JPH11136114A - 光電スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 広い検出距離範囲を有し、検出感度の特性を
任意に設定でき、増幅回路の増幅率が基準値とずれてい
ても検出距離の設定操作が正しく行われる光電スイッチ
を提供する。 【解決手段】 検出動作前に、増幅率可変増幅回路４の
増幅率を３段階に順次切換えると共に疑似受光信号切換
回路３から疑似受光信号を入力し、得られた受光レベル
値に基づいて基準増幅率比からのずれ量の補正値を演算
する。検出動作時は、可変抵抗器６の設定位置に対応し
た調整レベル値の全範囲を３区分に分割し、調整レベル
値の属する区分に応じて増幅率可変増幅回路４の増幅率
を切換えると共に、マイクロコンピュータ７内に記憶さ
れた判定レベルデータテーブルから調整レベル値に対応
したデータを読み出して前記補正値により補正する。こ
の判定レベル値と受光レベル値とを比較して検出信号を
得る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、設定検出距離に応
じて受光増幅回路の増幅率を切換える構成を有する光電
スイッチに関する。

【０００２】

【従来の技術】光電スイッチ、例えば反射形光電スイッ
チにおいては、投光素子から所定周期でパルス光を出力
し、そのパルス光に対する被検出物体からの反射光を受
光素子により受光し、その受光信号を増幅回路により増
幅する。そして、この増幅された受光増幅信号は、検出
回路において被検出物体の有無を判定するために設定さ
れた所定の判定レベルと比較され、その比較結果に基づ
いて被検出物体の検出を行うようになっている。

【０００３】このような光電スイッチの多くは、被検出
物体からの反射光の検出感度を設定するための検出感度
設定手段を有しており、これにより被検出物体の検出距
離を設定することが可能となる。この検出感度設定手段
としては、例えば外部操作可能な可変抵抗器によって判
定レベルを可変することにより検出感度を設定するもの
がある。

【０００４】ところで、可変抵抗器においてはその可動
端子を回転或いはスライドさせるなどしてその抵抗値に
対応した判定レベルを変化させるようになっているが、
検出距離を設定するための検出感度の調整は設定検出距
離が近距離であるほど細かい調整が必要となり、逆に設
定検出距離が遠距離であるほど大まかに行えば足りるた
め、検出感度の調整作業を行う上では可変抵抗器の設定
位置と設定検出距離との関係が対数カープ特性となるこ
とが望ましい。この場合の対数カーブは、近距離側にお
いて過度に調整が細かくなったり、また遠距離側におい
て過度に調整が大まかになったりすることのないよう
に、適切な対数カープ特性となるようにしなければなら
ない。しかしながら、このような適切な対数カープ特性
をハードウェアとしての回路構成によって得ることは、
回路構成の複雑化を伴うため容易ではない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、本願発明者
は、可変抵抗器の設定位置に対して判定レベルを設定す
る手段として、ハードウェアとしての回路構成によって
行うのではなく、マイクロコンピュータを用いたソフト
ウェア手段によって行う方法を考えた。

【０００６】つまり、可変抵抗器の設定抵抗値に応じて
発生する電圧をＡ／Ｄ変換回路によってデジタル値に変
換してこれをＶＲ設定値とし、可変抵抗器の設定位置と
設定検出距離との関係が所望する適切な対数カープ特性
となるように設定されたＶＲ設定値それぞれに対する判
定レベルデータを予めマイクロコンピュータ内のＲＯＭ
にデータテーブルとして記憶する。そして、実際に可変
抵抗器を操作して検出距離を設定する場合には、このデ
ータテーブルから可変抵抗器の設定抵抗値に基づくＶＲ
設定値に対応した判定レベルデータを読み出し判定レベ
ル値として使用する。

【０００７】また、この場合のデータテーブルは、可変
抵抗器をある位置に設定したときに所望する設定検出距
離にするため、その設定検出距離のときの受光増幅信号
をＡ／Ｄ変換し、そのＡ／Ｄ変換された受光レベル値
を、可変抵抗器がその位置に設定されたときのＶＲ設定
値に対応した判定レベル値として有している。

【０００８】このようなデータテーブルを用いて判定レ
ベル値を設定する場合は、可変抵抗器の設定位置と設定
検出距離との関係を任意の特性とすることが容易であ
り、所望する適切な対数カープ特性とすることができ
る。そして、検出動作時においては受光増幅回路からの
受光増幅信号をＡ／Ｄ変換し、そのＡ／Ｄ変換された受
光レベル値と可変抵抗器によって設定された判定レベル
値とを比較し、その比較結果に基づき検出信号が出力さ
れる。

【０００９】ここで、受光信号は被検出物体との距離の
二乗に反比例するため、設定検出距離と受光レベル値と
の関係は図１６に示すような特性カーブとなる。この図
における３つの特性カーブは、互いに受光増幅回路の増
幅率を異にしたものである。この３つの特性カーブを比
較すると、受光増幅回路の増幅率が高いほど遠距離側に
おける受光レベル値の１デジット当たりの距離変化は緩
やかになり、逆に増幅率が低いほど遠距離側における受
光レベル値の１デジット当たりの距離変化は急激な変化
を示す。そのため、上記のように受光増幅信号をＡ／Ｄ
変換するものにおいては、受光増幅回路の増幅率が低い
と遠距離側で検出分解能が低くなってしまうと共に、判
定レベル値を設定する場合にも所望の特性とすることが
できないという問題があり、遠距離を設定する場合には
受光増幅回路の増幅率は高い方が良い。

【００１０】一方、近距離側においては、受光増幅回路
の増幅率が高いと受光増幅信号が飽和状態となって検出
不能となる領域、所謂不感帯領域が大きくなり、設定検
出距離範囲が狭くなってしまう。従って、近距離を設定
する場合には受光増幅回路の増幅率は低い方が良い。

【００１１】そこで、受光増幅回路を増幅率可変形と
し、可変抵抗器の設定可能抵抗値領域においてＡ／Ｄ変
換回路から出力されるＶＲ設定値の最小値から最大値ま
でを複数区分に分割し、ＶＲ設定値がこの複数区分の内
の何れの領域にあるかによって受光増幅回路の増幅率を
複数段階に切り換えるようにする。そして、その切換え
られる夫々の増幅率における設定検出距離に対する受光
レベル値の特性に基づいて、ＶＲ設定値に対する判定レ
ベルデータが予め記憶されたデータテーブルから、可変
抵抗器の設定抵抗値に対する判定レベル値が読み出され
設定されるようにする。

【００１２】これにより、可変抵抗器により設定検出距
離を遠距離側に設定する場合は受光増幅回路の増幅率を
高い増幅率に切換え、逆に設定検出距離を近距離側に設
定する場合には低い増幅率に切換え、以て遠距離側での
検出分解能が低下することなく所望の特性カーブとなる
ように判定レベル値を設定することができると共に、遠
距離側から近距離側までの広い検出距離範囲の設定が可
能となる。

【００１３】ここで、受光増幅回路の増幅率を切換えた
場合、受光レベル値もそれに伴い変化するが、判定レベ
ルデータテーブルには、その受光増幅回路の増幅率が切
換わった場合でも可変抵抗器の設定抵抗値に対する設定
検出距離の特性カーブが近距離側から遠距離側まで滑ら
かな単調増加性を有するカーブを描くような判定レベル
データが予め記憶されている。

【００１４】しかしながら、予め設定された判定レベル
データのテーブルは、予め定められた増幅率（基準値）
に基づいて設定されているため、受光増幅回路において
部品のばらつき等により切換えられる増幅率が基準値よ
りもずれると、可変抵抗器の設定抵抗値に対する設定検
出距離の特性カーブは滑らかな曲線を描かず、増幅率が
切換わるＶＲ設定値の区分の境界部において図１７又は
図１８に示すような段付きの特性カーブとなってしま
う。

【００１５】そのため、図１７に示す特性の場合には、
設定検出距離をＬ１、Ｌ２の距離範囲内に設定すること
ができない。また、例えばＡ点の距離において被検出物
体を検出するように感度調整を行う場合においては、可
変抵抗器をＭＩＮ側からＭＡＸ側へ可変し、丁度検出出
力がＯＮとなる可変抵抗器の設定位置から通常は検出感
度の余裕を持たせるために更にその設定位置からＭＡＸ
側へ少し可変した設定位置に設定を行うようにしている
が、Ａ点から少しＭＡＸ側へ可変すると、実際上は大幅
に検出感度余裕を持った状態に検出感度が設定されてし
まう。従って、設定したい設定検出距離よりも大幅にず
れることになってしまい、所望する設定検出距離に設定
することができないと共に正確な検出感度設定が行えな
いという問題が生ずる。

【００１６】さらにまた、図１８に示す特性の場合に
は、Ｂ点の距離において被検出物体を検出するように感
度調整を行う場合に、可変抵抗器をＭＩＮ側からＭＡＸ
側へ可変し、丁度検出出力がＯＮとなる可変抵抗器の設
定位置から検出感度の余裕を持たせるためにさらにその
設定位置からＭＡＸ側へ少し可変した設定位置に設定を
行うが、Ｂ点から少しＭＡＸ側へ可変すると、逆に検出
出力がＯＦＦになってしまい、検出感度の余裕を持たせ
た状態で検出感度を設定することができないと共に、検
出感度を上げると検出出力がＯＮからＯＦＦになるとい
う通常では考えられない動作が発生することとなり、作
業者に対して不信感を与え製品の信頼性を損なうという
問題が生じる。

【００１７】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、検出感度を調整する操作手段の操
作に対する設定検出距離の特性を任意の特性とすること
ができると共に、広い検出距離範囲の設定が可能であ
り、さらに、受光増幅回路のばらつきに対してもその検
出距離の設定が正しく行われ設定操作に不都合を生じさ
せることのない光電スイッチを提供することにある。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の光電スイッチは、投光回路と、この投光回
路から出射された光を受光する受光回路と、この受光回
路からの受光信号を増幅する増幅回路と、この増幅回路
からの受光増幅信号をその信号レベルに応じた受光レベ
ル値に変換する変換手段と、判定レベル値を設定する検
出感度設定手段と、前記受光レベル値と前記判定レベル
値とを比較しその比較結果に基づき検出信号を出力する
検出手段とを有する光電スイッチにおいて、前記増幅回
路は、切換信号により増幅率を複数段階に切換え可能に
構成され、この増幅回路に対して前記切換信号により増
幅率を複数段階に順次切換える増幅率切換え手段と、こ
の増幅率切換え手段により増幅率が切換えられる毎に前
記増幅回路に対して前記受光回路からの受光信号に代え
て所定レベルの疑似受光信号を順次入力させる疑似受光
信号生成手段と、この疑似受光信号生成手段により前記
疑似受光信号が前記増幅回路に順次入力されたときに前
記変換手段から出力される受光レベル値夫々を予め定め
られた増幅率比に基づく受光レベル値に補正するための
補正値を演算する演算手段と、この演算手段により演算
された前記補正値を前記複数段階の増幅率夫々における
補正値として設定する補正値設定手段とからなる補正手
段を有すると共に、前記検出感度設定手段は、外部操作
可能に設けられた操作手段と、この操作手段の操作量に
応じて調整レベル値を出力する検出感度調整手段と、前
記検出感度調整手段の調整可能範囲内における前記調整
レベル値を前記複数段階の増幅率に対応した複数の区分
に分けると共に、前記調整レベル値がその複数の区分の
うちの何れの区分にあるかにより前記増幅回路をその区
分に対応する増幅率に設定する増幅率設定手段と、前記
検出感度調整手段からの調整レベル値に対応した判定レ
ベルデータが予め記憶されている記憶手段と、前記検出
感度調整手段からの調整レベル値に対応した判定レベル
データを前記記憶手段から読み出して、判定レベル値と
して設定する判定レベル設定手段とから構成され、前記
受光回路からの受光信号に基づく前記増幅回路からの受
光レベル信号及び前記記憶手段から読み出された判定レ
ベル値のうちの一方を、前記補正手段により設定された
補正値のうち前記増幅率設定手段によって設定される増
幅率における補正値により補正する補正実行手段を設け
るようにしたことを特徴とする。

【００１９】上記構成の光電スイッチによれば、外部操
作可能に設けられた操作手段の操作量に応じた調整レベ
ル値を複数段階の増幅率に対応した複数の区分に分け、
調整レベル値が属する区分により増幅回路の増幅率を変
えるので、遠距離側での検出分解能を低下させることが
ないと共に近距離側での不感帯領域を極力小さくでき
る。

【００２０】また、調整レベル値に対応した判定レベル
データは予め記憶手段に記憶され、この記憶手段から読
み出された判定レベルデータに基づく判定レベル値と増
幅回路からの受光増幅信号が変換された受光レベル値と
を比較して検出信号を出力するようにしたので、操作手
段の操作に基づき設定される検出感度に対する設定検出
距離の特性を所望の対数カーブ特性にすることができ、
検出感度の設定操作を容易に行うことができる。

【００２１】さらに、増幅回路に対して増幅率を複数段
階に順次切換えると共に受光回路からの受光信号に代え
て疑似受光信号を入力し、そのときの受光レベル値を基
に予め定められた増幅率比に基づく受光レベル値に補正
するための補正値を得て、受光レベル信号又は判定レベ
ル値のいずれか一方を補正するようにしたので、複数段
階の増幅率夫々が受光増幅回路の部品のばらつき等によ
り予め定められた値からずれたような場合であっても、
可変抵抗器の設定抵抗値に対する設定検出距離の特性カ
ーブが滑らかな曲線を描き、検出感度の設定が正しく行
われ設定操作に不都合を生じることがない。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の第１実施例につい
て、図１乃至図１３を参照して説明する。まず、光電ス
イッチ全体の電気的構成のブロック図である図１におい
て、投光回路１は、後述するマイクロコンピュータ７の
出力端子ａから出力されるパルス信号によって発光素子
をパルス点灯駆動し、外部に対しパルス光を出射する。
そして、このパルス光は被検出物体によって反射された
後受光回路２によって受光され、この受光信号は疑似受
光信号切換回路３へと出力される。

【００２３】その疑似受光信号切換回路３は疑似受光信
号生成手段の一部として機能するもので、通常の検出動
作時には受光回路２からの受光信号をそのまま後述する
増幅回路、例えば増幅率可変増幅回路４へと出力し、マ
イクロコンピュータ７の出力端子ｄ、ｅから入力切換信
号Ｓd 、Ｓe が与えられたときには、増幅率可変増幅回
路４に対して受光回路２からの受光信号に代えて疑似受
光信号を出力するようになっている。なお、疑似受光信
号生成手段は疑似受光信号切換回路３とマイクロコンピ
ュータ７の内部における入力切換信号Ｓd 、Ｓe の出力
処理とから構成されている。

【００２４】増幅率可変増幅回路４は、マイクロコンピ
ュータ７の出力端子ｂ、ｃからの増幅率切換信号Ｓb 、
Ｓc によって増幅率が複数段階に切り換わるように構成
されており、その増幅率切換信号Ｓb 、Ｓc によって設
定される増幅率に従って受光回路２から疑似受光信号切
換回路３を通過した受光信号を増幅し、その増幅された
受光増幅信号をマイクロコンピュータ７の入力端子ｘへ
と出力するようになっている。

【００２５】ここで、これら疑似受光信号切換回路３と
増幅率可変増幅回路４の具体的構成について、その電気
的構成を示す図２を参照して説明する。図２において、
破線で囲まれた部分が疑似受光信号切換回路３、一点鎖
線で囲まれた部分が増幅率可変増幅回路４を構成してい
る。増幅率可変増幅回路４はカスケードに接続された２
段の演算増幅器８、９から構成され、その１段目の演算
増幅器８の反転入力端子と出力端子の間には抵抗１０と
抵抗１１が帰還抵抗として直列に接続され、この抵抗１
１にはマイクロコンピュータ７の出力端子ｂからの増幅
率切換信号Ｓbにより開閉するアナログスイッチＳＷ１
が並列に接続されている。また、演算増幅器８の反転入
力端子は、入力抵抗１２と直流分をカットするためのコ
ンデンサ１３を介して入力端子１４へと接続されてい
る。

【００２６】２段目の演算増幅器９の非反転入力端子
は、抵抗１５を介して１段目の演算増幅器８の出力端子
に接続され、反転入力端子と出力端子との間には帰還抵
抗１６が接続され、反転入力端子と正の定電圧であるＶ
reg との間にはコンデンサ１７と、入力抵抗としての抵
抗１８及び抵抗１９が直列に接続されている。この抵抗
１８にはマイクロコンピュータ７の出力端子ｃからの増
幅率切換信号Ｓc により開閉するアナログスイッチＳＷ
２が並列に接続されている。

【００２７】このように構成された増幅率可変増幅回路
４は、上記アナログスイッチＳＷ１及びＳＷ２の開閉状
態の組み合わせによって増幅率が３段階に切り換わるよ
うになっている。アナログスイッチＳＷ１及びＳＷ２
は、夫々マイクロコンピュータ７の出力端子ｂ及び出力
端子ｃからＨ（ハイ）レベルの信号が出力されたとき閉
状態となり、Ｌ（ロウ）レベルの信号が出力されたとき
開状態となるよう構成されている。この場合の増幅率切
換信号Ｓb 、Ｓc の信号レベルの組み合わせと夫々の組
み合わせにおける増幅率は表１に示すようになる。な
お、増幅率切換信号Ｓb 、Ｓc が共にＨレベルとなる組
み合わせは使用していない。

【００２８】

【表１】

【００２９】図３は、増幅率可変増幅回路４の増幅率を
表１に示すＭＩＮ（低）、ＭＩＤ（中）、ＭＡＸ（高）
に設定した場合における受光レベル値と設定検出距離と
の関係を示したものである。ここで、受光レベル値とは
受光増幅信号を後述するマイクロコンピュータ７に内蔵
されたＡ／Ｄ変換器によってその信号レベルに応じたデ
ジタル値に変換したものある。前述したように、受光信
号の大きさは被検出物体との距離の二乗に反比例するた
め、受光レベル値と設定検出距離との関係も略二乗特性
のカーブを呈する。また、増幅率がＭＩＮ、ＭＩＤ、Ｍ
ＡＸと高くなるに従って、ある受光レベル値における設
定検出距離が近距離側から遠距離側に推移する。

【００３０】ところで、表１及び図３における増幅率Ｍ
ＡＸ時及びＭＩＮ時の増幅率は、夫々最大設定検出距離
における分解能（受光レベル値１デジット当たりの検出
距離変化）及び最小設定検出距離に応じて以下のように
設定される。

【００３１】増幅率可変増幅回路４の出力信号にはホワ
イトノイズが含まれているため、増幅率ＭＡＸのときの
ホワイトノイズをマイクロコンピュータ７においてＡ／
Ｄ変換した受光レベル値よりも少し高い受光レベル値Ｄ
1 （図３参照）のときに最大設定検出距離Ｌmax （製品
の定格の最大設定検出距離に対して回路部品のばらつき
を考慮しそれよりも少し高い設定検出距離）となり、な
お且つその最大設定検出距離Ｌmax 付近において所望す
る分解能が得られるように増幅率ＭＡＸ時の増幅率が設
定される。これにより、回路素子のばらつき等があった
場合でも少なくとも最大設定検出距離Ｌmax までの受光
増幅信号は、ホワイトノイズに埋もれることなく検出す
ることができる。

【００３２】そして、増幅率ＭＩＮ時の増幅率は、増幅
率可変増幅回路４の飽和電圧をＡ／Ｄ変換した受光レベ
ル値よりも少し低い受光レベル値Ｄ2 （図３参照）のと
きに、最小設定検出距離Ｌmin （製品の定格の最小設定
検出距離に対して回路部品のばらつきを考慮しそれより
も少し低い設定検出距離）となるような増幅率に設定さ
れる。これにより、回路素子のばらつき等があった場合
でも少なくとも最小設定検出距離Ｌmin までの受光信号
は、飽和することなく検出することができる。なお、増
幅率ＭＩＤ時の増幅率はこれら増幅率ＭＡＸ時の増幅率
と増幅率ＭＩＮ時の増幅率との間に設定される。

【００３３】さて、図２において疑似受光信号切換回路
３は、入力抵抗１２とコンデンサ１３の共通接続点とＶ
reg との間に接続されてマイクロコンピュータ７の出力
端子ｄからの入力切換信号Ｓd により開閉するアナログ
スイッチＳＷ３を有し、さらに演算増幅器８の非反転入
力端子とＶreg の間には抵抗２０と抵抗Ｒ2 が直列に接
続されると共に、その共通接続点は抵抗Ｒ1 を介して入
力切換信号Ｓe が出力されるマイクロコンピュータ７の
出力端子ｅに接続されている。ここで、アナログスイッ
チＳＷ３は受光回路２からの受光信号を増幅率可変増幅
回路４に入力させないように遮断する機能を有し、抵抗
Ｒ1 と抵抗Ｒ2 からなる分圧回路は増幅率可変増幅回路
４における演算増幅器８の非反転入力端子に疑似受光信
号を入力させるように機能する。

【００３４】このように構成された疑似受光信号切換回
路３は、通常の検出動作時においては、入力切換信号Ｓ
d 、Ｓe が夫々Ｌレベル、Ｈレベル（Ｖreg ）となって
おり、増幅率可変増幅回路４の初段の演算増幅器８の非
反転入力端子はＶreg の基準電位に保持されると共に、
反転入力端子には受光回路２からの受光信号（被検出物
体からの反射光があると正電位側に振れる）が入力さ
れ、その受光信号はこの増幅率可変増幅回路４によって
増幅され受光増幅信号としてマイクロコンピュータ７の
入力端子ｘに出力される。

【００３５】また、後述する補正処理動作時において
は、入力切換信号Ｓd がＨレベルとなってアナログスイ
ッチＳＷ３が閉状態となり、増幅率可変増幅回路４の初
段の演算増幅器８の反転入力端子をＶreg の基準電位に
短絡させると共に、その後マイクロコンピュータ７の出
力端子ｅからパルス状のＬレベルの入力切換信号Ｓe が
出力され、非反転入力端子にはＶreg の電圧を抵抗Ｒ1
と抵抗Ｒ2 とで分圧した電圧のパルス信号が疑似受光信
号として入力される。

【００３６】なお、このとき反転入力端子側のＶreg 基
準電位に対して非反転入力端子に入力される前記パルス
信号の振幅の大きさは、増幅率可変増幅回路４によって
最大増幅率でこのパルス信号を増幅したときに増幅率可
変増幅回路４の受光増幅信号の出力が飽和しないように
抵抗Ｒ1 と抵抗Ｒ2 とによって設定されており、またパ
ルス状のＬレベルの入力切換信号Ｓe のパルス幅も通常
動作時の受光信号のパルス幅と略同じ幅となるように設
定されている。

【００３７】図１において出力回路５は、被検出物体を
検出した際にマイクロコンピュータ７の出力端子ｆから
出力される検出信号に基づき、図示しない外部の負荷を
駆動することができるように出力バッファとして機能す
るものである。

【００３８】可変抵抗器６は被検出物体の検出距離を設
定するための操作手段であって、その２つの固定端子夫
々が正の定電圧であるＶreg とＧＮＤとに接続され、そ
の外部操作によって可動可能な可動端子がマイクロコン
ピュータ７の入力端子ｙに接続され、可動端子の設定位
置に応じたレベルの電圧信号がマイクロコンピュータ７
の入力端子ｙに入力される。

【００３９】制御手段たるマイクロコンピュータ７は、
何れも図示しないＣＰＵ、受光増幅信号をその信号レベ
ルに応じた受光レベル値に変換する変換手段たるＡ／Ｄ
変換回路、可変抵抗器６の設定位置に応じて調整レベル
値を出力する検出感度調整手段たるＡ／Ｄ変換回路、記
憶手段たるＲＯＭ、調整レベル値に応じて増幅率可変増
幅回路４に対し増幅率切換信号Ｓb 、Ｓc を出力する増
幅率設定手段、後述する判定レベル値を設定するための
判定レベル設定手段、後述する補正値を用いて補正演算
を実行する補正実行手段、補正値を記憶するためのＲＡ
Ｍ、及び受光レベル値と判定レベル値とを比較しその比
較結果に基づき出力回路５に対し検出信号を出力する検
出手段を備えている。

【００４０】また、マイクロコンピュータ７は、補正処
理動作時においてのみ機能するものとして、増幅率可変
増幅回路４に対し順次増幅率切換信号Ｓb 、Ｓc を出力
する増幅率切換え手段、増幅率切換え手段により増幅率
が切換えられる毎に増幅率可変増幅回路４に疑似受光信
号を入力させる疑似受光信号生成手段、補正値を演算し
設定する演算手段及び補正値設定手段を有して構成され
ている。

【００４１】次に、本実施例の作用について、まず、マ
イクロコンピュータ７の主要動作とＲＯＭに記憶された
テーブルデータの設定内容について図３乃至図７を参照
して説明し、続いて図８乃至図１３に示すフローチャー
トを参照して全体の動作について説明する。

【００４２】まず、マイクロコンピュータ７の行う主要
動作について以下の〜について説明する。 補正処理動作 光電スイッチの電源が投入されると、増幅率切換え手段
によって増幅率可変増幅回路４に対して増幅率切換信号
Ｓb 、Ｓc を出力し、増幅率可変増幅回路４の増幅率を
ＭＩＮ、ＭＩＤ、ＭＡＸの３段階に順次切換えると共
に、増幅率が切換えられる毎に疑似受光信号生成手段に
よって疑似受光信号切換回路３に対して入力切換信号Ｓ
d 、Ｓe を与え、増幅率可変増幅回路４に対して受光回
路２からの受光信号に代えて疑似受光信号が入力される
ようにする。そして、このときの入力端子ｘに入力され
る増幅率可変増幅回路４からの受光増幅信号をＡ／Ｄ変
換して各増幅率毎の受光レベル値を得、その得られた各
増幅率の受光レベル値の比が予め定められたＭＩＮ、Ｍ
ＩＤ、ＭＡＸの増幅率の比と等しくなるように、演算手
段によってその増幅率毎の受光レベル値に対する補正値
を演算し、補正値設定手段によってＭＩＮ、ＭＩＤ、Ｍ
ＡＸ夫々の増幅率における補正値としてＲＡＭに記憶す
る。ただし、補正は増幅率がＭＡＸのときの受光レベル
値を基準として行うので、増幅率ＭＡＸにおける補正値
は常に０となる。

【００４３】判定レベル値設定動作 可変抵抗器６から入力端子ｙに入力された電圧信号をＡ
／Ｄ変換回路によってＡ／Ｄ変換し、その変換されたデ
ジタル値であるＶＲ設定値（調整レベル値）が初期設定
又は変更されると、増幅率設定手段は、そのＶＲ設定値
に基づいて増幅率可変増幅回路４に対して増幅率切換信
号Ｓb 、Ｓc を出力し、増幅率を可変抵抗器６の設定抵
抗値に応じた増幅率に切換える。さらに、判定レベル設
定手段によってＲＯＭに予め記憶されている判定レベル
データテーブルから前記ＶＲ設定値に応じたメモリアド
レスの判定レベルデータを読み出して判定レベル値とし
て設定し、その設定された判定レベル値を、補正処理動
作においてＲＡＭに記憶された各増幅率における補正値
によって補正する（補正実行手段）。

【００４４】検出動作 投光回路１に対して出力端子ａからパルス信号を出力す
ると共に、増幅率可変増幅回路４からの受光増幅信号を
入力端子ｘから入力し、Ａ／Ｄ変換回路によってＡ／Ｄ
変換すると共に、検出手段によってそのＡ／Ｄ変換され
たデジタル値である受光レベル値を設定された判定レベ
ル値と比較し、その比較結果に基づき出力端子ｆから出
力回路５に対して検出信号を出力する。

【００４５】次に、記憶手段たるＲＯＭに予め記憶され
ている判定レベルデータテーブル（図４参照）について
説明する。可変抵抗器６の設定抵抗値の調整可能範囲に
おいてマイクロコンピュータ７の入力端子ｙに入力され
る電圧信号は、０Ｖ（ＧＮＤ）〜Ｖreg までの電圧範囲
を有し、これがＡ／Ｄ変換されることにより０（ＶＲmi
n ）から最大値ＶＲmax までのデジタル値を持つＶＲ設
定値に変換される。このＶＲ設定値は、ＶＲ設定値とＯ
Ｎ点判定レベル値（ＯＮＳＬ）との関係図である図４に
示すように、ＶＲ２〜ＶＲmax 、ＶＲ１〜（ＶＲ２−
１）、０〜（ＶＲ１−１）の３区分に分割されており、
ＶＲ設定値がこれら各区分に設定されると増幅率可変増
幅回路４の増幅率は夫々ＭＡＸ、ＭＩＤ、ＭＩＮに切り
換わるようになっている。そして、判定レベルデータテ
ーブルには、ＶＲ設定値に対して、そのＶＲ設定値の属
する各区分に対応した増幅率（予め定められた基準値）
の下でのＯＮ点判定レベル値ＯＮＳＬが設定されてい
る。

【００４６】判定レベルデータテーブルのうち増幅率可
変増幅回路４の増幅率ＭＡＸのときに対応する判定レベ
ルデータは、図４に示すように、ＶＲ２〜ＶＲmax まで
のＶＲ設定値に対して、図３に示す増幅率ＭＡＸのとき
の受光レベル値と設定検出距離との特性曲線上における
受光レベル値Ｄ2 から受光レベル値Ｄ1 までの間の受光
レベル値がＯＮ点判定レベル値ＯＮＳＬとして降順に適
当なデジット間隔を有して設定される。このとき、ＶＲ
設定値の１デジット当たりに変化する受光レベル値のデ
ジット数の設定を幾つにするかによって、ＶＲ設定値に
対する設定検出距離の特性曲線を所望する特性曲線とす
ることが可能となる。

【００４７】なお、判定レベルデータの値を受光レベル
値Ｄ1 までとするのは、それ以下の値を判定レベルデー
タとしてしまうと、可変抵抗器６の設定位置をＭＡＸと
したときに被検出物体が何もない状態でもホワイトノイ
ズによって検出信号がＯＮ状態となってしまい、所謂全
感状態となってしまうためである。

【００４８】また、判定レベルデータテーブルのうち増
幅率可変増幅回路４の増幅率ＭＩＤのときの判定レベル
データについても同様に、図４に示すように、ＶＲ１〜
（ＶＲ２−１）までのＶＲ設定値に対して、図３に示す
増幅率ＭＩＤのときの受光レベル値と設定検出距離との
特性曲線上における受光レベル値Ｄ2 から受光レベル値
Ｄ3 までの間の受光レベル値がＯＮ点判定レベル値ＯＮ
ＳＬとして降順に適当なデジット間隔を有して設定され
る。ここで受光レベル値Ｄ3 は、増幅率ＭＡＸのときに
Ｄ2 の受光レベル値となる設定検出距離Ｌa に対して、
増幅率をＭＩＤに切り換えた場合の受光レベル値であ
り、これら受光レベル値Ｄ3 とＤ2 の比は増幅率ＭＩＤ
とＭＡＸの比に等しくなる。

【００４９】更に、判定レベルデータテーブルのうち増
幅率可変増幅回路４の増幅率ＭＩＮの判定レベルデータ
についても同様に、図４に示すように、０〜（ＶＲ１−
１）までのＶＲ設定値に対して、図３に示す増幅率ＭＩ
Ｎのときの受光レベル値と設定検出距離との特性曲線上
における受光レベル値Ｄ4 から受光レベル値（Ｄmax＋
１）までの間の受光レベル値がＯＮ点判定レベル値ＯＮ
ＳＬとして降順に適当なデジット間隔を有して設定され
る。ここで、受光レベル値Ｄ4 は、増幅率ＭＩＤのとき
にＤ2 の受光レベル値となる設定検出距離Ｌb に対し
て、増幅率をＭＩＮに切り換えた場合の受光レベル値で
あり、これら受光レベル値Ｄ4 とＤ2 の比は増幅率ＭＩ
ＮとＭＩＤの比に等しくなる。

【００５０】また、このとき判定レベルデータが受光レ
ベル値の最大値であるＤmax に１を加えた値まで設定さ
れるのは、可変抵抗器６を操作してＶＲ設定値を０とし
たときには何も検出しないようにするためであり、判定
レベルデータをＤmax ＋１の値にすれば受光レベル値は
Ｄmax の値までしかとらないため検出信号が出力される
ことはない。

【００５１】以上のように、ＶＲ設定値に応じた判定レ
ベル値のデータテーブルは、３つに区分されたＶＲ設定
値に応じて増幅率を異にするＯＮ点判定レベル値ＯＮＳ
Ｌが設定され全体としては図４に示すようになる。ま
た、ＶＲ設定値に対応して設定される判定レベル値と設
定検出距離との関係は図５に示すようになる。この図５
は、図３に示した受光レベル値と設定検出距離とのカー
ブ上において、データテーブルに設定されているデータ
をプロットしたものである。さらに、図６はデータテー
ブルに設定されるデータについて、ＶＲ設定値に対する
設定検出距離の関係を示したもので、近距離から遠距離
までの広範囲に対して検出距離を設定できると共に、可
変抵抗器６の操作量に対応したＶＲ設定値と設定検出距
離との関係が所望する適当な対数カーブ特性を有してい
ることが判る。

【００５２】なお、通常の検出動作時においては、被検
出物体の振動等により受光レベル値が変動しても検出信
号にチャタリングが生じないようにするため、比較演算
に対してＯＮ点判定レベル値とＯＦＦ点判定レベル値と
の間にヒステリシスが設定される。この場合、被検出物
体が遠距離の場合は受光レベル値が小さいので上記振動
等による受光レベル値の変動も小さく、一方近距離の場
合は受光レベル値が大きいので上記振動等による受光レ
ベル値の変動も大きくなる。このため、ＯＦＦ点判定レ
ベル値のヒステリシス値はＯＮ点判定レベル値に対して
常に略同じ割合になるように設定され、予めマイクロコ
ンピュータ７のＲＯＭに記憶される。図７はＶＲ設定値
に対するヒステリシス値を示したもので、ＶＲ設定値と
ＯＮ点判定レベル値との関係を示す図４と略同じ傾向を
有している。

【００５３】次に、マイクロコンピュータ７における本
実施例の基本検出動作、補正処理動作、及び判定レベル
値設定動作について、図８乃至図１３のフローチャート
に従って具体的に説明する。 基本検出動作 図８に示すメインルーチンにおいて、まず、電源を投入
すると、ステップＳ１でカウンタ等の初期化を行い、補
正処理サブルーチンＳ２へ移行して補正処理動作を行っ
て増幅率可変増幅回路４において切換えられる増幅率毎
の判定レベル値に対する補正値を算出する。

【００５４】そして、ステップＳ３で可変抵抗器６の設
定抵抗値に基づく電圧信号をマイクロコンピュータ７の
入力端子ｙから入力し、内蔵するＡ／Ｄ変換回路によっ
てＡ／Ｄ変換してＶＲ設定値ＶＲ０を得、ステップＳ４
でそのＶＲ設定値ＶＲ０を変数ＶＲに代入する。これに
より、操作手段たる可変抵抗器６の操作に応じた調整レ
ベル値としてのＶＲ設定値ＶＲ０が変数ＶＲに設定され
ることとなる。

【００５５】次に、判定レベル値設定サブルーチンＳ５
へ移り、ステップＳ４で設定されたＶＲ設定値に応じて
増幅率可変増幅回路４の増幅率を切換えると共に、その
増幅率における補正値を読み出し、ＶＲ設定値に対応し
て判定レベルデータテーブルから読み出された判定レベ
ルデータに対して補正演算処理を行ってＯＮ点判定レベ
ル値を求め変数ＯＮＳＬに設定する。なお、この時図７
を参照してＯＦＦ点判定レベル値も同時に求められ変数
ＯＦＦＳＬに設定される。

【００５６】ステップＳ６においては、ＶＲ設定値を読
み取る周期を生成するためのカウンタをインクリメント
し、ステップＳ７へ進んでマイクロコンピュータ７の出
力端子ａからパルス信号を出力し、投光回路１によって
発光素子をパルス点灯駆動させ、外部にパルス光を出射
する。

【００５７】ステップＳ８ではステップＳ６でインクリ
メントしたカウンタがカウントアップしたか否かを判断
し、「ＮＯ」の場合にはステップＳ９に進み、そのとき
の増幅率可変増幅回路４からの受光増幅信号をマイクロ
コンピュータ７の入力端子ｘから入力し、内蔵するＡ／
Ｄ変換回路によってＡ／Ｄ変換して受光レベル値Ｄを得
る。そして、ステップＳ１０で、現在のマイクロコンピ
ュータ７の出力端子ｆの検出信号の状態がＯＮ状態か否
かを判断し、「ＮＯ」の場合にはステップＳ１３へ進
み、ステップＳ１３で前記受光レベル値Ｄと判定レベル
値設定サブルーチンＳ５にて設定した判定レベル値ＯＮ
ＳＬとを比較し、受光レベル値Ｄの方が判定レベル値Ｏ
ＮＳＬよりも大きいか否かを判断し、「ＹＥＳ」のとき
はステップＳ１４へ進み、マイクロコンピュータ７の出
力端子ｆから出力ＯＮの検出信号を出力回路５に出力し
再びステップＳ６へ戻る。また、ステップＳ１３で「Ｎ
Ｏ」と判断された場合は、ステップＳ１２へ進み、マイ
クロコンピュータ７の出力端子ｆから出力ＯＦＦの信号
を出力し再びステップＳ６へ戻る。

【００５８】先の、ステップＳ１０で「ＹＥＳ」と判断
された場合は、ステップＳｌｌへ進み、受光レベル値Ｄ
と判定レベル値設定サブルーチンＳ５にて設定した判定
レベル値ＯＦＦＳＬとを比較し、受光レベル値Ｄの方が
判定レベル値ＯＦＦＳＬよりも小さいか否かを判断し、
「ＹＥＳ」のときはステップＳ１２へ進み、また「Ｎ
Ｏ」のときはステップＳ１４へ進み、夫々上記と同様の
動作を行い、再びステップＳ６へ戻る。

【００５９】また、ステップＳ８において、インクリメ
ントしたカウンタがカウントアップした「ＹＥＳ」の場
合にはステップＳ１５へ進み、可変抵抗器６の設定抵抗
値に基づく電圧信号をマイクロコンピュータ７の入力端
子ｙから入力し、内蔵するＡ／Ｄ変換回路によってＡ／
Ｄ変換したＶＲ設定値ＶＲ０を読み取る。そして、ステ
ップＳ１６で先に記憶されている変数ＶＲとこの読み取
ったＶＲ設定値ＶＲ０とが同じであるか否かを判断し、
「ＮＯ」の場合は、可変抵抗器６の設定抵抗値が変更さ
れていないので、再びステップＳ６へ戻る。また、「Ｙ
ＥＳ」の場合は、可変抵抗器６の設定抵抗値が変更され
ており、ステップＳ１７へ進み読み取ったＶＲ設定値Ｖ
Ｒ０を変数ＶＲに代入する。ステップＳ１８ではステッ
プＳ５と同様に判定レベル値設定サブルーチンＳ１８へ
移り、ステップＳ１７で設定されたＶＲ設定値に応じて
増幅回路の増幅率を切換えると共に、その増幅率におけ
る補正値を読み出し、ＶＲ設定値に対応して判定レベル
データテーブルから読み出された判定レベルデータに対
して補正演算処理を行ってＯＮ点判定レベル値を求めて
変数ＯＮＳＬに設定し、さらにＯＦＦ点判定レベル値も
同時に求められて変数ＯＦＦＳＬに設定され、再びステ
ップＳ６へ戻る。そして、ステップＳ６からステップＳ
１８の動作が以後繰り返し行われる。

【００６０】以上のようなメインルーチンの基本動作に
よって、電源投入時毎に補正処理が行われ、可変抵抗器
６の設定抵抗値に基づくＶＲ設定値を補正処理で求めら
れた補正値によって補正した判定レベル値と、増幅回路
からの受光レベル値とを比較して、その比較結果に基づ
き検出信号が出力されることにより検出動作が行われ
る。また、カウンタのカウント数で決められる所定回数
の投光動作を行う毎に、可変抵抗器６が操作されて設定
抵抗値が変更されたか否かを判断し、変更されていた場
合にはその変更された設定抵抗値に基づき補正された新
たな判定レベル値が設定され、その判定レベル値によっ
て再び検出動作が繰り返し行われるようになる。

【００６１】補正処理動作 以下に、図９乃至図１２をもとに、マイクロコンピュー
タ７の補正処理動作における補正処理サブルーチンＳ２
の説明を行う。メインルーチンから補正処理サブルーチ
ンＳ２に移行すると、図９において、まずステップＡ１
でマイクロコンピュータ７の出力端子ｄからＨレベルの
入力切換信号Ｓd を出力し、アナログスイッチＳＷ３を
閉状態にして、増幅率可変増幅回路４における初段の演
算増幅器８の反転入力端子を基準電位Ｖreg に固定し、
増幅率可変増幅回路４の入力に受光回路２からの受光信
号が入力されないようにする。

【００６２】次に、ステップＡ２で、マイクロコンピュ
ータ７の出力端子ｂ及びｃから夫々Ｈレベルの増幅切換
信号Ｓb 及びＬレベルの増幅切換信号Ｓc を出力し、増
幅率可変増幅回路４の増幅率をＭＩＮに切換え（表１参
照）、受光レベル値測定サブルーチンＡ３に移る。

【００６３】この受光レベル値測定サブルーチンＡ３で
は、図１０に示すように、まずステップＡ３１で、マイ
クロコンピュータ７の出力端子ｅから入力切換信号Ｓe
としてＬレベルのパルス信号（疑似パルス）を出力す
る。すると、増幅率可変増幅回路４の初段の演算増幅器
８の非反転入力端子に受光信号に似せた疑似受光信号が
入力されることとなる。そして、ステップＡ３２におい
て、そのときの増幅率可変増幅回路４からの受光増幅信
号をマイクロコンピュータ７の入力端子ｘから入力し、
内蔵するＡ／Ｄ変換回路でＡ／Ｄ変換し受光レベル値Ｄ
を得た後補正処理サブルーチンＳ２のステップＡ４に移
行する。

【００６４】図９の補正処理サブルーチンＳ２のステッ
プＡ４においては、受光レベル値測定サブルーチンＡ３
で得られた受光レベル値Ｄを増幅率可変増幅回路４の増
幅率ＭＩＮ時の受光レベル値として、変数ＭＩＮに代入
する。

【００６５】また、ステップＡ５乃至Ａ１０において
も、上記と同様に増幅率可変増幅回路４の増幅率を表１
に示すように増幅率ＭＩＤ、増幅率ＭＡＸに切換え、夫
々の増幅率における疑似受光信号入力時の受光レベル値
Ｄを変数ＭＩＤ及び変数ＭＡＸに代入する。その後、図
１１に示す増幅率ＭＩＤ補正値算出サブルーチンＡ１１
に移り、ステップＡ１１１乃至ステップＡ１１４で示さ
れるような演算処理を行った結果を変数Ｅ４に代入す
る。これらステップＡ１１１乃至ステップＡ１１４で
は、予め定められた基準の増幅率ＭＩＤのときの最小判
定レベル値ＳＬ２ＭＩＮ（＝受光レベル値Ｄ3 ）に対す
る実際の増幅率ＭＩＤのときの最小判定レベル値Ｅ３の
ずれ量を算出し、そのずれ量を増幅率がＭＩＤ時におけ
る仮の補正値として変数Ｅ４に代入する。

【００６６】さらに、次のステップＡ１１５では、仮の
補正値として求めた変数Ｅ４の値に疑似パルス補正率Ｘ
を乗じて、これを実際に使用する増幅率可変増幅回路４
の増幅率がＭＩＤ時における補正値として変数Ｅに代入
する。これは、疑似受光信号は矩形波であり本来の受光
信号とは信号自身の周波数成分が異なるために、増幅率
可変増幅回路４の増幅率ＭＡＸ、ＭＩＤ、ＭＩＮのとき
夫々において疑似受光信号によって得られる受光レベル
値の比と、同じく本来の受光信号によって得られる受光
レベル値の比とに若干の差があり、その差分を補正する
ためのものである。

【００６７】この後、補正処理サブルーチンＳ２の図１
２に示す増幅率ＭＩＮ補正値算出サブルーチンＡ１２に
移る。この増幅率ＭＩＮ補正値算出サブルーチンＡ１２
では、ステップＡ１２１からステップＡ１２７におい
て、増幅率ＭＩＤ補正値算出サブルーチンの場合と若干
演算方法が異なるものの、基本的には増幅率ＭＩＤ補正
値算出サブルーチンの場合と同様に、基準の増幅率ＭＩ
Ｎのときの最小判定レベル値ＳＬ１ＭＩＮ（＝受光レベ
ル値Ｄ4 ）に対する実際の増幅率ＭＩＮのときの最小判
定レベル値Ｌ５のずれ量を算出し、そのずれ量を増幅回
路の増幅率がＭＩＮ時における仮の補正値として変数Ｌ
６に代入し、ステップＡ１２７で仮の補正値として求め
た変数Ｌ６の値に疑似パルス補正率Ｘを乗じて、これを
実際に使用する増幅率可変増幅回路４の増幅率がＭＩＤ
時における補正値として変数Ｌに代入する。

【００６８】そして、再び図９に示す補正処理サブルー
チンＳ２のステップＡ１３に進み、先のステップＡ１に
おいてマイクロコンピュータ７の出力端子ｄから出力し
たＨレベルの入力切換信号Ｓd をＬレベルに戻してアナ
ログスイッチＳＷ３を開状態とし、増幅率可変増幅回路
４の入力に対して受光回路２からの受光信号が入力され
るように切換えてから図８のメインルーチンに戻る。

【００６９】判定レベル値設定動作 図１３に判定レベル値設定サブルーチンＳ５、Ｓ１８を
示す。この判定レベル値設定サブルーチンＳ５、Ｓ１８
へは、電源投入時及び可変抵抗器６が操作されて設定抵
抗値が変更されたときに移行する。

【００７０】まず、ステップＢ１において、メインルー
チンのステップＳ４で変数ＶＲに代入されているＶＲ設
定値が図４に示されるＶＲ設定値ＶＲ１よりも小さいか
否かを判断し、「ＹＥＳ」の場合にはステップＢ２へ進
み、表１に示すように増幅率がＭＩＮとなる増幅率切換
信号Ｓb 及びＳc をマイクロコンピュータ７の出力端子
ｂ及びｃから夫々出力して増幅率可変増幅回路４を増幅
率ＭＩＮの状態に切換えると共に、ステップＢ３におい
て、補正処理サブルーチンＳ２にて算出され記憶された
増幅率ＭＩＮ時の補正値Ｌを読み出して変数ＯＳに代入
し、ステップＢ９へ進む。

【００７１】また、ステップＢ１において「ＮＯ」の場
合にはステップＢ４へ進み、メインルーチンのステップ
Ｓ４で変数ＶＲに代入されているＶＲ設定値が図４に示
されるＶＲ設定値ＶＲ２以上であるか否かを判断する。
そして、「ＹＥＳ」の場合にはステップＢ５へ進み、表
１に示すように増幅率がＭＡＸとなる増幅率切換信号Ｓ
b 及びＳc をマイクロコンピュータ７の出力端子ｂ及び
ｃから夫々出力して増幅率可変増幅回路４を増幅率ＭＡ
Ｘの状態に切換え、ステップＢ６において、増幅率ＭＡ
Ｘ時は補正量が０のため変数ＯＳに０を代入してステッ
プＢ９へ進む。

【００７２】また、ステップＢ４において「ＮＯ」の場
合にはステップＢ７へ進み、表１に示すように増幅率が
ＭＩＤとなる増幅率切換信号Ｓb 及びＳc をマイクロコ
ンピュータ７の出力端子ｂ及びｃから夫々出力して増幅
率可変増幅回路４を増幅率ＭＩＤの状態に切換える共
に、ステップＢ８において、補正処理サブルーチンＳ２
にて算出され記憶された増幅率ＭＩＤ時の補正値Ｅを読
み出して変数ＯＳに代入し、ステップＢ９へ進む。

【００７３】次に、ステップＢ９では、変数ＶＲに対応
した判定レベルデータをＲＯＭに予め記憶されている判
定レベルデータテーブル（図４）から読み出して変数Ｓ
Ｌに代入し、ステップＢ１０では同じく変数ＶＲに対応
したヒステリシスデータをＲＯＭに予め記憶されている
ヒステリシスデータテーブル（図７）から読み出して変
数ＨＹＳに代入する。

【００７４】そして、ステップＢ１１において、前記変
数ＳＬに代入されている判定レベルデータから変数ＯＳ
に代入されている補正値を減算し、ＯＮ点判定レベル値
ＯＮＳＬとして設定すると共に、ステップＢ１２へ進ん
で前記変数ＳＬに代入されている判定レベルデータから
変数ＯＳに代入され設定されている補正値及び変数ＨＹ
Ｓに代入されているヒステリシスデータを減算し、ＯＦ
Ｆ点判定レベル値ＯＦＦＳＬとして設定してメインルー
チンに戻る。

【００７５】このように第１実施例によれば、可変抵抗
器６の設定抵抗値に対応したデジタル値であるＶＲ設定
値（調整レベル値）を３段階の増幅率に対応した３つの
区分に分け、ＶＲ設定値が属する区分により増幅率可変
増幅回路４の増幅率を変えるようにしたので、遠距離側
での検出分解能を低下させることなく近距離側での不感
帯領域を小さくできる。

【００７６】また、ＶＲ設定値に対応した判定レベルデ
ータは予めマイクロコンピュータ７のＲＯＭに記憶さ
れ、ここから読み出された判定レベルデータに基づく判
定レベル値と増幅率可変増幅回路４からの受光増幅信号
がＡ／Ｄ変換された受光レベル値とを比較して検出信号
を出力するようにしたので、ＶＲ設定値に対する設定検
出距離の特性を、検出感度の設定操作を行う上で都合の
良い対数カーブ特性にすることができる。

【００７７】この場合、検出動作に先立って、増幅率可
変増幅回路４に対して受光回路２からの受光信号に代え
て疑似受光信号切換回路３によって疑似受光信号を入力
し、そのときの受光レベル値を基に、増幅率可変増幅回
路４の３段階の増幅率と予め定められた基準の増幅率と
のずれ量を補正するための補正値を算出し、判定レベル
値を補正するようにしたので、各増幅率と予め定められ
た基準の増幅率とがずれている場合であっても、ＶＲ設
定値に対する設定検出距離の特性カーブが滑らかに単調
増加する曲線を描くようになり、検出感度の設定が正し
く行われる。また、常に電源投入時に補正処理動作を行
うようにしているため、電源オフ状態において補正値を
記憶保持しておくためのＥＥＰＲＯＭが不要であり、コ
ストダウンが可能となる。

【００７８】さらに、上記特性カーブを得るために、各
増幅率に対応した区分内におけるＶＲ設定値の各デジッ
ト（例えば増幅率ＭＡＸにおいてはＶＲ２〜ＶＲmax ）
に対し、その増幅率において受光レベル値のとる全範囲
のデジット（例えば増幅率ＭＡＸにおいてはＤ1 〜Ｄ2
）を適当なデジット間隔で判定レベル値として設定す
るようにしたため、可変抵抗器６から入力端子ｙに入力
された電圧信号をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換回路、又は
増幅率可変増幅回路４からの受光増幅信号をＡ／Ｄ変換
するＡ／Ｄ変換回路のビット数が小さくても、実質的に
ビット数の大きいＡ／Ｄ変換回路と同様に機能するの
で、必要に応じて安価なビット数の小さいＡ／Ｄ変換回
路を使用することができる。

【００７９】加えて、本実施例においては、マイクロコ
ンピュータ７のＲＯＭにＯＮ点判定レベル値とヒステリ
シス値のデータテーブルを記憶させており、ＯＦＦ点判
定レベル値はこのＯＮ点判定レベル値とヒステリシス値
から演算により求めている。この場合、ヒステリシス値
の代わりに直接ＯＦＦ点判定レベル値のデータテーブル
を記憶させることが考えられるが、ＯＦＦ点判定レベル
値よりもヒステリシス値の方が値が小さいためそのデー
タビット数も小さく、従ってヒステリシス値を記憶させ
た方がデータテーブルの記憶容量が小さくてすむ利点が
ある。

【００８０】次に、本発明の第２実施例について図１４
乃び図１５に示すフローチャートに従って説明する。こ
の第２実施例は、判定レベルデータではなく受光レベル
値に対して補正を行うもので、第１実施例とは基本検出
動作を行うメインルーチン及び判定レベル値設定サブル
ーチンＳ５の一部を異にする。そこで、同一処理につい
ては同一のステップ番号を付して説明を省略し、以下異
なる処理についてのみ説明する。

【００８１】メインルーチンの要部の処理を示す図１４
において、前記ステップＳ５に代えてステップＳ５´が
実行され、ステップＳ９とステップＳ１０の間に新たに
ステップＳ９Ａの処理が追加される。つまり、ステップ
Ｓ４で変数ＶＲにＶＲ設定値ＶＲ０が設定されると、判
定レベル値設定サブルーチンＳ５´へ移り、後述するよ
うにステップＳ４で設定されたＶＲ設定値に応じて増幅
率可変増幅回路４の増幅率を切換えると共に、その増幅
率における補正値を変数ＯＳに代入する。また、判定レ
ベルデータテーブルに基づいてＯＮ点判定レベル値であ
る変数ＯＮＳＬとＯＦＦ点判定レベル値である変数ＯＦ
ＦＳＬが設定される。

【００８２】続くメインルーチンのステップＳ６、Ｓ
７、及びＳ８においては、前述したようにカウンタのイ
ンクメント、投光動作、及びカウンタのカウントアップ
処理が行われ、その後ステップＳ９において受光レベル
値Ｄを得ると追加されたステップＳ９Ａへ進む。ステッ
プＳ９Ａにおいては、受光レベル値Ｄに判定レベル値設
定サブルーチンＳ５´において変数ＯＳに設定されてい
る補正値（判定レベル値設定サブルーチンＳ５と同様）
を加算することにより補正受光レベル値を得た後、これ
を新たに変数Ｄに代入してステップＳ１０以降の比較処
理へと進む。

【００８３】また、判定レベル値設定サブルーチンＳ５
´の要部の処理を示す図１５においては、前記ステップ
Ｂ１１及びＢ１２に代えて夫々ステップＢ１１´、Ｂ１
２´が実行される。つまり、ステップＢ９にて判定レベ
ルデータテーブルを変数ＳＬに代入し、ステップＢ１０
にてヒステリシスデータを変数ＨＹＳに代入した後、ス
テップＢ１１´においては、変数ＳＬに代入されている
判定レベルデータをＯＮ点判定レベル値ＯＮＳＬとして
設定し、ステップＢ１２´においては、変数ＳＬに代入
されている判定レベルデータから変数ＨＹＳに代入され
ているヒステリシスデータを減じてＯＦＦ点判定レベル
値ＯＦＦＳＬを設定し、その後メインルーチンに戻る。

【００８４】このような処理を行う第２実施例によって
も、検出手段において比較の対象となる受光レベル値と
判定レベル値のうち、補正実行手段によって受光レベル
値の方に補正を施す以外は第１実施例と同様な動作を行
うので、前述した第１実施例の効果と同じ効果を得るこ
とができる。

【００８５】なお、本発明は上記し且つ図面に示す実施
例に限定されるものではなく、以下のような拡張または
変更が可能である。マイクロコンピュータ７内のＲＯＭ
にはＯＮ点判定レベルデータとヒステリシスデータのテ
ーブルが記憶されているが、これに限らずＯＮ点判定レ
ベルデ一夕とＯＦＦ点判定レベルデータのテーブルを記
憶するようにしても良い。或いは、ＯＦＦ点判定レベル
データとヒステリシスデータのテーブルを記憶させるよ
うにしてもよい。また、ヒステリシス幅が固定値で良い
場合には、ＯＮ点判定レベルデータ又はＯＦＦ点判定レ
ベルデータの何れか一方のテーブルと前記固定値のヒス
テリシス値とを記憶するようにしても良い。

【００８６】補正処理動作は、毎回電源投入時に行う代
わりに、ＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリを用いて補正
値を記憶保持しておくようにし、最初の電源投入時のみ
補正処理動作を行うようにしても良い。また、電源投入
時に自動的に補正処理動作が行われるのではなく、スイ
ッチを設けてこのスイッチ操作に基づき補正処理動作を
行わせるようにしても良い。

【００８７】操作手段及び検出感度調整手段は、ロータ
リーエンコーダ式ダイヤルを操作手段とし、このダイヤ
ルの回動操作に基づき発生する位相の異なる２つのエン
コーダパルス信号によってデジタル値をアップ／ダウン
させる検出感度調整手段を設け、ダイヤル操作に応じた
デジタル値たる調整レベル値を出力させるようにしても
良い。また、モーメンタリー型スイッチを操作手段と
し、このスイッチ操作に応じてデジタル値をアップ／ダ
ウンさせる検出感度調整手段を設け、スイッチ操作に応
じたデジタル値たる調整レベル値を出力させるようにし
ても良い。

【００８８】補正は、補正処理動作において記憶される
複数段階の増幅率毎の受光レベル値が予め定められた基
準の複数段階の増幅率比となるように、前記記憶された
受光レベル値相互の比と前記定められた増幅率比との割
合を補正値として設定し、その補正値を判定レベルデー
タ又は受光レベル値に乗算又は除算して補正するように
しても良い。

【００８９】増幅率可変増幅回路４は、増幅率が複数段
階に切換わるものであればどのような構成の増幅回路で
もよく、例えば、電圧制御型の増幅率可変増幅回路を用
い、複数電圧レベルの切換信号を与えて増幅率を複数段
階に切換えるようにしても良い。また、増幅率の切換段
数も実施例では３段階であるが、これに限らず２段階或
いは４段階以上であっても良い。また、反射形に限ら
ず、透過形にも適用できる。

【００９０】

【発明の効果】本発明は以上説明した通りであるので、
以下の効果を奏する。外部操作可能に設けられた操作手
段の操作量に応じた調整レベル値を複数段階の増幅率に
対応した複数の区分に分け、調整レベル値が属する区分
により増幅回路の増幅率を変えるので、遠距離側での検
出分解能を低下させず、また近距離側での不感帯領域を
小さくでき、従って広い検出距離範囲の設定が可能とな
る。

【００９１】また、判定レベルデータは予め記憶手段に
記憶され、この記憶手段から読み出された判定レベルデ
ータに基づく判定レベル値と受光レベル値とを比較して
検出信号を出力するようにしたので、操作手段の操作に
基づき設定される検出感度に対する設定検出距離の特性
を検出感度の設定操作が容易となる任意の対数カーブ特
性にすることができる。

【００９２】さらに、補正手段により得られる補正値に
よって受光レベル値又は判定レベル値のいずれか一方を
補正するようにしたので、複数段階の増幅率夫々が受光
増幅回路の部品のばらつき等により予め定められた基準
値からずれたような場合であっても、操作手段の操作量
に対する設定検出距離の特性カーブが滑らかな曲線を描
き、検出感度の設定が正しく行われ設定操作に不都合を
生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例を示す光電スイッチ全体の
電気的構成のブロック図

【図２】疑似受光信号切換回路と増幅率可変増幅回路の
電気的構成図

【図３】受光レベル値と設定検出距離との関係を示す図

【図４】ＶＲ設定値とＯＮ点判定レベル値（ＯＮＳＬ）
との関係（判定レベルデータテーブル）を示す図

【図５】判定レベル値と設定検出距離との関係を示す図

【図６】ＶＲ設定値と設定検出距離との関係を示す図

【図７】ＶＲ設定値とヒステリシス値との関係（ヒステ
リシスデータテーブル）を示す図

【図８】検出動作を行うメインルーチンのフローチャー
ト

【図９】補正処理サブルーチンのフローチャート

【図１０】受光レベル値（Ｄ）測定サブルーチンのフロ
ーチャート

【図１１】増幅率（ＭＩＤ）補正値（Ｅ）算出サブルー
チンのフローチャート

【図１２】増幅率（ＭＩＮ）補正値（Ｌ）算出サブルー
チンのフローチャート

【図１３】判定レベル値設定サブルーチンのフローチャ
ート

【図１４】本発明の第２実施例を示す受光レベル値測定
サブルーチンの要部のフローチャート

【図１５】判定レベル値設定サブルーチンの要部のフロ
ーチャート

【図１６】従来例における図３相当図

【図１７】受光増幅回路の増幅率が基準値からずれた場
合の図６相当図（１）

【図１８】受光増幅回路の増幅率が基準値からずれた場
合の図６相当図（２）

【符号の説明】

１は投光回路、２は受光回路、３は疑似受光信号切換回
路（疑似受光信号生成手段）、４は増幅率可変増幅回路
（増幅回路、増幅率切換え手段）、５は出力回路、６は
可変抵抗器（操作手段）、７はマイクロコンピュータ
（検出手段、検出感度設定手段、補正手段、補正実行手
段）である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 投光回路と、 この投光回路から出射された光を受光する受光回路と、 この受光回路からの受光信号を増幅する増幅回路と、 この増幅回路からの受光増幅信号をその信号レベルに応
   じた受光レベル値に変換する変換手段と、 判定レベル値を設定する検出感度設定手段と、 前記受光レベル値と前記判定レベル値とを比較しその比
   較結果に基づき検出信号を出力する検出手段とを有する
   光電スイッチにおいて、 前記増幅回路は、切換信号により増幅率を複数段階に切
   換え可能に構成され、 この増幅回路に対して前記切換信号により増幅率を複数
   段階に順次切換える増幅率切換え手段と、この増幅率切
   換え手段により増幅率が切換えられる毎に前記増幅回路
   に対して前記受光回路からの受光信号に代えて所定レベ
   ルの疑似受光信号を順次入力させる疑似受光信号生成手
   段と、この疑似受光信号生成手段により前記疑似受光信
   号が前記増幅回路に順次入力されたときに前記変換手段
   から出力される受光レベル値夫々を予め定められた増幅
   率比に基づく受光レベル値に補正するための補正値を演
   算する演算手段と、この演算手段により演算された前記
   補正値を前記複数段階の増幅率夫々における補正値とし
   て設定する補正値設定手段とからなる補正手段を有する
   と共に、 前記検出感度設定手段は、 外部操作可能に設けられた操作手段と、 この操作手段の操作量に応じて調整レベル値を出力する
   検出感度調整手段と、 前記検出感度調整手段の調整可能範囲内における前記調
   整レベル値を前記複数段階の増幅率に対応した複数の区
   分に分けると共に、前記調整レベル値がその複数の区分
   のうちの何れの区分にあるかにより前記増幅回路をその
   区分に対応する増幅率に設定する増幅率設定手段と、 前記検出感度調整手段からの調整レベル値に対応した判
   定レベルデータが予め記憶されている記憶手段と、 前記検出感度調整手段からの調整レベル値に対応した判
   定レベルデータを前記記憶手段から読み出して、判定レ
   ベル値として設定する判定レベル設定手段とから構成さ
   れ、 前記受光回路からの受光信号に基づく前記増幅回路から
   の受光レベル信号及び前記記憶手段から読み出された判
   定レベル値のうちの一方を、前記補正手段により設定さ
   れた補正値のうち前記増幅率設定手段によって設定され
   る増幅率における補正値により補正する補正実行手段を
   設けるようにしたことを特徴とする光電スイッチ。