JPH03261218A

JPH03261218A - 光電スイッチ

Info

Publication number: JPH03261218A
Application number: JP5965390A
Authority: JP
Inventors: Tetsuya Akagi; 哲也赤木; Takeshi Shiba; 芝　武史
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1990-03-09
Filing date: 1990-03-09
Publication date: 1991-11-21

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野］本発明は感度を自動的に調整するようにした光電スイッ
チに関するものである。

［従来の技術〕従来光電スイッチの感度調整方法としては、例えば第１
１図に示すように投光パルスＶｉｎの振幅を可変抵抗器
１１１で調整して駆動用トランジスタ１１２のベース電
圧を制御し、投光用発光ダイオード１１３に流れる電流
を調整して投光側で感度調整する方法が用いられる。又
第１２図に示すように受光側で感度調整する際には、受
光素子１２１で受光された受光電流をＩ／Ｖ変換器１２
２によって電圧信号に変換し、プリアンプ１２３で増幅
した後可変抵抗器１２４でそのレベルを設定し、コンパ
レータ１２５及び処理回路１２６に与えて調整する方法
がある。そして通常感度調整時には投光側又は受光側の
いずれか一方を人手によって最適値に設定する方法が用
いられている。

〔発明が解決しようとする課題］しかしながらこのような従来の光電スイ・ンチの感度調
整では、可変抵抗器を用いて手動で調整しているため微
妙な調整が困難であり、又調整できたとしても長時間を
要し、調整者の感に頼ることがあるという欠点があった
。そして調整技術の巧拙により光電スイッチの検知能力
が左右されてしまったり、人手が届かない場所に設置さ
れた光電スイッチでは一々取り外して調整を行う必要が
あるという欠点があった。更にあるサンプルを用いて闇
値を設定した場合にもそのサンプルにばらつきがあるた
め、正しいレベル設定を行うことが困難であるという欠
点もあった。

本発明はこのような光電スイッチの感度調整時の問題点
に着目してなされたものであって、人手や感に頼ること
なく自動的に最適の感度調整を行えるようにすることを
技術的課題とする。

［課題を解決するための手段〕本願の請求項１の発明は第１図（ａ）に示すように、投
光素子を含み投光素子を駆動する投光部１と、受光素子
を含み受光出力を弁別することにより物体検知信号を出
力する受光部２と、を有する光電スイッチであって、光
電スイッチの前面に検出物体を断続的に通過させて検知
レベルを連続的に変化させ、受光部から得られる物体検
知信号に基づきオフとなる検知ゲインの最大値（○ＦＦ
ＭＡＸ）又は最小値（ＯＦ　ＦＭＩＮ　）とオンゲイン
の最小値（ＯＮＭＩＮ）又は最大値（ＯＮＭＡＸ）を夫
々検出するティーチング手段３と、ティーチング手段よ
り得られるＯＦＦＭＡＸ値とＯＮ　Ｍ　Ｉ　Ｎ値及びＯ
ＦＦＭＩＮ（＋！とＯＮＭｏ値のいずれか一方の中間値
を投光部又は受光部のゲインとして設定するレベル設定
手段４と、を具備することを特徴とするものである。

又本願の請求項２の発明は第１図（ｂ）に示すように、
投光素子を含み投光素子を駆動する投光部１と、受光素
子を含み受光出力を弁別することにより物体検知信号を
出力する受光部２と、を有する光電スイッチであって、
光電スイッチの前面に検出物体を断続的に通過させて検
知レベルを連続的に変化させ、受光部から得られる物体
検知信号に基づきオフとなるオフゲインの最大値（ＯＦ
ＦＭＡ−）又は最小値（○ＦＦＭＩＩＩ）とオンゲイン
の最小（＋！（ＯＮＭＩＮ）又は最大値（ＯＮＭＡＸ）
を夫々検出する第１のティーチング手段５と、第１のテ
ィーチング手段より得られるＯＦＦＭＡＸ値とＯＮ、□
２値及びＯＦＦＭＩＮ値とＯＮ　ＭＡＸ値のいずれか一
方の中間値を比較レベルとして設定する比較レベル設定
手段６と、光電スイッチの前面に検出物体を断続的に通
過させて検知レベルを連続的に変化させ、比較レベル設
定手段より設定された比較レベルを越えるゲインでのオ
フゲイン最小値、比較レベル以下でのオンゲインの最大
値を検出する第２のティーチング手段７と、第２のティ
ーチング手段より得られる二値の中間値を投光部又は受
光部のゲインとして設定するレベル設定手段８と、を有
することを特徴とするものである。

［作用］このような特徴を有する本願の請求項１の発明によれば
、検知レベルを連続的に変化させて光電スイッチの前面
に検知物体を断続して通過させたときに得られるオフと
なる検知ゲインの最大値又は最小値とオンゲインの最小
値又は最大値を検出し、それらの中間点にゲインを設定
するようにしている。又本願の請求項２の発明では、こ
れと同一の処理によって比較レベルを設定し、比較レベ
ルをこえる範囲内のオフゲインの最小値、比較レベルで
のオンゲインの最大値を第２のティーチング手段によっ
て検出し、その中間値に閾値を設定するようにしている
。

〔実施例〕

第２図は本発明の一実施例による光電スイッチを示すブ
ロック図である。本実施例では投光側で感度調整を行う
場合のブロック図について示している。本図において光
電スイッチ１１は投光回路１２と投光回路に接続された
投光素子である発光ダイオード１３を有しており、投光
部から照射された光を受光する受光部には受光素子１４
及びその出力を増幅するプリアンプ１５が設けられる。

プリアンプ１５の出力は可変増幅率増幅器１６に与えら
れる。可変増幅率増幅器１６は外部から設定された増幅
率によって信号を増幅するものであり、その出力はコン
パレータ１７に与えられる。

コンパレータ１７は所定の閾値によって入力信号を弁別
するものであり、その出力は信号処理回路１８より外部
に与えられ動作信号として出力される。同時に信号処理
回路１８の出力は制御部１９に与えられる。制御部１９
はマイクロプロセッサとその動作プログラムを保持する
メモリ及び入出力インターフェースを有しており、入力
手段として命令入力部２０、出力部には設定状態表示部
２１が接続される。制御部１９は命令入力部から与えら
れた命令入力と信号出力回路１８からの出力に基づいて
後述するように可変増幅率増幅器１６の増幅率を変更す
るものである。

第３図は光電スイッチ１１のパネル面を示す図である。

本図に示すように命令入力部２０にはデータをセット状
態又はティーチング状態とするためのスイッチＳＷ１及
びティーチング用の押ボタンスイッチＳＷ２、データを
クリアするためのスイッチＳＷ３を有している。又設定
状態表示部２１は例えば第３図に示すように、正常設定
、不安定設定状態及び設定不可を示すための３つの表示
器２１ａ〜２１ｃによって構成されている。

次に本実施例の光電スイッチによって感度設定を行うと
きの動作について説明する。感度設定を行う際には第４
図に示すように、光電スイッチの前面に反射率が異なる
部分、例えば反射率が低いマーク２２ａ、２２ｂが部分
的に印字されたワーク２３を矢印方向に通過させる。第
５図は感度設定を行う際の動作を示すフローチャートで
あり、感度設定を行う際にはまずスイッチＳＷＩをティ
ーチングにセットする（ステップ３１）。そうすればス
テップ３２に進んでＯＮＭｌＮ（Ｉ！を最大値、○ＦＦ
　ＷＡＸ値を最小値にセントする。そしてステップ３３
３４においてスイッチＳＷ２．ＳＷ３が押下されたかど
うかをチエツクする。スイッチＳＷ３のクリアボタンを
押下すればそのときのデータをクリアしくステップ３５
）、スイッチＳＷ２が押下されればこの処理を行うこと
なくルーチン３６に進んでティーチングの処理を行う。

第６図はティーチング手段３を構成するルーチン３６の
フローチャートである。このルーチンを開始するとまず
ステップ４１において可変増幅率増幅器１６のゲインを
零に設定し、ステップ４２．４３に進んでこのゲインを
１ステツプ上昇させ、信号処理回路１８からのセンサ出
力がオンとなったかどうかをチエツクするループを繰り
返す。こうすれば第７図（ａ）に示すように信号処理回
路１８からの検知信号がオンとなるまでゲインが連続し
て上昇することとなり、そのときのコンパレータ１７に
入力される信号レベルも徐々に上昇する。そして時刻ｔ
１に信号処理回路１８の出力がオンとなればステップ４
４に進んでそのときのゲインが○Ｎ　Ｍ　Ｉ　Ｎ値より
も小さいかどうかをチエツクする。このレベルより小さ
ければステップ４５に進んでこのときのゲインを０Ｎ１
４１Ｎとして更新し、ゲインがＯＮＭＩＮ値よりも大き
ければこの処理を行うことなくステップ４６に進んで可
変増幅率増幅器１６のゲインを１ステツプ低下させる。

そしてステップ４７に進んで信号処理回路１日より検知
信号がオフとなったかどうかをチエツクし、オフとなる
までステップ４６．４７のループを繰り返す。そして時
刻ｔ２に検知出力がオフとなれば、ステップ４８に進ん
でそのときのゲインがＯＦＦＭＡＸ値より大きいかどう
かをチエツクする。この値より大きければステップ４９
に進んで前回のＯＦＦＭＡＸ値を更新してこのときのゲ
インの値を格納し、ゲインがＯＦＦ、ｓｘ値よりも小さ
ければこの処理を行うことなくステップ５０に進んで押
ボタンスイッチＳＷ２で連続して押下されているかどう
かをチエツクする。押下されていなければこの処理を終
え、押下されていればステップ４２に戻って同様の処理
を繰り返す。

こうすれば第４図に示すように反射率が低いマーク部分
２２ａ、２２ｂを有するワーク２３を通過させたときに
は、第７図に示すように反射率の高い部分では可変増幅
率増幅器１６のゲインが低いレベルで連続的に更新され
る。又同様にして反射率が低いマーク部分でば高いレベ
ルでゲインが変動するが、これによって１枚のシートを
ワークとして光電スイッチ１１の前面を通過させ、その
間スイッチＳＷ２をオン状態に保っておくことによりオ
フ点のゲインの最大値であるＯ　Ｆ　Ｆ　ＭＡＸとオン
点のゲインの最小値○ＮＭ、、を得ることができる。

さてワーク２３を通過させた後スイッチＳＷ２をオフと
するとこのティーチング処理を終了し、ステップ３７に
進んでスイッチＳＷＩがセント状態となっているかどう
かをチエツクする。セット状態となっていなければステ
ップ３３に戻って同様の処理を繰り返し、セット状態と
なっていればステップ３８に進んでティーチングの際得
られたＯＮＭ＋ｓ値とＯＦＦＭＡＸ値との中間値に感度
を設定する。

そしてステップ３９に進んで設定状態、即ち安定した設
定状態、不安定設定状態、設定不能状態の判別を行う。

例えば安定設定状態として次式ＯＦＦＭＡＸ値−〇Ｎ　
Ｍ　ｌ　１１値］〉ＯＦＦＭＡＸ　　値×　α＋○ＮＭ
ＩＮ４直×　α且つ　ＯＦＦＭＡＸ値〉ＯＮＭＩＮ値であれば設定安定設定状態と判断する。ここでαは余裕
度であって例えば０．２とする。又０ＦＦｓａｘ値−Ｏ
Ｎ　ｓ　ｌ　Ｎ値１くＯＦＦＭＡＸ　　値×α十〇ＮＭ
１１＝　　イ１１（×α且つ　０ＦＦＮＡＸ値〉ＯＮ　
Ｍ　Ｉ　Ｎ値であれは不安定設定状態とする。更にＯＦ　Ｆ　ＭＡＸ値〈○Ｎ０８値であれば設定不能状態とする。こうして感度設定状態を
識別し表示１２１によってその設定状態を表示する（ス
テップ３９．４０）。ここで制御部１９はステップ３８
においてティーチング時に得られた値の中間値に感度を
設定するレベル設定手段４を構成している。こうすれば
、光電スイッチの前面にマークを有するワークを複数回
通過させることによって最適の感度を設定することがで
きる。尚本実施例では第７図（ａ）に示すように、マー
クを有するワーク２３を通過させたときのオフゲインの
最大値ＯＦＦＭＡＸ、オンゲインの最小値ＯＮ、、。

の中間値をゲイン設定値としているが、第７図（ｂ）に
示すようにオンゲイン最大値ＯＮＭＡＸ、オフゲインの
最小値ＯＦＦＭＩＮの中間値を設定値としてもよい。尚
前述した実施例ではマイクロコンピュータにスイッチ操
作で入力することによってティーチングを開始しデータ
のクリア及びデータの設定を行うようにしているが、外
部から与えられた信号に基づいてこのような操作を行う
ようにしてもよいことはいうまでもない。

次に本発明の第２の実施例について説明する。

本実施例では前述した実施例において、第７図（ａ）又
は（ｂ）に示すようにオフゲインの最大値（又は最小値
）とオンゲインの最小値（又は最大（Ｉりの中間値のゲ
インを可変増幅率増幅器１６に設定した後、他のワーク
を通過させて更にそのばらつきを考慮した閾値の設定を
行う。即ち感度設定を行う場合には第８図に示すフロー
チャートにおいてスイッチＳＷＩをティーチングに設定
する。以後の処理は前述した第５図のフローチャートと
ほぼ同一であり、同一部分は詳細な説明を省略する。さ
てステップ５５においてスイッチＳＷ２が押下されれば
ルーチン５６に進んで第１回目のティーチングを行う。

この処理は前述した第６図のフローチャートと同一であ
り、この処理が終了するとステップ５７に進んで得られ
たＯＦＦＭＡＸとＯＮ□、値の中間に比較レベルとして
設定する。ここで制御部１９はルーチン５６においてオ
フゲインの最大値又は最小値とオンゲインの最小値又は
最大値を検出する第１のティーチング手段５の機能を達
成しており、ステップ５７においてその中間値に比較レ
ベルを設定する比較レベル設定手段６の機能を達成して
いる。そしてステップ５８に進んでスイッチＳＷ１がセ
ント状態となったかどうかをチエツクする。セット状態
となっていなければルーチン５９に進んで第２テイーチ
ングを行う。第９図は第２回目のティーチングの際の感
度レベルの変化を示すグラフ、第１０図は第２テイーチ
ングの際の動作を示すフローチャートである。さて第２
テイーチングの際には前述した第６図のティーチングの
フローチャートと同様にしてステップ７１においてまず
ゲインをＯとし、押ボタンスイッチＳＷ２が押下されて
いるかどうかをチエ・ン夕する（ステ・ンフ。

７２）。この押ボタンが押下されていればステップ７３
に進んでゲインを１ステツプ上昇させ、現在のゲインと
ステップ５７において設定した比較レベルとを比較する
（ステップ７４）。このときの可変増幅率増幅器１６に
設定したゲインの方が小さければ、ステップ７５に進ん
で信号処理回路１８の出力がオンとなったかどうかをチ
エツクし、オン状態でなければステップ７２〜７５のル
ープを繰り返す。

さて出力がオンとなればステップ７６において前回のオ
ンゲイン０ＮｏＡＸより大きいかどうかをチエツクし、
大きければステップ７６より７７に進んでオンゲインの
最大値ＯＮ　Ｍ　Ａ　Ｘを更新してメモリに保持する。

オンゲインの最大値○ＮＭＡＸより小さければこの処理
を行うことなくステップ７８に進んでゲインを１ステツ
プ低下させ、ステップ７９において信号処理回路１８の
出力がオフとなるかどうかをチエ’７りする。オフでな
ければステップ７８．７９のループを繰り返し、オフと
なればステップ７２に戻って同様の処理を繰り返す。こ
うして第４図及び第９図に示すように反射率が高いワー
ク２３の地の部分では比較レベル以下の点でオン点の最
大値ＯＮ□８を検出する。

一方反射率が低いマーク２２ａ又は２２ｂの位置になれ
ば、センサはオンとならないのでステップ７４よりステ
ップ８０に進む。従ってステップ８０においてセンサが
オフからオンとなったかどうかをチエ・ツクし、ステ・
ンフ゛７２．７３．７４．８０のループ繰り返す。さて
センサがオン状態となればステップ８１に進んでゲイン
を１ステツプ低下させ、出力がオフとなったかどうかを
チエツクする。オフでなければステップ８１．８２のル
ープを繰り返し、オフとなればステップ８３に進んでゲ
インが比較値を越えているかどうかをチエツクする。比
較値より低下すればステップ７２に戻って同様の処理を
繰り返し、このレベルを越えている場合にはステップ８
４に進んで前回のオフゲインより低いレベルかどうかを
チエツクする。このレベルより高ければステップ７２に
戻って同様の処理を繰り返し、低い場合にはステップ８
５に進んでオフゲインの最小（！ＯＦＦｓｔ，ｌを更新
する。こうすれば比較レベルに最も近いオフゲインの最
小値ＯＦＦｌ’ｌ　Ｉ　Ｎ　＋　オンゲインの最大値Ｏ
Ｎｓａｘを検出することができる。さてスイッチＳＷ２
の押下を停止すれば第８図に示すステップ６０に戻って
、ここで得られた値の中間値に閾値が設定される。さて
スイッチＳＷＩがセット状態かどうかをチエツクしくス
テップ６１）、セット状態でなければ再び第２テイーチ
ングの処理が繰り返される。従って複数のワークを光電
スイッチ１１の前面に通過させて所望の回数だけティー
チングを行わせることができる。さてこうしてティーチ
ングを行った後スイッチＳＷＩをセント状態にすれば、
ステップ６２に進んで感度値が識別される。この処理は
前述した第１実施例の場合と同様であり、感度値を設定
した後設定値を表示して（ステップ６３）処理を終了す
る。ここで制御部１９はルーチン５９において比較レベ
ルの上下でオフゲインの最小値、比較レベル以下でのオ
ンゲインの最大値を検出する第２のティーチング手段７
０機能を達成しており、ステップ６０においてその中間
値にレベルを設定するレベル設定手段８の機能を達成し
ている。

尚本実施例ではスイッチＳＷＩをティーチング状態とし
てティーチングを行うようにしているが、外部から与え
られた信号によってこのようなティーチングを行うよう
にしてもよい、この場合には同一のワークが連続して通
過するものとすれば、感度レベルが低下し、不安定動作
状態となったことを検出する自己診断信号に基づいて前
述した第１又は第２実施例によるティーチングによって
感度値を再設定するようにしてもよい。

又本実施例では受光部の可変増幅率増幅器のゲインを設
定するようにしているが、投光部の投光レベルを設定す
るようにすることも可能である。

〔発明の効果〕

以上詳細に説明したように本願の請求項１の発明では、
光電スイッチの前面にワークを通過させオンゲインの最
大値とオフゲインの最小値、又はオンゲインの最大値と
オフゲインの最小値の中間点を閾値と設定している。こ
のため可変抵抗器等を用いて閾値を設定する必要がなく
、設定を極めて容易に行うことができる。又本願の請求
項２の発明ではこのような効果に加えて、複数のワーク
を用いてティーチングを繰り返すことによってワーク間
のばらつきを解消し、最適な闇値を設定することができ
るという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明の請求項１の機能的構成を示すブ
ロック図、第１図（ｂ）は請求項２の発明の機能的構成
を示すブロック図、第２図は本発明の一実施例による光
電スイッチの全体構成を示すブロック図、第３図は本実
施例の光電スイッチのパネル面を示す図、第４図はこの
光電スイッチを用いてティーチングしている状態を示す
図、第５図は本発明の第１実施例による動作を示すフロ
ーチャート、第６図はティーチング処理ルーチンを示す
フローチャート、第７図は検出位置とそのときの感度レ
ベルの変化を示すタイムチャート、第８図は本発明の第
２実施例によるゲイン設定処理を示すフローチャート、
第９図は第２実施例によるゲインの変化と感度レベルを
示すタイムチャート、第１０図は本発明の第２実施例の
第２テイーチング処理を示すフローチャート、第１１図
及び第１２図は従来の光電スイッチの投光部及び受光部
の構成を示すブロック図である。１・・・・−・・投光部　　２−・・・−・受光部　　
３−・・・−・・ティーチング手段　　４・・・−・・
レベル設定手段　　５−・・−・第１のティーチング手
段　　６・−・・・・・比較レベル設定手段　　７−・
・・−第２のティーチング手段　　８・−・・−レベル
設定手段　　１１−・−・・光電スイッチ１６・・−・
可変増幅率増幅器　　１７・・−・コンパレータ　　１
８−・へ・−信号処理回路　　１９−・−・・制御部　
　２０−・・・命令入力部　　２１・・−−−−一般定
状態表示部第１図（ａ）第１図（ｂ）第２図第図第図１第図第図第７図第図キー上８Ｓイヱｚ１第図第０図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）投光素子を含み前記投光素子を駆動する投光部と
、受光素子を含み受光出力を弁別することにより物体検知
信号を出力する受光部と、を有する光電スイッチにおい
て、光電スイッチの前面に検出物体を断続的に通過させて検
知レベルを連続的に変化させ、受光部から得られる物体
検知信号に基づきオフとなる検知ゲインの最大値（ＯＦ
Ｆ＿Ｍ＿Ａ＿Ｘ）又は最小値（ＯＦＦ＿Ｍ＿Ｉ＿Ｎ）と
オンゲインの最小値（ＯＮ＿Ｍ＿Ｉ＿Ｎ）又は最大値（
ＯＮ＿Ｍ＿Ａ＿Ｘ）を夫々検出するティーチング手段と
、前記ティーチング手段より得られるＯＦＦ＿Ｍ＿Ａ＿Ｘ
値とＯＮ＿Ｍ＿Ｉ＿Ｎ値及びＯＦＦ＿Ｍ＿Ｉ＿Ｎ値とＯ
Ｎ＿Ｍ＿Ａ＿Ｘ値のいずれか一方の中間値を前記投光部
又は前記受光部のゲインとして設定するレベル設定手段
と、を具備することを特徴とする光電スイッチ。
（２）投光素子を含み前記投光素子を駆動する投光部と
、受光素子を含み受光出力を弁別することにより物体検知
信号を出力する受光部と、を有する光電スイッチにおい
て、光電スイッチの前面に検出物体を断続的に通過させて検
知レベルを連続的に変化させ、受光部から得られる物体
検知信号に基づきオフとなるオフゲインの最大値（ＯＦ
Ｆ＿Ｍ＿Ａ＿Ｘ）又は最小値（ＯＦＦ＿Ｍ＿Ｉ＿Ｎ）と
オンゲインの最小値（ＯＮ＿Ｍ＿Ｉ＿Ｎ）又は最大値（
ＯＮ＿Ｍ＿Ａ＿Ｘ）を夫々検出する第１のティーチング
手段と、前記第１のティーチング手段より得られるＯＦＦ＿Ｍ＿
Ａ＿Ｘ値とＯＮ＿Ｍ＿Ｉ＿Ｎ値及びＯＦＦ＿Ｍ＿Ｉ＿Ｎ
値とＯＮ＿Ｍ＿Ａ＿Ｘ値のいずれか一方の中間値を比較
レベルとして設定する比較レベル設定手段と、前記光電スイッチの前面に検出物体を断続的に通過させ
て検知レベルを連続的に変化させ、前記比較レベル設定
手段より設定された比較レベルを越えるゲインでのオフ
ゲイン最小値、前記比較レベル以下でのオンゲインの最
大値を検出する第２のティーチング手段と、前記第２のティーチング手段より得られる二値の中間値
を前記投光部又は前記受光部のゲインとして設定するレ
ベル設定手段と、を有することを特徴とする光電スイッ
チ。