JPH1065511A

JPH1065511A - 光センサ

Info

Publication number: JPH1065511A
Application number: JP8241254A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Matsunaga; 達也松永
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1996-08-22
Filing date: 1996-08-22
Publication date: 1998-03-06

Abstract

(57)【要約】【課題】色のばらつきや色むらのあるワークから対象
ワークを確実に選別したり、複数の分離した相異なる系
統色の対象ワークを選別できるようにする。【解決手段】設定モードにおいて、同一ワーク（背
景）の複数点もしくは複数の同種ワークをサンプリング
することにより、複数回サンプル受光量を取得し、複数
回のサンプル受光量の最大値と最小値を求めてメモリ部
に格納する。そして、最大値及び最小値に基づいて最適
なしきい値を設定することにより、サンプル受光量のば
らつきを考慮したしきい値を設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は予め取得したサンプ
ル受光量に基づいてしきい値を設定する光センサに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】図１は従来のティーチング方式の光セン
サの構成を示すブロック図である。この光センサにあっ
ては、ワーク１にビーム２を投光する投光部３と、ワー
ク１で反射したビーム２を受光する受光部４と、投光部
３を制御し受光部４が検出した信号の処理を行なう制御
装置５と、外部との入出力を行なう外部入力部６及び外
部出力部７とを備えている。なお、外部入力部６は、各
種操作スイッチ等から外部信号を制御装置５へ送り出
し、外部出力部７は、制御装置５の計測結果等を外部装
置等へ出力するようになっている。

【０００３】例えばいろいろな色のワーク１から特定の
色の対象ワークを選別するカラーセンサの制御装置５
は、ＣＰＵやＲＯＭ、ＲＡＭからなるマイクロコンピュ
ータ等によって構成され、設定モード時においては、投
光部３に内蔵された発光素子を発光させて対象ワークや
背景等にビーム２を投光し、その反射ビーム２を受光し
た受光部４からサンプル受光量を取得する計測部８と、
計測部８が取得したサンプル受光量に基づいて１つ又は
２つのしきい値Ｐ又はＰ１、Ｐ２を設定するしきい値設
定部９と、サンプル受光量等の処理データを一時記憶す
るとともに、しきい値Ｐ又はＰ１、Ｐ２を記録保持する
メモリ部１０とを備えている。なお、計測モード時に
は、計測部８が、メモリ部１０に記録保持しているしき
い値Ｐ又はＰ１、Ｐ２と実測受光量を比較して、対象ワ
ークを判別する。

【０００４】従来の光センサ（カラーセンサ）にあって
は、しきい値設定部９におけるティーチング（設定動
作）方式としては以下のような２つの方式を備えてい
る。図２（ａ）（ｂ）は２つのティーチング方式を説明
するための図であって、図２（ａ）はいわゆる１点ティ
ーチング方式を説明し、図２（ｂ）は２点ティーチング
方式を示す。図２（ａ）（ｂ）における赤〜紫の帯状領
域は、ワークの色彩を波長の順序に従って模式的に表わ
したものである。

【０００５】２点ティーチング方式は、２つのサンプル
受光量Ｑ１、Ｑ２に基づいて、その中間に１つのしきい
値Ｐを設定するものであって、主として特定の２色判別
や対象ワークと背景の判別に用いられる。例えば、図２
（ｂ）に示すように、赤〜黄緑の領域に属する対象ワー
クと黄緑〜紫の領域に属する対象ワークとを互いに判別
したい場合には、境界の両側に位置する緑の対象ワーク
と黄の対象ワークとを準備し、緑の対象ワークに対して
第１の設定状態（例えば、設定スイッチのオン状態）で
サンプル受光量Ｑ１を取得させ、黄の対象ワークに対し
て第２の設定状態（例えば、設定スイッチのオフ状態）
でサンプル受光量Ｑ２を取得させる。このティーチング
動作に基づいて、しきい値設定部９は、２つのサンプル
受光量Ｑ１、Ｑ２の中間に位置する黄緑にしきい値Ｐを
設定し、メモリ部１０に保存する。

【０００６】こうして黄緑にしきい値Ｐが設定される
と、計測モードにおいて、計測部８は実測受光量がしき
い値Ｐのいずれの側に属するか判定し、実測された対象
ワークがしきい値Ｐのいずれの側の領域（赤〜黄緑；黄
緑〜紫）に属する対象ワークであるか判別し、外部出力
部７へ出力する。

【０００７】１点ティーチング方式は、１つのサンプル
受光量Ｑに基づき、その両側に２つのしきい値Ｐ１、Ｐ
２を設定するものであって、主として多色の中の１色の
抽出等に用いられる。例えば、図２（ａ）に示すよう
に、赤〜紫に属するワークのうちから黄〜緑の領域に属
する対象ワークのみを選別したい場合には、黄緑の対象
ワークに対して第１の設定状態（又は、第２の設定状
態）でサンプル受光量Ｑを取得させる。しきい値設定部
９は、このサンプル受光量Ｑに基づき、サンプル受光量
Ｑの両側の緑と青の境界、橙と黄の境界のそれぞれにし
きい値Ｐ１、Ｐ２を設定し、メモリ部１０に保存する。

【０００８】こうして黄〜緑の領域を挟むように２つの
しきい値Ｐ１，Ｐ２が設定されると、計測モードにおい
て、計測部８は実測受光量がしきい値Ｐ１〜Ｐ２の中間
領域に属するか、しきい値Ｐ１〜Ｐ２の外側領域に属す
るか判定し、判定結果を外部出力部７へ出力する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】

（第１の問題点）上記のような方式の光センサにあって
は、設定モード時にティーチングに用いた対象ワークの
ばらつきにより光センサが不適切なしきい値を設定して
しまい、ティーチングに用いる対象ワークに注意を払わ
ないと計測モードにおいて誤判定する恐れがあった。従
来の光センサにおいて誤判定が発生する理由を、２点テ
ィーチングの場合を図３（ａ）により、１点ティーチン
グの場合を図３（ｂ）により説明する。

【００１０】すなわち、対象ワークと背景により２点テ
ィーチングを行なった場合には、図３（ａ）のように、
対象ワークで取得したサンプル受光量Ｑ１と背景で取得
したサンプル受光量Ｑ２との中間にしきい値Ｐが設定さ
れる。しかし、対象ワークや背景には色のばらつきや色
むらラ、光センサからの距離ばらつき（ワークのばたつ
き）等により、個々の対象ワークや背景毎に受光量のば
らつきが存在し、図３（ａ）に示すように相当な幅の受
光量ばらつきを有している。ここで、サンプル受光量Ｑ
１を取得するために用いた対象ワークが平均的な受光量
を与えるものでなく、図３（ａ）に示すように、ばらつ
き幅の上限値に近いものであったり、あるいは受光量の
ばらつき幅が非常に大きなものであったりすると、受光
量のばらつき幅の下限に近い対象ワークでは実測受光量
がしきい値Ｐを下回ることになる。従って、光センサが
対象ワークと同色とみなす範囲と実際の対象ワークの受
光量の分布（ばらつき）とが一致しなくなり、しきい値
を下回る受光量を与える対象ワークに対しては、光セン
サは誤った判別結果を出力することになる。

【００１１】また、対象ワークにより１点ティーチング
を行なった場合には、図３（ｂ）のように、対象ワーク
で取得したサンプル受光量Ｑの両側に一定受光量離して
２つのしきい値Ｐ１、Ｐ２が設定される。この場合に
も、サンプル受光量Ｑを取得するために用いた対象ワー
クが平均的な受光量を与えるものでなく、図３（ｂ）に
示すように、ばらつき幅の上限値又は下限値に近いもの
であったり、あるいは受光量のばらつき幅が非常に大き
なものであったりすると、受光量のばらつき幅の上限又
は下限に近い対象ワークでは実測受光量がしきい値Ｐ１
〜Ｐ２の外へ出ることになる。従って、この場合も、光
センサが対象ワークと同色とみなす範囲と実際の対象ワ
ークの受光量の分布（ばらつき）とが一致しなくなり、
しきい値Ｐ１〜Ｐ２の外にはみ出した受光量を与える対
象ワークに対しては、光センサは誤った判別結果を出力
することになる。

【００１２】１点ティーチング方式の場合には、２つの
しきい値Ｐ１、Ｐ２の広がりを変更することによって同
色と判断すべき対象ワーク１の範囲を調整することが可
能であるが、このようなしきい値Ｐ１、Ｐ２の変更は対
象ワークの種類毎にユーザがその都度行なう必要があ
り、非常な手間がかかってユーザーの負担となる。特
に、対象ワーク毎に受光量のばらつきの広さを判断した
り、設定モードで用いる対象ワークのサンプル受光量が
対象ワーク全体におけるサンプル受光量のばらつきのう
ち、どの辺りに位置しているかを判断したりして、最適
なしきい値を決定することは非常に困難であった。

【００１３】（第２の問題点）また、上記光センサにお
いては、連続しない２系統色（互いに隣接しない波長領
域の色）の対象ワークを他のワークから選別することが
できなかった。例えば、図４に示すように赤〜紫に属す
るワークのうちから、黄のワークと青のワークだけを対
象ワークとして選別し、赤〜橙、黄緑〜緑及び紫の各領
域に属するワークを除外したい場合がある。

【００１４】しかしながら、従来の光センサでは、１点
ティーチング方式でも、２点ティーチング方式でも、い
ずれも連続した１つの領域しか選択対象として指定する
ことができず、図４に示すように２つの連続していない
領域を選択対象として選択することができない。従っ
て、光センサの用途が制限されることがあった。

【００１５】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、ばらつきの
ある対象ワークも確実に選別することができる光センサ
を提供することにある。また、様々な色のワーク中から
任意の色の対象ワークを何種類か選別するために複数の
しきい値を設定することが可能な光センサを提供するこ
とにある。

【００１６】

【発明の開示】請求項１に記載の光センサは、予め取得
したサンプル受光量に基づいて、対象物を判別するため
のしきい値を設定する光センサにおいて、設定状態にお
いて複数回のサンプル受光量を取得し、当該サンプル受
光量の最大受光量及び最小受光量に基づいて１もしくは
２以上の最適しきい値を設定することを特徴としてい
る。

【００１７】請求項２に記載の光センサは、予め取得し
たサンプル受光量に基づいて、対象物を判別するための
しきい値を設定する光センサにおいて、第１の設定状態
において複数回のサンプル受光量を取得し、第２の設定
状態において複数回のサンプル受光量を取得し、第１の
設定状態におけるサンプル受光量の最大受光量及び最小
受光量並びに第２の設定状態におけるサンプル受光量の
最大受光量及び最小受光量に基づいて１もしくは２以上
の最適しきい値を設定することを特徴としている。

【００１８】請求項１及び２に記載の光センサは、設定
状態において複数回のサンプル受光量を取得し、当該サ
ンプル受光量の最大受光量及び最小受光量を得ているの
で、対象とするワークや背景等の異なる箇所で複数回受
光量を取得することにより、あるいは多数の同種ワーク
等により複数回受光量を取得することにより、対象ワー
クや背景等の受光量とそのばらつきの広狭をサンプリン
グすることができる。従って、対象ワーク等の受光量の
ばらつきを考慮して最適なしきい値を設定することがで
きる。

【００１９】しかして、請求項１又は２に記載の光セン
サにあっては、しきい値の設定に用いた対象ワーク等の
サンプル受光量のばらつきに起因して不適切なしきい値
が設定され、その結果計測時において対象ワークを誤判
定することを防止でき、光センサの信頼性を向上させる
ことができる。

【００２０】加えて、請求項２に記載の光センサにあっ
ては、第１の設定状態におけるサンプル受光量の最大受
光量及び最小受光量に基づいてしきい値を設定し、さら
に第２の設定状態におけるサンプル受光量の最大受光量
及び最小受光量に基づいてしきい値を設定しているの
で、例えば第１の設定状態において対象ワークを選別す
るためのしきい値を設定し、第２の設定状態において対
象ワークを除外するためのしきい値を設定することによ
り、連続しない２つの受光量領域に属する対象ワークを
選別するように設定することができる。

【００２１】したがって、請求項２に記載の光センサに
よれば、ティーチング方式の光センサの用途を拡大する
ことができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】

（光センサの構成）図５は、本発明の一実施形態による
光センサ（カラーセンサ）１９の構成を示すブロック図
である。この光センサ１９にあっては、制御装置２０
に、投光部２１及び受光部２２と、操作スイッチ等の外
部入力部２３と、表示パネル等の外部出力部２４とが接
続された構成となっており、制御装置２０内では、計測
部２５と、メモリ部２６と、しきい値設定部２７と、デ
ータ比較部２８と、ティーチング状態判別部２９と、複
数しきい値設定部３０とがメインコントローラ３１を介
してデータの受け渡しを行なうようになっており、メイ
ンコントローラ３１には外部入力部２３と、外部出力部
２４とが接続され、計測部２５には、投光部２１及び受
光部２２が接続されている。

【００２３】外部入力部２３は、制御装置２０を設定モ
ードと計測モードに切り替えるモード切り替えスイッチ
と、設定モードにおいて第１の設定状態と第２の設定状
態を選択する選択スイッチと、設定モードにおいてティ
ーチングのための計測を行なってサンプル受光量を取得
するティーチングボタンとを備えている。ここで、設定
モードとは、サンプル受光量を取得して計測モードで用
いるしきい値を設定するものである。設定モードにおけ
る第１の設定状態とは、選択スイッチを例えばオンに切
り替えた状態でサンプル受光量を取得するものであっ
て、対象ワークのサンプル受光量をティーチングするた
めのものである。また、第２の設定状態とは、選択スイ
ッチを例えばオフに切り替えた状態でサンプル受光量を
取得するものであって、非対象ワークや背景のサンプル
受光量をティーチングするためのものである。なお、設
定モードにより設定される動作モードには後述のように
５つのモードが存在する。

【００２４】投光部２１は、複数個の発光素子を備えて
いて複数波長の光を出射する。受光部２２は各波長の光
を受光して各受光量を制御装置２０の計測部２５へ出力
する。

【００２５】計測部２５は、制御装置２０が設定モード
に切り替えられている場合には、投光部２１から出射さ
れ受光部２２で受光された受光量を、第１の設定状態が
選択されているか第２の設定状態が選択されているかに
応じて、第１もしくは第２の設定状態におけるサンプル
受光量として取得し、メモリ部２６に格納させる。ま
た、計測モードにおいては、受光部２２で受光された実
測受光量をメモリ部２６に格納されているしきい値と比
較することにより、測定対象物が判別しようとする対象
ワークであるか否かを判別する。

【００２６】データ比較部は、メモリ部２６に格納され
たサンプル受光量のデータから、その最大値及び最小値
を求めて再びメモリ部２６に格納する。

【００２７】ティーティング状態判別部２９は、メモリ
部２６に格納されているサンプル受光量の最大値及び最
小値の関係を判定することにより、５つの動作モードの
うちいずれの動作モードであるか判定し、判定した動作
モードに応じてしきい値設定部２７もしくは複数しきい
値設定部３０へしきい値設定のための指令を出力する。

【００２８】しきい値設定部２７及び複数しきい値設定
部３０は、ティーチング状態判別部２９から受け取った
指令に従い、動作モードに応じて後述のように１〜４個
のしきい値を設定する。

【００２９】外部出力部２４は、計測結果（ワーク判別
結果）を出力する出力端子と、設定モードであるか計測
モードであるかを操作者に報知したり、設定モードにお
いて選択スイッチが第１の設定状態（オン）となってい
るか第２の設定状態（ＯＦＦ）となっているのかを報知
する表示手段等を備えている。これによって、複数のワ
ークや背景を測定する際、背景や対象ワークの種類を混
同してティーチングしてしまうことを防止できるので、
使用上の利便性が向上する。

【００３０】なお、本実施形態ではメインコントローラ
３１はＣＰＵ、ＲＯＭからなり、制御装置２０内の計測
部２５等の各部はデータの交換がリアルタイムに行なえ
るようになっている。また、例えば予め半導体ＲＯＭ
に、しきい値設定部２７、データ比較部２８、ティーチ
ング状態判別部２９及び複数しきい値設定部３０の機能
を実現するための逐次命令群を書込んでおき、外部入力
部２３のスイッチ操作などによってＣＰＵはこの逐次命
令群を順番に実行し、複数しきい値設定等の各種データ
演算処理、計測部２５の制御、外部出力部２４への出
力、メモリ部２６へのデータの記録等を行なうにしても
よい。

【００３１】（５つの動作モード）本発明による光セン
サ１９にあっては、設定モードにおけるティーチングの
仕方により５種類の動作モードが可能となっている。第
１の設定モードは、図６（ａ）に示すものであって、従
来の２点ティーチング方式に対応するものである。この
２点ティーチング方式は、設定モードにおいて選択スイ
ッチを第１の設定状態にセットし、対象ワークからサン
プル受光量を取得することにより、データ比較部２８で
サンプル受光量の最大値ＭＡＸ１と最小値ＭＩＮ１とを
求め、ついで選択スイッチを第２の設定状態にセット
し、背景（非対象ワーク）からサンプル受光量を取得す
ることにより、背景等のサンプル受光量の最大値ＭＡＸ
２と最小値ＭＩＮ２とを求め（ＭＩＮ１＞ＭＡＸ２）、
対象ワークのサンプル受光量の最小値ＭＩＮ１と背景等
のサンプル受光量の最大値ＭＡＸ２との中間にしきい値
Ｐ［＝（ＭＩＮ１＋ＭＡＸ２）／２］を設定する。この
ようにしてしきい値Ｐを決定することにより、対象ワー
クや背景等に受光量のばらつきが存在しても、その対象
ワークと背景等との分布（ばらつき）を考慮してその中
央にしきい値Ｐを設定することができる。

【００３２】しかして、第１の動作モード（２点ティー
チング）に設定されると、計測部２５により、実測受光
量が当該しきい値Ｐよりも大きい場合に対象ワークであ
ると判定される。

【００３３】第２の動作モードは、図６（ｄ）に示すも
のであって、従来の１点ティーチング方式に対応するも
のである。この１点ティーチング方式は、設定モードに
おいて選択スイッチを第１の設定状態にセットし、対象
ワークからサンプル受光量を取得することによりサンプ
ル受光量の最大値ＭＡＸ１と最小値ＭＩＮ１とを求め、
サンプル受光量の最大値ＭＡＸ１の少し上と最小値ＭＩ
Ｎ１の少し下にそれぞれしきい値Ｐ１とＰ２を設定す
る。このようにしてしきい値Ｐ１，Ｐ２を決定すること
により、対象ワークに受光量のばらつきが存在しても、
その対象ワークの受光量のばらつきを考慮してその上下
にしきい値Ｐ１，Ｐ２を設定することができる。

【００３４】しかして、第２の動作モード（１点ティー
チング）に設定されると、計測部２５により、実測受光
量が当該しきい値Ｐ１〜Ｐ２の中間にある場合に対象ワ
ークであると判定される。

【００３５】第３の動作モードは、図６（ｅ）に示すも
のであって、１点ティーチング方式である。この１点テ
ィーチング方式は、設定モードにおいて選択スイッチを
第２の設定状態にセットし、非対象ワークからサンプル
受光量を取得することによりサンプル受光量の最大値Ｍ
ＡＸ２と最小値ＭＩＮ２を求め、サンプル受光量の最大
値ＭＡＸ２の少し下と最小値ＭＩＮ２の少し上にそれぞ
れしきい値Ｐ１とＰ２を設定する。このようにしてしき
い値Ｐ１，Ｐ２を決定することにより、対象ワークに受
光量のばらつきが存在しても、その非対象ワークの受光
量のばらつきを考慮してその内側にしきい値Ｐ１，Ｐ２
を設定することができる。

【００３６】しかして、第３の動作モード（１点ティー
チング）に設定されると、計測部２５により、実測受光
量が当該しきい値Ｐ１〜Ｐ２間の外側にある場合に対象
ワークであると判定される。

【００３７】図６（ｃ）はマルチティーチング方式と呼
ぶものであって、本発明に特有の方式である。このマル
チティーチング方式は、設定モードにおいて選択スイッ
チを第１の設定状態にセットし、（中央部が欠落した）
広い範囲にわたる対象ワークからサンプル受光量を取得
することによりサンプル受光量の最大値ＭＡＸ１と最小
値ＭＩＮ１を求める。ついで、選択スイッチを第２の設
定状態にセットし、対象ワークの受光量の最大値〜最小
値に含まれるような非対象ワークのサンプル受光量を取
得することにより、非対象ワークのサンプル受光量の最
大値ＭＡＸ２と最小値ＭＩＮ２とを求める（ＭＡＸ１＞
ＭＡＸ２＞ＭＩＮ２＞ＭＩＮ１）。この結果、対象ワー
クのサンプル受光量の最大値ＭＡＸ１よりも少し上と最
小値ＭＩＮ１よりも少し下にそれぞれしきい値Ｐ１とＰ
４が設定され、非対象ワークのサンプル受光量の最大値
ＭＡＸ２よりも少し上と最小値ＭＩＮ２よりも少し下に
それぞれしきい値Ｐ２とＰ３が設定される。このように
して、対象ワーク及び非対象ワークの受光量のばらつき
を考慮して４つのしきい値Ｐ１〜Ｐ４を設定することが
できる。

【００３８】しかして、第４の動作モード（マルチティ
ーチング）に設定されると、計測モードにおいては、互
いに分離した２つの領域、すなわち実測受光量がしきい
値Ｐ１〜Ｐ２の領域と、しきい値Ｐ３〜Ｐ４の各領域で
対象ワークと判定される。従って、このようなマルチテ
ィーチング方式を用いれば、図４に示したような状況を
実現し、分離した２つの領域Ｐ１〜Ｐ２，Ｐ３〜Ｐ４に
属する対象ワークだけを検出するように設定することが
でき、その中間領域に属する非対象ワークを確実に除外
することができる。

【００３９】図６（ｂ）もマルチティーチング方式であ
って、本発明に特有の方式である。このマルチティーチ
ング方式は、設定モードにおいて選択スイッチを第１の
設定状態にセットし、対象ワークからサンプル受光量を
取得することによりサンプル受光量の最大値ＭＡＸ１と
最小値ＭＩＮ１を求める。ついで、選択スイッチを第２
の設定状態にセットし、対象ワークを含み対象ワークよ
りもばらつきの大きな非対象ワークのサンプル受光量を
取得することにより、非対象ワークのサンプル受光量の
最大値ＭＡＸ２と最小値ＭＩＮ２とを求める（ＭＡＸ２
＞ＭＡＸ１＞ＭＩＮ１＞ＭＩＮ２）。この結果、対象ワ
ークのサンプル受光量の最大値ＭＡＸ１と非対象ワーク
のサンプル受光量の最大値ＭＡＸ２との間にしきい値Ｐ
１が設定され、対象ワークのサンプル受光量の最小値Ｍ
ＩＮ１と非対象ワークのサンプル受光量の最小値ＭＩＮ
２との間にしきい値Ｐ２が設定される。

【００４０】しかして、第５の動作モード（マルチティ
ーチング）に設定されると、計測モードにおいては、図
６（ｄ）に示した１点ティーチングの場合と同様、実測
受光量がしきい値Ｐ１〜Ｐ２の中間にある場合に対象ワ
ークであると判定される。

【００４１】このような第５の動作モードの有用性を図
７に示す。図７（ａ）に示すように黄〜緑の対象ワーク
（ＭＩＮ１〜ＭＡＸ１）を用いて図６（ｄ）に示す１点
ティーチングを実行した場合、しきい値Ｐ１が青と紫の
境界に設定され、しきい値Ｐ２が赤と橙の境界に設定さ
れたとする。このような設定状態であると、橙や青のワ
ークも対象ワークと判別されるので不都合である。この
ような場合には、図７（ｂ）に示すように、黄〜緑の対
象ワーク（ＭＩＮ１〜ＭＡＸ１）を用いて第１の設定状
態で図６（ｂ）のマルチティーチングを実行し、橙と青
の非対象ワーク（ＭＩＮ２，ＭＡＸ２）を用いて第２の
設定状態で図６（ｂ）のマルチティーチングを実行する
と、非対象ワークの範囲は橙〜青（ＭＩＮ２〜ＭＡＸ
２）と判断されるので、しきい値Ｐ１は青の緑に近い位
置に設定され、しきい値Ｐ２は橙の黄に近い位置に設定
されるので、橙や青が対象ワークと判断される恐れが少
なくなる。

【００４２】（設定モードにおける動作）次に、設定モ
ードにおいてしきい値を設定するまでの処理手順を図８
のフローチャートに従って具体的に説明する。まず、外
部入力部６のモード切り替えスイッチを操作することに
より、制御装置２０を設定モードに切り替える（Ｓ
１）。つぎに、サンプル受光量を取得するのに用いるワ
ークの種類（対象ワーク、非対象ワーク、背景）に応じ
て設定スイッチを第１又は第２の設定状態にセットする
（Ｓ２）。

【００４３】この時、メモリ部２６には、受光量の最大
値ＭＡＸ（これは、第１の設定状態の場合にはＭＡＸ
１、第２の設定状態の場合にはＭＡＸ２である）と最小
値ＭＩＮ（これは、第１の設定状態の場合にはＭＩＮ
１、第２の設定状態の場合にはＭＩＮ２である）の各初
期値が代入される（Ｓ３）。初期値の代入は、操作者が
適当な値（つまり、大き過ぎない最大値ＭＡＸ、小さ過
ぎない最小値ＭＩＮ）をマニュアル入力してもよく、あ
るいは予めメモリ部２６に与えられているデフォールト
値を代入してもよい。

【００４４】この後、光センサ１９はティーチングボタ
ンによる入力を待ちの状態となる（Ｓ５）。光センサ１
９の前方にワーク（又は背景）を設置して外部入力部２
３のティーチングボタンをオンにすると、計測部２５に
よりサンプル受光量が取得される（Ｓ６）。

【００４５】こうして計測部２５でサンプル受光量が取
得されると、データ比較部２８はメモリ部２６に格納さ
れている受光量の最大値ＭＡＸと取得サンプル受光量
（実測値）とを大小比較し（Ｓ７）、取得サンプル受光
量が最大値ＭＡＸよりも大きい場合にはメモリ部２６に
格納されている最大値ＭＡＸを取得サンプル受光量の値
に更新する（Ｓ８）。これに対し、取得サンプル受光量
がメモリ部２６に格納されている最大値ＭＡＸ以下であ
る場合には、メモリ部２６の最大値ＭＡＸをそのまま保
持する。

【００４６】同様に、データ比較部２８はメモリ部２６
に格納されている受光量の最小値ＭＩＮと取得サンプル
受光量（実測値）とを大小比較し（Ｓ９）、取得サンプ
ル受光量が最小値ＭＩＮよりも小さい場合にはメモリ部
２６に格納されている最小値ＭＩＮを取得サンプル受光
量の値に更新する（Ｓ１０）。これに対し、取得サンプ
ル受光量がメモリ部２６に格納されている最小値ＭＩＮ
以下である場合には、メモリ部２６の最小値ＭＩＮをそ
のまま保持する。

【００４７】上記のようにして設定モードが変更される
ことなく（Ｓ４）ステップＳ５〜Ｓ１０を同一ワークの
複数点について実行することにより、あるいは複数のワ
ークについて実行することにより、メモリ部２６には当
該ワークの受光量の最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮが格納
されることになる。このとき第１の設定状態である場合
には、最大値ＭＡＸ及び最小値ＭＩＮは、第１の設定状
態における（つまり、対象ワークの）サンプル受光量の
最大値ＭＡＸ１及び最小値ＭＩＮ１としてメモリ部２６
に保存され、第２の設定状態である場合には、最大値Ｍ
ＡＸ及び最小値ＭＩＮは、第２の設定状態における（つ
まり、非対象ワークの）サンプル受光量の最大値ＭＡＸ
２及び最小値ＭＩＮ２としてメモリ部２６に保存され
る。

【００４８】こうして複数点のサンプル受光量に基づい
て受光量の最大値ＭＡＸと最小値ＭＩＮが決定されメモ
リ部２６に格納された後、モード切り替えスイッチによ
り計測モードに切り替えられたり、選択スイッチにより
第１又は第２の設定状態に切り替えられたりして設定モ
ードが変更されると（Ｓ４）、ティーチング状態判別部
２９はメモリ部２６に格納されているしきい値の関係か
ら動作モードの種類を判別し、しきい値設定部２７又は
複数しきい値設定部３０にしきい値を設定させ、設定さ
れたしきい値をメモリ部２６に格納させ（Ｓ１１）、設
定モードを終了する（Ｓ１２）。

【００４９】なお、図８には示していないが、上記のい
ずれにも該当しない場合はティーチングエラー信号を出
力して操作者に報告しティーチングのやり直しを要求す
るようにしている。

【００５０】（ティーチング状態判別部の動作）動作モ
ードには、図６（ａ）〜（ｅ）に示したように５つの種
類があるが、この動作モードは操作者が選択する必要は
なく、図９のフローチャートの手順に従って各最大最小
値の大小関係からティーチング状態判別部２９が自動判
別して設定する。

【００５１】メモリ部２６にサンプル受光量の各最大最
小値が格納されると、ティーチング状態判別部２９は、
第２の設定状態における最大値ＭＡＸ２と最小値ＭＩＮ
２がメモリ部２６に存在しているか否かを調べ（Ｓ２
１）、最大値ＭＡＸ２と最小値ＭＩＮ２が存在しなけれ
ば、第１の設定状態における最大値ＭＡＸ１と最小値Ｍ
ＩＮ１のみを用いる図６（ｄ）のような１点ティーチン
グであると判定し、しきい値設定部２７に指令を出して
しきい値Ｐ１，Ｐ２を設定させる（Ｓ２２）。

【００５２】第２の設定状態における最大値ＭＡＸ２と
最小値ＭＩＮ２がメモリ部２６に存在していた場合に
は、さらに第１の設定状態における最大値ＭＡＸ１と最
小値ＭＩＮ１がメモリ部２６に存在しているか否かを調
べ（Ｓ２３）、最大値ＭＡＸ１と最小値ＭＩＮ１が存在
しなければ、第２の設定状態における最大値ＭＡＸ２と
最小値ＭＩＮ２のみを用いる図６（ｅ）のような１点テ
ィーチングであると判定し、しきい値設定部２７に指令
を出してしきい値Ｐ１，Ｐ２を設定させる（Ｓ２４）。

【００５３】最大値ＭＡＸ１，ＭＡＸ２、最小値ＭＩＮ
１，ＭＩＮ２がメモリ部２６に存在している場合には、
まず第２の設定状態における最大値ＭＡＸ２と第１の設
定状態における最小値ＭＩＮ１とを比較し（Ｓ２５）、
ＭＩＮ１＞ＭＡＸ２であれば図６（ａ）のティーチング
状態となるので、図６（ａ）のような２点ティーチング
であると判定し、しきい値設定部２７に指令を出してし
きい値Ｐを設定させる（Ｓ２６）。

【００５４】これに対し、ＭＩＮ１≦ＭＡＸ２であれ
ば、さらに、ＭＡＸ１＞ＭＡＸ２＞ＭＩＮ２＞ＭＩＮ１
であるか否かを判定し（Ｓ２７）、ＭＡＸ１＞ＭＡＸ２
＞ＭＩＮ２＞ＭＩＮ１であれば、図６（ｃ）のようなマ
ルチティーチングであると判定し、複数しきい値設定部
３０に指令を出してしきい値Ｐ１〜Ｐ４を設定させる
（Ｓ２８）。

【００５５】また、ＭＡＸ１＞ＭＡＸ２＞ＭＩＮ２＞Ｍ
ＩＮ１でなかった場合には、さらに、ＭＡＸ２＞ＭＡＸ
１＞ＭＩＮ１＞ＭＩＮ２であるか否かを判定し（Ｓ２
９）、ＭＡＸ２＞ＭＡＸ１＞ＭＩＮ１＞ＭＩＮ２であれ
ば、図６（ｂ）のようなマルチティーチングであると判
定し、複数しきい値設定部３０に指令を出してしきい値
Ｐ１、Ｐ２を設定させる。

【００５６】上記のいずれの条件にも該当しない場合に
は、ティーチングエラー処理を行ない、例えばエラー信
号を外部出力部２４へ出力する（Ｓ３１）。

【００５７】（実際の使用例）つぎに、上記光センサ１
９の実際上の使用状態を数例説明する。例えば、対象ワ
ークに色のばらつきや色むらがある場合、ある程度色の
異なるものを対象ワークとしたい場合などには、図１０
に示すように、制御装置２０を設定モードに切り替え、
選択スイッチを第１の設定状態にセットしたままで色が
微妙に異なる同種の複数対象ワークＡ、Ｂ、Ｃについて
ティーチングを行ない、選択スイッチを第２の設定状態
にセットして背景を複数回ティーチングし、第１の設定
状態と第２の設定状態でそれぞれ複数のサンプル受光量
を取得する。

【００５８】この結果、図６（ａ）のような２点ティー
チングが実行され、複数の対象ワークＡ、Ｂ、Ｃが検出
側に含まれるようにしきい値が設定され、計測モードで
各対象ワークＡ、Ｂ、Ｃが確実に検出されるように設定
される。従って、コンベア４０で搬送されてくる、色の
ばらつきや色むらのあるワークを光センサ１９で選別す
る場合、ワークの色のばらつきや色むらに関係なく、対
象ワークＡ、Ｂ、Ｃを安定して選別することができる。

【００５９】（実際の使用例）また、図１１はワーク１
の表面位置にばたつき（光センサ１９からの距離の変
動）がある場合には、ワークにばたつきの発生する方向
（例えば、上下方向）における正方向（＋方向）への最
大ばたつき位置と負方向（−方向）への最大ばたつき位
置に対象ワークを設置して、第１の設定状態でティーチ
ングし、さらに、第２の設定状態で背景をティーチング
し、図６（ａ）のような２点ティーチングを行なう。

【００６０】この結果、最大のばたつきがある対象ワー
クでも検出できるようにしきい値が設定されるので、計
測モードにおいては、ワーク位置のばたつきの大小にか
かわりなく、安定して対象ワークを検出することができ
る。

【００６１】（実際の使用例）さらに、図１２に示すよ
うに、コンベア４０によって運ばれる赤、黄、青の３色
のワークＤ、Ｅ、Ｆの中から、赤と青の２色の対象ワー
クＤ、Ｆを選別する場合は、赤のワークＤと青のワーク
Ｆについて第１の設定状態で複数回のティーチングを行
なう。このとき、色むらを考慮して同種ワークに対して
上記同様複数回ティーチングを行なう。

【００６２】このまましきい値を設定したのでは、ワー
クＤとワークＦの中間色である黄のワークＥが混ざって
選別されてしまうようなしきい値設定となってしまう。
そこで、黄のワークＥについて第２の設定状態でティー
チングを行なってワークＥを対象ワークから除外する。
この結果、図６（ｃ）に説明したようなマルチティーチ
ングが実行され、赤のワークＤと青のワークＦが選別さ
れ、中間色の黄のワークＥが除外されるような設定とな
る。従って、異なる色のワークの中から複数の系統色の
対象ワークを選別することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の光センサの構成を示すブロック図であ
る。

【図２】（ａ）は同上の光センサにおける１点ティーチ
ング方式を説明する図、（ｂ）は同上の光センサにおけ
る２点ティーチング方式を説明する図である。

【図３】（ａ）は同上の光センサの２点ティーチング方
式における問題点を説明する図、（ｂ）は同上の光セン
サの１点ティーチング方式を説明する図である。

【図４】従来の光センサでは、実行不可能な設定状態を
示す説明図である。

【図５】本発明の一実施形態による光センサの構成を示
すブロック図である。

【図６】同上の光センサにおける設定モードを説明する
図であって、（ａ）は２点ティーチング方式によって設
定されるしきい値を示し、（ｂ）（ｃ）はマルチティー
チング方式によって設定されるしきい値を示し、（ｄ）
（ｅ）は１点ティーチング方式によって設定されるしき
い値を示す。

【図７】（ａ）（ｂ）は図６（ｂ）に示したマルチティ
ーチング方式の利用方法を説明する図である。

【図８】同上の光センサにおいて設定モードでしきい値
を設定する手順を示すフローチャートである。

【図９】同上の光センサにおいてティーチング状態判別
部がティーチング状態を判別して設定モードを決める手
順を示すフローチャートである。

【図１０】色のばらつきや色むらがあるワークをティー
チングする様子を示す図である。

【図１１】ワーク位置にばたつきがある場合のティーチ
ングの様子を示す図である。

【図１２】異なる系統色から任意の系統色の対象ワーク
を選別する場合のティーチングの様子を示す図である。

【符号の説明】

１ワーク２０制御装置２１投光部２２受光部２７しきい値設定部２８データ比較部２９ティーチング状態判別部３０複数しきい値設定部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】予め取得したサンプル受光量に基づい
て、対象物を判別するためのしきい値を設定する光セン
サにおいて、設定状態において複数回のサンプル受光量を取得し、当
該サンプル受光量の最大受光量及び最小受光量に基づい
て１もしくは２以上の最適しきい値を設定することを特
徴とする光センサ。
【請求項２】予め取得したサンプル受光量に基づい
て、対象物を判別するためのしきい値を設定する光セン
サにおいて、第１の設定状態において複数回のサンプル受光量を取得
し、第２の設定状態において複数回のサンプル受光量を
取得し、第１の設定状態におけるサンプル受光量の最大
受光量及び最小受光量並びに第２の設定状態におけるサ
ンプル受光量の最大受光量及び最小受光量に基づいて１
もしくは２以上の最適しきい値を設定することを特徴と
する光センサ。