JPH05308268A - 光電スイッチ - Google Patents

光電スイッチ

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JPH05308268A
JPH05308268A JP13991692A JP13991692A JPH05308268A JP H05308268 A JPH05308268 A JP H05308268A JP 13991692 A JP13991692 A JP 13991692A JP 13991692 A JP13991692 A JP 13991692A JP H05308268 A JPH05308268 A JP H05308268A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 投光素子の劣化等の低下に応じて受光感度を
変化させ、所定の受光レベルが得られるようにした光電
スイッチにおいて、感度調整時の誤差を防止できるよう
にすること。 【構成】 物体を所定位置に配置して第1の所定値とな
る感度値K1をメモリ29に記憶する。又補正用物体の
受光レベルを第2の所定値に設定したときの感度値K2
を記憶する。そして受光レベルが低下したときに補正用
物体の受光レベルを第2の所定値に設定したときの感度
値K3を検出し、その比(K2/K3)に基づいて受光
感度を設定するようにしている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【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。
【0002】
【従来の技術】従来光電スイッチは例えば図8に示すよ
うにクロック信号を発生する発振回路101の出力を投
光素子駆動回路102及び信号処理回路103に与え、
投光素子をパルス点灯すると共に投光素子と対向する位
置又は物体からの反射光を受光する位置に受光素子10
5を設けている。そして受光信号を増幅回路106によ
り増幅し、その信号を波形整形し、発振回路101の出
力をゲート信号として信号処理回路103によってその
出力を波形整形し、出力回路107より出力するように
していた。しかるに反射型光電スイッチにあっては、物
体の検出位置に対応して投光素子の投光レベルや受光感
度を最適値に設定する必要がある。しかしながら長期間
の使用によって投光素子の劣化により光量が劣化したり
受光感度が低下し、誤動作が起こることがあるという欠
点があった。
【0003】このような欠点を解消するために例えば特
開平3−261219号に示されているように、投光素子や光
学系のレンズ等に曇りが生じても受光レベルが一定とな
るように受光感度を上昇させたり、投光レベルを変化さ
せてほぼ一定の受光感度が得られるようにした光電スイ
ッチが提案されている。図9はこのような従来の光電ス
イッチの従来感度を調整する際の従来レベルの変化を示
す図である。図9(a)は初期状態における投光パルス
に対応した従来レベルの変化を示している。本図におい
てt1は背景又は反射量が低い物体を光電スイッチの前方
の所定位置に配置した状態で受光量を所定のレベルとな
るように感度を設定した状態を示している。ここで受光
量を判別するためA/D変換して処理することが必要と
なる。このA/D変換値の分解能を例えば「8」とする
と、受光量が最小レベルでサンプリングをかけるので、
A/D変換値が例えば「3」となるようにレベルを調整
するものとする。このとき検出レベルは例えばA/D変
換値の「5」とすると、図9(a)に示されるように2
つの受光信号に対応して物体検知出力が得られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし例えば投光素子
の経年変化により投光レベルが低下して、図9(b)に
示すように、同一の物体を配置したときの受光量は初期
設定値に比べて5/6に低下したものとする。この場合
には同一の物体を近接させても閾値が「5」以上となる
2つの受光信号を検知することができず、物体検知出力
も異なってしまう。このとき補正用受光量はA/D変換
値で「2」と判断される。そこで前述した光電スイッチ
ではその感度を上昇させ、受光量の補正を行って感度を
3/2倍する。こうすれば図9(c)に示すように調整
後の受光量は{5/6}×{3/2}=5/4倍とな
る。
【0005】こうすれば同一の物体を受光する際にも受
光感度が高くなりすぎて誤動作を起こしてしまうという
欠点があった。これはA/D変換器の最小分解能が低
く、実際の光量の劣化量5/6を2/3として処理して
いるからである。このA/D変換値は光量劣化と関係な
く何らかのレベルが得られる物体等を検出して光量を修
正するため低いレベルとしておく必要があって、誤動作
が生じ易いという欠点があった。
【0006】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、A/D変換器のA/D変換範囲
を変化させることによって最小分解能を実質的に小さく
し、誤動作なく感度補正を行えるようにすることを技術
的課題とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本願の請求項1の発明は
図1(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
ことによって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、受光部は、受光感度を設定
に応じて変化させる受光感度調整手段3と、検出物体を
所定位置に配置したときに受光レベルが第1の所定値と
なる検出用の第1の感度値及び補正用物体を所定位置に
配置したときに受光レベルが第2の所定値となる第2の
感度値を得ると共に、任意の時点で補正用物体を所定位
置に配置したときに受光レベルが第2の所定値となる第
3の感度値を得る感度値検出手段4と、第1,第2の感
度値を記憶すると共に、第3,第4の感度値が得られた
ときに第3,第4の感度値を夫々第2,第1の感度値に
代えて記憶する記憶手段5と、第1の感度値を受光感度
調整手段に設定する感度値設定手段6と、第2,第3の
感度値の比に対応させて第1の感度値を変更した第4の
感度値を算出する感度値算出手段7と、を具備すること
を特徴とするものである。
【0008】本願の請求項2の発明は図1(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10
と、受光素子を含み受光出力を弁別することによって物
体検知信号を出力する受光部11と、を有する光電スイ
ッチであって、投光部は、投光素子の投光レベルを設定
に応じて変化させる投光レベル調整手段12と、検出物
体を所定位置に配置したときに受光レベルが第1の所定
値となる検出用の第1の投光レベルの感度値及び補正用
物体を所定位置に配置したときに受光レベルが第2の所
定値となる第2の感度値を得ると共に、任意の時点で補
正用物体を所定位置に配置したときに受光レベルが第2
の所定値となる第3の感度値を得る感度値検出手段13
と、第1,第2の感度値を記憶すると共に、第3,第4
の感度値が得られたときに第3,第4の感度値を夫々第
2,第1の感度値に代えて記憶する記憶手段14と、第
1の感度値を投光感度調整手段に設定する感度値設定手
段15と、第2,第3の感度値の比に対応させて第1の
感度値を変更した第4の感度値を算出する感度値算出手
段16と、を具備することを特徴とするものである。
【0009】
【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、動作開始時にはあらかじめ検出用物体を所定
位置に配置し、受光レベルを第1の所定値となる感度値
とこれより反射レベルの低い補正用の物体を所定位置に
配置したときの受光レベルが第2の所定値となる感度値
とを検出して記憶している。そして通常の動作時には受
光感度を第1の感度値に設定して物体を検知する。そし
て投光レベルが劣化したり光学系の曇り等が生じて感度
が低下した場合には、補正用物体を同一位置に配置して
受光レベルを第2の所定値に設定したときの第3の感度
値を得る。そして第2,第3の感度値の比に基づいて第
1の感度を補正して第4の感度値を得る。そして第3,
第4の感度値を第2,第1の感度値として記憶すると共
に、第1の感度値を受光感度として設定している。
【0010】又本願の請求項2の発明では、投光開始時
にはあらかじめ検出用物体を所定位置に配置し、受光レ
ベルを第1の所定値となる感度値とこれより反射レベル
の低い補正用の物体を所定位置に配置したときの受光レ
ベルが第2の感度値となるように投光レベルを検出して
記憶している。そして通常の動作時には投光レベルを第
1の感度値に設定して物体を検知する。そして受光レベ
ルが劣化したり光学系の曇り等が生じて感度が低下した
場合には、補正用物体を同一位置に配置して受光レベル
を第2の所定値に設定したときの第3の感度値を得る。
そして第2,第3の感度値の比に基づいて第1の感度を
補正して第4の感度値を得る。そして第3,第4の感度
値を第2,第1の感度値として記憶すると共に、第1の
感度値を投光レベルとして設定している。
【0011】
【実施例】第2図は本発明の一実施例による光電スイッ
チの受光部を示すブロック図である。本図において図示
しない投光部から照射された光は受光素子21に与えら
れ、受光回路22を介して可変増幅率増幅器23に与え
られる。可変増幅率増幅器23は制御部24の受光ゲイ
ンデータ、例えば「00」〜「FF」までのいずれかの
値に基づいてそのゲインを変化させるものであり、増幅
出力はコンパレータ25a〜25c及びA/D変換器2
6に与えられる。コンパレータ25a〜25cは所定の
閾値で与えられた信号を弁別するものであり、コンパレ
ータ25aの出力は信号処理回路27を介して外部に与
えられ、又動作信号として制御部24に与えられる。コ
ンパレータ25b,25cには夫々コンパレータ25a
の閾値の上下例えば±20%のレベルが設定されており、
その閾値レベルで入力信号を弁別するものであり、その
出力を自己診断処理回路28に与える。自己診断処理回
路28はコンパレータ25cからの出力が与えられた後
一定時間後にコンパレータ25bからの出力が得られな
い場合には不安定な動作状態にあるものと判別して自己
診断信号を制御部24に与える。一方A/D変換器26
は増幅出力をデジタル信号に変換して受光量データとし
て制御部24に与える。制御部24は記憶手段5として
メモリ29を有している。制御部24は後述するように
自己診断信号によって可変増幅率増幅器23の利得を変
化させ、感度の設定が不可能なときには信号出力回路3
0を介して感度設定不能信号を外部に出力するものであ
る。ここで可変増幅率増幅器23は受光感度を設定に応
じて変化させる受光感度調整手段3を構成している。
【0012】次に本実施例の動作について説明する。図
3は本実施例の動作を示すフローチャートであり、図4
はその受光パルスの一例を示す図である。これらの図に
おいて初期設定時にはまずステップ31に進んで検出感
度を設定する。検出感度は例えば図4(a)に実線で示
すように、受光レベルが増幅器の最大出力範囲(A/D
変換値)の例えば80%の閾値Th1になるように図示し
ない可変抵抗器等で調整するものとする。こうして設定
された感度値をK1とし、メモリ29に記憶する。そし
てステップ32に進んで補正用感度に切換える。この補
正用感度とは感度補正時にのみ用いる感度である。図4
では低いレベルの反射光量が得られる物体、又は背景等
を検知したときの受光レベルを破線で示しており、この
最大値が所定の補正用閾値Th2と一致するように感度を
連続して変化させる。ステップ33はこのために受光量
を取込み、ステップ34,35において受光量と補正用
閾値Th2とを比較する。そして閾値Th2と一致しなけれ
ば、補正用感度をディクリメント又はインクリメントと
する(ステップ36,37)。そして再びステップ33
に戻って受光量を取込み、閾値Th2と一致するかどうか
をチェックする。そして図4(c)に示すように閾値T
h2と一致すれば通常の検出物体は飽和レベルとなってい
る。このときステップ38において補正用の第2の感度
をK2としてメモリ29に記憶する。そして再び検出用
の第1の感度K1となるように増幅率を切換える(ステ
ップ39)。こうして投光素子や光学系が正常な状態で
そのときの検出用感度K1と補正用感度K2とをメモリ
29に記憶させておく。尚図4においては閾値Th1, T
h2は同一レベルとしているが、同一レベルである必要は
ない。
【0013】さて投受光素子が劣化したり温度変化等に
よって出力レベルが低下し、又は投受光部の光学系に曇
り等が発生した場合には、受光レベルも低下する。そし
て受光量がコンパレータ25cの閾値を越えた後所定時
間内にコンパレータ25bより比較信号が得られないと
きには、自己診断処理回路28より自己診断信号が与え
られる。図4(d)はこの状態を示している。この信号
が与えられれば図5のステップ41から42に進んで、
可変増幅率増幅器23の感度を補正用感度K2に切換え
る。そしてステップ43〜45において受光量を取込
み、受光量と閾値Th2とを比較する。Th2が小さければ
感度を低下させ(ステップ46)、大きければ感度を上
昇させ(ステップ47)、受光量を取込んで同様の処理
を繰り返す。こうして図4(f)に示すように補正用物
体の受光レベルが閾値Th2と一致すれば、そのときの感
度K3を第3の感度値とする。そしてこの感度を用いて
新たな検出用感度K4を算出する(ステップ48)。こ
の検出用感度は次式により算出される。 K4=(K3/K2)×K1
【0014】こうして新たな検出用感度K4を算出し、
この検出用感度K3,K4を夫々K2,K1に代えてメ
モリ29に記憶させる。そしてステップ50において新
たな検出用感度K1(算出したK4)に切換えて処理を
終える。こうすれば図4(d)に示すように感度レベル
が低下していた状態で、補正用感度が閾値Th2と一致す
る補正用感度をK3を得てこれによって新たな検出用感
度K4を得ることができる。こうすれば投光素子の劣化
や曇り等にかかわらず図4(a),(g)に示すように
初期の状態と同一の感度が得られることとなる。ここで
制御部24はステップ31〜37及びステップ41〜4
7において第1〜第4の感度値を得る感度値検出手段4
の機能を達成しており、ステップ39,50において検
出用感度を受光感度調整手段に設定する感度設定手段6
の機能を達成している。又制御部24はステップ48に
おいて、検出用感度を算出する感度値算出手段7の機能
を達成している。
【0015】次に本発明の第2実施例について図6を参
照しつつ説明する。本実施例において前述した従来例と
同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。本
実施例では受光回路12の出力は一対の可変増幅率増幅
器23,51に与えられる。可変増幅率増幅器23,5
1は夫々受光回路22の出力信号を制御部24からの検
出用感度及び補正用感度の設定に基づいて増幅するもの
であって、その出力はA/D変換器26及び52を介し
て制御部24に与えられる。制御部24はこれらの一対
の出力が与えられるため、これらを特に切換えることな
く前述した第1実施例と同様の処理を行うようにしてい
る。その他の構成及び動作は前述した実施例と同様であ
る。
【0016】図7は本発明の第3実施例を示すブロック
図である。本図において前述した第1実施例と同一部分
は同一符号を付して詳細な説明を省略する。本実施例で
は制御部24からD/A変換器61に投光量のレベルが
データとして与えられる。D/A変換器61はこの値を
アナログ信号に変換しゲート回路62に与える。ゲート
回路62には投光パルス発生回路63の出力が与えられ
ており、所定周期毎にD/A変換された出力によってト
ランジスタ64が駆動され、投光素子であるLED65
を点灯させるものである。そしてこの投光レベルが制御
部24からの出力によって制御される。その他の構成は
第1実施例と同様である。
【0017】本実施例では投光レベルを調整することに
よって受光感度を図4に示すように閾値Th1又はTh2に
なるように調整している。その他の構成は前述した第1
実施例と同様であるので詳細な説明を省略する。本実施
例においても第1実施例と同様に光電スイッチを設置し
た時点の最大受光量を記憶しておき、自己診断信号に基
づいて現在の最大受光量の比によって新たな投光レベル
を検出し、投光レベルを調整する。こうすれば経年変化
や環境の変化に対しても自動的に最適な投光レベルを有
する近接スイッチとすることができる。
【0018】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、光電スイッチが設置された後に経時変化や光電スイ
ッチのレンズ面の汚れや曇り等による受光レベルが低下
しても、受光感度や投光レベルを再設定することによっ
て元の感度を得ることができる。従って光電スイッチの
維持に要する手間を不要とすることができる。又温度変
化が激しい環境下においても自動的に感度を再設定する
ことによって温度特性に基づく誤動作を防止することが
できるという効果が得られる。又A/D変換器を用いて
感度を再設定する場合にも量子化誤差の影響を受けずに
正確に感度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】
【図1】本発明の機能的構成を示すブロック図である。
【図2】本発明の第1実施例による光電スイッチの受光
部の構成を示すブロック図である。
【図3】動作開始後の正常時の感度記憶動作を示すフロ
ーチャートである。
【図4】感度記憶時の受光信号の変化を示す図である。
【図5】補正時の動作を示すフローチャートである。
【図6】本発明の第2実施例による受光部を構成を示す
ブロック図である。
【図7】本発明の第3実施例による光電スイッチの構成
を示すブロック図である。
【図8】従来の光電スイッチの一例を示すブロック図で
ある。
【図9】従来の光電スイッチの受光信号の変化を示す図
である。
【符号の説明】
1,10 投光部 2,11 受光部 3 受光感度調整手段 4 感度値検出手段 5,14 記憶手段 6,15 感度値設定手段 7,16 感度値算出手段 23,51 可変増幅率増幅器 24 制御部 25a〜25c コンパレータ 26,52 A/D変換器 27 信号処理回路 28 自己診断処理回路 29 メモリ 30 信号出力回路 61 D/A変換器 63 投光パルス発生回路 65 投光素子

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項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って物体検
    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、 前記受光部は、 受光感度を設定に応じて変化させる受光感度調整手段
    と、 検出物体を所定位置に配置したときに受光レベルが第1
    の所定値となる検出用の第1の感度値及び補正用物体を
    所定位置に配置したときに受光レベルが第2の所定値と
    なる第2の感度値を得ると共に、任意の時点で補正用物
    体を所定位置に配置したときに受光レベルが前記第2の
    所定値となる第3の感度値を得る感度値検出手段と、 前記第1,第2の感度値を記憶すると共に、第3,第4
    の感度値が得られたときに第3,第4の感度値を夫々第
    2,第1の感度値に代えて記憶する記憶手段と、 第1の感度値を前記受光感度調整手段に設定する感度値
    設定手段と、 前記第2,第3の感度値の比に対応させて第1の感度値
    を変更した第4の感度値を算出する感度値算出手段と、
    を具備することを特徴とする光電スイッチ。
  2. 【請求項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って物体検
    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、 前記投光部は、 前記投光素子の投光レベルを設定に応じて変化させる投
    光レベル調整手段と、 検出物体を所定位置に配置したときに受光レベルが第1
    の所定値となる検出用の第1の投光レベルの感度値及び
    補正用物体を所定位置に配置したときに受光レベルが第
    2の所定値となる第2の感度値を得ると共に、任意の時
    点で補正用物体を所定位置に配置したときに受光レベル
    が前記第2の所定値となる第3の感度値を得る感度値検
    出手段と、 前記第1,第2の感度値を記憶すると共に、第3,第4
    の感度値が得られたときに第3,第4の感度値を夫々第
    2,第1の感度値に代えて記憶する記憶手段と、 第1の感度値を前記投光感度調整手段に設定する感度値
    設定手段と、 前記第2,第3の感度値の比に対応させて第1の感度値
    を変更した第4の感度値を算出する感度値算出手段と、
    を具備することを特徴とする光電スイッチ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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