JP6020033B2 - 光電センサ - Google Patents

Description

本発明は、光電センサに関し、特に、表示手段を備えた光電センサに関する。

光電センサは、工場の生産ライン等で移動する物体の有無を検出するために、広く利用されている。このような光電センサについて、従来、種々の技術が提案されている。

たとえば、特許文献１（特許第４１０９３５１号公報）は、移動している被検出物体のある位置における存在の有無により得られる検出量を出力する検出スイッチにおいて、ユーザが、第１および第２の表示モードのいずれかを選択でき、第１の表示モードが選択された場合には上記検出量を表示し、第２の表示モードが選択された場合には各保持期間ごとの上記検出量の最大値または最小値を表示することを開示している。

特許第４１０９３５１号公報

光電センサに、物体が所定の領域に存在するか否かに応じて出力する信号を切替させる場合、当該光電センサの検出値に対してしきい値を設定する必要がある。当該しきい値の設定の際、ユーザは、物体の状態と光電センサの検出値または当該検出値の変化の特徴を示す値（特徴値）を確認する場合がある。このような場合、光電センサにおいて検出値等の表示が逐次更新されたのでは、ユーザは、当該検出値等の確認が困難である。このような観点から、特許文献１に開示された技術は、ユーザのしきい値の設定の一助となるとも言える。

しかしながら、特許文献１に記載の光電センサでは、表示モードの切替に、選択手段による選択を必要とする。したがって、ユーザは、所望の表示モードで光電センサを動作させようとした場合、選択のための操作を必要とされ、煩雑であった。

本発明は、かかる実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、光電センサにおいて、ユーザが、煩雑な操作をすることなく、容易に検出値等を確認できるようにすることである。

ある局面によれば、検出光を検出領域に向けて出射するための発光素子を有する投光部と、検出領域からの光を受けて、受光量に応じた検出値を得るための受光素子を有する受光部と、検出値が所定の条件を充足したか否かを判断する判断手段と、判断手段によって検出値が所定の条件を充足したと判断された場合に、検出値の変化の特徴を表す特徴値を第一の時間以上表示する表示手段とを備える、光電センサが提供される。

好ましくは、判断手段は、第二の時間ごとに判断を実行する。表示手段は、判断手段によって検出値が所定の条件を充足しなかったと判断された場合には、第二の時間における少なくとも一部の検出値の平均値を表示し、判断手段によって検出値が所定の条件を充足したと判断された場合には、特徴値を表示する。

好ましくは、判断手段は、第二の時間より短い第三の時間ごとに取得された検出値に基づいて、所定の条件が充足したか否かを判断し、第一の時間は、第二の時間より長い。

好ましくは、特徴値は、検出値の極値である。
好ましくは、特徴値は、検出値の極値と、当該極値が生じる直前の検出値の変曲点との差である。

好ましくは、所定の条件は、検出値の変化において極値が生じたことである。
好ましくは、所定の条件は、さらに、検出値の変化において、極値に相当する検出値の２回微分の値が、極値の直前に生じた所定回数の極値のそれぞれに対応する検出値の２回微分の値のいずれに対して所定値以上の差異を有することを含む。

好ましくは、所定の条件は、検出値が特定のしきい値を跨いで変化したことである。
好ましくは、特徴値は、検出値が特定のしきい値を一方側から跨いで変化してから他方側から跨いで変化するまでに要した時間である。

光電センサの一側面によれば、受光部における受光量の検出値が所定の条件を充足したと判断されると、第一の時間、当該検出値の変化の特徴を表す特徴値が表示される。これにより、ユーザは特別な操作をすることなく、容易に特徴値を視認できる。

光電センサの一実施の形態である、光ファイバ式の光電センサの外観を示す図である。 光電センサの一実施の形態である、光ファイバ式の光電センサの外観を示す図である。 光電センサの上面を正面視した図である。 光電センサの電気的構成を示すブロック図である。 表示器における極値の表示例を示す図である。 光電センサにおける受光量の極値の検出を説明するための図である。 しきい値を手操作で変更する処理における表示制御のフローチャートである。 １回微分および２回微分の算出結果の一例を示す図である。 変形例（１）における追加の条件の効果を説明するための図である。 変形例（３）の光電センサ１が、しきい値を手操作で変更する処理において表示する特徴値を説明するための図である。

以下、光電センサの実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、同一の構成要素には各図において同一の符号を付し、詳細な説明は繰返さない。

［光電センサの外観］
図１および図２は、光電センサの一実施の形態である、光ファイバ式の光電センサの外観を示す図である。

光電センサ１は、本体部１０と、本体部１０の前面に取り付けられる一対の光ファイバ１１，１２とを具備する。光ファイバ１１は投光用で、他方の光ファイバ１２は受光用である。各光ファイバ１１，１２の先端部には、それぞれレンズなどを含むヘッド部１１Ａ，１２Ａが取り付けられている。なお、実際の光ファイバ１１，１２は、図示の状態より長くすることができる。

各光ファイバ１１，１２は、それぞれ本体部１０の前面の挿入口１１Ｂ，１２Ｂに挿入される。投光用の光ファイバ１１の挿入口１１Ｂの近傍には投光部が設けられ、受光用の光ファイバ１２の挿入口１２Ｂの近傍には受光部が設けられる。また本体部１０の背面からは、接続用のケーブル１４が引き出されている。

上記の光電センサ１は、投光部から投光された光を受光部により受光し、この光路が遮光された状態を「物体あり」と判別する透過型のセンサとして機能するが、物体からの反射光を受光して「物体あり」と判別する反射型の光電センサとして機能させることもできる。反射型の光電センサとして使用する場合には、各光ファイバ１１，１２の先端に共通のヘッド部が装着され、このヘッド部が検出エリアに向けて配備される。

受光部により生成された受光量データは、制御部（後述する制御部１０５）に入力され、あらかじめ登録されたしきい値との比較により入光状態であるか否かが判定されて、その判定結果が出力される。

本体部１０の上面には、表示部１００や複数の押ボタンスイッチＳＷ１〜ＳＷ５が設けられる。使用時の上面にはカバー１３が被せられるが、設定の際などには、カバー１３が開放されて各押ボタンスイッチＳＷ１〜ＳＷ５の操作が可能になる。図２は、カバー１３が開放された状態の本体部１０の斜視図であり、図３は、上面を正面視した図である。なお、カバー１３は透明であるので、カバー１３が装着されている場合でも、カバー１３を介して表示部１００の表示を確認することができる。図３では、カバー１３は省略されている。

図２および図３を参照して、本体部１０の上面の構成を説明する。
本実施の形態では、本体部１０の前面寄りの位置に、押ボタンスイッチＳＷ１が配備され、その後方に表示部１００が設けられ、さらに表示部１００の後方に４個の押ボタンスイッチＳＷ２，ＳＷ３，ＳＷ４，ＳＷ５が配備されている。なお、押ボタンスイッチＳＷ２，ＳＷ３のボタン部は一体になっているが、筐体１０内のスイッチ本体（図示を省略）はそれぞれ独立している。

表示部１００には、一対の表示器１０１，１０２や５個の表示灯１１１〜１１５が設けられる。表示器１０１，１０２は、４個の７セグメントＬＥＤ（Light Emitting Diode）が組み合わせられたもので、それぞれ４桁以内の数字やアルファベット文字列を表示する。

前方の押ボタンスイッチＳＷ１は、後記するチューニング処理に使用されるので、以下、このスイッチＳＷ１を「チューニングスイッチＳＷ１」という。

表示部１００の後方の一対の押ボタンスイッチＳＷ２，ＳＷ３は、表示器１０１，１０２に表示される数値やサブメニューを変更するために用いられる。以下、ボタン部に＋印が付いたスイッチＳＷ２を「アップスイッチＳＷ２」と呼び、ボタン部に−印が付いたスイッチＳＷ３を「ダウンスイッチＳＷ３」と呼ぶ。

押ボタンスイッチＳＷ４は、計測モードと設定モードとを切り替えたり、設定モードのメインメニューの選択や決定に用いられる。以下では、このスイッチＳＷ４を「モードスイッチＳＷ４」と呼ぶ。

設定モードにおいて何らかの設定が行われると、設定された内容が確定する。モードスイッチＳＷ４により計測モードに切り替えられると、設定された内容にて計測が開始される。

押ボタンスイッチＳＷ５は、光電センサ１の出力形式を切り替えるためのものである。具体的には、受光量がしきい値以上となったときに出力をオン状態にする「ライトオンモード」か、受光量がしきい値以下となったときに出力をオン状態とする「ダークオンモード」が選択される。

表示灯１１１は、検出処理において、光電センサ１からの検出信号がオン状態になったときに点灯する。表示灯１１２はライトオンモードが選択されているときに点灯し、表示灯１１３はダークオンモードが選択されているときに点灯する。

表示灯１１４は、表示上の受光量を自動的に調整する処理が有効に設定されている場合に点灯する。表示灯１１５は、初期化時に消灯し、チューニング終了後に常時点灯する。

［光電センサの電気的構成］
図４は、上記光電センサ１の電気的構成を示すブロック図である。

光電センサ１では、制御部となる制御部１０５に、投光部１０３や受光部１０４のほか、プログラムが格納されたメモリ１０６、表示部１００、操作部１１０、外部機器用インタフェース１０７、出力部１０８、および、電源部１０９などが、制御部となる制御部１０５に接続される。制御部１０５は、たとえば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）を含み、当該ＣＰＵが所定のプログラムを実行することにより、本明細書に記載された制御内容を実現させる。

表示部１００には、前述した表示器１０１，１０２や表示灯１１１〜１１５が含まれ、操作部１１０には、各押ボタンスイッチＳＷ１〜ＳＷ５が含まれる。投光部１０３には、ＬＥＤ１３１とＬＥＤ駆動回路１３２とが含まれ、受光部１０４には、フォトダイオード（ＰＤ）１４１のほか、増幅回路１４２やＡ／Ｄ変換回路１４３が含まれる。投光部１０３では、ＬＥＤ駆動回路１３２からＬＥＤ１３１に駆動用の電流が流れて、投光処理が行われる。受光部１０４では、フォトダイオード１４１からの出力が増幅回路１４２およびＡ／Ｄ変換回路１４３により処理されることにより、受光量を表すディジタルデータ（以下、「受光量データ」または「検出値」という。）が生成される。

制御部１０５は、メモリ１０６に格納されたプログラムに従って、投光部１０３および受光部１０４の動作を制御しながら、受光部１０４から受光量データを入力して検出処理を実行する。検出結果は、出力部１０８や外部機器用インタフェース１０７を介して出力される。

なお、光電センサ１は、制御部１０５が記録媒体に対してデータの読込および書込を行なうためのインタフェースとして、メディアドライバが備えられていても良い。当該記録媒体は、、光電センサ１に対して着脱可能である。制御部１０５は、当該記録媒体に記録されたプログラムを実行しても良い。このような記録媒体としては、たとえば、ＣＤ−ＲＯＭ（Compact Disk - Read Only Memory）、ＤＶＤ−ＲＯＭ（Digital Versatile Disk - Read Only Memory）、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）メモリ、メモリカード、ＦＤ（Flexible Disk）、ハードディスク、磁気テープ、カセットテープ、ＭＯ（Magnetic Optical Disk）、ＭＤ（Mini Disk）、ＩＣ（Integrated Circuit）カード（メモリカードを除く）、光カード、マスクＲＯＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（Electronically Erasable Programmable Read Only Memory）などの、不揮発的にプログラムを格納する媒体が挙げられる。

［光電センサにおける表示の一例］
光電センサ１の動作モードは、計測モードと設定モードを含む。計測モードは、外部の機器に上記判定結果を出力するモードである。設定モードは、当該計測モードにおける光電センサ１の動作内容を設定するモードである。

計測モードにおいてチューニングスイッチＳＷ１が操作されると、「チューニング」と呼ばれる設定処理が実施される。チューニングは、検出処理に不可欠な設定であるしきい値の設定処理と感度調整処理とを一括で行うものである。簡単に説明すると、移動するワークを検出対象とする場合には、検出時と同じ条件でワークを移動させながらチューニングスイッチＳＷ１を所定の時間以上押し続け、その間に得られる受光量の中の最大値と最小値とを特定する。そして、最大値があらかじめ定めた目標値になるように感度を調整すると共に、この調整に合わせて最小値を補正し、最大値と最小値との間の中間値をしきい値に設定する。なお、感度の調整は、投光部１０３に流す駆動電流や受光部１０４の増幅回路１４２の倍率の調整により行われる。

また、比較的短い間隔をおいてチューニングスイッチＳＷ１を２回押下する操作に伴ってチューニング処理が行われる場合もある。この場合には、一方の操作は、ワークが検出エリアに置かれた状態で実施され、他方の操作はワークが検出エリアにない状態下で行われる。そして、各操作に応じて取り込まれた受光量のうちの高い方の値が目標値になるように感度を調整し、この調整に合わせて他方の受光量を補正し、各受光量の間の中間値をしきい値に設定する。

モードスイッチＳＷ４により設定モードが選択されると、表示部１００の各表示器１０１，１０２に、設定用のメニューが表示される。ユーザは、アップスイッチＳＷ２やダウンスイッチＳＷ３によってメニュー表示を切り替えながら、所望の設定を実行する。

上記の設定モードには、センサの受光状態を確認し、チューニング処理により設定されたしきい値を必要に応じて手操作で変更する処理が含まれる。本実施の形態の「しきい値を手操作で変更する処理」では、受光量が表示器１０１，１０２に表示されても良い。さらに、当該処理では、第二の時間ごとに受光量の極値の有無が判断される。そして、極値が発生したと判断されると、第一の時間、当該極値が表示される。ユーザは、検出時と同じ条件でワークを移動させながら、光電センサ１に極値の有無を判断させる。そして、ユーザは、極値を視認することにより、しきい値を設定する。

上記の設定モードには、センサの受光状態を確認し、チューニング処理により設定されたしきい値を必要に応じて手操作で変更する処理が含まれる。本実施の形態の「しきい値を手操作で変更する処理」では、受光量が表示器１０１，１０２に表示されても良い。さらに、当該処理では、後述する第三の時間ごとに受光量の極値の有無が判断される。そして、極値が発生したと判断されると、第一の時間、当該極値が表示される。ユーザは、検出時と同じ条件でワークを移動させながら、光電センサ１に極値の有無を判断させる。そして、ユーザは、極値を視認することにより、しきい値を設定する。

図５は、表示器１０１，１０２における極値の表示例を示す図である。
図５を参照して、表示器１０１は「ｂｏｔｎ（ｎはバー付）」という文字列（「ＢＯＴＴＯＭ」を意味する。）を表示する。これは、表示されている極値が極小値であることを意味する。そして、表示器１０２は「５００」という数字を表示する。つまり、図５の表示器１０１，１０２は、極小値の光量である「５００」という数字を表示している。

［制御の概要］
上記したように、光電センサ１では、設定モードにおいて、受光量の極値が検出され、表示される。このような制御の概要を、説明する。図６は、光電センサ１における受光量の極値の検出を説明するための図である。

図６のグラフでは、受光量の時間経過に伴う変化が、線ＬＡで示されている。線ＬＡで表される検出値は、たとえば、第三の時間（たとえば、１００μ秒）毎に、受光部における受光量が取得されることにより、得られる。本明細書では、受光部における受光量を、検出値ともいう。

そして、制御部１０５は、第二の時間（たとえば、１００ｍ秒）毎に、当該検出値において極値（極大値または極小値）が存在するか否かを判断する。制御部１０５は、たとえば、検出値において連続的に２回微分値を算出し、連続して算出された２回微分値において符号の反転が生じたか否かに基づいて、極値が存在するか否かを判断する。２回微分値の算出方法は、たとえば、表１を用いて説明される。

表１では、上記第三の時間毎に取得された、連続する１０の受光量が、Ｄ（１）〜Ｄ（１０）で示されている。また、表１では、各受光量についての１回微分値の算出方法が、「１回微分結果」として示されている。各受光量に対応する１回微分値は、他の回に取得された受光量を利用して算出される。１回微分値は、３番目の受光量（受光量Ｄ（３））が取得されて、初めて算出される。そして、表１では、受光量Ｄ（３）に対応する１回微分値の算出方法として、他の回に取得された受光量を利用した数式が示されている。より具体的には、受光量Ｄ（３）に対応する１回微分値は、３番目に取得された受光量（受光量Ｄ（３））から１番目に取得された受光量（受光量Ｄ（１））を差し引くことにより、算出される。

また、表１では、各受光量についての２回微分値の算出方法が、「２回微分結果」として示されている。２回微分値は、５番目の受光量（受光量Ｄ（５））が取得されて初めて算出される。各受光量に対応する２回微分値は、他の回に取得された受光量を利用して算出される。たとえば、受光量Ｄ（５）に対応する２回微分値は、３番目の受光量Ｄ（３）から１番目の受光量Ｄ（１）を差し引くことにより第１の値を取得し、５番目の受光量Ｄ（３）から３番目の受光量Ｄ（３）を差し引くことにより第２の値を取得し、そして、第２の値から第１の値を差し引くことによって算出される。

なお、表１に示された１回微分値および２回微分値の算出方法は、単なる一例であり、光電センサ１における各結果の算出方法は、これに限定されない。光電センサ１において採用される算出方法は、表１に示された方法と同等の結果を得られるいかなる方法に置換されることがあり得る。

図６に戻って、光電センサ１の制御部１０５は、受光量において、１００ｍ秒ごとに、極値（極小値または極大値）の有無を判断する。そして、ある１００ｍ秒区間において受光量の極値が無いと判断すると、制御部１０５は、当該１００ｍ秒区間経過後より前の受光量の平均値を算出する。平均値の算出区間は、当該１００ｍ秒区間の全体でもよく、または、その中の一部でもよい。また、平均値の算出に利用される受光量に、当該１００ｍ秒区間より前の区間の受光量が含まれる場合もあり得る。そして、制御部１０５は、当該平均値を、次の１００ｍ秒区間において、表示器１０２に表示させる。これにより、受光量において連続して極値が無いと判断されると、表示器１０２には、１００ｍ秒区間ごとに、受光量の平均値が表示される。

一方、ある１００ｍ秒区間において受光量の極値があったと判断すると、制御部１０５は、当該１００ｍ秒区間の終了から第一の時間（たとえば、５００ｍ秒間）、表示器１０２に、当該極値を表示させる。

図６に示された例では、１００ｍｓから２００ｍｓの１００ｍ秒間では、受光量に極値は見られない。この場合、次の１００ｍ秒間、つまり、２００ｍｓから３００ｍｓでは、表示器１０２には、１００ｍｓから２００ｍｓの１００ｍ秒間の受光量の平均値が表示される。図６では、２００ｍｓから３００ｍｓにおける表示器１０２の表示内容が、表示Ｄ１として示されている。表示Ｄ１内に示される数値（９９９９）は、１００ｍｓから２００ｍｓの１００ｍ秒間の受光量の平均値である。

また、図６に示された例では、２００ｍｓから３００ｍｓの１００ｍ秒の間に、受光量の極小値が見られる。この場合、次の第一の時間（たとえば、５００ｍ秒間）、つまり、３００ｍｓから８００ｍｓでは、表示器１０２には、２００ｍｓから３００ｍｓの１００ｍ秒間に検出された受光量の極小値が表示される。図６では、３００ｍｓから８００ｍｓにおける表示器１０２の表示内容が、表示Ｄ２として示されている。表示Ｄ２内に示される数値（５００）は、受光量の極小値である。

また、図６に示された例では、７００ｍｓから８００ｍｓの１００ｍ秒間では、受光量に極値は見られない。この場合、次の１００ｍ秒間、つまり、８００ｍｓから９００ｍｓでは、表示器１０２には、７００ｍｓから８００ｍｓの１００ｍ秒間の受光量の平均値が表示される。図６では、８００ｍｓから９００ｍｓにおける表示器１０２の表示内容が、表示Ｄ３として示されている。表示Ｄ３内に示される数値（９９９９）は、７００ｍｓから８００ｍｓの１００ｍ秒間の受光量の平均値である。

［実施の形態の効果］
本実施の形態では、検出値が所定の条件を充足したと判断された場合に、第一の時間、検出値の変化の特徴を表す特徴値が表示される。なお、当該判断は、第二の時間ごとに実行され得る。そして、検出値が所定の条件を充足しなかったと判断された場合には、第二の時間における少なくとも一部の検出値の平均値が表示される。一方、検出値が所定の条件を充足したと判断された場合には、特徴値が表示される。所定の条件が充足したか否かは、第二の時間より短い第三の時間ごとに取得された検出値に基づいて判断され得る。また、第一の時間は、第二の時間より長いことが好ましい。

上記第二の時間は、第三の時間より長く、さらに、受光量が変化してから特徴値の表示が更新されるまでの時間遅れが、ユーザに認識されない程度の、短い時間に設定されることが好ましい。第二の時間が第三の時間よりも長ければ、表示される値が、検出値の平均値となり得る。これにより、安定計測時（検出対象となるワークが移動していないとき）の表示部１００における表示のばたつきを極力小さくすることができる。第二の時間が上記の程度の短い時間に設定されれば、ユーザは、受光量の変化をリアルタイムで認識できる。

また、第一の時間は、第二の時間より長く、さらに、ユーザが表示される値を読み取るのに十分な長さに設定されることが好ましい。第一の時間がこのように設定されれば、受光量が急峻に変化する場合であっても、ユーザは、容易に、表示される値を認識し、しきい値を設定することができる。

［表示制御の流れ］
次に、光電センサ１における「しきい値を手操作で変更する処理」において制御部１０５が実行する表示制御の内容を説明する。図７は、当該表示制御のためのフローチャートである。

図７を参照して、設定モードにおいて手操作でしきい値を変更するメニューが選択されると、制御部１０５は、ステップＳ１０で、表示器１０２に、初期状態の表示内容を表示させて、ステップＳ２０へ処理を進める。初期状態の表示内容とは、たとえば、当該メニューを開始する旨のメッセージであっても良いし、その時点での受光量の検出値であっても良い。

ステップＳ２０では、制御部１０５は、図７に示された処理において利用するタイマについての設定時間ＴをＴａ（上記の第二の時間に相当）に設定し、さらに、当該タイマの計時時間をリセットして、ステップＳ３０へ処理を進める。これにより、当該タイマは、計時を開始する。当該タイマは、たとえば、制御部１０５に含まれる。

ステップＳ３０では、制御部１０５は、受光量についての所定の条件が充足されたか否かを判断する。所定の条件とは、たとえば、上記したように、受光量の検出値において連続的に２回微分値を算出し、連続して算出された２回微分値において符号の反転が生じたことである。そして、制御部１０５は、上記の所定の条件が充足されたと判断するとステップＳ４０へ処理を進める。一方、制御部１０５は、充足されていないと判断すると、ステップＳ５０へ処理を進める。

ステップＳ４０では、制御部１０５は、受光量における特徴値を取得して、ステップＳ５０へ処理を進める。特徴値とは、たとえば、受光量の極値である。

ステップＳ５０では、制御部１０５は、上記タイマの計時時間が設定時間Ｔを経過したか否かを判断する。そして、制御部１０５は、設定時間Ｔが経過していないと判断するとステップＳ３０へ処理を戻し、経過したと判断するとステップＳ６０へ処理を進める。

ステップＳ６０では、制御部１０５は、タイマの計時時間をリセットして、ステップＳ７０へ処理を進める。

ステップＳ７０では、制御部１０５は、ステップＳ４０で少なくとも１つの特徴値の取得に成功しているか否かを判断する。成功していると判断するとステップＳ８０へ処理を進め、一度も特徴値を取得できていないと判断すると、ステップＳ１００へ処理を進める。

ステップＳ８０では、制御部１０５は、ステップＳ４０で取得した特徴値を表示器１０２に表示させて、ステップＳ９０へ処理を進める。

ステップＳ９０では、制御部１０５は、上記タイマの設定時間を予め定められたＴｂ（上記の第一の時間に相当）に設定して、ステップＳ３０へ処理を戻す。

ステップＳ１００では、制御部１０５は、時間Ｔａにおける受光量の平均値を表示器１０２に表示させて、ステップＳ１１０へ処理を進める。

ステップＳ１１０では、制御部１０５は、上記タイマの設定時間をＴａに設定して、ステップＳ３０へ処理を戻す。

以上、図７を参照して説明した処理によれば、時間Ｔａごとに、光電センサ１の受光部における受光量において、所定の条件が充足されたか否かが判断される。そして、当該条件が充足されなければ、当該時間Ｔａにおける受光量の平均値が算出され、次の時間Ｔａの期間、当該平均値が表示器１０２に表示される。一方、所定の条件が充足されれば、特徴値（たとえば、極値）が表示器１０２に表示される。特徴値の表示は、時間Ｔｂの間、継続される。これにより、落下する物体等の、移動速度が比較的大きい物体を検出する場合であっても、ユーザは、確実に、特徴値を視認できる。

上記した「所定の条件」は、受光量の検出値において極値が生じたことに相当する。なお、受光量の検出値が上記した「所定の条件」を充足するか否かの判断の際には、当該検出値の２回微分値が算出される。２回微分値の算出方法の一例は、表１に示された。なお、検出値の１回微分値と２回微分値の算出結果の一例が、図８に示されている。図８では、１回微分値が破線で示され、２回微分値が実線で示されている。

図８に示された２回微分値は、４つの正の値を有するピークを有している。各ピークの直前では、いずれも、２回微分値は負の値を有している。制御部１０５は、２回微分値の値の正負が切り替わることにより、受光量の検出値において極値が生じたことを特定する。

［変形例（１）］
図７に示された処理では、「所定の条件」は、受光量の検出値において連続的に２回微分値を算出し、連続して算出された２回微分値において符号の反転が生じたことを含む。

なお、「所定の条件」は、さらに、受光量の検出値の変化において、極値に相当する検出値の２回微分の値が、当該極値の直前に生じた所定回数の極値のそれぞれに対応する検出値の２回微分の値のいずれに対しても、所定値以上の差異を有することを含むことが好ましい。より具体的には、「所定の条件」は、さらに、正負の反転が生じた際の２回微分値のピークが、当該ピークが出現する前に生じた２回微分値の所定回数のピークのいずれに対しても、所定値以上の差異を有することが好ましい。このような条件が追加されることにより、受光量の検出値における微小な変化が極値として取得されることを回避することができる。

図９は、変形例（１）における追加の条件の効果を説明するための図である。
図９には、（Ａ）〜（Ｃ）のグラフが示されている。（Ａ）は、極値として取得されるべき１つのピークを含む受光量の検出値のグラフを示す。（Ａ）では、当該ピークがピークＰ０１として示されている。

図９の（Ｂ）は、グラフＬ１１を示す。グラフＬ１１は、領域ＰＡにおいて、微小な変化を含む。図９の（Ｃ）は、図９の（Ｂ）のグラフＬ１１の領域ＰＡの拡大図である。図９の（Ｂ）および（Ｃ）から理解されるように、領域ＰＡには、受光量の検出値に微小な変化による、ピークＰ１１〜Ｐ１４が含まれる。

ピークＰ１１は、ワークが投光部と受光部の間の光路の遮断を開始したこと等によって、受光量が急激に変化したことを表すと考えられる。一方、ピークＰ１２〜Ｐ１４は、ワークによる上記光路の遮断が継続されている状態等において、受光量の検出値の揺れによって生じたものと考えられる。

図９の（Ｃ）において、グラフＬ１１で示される受光量の検出値は、ピークＰ１１に向けて大きく変化している。一方、グラフＬ１１では、ピークＰ１１からピークＰ１２まで、ピークＰ１２からピークＰ１３まで、および、ピークＰ１３からピークＰ１４までは、いずれも、変化量が少ない。そして、変形例（１）では、「所定の条件」に上記のような条件が追加されることにより、図７に示された処理において、ピークＰ１１のみが極値として取得され、ピークＰ１２〜Ｐ１４は、極値として取得されない。

［変形例（２）］
本実施の形態または各変形例では、手操作でしきい値を変更する処理において、受光量の検出値が所定の条件を充足したと判断されると、特徴値が取得されて、表示器１０２に表示される。光電センサ１において、表示灯１１１等の他の表示装置の点灯態様は、当該特徴値の表示と連動していても良いし、連動していなくても良い。

したがって、制御部１０５は、ステップＳ６０において表示器１０２に特徴値を表示している間、表示灯１１１を点灯させ、ステップＳ７０からステップＳ２０へ処理が戻されることに応じて表示灯１１１を消灯させても良い。また、制御部１０５は、このように、特徴値の表示に連動した表示灯１１１の点灯を行なわなくても良い。

［変形例（３）］
図７に示された処理において、「所定の条件」は、しきい値との関係に基づいて設定されても良い。変形例（３）では、「所定の条件」は、本実施の形態のものではなく、受光量の検出値が、予め定められたしきい値（その時点で設定されているしきい値）を跨いで変化したこととすることができる。

また、変形例（３）では、ステップＳ５０において特徴値として取得される値は、上記検出値がしきい値を跨いで変化した後、再度、逆方向に当該しきい値を跨いで変化するまでに要した時間とされる。

図１０は、変形例（３）の光電センサ１が、しきい値を手操作で変更する処理において表示する特徴値を説明するための図である。

図１０では、受光量の検出値の時間変化が、線Ｌで示されている。また、図１０では、上記した予め定められたしきい値が「しきい値」として示されている。

図１０において、線Ｌは、時間Ｔ１でしきい値と一致した後、低下して極小値（図１０中の「ボトム」）を取っている。その後、線Ｌ１は、上昇し、時間Ｔ２でしきい値に一致した後、さらに上昇している。

変形例（３）では、制御部１０５は、時間Ｔ１の前後で線Ｌ１がしきい値を跨いで変化したことに応じて、ステップＳ４０からステップＳ５０へ処理を進める。

ステップＳ５０で、制御部１０５は、時間Ｔ１から時間Ｔ２までの経過時間を、特徴値として取得する。ステップＳ６０で、制御部１０５は、ステップＳ５０で取得した特徴値を、表示器１０２に表示する。このとき、制御部１０５は、表示器１０１に、線Ｌにおいて「ピーク」で示される検出値と「ボトム」で示される検出値との差を表示することが好ましい。線Ｌの「ピーク」は、たとえば、線Ｌにおいて値の低下が始まる際の変曲点である。線Ｌの「ボトム」は、極小値である。なお、表示器１０１には、図１０の「ピーク」の代わりに、線Ｌにおける、極値が検出された後の変曲点の値が表示されても良い。

［変形例（４）］
変形例（４）では、ステップＳ５０において取得される特徴値は、検出された極値から、当該極値と検出値のピーク値との差分に変更されても良い。ピーク値とは、たとえば、図１０の「ピーク」として示されたような、検出値における、極値の直前に出現する変曲点の値である。

今回開示された各実施の形態およびその変形例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。

１ 光電センサ、１００ 表示部、１０１，１０２ 表示器、１１０ 操作部、１０３ 投光部、１０４ 受光部、１０５ 制御部、１０６ メモリ。

Claims (8)

1. 検出光を検出領域に向けて出射するための発光素子を有する投光部と、
   検出領域からの光を受けて、受光量に応じた検出値を得るための受光素子を有する受光部と、
   前記検出値が所定の条件を充足したか否かを判断する判断手段と、
   前記判断手段によって前記検出値が前記所定の条件を充足したと判断された場合に、前記検出値の変化の特徴を表す特徴値を第一の時間以上表示する表示手段とを備え、
   前記判断手段は、第二の時間ごとに前記判断を実行し、
   前記表示手段は、
   前記判断手段によって前記検出値が前記所定の条件を充足しなかったと判断された場合には、前記第二の時間における少なくとも一部の前記検出値の平均値を表示し、
   前記判断手段によって前記検出値が前記所定の条件を充足したと判断された場合には、前記特徴値を表示し、
   前記判断手段は、前記第二の時間より短い第三の時間ごとに取得された検出値に基づいて、前記所定の条件が充足したか否かを判断する、光電センサ。
2. 前記第一の時間は、前記第二の時間より長い、請求項１に記載の光電センサ。
3. 前記特徴値は、前記検出値の極値である、請求項１または請求項２に記載の光電センサ。
4. 前記特徴値は、前記検出値の極値と、当該極値が生じる直前の前記検出値の変曲点との差である、請求項１または請求項２に記載の光電センサ。
5. 前記所定の条件は、前記検出値の変化において極値が生じたことである、請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の光電センサ。
6. 前記所定の条件は、さらに、前記検出値の変化において、前記極値に相当する前記検出値の２回微分の値が、前記極値の直前に生じた所定回数の極値のそれぞれに対応する前記検出値の２回微分の値のいずれに対して所定値以上の差異を有することを含む、請求項５に記載の光電センサ。
7. 前記所定の条件は、前記検出値が特定のしきい値を跨いで変化したことである、請求項１に記載の光電センサ。
8. 前記特徴値は、前記検出値が前記特定のしきい値を一方側から跨いで変化してから他方側から跨いで変化するまでに要した時間である、請求項７に記載の光電センサ。

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