JPH10154449A - 光電センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一定速度で被検出物体が通過するときに最適
なオンオフ判別の積分値を設定できるようにすること。 【解決手段】 一定の速度で検出物体を通過させて連続
して遮光又は入光される回数を計数し、記憶部１３に記
憶させる。そしてその遮光／入光回数に基づいて積分適
値を積分適値判断部１３により判断する。そして積分値
変更部１５によって積分部９に設定するようにしてい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は入力信号の信号処理
に特徴を有する光電センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来光電センサは投光部より光を物体検
知領域に照射し、透過光又は反射光を受光部により受光
する。そして受光部より得られる受光レベルを所定の閾
値によって判別してオン及びオフの判定処理を行う。こ
こでノイズ等による誤動作を防止するために１回の受光
信号によりオン，オフを判定して物体検知出力を出すの
でなく、複数回の受光信号によって判定している。従来
の一般的な判定方式として、パルスカウント方式及び移
動平均方式がある。パルスカウント方式は複数回連続し
て受光量がオンレベルとなったときオン状態と判定し、
複数回連続して受光量がオフレベルとなったときにオフ
状態と判定するものである。又移動平均方式は複数回の
受光量の平均値がオンレベル又はオフレベルとなったと
きに、夫々オン状態又はオフ状態と判定するものであ
る。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来の光電センサにおいては、判定する際の受光信号
の評価回数である積分値（以下、単に積分値という）が
固定されている。従って移動速度が速い対象物に対して
は、ノイズ等の外乱のない安定した環境で使用するとき
は、積分値を少なくしてよいにもかかわらず一定として
いるため、積分値分の投受光処理が行えず、検知信号が
得られないことがあるという欠点があった。一方応答速
度を向上させるために積分値を小さくしすぎると、ノイ
ズ等によって誤動作する可能性があるという欠点もあ
る。

【０００４】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、あらかじめ物体を検出する状
態で受光信号を得ると共に、最適な積分値を自動的に設
定することによりこのような問題点を解決することを目
的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、一定周期の投光パルスに応じて発光し、光を物体検
知領域に照射する投光部と、前記投光部より照射され物
体検知領域を通過した光を受光する受光部と、前記受光
部からの受光信号を所定の閾値で弁別する弁別部と、所
定の速度で検出物体を通過させた状態で連続遮光又は入
光回数に基づいて積分適値を制御する積分値制御部と、
前記積分値制御部により設定される積分値を越えて入力
が変化したときに物体検知信号を反転させる積分部と、
を具備することを特徴とするものである。

【０００６】本願の請求項２の発明では、前記積分値制
御部は、一定時間検出物体を通過させ連続遮光又は入光
回数を検出して記憶する記憶手段と、前記記憶手段によ
って検出された所定範囲内の連続遮光又は入光回数の最
低値に基づいて積分適値を判断する積分適値判断部と、
前記積分適値判断部により判別された積分適値を前記積
分部に設定する積分値変更部と、を有することを特徴と
するものである。

【０００７】本願の請求項３の発明では、前記積分値制
御部は、入光毎に定常状態か否かを判別して定常状態と
なったときに夫々連続遮光／入光回数を検出する連続遮
光又は入光判別部と、前記連続遮光又は入光回数の検出
数が所定数に達しないときに積分適値を連続遮光又は入
光の最低回数に基づいて仮決定し、検出数が所定数に達
したときに積分適値をその最低値に基づいて決定する積
分適値判断部と、前記積分適値判断部により判断された
積分値を前記積分部に設定する積分値変更部と、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４の発明では、前記積分適値
判断部は、検出された連続遮光又は入光回数の最低値よ
り小さい値を積分適値として判断することを特徴とする
ものである。

【０００９】このような特徴を有する本発明によれば、
ここで受光部は投光部より照射され物体検知領域を通過
する光を受光するものであり、透過型及び反射型のいず
れの光電センサにも適用できる。そして積分適値制御部
により実際の連続入光又は遮光回数に基づいて積分適値
を設定しているため、最適の積分値が設定できることと
なる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
による透過型光電センサの構成を示すブロック図であ
る。図１において発振部１は一定周期の投光パルスを発
生して投光素子２を駆動し、投光素子２をパルス点灯さ
せるものである。投光素子２は投光パルスに応じて光を
発光し、直接又は投光用光ファイバ３を介して物体検知
領域に照射する。受光素子４は直接又は受光用光ファイ
バ５を介して物体検知領域を通過した光を受光するもの
であり、その出力はゲート回路６に与えられる。ゲート
回路６は発振部１の投光パルスに同期したタイミングで
ゲートを開閉することにより外乱光の影響を除くもので
ある。ここで発振部１１，投光素子２と投光用光ファイ
バ３は投光部を構成しており、受光用光ファイバ５，受
光素子４とゲート回路６は受光部を構成している。ゲー
ト回路６の出力は閾値弁別部７に与えられる。閾値弁別
部７の出力は積分値制御部８及び積分部９に与えられ
る。積分部９はカウンタやフリップフロップによって構
成されており、閾値弁別出力が積分値、即ち評価回数で
設定された回数だけ連続する場合に、その回数の出力に
応じた検知信号を出すものである。その信号は出力回路
１０を介して外部に出力される。積分値制御部８にはテ
ィーチングスイッチを含む入力部１１及び表示部１２が
接続される。積分値制御部８には閾値弁別部７より得ら
れる弁別出力を記憶する記憶部１３，積分適値判断部１
４及び積分値変更部１５が設けられる。記憶部１３は閾
値弁別部７の出力を投光パルス数と対応づけて記憶する
ものであり、積分適値判断部１４は投光パルスの頻度に
基づいて積分適値を判断するものである。積分値変更部
１５は判断された積分適値を積分部９に設定するもので
ある。これらは個別のハードウェアによって実現しても
よく、又マイクロコンピュータを用いてソフトウェアに
より実現することもできる。

【００１１】図２（ａ），（ｂ）はこの実施の形態に用
いられる光電センサの使用状態を示す図である。この光
電センサは投光用光ファイバ３及び受光用光ファイバ５
を介して物体検知領域に導かれている。この光電センサ
は、例えば図２（ａ）に示すように多数のピンを有する
ＩＣ２０のピン数が正常かどうかを判別する用途に用い
るものとする。この場合にはＩＣ２０は搬送ライン２１
上に沿って一定の速度で搬送されており、投受光部で遮
光される回数によりピン２２の数を判別することができ
る。又図２（ｂ）に示すように印刷用紙２３の一部に一
定間隔で小さい開口が設けられている場合に、入光状態
となるパルスの連続する回数によりこの開口の有無及び
正常な大きさの開口が設けられているかどうかを判別す
ることができる。

【００１２】図３は発振部１１より出力される投光パル
スと受光後に閾値弁別部７によって弁別された弁別出力
を示している。ＩＣ２０を搬送ライン２１に沿って搬送
させた場合には、ＩＣのピン２２を光が遮光する状態で
は数回の遮光状態が発生する。例えば図３（ｂ）に示す
ようにピン２２によって遮光される毎に４〜５回の投光
が遮光され、それによって閾値弁別部７の出力がオフレ
ベルとなる。又外乱のノイズ等により遮光状態が生じる
こともある。この実施の形態では、こうした使用状態に
応じてティーチングを行い、連続遮光回数Ｎを４，４，
１，５・・・と記憶しておく。図４は遮光状態が連続す
る回数Ｎの回数毎の発生頻度を示している。そしてこの
遮光回数に基づいて最適な積分適値を判別するものであ
る。

【００１３】次に第１の実施の形態による積分適値設定
処理についてフローチャートを用いて説明する。図５は
ティーチング処理を示すフローチャートである。動作を
開始すると、まずステップＳ１において入力部１１のテ
ィーチングスイッチがオン状態となっているかどうかを
判別する。オン状態となればステップＳ２において閾値
弁別部７からの入光／遮光状態を入力する。そしてステ
ップＳ３において入光状態又は遮光状態のいずれが多い
かどうかを判別する。図２（ａ）に示す例では入光状態
が多いため、ルーチンＳ４に進んで一定時間ＩＣ２０を
搬送し、連続遮光回数Ｎを順次記憶する。図３の例では
連続遮光回数Ｎが４，４，１，５・・・となっている。
そして一定時間の間連続遮光回数Ｎを記憶した後、ステ
ップＳ５に進んで連続遮光回数Ｎが３〜８以内の頻度が
所定値よりも多いかどうかを判別する。この範囲内の頻
度が大きければ、その頻度のうちの最低値を検出し（ス
テップＳ６）、ステップＳ７に進んで最低値−１を積分
適値と判別する。例えば連続遮光回数の頻度が図４に示
すように求められ、その最低値が４である場合には、最
低値−１、即ち３を積分適値とする。そしてステップＳ
８に進んで積分値変更部１５によって積分部９の積分適
値を３に設定する。

【００１４】一方入光状態が少ない場合、例えば図２
（ｂ）に示すように印刷用紙２３に一定間隔の小さい開
口が設けられ、この開口の有無を判別する場合には、入
光状態の回数が少なくなる。この場合にはルーチンＳ９
に進んで連続受光回数Ｎの頻度を同様にして記憶する。
そしてその回数が３〜８の頻度が多いかどうかを判別
し、この範囲内にあればステップＳ６に進んで同様の処
理をする（ステップＳ１０）。又ステップＳ５，ステッ
プＳ１０において３〜８範囲外の頻度が多い場合には、
正常な判別が困難としてステップＳ１１，Ｓ１２に進ん
でエラー判定を行い、エラーを表示部１２により表示し
て処理を終える。このように実際の動作状態での判別結
果に基づいて積分適値を設定することにより、用いられ
る搬送経路の速度やワークの検出部分の形状等にかかわ
らず、最適の閾値が設定できることとなる。

【００１５】次に本発明の第２の実施の形態による光電
センサについて説明する。この実施の形態の全体構成は
ほぼ図１と同様であり、積分適値の判別処理のみが異な
っている。即ち図６に示すように積分値制御部８Ａは連
続遮光／入光判別部１６と、その連続遮光／入光回数に
基づいて積分適値を判別する積分適値判断部１７、及び
判断された積分値を積分部９に設定する積分値変更部１
５を有している。

【００１６】図７に示す積分適値算出フローチャートに
おいては、投光パルスが加わる毎に割込処理によって動
作を開始する。まずステップＳ２１においてティーチン
グスイッチがオン状態かどうかを判別し、オン状態であ
ればステップＳ２２において入光／遮光状態を入力す
る。そして被検出物を検出していない状態が遮光又は入
光状態のいずれかを判別する。あらかじめいずれの状態
が多いか判別しておいてもよく、又入力部１１より入光
又は遮光のいずれの状態が多いかを入力してもよい。定
常状態でなければ、ステップＳ２４に進んでカウンタＣ
をインクリメントして処理を終える。次いで投光パルス
が生じる毎に同様の処理を行い、定常状態に反転したか
どうかをチェックする。定常状態に復帰すればそのとき
のカウンタＣの計数値を入光又は遮光状態のパルス数Ｎ
とする（ステップＳ２５）。そしてカウンタＣをクリア
し、フロー回数ｆをインクリメントする（ステップＳ２
６，Ｓ２７）。そしてステップ２８においてこのとき得
られた連続遮光又は入光パルス数Ｎが３〜８の範囲内か
どうかをチェックし、この範囲内にあれば有効と判断す
る。そして図８のステップＳ２９に進み、フロー回数ｆ
が１、即ち最初のフローかどうかを判別する。最初のフ
ローであればステップＳ３０に進んでこのときの連続遮
光又は入光パルス数Ｎを最低値Ｍとして記憶する。そし
てステップＳ３１に進んでフロー回数ｆが３０回に達し
たかどうかをチェックする。最初の場合にはこの回数に
達していないのでステップ３３に進んで最低値Ｍ−１を
積分適値と仮決定する。そしてステップ３４に進んで積
分部９に積分値を設定する。こうして処理を終える。

【００１７】次いで投光パルスが加われば同様の処理を
繰り返す。ステップＳ２９において処理フローｆが１回
目でなければステップＳ３２に進んでＮとＭとを比較す
る。ＮがＭより小さければステップＳ３０に進んでＮを
Ｍとして記憶し、同様の処理を繰り返す。ＮがＭより大
きければステップＳ３２よりステップＳ３１に進んでフ
ロー回数が３０回を越えているかどうかを判別する。３
０回を越えていなければステップＳ３３に進んでＭ−１
を積分適値に仮決定する。そしてステップＳ３４におい
て仮決定した積分値を積分部９に設定する。ステップＳ
３１においてフロー回数が３０回に達していればステッ
プＳ２５においてＭ−１を積分適値と判断する。このと
きにはステップＳ３６に進み積分部９に積分値の設定処
理を行う。そしてフロー回数ｆ及びｉを０として処理を
終える。又図７のステップＳ２８においてＮが３と８の
間になければ、ステップＳ３８に進み無効回数ｉをイン
クリメントする。そしてステップＳ３９において無効回
数ｉが閾値th以内かどうかを判別し、閾値th以内であれ
ば処理を終える。閾値thを越えている場合にはステップ
Ｓ４０に進んでエラーを表示部１２によりエラー報知、
及び表示のエラー処理を行う。

【００１８】こうすればティーチングスイッチ投入中も
ティーチングを行いつつ物体検出処理を行うことができ
る。そして３０回の投光パルスを投光し終えた後は最適
な積分値に設定される。又そのままティーチングを続け
れば、物体の搬送速度等が変化しても自動的に追従する
ことができる。

【００１９】このような本実施の形態では、連続遮光又
は入光パルス数Ｎが３〜８の範囲内で最も小さい値より
１回少ない回数を積分適値として設定することができ
る。この場合にもワークの搬送速度やワークの形状に対
応した最適値を設定することができる。この場合には使
用開始直後から積分適値を仮決定することができるた
め、仮決定された積分適値に基づいて物体検知信号を得
ることができる。このためティーチングモードであって
もほぼ正常な物品検知を行いつつ適切な積分適値が自動
的に設定できるという効果が得られる。

【００２０】尚第１，第２の実施の形態では、連続遮光
／入光回数Ｎを３〜８の範囲内とし、その他の範囲内で
は無効となるようにしているが、これらの値は使用状態
によって適宜設定できることはいうまでもない。又図２
に示す実施の形態では透過型の光電センサについて説明
しているが、物体検知領域を反射により通過した光を受
光する反射型の光電センサであってもよいことはいうま
でもない。

【００２１】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本願の請求項
１〜４の発明によれば、光電センサが用いられる対象に
応じて最適な積分値を設定することができる。このため
応答速度が遅すぎたり、速すぎたりすることがなく、光
電センサを使用環境に応じた最適な状態で使用すること
ができるという優れた効果が得られる。又請求項３の発
明では、積分適値の判断処理中でも仮決定された積分適
値に基づいて物体検知を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】本発明の第１の実施の形態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】この実施の形態による光電センサの使用状態を
示す概略図である。

【図３】この実施の形態による投光パルスとこれに対応
する閾値弁別部７の出力を示す図である。

【図４】この実施の形態による連続遮光／入光パルス数
とその頻度を示すグラフである。

【図５】第１の実施の形態による光電センサの積分適値
判別処理を示すフローチャートである。

【図６】本発明の第２の実施の形態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７】第２の実施の形態による積分値判別処理を示す
フローチャート（その１）である。

【図８】第２の実施の形態による積分値判別処理を示す
フローチャート（その２）である。

【符号の説明】

１ 発振部 ２ 投光素子 ３ 投光用光ファイバ ４ 受光素子 ５ 受光用光ファイバ ６ ゲート回路 ７ 閾値弁別部 ８，８Ａ 積分値制御部 ９ 積分部 １０ 出力部 １１ 入力部 １２ 表示部 １３ 記憶部 １４，１７ 積分適値判断部 １５ 積分値変更部 １６ 連続遮光／入光判断部

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一定周期の投光パルスに応じて発光し、
   光を物体検知領域に照射する投光部と、 前記投光部より照射され物体検知領域を通過した光を受
   光する受光部と、 前記受光部からの受光信号を所定の閾値で弁別する弁別
   部と、 所定の速度で検出物体を通過させた状態で連続遮光又は
   入光回数に基づいて積分適値を制御する積分値制御部
   と、 前記積分値制御部により設定される積分値を越えて入力
   が変化したときに物体検知信号を反転させる積分部と、
   を具備することを特徴とする光電センサ。
2. 【請求項２】 前記積分値制御部は、 一定時間検出物体を通過させ連続遮光又は入光回数を検
   出して記憶する記憶手段と、 前記記憶手段によって検出された所定範囲内の連続遮光
   又は入光回数の最低値に基づいて積分適値を判断する積
   分適値判断部と、 前記積分適値判断部により判別された積分適値を前記積
   分部に設定する積分値変更部と、を有することを特徴と
   する請求項１記載の光電センサ。
3. 【請求項３】 前記積分値制御部は、 入光毎に定常状態か否かを判別して定常状態となったと
   きに夫々連続遮光／入光回数を検出する連続遮光又は入
   光判別部と、 前記連続遮光又は入光回数の検出数が所定数に達しない
   ときに積分適値を連続遮光又は入光の最低回数に基づい
   て仮決定し、検出数が所定数に達したときに積分適値を
   その最低値に基づいて決定する積分適値判断部と、 前記積分適値判断部により判断された積分値を前記積分
   部に設定する積分値変更部と、を具備することを特徴と
   する請求項１記載の光電センサ。
4. 【請求項４】 前記積分適値判断部は、 検出された連続遮光又は入光回数の最低値より小さい値
   を積分適値として判断するものであることを特徴とする
   請求項１〜３のいずれか１項記載の光電センサ。