較に基づいて前記被検出物の検出を行う検出手段と、
前記検出時間を可変設定可能な設定手段と、
前記しきい値を設定するしきい値設定手段とを備え、
前記被検出物の検出を行う検出動作モードと、前記設定手段により前記検出時間の設定を行うとともに前記しきい値設定手段により前記しきい値の設定を行う設定動作モードとを切り換え可能に構成され、
前記設定動作モードにおいて、被検出物が前記検出領域を通過する時の前記受光信号のレベル変化に要する時間を測定する時間測定手段と、
前記設定動作モードにおいて、前記演算されたレベル変化量が所定値未満の状態から該所定値以上の状態に変化した時の前記受光信号のレベルと、前記演算されたレベル変化量が前記所定値以上の状態から前記所定値未満の状態に変化した時の前記受光信号のレベルとを保持する保持手段とを備え、
前記設定手段は、前記時間測定手段により測定されたレベル変化時間以下に前記検出時間を設定し、
前記しきい値設定手段は、前記保持手段に保持された前記受光信号の2つのレベルの差を演算し、その差に基づいて前記しきい値を設定することを特徴とする光電センサ。 - 前記設定手段は、前記時間測定手段により測定されたレベル変化時間と等しく前記検出時間を設定することを特徴とする請求項1記載の光電センサ。
- 前記設定動作モードにおいて、
前記サンプリング手段は、前記被検出物が前記検出領域を通過する時間より短い所定の測定時間ごとに前記受光信号をサンプリングし、
前記変化量演算手段は、前記サンプリングされた受光信号の前記測定時間あたりのレベル変化量を演算し、
前記時間測定手段は、前記演算されたレベル変化量が所定の基準値以上となる状態の継続時間を前記レベル変化時間とすることを特徴とする請求項1または2記載の光電センサ。 - 前記設定動作モードにおいて、
前記サンプリング手段は、前記被検出物が前記検出領域を通過する時間より短い所定の測定時間ごとに前記受光信号をサンプリングし、
前記変化量演算手段は、前記サンプリングされた受光信号の前記測定時間あたりのレベル変化量を演算し、
前記時間測定手段は、前記演算されたレベル変化量が所定の基準値未満の状態から所定の基準値以上の状態に変化した後、前記演算されたレベル変化量が前記所定の基準値未満となる状態が所定サンプリング回以上連続して生じるまでの時間を前記レベル変化時間とすることを特徴とする請求項1または2記載の光電センサ。 - 前記設定手段は、前記時間測定手段により測定されたレベル変化時間を所定回数で除して得られる時間以下に前記検出時間を設定し、
前記検出手段は、前記演算されたレベル変化量が前記所定回数だけ連続して前記しきい値以上となった場合に前記被検出物を検出したと判定することを特徴とする請求項1ないし4の何れかに記載の光電センサ。 - 前記設定手段は、前記時間測定手段により測定されたレベル変化時間を前記所定回数で除して得られる時間と等しく前記検出時間を設定することを特徴とする請求項5記載の光電センサ。
- 前記設定動作モードにおいて、
前記サンプリング手段は、前記演算されたレベル変化量が所定値以上の状態から該所定値未満の状態に変化したことを条件として、前記受光信号のサンプリングを終了することを特徴とする請求項1ないし6の何れかに記載の光電センサ。
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