JPH0983333A - 光電センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で閾値をティーチングによって変
化させる光電センサの余裕度をモニタ装置で認識できる
ようにすること。 【解決手段】 投光部１より周期的に表示を照射し、受
光部３で受光する。ティーチング時の受光レベルに基づ
き閾値設定手段２ｂによって閾値を設定する。設定され
た閾値が高い程デューティ比が小さくなるＰＷＭ信号を
出力するパルス幅変調信号出力部２ｃを設ける。ＰＷＭ
出力に基づき増幅出力のピークホールド値を積分回路部
１２により積分する。こうすれば積分回路部１２によっ
て出力が正規化されることとなる。そのため固定のレベ
ルを閾値として表示する外部モニタ装置において、設定
された閾値に応じて余裕度が表示できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光電センサのモニタ
出力に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来光電センサにおいては光を物体検知
領域に照射し、その透過光又は物体からの反射光を受光
する。そして所定の閾値によってそのレベルを弁別し、
閾値を越える入力があれば物体の有無を検知する出力を
出すようにしている。このような光電センサにおいて
は、受光レベルを確認するために光量モニタ回路が設け
られている。図５は従来の光電センサの一例を示すブロ
ック図である。本図において投光部１０１より周期的に
光が物体検知領域に照射され、受光部１０２によって受
光され、増幅器１０３に入力される。増幅器１０３は可
変抵抗器により増幅率を変化させることができる増幅器
であり、その出力は弁別部１０４に入力される。弁別部
１０４には一定の閾値が設定されており、所定の閾値を
越えて物体を検知したときに表示部１０５によってこれ
を表示すると共に、出力部１０６より外部に出力する。
又増幅出力はピーク値保持部１０７にも入力される。ピ
ーク値保持部１０７は投光パルスが入力される毎にその
ピーク値を保持し外部モニタ装置１１０に出力するもの
である。外部モニタ装置１１０は図６（ａ），（ｂ）に
示すように、光電センサから入力される入力信号のピー
ク値である光量モニタ信号を例えばバーグラフによって
表示するものである。このバーグラフの表示によるモニ
タ装置では、図示のように閾値のレベルＶthが表示され
ており、それより十分高いレベルまで光量があれば安定
して受光しているものと判別することができる。又図６
（ｃ），（ｄ）に示すように、受光信号のピーク値が閾
値をわずかに越えるだけであれば外部モニタ装置１０に
表示されるレベルも低くなり、余裕のない状態であると
認識できる。この場合は増幅器１０３の増幅率を上げる
ように調整する。このように外部モニタ装置１１０を用
いてモニタすれば、光電センサの閾値Ｖthが一定レベル
であるので、それに対応して余裕度が十分あるように調
整することができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら最近マイ
クロコンピュータを搭載した光電センサにおいて、ティ
ーチングによって物体までの距離や状態に応じて閾値を
最適値に自動的に設定するようにした光電センサが提案
されている。このような光電センサでは、同一の受光信
号がセンサに入力されても閾値はティーチングにより一
定レベルではないため、従来の外部モニタ装置を用いて
も正確に余裕度を認識することができないという欠点が
あった。

【０００４】このような問題点を解決するために、光電
センサの本体にレベル表示の表示器を設けたり、外部モ
ニタ装置の閾値電圧を光電センサ内に設定された閾値と
連動させて変化させることが考えられる。又光電センサ
の内部で正規化して受光レベル信号を外部モニタ装置に
出力することも考えられる。しかし光電センサ本体にレ
ベル表示器を設ける方法によれば、表示部のスペースが
密集するため、小型化が難しく、又消費電力が増加する
という問題点がある。又閾値を光電センサの閾値に連動
して変化させる場合には、閾値レベルを何らかの方法で
伝送する必要があり、構造が複雑になるという欠点があ
る。更に受光量を正規化して出力する場合にも割算器を
用いる必要があるため、周辺の回路規模が増加し、価格
が上昇するという問題点がある。

【０００５】本発明はこのような従来の問題点に着目し
てなされたものであって、このような問題点を解消し、
極めて簡単な構成で正確に余裕度を把握できるようにす
ることを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は光を周期的に物
体検知領域に出力する投光部と、前記投光部より物体検
知領域に照射された光を受光する受光部と、前記受光レ
ベルの閾値を設定する閾値設定手段と、前記受光部より
得られる受光出力を前記閾値設定手段によって設定され
た閾値で弁別する受光レベル判別手段と、前記閾値設定
手段に設定された閾値に対応して変化するパルス幅の信
号を出力するパルス幅変調信号出力手段と、前記パルス
幅変調信号をゲート信号として前記受光部の受光信号を
積分し、モニタ信号として出力する積分手段と、を具備
することを特徴とするものである。

【０００７】このような特徴を有する本発明によれば、
投光部より周期的に光を物体検知領域に照射しており、
その物体検知領域からの透過光又は反射光を受光部によ
って受光する。そして受光出力を閾値設定手段により設
定された閾値で弁別して物体の有無を判別するようにし
ている。パルス幅変調信号出力回路は閾値のレベルに対
応して閾値が大きくなればデューティ比が小さく、閾値
が低くなればデューティ比の大きいパルス幅変調信号を
出力する。このパルス幅変調信号を制御信号として受光
回路を通して得られる受光信号を積分手段によって積分
する。そうすれば積分手段より出力される電圧信号は閾
値に対して相対的に受光レベルを示す信号となる。従っ
てこれを光電センサの外部のアナログレベルを示すモニ
タ装置で確認することによって受光レベルを確認するこ
とができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例による光
電センサの構成を示すブロック図である。本図において
投光部１はマイクロコンピュータ２の投光制御手段２ａ
から所定周期毎に与えられる投光制御パルスに基づいて
投光素子を駆動し、光を物体検知領域に照射するもので
ある。物体検知領域から得られる反射光は受光部３によ
って受光され、増幅部４を介してピークホールド回路
（Ｐ／Ｈ）５に導かれる。ピークホールド回路５は入力
信号のピーク値を保持する回路であって、その出力はマ
イクロコンピュータ２に入力される。マイクロコンピュ
ータ２はマイクロプロセッサ及びその処理プログラムを
記憶したＲＯＭ、及びデータを保持するＲＡＭを含んで
構成されており、外部には閾値を保持しておく不揮発性
メモリであるＥ² ＰＲＯＭ６が接続される。又ティーチ
ング時に用いられる設定手段であるティーチングスイッ
チ７及びティーチングモードと動作モードとを切換える
モード切換スイッチ８が接続され、入光状態や安定動作
状態を表示する入光・安定表示部９が接続される。更に
マイクロコンピュータ２には物体検知信号を出力する出
力部１０が接続されている。電源部１１は各部に電源を
供給するものである。マイクロコンピュータ２は所定周
期毎に投光パルスを出力する投光制御手段２ａ、ティー
チングによって閾値を設定する閾値設定手段２ｂ、設定
された閾値に対応するパルス幅の変調信号を出力するパ
ルス幅変調信号出力部２ｃ、入力されたアナログ信号を
デジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部２ｄと、設定され
た閾値に基づいて入力信号を弁別することによって物体
検知信号を出力する受光レベル判別手段２ｅの機能を有
している。

【０００９】閾値設定手段２ｂは例えば光電センサの所
定位置に物体がある状態と物体がない状態の２つの状態
でティーチングスイッチを投入すると、そのときの受光
レベルを保持しておき、それらの中間に閾値を設定する
ものである。又パルス幅変調信号出力部２ｃは設定され
た閾値に応じたデューティ比のパルス幅変調信号を積分
回路部１２に出力するものである。このパルス幅変調信
号は図３に示すように、閾値が最も低いときにはデュー
ティ比が１００％に近く、閾値が設定できる最も高いレ
ベルであればデューティ比が０に近く、例えば１％とな
るように連続的に変化するパルス幅変調信号（ＰＷＭ信
号）を出力するものである。積分回路部１２はこの信号
を制御信号としてピークホールド回路５の出力を積分す
るものである。積分回路部１２の出力はピークホールド
回路１３に入力される。ピークホールド回路１３は積分
回路部１２より得られる出力のピーク値をホールドする
ものであって、その出力はスケール調整部１４に出力さ
れる。スケール調整部１４はピークホールド回路１３よ
り得られる出力を増幅し、外部モニタ装置１５に出力す
るものである。外部モニタ装置１５は前述した従来例の
外部モニタ装置と同様に、入力されたアナログ信号を表
示するバーコード型の表示器が用いられる。そして所定
のレベルを閾値としてその余裕度を表示するものであ
る。スケール調整部１４はこの外部モニタ装置に閾値と
それに対する余裕度を表示できるように、その増幅率を
設定するものである。

【００１０】次に本実施例の動作についてタイムチャー
ト及び外部モニタ装置の表示例を参照しつつ説明する。
図２（ａ）は投光制御手段２ａより出力される投光パル
スを示しており、この投光パルスに基づいて投光部１よ
り周期的に光が物体検知領域に照射される。ここであら
かじめティーチングスイッチ７及び閾値設定手段２ｂに
よって閾値Ｖth1 又はＶth2 が設定されているものとす
る。そして検知領域に物体があれば例えば反射型光電セ
ンサでは受光部３より出力が得られ、増幅部４によって
増幅される。そしてピークホールド回路５によって各投
光パルス毎にそのピーク値が保持され、ピークホールド
回路５より図２（ｃ）に示す出力が得られる。ここで受
光レベルが除々に上昇しているものとすると、ピークホ
ールド回路５の出力も上昇する。ここでパルス幅変調信
号出力部２ｃより出力されるＰＷＭ信号のデューティ比
は図３のように決められるため、閾値Ｖth1 が低ければ
図２（ｄ）に示すように大きくなり、これより高い閾値
Ｖth2 が設定されている場合にはＰＷＭ信号のデューテ
ィ比は図２（ｅ）に示すように小さくなる。このデュー
ティ比のＰＷＭ信号を制御信号として、ＰＷＭ信号がＨ
レベルの間のみで積分回路部１２によってピークホール
ド回路５の出力が積分され、この出力のピークがピーク
ホールド回路１３に保持される。従ってピークホールド
回路１３の出力は例えば閾値Ｖth1 が設定されている場
合には、図２（ｆ）に示すものとなる。このときのモニ
タ出力はスケール調整部１４の増幅率を適宜設定するこ
とによって、図２（ｆ）に示す（イ），（ロ），（ハ）
の３つの状態は例えば図４の外部モニタ装置１５によっ
て（イ），（ロ），（ハ）に示すように表示される。即
ちいずれの場合も設定された閾値に対して受光レベルが
十分に大きく余裕度があることが示される。一方閾値を
Ｖth2 に設定した場合のスケール調整部１４より出力さ
れるレベルを図２（ｇ）に示す。このように閾値をＶth
2 に設定していた場合には、図２（ｇ）の状態（ニ）で
は閾値Ｖth以下のレベルであり、（ホ）の状態ではほぼ
閾値に等しく、（ヘ）の状態でこのレベルよりやや高い
レベルになっていることが外部モニタ装置１５によって
表示される。従って一定の電圧を閾値として表示する従
来の外部モニタ装置をそのまま用いて、ティーチングに
よって閾値が変化する光電センサの動作の余裕度を認識
することができる。

【００１１】尚本実施例では光電センサの外部に外部モ
ニタ装置を設けるようにしているが、外部モニタ装置は
光電センサ内に設けてもよいことはいうまでもない。又
ピークホールド回路５及びピークホールド回路１３は投
光クロック毎にリセットしてもよく、又所定の投光クロ
ック数毎にリセットするようにしてもよい。

【００１２】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、一定のレベルを閾値として入力レベルを表示するモ
ニタ装置を用いて閾値が変化する光電センサの余裕度を
認識することができる。この機能を付加するために割算
回路を設ける必要がなく、比較的簡単な構成で余裕度を
認識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タイムチャートである。

【図３】本実施例におけるパルス幅変調信号出力部のデ
ューティ比と閾値との関係を示すグラフである。

【図４】本実施例の外部モニタ装置の表示例を示す図で
ある。

【図５】従来の光電センサの一例を示すブロック図であ
る。

【図６】従来の光電センサの入力と外部モニタ装置の表
示例を示す図である。

【符号の説明】

１ 投光部 ２ マイクロコンピュータ ２ａ 投光制御手段 ２ｂ 閾値設定手段 ２ｃ パルス変調信号出力部 ２ｄ Ａ／Ｄ変換部 ２ｅ 受光レベル判別手段 ３ 受光部 ５，１３ ピークホールド回路 ６ Ｅ² ＰＲＯＭ ７ ティーチングスイッチ ８ モード切換スイッチ １０ 出力部 １４ スケール調整部 １５ 外部モニタ装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光を周期的に物体検知領域に出力する投
   光部と、 前記投光部より物体検知領域に照射された光を受光する
   受光部と、 前記受光レベルの閾値を設定する閾値設定手段と、 前記受光部より得られる受光出力を前記閾値設定手段に
   よって設定された閾値で弁別する受光レベル判別手段
   と、 前記閾値設定手段に設定された閾値に対応して変化する
   パルス幅の信号を出力するパルス幅変調信号出力手段
   と、 前記パルス幅変調信号をゲート信号として前記受光部の
   受光信号を積分し、モニタ信号として出力する積分手段
   と、を具備することを特徴とする光電センサ。