JPH0888553A - 検出センサ - Google Patents

検出センサ

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JPH0888553A
JPH0888553A JP24698594A JP24698594A JPH0888553A JP H0888553 A JPH0888553 A JP H0888553A JP 24698594 A JP24698594 A JP 24698594A JP 24698594 A JP24698594 A JP 24698594A JP H0888553 A JPH0888553 A JP H0888553A
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light
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Tetsuya Akagi
哲也 赤木
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Omron Corp
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Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 周期的に得られる入力信号を弁別して二値化
する検出センサにおいて、得られる検出体の速度にかか
わらず応差を一定にすること。 【構成】 マイクロコンピュータ11のクロック発生手
段11aにより周期的にクロック信号を発生し、投光素
子3を駆動する。又これに同期して得られた受光信号を
A/D変換手段11bにより変換する。そして平均化処
理手段11cにより所定回数平均化処理して判別手段1
1dにより判別している。平均化処理手段11cでは、
閾値THON,THOFF を含むウインドウ領域外のときに
は、この領域の境界値となるように換算して、平均化処
理を行っている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光電センサ等の検出セン
サに関し、特にその閾値の設定に特徴を有する検出セン
サに関するものである。
【0002】
【従来の技術】図6は従来の光電センサの一例を示すブ
ロック図である。本図において発振回路1は一定周波数
のクロック信号を発生するクロック発振器であって、投
光回路2に入力される。投光回路2は投光素子3、例え
ば発光ダイオードを駆動するものである。反射型光電セ
ンサでは、投光素子3から出力された光が近接する物体
によって反射され、フォトダイオード等の受光素子4に
よって検出される。受光素子4の出力は受光回路5,増
幅回路6を介して比較回路7に入力される。比較回路7
は所定の閾値で入力信号を弁別することによって物体の
有無を判別するものであって、その出力はゲート回路8
を介して積分回路9に入力される。ゲート回路8は投光
クロックの周期毎にゲートを開放することによって外乱
のノイズ光による誤動作を防止するようにしたものであ
る。積分回路9は入力信号が所定時間連続することによ
って物体の有無を判別するものであり、その出力は出力
回路10に入力される。出力回路10は出力開閉用のス
イッチング素子を駆動するものである。
【0003】さてこのような従来の光電センサにおい
て、積分回路を用いて信号処理を行う場合には応答性が
低く、又これに代えてシフトレジスタを用いた信号処理
方式が用いられている。シフトレジスタを用いた方式で
は、ゲート回路を通過する信号をシフトレジスタに与え
所定パルス連続してHレベル又はLレベルとなれば、R
Sフリップフロップ等をセット,リセットして物体検知
信号とするものである。この場合には積分回路を用いた
信号処理方式の光電センサに比べて、高速応答性を実現
することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】さて図7(a)に示す
ように検出すべき物体が低速で通過する場合には、増幅
回路6より出力される信号の大きさの分布が例えば比較
的低い曲線A1となったときに、そのスカート部でオン
レベルの閾値THONを複数回越えれば、この位置で物体
検知信号が出力される。又同様にして曲線B1のように
オフレベルの閾値THOFF より高いピーク値を有する信
号分布のときに複数回続けて閾値以下となれば、オフ信
号が出力される。これに対して物体が高速で移動する場
合には、受光信号の大きさの分布が図7(b)に示す曲
線A2のように変化したときにオン信号が得られること
となり、又受光信号が曲線B2のように変化したときに
オフ信号が得られることとなる。このため低速時と高速
時には見かけ上の応差が異なるという欠点があった。
【0005】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、高速応答性を有し、更に物体の
移動速度に対応して応差が変化することのない弁別回路
を有する検出センサを提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本願の請求項1の発明
は、周期的に入力される入力信号のレベルに基づいて二
値化処理を行う検出センサであって、所定回数の入力信
号を平均化する平均化処理手段と、平均化処理手段によ
り得られる平均値と閾値とを比較することにより判別す
る判別手段と、を具備することを特徴とするものであ
る。
【0007】本願の請求項2の発明では、平均化処理手
段は、閾値の上下に所定幅のウインドウ領域を有し、該
ウインドウ領域外の入力信号をその領域の境界値に換算
して入力信号の平均化処理を行うことを特徴とするもの
である。
【0008】
【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、入力信号を所定回数平均化処理手段によって
平均化処理し、得られた平均値に基づいて閾値と比較す
ることによって判別するようにしている。更に請求項2
の発明では、入力信号を閾値を含む領域内かどうかを判
別し、領域内であれば入力信号レベルをそのまま用い、
入力外であればこの領域の境界値のいずれかに換算し、
入力信号の平均化処理を行うようにしている。
【0009】
【実施例】図1は本発明の一実施例による光電センサの
全体構成を示すブロック図である。マイクロコンピュー
タ11は投光クロック信号を投光駆動回路12に入力す
る。投光駆動回路12はマイクロコンピュータ11より
与えられる投光クロック信号に基づいて投光素子3を駆
動するものである。投光素子3は断続的に発光して光を
物体検知領域に照射し、その反射光は受光素子4に受光
される。受光素子4は受光信号を電気信号に変換し、受
光回路5,増幅回路6を介してサンプルホールド回路
(S/H回路)13に出力される。サンプルホールド回
路13はマイクロコンピュータ11からのリセット信号
に基づいて増幅出力をサンプリングするものである。さ
てマイクロコンピュータ11には閾値を設定する操作部
14,動作状態を出力する表示部15、及びデータを一
時保持するメモリ16と物体検知信号を出力する出力回
路17が接続されている。マイクロコンピュータ11は
所定周期毎にクロック信号を発生するクロック発生手段
11a,サンプルホールド回路13より入力された信号
をデジタル信号に変換するA/D変換手段11b及びこ
の出力を所定周期で平均化する平均化処理手段11c,
この平均化された出力を判別する判別手段11dの機能
を有している。メモリ16はオンとなる閾値THON、オ
フとなる閾値THOFF とこれらを含むウインドウ領域を
規定するVH,VL、4クロック分のサンプルホールド
回路のA/D変換値X(1)〜X(4)とその平均値を
保持する領域X(AV)及びタイマ領域を有している。
【0010】次に本実施例の動作についてフローチャー
ト及びタイムチャートを参照しつつ説明する。図2,図
3は本実施例のフローチャートであり、図4はそのタイ
ムチャートである。動作を開始するとまず第1のタイマ
T1のタイムアップを待受け、このタイマがタイムアッ
プすれば投光パルスをオンとする(ステップ21,2
2)。投光パルスがオンとなればステップ23に進んで
タイマT2のタイムアップを待受け、タイムアップすれ
ばステップ24において投光パルスをオフとする。そし
てステップ25においてサンプル信号をオンとしてサン
プルホールド回路13に与える。投光パルスに基づいて
投光駆動回路12は投光素子3を駆動しており、物体が
あればレベルの高い反射光、物体がなければ周囲の微小
な反射光が受光素子4に得られることとなり、これを増
幅してサンプルホールド回路13に入力している。従っ
てサンプル信号のオン状態ではこのレベルが保持され
る。マイクロコンピュータ11はステップ26において
A/D変換を行い、このA/D変換値をX(1)とす
る。
【0011】そして図3に示すステップ27,28にお
いて、X(1)が図4に示すウインドウ領域の境界値V
H(ここでは65)とVL(ここでは40)の範囲内か
どうかをチェックする。境界値VLより小さければステ
ップ29においてX(1)の値をVLとし、境界値VH
を越えていればステップ30においてX(1)の値をV
Hとする。そしてステップ31において初期化処理を行
う。初期化処理はX(2)〜X(4)のいずれかがまだ
入力されていない場合に、既に入力されているX(1)
と同一値になるように設定するものである。そしてステ
ップ32に進んで平均値処理を行う。これはX(1)〜
X(4)の平均値を算出し、X(AV)を算出するもの
である。そしてステップ33においてX(1)〜X
(3)を夫々X(4)〜X(2)にシフトする。次いで
ステップ34,35において算出した平均値X(AV)
がオンレベルの閾値THON(例えば55)を越えている
かどうか、又はオフレベルの閾値THOFF (例えば5
0)以下であるかどうかをチェックする。閾値THON
越えている場合には検知出力をオンとし(ステップ3
6)、閾値THOFF 以下であれば検知出力をオフとして
ステップ21に戻る。こうすれば図4(a)のタイムチ
ャートにおいて投光パルス毎にA/D変換値が10〜8
0と順次増加していく場合には、境界値VH,VLに限
定した換算値は図4(b)に示すものとなり、この平均
値V(AV)は夫々図示のものとなる。従ってオンレベ
ルの閾値THONを55、オフレベルの閾値THOFF を5
0とすれば、物体検知出力は図4(c)に示すように時
刻t1にオンとなり、比較的速い応答速度が得られる。こ
こでマイクロコンピュータ11はステップ21〜24に
おいて所定周期のクロック信号を発生するクロック発生
手段11aの機能を達成しており、ステップ25,26
においてサンプルホールド回路より入力された信号をデ
ジタル信号に変換するA/D変換手段11bの機能を達
成している。又マイクロコンピュータ11はステップ2
7〜32において4周期の入力信号を平均化する平均化
処理手段11cの機能を達成しており、ステップ34〜
37は平均化された出力を閾値によって弁別する判別手
段11dの機能を達成している。
【0012】尚本実施例では、境界値VL以下及びVH
を越えている場合には夫々VH(=65)とVL(=4
0)に換算して平均化処理にしている。これは得られた
A/D変換値をそのまま用いて例えば4回の平均化処理
を行い、これを閾値THON,THOFF と比較した場合に
は、図5(a),(b)に示すようにオンとなる前の受
光レベルの変化によって応答時間が変化することが考え
られるからである。そこで応答時間の変化を少なくする
ために閾値のオンレベルとオフレベルTHON,THOFF
を含む境界値にVL,VHの間のウインドウ領域を設
け、この領域内に入る信号をそのままのレベルとし、そ
の範囲外ではウインドウの領域を境界値VH又はVLに
換算して処理を行っている。こうすれば応答速度の差を
小さくすることができる。
【0013】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本願の請求項
1の発明によれば、平均化処理を行っているため受光信
号のレベルにばらつきがあっても平均される。従って高
速時と低速時の検出時の応差をほぼ同一にすることがで
きる。更に請求項2の発明では、このような効果に加え
てウインドウを設定し、この領域内のデータのみをその
まま平均化処理しているため、物体の移動速度にかかわ
らず応差を一定とし、応答速度をほとんど同一にするこ
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】本発明の一実施例による光電センサの全体構成
を示すブロック図である。
【図2】本実施例の動作を示すフローチャート(その
1)である。
【図3】本実施例の動作を示すフローチャート(その
2)である。
【図4】本実施例の動作を示すタイムチャート及びウイ
ンドウ換算値,平均値,物体検知出力を示すグラフであ
る。
【図5】ウインドウ領域を設けない場合のA/D変換値
と平均値及び物体検知出力の変化を示す図である。
【図6】従来の検出センサの一例を示すブロック図であ
る。
【図7】従来の検出センサの出力分布と閾値及び応差の
関係を示す図である。
【符号の説明】
3 投光素子 4 受光素子 10 出力回路 11 マイクロコンピュータ 11a クロック発生手段 11b A/D変換手段 11c 平均化処理手段 11d 判別手段 12 投光駆動回路 13 サンプルホールド回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01V 8/12 H03K 5/08 R

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 周期的に入力される入力信号のレベルに
    基づいて二値化処理を行う検出センサにおいて、 所定回数の入力信号を平均化する平均化処理手段と、 前記平均化処理手段により得られる平均値と閾値とを比
    較することにより判別する判別手段と、を具備すること
    を特徴とする検出センサ。
  2. 【請求項2】 前記平均化処理手段は、前記閾値の上下
    に所定幅のウインドウ領域を有し、該ウインドウ領域外
    の入力信号をその領域の境界値に換算して入力信号の平
    均化処理を行うものであることを特徴とする請求項1記
    載の検出センサ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010217003A (ja) * 2009-03-17 2010-09-30 Yamatake Corp 光電センサおよび干渉低減方法

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