WO2022190524A1 - 光学式センサ、光学式センサの制御方法及び光学式センサの制御プログラム - Google Patents

光学式センサ、光学式センサの制御方法及び光学式センサの制御プログラム Download PDF

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WO2022190524A1
WO2022190524A1 PCT/JP2021/046930 JP2021046930W WO2022190524A1 WO 2022190524 A1 WO2022190524 A1 WO 2022190524A1 JP 2021046930 W JP2021046930 W JP 2021046930W WO 2022190524 A1 WO2022190524 A1 WO 2022190524A1
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WO
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light
detection
projection
optical sensor
optical axis
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PCT/JP2021/046930
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典大 蓬郷
良介 都築
Original Assignee
オムロン株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques

Definitions

  • the present invention relates to an optical sensor, an optical sensor control method, and an optical sensor control program.
  • Patent Literature 1 discloses a ToF (Time of Flight) sensor that detects distance by measuring the time it takes for detection light projected onto an inspection object to be reflected and returned.
  • ToF Time of Flight
  • Optical sensors are installed in production lines and are sometimes used to measure the characteristic shape of parts flowing through the production line to determine the product type and quality.
  • optical sensors are often attached to structures associated with the manufacturing line 300, but may not always be attached near the object to be inspected. Therefore, in recent years, a wide-range type optical sensor with a detection range of several meters has also been developed.
  • the wide-range type optical sensor if even a slight angular error occurs during installation, the detected light will deviate from the target portion of the inspection object.
  • an optical sensor is attached via a mounting device, it is difficult to precisely adjust the optical axis of the detection light, and the operator must check the spot of the detection light while loosening and tightening the mounting device, which is a cumbersome task. was there.
  • the present invention has been made to solve such problems, and provides an optical sensor or the like that does not require complicated optical axis adjustment work even when detecting a relatively distant detection target. It provides.
  • An optical sensor comprises a light projecting element that projects visible detection light, an optical axis adjustment element that adjusts the optical axis of the detection light projected from the light projecting element, A light-receiving element that receives the detection light reflected by the object and outputs a detection signal, and a detection signal that is obtained by sequentially projecting the detection light in a plurality of predetermined specific directions by driving the optical axis adjustment element.
  • the specific direction in which the detection result that the detection light is evaluated as being blocked is recognized as the indicated direction, and based on the recognized indicated direction, light is emitted for inspection of the inspection object. and a light projection adjustment unit that adjusts the light projection direction.
  • the user can indicate the projection direction of the detection light to be projected for inspection of the inspection target simply by blocking the detection light in a specific direction with, for example, a fingertip. Therefore, it is possible to save the trouble of readjusting the orientation of the optical sensor and improve the workability.
  • the light projection adjustment unit sequentially projects light in a plurality of specific directions and the currently set projection direction as one cycle.
  • the mode of light projection may be changed.
  • each of the plurality of specific directions may be set at the end of the range adjustable by the optical axis adjusting element.
  • the light projection adjustment unit detects the detection signal in the specific direction. You may make it move in the possible direction. If the specific direction is moved in this way, the detection light in any specific direction forms a spot on the object, so that the user can easily find the optical axis of the detection light in the specific direction and give a direction indication. Cheap.
  • the light projection adjustment unit moves in at least one of a plurality of predetermined specific directions or a plurality of specific directions based on the distance to the object detected in the light projection direction.
  • the light projection adjusting section may project light in the end direction to indicate the range.
  • the light projection adjustment unit produces a detection result that is evaluated to indicate that the detection light in two or more specific directions out of the detection light projected in each of the plurality of specific directions is successively and sequentially blocked. is obtained, the projection direction of the detection light projected for inspection of the inspection object may be adjusted based on the order in which the two or more specific directions are blocked.
  • This aspect also allows the user to intuitively and easily give directions.
  • the light projection adjustment unit adjusts the light projection direction based on the order of blocking, it is preferable to stop the adjustment of the light projection direction for a preset set time. By providing such a stop period, erroneous detection due to reciprocation of the user's hand can be prevented.
  • the light projection adjustment unit adjusts the light projection direction when all of the detection results obtained by sequentially projecting light in a plurality of specific directions are evaluation results indicating that the detected light is blocked. may be confirmed. In this way, if the confirmation instruction is received following the direction instruction, the user does not need to operate the optical sensor to issue the confirmation instruction, so workability can be expected to be improved.
  • the light projection adjustment unit outputs detection results obtained by sequentially projecting light in a plurality of specific directions, and the detection results are such that all of the detection light in a preset combination is blocked.
  • the projection direction may be determined.
  • the light emission adjustment unit emits the detection light as the final light emission for accepting the confirmation instruction, and when the detection result indicates that the detection light of the final light emission is blocked, changes the light projection direction. You can confirm. Even in such a mode, the user does not need to operate the optical sensor to give a confirmation instruction, so workability can be expected to be improved.
  • the plurality of specific directions are set for each of the plurality of discrete points defined so as to cover at least a part of the range adjustable by the optical axis adjustment element, and the projection adjustment
  • the unit may recognize the specific direction in which the detection result evaluated that the detected light is blocked at the closest distance is obtained as the pointing direction, and may determine the projection direction as the pointing direction. With such an indication method, the direction of projection can be indicated more directly.
  • a method for controlling an optical sensor includes a light projecting element that projects detection light, an optical axis adjustment element that adjusts the optical axis of the detection light projected from the light projecting element, and a target
  • a control method for an optical sensor provided with a light receiving element for receiving detection light reflected by an object and outputting a detection signal, wherein the detection light is directed in a plurality of predetermined specific directions by driving the optical axis adjustment element.
  • a detection result evaluated as blocking the detection light was obtained. It has a recognition step of recognizing a specific direction as a pointing direction, and an adjusting step of adjusting the projection direction of the detection light projected for inspecting the inspection target based on the pointing direction recognized in the recognition step.
  • a control program for an optical sensor includes a light projecting element that projects detection light, and an optical axis adjustment element that adjusts the optical axis of the detection light projected from the light projecting element. and a light-receiving element that receives detection light reflected by an object and outputs a detection signal.
  • the detection results based on the detection signals obtained by projecting light in a plurality of specific directions in each of the projection step of sequentially projecting light in a specific direction and the projection step the detection result evaluated as the detection light being blocked is obtained.
  • an optical sensor or the like that does not require complicated optical axis adjustment work even when detecting a relatively distant detection target.
  • FIG. 1 is an external perspective view of an optical sensor;
  • FIG. 1 is a system configuration diagram of an optical sensor;
  • FIG. It is a figure explaining the light projection of the instruction
  • FIG. 10 is a diagram showing how boundary projection is performed in addition to instruction projection. It is a figure explaining other instruction
  • FIG. 10 is a diagram for explaining another method of determining the direction of projection of adjusted light to be in the inspection direction; It is a figure explaining the adjustment method which determines an inspection direction directly, without light-projecting adjustment light. It is a flow figure explaining the processing procedure of a control part.
  • FIG. 1 is an external perspective view of an optical sensor 100.
  • the optical sensor 100 according to the present embodiment is a sensor that detects the presence or absence of a partial shape of a workpiece to be inspected, the distance to a specific location, and the like, and is installed and used in a manufacturing line of a factory, for example.
  • the optical sensor 100 projects detection light L1 toward the work and receives detection light L2 that is reflected back from the work.
  • the optical sensor 100 described below is a ToF sensor that detects distance information by measuring the round trip time of detection light. When the optical sensor 100 cannot receive the detection light L2, it outputs non - detection information indicating that the workpiece is not detected, and when it receives the detection light L2, it outputs distance information.
  • the detection light L1 is transmitted through a transmission window 102 provided on one surface of the housing 101 and projected.
  • the optical sensor 100 includes an optical axis adjusting element that adjusts the projection direction of the detection light L1 projected from the light projecting element.
  • the optical axis adjusting element can deflect the optical axis of the detection light L1 in two orthogonal directions (the X-axis direction and the Y-axis direction in the drawing) at a predetermined pitch.
  • the optical axis of the detection light L 1 can be aligned in an arbitrary direction (x m , y n ) indicated by dots within the deflectable range R as shown.
  • the optical sensor 100 can detect the distance in the range from Dn to Df along the projection direction of the detection light L1. That is, the range indicated by halftone dots in the figure is the detectable range V. If the work does not exist in this range, the optical sensor 100 outputs non-detection information. Output distance information to one reflection point.
  • An operation button 150 is provided on one surface of the housing 101, and the operation button 150 receives an operation from the user.
  • a display panel 160 is provided on one surface of the housing 101, and the display panel 160 displays the determined inspection direction and the like, as will be described later.
  • a cable 103 is connected to a PLC or a PC as external devices, and transmits output signals to these devices.
  • the X-axis, Y-axis and Z-axis are defined as shown in the figure. In the following drawings, the same coordinate axes as in FIG. 1 are used to indicate the directions of the constituent elements shown in each drawing.
  • FIG. 2 is a system configuration diagram of the optical sensor 100.
  • the control system of the optical sensor 100 is mainly composed of a control section 110, a light emitting element 120, an optical axis adjusting element 130, a light receiving element 140, an operation button 150, a display panel 160, an input/output IF 170, and a storage section 180.
  • the control unit 110 is a processor (CPU: Central Processing Unit) that controls the optical sensor 100 and executes programs.
  • the control unit 110 may be configured to include an arithmetic processing chip such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) or a processing circuit that processes various electrical signals.
  • the control unit 110 executes a control program read from the storage unit 180 or given from an external device via the input/output IF 170 to perform various processes related to workpiece detection processing.
  • ASIC Application Specific Integrated Circuit
  • the light projecting element 120 is a laser diode that emits laser light in a wavelength band of visible light (eg, red light of 635 nm to 680 nm), and is controlled by the control unit 110 to a specific frequency (eg, 12 MHz) for detection. It emits light L1. Note that the light projecting element 120 is not limited to a laser diode that emits coherent light, and an element that emits incoherent light, such as an LED, may be used.
  • the optical axis adjustment element 130 is an element that adjusts the optical axis of the detection light L1 projected from the light projecting element 120, as described above.
  • a liquid crystal device is used that realizes deflection by applying a voltage to a liquid crystal cell to control on/off.
  • the liquid crystal device is formed by laminating a liquid crystal diffraction grating in which liquid crystal cells are arranged (for example, the journal "Optics” Vol. 30 No. 1: “Research Trends in Liquid Crystal Optical Devices” p.
  • This device incorporates a control circuit that controls the voltage applied to the liquid crystal cell so that the amount of deflection of the incident laser light can be controlled according to the signal.
  • a MEMS mirror, an optical phased array, an electro-optic crystal, or the like can be used as the optical axis adjustment element 130.
  • the light receiving element 140 is, for example, a CMOS sensor having photoelectric conversion pixels arranged two -dimensionally, converts the received detection light L2 into an electric signal, and transmits the electric signal to the control unit 110 .
  • the optical paths of the detection light L1 projected toward the workpiece and the detection light L2 received by the light receiving element 140 are shown separately, but they are actually the same optical path as shown in FIG .
  • a dichroic mirror is used to separate the optical path of the detection light L2 toward the light receiving element 140 from the optical path of the detection light L1.
  • the optical axis adjusting element 130 is accommodated in the housing 101 together with the light emitting element 120 and the light receiving element 140, it is necessary to provide a movable part outside the housing 101 for adjusting the optical axis of the detection light L1. There is no Therefore, since the housing 101 can be directly fixed to a structure associated with a manufacturing line, for example, the optical sensor 100 can be easily installed and is less susceptible to accidental contact by an operator.
  • the operation button 150 is an operation member that receives designation from the user, and may include, for example, an UP button, a DOWN button, a cross button, and the like.
  • the operation button 150 cooperates with the control unit 110 and functions as a reception unit that receives input of various items of the optical sensor 100 .
  • the operation member is not limited to the operation button, and may be another device such as a touch sensor.
  • the display panel 160 is, for example, a liquid crystal panel, and displays the setting state of the optical sensor 100, distance information as detection results, undetected information, and the like.
  • a device indicating the setting state of the optical sensor 100 an LED or the like may be provided.
  • the input/output IF 170 is an interface for exchanging information with an external device via the cable 103, and includes, for example, an Ethernet (registered trademark) unit and a LAN unit. Note that the input/output IF 170 is not limited to a wired connection via the cable 103, and may include a wireless connection unit compatible with a wireless LAN or Bluetooth (registered trademark).
  • the control unit 110 can also receive, via the input/output IF 170, operations performed by the user on the external operation panel and control signals output by the PLC, which is an external device. For example, when the user operates the operation panel to issue an instruction to start inspecting a workpiece, the input/output IF 170 functions as a reception unit that cooperates with the control unit 110 to receive an instruction to start inspection.
  • the storage unit 180 is a non-volatile storage medium, and is configured by flash memory, for example.
  • the storage unit 180 can store various parameter values, functions, lookup tables, etc. used for control and calculation, in addition to programs for executing control and processing of the optical sensor 100 .
  • the storage unit 180 also stores the initial detection distance detected at the start of the adjustment mode and the determined inspection direction of the detection light L1.
  • the control unit 110 also serves as a functional calculation unit that executes various calculations according to the processing instructed by the control program.
  • the control unit 110 can function as a light projection adjustment unit 111 and a distance calculation unit 112 .
  • the light projection adjustment unit 111 drives the optical axis adjustment element 130 to sequentially project the detection light L1 in a plurality of predetermined specific directions. A specific direction in which a detection result evaluated to be is obtained is recognized as the indicated direction, and the projection direction of the detection light L1 projected for inspection of the inspection workpiece is adjusted based on the recognized indicated direction.
  • the optical axis adjustment element 130 is driven so that the detection light L1 is projected in the inspection direction thus adjusted and determined.
  • the distance calculator 112 calculates the time difference between the projected detection light L1 and the received detection light L2 using, for example, the phase difference between the two , and converts it into the distance to the preliminary work or inspection work.
  • the control unit 110 can data-structure the calculation result of the distance calculation unit 112 and output it as distance information. Alternatively, when the light receiving element 140 does not receive the detection light L2, it is possible to output defined non - detection information.
  • the user switches the optical sensor 100 to the adjustment mode via the operation button 150 or the like, and performs adjustment work for determining the inspection direction to which the detection light L1 should be directed.
  • the procedure will be specifically described below.
  • FIG. 3A and 3B are diagrams for explaining the projection of the instruction lights IU , IR , ID , IL and the adjustment light LT onto the preliminary workpiece 210.
  • FIG. The optical sensor 100 is fixed to a structure associated with the production line toward an inspection position on the production line 300 .
  • the user places a preliminary workpiece 210, which is a preliminary object of the same type as the intended inspection object, on the production line 300 so that the target inspection point 211 is positioned around the inspection position.
  • the inspection point 211 only needs to be included in the deflectable range of the detection light L1, and the user can place the preliminary work 210 on the production line 300 at an approximate location without paying much attention. good.
  • the preliminary work 210 is desirably a standard product in which the inspection point 211 is determined to be good.
  • the inspection point 211 is the screw head of the hexagonal screw, and that the hexagonal screw is correctly tightened in the preliminary work 210 as well.
  • the user operates the operation button 150 or the like to switch the optical sensor 100 to the adjustment mode.
  • the optical sensor 100 sequentially and repeatedly executes the instruction projection lights IU , IR , ID , IL and the adjustment projection lights LT .
  • the adjustment projection light LT is adjustment target light projected toward a temporary inspection direction for determining the projection direction (inspection direction) of the detection light L1 for inspecting the inspection object.
  • the adjustment projection light LT is directed to the center of the deflectable range R, for example, when the adjustment mode is started.
  • the instruction lights IU , IR, ID , and IL are projected toward the four directions of the deflectable range R , respectively, in order to receive an instruction from the user to adjust the projection direction of the adjustment projection light LT . It is an indication detection light.
  • the instruction projection light IU is positioned at the midpoint of the upper boundary of the deflectable range R
  • the instruction projection light IR is positioned at the midpoint of the right side of the boundary of the deflectable range R.
  • the ID is projected toward the midpoint of the lower side of the boundary of the deflectable range R
  • the instruction light IL is projected toward the midpoint of the left side of the boundary of the deflectable range R, respectively.
  • the four directions of up, down, left, and right which are the ends of the adjustable range with respect to the center of the deflectable range R, are set.
  • the plurality of specific directions is not limited to this.
  • directions at the four corners of the boundary of the deflectable range R may be set, or eight directions may be set by adding the four directions of the present embodiment. .
  • the light projection adjustment unit 111 sequentially deflects the detection light L1 emitted from the light projecting element 120 so as to perform instruction light projection IU ⁇ instruction light projection IR ⁇ instruction light projection ID ⁇ instruction light projection IL ⁇ adjustment.
  • Light projection is repeated with light projection LT as one cycle. Specifically, the light is sequentially switched so that each projection continues for 0.01 seconds, for example. Since the detection light L 1 is visible light, the user can visually recognize the spots S U , S R , SP D , S L , and S T formed on the preliminary workpiece 210 by these light projections.
  • the adjustment projection light LT is arranged so that the spot SPT is positioned in the interior surrounded by the spots SPU , SPR , SPD , and SPL , particularly at the center of the interior surrounded. is preferably adjusted.
  • the user can intuitively grasp the roles of the instruction projection lights IU , IR , ID , and IL and the adjustment projection lights LT . Even if the SPT is moved, the deflection amount and deflection direction of the adjusted projection light LT can be easily grasped.
  • the light projection adjustment unit 111 distinguishes between the spot SPT of the adjusted projection light LT and the spots SPU , SPR , SPD, and SPL of the instruction light projections IU , IR , ID , and IL .
  • the modes of projection of adjustment light LT and instruction light IU , IR , ID , and IL are made different. Specifically, it is possible to cooperate with the control unit 110 to control the light projection of the light projecting element 120 to increase the emission intensity with respect to the adjusted projection light LT , or to blink the light. By making the modes of light projection different in this way, the user can easily recognize the roles of the respective light projections even though the detection light L1 is projected from one light projection element 120 .
  • the projection adjustment unit 111 causes the distance calculation unit 112 to calculate the distances for each of the instruction projections IU , IR , ID , and IL executed at the start.
  • the light projection adjustment unit 111 stores these calculation results in the storage unit 180 as the initial detection distances D U , D R , D D and D L .
  • FIG. 4 is a diagram for explaining an adjustment method for moving the adjustment projection light LT to the right.
  • the light projection adjustment unit 111 performs the command projection IU ⁇ command light projection IR ⁇ command light projection ID ⁇ command light projection IL ⁇
  • the projection of the adjusted projection light LT is repeated.
  • the distance calculation unit 112 calculates the detection distances for the command projection lights IU , IR , ID , and IL in synchronization with the respective light projections.
  • the distance calculation unit 112 calculates the distance D R ′ to the index finger for the instruction projection light I R .
  • the light projection adjustment unit 111 evaluates that the instruction light projection IR is blocked based on the comparison with the initial detection distance DR . Since the command projection light IR is projected toward the right side with respect to the center of the deflectable range R , the projection adjustment unit 111, based on the evaluation result, sets the adjusted projection light LT to the projection direction at that time. to the right by a preset amount of deflection.
  • the adjustment light LT is gradually deflected to the right and eventually reaches above the inspection point 211 . The user withdraws the index finger from the optical path of the instruction light IR at the right timing.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining an adjustment method for moving the adjustment projection light LT downward. 4, for example, when the user sticks his or her index finger into the optical path of the instruction light ID as shown in FIG. 4, the spot SPD is formed on the user's index finger , , the distance D D ′ to the index finger is calculated.
  • the light projection adjustment unit 111 evaluates that the instruction light projection ID is blocked from comparison with the initial detection distance DD . Since the commanded light ID is projected downward with respect to the center of the deflectable range R, the light projection adjustment unit 111 determines the adjusted light projection LT from the evaluation result as the projected light at that time. The direction is deflected downward by a preset amount of deflection. When the user sticks his or her index finger into the optical path of the instruction light ID for a while, the adjustment light LT is gradually deflected downward and eventually reaches the inspection point 211 . The user withdraws the index finger from the optical path of the pointing light ID at the right timing.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining a determination method for determining the projection direction of the adjustment projection light LT to be the inspection direction.
  • the user determines the projection direction as the inspection direction. Specifically, for example, as shown in the figure, the confirm button of the operation buttons 150 is pressed to confirm.
  • the projection adjustment unit 111 stores the direction coordinates (x T , y T ) indicating the inspection direction in the storage unit 180 .
  • the light projection adjustment unit 111 performs inspection light projection LC determined in a mode different from the light projection mode of adjustment light projection LT for a certain period of time.
  • control unit 110 it is possible to cooperate with the control unit 110 to control the light projection of the light projecting element 120 to increase the emission intensity with respect to the adjusted projection light LT , or to blink the light.
  • a highly visible spot SPC is formed at the inspection location 211, and the user can confirm the location to be inspected. Once the inspection direction is determined in this way, the user can repeatedly loosen or tighten the mounting device while checking the spot of the detection light even when detecting a detection target relatively far from the optical sensor 100 . It is possible to omit complicated work such as
  • FIG. 7 is a diagram showing how an inspection workpiece 290, which is an object to be inspected, is inspected.
  • the user removes the spare work 210 and operates the manufacturing line 300 so that the target inspection works 290 flow sequentially.
  • the light projection adjustment unit 111 reads the direction coordinates (x T , y T ) stored in the storage unit 180 and fixes the projection direction of the inspection light L C to that direction.
  • the control unit 110 emits the inspection light LC every time the workpiece 290 to be inspected reaches a specified position on the production line 300 to execute detection processing, and outputs the detection result to an external device.
  • the hexagonal screw is correctly tightened in a certain workpiece 290a to be inspected, and the optical sensor 100 outputs the distance Da to the external device as the detected distance at the inspection point 291a.
  • the external device confirms that the distance Da is included in the allowable range, and determines "pass”.
  • the hexagon screw is floating due to insufficient tightening of the next work 290b to be inspected, and the optical sensor 100 outputs the distance Db to the external device as the detection distance at the inspection location 291b .
  • the external device confirms that the distance Db is not included in the allowable range, and determines "fail". In this manner, the optical sensor 100 can be used to determine whether the workpiece 290 to be inspected is good or bad.
  • the optical sensor 100 may make pass/fail judgment and output the result to an external device.
  • FIG. 8 is a diagram showing, as a first modified example, how the projection direction of the instruction light is automatically adjusted according to the shape of the preliminary work 220 that is the object.
  • the projection directions of the instruction lights IU , IR, ID , and IL are set at the ends (boundaries) of the deflectable range R.
  • the light receiving element 140 cannot detect the detection light L2, which is the reflected light, and the distance calculation section 112 outputs the result of distance not calculated.
  • the user cannot visually recognize in which direction the instruction light is projected, and it is difficult to block such instruction light.
  • the light projection adjustment unit 111 performs adjustment to gradually move the light projection direction toward the inside of the deflectable range R for the instructed light projection for which the distance was not calculated. Specifically, for example, as shown in the figure, when a result of distance non-calculation is obtained for the initial instruction light projection IU , the light projection adjustment unit 111 causes the instruction light projection IU to be deflected by the preset deflection. Deflect downward by the amount. In this case, the downward direction for the pointing light IU is the center direction of the deflectable range R. If the result of distance non-calculation is obtained again after the deflection, the instruction projection light IU is further deflected downward by a preset deflection amount. Such processing is repeated until the spot SU is formed on the preliminary work 210, and when the distance detection is successful, the adjustment of the projection direction of the instruction light IU is completed.
  • the distance calculator 112 can calculate the initial detection distance DU , and the user can recognize the optical path of the instruction light IU .
  • the instruction lights I R , I D , and IL when the result of the distance calculation is not obtained, the light projection direction is gradually deflected toward the center of the deflectable range R, thereby automatically perform reconciliation.
  • the direction of deflection does not have to be the center direction of the deflectable range R.
  • the instruction light beams other than the instruction light beams for which the distance calculation result is not obtained are also deflected so that the respective instruction light beams maintain the relative relationship in the vertical and horizontal directions and form a spot on the preliminary work 210 . good too.
  • any pointing light can form a spot on the preliminary work 210, so that the user can easily find the optical path of each pointing light and give direction instructions. .
  • FIG. 9 is a diagram showing, as a second modified example, how the projection direction of the instruction light is automatically adjusted according to the distance of the preliminary work 210, which is the object.
  • the deflectable range R increases as the distance from the optical sensor 100 increases. Therefore, when the production line 300 is far from the optical sensor 100, the deflectable range R becomes large with respect to the object. The distance cannot be calculated in many cases. Moreover, even if the distance can be calculated, the intervals between the spots formed by the respective spots are widened, making it difficult for the user to perform the operation of blocking the respective optical paths.
  • the light projection adjustment unit 111 adjusts each light projection based on the distance to the backup work 210 detected by at least one of the instruction light projections IU , IR , ID , and IL or the adjustment light projection LT . Adjust direction. For example, when the distance DP is detected by the spot SPT formed by the adjusted projection light LT as shown in the figure, the instruction projection frame S is determined according to the size predetermined for the distance DP . Then, the projection directions of the instruction lights IU , IR , ID , and IL are adjusted so as to match the directions of the instruction light projection frame S in the vertical and horizontal directions.
  • the respective spots on the preliminary work 210 are appropriately aligned. can be expected to be formed at regular intervals. It becomes easier for the user to perform the operation of blocking each optical path.
  • the example of FIG. 8 is applied to the instruction light projection, and The light projection direction may be adjusted.
  • FIG. 10 is a diagram showing a third modified example in which boundary light projections P a , P b , P c , and P d are performed in addition to instruction light projections I U , IR , I D , and IL. be.
  • the light projection adjustment unit 111 provides instruction light projection boundaries for indicating the adjustable range separately from the instruction light projection IU , IR , ID , and IL for receiving the movement instruction of the adjustment light projection LT .
  • Light projections P a , P b , P c , P d are further performed.
  • the boundary projection lights P a , P b , P c , and P d that are projected toward the four corners of the deflectable range R are projected onto the surface of the preliminary work 230 .
  • Spots SP a , SP b , SP c , SP d can be formed.
  • the user can recognize the range in which the adjusted projected light LT can be moved.
  • the light projection adjustment unit 111 sequentially deflects the detection light L1 emitted from the light projecting element 120, for example, the instruction light projection IU ⁇ the instruction light projection IR ⁇ the instruction light projection ID ⁇ the instruction light projection IL.
  • ⁇ Adjustment light projection L T ⁇ Boundary light projection P a ⁇ Boundary light projection Pb ⁇ Boundary light projection Pc ⁇ Boundary light projection Pd is repeated as one cycle.
  • the frequency of boundary light projection may be reduced, for example, by making the frequency of boundary light projection half the frequency of instruction light projection. Further, the emission intensity of the boundary light emission may be lowered or the lighting time may be shortened with respect to the instruction light emission.
  • boundary projection When boundary projection is performed in this manner, the user can easily perform adjustment when moving the adjustment projection light LT beyond the instruction projection frame S.
  • FIG. For example, as shown in the figure, this is convenient when the adjustment projection light LT is moved to an inspection point 231 existing outside the instruction projection frame S.
  • FIG. 11 is a diagram for explaining another instruction method for moving the adjustment projection light LT as a fourth modification.
  • the user was made to recognize the pointing direction by blocking one of the projecting light beams, but in the fourth modified example, each of the projecting light beams is continuously blocked, The direction indication is recognized by the order of blocking.
  • FIGS. 11(A) to 11(C) are diagrams showing how one of the instruction light projections is blocked in order as time elapses.
  • FIG. 11(A) shows how the instruction light IU is blocked at the initial stage.
  • FIG. 11(B) shows how the palm blocks the instruction light IU as well as the instruction light I R and IL .
  • FIG. 11C shows a state in which the IR is also blocked at the same time.
  • the adjustment projection light LT is deflected to the right by a preset deflection amount.
  • recognition of the indicated direction is stopped for a preset set time (for example, 1 second). Once the user shakes the palm to recognize the pointing direction, the user returns the palm to the initial position while recognition of the pointing direction is stopped.
  • FIG. 12 is a diagram for explaining another determination method for determining the projection direction of the adjustment projection light LT to be the inspection direction as a fifth modification.
  • This modified example is compatible with the fourth modified example, but is not limited to this, and can be combined with any of the previous embodiments.
  • the user operates the operation button 150 to confirm the projection direction as the inspection direction.
  • the user blocks all of the instruction projection lights IU , IR , ID , and IL at the same time as shown in the figure. , the light projection direction is determined as the inspection direction.
  • the light projection adjustment unit 111 determines the adjusted projection light L at that point in time.
  • the projection direction of T is fixed to the inspection direction. That is, the direction coordinates (x T , y T ) indicating the inspection direction are stored in the storage unit 180 . In this way, if the confirmation instruction is accepted following the direction instruction, the user does not need to operate the operation button 150 of the optical sensor 100 to issue the confirmation instruction, so that an improvement in workability can be expected. .
  • the method of detecting the definite instruction is not limited to the method of detecting that all of the instruction projection lights IU , IR , ID , and IL are blocked at the same time, and various other methods can be adopted. .
  • the adjusted projection light LT at that time is projected.
  • the direction may be determined to be the inspection direction.
  • the confirmation light emission for accepting the confirmation instruction may be performed.
  • the projection direction of the adjustment projection light LT at that time is determined to be the inspection direction.
  • the determined light projection is preferably performed in a direction away from the direction of the instruction light projection.
  • FIG. 13 is a diagram for explaining an adjustment method for directly determining the inspection direction without emitting adjustment light LT as a sixth modification.
  • the instruction lights IU , IR , ID , and IL are projected in four directions (or more) to receive the instruction to move the adjustment light LT . and detected that one of them was blocked and deflected stepwise in that direction.
  • the projection direction of the instruction light IM is set for each of the grid points defined in the deflectable range R.
  • the light projection adjustment unit 111 recognizes the projection direction of the instruction light IM for which the detection result is evaluated as being the closest and blocked as the instruction direction, and immediately changes the instruction direction to the inspection direction. Determined as
  • the light projection adjustment unit 111 drives the optical axis adjustment element 130 so that the lattice points set in the deflection range R are linearly drawn from the upper left to the lower right. In this manner, the detection light L1 is sequentially deflected and projected.
  • Each projection for a grid point is designated as an instruction projection IM .
  • the light projection adjustment unit 111 recognizes the instruction projection light IM as the instruction direction, and determines it as the inspection direction for inspecting the inspection object.
  • FIG. 13( B ) shows how the determined inspection light LC is projected for a certain period of time in a mode different from the light projection mode of the instruction light IM .
  • the control unit 110 it is possible to cooperate with the control unit 110 to control the light projection of the light projecting element 120 to increase the emission intensity with respect to the adjusted projection light LT , or to blink the light.
  • the projection direction of the instruction light IM is set for each of the lattice points defined in the deflection range R, but the setting of the projection direction of the instruction light IM is limited to this. do not have.
  • the projection direction of the instruction light IM may be set for each of a plurality of discrete points defined so as to cover at least a part of the deflectable range R.
  • FIG. 14 is a flowchart for explaining the processing procedure of the control unit 110. As shown in FIG. The flow starts when the adjustment mode is selected with the optical sensor 100 fixed to a structure associated with the production line 300 and the preliminary workpiece 210 placed on the production line 300 .
  • step S101 the light projection adjustment unit 111 performs instruction projection IU toward the upper side of the boundary of the deflectable range R ⁇ instruction projection I R toward the right side of the boundary ⁇ instruction projection I D toward the lower side of the boundary ⁇ boundary.
  • the instruction light IL directed toward the left side is sequentially projected, and the distance calculation unit 112 calculates the distance to each of them.
  • the light projection adjustment unit 111 stores these calculation results in the storage unit 180 as the initial detection distances D U , D R , D D and D L .
  • step S102 the process proceeds to step S102 , and the light projection adjustment unit 111 sequentially executes the instruction projection IU , the instruction projection IR, the instruction projection ID , and the instruction projection IL.
  • step S103 it is determined whether or not any instruction light has been blocked.
  • the detection distances D U ', D R ', D D ', and D L ' calculated for the respective light projections are the threshold values from the initial detection distances D U , D R , D D , and D L . It is determined whether or not it has been blocked by whether or not the length has shortened beyond .
  • step S104 the light projection adjustment unit 111 projects the adjusted projection light LT in the same direction as the previous time, and the process proceeds to step S106.
  • step S106 the light projection adjustment unit 111 updates the orientation of the adjusted projection light LT in the direction indicated by the blocked instruction light projection, and proceeds to step S106.
  • step S ⁇ b>106 the light projection adjustment unit 111 confirms whether or not a confirmation instruction has been received via the operation button 150 . If no confirmation instruction has been received, the process returns to step S102 to continue the adjustment mode. If the confirmation instruction is accepted, the projection direction of the adjustment projection light LT at that time is confirmed as the inspection direction, the direction coordinates (x T , y T ) indicating the inspection direction are stored in the storage unit 180, and the adjustment mode is entered. , and proceeds to step S107.
  • the control unit 110 Upon receiving the inspection start instruction in step S107, the control unit 110 reads the direction coordinates (x T , y T ) stored in the storage unit 180 and fixes the projection direction of the inspection light L C to that direction. . Then, in step S108 , the inspection light LC is emitted every time the workpiece 290 to be inspected reaches a specified position on the production line 300, the detection process is executed, and the detection result is output to an external device. When the inspection of the planned number of works flowing on the production line 300 is completed, the series of processes is completed.
  • the optical sensor 100 described above is not limited to the ToF sensor that detects distance information by measuring the round-trip time of the detected light.
  • a triangulation sensor that detects distance information may be used.
  • a lookup table that associates the measurement distance with the projection direction of the detection light L1 and the light reception position of the detection light L2 should be prepared in advance.
  • distance information can be generated as a detection result.
  • detection of distance information for judging the quality of an object to be inspected has been described, but the usage of the output distance information is not limited to the quality judgment. For example, it is conceivable to use a characteristic partial shape as an inspection object and detect the distance to determine the type of the inspection object.
  • a light projecting element (120) that projects detection light (L 1 ) that is visible light
  • an optical axis adjusting element (130) for adjusting an optical axis of the detection light (L 1 ) projected from the light projecting element (120);
  • a light receiving element (140) that receives the detection light (L 2 ) reflected by the object and outputs a detection signal;
  • the detection light is projected for inspection of the inspection object (290) by recognizing the specific direction in which the detection result evaluated as being blocked (L 1 ) is obtained as the pointing direction.
  • An optical sensor (100) comprising a light projection adjustment section (111) that adjusts based on the indicated direction that has been recognized.
  • DESCRIPTION OF SYMBOLS 100... Optical sensor, 101... Housing, 102... Transmission window, 103... Cable, 110... Control part, 111... Light emission adjustment part, 112... Distance calculation part, 120... Light emission element, 130... Optical axis adjustment element , 140... light receiving element, 150... operation button, 160... display panel, 170... input/output IF, 180... storage section, 210, 220, 230... preliminary work, 211, 231... inspection location, 290, 290a, 290b... inspection Workpiece 291a, 291b Inspection point 300 Production line

Landscapes

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Abstract

光学式センサは、可視光である検出光を投光する投光素子と、投光素子から投光された検出光の光軸を調整する光軸調整素子と、対象物で反射した検出光を受光して検出信号を出力する受光素子と、光軸調整素子を駆動することにより検出光を予め設定された複数の特定方向へ順次投光して得た検出信号に基づく検出結果のうち、検出光が遮られたと評価される検出結果が得られた特定方向を指示方向と認識し、認識した指示方向に基づいて検査対象物の検査のために投光する検出光の投光方向を調整する投光調整部とを備える。このような光学式センサであれば、比較的遠くの検出対象物を検出する場合であっても、煩雑な光軸調整作業を必要としない。

Description

光学式センサ、光学式センサの制御方法及び光学式センサの制御プログラム
　本発明は、光学式センサ、光学式センサの制御方法及び光学式センサの制御プログラムに関する。
　検査対象物の有無や距離を検出する光学式センサが知られている。例えば、特許文献１には、検査対象物へ投光された検出光が反射して戻ってくるまでの時間を測定することにより距離を検出するＴｏＦ（Ｔｉｍｅ　ｏｆ　Ｆｌｉｇｈｔ）センサが開示されている。
特開２０１７－５３７６９号公報
　光学式センサは、製造ラインに設置され、製造ラインを流れる部品の特徴的な形状部分を測定して当該物品の品種や良否を判別することに利用されることがある。このように利用される場合に、光学式センサは製造ライン３００に付随する構造物に取り付けられることが多いが、必ずしも検査対象物の近くに取り付けることができるとは限らない。そこで、近年においては検出レンジが数ｍにも達する広レンジタイプの光学式センサも開発されている。しかし、広レンジタイプの光学式センサは、取付け時にわずかでも角度誤差が生じると、検査対象物のターゲットとする箇所から検出光が外れてしまう。取付器具を介して光学式センサを取り付ける場合には検出光の厳密な光軸調整が難しく、作業者は検出光のスポットを確認しつつ取付器具を緩めたり締め付けたりするという煩雑な作業を行う必要があった。
　本発明は、このような問題を解決するためになされたものであり、比較的遠くの検出対象物を検出する場合であっても、煩雑な光軸調整作業を必要としない光学式センサ等を提供するものである。
　本発明の第１の態様における光学式センサは、可視光である検出光を投光する投光素子と、投光素子から投光された検出光の光軸を調整する光軸調整素子と、対象物で反射した検出光を受光して検出信号を出力する受光素子と、光軸調整素子を駆動することにより検出光を予め設定された複数の特定方向へ順次投光して得た検出信号に基づく検出結果のうち、検出光が遮られたと評価される検出結果が得られた特定方向を指示方向と認識し、認識した指示方向に基づいて検査対象物の検査のために投光する検出光の投光方向を調整する投光調整部とを備える。このように構成された光学式センサによれば、ユーザは、例えば指先で特定方向への検出光を遮るだけで、検査対象物の検査のために投光する検出光の投光方向を指示できるので、光学式センサの向きを調整し直すなどの手間が省け、作業性の向上を図ることができる。
　上記の光学式センサにおいて、投光調整部は、複数の特定方向に加え、その時点で設定されている投光方向を１サイクルとして順次投光し、複数の特定方向へ投光する場合と投光方向へ投光する場合で、投光の態様を異ならせてもよい。このように投光の態様を異ならせることにより、ユーザは、一つの投光素子から投光されるそれぞれの検出光の役割を容易に認識することができる。
　上記の光学式センサにおいて、複数の特定方向のそれぞれは、光軸調整素子によって調整可能な範囲の端に設定されているとよい。このように調整可能な範囲の端に設定されることにより、ユーザは、検査対象物の検査のために投光する検出光をどの範囲で調整できるかを容易に認識することができる。
　上記の光学式センサにおいて、投光調整部は、予め設定された複数の特定方向のうち反射した検出信号を受光素子で検出できない特定方向が存在する場合には、その特定方向を検出信号が検出できる方向へ移動させるようにしてもよい。このように特定方向を移動させれば、いずれの特定方向への検出光も対象物にスポットを形成するので、ユーザは、特定方向への検出光の光軸を発見しやすく、方向指示を与えやすい。
　上記の光学式センサにおいて、投光調整部は、予め設定された複数の特定方向の少なくともいずれか又は前記投光方向で検出された対象物までの距離に基づいて複数の特定方向を移動させるようにしてもよい。このように移動させることにより、光学式センサからの距離によらず特定方向の検出光の間隔を適度に保つことができるので、ユーザは方向指示を与えやすい。このとき、投光調整部は、複数の特定方向が光軸調整素子によって調整可能な範囲の端でない場合には、範囲を示すために端方向への投光を行うようにしてもよい。このように端方向への投光を行うことにより、ユーザは、検査対象物の検査のために投光する検出光をどの範囲で調整できるかを容易に認識することができる。
　上記の光学式センサにおいて、投光調整部は、複数の特定方向のそれぞれにおいて投光した検出光のうちの２つ以上の特定方向に対する検出光が連続して順次遮られたと評価される検出結果が得られた場合には、当該２つ以上の特定方向の遮られた順番に基づいて検査対象物の検査のために投光する検出光の投光方向を調整するようにしてもよい。このような態様によっても、ユーザは、直感的かつ容易に方向指示を与えることができる。このとき、投光調整部は、遮られた順番に基づいて当該投光方向を調整した場合は、予め設定された設定時間の間、当該投光方向の調整を停止するとよい。このような停止期間を設けることにより、ユーザの手が往復することによる誤検出を防ぐことができる。
　上記の光学式センサにおいて、投光調整部は、複数の特定方向へ順次投光して得た検出結果のすべてが検出光が遮られたと評価される検出結果であった場合に、投光方向を確定させてもよい。このように方向指示に連続して確定指示を受け付けるようにすれば、ユーザは、確定指示をするために光学式センサを操作する必要がないので、作業性の向上が見込める。
　上記の光学式センサにおいて、投光調整部は、複数の特定方向へ順次投光して得た検出結果のうち予め設定された組み合わせの検出光がいずれも遮られたと評価される検出結果であった場合に、投光方向を確定させてもよい。また、投光調整部は、確定指示を受け付けるための確定投光として検出光を投光し、確定投光の検出光が遮られたと評価される検出結果であった場合に、投光方向を確定させてもよい。このような態様であっても、ユーザは、確定指示をするために光学式センサを操作する必要がないので、作業性の向上が見込める。
　上記の光学式センサにおいて、複数の特定方向は、光軸調整素子によって調整可能な範囲の少なくとも一部の範囲を覆うように規定された複数の離散点のそれぞれに対して設定され、投光調整部は、検出光が最も至近で遮られたと評価される検出結果が得られた特定方向を指示方向と認識し、当該投光方向を指示方向として確定してもよい。このような指示方式であれば、より直接的に投光方向を指示できる。
　本発明の第２の態様における光学式センサの制御方法は、検出光を投光する投光素子と、投光素子から投光された検出光の光軸を調整する光軸調整素子と、対象物で反射した検出光を受光して検出信号を出力する受光素子とを備える光学式センサの制御方法であって、光軸調整素子を駆動することにより検出光を予め設定された複数の特定方向へ順次投光する投光ステップと、投光ステップで複数の特定方向へそれぞれ投光して得た検出信号に基づく検出結果のうち、検出光が遮られたと評価される検出結果が得られた特定方向を指示方向と認識する認識ステップと、認識ステップで認識された指示方向に基づいて検査対象物の検査のために投光する検出光の投光方向を調整する調整ステップとを有する。
　また、本発明の第３の態様における光学式センサの制御プログラムは、検出光を投光する投光素子と、投光素子から投光された検出光の光軸を調整する光軸調整素子と、対象物で反射した検出光を受光して検出信号を出力する受光素子とを備える光学式センサの制御プログラムであって、光軸調整素子を駆動することにより検出光を予め設定された複数の特定方向へ順次投光する投光ステップと、投光ステップで複数の特定方向へそれぞれ投光して得た検出信号に基づく検出結果のうち、検出光が遮られたと評価される検出結果が得られた特定方向を指示方向と認識する認識ステップと、認識ステップで認識された指示方向に基づいて検査対象物の検査のために投光する検出光の投光方向を調整する調整ステップとをコンピュータに実行させる。
　このような第２、第３の態様であっても、第１の態様と同様に、検査対象物の検査のために投光する検出光の投光方向を容易に指示できるので、光学式センサの向きを調整し直すなどの手間が省け、作業性の向上を図ることができる。
　本発明により、比較的遠くの検出対象物を検出する場合であっても、煩雑な光軸調整作業を必要としない光学式センサ等を提供することができる。
光学式センサの外観斜視図である。 光学式センサのシステム構成図である。 予備ワークに対する指示投光と調整投光の投光を説明する図である。 調整投光を右方向へ移動させる場合の調整方法を説明する図である。 調整投光を下方向へ移動させる場合の調整方法を説明する図である。 調整投光の投光方向を検査方向に確定する確定方法を説明する図である。 検査対象物を検査する様子を示す図である。 対象物の形状に応じて指示投光の投光方向を自動調整する様子を示す図である。 対象物の距離に応じて指示投光の投光方向を自動調整する様子を示す図である。 指示投光に加えて境界投光を行う様子を示す図である。 調整投光を移動させる他の指示手法を説明する図である。 調整投光の投光方向を検査方向に確定する他の確定方法を説明する図である。 調整投光の投光を行うことなく直接的に検査方向を確定する調整手法を説明する図である。 制御部の処理手順を説明するフロー図である。
　以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、特許請求の範囲に係る発明を以下の実施形態に限定するものではない。また、実施形態で説明する構成の全てが課題を解決するための手段として必須であるとは限らない。
　図１は、光学式センサ１００の外観斜視図である。本実施形態に係る光学式センサ１００は、検査対象物であるワークの部分形状の有無や特定箇所までの距離等を検出するセンサであり、例えば工場の製造ラインなどに設置されて利用される。光学式センサ１００は、検出光Ｌ１をワークへ向けて投光し、ワークで反射して戻ってくる検出光Ｌ２を受光する。以下に説明する光学式センサ１００は、特に検出光の往復時間を計測することにより距離情報を検出するＴｏＦセンサである。光学式センサ１００は、検出光Ｌ２を受光できない場合にはワークが検出されない旨の未検出情報を出力し、検出光Ｌ２を受光できた場合には距離情報を出力する。
　検出光Ｌ１は、筐体１０１の一面に設けられた透過窓１０２を透過して投光される。詳細については後述するが、光学式センサ１００は、投光素子から投光された検出光Ｌ１の投光方向を調整する光軸調整素子を備える。光軸調整素子は、所定ピッチで直交する２軸方向（図示するＸ軸方向とＹ軸方向）へ、検出光Ｌ１の光軸を偏向することができる。具体的には、図示するように偏向可能範囲Ｒ内のドットで示す任意の方向（ｘｍ，ｙｎ）へ検出光Ｌ１の光軸を一致させることができる。
　また、光学式センサ１００は、検出光Ｌ１の投光方向に沿ってＤｎからＤｆの範囲で距離を検出することができる。すなわち、図の網点で示す範囲が検出可能範囲Ｖであり、光学式センサ１００は、この範囲にワークが存在しなければ未検出情報を出力し、この範囲にワークが存在すれば検出光Ｌ１の反射点までの距離情報を出力する。
　筐体１０１の一面には操作ボタン１５０が設けられており、操作ボタン１５０は、ユーザからの操作を受け付ける。また、筐体１０１の一面には表示パネル１６０が設けられており、表示パネル１６０は、後述するように、確定した検査方向等を表示する。ケーブル１０３は、外部機器であるＰＬＣやＰＣと接続され、出力信号をこれらの機器へ伝送する。なお、図示するようにＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸を定める。以後のいくつかの図面においても図１と同様の座標軸を併記することにより、それぞれの図面が表す構成要素の向きを示す。
　図２は、光学式センサ１００のシステム構成図である。光学式センサ１００の制御システムは、主に、制御部１１０、投光素子１２０、光軸調整素子１３０、受光素子１４０、操作ボタン１５０、表示パネル１６０、入出力ＩＦ１７０、記憶部１８０によって構成される。制御部１１０は、光学式センサ１００の制御とプログラムの実行処理を行うプロセッサ（ＣＰＵ：Central Processing Unit）である。制御部１１０は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等の演算処理チップや、各種電気信号を処理する処理回路を含む構成であってもよい。制御部１１０は、記憶部１８０から読み出される、あるいは入出力ＩＦ１７０を介して外部機器から与えられる制御プログラムを実行して、ワークの検出処理に関する様々な処理を実行する。
　投光素子１２０は、可視光である波長帯域のレーザ光（例えば６３５ｎｍ～６８０ｎｍの赤色光）を出射するレーザダイオードであり、制御部１１０の制御により特定の周波数（例えば１２ＭＨｚ）に変調された検出光Ｌ１を出射する。なお、投光素子１２０は、コヒーレント光を出射するレーザダイオードに限らず、ＬＥＤなどのインコヒーレント光を出射する素子を用いてもよい。
　光軸調整素子１３０は、上述のように、投光素子１２０から投光された検出光Ｌ１の光軸を調整する素子である。本実施形態においては、光軸調整素子１３０として、液晶セルに電圧を加えてオン／オフを制御することにより偏向を実現する液晶デバイスを利用する。液晶デバイスは、具体的には、液晶セルが配列された液晶回折格子（例えば、会誌「光学」30巻1号：「液晶光学デバイスの研究動向」第６頁）を積層し、入力された制御信号に応じて入射されたレーザ光の偏向量を制御できるように液晶セルに印加する電圧を制御する制御回路を組み込んだデバイスである。また、光軸調整素子１３０としては、他にも、ＭＥＭＳミラー、光フェーズドアレイ、電気光学結晶などを利用することができる。
　受光素子１４０は、二次元状に配列された光電変換画素を有する例えばＣＭＯＳセンサであり、受光した検出光Ｌ２を電気信号に変換して制御部１１０へ送信する。なお、図においてはワークへ向けて投光される検出光Ｌ１と、受光素子１４０で受光する検出光Ｌ２の光路を分けて示すが、実際には図１に示すように同一光路であり、例えばダイクロイックミラーを用いて受光素子１４０へ向かう検出光Ｌ２の光路を検出光Ｌ１の光路から分離する。また、光軸調整素子１３０は、投光素子１２０及び受光素子１４０と共に筐体１０１内に収容されているので、筐体１０１の外に検出光Ｌ１の光軸を調整する可動部を設ける必要がない。したがって、筐体１０１を例えば製造ラインに付随する構造物に直接的に固定できるので、光学式センサ１００の設置がしやすく、また作業者による不用意な接触等の影響も受けにくい。
　操作ボタン１５０は、ユーザからの指定を受け付ける操作部材であり、例えば、ＵＰボタンとＤＯＷＮボタン、十字ボタンなどが含まれていてもよい。操作ボタン１５０は、制御部１１０と協働して、光学式センサ１００の各種項目の入力を受け付ける受付部としての機能を担う。なお、操作部材としては操作ボタンに限らず、タッチセンサなど他のデバイスであってもよい。
　表示パネル１６０は、例えば液晶パネルであり、光学式センサ１００の設定状態、検出結果としての距離情報や未検出情報などが表示される。なお、光学式センサ１００の設定状態を示すデバイスとしては、ＬＥＤなどが設けられていてもよい。入出力ＩＦ１７０は、ケーブル１０３を介して外部機器と情報の授受を行うためのインタフェースであり、例えばＥｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）ユニットやＬＡＮユニットを含む。なお、入出力ＩＦ１７０としては、ケーブル１０３を介した有線接続に限らず、無線ＬＡＮやＢｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）に対応する無線の接続ユニットを含んでもよい。
　制御部１１０は、外部の操作盤に対してユーザが行った操作や外部機器であるＰＬＣが出力する制御信号を、入出力ＩＦ１７０を介して受け付けることもできる。例えば、ユーザが操作盤を操作してワークの検査を開始する指示を行う場合には、入出力ＩＦ１７０は、制御部１１０と協働して検査開始の指示を受け付ける受付部としての機能を担う。
　記憶部１８０は、不揮発性の記憶媒体であり、例えばフラッシュメモリによって構成されている。記憶部１８０は、光学式センサ１００の制御や処理を実行するプログラムの他にも、制御や演算に用いられる様々なパラメータ値、関数、ルックアップテーブル等を記憶し得る。また、記憶部１８０は、調整モードの開始時に検出された初期検出距離や、検出光Ｌ１の確定された検査方向を記憶する。
　制御部１１０は、制御プログラムが指示する処理に応じて様々な演算を実行する機能演算部としての役割も担う。制御部１１０は、投光調整部１１１、距離演算部１１２として機能し得る。投光調整部１１１は、光軸調整素子１３０を駆動することにより検出光Ｌ１を予め設定された複数の特定方向へ順次投光して得た検出結果のうち、検出光Ｌ１が遮られたと評価される検出結果が得られた特定方向を指示方向と認識し、検査ワークの検査のために投光する検出光Ｌ１の投光方向を認識した当該指示方向に基づいて調整する。また、検査ワークの検査時には、そのように調整され確定された検査方向へ検出光Ｌ１が投光されるように光軸調整素子１３０を駆動する。距離演算部１１２は、投光した検出光Ｌ１と、受光した検出光Ｌ２の時間差を例えば両者の位相差を用いて演算し、予備ワークあるいは検査ワークまでの距離に変換する。制御部１１０は、距離演算部１１２の演算結果をデータ構造化し、距離情報として出力することができる。あるいは、受光素子１４０が検出光Ｌ２を受光しない場合には、規定された未検出情報を出力することができる。
　ユーザは、操作ボタン１５０等を介して光学式センサ１００を調整モードに切り替え、検出光Ｌ１が向けられるべき検査方向を確定させるための調整作業を行う。以下にその手順を具体的に説明する。
　図３は、予備ワーク２１０に対する指示投光ＩＵ、ＩＲ、ＩＤ、ＩＬと調整投光ＬＴの投光を説明する図である。光学式センサ１００は、製造ライン３００上の検査位置辺りに向けて、製造ラインに付随する構造物に固定されている。ユーザは、予定している検査対象物と同一種類の予備対象物である予備ワーク２１０を、ターゲットとする検査箇所２１１が検査位置辺りに位置するように、製造ライン３００上に載置する。ここで、検査箇所２１１は検出光Ｌ１の偏向可能範囲に含まれていればよく、ユーザは、それ程の注意を払うことなくおよその場所に予備ワーク２１０を製造ライン３００上に載置すればよい。
　なお、予備ワーク２１０は、検査箇所２１１が良好と判定される状態の、基準品であることが望ましい。本実施例においては、製造ライン３００上を順番に流されるそれぞれのワークに六角ネジが良好に締結されていることを検査する場合を想定する。この場合、検査箇所２１１は六角ネジのネジ頭であり、予備ワーク２１０においても六角ネジが正しく締結されている状態であることが望ましい。
　このように光学式センサ１００と予備ワーク２１０が設置された状態で、ユーザは、操作ボタン１５０等を操作して光学式センサ１００を調整モードに切り替える。光学式センサ１００は、調整モードに切り替えられると、指示投光ＩＵ、ＩＲ、ＩＤ、ＩＬと調整投光ＬＴを順次かつ繰り返し実行する。調整投光ＬＴは、検査対象物を検査する検出光Ｌ１の投光方向（検査方向）を確定するための、仮の検査方向へ向けて投光された調整対象光である。調整投光ＬＴは、調整モード開始時においては、例えば偏向可能範囲Ｒの中心に向けられる。
　指示投光ＩＵ、ＩＲ、ＩＤ、ＩＬは、ユーザから調整投光ＬＴの投光方向を調整する指示を受け付けるために、それぞれ偏向可能範囲Ｒの四方へ向けて投光された指示検出光である。本実施例においては、図示するように、指示投光ＩＵは偏向可能範囲Ｒの境界上辺の中点に、指示投光ＩＲは偏向可能範囲Ｒの境界右辺の中点に、指示投光ＩＤは偏向可能範囲Ｒの境界下辺の中点に、指示投光ＩＬは偏向可能範囲Ｒの境界左辺の中点にそれぞれ向けて投光される。すなわち、本実施例においては、指示投光を投光する複数の特定方向として、偏向可能範囲Ｒの中心に対して、調整可能な範囲の端となる上下左右の４方向が設定されている。なお、複数の特定方向はこれに限らず、例えば偏向可能範囲Ｒの境界の四隅の方向を設定してもよいし、これに本実施例の４方向を加えた８方向を設定してもよい。
　投光調整部１１１は、投光素子１２０から発出された検出光Ｌ１を順次偏向して、指示投光ＩＵ→指示投光ＩＲ→指示投光ＩＤ→指示投光ＩＬ→調整投光ＬＴを１サイクルとする投光を繰り返す。具体的には、それぞれの投光が例えば０．０１秒継続するように、順次切り替える。検出光Ｌ１は可視光であるので、ユーザは、これらの投光が予備ワーク２１０上に形成するスポットＳＰＵ、ＳＰＲ、ＳＰＤ、ＳＰＬ、ＳＰＴを視認することができる。なお、調整モードの開始時においては、スポットＳＰＴがスポットＳＰＵ、ＳＰＲ、ＳＰＤ、ＳＰＬに囲まれた内部、特に囲まれた内部の中心に位置するように、調整投光ＬＴの投光方向が調整されるとよい。このように調整されると、ユーザは、指示投光ＩＵ、ＩＲ、ＩＤ、ＩＬと調整投光ＬＴの役割を直感的に把握することができ、また、その後の調整によってスポットＳＰＴが移動されても、調整投光ＬＴの偏向量や偏向方向を容易に把握することができる。
　ここで、投光調整部１１１は、調整投光ＬＴのスポットＳＰＴと指示投光ＩＵ、ＩＲ、ＩＤ、ＩＬのスポットＳＰＵ、ＳＰＲ、ＳＰＤ、ＳＰＬが区別されるように、調整投光ＬＴと指示投光ＩＵ、ＩＲ、ＩＤ、ＩＬの投光の態様を異ならせる。具体的には、制御部１１０と協働して投光素子１２０の投光を制御し、調整投光ＬＴに対して発光強度を上げたり、点滅させたりすることができる。このように投光の態様を異ならせることにより、ユーザは、一つの投光素子１２０から投光される検出光Ｌ１でありながら、それぞれの投光の役割を容易に認識することができる。
　投光調整部１１１は、調整モードが開始されると、開始時に実行された指示投光ＩＵ、ＩＲ、ＩＤ、ＩＬのそれぞれに対する距離を距離演算部１１２に演算させる。投光調整部１１１は、これらの演算結果を初期検出距離ＤＵ、ＤＲ、ＤＤ、ＤＬとして記憶部１８０に記憶する。
　図４は、調整投光ＬＴを右方向へ移動させる場合の調整方法を説明する図である。上述のように調整モードが開始されると、調整モードが終了するまで、投光調整部１１１は、指示投光ＩＵ→指示投光ＩＲ→指示投光ＩＤ→指示投光ＩＬ→調整投光ＬＴの投光を繰り返す。距離演算部１１２は、指示投光ＩＵ、ＩＲ、ＩＤ、ＩＬに対する検出距離をそれぞれの投光に同期して算出する。この状態でユーザが例えば図示するように人差指を指示投光ＩＲの光路中に突き出すと、スポットＳＰＲはユーザの人差指上に形成され、指示投光ＩＲは人差指に遮られ、それより後方（破線で示す）へは進行しない。距離演算部１１２は、指示投光ＩＲについて、人差指までの距離ＤＲ’を算出する。
　算出結果が投光調整部１１１へ引き渡されると、投光調整部１１１は、初期検出距離ＤＲとの比較から、指示投光ＩＲが遮られたと評価する。指示投光ＩＲは偏向可能範囲Ｒの中心に対して右側へ向けて投光されたものなので、投光調整部１１１は、その評価結果から、調整投光ＬＴをその時点における投光方向から右側へ、予め設定された偏向量だけ偏向させる。ユーザが人差指を指示投光ＩＲの光路中にしばらくの間突き出しておくと、調整投光ＬＴは、徐々に右側へ偏向され、やがて検査箇所２１１の上方まで到達する。ユーザは、タイミングを見計らって、人差指を指示投光ＩＲの光路から退避させる。
　図５は、調整投光ＬＴを下方向へ移動させる場合の調整方法を説明する図である。図４に続いて、ユーザが例えば図示するように人差指を指示投光ＩＤの光路中に突き出すと、スポットＳＰＤはユーザの人差指上に形成され、距離演算部１１２は、指示投光ＩＤについて、人差指までの距離ＤＤ’を算出する。
　算出結果が投光調整部１１１へ引き渡されると、投光調整部１１１は、初期検出距離ＤＤとの比較から、指示投光ＩＤが遮られたと評価する。指示投光ＩＤは偏向可能範囲Ｒの中心に対して下側へ向けて投光されたものなので、投光調整部１１１は、その評価結果から、調整投光ＬＴをその時点における投光方向から下側へ、予め設定された偏向量だけ偏向させる。ユーザが人差指を指示投光ＩＤの光路中にしばらくの間突き出しておくと、調整投光ＬＴは、徐々に下側へ偏向され、やがて検査箇所２１１まで到達する。ユーザは、タイミングを見計らって、人差指を指示投光ＩＤの光路から退避させる。
　図６は、調整投光ＬＴの投光方向を検査方向に確定する確定方法を説明する図である。ユーザは、上述のように調整投光ＬＴを検査箇所２１１まで到達させたら、その投光方向を検査方向として確定させる。具体的には、例えば図示するように操作ボタン１５０のうちの確定ボタンを押下して確定させる。その時点における調整投光ＬＴの投光方向が検査方向として確定されると、投光調整部１１１は、その検査方向示す方向座標（ｘＴ，ｙＴ）を記憶部１８０に記憶する。投光調整部１１１は、調整投光ＬＴの投光の態様とは異なる態様で確定された検査投光ＬＣを一定時間行う。具体的には、制御部１１０と協働して投光素子１２０の投光を制御し、調整投光ＬＴに対して発光強度を上げたり、点滅させたりすることができる。これにより、検査箇所２１１には視認性の高いスポットＳＰＣが形成され、ユーザは検査が実行される箇所を確認することができる。このように検査方向が確定されると、ユーザは、光学式センサ１００から比較的遠くの検出対象物を検出する場合であっても、検出光のスポットを確認しつつ取付器具を繰り返し緩めたり締め付けたりするといった煩雑な作業を省くことができる。
　図７は、検査対象物である検査ワーク２９０を検査する様子を示す図である。上述のように検査方向が確定すると、ユーザは、予備ワーク２１０を取り除き、対象となる検査ワーク２９０が順次流れるように製造ライン３００を稼働する。投光調整部１１１は、検査開始の指示を受け付けると、記憶部１８０に記憶された方向座標（ｘＴ，ｙＴ）を読み出して検査投光ＬＣの投光方向をその方向へ固定する。制御部１１０は、検査ワーク２９０が製造ライン３００上の規定位置に到達するたびに検査投光ＬＣを行って検出処理を実行させ、その検出結果を外部機器へ出力する。
　ここでは、単純に検査箇所２２１の検出距離を検出結果として出力する場合について説明する。図示するように、ある検査ワーク２９０ａにおいて六角ネジは正しく締結されており、光学式センサ１００は、検査箇所２９１ａにおける検出距離として距離Ｄａを外部機器へ出力する。外部機器は、距離Ｄａが許容範囲に含まれることを確認して「合格」と判定する。一方、次の検査ワーク２９０ｂにおいて六角ネジは締結が不十分で浮いており、光学式センサ１００は、検査箇所２９１ｂにおける検出距離として距離Ｄｂを外部機器へ出力する。外部機器は、距離Ｄｂが許容範囲に含まれないことを確認して「不合格」と判定する。このようにして、光学式センサ１００を用いて検査ワーク２９０の良／不良を判定することができる。なお、合格／不合格の判定を光学式センサ１００が行い、その結果を外部機器へ出力するようにしてもよい。
　次に、いくつかの変形例について説明する。図８は、１つ目の変形例として、対象物である予備ワーク２２０の形状に応じて指示投光の投光方向が自動調整される様子を示す図である。
　図３から図６を用いて説明した実施例においては、指示投光ＩＵ、ＩＲ、ＩＤ、ＩＬの投光方向は、偏向可能範囲Ｒの端（境界）に設定されていた。しかし、対象物の形状によっては指示投光が投光された箇所に反射面が存在せず、スポットを形成できない場合がある。そのような場合は、受光素子１４０は反射光である検出光Ｌ２を検出できず、距離演算部１１２は距離不算出の結果を出力する。また、ユーザはいずれの方向へ指示投光が行われているのか視認することができず、そのような指示投光を遮ることも難しい。
　そこで、投光調整部１１１は、距離不算出の結果であった指示投光に対して、その投光方向を偏向可能範囲Ｒの内側へ徐々に移動させる調整を実行する。具体的には、例えば図示するように初期の指示投光ＩＵに対して距離不算出の結果を得た場合には、投光調整部１１１は、指示投光ＩＵを予め設定された偏向量だけ下方へ偏向させる。この場合、指示投光ＩＵにとっての下方は、偏向可能範囲Ｒの中心方向である。偏向させた後も再び距離不算出の結果を得た場合には、更に指示投光ＩＵを予め設定された偏向量だけ下方へ偏向させる。このような処理を繰り返し、予備ワーク２１０上にスポットＳＰＵが形成され、距離検出に成功した時点で、指示投光ＩＵの投光方向の調整を終了する。
　このようにスポットＳＰＵが予備ワーク２１０上に形成されれば、距離演算部１１２は初期検出距離ＤＵを算出することができ、ユーザは指示投光ＩＵの光路を認識することができる。指示投光ＩＲ、ＩＤ、ＩＬについても同様に、距離不算出の結果を得た場合には、その投光方向を偏向可能範囲Ｒの中心方向へ向かって徐々に偏向することにより自動調整を実行する。
　なお、偏向させる方向は偏向可能範囲Ｒの中心方向でなくてもよい。また、それぞれの指示投光が上下左右の相対関係を保って予備ワーク２１０上にスポットを形成するように、距離不算出の結果を得た指示投光以外の指示投光も併せて偏向させてもよい。このように自動調整を実行すれば、いずれの指示投光も予備ワーク２１０上にスポットを形成することができるので、ユーザは、それぞれの指示投光の光路を発見しやすく、方向指示を与えやすい。
　図９は、２つ目の変形例として、対象物である予備ワーク２１０の距離に応じて指示投光の投光方向が自動調整される様子を示す図である。図１に示すように、偏向可能範囲Ｒは、光学式センサ１００から遠ざかるにつれて大きくなる。したがって、製造ライン３００が光学式センサ１００から遠い場合には、対象物に対して偏向可能範囲Ｒが大きくなり、指示投光の投光方向を偏向可能範囲Ｒの端（境界）に設定すると、距離不算出となることが多くなる。また、距離が算出できる場合でもそれぞれが形成するスポットの間隔が拡がってしまい、ユーザはそれぞれの光路を遮る動作を行いにくくなってしまう。
　そこで、投光調整部１１１は、指示投光ＩＵ、ＩＲ、ＩＤ、ＩＬの少なくともいずれか又は調整投光ＬＴで検出された予備ワーク２１０までの距離に基づいてそれぞれの投光方向を調整する。例えば、図示するように調整投光ＬＴが形成するスポットＳＰＴにより距離ＤＰが検出された場合、距離ＤＰに対して予め規定されている大きさに合わせて指示投光枠Ｓを決定し、指示投光ＩＵ、ＩＲ、ＩＤ、ＩＬのそれぞれの投光方向をこの指示投光枠Ｓの上下左右の方向に合わせるように調整する。
　このように予備ワーク２１０の距離に応じて指示投光枠Ｓを偏向可能範囲Ｒの内側に設定して指示投光の投光方向を調整すれば、予備ワーク２１０上にそれぞれのスポットが互いに適度な間隔で形成されることが期待できる。ユーザは、それぞれの光路を遮る動作を行いやすくなる。なお、このように指示投光の投光方向を調整しても距離不算出の結果を得る指示投光が存在する場合には、その指示投光に対して図８の例を適用し、更に投光方向の調整を行ってもよい。
　図１０は、３つ目の変形例として、指示投光ＩＵ、ＩＲ、ＩＤ、ＩＬに加えて境界投光Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを行う様子を示す図である。図９の例のように予備ワーク２１０の距離に応じて指示投光枠Ｓを偏向可能範囲Ｒの内側に設定すると、ユーザは、調整投光ＬＴをどの範囲で移動できるか認識しづらくなる。そこで、投光調整部１１１は、調整投光ＬＴの移動指示を受け付けるための指示投光ＩＵ、ＩＲ、ＩＤ、ＩＬとは別に、調整可能範囲を示すための指示投光境界投光Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄをさらに実行する。
　図示するように、予備ワーク２３０が比較的大きければ、偏向可能範囲Ｒの四隅に対して投光される境界投光Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、それぞれ予備ワーク２３０の表面にスポットＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃ、ＳＰｄを形成することができる。ユーザは、このように形成されたスポットＳＰａ、ＳＰｂ、ＳＰｃ、ＳＰｄを視認することにより、調整投光ＬＴをどの範囲で移動できるかを認識することができる。
　投光調整部１１１は、投光素子１２０から発出された検出光Ｌ１を順次偏向して、例えば、指示投光ＩＵ→指示投光ＩＲ→指示投光ＩＤ→指示投光ＩＬ→調整投光ＬＴ→境界投光Ｐａ→境界投光Ｐｂ→境界投光Ｐｃ→境界投光Ｐｄを１サイクルとする投光を繰り返す。あるいは、境界投光の頻度を指示投光の頻度の半分にするなど、境界投光の頻度を下げてもよい。また、指示投光に対して、境界投光の発光強度を下げたり点灯時間を短くしたりしてもよい。
　このように境界投光を行うと、ユーザは、特に指示投光枠Ｓを超えて調整投光ＬＴを移動させる場合に調整を行いやすい。例えば図示するように、指示投光枠Ｓの外側に存在する検査箇所２３１まで調整投光ＬＴを移動させる場合に都合が良い。
　図１１は、４つ目の変形例として、調整投光ＬＴを移動させる他の指示手法を説明する図である。これまで説明した各実施例においては、ユーザは、指示投光のいずれかを遮ることにより指示方向を認識させたが、４つ目の変形例では、それぞれの指示投光を連続的に遮り、その遮った順番により方向指示を認識させる。図１１（Ａ）から図１１（Ｃ）は、時間の経過に伴って順番にいずれかの指示投光が遮られる様子を示す図である。
　具体的には、ユーザが手のひらを上から下へ振る様子を示し、図１１（Ａ）はその初期の段階において指示投光ＩＵを遮っている様子を示す。その後図１１（Ｂ）に示すように、手のひらは指示投光ＩＵに加えて指示投光ＩＲ、ＩＬも遮り、やがて図１１（Ｃ）に示すように、手のひらは指示投光ＩＤを遮る。なお、図１１（Ｃ）ではＩＲも同時に遮られている様子を示す。投光調整部１１１は、距離演算部１１２からそのような経時に沿って順次遮られたと評価し得る算出結果を受け取ると、手のひらが上から下へ振られたと認識し、調整投光ＬＴをその時点における投光方向から下側へ、予め設定された偏向量だけ偏向させる。同様に、手のひらが下から上へ振られたと認識した場合には調整投光ＬＴを上側へ、右から左へ振られたと認識した場合には調整投光ＬＴを左側へ、左から右へ振られたと認識した場合には調整投光ＬＴを右側へ予め設定された偏向量だけ偏向させる。
　なお、例えば連続して手のひらを上から下へ振ろうとすると、併せて連続して下から上へ振ることになるので、誤認識を回避するために、投光調整部１１１は、指示方向の認識を一度行ったら、予め設定された設定時間（例えば１秒）の間、指示方向の認識を停止する。ユーザは、一度手のひらを振って指示方向を認識させたら、指示方向の認識が停止されている間に手のひらを初期位置へ戻す。
　図１２は、５つ目の変形例として、調整投光ＬＴの投光方向を検査方向に確定する他の確定方法を説明する図である。本変形例は、４つ目の変形例と相性が良いが、これに限らず、これまでの実施例のいずれにも組み合わせることができる。
　上述の図６の例では、調整投光ＬＴを検査箇所２１１まで到達させたら、ユーザは、その投光方向を検査方向として確定させるために操作ボタン１５０を操作した。本変形例においては、ユーザは、調整投光ＬＴを検査箇所２１１まで到達させた後に、図示するように、指示投光ＩＵ、ＩＲ、ＩＤ、ＩＬのすべてを同時に遮ることにより、その投光方向を検査方向として確定させる。
　投光調整部１１１は、指示投光ＩＵ、ＩＲ、ＩＤ、ＩＬのすべてが遮られたと評価される算出結果を距離演算部１１２から受け取った場合に、その時点における調整投光ＬＴの投光方向を検査方向に確定する。すなわち、その検査方向示す方向座標（ｘＴ，ｙＴ）を記憶部１８０に記憶する。このように方向指示に連続して確定指示を受け付けるようにすれば、ユーザは、確定指示をするために光学式センサ１００の操作ボタン１５０を操作する必要がないので、作業性の向上が期待できる。
　なお、確定指示を検出する手法は、指示投光ＩＵ、ＩＲ、ＩＤ、ＩＬのすべてが同時に遮られたことを検出する手法に限らず、他にも様々な手法を採用し得る。例えば、指示投光ＩＵ、ＩＲ、ＩＤ、ＩＬのうち予め設定された組み合わせの指示投光がいずれも遮られたと検出された場合に、その時点における調整投光ＬＴの投光方向を検査方向に確定してもよい。例えば指示投光ＩＵとＩＤの組み合わせにおいては、同時に遮られることが偶発的に発生することは稀と考えられるので、このような組み合わせの指示投光が同時に遮られた場合には確定指示と認識してもよい。また、指示投光とは別に、確定指示を受け付けるための確定投光を行うようにしてもよい。確定投光が遮られた場合には、その時点における調整投光ＬＴの投光方向を検査方向に確定する。確定投光は、指示投光の投光方向とは離れた方向へ行うとよい。
　図１３は、６つ目の変形例として、調整投光ＬＴの投光を行うことなく直接的に検査方向を確定する調整手法を説明する図である。これまでに説明した実施例はいずれも、調整投光ＬＴの移動指示を受け付けるために指示投光ＩＵ、ＩＲ、ＩＤ、ＩＬを４方向（あるいはそれ以上）へ向けて投光し、いずれかが遮られたことを検出してその方向へ段階的に偏向させた。本変形例においては、指示投光ＩＭの投光方向を偏向可能範囲Ｒに規定された格子点のそれぞれに対して設定する。そして、投光調整部１１１は、それらのうち最も至近で遮られたと評価される検出結果が得られた指示投光ＩＭの投光方向を指示方向と認識し、その指示方向を直ちに検査方向として確定する。
　具体的には図１３（Ａ）に示すように、投光調整部１１１は、光軸調整素子１３０を駆動して、偏向可能範囲Ｒに設定された格子点の左上から右下まで一筆書きの要領で、検出光Ｌ１を順次偏向して投光する。格子点に対するそれぞれの投光を指示投光ＩＭとする。ユーザは、例えば検査箇所２１１である六角ネジのネジ頭を検査方向にしたい場合には、当該ネジ頭を照射する指示投光ＩＭの一つを他の指示投光ＩＭと比べて最も光学式センサ１００に近い場所で遮るように、人差指を突き出す。すると、投光調整部１１１は、その指示投光ＩＭを指示方向と認識し、検査対象物を検査する検査方向として確定する。
　図１３（Ｂ）は、指示投光ＩＭの投光の態様とは異なる態様で、確定された検査投光ＬＣを一定時間行う様子を示す。具体的には、制御部１１０と協働して投光素子１２０の投光を制御し、調整投光ＬＴに対して発光強度を上げたり、点滅させたりすることができる。このような調整手法によれば、複数回の指示工程を経て調整投光ＬＴの投光方向を追い込む作業を省くことができるので、より直接的に、かつ短時間に検査方向を確定することができる。
　なお、図の例では指示投光ＩＭの投光方向を偏向可能範囲Ｒに規定された格子点のそれぞれに対して設定したが、指示投光ＩＭの投光方向の設定はこれに限らない。指示投光ＩＭの投光方向は、偏向可能範囲Ｒの少なくとも一部の範囲を覆うように規定された複数の離散点のそれぞれに対して設定されればよい。
　次に、図３から図７を用いて説明した実施例を代表例として、制御部１１０の処理手順について説明する。図１４は、制御部１１０の処理手順を説明するフロー図である。フローは、光学式センサ１００が製造ライン３００に付随する構造物に固定され、予備ワーク２１０が製造ライン３００上に載置された状態で、調整モードが選択された時点から開始する。
　投光調整部１１１は、ステップＳ１０１で、偏向可能範囲Ｒの境界上辺へ向けた指示投光ＩＵ→境界右辺へ向けた指示投光ＩＲ→境界下辺へ向けた指示投光ＩＤ→境界左辺へ向けた指示投光ＩＬを順次投光し、それぞれに対する距離を距離演算部１１２に演算させる。投光調整部１１１は、これらの演算結果を初期検出距離ＤＵ、ＤＲ、ＤＤ、ＤＬとして記憶部１８０に記憶する。
　続いてステップＳ１０２へ進み、投光調整部１１１は、指示投光ＩＵ→指示投光ＩＲ→指示投光ＩＤ→指示投光ＩＬを順に実行する。そして、ステップＳ１０３で、いずれかの指示投光が遮られたか否かを判断する。具体的には、それぞれの投光に対して算出された検出距離ＤＵ’、ＤＲ’、ＤＤ’、ＤＬ’が、初期検出距離ＤＵ、ＤＲ、ＤＤ、ＤＬより閾値を超えて短くなったか否かによって、遮られたか否かを判断する。
　いずれも遮られていないと判断したら、ステップＳ１０４へ進み、投光調整部１１１は、調整投光ＬＴを前回と同じ方向へ投光し、ステップＳ１０６へ進む。いずれかが遮られたと判断したら、投光調整部１１１は、調整投光ＬＴを当該遮られた指示投光が示す方向へ向きを更新して投光し、ステップＳ１０６へ進む。
　投光調整部１１１は、ステップＳ１０６へ進むと、操作ボタン１５０を介して確定指示を受け付けたか否かを確認する。確定指示を受け付けていなければ、ステップＳ１０２へ戻って調整モードを続行する。確定指示を受け付けていれば、その時点における調整投光ＬＴの投光方向を検査方向として確定させ、その検査方向示す方向座標（ｘＴ，ｙＴ）を記憶部１８０に記憶し、調整モードを終了してステップＳ１０７へ進む。
　制御部１１０は、ステップＳ１０７で検査開始の指示を受け付けると、記憶部１８０に記憶された方向座標（ｘＴ，ｙＴ）を読み出して検査投光ＬＣの投光方向をその方向へ固定する。そして、ステップＳ１０８へ進み、検査ワーク２９０が製造ライン３００上の規定位置に到達するたびに検査投光ＬＣを行って検出処理を実行させ、その検出結果を外部機器へ出力する。製造ライン３００上を流れる予定数のワークの検査が終了したら、一連の処理を終える。
　以上説明した光学式センサ１００は、検出光の往復時間を計測することにより距離情報を検出するＴｏＦセンサに限らず、検出対象物の距離に応じて変化する反射光の到達位置を計測することにより距離情報を検出する三角測距センサを用いてもよい。三角測距センサで光軸調整素子を採用する場合には、例えば、検出光Ｌ１の投光方向と検出光Ｌ２の受光位置に対して測定距離を対応付けるルックアップテーブルを予め準備しておけば、検出結果としての距離情報を生成できる。また、以上説明した実施形態においては、検査対象物の良否を判定するための距離情報の検出について説明したが、出力された距離情報の利用態様は良否判定に限らない。例えば、特徴的な部分形状を検査対象として距離を検出することにより、検査対象物の品種を判定する利用態様等も想定し得る。
［付記］
　可視光である検出光（Ｌ１)を投光する投光素子（１２０）と、
　前記投光素子（１２０）から投光された前記検出光（Ｌ１)の光軸を調整する光軸調整素子（１３０）と、
　対象物で反射した前記検出光（Ｌ２）を受光して検出信号を出力する受光素子（１４０）と、
　前記光軸調整素子（１３０）を駆動することにより前記検出光（Ｌ１)を予め設定された複数の特定方向へ順次投光して得た前記検出信号に基づく検出結果のうち、前記検出光（Ｌ１)が遮られたと評価される検出結果が得られた特定方向を指示方向と認識し、検査対象物（２９０)の検査のために投光する前記検出光（Ｌ１)の投光方向を認識した前記指示方向に基づいて調整する投光調整部（１１１)と
を備える光学式センサ（１００）。
１００…光学式センサ、１０１…筐体、１０２…透過窓、１０３…ケーブル、１１０…制御部、１１１…投光調整部、１１２…距離演算部、１２０…投光素子、１３０…光軸調整素子、１４０…受光素子、１５０…操作ボタン、１６０…表示パネル、１７０…入出力ＩＦ、１８０…記憶部、２１０、２２０、２３０…予備ワーク、２１１、２３１…検査箇所、２９０、２９０ａ、２９０ｂ…検査ワーク、２９１ａ、２９１ｂ…検査箇所、３００…製造ライン

Claims (14)

  1. 　可視光である検出光を投光する投光素子と、
    　前記投光素子から投光された前記検出光の光軸を調整する光軸調整素子と、
    　対象物で反射した前記検出光を受光して検出信号を出力する受光素子と、
    　前記光軸調整素子を駆動することにより前記検出光を予め設定された複数の特定方向へ順次投光して得た前記検出信号に基づく検出結果のうち、前記検出光が遮られたと評価される検出結果が得られた特定方向を指示方向と認識し、認識した前記指示方向に基づいて検査対象物の検査のために投光する前記検出光の投光方向を調整する投光調整部と
    を備える光学式センサ。
  2. 　前記投光調整部は、前記複数の特定方向に加え、その時点で設定されている前記投光方向を１サイクルとして順次投光し、前記複数の特定方向へ投光する場合と前記投光方向へ投光する場合で、投光の態様を異ならせる請求項１に記載の光学式センサ。
  3. 　前記複数の特定方向のそれぞれは、前記光軸調整素子によって調整可能な範囲の端に設定されている請求項１又は２に記載の光学式センサ。
  4. 　前記投光調整部は、予め設定された前記複数の特定方向のうち反射した前記検出信号を前記受光素子で検出できない特定方向が存在する場合には、その特定方向へ投光する前記検出光を前記検出信号が検出できる方向へ偏向させる請求項１から３のいずれか１項に記載の光学式センサ。
  5. 　前記投光調整部は、予め設定された前記複数の特定方向の少なくともいずれか又は前記投光方向で検出された対象物までの距離に基づいて前記複数の特定方向へそれぞれ投光する前記検出光を偏向させる請求項１から４のいずれか１項に記載の光学式センサ。
  6. 　前記投光調整部は、前記複数の特定方向が前記光軸調整素子によって調整可能な範囲より内側の方向である場合には、前記範囲を示すために端方向への投光を行う請求項５に記載の光学式センサ。
  7. 　前記投光調整部は、前記複数の特定方向のそれぞれにおいて投光した前記検出光のうち２つ以上の特定方向に対する前記検出光が連続して順次遮られたと評価される検出結果が得られた場合には、前記２つ以上の特定方向の遮られた順番に基づいて前記投光方向を調整する請求項１から６のいずれか１項に記載の光学式センサ。
  8. 　前記投光調整部は、遮られた順番に基づいて前記投光方向を調整した場合は、予め設定された設定時間の間、前記投光方向の調整を停止する請求項７に記載の光学式センサ。
  9. 　前記投光調整部は、前記複数の特定方向へ順次投光して得た検出結果のすべてが前記検出光が遮られたと評価される検出結果であった場合に、前記投光方向を確定させる請求項１から８のいずれか１項に記載の光学式センサ。
  10. 　前記投光調整部は、前記複数の特定方向へ順次投光して得た検出結果のうち予め設定された組み合わせの前記検出光がいずれも遮られたと評価される検出結果であった場合に、前記投光方向を確定させる請求項１から８のいずれか１項に記載の光学式センサ。
  11. 　前記投光調整部は、確定指示を受け付けるための確定投光として前記検出光を投光し、前記確定投光の前記検出光が遮られたと評価される検出結果であった場合に、前記投光方向を確定させる請求項１から８のいずれか１項に記載の光学式センサ。
  12. 　前記複数の特定方向は、前記光軸調整素子によって調整可能な範囲の少なくとも一部の範囲を覆うように規定された複数の離散点のそれぞれに対して設定され、
    　前記投光調整部は、前記検出光が最も至近で遮られたと評価される検出結果が得られた特定方向を指示方向と認識し、前記投光方向を前記指示方向として確定する請求項１に記載の光学式センサ。
  13. 　検出光を投光する投光素子と、前記投光素子から投光された前記検出光の光軸を調整する光軸調整素子と、対象物で反射した前記検出光を受光して検出信号を出力する受光素子とを備える光学式センサの制御方法であって、
    　前記光軸調整素子を駆動することにより前記検出光を予め設定された複数の特定方向へ順次投光する投光ステップと、
    　前記投光ステップで前記複数の特定方向へそれぞれ投光して得た前記検出信号に基づく検出結果のうち、前記検出光が遮られたと評価される検出結果が得られた特定方向を指示方向と認識する認識ステップと、
    　前記認識ステップで認識された前記指示方向に基づいて検査対象物の検査のために投光する前記検出光の投光方向を調整する調整ステップと
    を有する光学式センサの制御方法。
  14. 　検出光を投光する投光素子と、前記投光素子から投光された前記検出光の光軸を調整する光軸調整素子と、対象物で反射した前記検出光を受光して検出信号を出力する受光素子とを備える光学式センサの制御プログラムであって、
    　前記光軸調整素子を駆動することにより前記検出光を予め設定された複数の特定方向へ順次投光する投光ステップと、
    　前記投光ステップで前記複数の特定方向へそれぞれ投光して得た前記検出信号に基づく検出結果のうち、前記検出光が遮られたと評価される検出結果が得られた特定方向を指示方向と認識する認識ステップと、
    　前記認識ステップで認識された前記指示方向に基づいて検査対象物の検査のために投光する前記検出光の投光方向を調整する調整ステップと
    をコンピュータに実行させる光学式センサの制御プログラム。
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