JP3076617B2 - 光電スイッチの感度調節方法及び装置 - Google Patents
光電スイッチの感度調節方法及び装置Info
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- JP3076617B2 JP3076617B2 JP03088163A JP8816391A JP3076617B2 JP 3076617 B2 JP3076617 B2 JP 3076617B2 JP 03088163 A JP03088163 A JP 03088163A JP 8816391 A JP8816391 A JP 8816391A JP 3076617 B2 JP3076617 B2 JP 3076617B2
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、感度設定を自動化した
光電スイッチに関するものである。
光電スイッチに関するものである。
【0002】
【従来の技術】光電スイッチには透過型と反射型があ
り、例えば反射型の光電スイッチは図21に示す如く、
投光素子(1)及び受光素子(2)を検出物体(17)へ向けて
配置し、投光素子(1)は、発振器(15)から供給される発
振パルスによって駆動されて、パルス光を検出物体(17)
へ向って発する。検出物体(17)にて反射された光は受光
素子(2)にて光電変換され、増幅器(18)を経て同期検波
回路(20)へ送られる。これによって、前記パルス光に同
期した検波が施され、該検波信号は更に積分回路(21)へ
送られて直流信号に変換された後、出力部(22)から、物
体検出結果を表わすON/OFF信号として出力され
る。
り、例えば反射型の光電スイッチは図21に示す如く、
投光素子(1)及び受光素子(2)を検出物体(17)へ向けて
配置し、投光素子(1)は、発振器(15)から供給される発
振パルスによって駆動されて、パルス光を検出物体(17)
へ向って発する。検出物体(17)にて反射された光は受光
素子(2)にて光電変換され、増幅器(18)を経て同期検波
回路(20)へ送られる。これによって、前記パルス光に同
期した検波が施され、該検波信号は更に積分回路(21)へ
送られて直流信号に変換された後、出力部(22)から、物
体検出結果を表わすON/OFF信号として出力され
る。
【0003】斯種光電スイッチにおいては、検出物体(1
7)と受光素子(2)の距離、検出物体(17)の反射面の粗度
等に応じて感度調節を施す必要があり、従来は、図21
の如く増幅器(18)に設けたボリューム(19)の操作によっ
て感度調節が行なわれていた。この為、ボリューム操作
が煩雑で、微妙な調節が困難であった。そこで、検出物
体を検知しうる最小感度設定状態での受光信号の大きさ
と、検出物体を検知しうる最大感度設定状態での受光信
号の大きさを夫々記憶して、両受光感度の受光信号の大
きさの間に受光感度を調節する光電スイッチが提案され
ている(特開平2-239720)。該光電スイッチにおいては、
受光素子からの信号が供給されるべき比較器のリファレ
ンスレベルの変更によって、受光感度の調節が行なわれ
る。
7)と受光素子(2)の距離、検出物体(17)の反射面の粗度
等に応じて感度調節を施す必要があり、従来は、図21
の如く増幅器(18)に設けたボリューム(19)の操作によっ
て感度調節が行なわれていた。この為、ボリューム操作
が煩雑で、微妙な調節が困難であった。そこで、検出物
体を検知しうる最小感度設定状態での受光信号の大きさ
と、検出物体を検知しうる最大感度設定状態での受光信
号の大きさを夫々記憶して、両受光感度の受光信号の大
きさの間に受光感度を調節する光電スイッチが提案され
ている(特開平2-239720)。該光電スイッチにおいては、
受光素子からの信号が供給されるべき比較器のリファレ
ンスレベルの変更によって、受光感度の調節が行なわれ
る。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで一般的な光電
スイッチにおいて、受光素子としてホトダイオードを用
いた場合、光電スイッチと検出物体の距離が大きくなる
につれて、受光素子の出力は図19の如く変化し、受光
量が過大であるために受光素子の出力が飽和した領域
と、略線形であって勾配の急な高感度領域と、感度が低
く、然もS/N比の低いノイズ領域に分けることが出来
る。従って、高感度の測定を行なうには、高感度領域
(S1〜S2)の中間値S0に対応する距離Dと、実際の物
体検出距離とが一致することが望ましい。
スイッチにおいて、受光素子としてホトダイオードを用
いた場合、光電スイッチと検出物体の距離が大きくなる
につれて、受光素子の出力は図19の如く変化し、受光
量が過大であるために受光素子の出力が飽和した領域
と、略線形であって勾配の急な高感度領域と、感度が低
く、然もS/N比の低いノイズ領域に分けることが出来
る。従って、高感度の測定を行なうには、高感度領域
(S1〜S2)の中間値S0に対応する距離Dと、実際の物
体検出距離とが一致することが望ましい。
【0005】しかしながら、光電スイッチの取付け位置
は現場の状況によって左右され、物体検出距離を任意に
設定することは一般的に困難である。又、検出物体の反
射面の粗度によっても、受光量が異なる。従って、光電
スイッチを物体検出位置から遠く離れた位置に設置せざ
るを得ない場合や、検出物体の反射面が極めて粗い場
合、受光素子出力のレベルが低下する。この場合、従来
の光電スイッチにおいては、ノイズ領域での受光素子出
力を大きく増幅し、或いは比較リファレンスレベルを低
く設定して感度調節を行なうこととなるから、感度が低
下するばかりでなく、ノイズが増幅されて、物体検出に
誤動作を生じる虞れがあった。
は現場の状況によって左右され、物体検出距離を任意に
設定することは一般的に困難である。又、検出物体の反
射面の粗度によっても、受光量が異なる。従って、光電
スイッチを物体検出位置から遠く離れた位置に設置せざ
るを得ない場合や、検出物体の反射面が極めて粗い場
合、受光素子出力のレベルが低下する。この場合、従来
の光電スイッチにおいては、ノイズ領域での受光素子出
力を大きく増幅し、或いは比較リファレンスレベルを低
く設定して感度調節を行なうこととなるから、感度が低
下するばかりでなく、ノイズが増幅されて、物体検出に
誤動作を生じる虞れがあった。
【0006】本発明の目的は、光電スイッチの取付け位
置、検出物体の反射面の状態等の物体検出環境に拘ら
ず、常に高感度の検出が可能な光電スイッチの感度調節
方法及び装置を提供することである。
置、検出物体の反射面の状態等の物体検出環境に拘ら
ず、常に高感度の検出が可能な光電スイッチの感度調節
方法及び装置を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る光電スイッ
チの感度調節方法は、物体検出領域に検出物体を設置し
た状態で、増幅手段(3)及び投光パワー調節手段(9)の
増幅度及び投光パワーについての可変パラメータを夫々
可能な範囲で変化させつつ、該変化に伴う光量データの
変化を記憶する第1ステップと、記憶された光量データ
の分布に基づいて高感度の物体検出を実現し得る増幅度
及び投光パワーについてのパラメータを検索する第2ス
テップと、検索されたパラメータを増幅手段(3)及び投
光パワー調節手段(9)に設定する第3ステップとを有す
る。
チの感度調節方法は、物体検出領域に検出物体を設置し
た状態で、増幅手段(3)及び投光パワー調節手段(9)の
増幅度及び投光パワーについての可変パラメータを夫々
可能な範囲で変化させつつ、該変化に伴う光量データの
変化を記憶する第1ステップと、記憶された光量データ
の分布に基づいて高感度の物体検出を実現し得る増幅度
及び投光パワーについてのパラメータを検索する第2ス
テップと、検索されたパラメータを増幅手段(3)及び投
光パワー調節手段(9)に設定する第3ステップとを有す
る。
【0008】又、本発明に係る光電スイッチの感度調節
装置は、図1に示す如く、投光手段(1a)の投光パワー
を調節する手段(9)と、受光手段(2a)の出力を増幅す
る増幅手段(3)及び前記投光パワー調節手段(9)の増幅
度及び投光パワーについての可変パラメータを夫々可能
な範囲で変化させるパラメータ変更手段(8)と、前記パ
ラメータの変化に伴う光量データの変化を記憶する特性
記憶手段(6)と、該特性記憶手段(6)に記憶されている
光量データの分布に基づいて高感度の物体検出を実現し
得る増幅度及び投光パワーについてのパラメータを検索
し、その結果をパラメータ変更手段(8)へ供給するパラ
メータ検索手段(7)とを具えている。
装置は、図1に示す如く、投光手段(1a)の投光パワー
を調節する手段(9)と、受光手段(2a)の出力を増幅す
る増幅手段(3)及び前記投光パワー調節手段(9)の増幅
度及び投光パワーについての可変パラメータを夫々可能
な範囲で変化させるパラメータ変更手段(8)と、前記パ
ラメータの変化に伴う光量データの変化を記憶する特性
記憶手段(6)と、該特性記憶手段(6)に記憶されている
光量データの分布に基づいて高感度の物体検出を実現し
得る増幅度及び投光パワーについてのパラメータを検索
し、その結果をパラメータ変更手段(8)へ供給するパラ
メータ検索手段(7)とを具えている。
【0009】
【作用】本発明に係る光電スイッチの感度調節方法にお
いては、光電スイッチの感度設定に際して第1乃至第3
ステップが実行される。第1ステップでは、物体検出領
域に検出物体を設置した状態で、投光手段(1a)から検
出物体に向けて光が照射され、検出物体からの透過光或
いは反射光が受光手段(2a)へ入射して、該受光手段
(2a)の受光量に応じた光量データが作成される。この
際、増幅手段(3)の可変パラメータとなる増幅度、及び
投光パワー調節手段(9)の可変パラメータとなる投光パ
ワーの強度を夫々、可能な範囲で変化させる。これに伴
って、光量データは、増幅度及び投光パワー強度を夫々
独立の変数として、3次元的に変化することになり、こ
の光量データの分布をメモリ等に記憶する。
いては、光電スイッチの感度設定に際して第1乃至第3
ステップが実行される。第1ステップでは、物体検出領
域に検出物体を設置した状態で、投光手段(1a)から検
出物体に向けて光が照射され、検出物体からの透過光或
いは反射光が受光手段(2a)へ入射して、該受光手段
(2a)の受光量に応じた光量データが作成される。この
際、増幅手段(3)の可変パラメータとなる増幅度、及び
投光パワー調節手段(9)の可変パラメータとなる投光パ
ワーの強度を夫々、可能な範囲で変化させる。これに伴
って、光量データは、増幅度及び投光パワー強度を夫々
独立の変数として、3次元的に変化することになり、こ
の光量データの分布をメモリ等に記憶する。
【0010】第2ステップでは、記憶された光量データ
の分布に基づいて、高感度の物体検出を実現し得るパラ
メータを検索する。この際、増幅度の変化によって光量
データのレベルを適当な大きさに設定し、且つ、投光パ
ワーの変化によって物体検出位置を高感度領域内に設定
することを目標として検索が行なわれ、2つのパラメー
タが選択される。
の分布に基づいて、高感度の物体検出を実現し得るパラ
メータを検索する。この際、増幅度の変化によって光量
データのレベルを適当な大きさに設定し、且つ、投光パ
ワーの変化によって物体検出位置を高感度領域内に設定
することを目標として検索が行なわれ、2つのパラメー
タが選択される。
【0011】第3ステップでは、選択されたパラメータ
を増幅手段(3)及び投光パワー調節手段(9)に設定し、
感度調節を終了する。実際の物体検出時には、物体検出
領域へ向けて投光手段(1a)から光を出射して、これに
よって得られる光量データと所定の基準データとを大小
比較し、例えば光量データが基準データを上回ったと
き、物体検知と判断する。
を増幅手段(3)及び投光パワー調節手段(9)に設定し、
感度調節を終了する。実際の物体検出時には、物体検出
領域へ向けて投光手段(1a)から光を出射して、これに
よって得られる光量データと所定の基準データとを大小
比較し、例えば光量データが基準データを上回ったと
き、物体検知と判断する。
【0012】又、図1に示す本発明の光電スイッチの感
度調節装置において、投光手段(1a)は、投光パワー調
節手段(9)によって投光パワーが設定され、そのパワー
に応じた強度の光を検出物体へ向けて出射する。受光手
段(2a)は、受けた光を電気信号に変換する。該信号は
増幅手段(3)にて増幅され、更に信号処理手段(4)へ送
られて、例えばA/D変換等の所定の処理が施され、光
量データが作成される。光電スイッチの感度設定に際し
て、パラメータ変更手段(8)は、増幅手段(3)の可変パ
ラメータとなる増幅度、及び投光パワー調節手段(9)の
可変パラメータとなる投光パワーの強度を夫々、可能な
範囲で変化させる。これに伴って、光量データは、増幅
度及び投光パワー強度を夫々独立の変数として、3次元
的に変化することになり、この光量データの分布が特性
記憶手段(6)に記憶される。
度調節装置において、投光手段(1a)は、投光パワー調
節手段(9)によって投光パワーが設定され、そのパワー
に応じた強度の光を検出物体へ向けて出射する。受光手
段(2a)は、受けた光を電気信号に変換する。該信号は
増幅手段(3)にて増幅され、更に信号処理手段(4)へ送
られて、例えばA/D変換等の所定の処理が施され、光
量データが作成される。光電スイッチの感度設定に際し
て、パラメータ変更手段(8)は、増幅手段(3)の可変パ
ラメータとなる増幅度、及び投光パワー調節手段(9)の
可変パラメータとなる投光パワーの強度を夫々、可能な
範囲で変化させる。これに伴って、光量データは、増幅
度及び投光パワー強度を夫々独立の変数として、3次元
的に変化することになり、この光量データの分布が特性
記憶手段(6)に記憶される。
【0013】その後、パラメータ検索手段(7)は、特性
記憶手段(6)に記憶されている光量データの分布に基づ
いて、高感度の物体検出を実現し得るパラメータを検索
する。この際、増幅度の変化によって光量データのレベ
ルを適当な大きさに設定し、且つ、投光パワーの変化に
よって物体検出位置を高感度領域内に設定することを目
標として検索が行なわれ、2つのパラメータが選択され
る。選択されたパラメータは増幅手段(3)及び投光パワ
ー調節手段(9)へ送出され、これによって増幅手段(3)
の増幅度及び投光パワー調節手段(9)の投光パワー強度
が最適設定される。実際の物体検出時には、物体検出領
域へ向けて投光手段(1a)から光が出射される。物体検
知判定手段(5)は、受光手段(2a)の受光量に応じた光
量データと所定の基準データとを大小比較し、例えば光
量データが基準データを上回ったとき、物体検知と判断
して、その結果を出力する。
記憶手段(6)に記憶されている光量データの分布に基づ
いて、高感度の物体検出を実現し得るパラメータを検索
する。この際、増幅度の変化によって光量データのレベ
ルを適当な大きさに設定し、且つ、投光パワーの変化に
よって物体検出位置を高感度領域内に設定することを目
標として検索が行なわれ、2つのパラメータが選択され
る。選択されたパラメータは増幅手段(3)及び投光パワ
ー調節手段(9)へ送出され、これによって増幅手段(3)
の増幅度及び投光パワー調節手段(9)の投光パワー強度
が最適設定される。実際の物体検出時には、物体検出領
域へ向けて投光手段(1a)から光が出射される。物体検
知判定手段(5)は、受光手段(2a)の受光量に応じた光
量データと所定の基準データとを大小比較し、例えば光
量データが基準データを上回ったとき、物体検知と判断
して、その結果を出力する。
【0014】
【発明の効果】本発明に係る光電スイッチの感度調節方
法及び装置によれば、増幅度及び投光パワー強度の2つ
のパラメータの選択によって、物体検出位置を高感度領
域に設定出来るから、光電スイッチの取付け位置、検出
物体の反射面の状態等の物体検出環境に拘らず、常に高
感度の検出が可能となる。
法及び装置によれば、増幅度及び投光パワー強度の2つ
のパラメータの選択によって、物体検出位置を高感度領
域に設定出来るから、光電スイッチの取付け位置、検出
物体の反射面の状態等の物体検出環境に拘らず、常に高
感度の検出が可能となる。
【0015】
【実施例】実施例は本発明を説明するためのものであっ
て、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を
減縮する様に解すべきではない。
て、特許請求の範囲に記載の発明を限定し、或は範囲を
減縮する様に解すべきではない。
【0016】図2は、図1に示す本発明の光電スイッチ
の具体的な構成例を示し、図1の信号処理手段(4)、物
体検知判定手段(5)、特性記憶手段(6)、パラメータ検
索手段(7)及びパラメータ変更手段(8)は、A/D変換
器(12)、制御回路(13)及びメモリ(14)からなる1チップ
マイクロコンピュータ(11)によって構成されている。投
光素子(1)は、投光パワー制御回路(15)から送られてく
る一定周期の発振パルスによって駆動され、図13(a)
に示すパルス光を検出物体(17)へ向って出射する。
の具体的な構成例を示し、図1の信号処理手段(4)、物
体検知判定手段(5)、特性記憶手段(6)、パラメータ検
索手段(7)及びパラメータ変更手段(8)は、A/D変換
器(12)、制御回路(13)及びメモリ(14)からなる1チップ
マイクロコンピュータ(11)によって構成されている。投
光素子(1)は、投光パワー制御回路(15)から送られてく
る一定周期の発振パルスによって駆動され、図13(a)
に示すパルス光を検出物体(17)へ向って出射する。
【0017】検出物体(17)にて反射された光は受光素子
(2)にて光電変換され、増幅器(18)にて設定された増幅
度で増幅されて、図13(b)に示す如く前記パルス光に
同期して周期的に変動する受光量信号が作成される。該
受光量信号は、A/D変換器(12)にてデジタル信号(光
量データ)に変換される。該光量データは、図2の制御
回路(13)によってメモリ(14)に格納されることになる。
(2)にて光電変換され、増幅器(18)にて設定された増幅
度で増幅されて、図13(b)に示す如く前記パルス光に
同期して周期的に変動する受光量信号が作成される。該
受光量信号は、A/D変換器(12)にてデジタル信号(光
量データ)に変換される。該光量データは、図2の制御
回路(13)によってメモリ(14)に格納されることになる。
【0018】制御回路(13)には、後述のコンピュータプ
ログラム(図3乃至図12)が登録されており、これによ
って感度設定のための手続と物体検出のための手続が実
行される。又、制御回路(13)には、例えば手動操作スイ
ッチを具えた入力回路、或いは上位機器であるプログマ
ブルコントローラ等からトリガパルスが入力される。該
トリガパルスの入力に応じて、前記A/D変換器(12)か
ら光量データを取り出し、感度設定のためのデータとす
る処理を行なう。
ログラム(図3乃至図12)が登録されており、これによ
って感度設定のための手続と物体検出のための手続が実
行される。又、制御回路(13)には、例えば手動操作スイ
ッチを具えた入力回路、或いは上位機器であるプログマ
ブルコントローラ等からトリガパルスが入力される。該
トリガパルスの入力に応じて、前記A/D変換器(12)か
ら光量データを取り出し、感度設定のためのデータとす
る処理を行なう。
【0019】制御回路(13)から得られるハイ或いはロー
の信号は出力部(16)にて物体検出の有無を表わすON/
OFF信号に変換され、該ON/OFF信号は、例えば
レベルメータ等の表示器による物体検出表示に供され、
或いはプログラマブルコントローラへ送られて各種制御
動作に供されることになる。
の信号は出力部(16)にて物体検出の有無を表わすON/
OFF信号に変換され、該ON/OFF信号は、例えば
レベルメータ等の表示器による物体検出表示に供され、
或いはプログラマブルコントローラへ送られて各種制御
動作に供されることになる。
【0020】図20は、本発明の原理を説明するグラフ
であり、横軸は光電スイッチと検出物体の距離、縦軸は
光量データである。増幅度の増大によって、破線で示す
光量データの分布が実線の如く上方へ変位する。又、投
光パワー強度の増大によって、実線で示す光量データの
分布は、鎖線の如く右方へ変位する。従って、物体検出
距離が光電スイッチの設置現場の事情により所定値D0
に規定された場合、従来の光電スイッチでは、増幅度を
上げて実線で示す光量データの分布を得ることが出来る
に過ぎず、実線の分布では、距離D0の位置はノイズ領
域に該当する。これに対し、本発明に係る光電スイッチ
では、投光パワーの増大によって鎖線で示す光量データ
の分布を得ることが出来るから、図示の如く距離D0の
位置を高感度領域に設定出来るのである。
であり、横軸は光電スイッチと検出物体の距離、縦軸は
光量データである。増幅度の増大によって、破線で示す
光量データの分布が実線の如く上方へ変位する。又、投
光パワー強度の増大によって、実線で示す光量データの
分布は、鎖線の如く右方へ変位する。従って、物体検出
距離が光電スイッチの設置現場の事情により所定値D0
に規定された場合、従来の光電スイッチでは、増幅度を
上げて実線で示す光量データの分布を得ることが出来る
に過ぎず、実線の分布では、距離D0の位置はノイズ領
域に該当する。これに対し、本発明に係る光電スイッチ
では、投光パワーの増大によって鎖線で示す光量データ
の分布を得ることが出来るから、図示の如く距離D0の
位置を高感度領域に設定出来るのである。
【0021】本実施例では、増幅手段(3)の増幅度及び
投光パワー調節手段(9)の投光パワー強度を複数段階に
変化させたときの光量データの変化を、図17の如きテ
ーブルとして記憶する。即ち、増幅度をA1、A2、…A
m、…AMと変化させつつ、各増幅度にて投光パワー強度
をT1、T2、…Tn、…TMと変化させ、夫々の増幅度及
び投光パワー強度での光量データPnmを作成し、これら
の光量データを図17のテーブルとしてメモリ(14)に格
納するのである。
投光パワー調節手段(9)の投光パワー強度を複数段階に
変化させたときの光量データの変化を、図17の如きテ
ーブルとして記憶する。即ち、増幅度をA1、A2、…A
m、…AMと変化させつつ、各増幅度にて投光パワー強度
をT1、T2、…Tn、…TMと変化させ、夫々の増幅度及
び投光パワー強度での光量データPnmを作成し、これら
の光量データを図17のテーブルとしてメモリ(14)に格
納するのである。
【0022】以下、制御回路(13)に登録されているコン
ピュータプログラムの処理手続を、図3乃至図12に基
づいて説明する。図3は感度調節手続を示し、図4は物
体検出領域に検出物体を設置した状態で実行されるテー
ブル作成手続を示している。図4の如く、テーブルの行
番号n及び列番号mの初期化(23)を行なった後、前記ト
リガパルスの入力に応じて、投光素子(1)の投光タイミ
ング及び受光素子(2)の受光タイミングの制御(24)が行
なわれる。
ピュータプログラムの処理手続を、図3乃至図12に基
づいて説明する。図3は感度調節手続を示し、図4は物
体検出領域に検出物体を設置した状態で実行されるテー
ブル作成手続を示している。図4の如く、テーブルの行
番号n及び列番号mの初期化(23)を行なった後、前記ト
リガパルスの入力に応じて、投光素子(1)の投光タイミ
ング及び受光素子(2)の受光タイミングの制御(24)が行
なわれる。
【0023】次にA/D変換器(12)から光量データの取
出し(25)を行なった後、該データPをテーブルのPnmに
登録(26)する。そして、行番号n及び列番号mをカウン
トアップ(27)(28)しつつ、n=N、m=Mとなるまで上
記手続(24)乃至(26)を繰り返し、テーブルを埋めるので
ある。
出し(25)を行なった後、該データPをテーブルのPnmに
登録(26)する。そして、行番号n及び列番号mをカウン
トアップ(27)(28)しつつ、n=N、m=Mとなるまで上
記手続(24)乃至(26)を繰り返し、テーブルを埋めるので
ある。
【0024】図3に示す感度調節手続においては、上述
の如くテーブルを作成した後、該テーブルに基づいて高
感度の物体検出を実現し得るパラメータを検索する。検
索方法としては、例えばA/D変換器(12)の変換処理可
能な入力電圧の上限値及び下限値の中央値E0が与えら
れた場合、該中央値に対応する光量データに最も近い第
1候補の光量データを図17のテーブルから選び出す。
更に、選び出した光量データPnmを中心として、テーブ
ルの左右上下方向の光量データの変化を調べることによ
り、その光量データPnmが飽和領域でなく、且つノイズ
領域でないことを確認する。テーブル左右の光量データ
の変化が僅かであるときは飽和領域であると判断出来、
テーブル上下の光量データの変化が僅かであるときはノ
イズ領域であると判断出来る。もし、何れかの領域に該
当するものであれば、前記中央値に対応する光量データ
に近い第2候補の光量データを選び出し、同様の確認を
行なう。
の如くテーブルを作成した後、該テーブルに基づいて高
感度の物体検出を実現し得るパラメータを検索する。検
索方法としては、例えばA/D変換器(12)の変換処理可
能な入力電圧の上限値及び下限値の中央値E0が与えら
れた場合、該中央値に対応する光量データに最も近い第
1候補の光量データを図17のテーブルから選び出す。
更に、選び出した光量データPnmを中心として、テーブ
ルの左右上下方向の光量データの変化を調べることによ
り、その光量データPnmが飽和領域でなく、且つノイズ
領域でないことを確認する。テーブル左右の光量データ
の変化が僅かであるときは飽和領域であると判断出来、
テーブル上下の光量データの変化が僅かであるときはノ
イズ領域であると判断出来る。もし、何れかの領域に該
当するものであれば、前記中央値に対応する光量データ
に近い第2候補の光量データを選び出し、同様の確認を
行なう。
【0025】この様にして、高感度領域の光量データP
nmが選定されると、該光量データに対応する増幅度Am
及び投光パワー強度Tnをテーブルから読み取って、こ
れらのパラメータを増幅手段(3)及び投光パワー調節手
段(9)に設定して、感度調節を終了する。
nmが選定されると、該光量データに対応する増幅度Am
及び投光パワー強度Tnをテーブルから読み取って、こ
れらのパラメータを増幅手段(3)及び投光パワー調節手
段(9)に設定して、感度調節を終了する。
【0026】図5は、検出物体を確実に検出させるべき
第1の位置と検出させるべきでない第2の位置の2つの
基準位置の夫々の位置にてテーブルA(図18(a))、B
(図18(b))を作成し、これらのテーブルに基づいて可
変パラメータを最適設定する手続を示している。先ず検
出物体を前記第1の位置に設置した状態で、トリガパル
スが入力(40)されると、前記同様にしてテーブルAを作
成し、次に検出物体を前記第1の位置に設置した状態
で、第2回のトリガパルスが入力(41)されると、テーブ
ルBを作成する。その後、テーブルA及びBに基づいて
最適なパタメータを検索(42)し、検索されたパラメー
タ、即ち投光パワー強度及び増幅度を投光パワー調節手
段(9)及び増幅手段(3)に設定(43)するのである。
第1の位置と検出させるべきでない第2の位置の2つの
基準位置の夫々の位置にてテーブルA(図18(a))、B
(図18(b))を作成し、これらのテーブルに基づいて可
変パラメータを最適設定する手続を示している。先ず検
出物体を前記第1の位置に設置した状態で、トリガパル
スが入力(40)されると、前記同様にしてテーブルAを作
成し、次に検出物体を前記第1の位置に設置した状態
で、第2回のトリガパルスが入力(41)されると、テーブ
ルBを作成する。その後、テーブルA及びBに基づいて
最適なパタメータを検索(42)し、検索されたパラメー
タ、即ち投光パワー強度及び増幅度を投光パワー調節手
段(9)及び増幅手段(3)に設定(43)するのである。
【0027】上記2つのテーブルからパラメータを検索
する方法は種々採用可能であり、例えば図6は2つのテ
ーブルの同一行番号及び列番号での光量データの差P=
PAij−PBijの最大値Wを探索し、該最大値が得られ
た行番号n及び列番号mにおける投光パワー強度Tn及
び増幅度Amを最適パラメータとして選定する手続を表
わしている。この場合、例えば、選定された投光パワー
強度及び増幅度におけるテーブルAの光量データとテー
ブルBの光量データの中間値を基準データとして登録す
ることが可能である。
する方法は種々採用可能であり、例えば図6は2つのテ
ーブルの同一行番号及び列番号での光量データの差P=
PAij−PBijの最大値Wを探索し、該最大値が得られ
た行番号n及び列番号mにおける投光パワー強度Tn及
び増幅度Amを最適パラメータとして選定する手続を表
わしている。この場合、例えば、選定された投光パワー
強度及び増幅度におけるテーブルAの光量データとテー
ブルBの光量データの中間値を基準データとして登録す
ることが可能である。
【0028】図7は、物体を実際に検出せんとする基準
位置に設置して、基準データを作成する手順を示してお
り、この場合、図14に示す様に、検出物体が所定位置
よりも光電スイッチ側へ接近した場合にON/OFF信
号をONとし、検出物体が所定位置から離間した場合に
ON/OFF信号をOFFとするものである。図7の如
く、前記トリガパルスの入力(30)に応じて、投光素子
(1)の投光タイミングの制御(31)及び、受光素子(2)の
受光タイミングの制御(32)が行なわれる。次に、A/D
変換器(12)から光量データPの取出し(33)を行ない、該
光量データPを基準データRとしてメモリ(14)に登録(3
4)する。尚、これらの一連の手続は、後述する物体検出
時の手続(図9乃至図12)に対する割込み処理として実
行される。
位置に設置して、基準データを作成する手順を示してお
り、この場合、図14に示す様に、検出物体が所定位置
よりも光電スイッチ側へ接近した場合にON/OFF信
号をONとし、検出物体が所定位置から離間した場合に
ON/OFF信号をOFFとするものである。図7の如
く、前記トリガパルスの入力(30)に応じて、投光素子
(1)の投光タイミングの制御(31)及び、受光素子(2)の
受光タイミングの制御(32)が行なわれる。次に、A/D
変換器(12)から光量データPの取出し(33)を行ない、該
光量データPを基準データRとしてメモリ(14)に登録(3
4)する。尚、これらの一連の手続は、後述する物体検出
時の手続(図9乃至図12)に対する割込み処理として実
行される。
【0029】前記光量データPは、1個のタイミングパ
ルスに応じて得られる1つの光量データをそのまま取り
出して、基準データRとして登録すれば可いが、外乱ノ
イズによる誤動作を防止するべく、例えば光量データの
複数回の平均値を算出し、該平均値を基準データとして
登録することも可能である。この場合、図8の如く、先
ず平均値化処理の初期状態であるか否かを判断(60)し、
YESの場合はサンプル数Mの設定(61)を行ない、更に
演算用の変数N、Xをクリア(62)する。次にNをカウン
トアップすると共に、Xに光量データP(t)を加算(63)
した後、NがMに達したか否かを判断(64)する。YES
の場合は合計値XをMで割って過去の平均値Paを算出
(65)し、更に該平均値に基づいて、新たに得られた光量
データP(t)を含めた移動平均を算出(66)し、該算出結
果を光量データPとして取り出すのである。
ルスに応じて得られる1つの光量データをそのまま取り
出して、基準データRとして登録すれば可いが、外乱ノ
イズによる誤動作を防止するべく、例えば光量データの
複数回の平均値を算出し、該平均値を基準データとして
登録することも可能である。この場合、図8の如く、先
ず平均値化処理の初期状態であるか否かを判断(60)し、
YESの場合はサンプル数Mの設定(61)を行ない、更に
演算用の変数N、Xをクリア(62)する。次にNをカウン
トアップすると共に、Xに光量データP(t)を加算(63)
した後、NがMに達したか否かを判断(64)する。YES
の場合は合計値XをMで割って過去の平均値Paを算出
(65)し、更に該平均値に基づいて、新たに得られた光量
データP(t)を含めた移動平均を算出(66)し、該算出結
果を光量データPとして取り出すのである。
【0030】図9は、実際に物体検出動作を実行するた
めの手続を示しており、上述の可変パラメータ及び基準
データの設定(56)の後、投光タイミング制御(50)及び受
光タイミング制御(51)によって、光量データPの取出し
(52)を行なう。次に該光量データPと既に登録されてい
る基準データRとの比較判定(53)を行ない、光量データ
Pが基準データR以上のときは出力部(16)のON/OF
F信号出力をON(又はOFF)に設定(54)し、光量デー
タPが基準データRよりも小さいときはON/OFF信
号出力をOFF(又はON)に設定(55)する。
めの手続を示しており、上述の可変パラメータ及び基準
データの設定(56)の後、投光タイミング制御(50)及び受
光タイミング制御(51)によって、光量データPの取出し
(52)を行なう。次に該光量データPと既に登録されてい
る基準データRとの比較判定(53)を行ない、光量データ
Pが基準データR以上のときは出力部(16)のON/OF
F信号出力をON(又はOFF)に設定(54)し、光量デー
タPが基準データRよりも小さいときはON/OFF信
号出力をOFF(又はON)に設定(55)する。
【0031】図15に示す様に、検出物体が第1基準位
置と第2基準位置の間の領域に進入した場合にON/O
FF信号をONとし、該領域外へ脱出した場合はON/
OFF信号をOFFとする構成も可能であり、この場
合、前記第1及び第2基準位置の夫々にて図7の手続を
実行し、2つの基準データR1、R2を作成する。
置と第2基準位置の間の領域に進入した場合にON/O
FF信号をONとし、該領域外へ脱出した場合はON/
OFF信号をOFFとする構成も可能であり、この場
合、前記第1及び第2基準位置の夫々にて図7の手続を
実行し、2つの基準データR1、R2を作成する。
【0032】物体検出時には、図10の如く可変パラメ
ータ及び基準データの設定(77)の後、投光タイミング制
御(70)及び受光タイミング制御(71)によって、光量デー
タPの取出し(72)を行なう。次に該光量データPと前記
第1基準位置における基準データR1との比較判定(73)
を行ない、R1≦Pの場合は更に該光量データPと前記
第2基準位置での基準データR2との比較判定(74)を行
ない、R2>PのときはON/OFF信号出力をONに
設定(75)し、それ以外の場合はON/OFF信号出力を
OFFに設定(76)する。
ータ及び基準データの設定(77)の後、投光タイミング制
御(70)及び受光タイミング制御(71)によって、光量デー
タPの取出し(72)を行なう。次に該光量データPと前記
第1基準位置における基準データR1との比較判定(73)
を行ない、R1≦Pの場合は更に該光量データPと前記
第2基準位置での基準データR2との比較判定(74)を行
ない、R2>PのときはON/OFF信号出力をONに
設定(75)し、それ以外の場合はON/OFF信号出力を
OFFに設定(76)する。
【0033】又、図16に示す様に、ON/OFF信号
の出力系統を2つ設け、第1の出力系統ではON領域を
広く設定し、第2の出力系統ではON領域を狭めること
によって、物体の検出領域への接近度を2段階表示する
ことも可能である。この場合、第1系統について、第1
及び第2基準位置での2つの基準データR1、R2を作成
し、これらの基準データに基づいて、第2系統について
の第3及び第4基準位置での2つの基準データR3、R4
が算出される。
の出力系統を2つ設け、第1の出力系統ではON領域を
広く設定し、第2の出力系統ではON領域を狭めること
によって、物体の検出領域への接近度を2段階表示する
ことも可能である。この場合、第1系統について、第1
及び第2基準位置での2つの基準データR1、R2を作成
し、これらの基準データに基づいて、第2系統について
の第3及び第4基準位置での2つの基準データR3、R4
が算出される。
【0034】即ち、図11に示す如く、可変パラメータ
及び基準データの設定(94)の後、物体検出時に、基準デ
ータR1、R2に基づく所定の演算処理(80)(81)を実行す
ることによって基準データR3、R4を作成した後、投光
タイミング制御(82)及び受光タイミング制御(83)を経
て、光量データPの取出し(84)を行なう。次に該光量デ
ータPと第3基準データR3との比較判定(85)を行な
い、R3≦Pの場合は更に該光量データPと第4基準デ
ータR4との比較判定(86)を行なう。この結果、R4>P
のときは図12の如く第2系統のON/OFF信号出力
をONに設定(87)し、それ以外の場合は該ON/OFF
信号出力をOFFに設定(88)する。
及び基準データの設定(94)の後、物体検出時に、基準デ
ータR1、R2に基づく所定の演算処理(80)(81)を実行す
ることによって基準データR3、R4を作成した後、投光
タイミング制御(82)及び受光タイミング制御(83)を経
て、光量データPの取出し(84)を行なう。次に該光量デ
ータPと第3基準データR3との比較判定(85)を行な
い、R3≦Pの場合は更に該光量データPと第4基準デ
ータR4との比較判定(86)を行なう。この結果、R4>P
のときは図12の如く第2系統のON/OFF信号出力
をONに設定(87)し、それ以外の場合は該ON/OFF
信号出力をOFFに設定(88)する。
【0035】更に該光量データPと第1基準データR1
との比較判定(90)を行ない、R1≦Pの場合は更に該光
量データPと第2基準データR2との比較判定(91)を行
なう。この結果、R2>Pのときは第1系統のON/O
FF信号出力をONに設定(92)し、それ以外の場合は該
ON/OFF信号出力をOFFに設定(93)するのであ
る。
との比較判定(90)を行ない、R1≦Pの場合は更に該光
量データPと第2基準データR2との比較判定(91)を行
なう。この結果、R2>Pのときは第1系統のON/O
FF信号出力をONに設定(92)し、それ以外の場合は該
ON/OFF信号出力をOFFに設定(93)するのであ
る。
【0036】上記光電スイッチにおいては、感度調節に
際して、増幅度及び投光パワー強度の2つのパラメータ
の変更によって、従来よりも高い自由度での調節が可能
であるから、光電スイッチの取付け位置、検出物体の反
射面の状態等の物体検出環境に拘らず、常に高感度領域
での物体検出が実現可能であり、又、測定可能範囲も広
く設定出来る。然も、回路部分が全てデジタル回路で構
成され、デジタル信号処理によって物体検出動作が行な
われるから、装置構成の簡略化、小形化が可能であるば
かりでなく、ノイズ除去、歪補正等の処理が容易であ
り、様々な物体検出判定手法が採用出来る等、優れた効
果が得られる。
際して、増幅度及び投光パワー強度の2つのパラメータ
の変更によって、従来よりも高い自由度での調節が可能
であるから、光電スイッチの取付け位置、検出物体の反
射面の状態等の物体検出環境に拘らず、常に高感度領域
での物体検出が実現可能であり、又、測定可能範囲も広
く設定出来る。然も、回路部分が全てデジタル回路で構
成され、デジタル信号処理によって物体検出動作が行な
われるから、装置構成の簡略化、小形化が可能であるば
かりでなく、ノイズ除去、歪補正等の処理が容易であ
り、様々な物体検出判定手法が採用出来る等、優れた効
果が得られる。
【0037】上記実施例の説明は、本発明を説明するた
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例え
ば、本発明は、上記実施例の如き反射型の光電スイッチ
のみならず、透過型の光電スイッチについても実施可能
であるのは勿論である。更に上記実施例では、光電スイ
ッチ自体を構成する制御回路(13)によって基準データを
作成しているが、外部回路にて基準データを作成し、こ
れを制御回路(13)へ供給することも可能である。
めのものであって、特許請求の範囲に記載の発明を限定
し、或は範囲を減縮する様に解すべきではない。又、本
発明の各部構成は上記実施例に限らず、特許請求の範囲
に記載の技術的範囲内で種々の変形が可能である。例え
ば、本発明は、上記実施例の如き反射型の光電スイッチ
のみならず、透過型の光電スイッチについても実施可能
であるのは勿論である。更に上記実施例では、光電スイ
ッチ自体を構成する制御回路(13)によって基準データを
作成しているが、外部回路にて基準データを作成し、こ
れを制御回路(13)へ供給することも可能である。
【図1】本発明に係る光電スイッチの感度調節装置の構
成を表わす機能ブロック図である。
成を表わす機能ブロック図である。
【図2】本発明に係る光電スイッチの具体的な回路構成
例を示すブロック図である。
例を示すブロック図である。
【図3】感度調節の手続を示すフローチャートである。
【図4】テーブル作成手続を示すフローチャートであ
る。
る。
【図5】2つの基準位置を設定する場合の感度調節手続
を示すフローチャートである。
を示すフローチャートである。
【図6】2つのテーブルから最適パラメータを探索する
手続を示すフローチャートである。
手続を示すフローチャートである。
【図7】基準データの作成手続を示すフローチャートで
ある。
ある。
【図8】光量データの取出し手続を示すフローチャート
である。
である。
【図9】物体検出手続を示すフローチャートである。
【図10】他の物体検出手続を示すフローチャートであ
る。
る。
【図11】更に他の物体検出手続の前半部分を示すフロ
ーチャートである。
ーチャートである。
【図12】上記手続の後半部分を示すフローチャートで
ある。
ある。
【図13】回路動作を説明するタイムチャートである。
【図14】単一の基準位置を設定した場合のON/0F
F信号の変化を説明する図である。
F信号の変化を説明する図である。
【図15】2つの基準位置を設定した場合のON/0F
F信号の変化を説明する図である。
F信号の変化を説明する図である。
【図16】4つの基準位置を設定した場合のON/0F
F信号の変化を説明する図である。
F信号の変化を説明する図である。
【図17】可変パラメータと光量データのテーブルを示
す図表である。
す図表である。
【図18】2つ基準位置を設定する場合の2つのテーブ
ルを示す図表である。
ルを示す図表である。
【図19】受光素子としてホトダイオードを用いた光電
スイッチの一般的な特性を示すグラフである。
スイッチの一般的な特性を示すグラフである。
【図20】本発明に係る感度調節の原理を説明するグラ
フである。
フである。
【図21】従来の光電スイッチの構成を示すブロック図
である。
である。
(1) 投光素子 (2) 受光素子 (11) マイクロコンピュータ (13) 制御回路 (10) 増幅器 (15) 投光パワー制御回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03K 17/78 G01S 17/02 G01V 9/00
Claims (2)
- 【請求項1】物体検出領域へ向けて光を発する投光手段
(1a)と、該投光手段(1a)の投光パワーを調節する投
光パワー調節手段(9)と、投光手段(1a)から物体検出
領域を経て送られてくる光を光電変換すべき受光手段
(2a)と、該受光手段(2a)の出力を増幅度を調節可能
にして増幅する増幅手段(3)と、該増幅手段(3)の出力
信号に所定の信号処理を施して受光手段(2a)の受光量
に応じた光量データを作成する信号処理手段(4)と、前
記光量データに基づいて物体検出の有無を判断する物体
検知判定手段(5)とを具えた光電スイッチの感度調節方
法であって、 物体検出領域に検出物体を設置した状態で、増幅手段
(3)及び投光パワー調節手段(9)の増幅度及び投光パワ
ーについての可変パラメータを夫々可能な範囲で変化さ
せつつ、該変化に伴う光量データの変化を記憶する第1
ステップと、 記憶された光量データの分布に基づいて高感度の物体検
出を実現し得る増幅度及び投光パワーについてのパラメ
ータを検索する第2ステップと、 検索されたパラメータを増幅手段(3)及び投光パワー調
節手段(9)に設定する第3ステップとを有する光電スイ
ッチの感度調節方法。 - 【請求項2】物体検出領域へ向けて光を発する投光手段
(1a)と、該投光手段(1a)から物体検出領域を経て送
られてくる光を光電変換すべき受光手段(2a)と、該受
光手段(2a)の出力を増幅度を調節可能にして増幅する
増幅手段(3)と、該増幅手段(3)の出力信号に所定の信
号処理を施して受光手段(2a)の受光量に応じた光量デ
ータを作成する信号処理手段(4)と、前記光量データに
基づいて物体検出の有無を判断する物体検知判定手段
(5)とを具えた光電スイッチにおいて、 投光手段(1a)の投光パワーを調節する投光パワー調節
手段(9)と、 前記増幅手段(3)及び投光パワー調節手段(9)の増幅度
及び投光パワーについての可変パラメータを夫々可能な
範囲で変化させるパラメータ変更手段(8)と、 前記パラメータの変化に伴う光量データの変化を記憶す
る特性記憶手段(6)と、該特性記憶手段(6)に記憶され
ている光量データの分布に基づいて高感度の物体検出を
実現し得る増幅度及び投光パワーについてのパラメータ
を検索し、その結果をパラメータ変更手段(8)へ供給す
るパラメータ検索手段(7)とを具えたことを特徴とする
光電スイッチの感度調節装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03088163A JP3076617B2 (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 光電スイッチの感度調節方法及び装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP03088163A JP3076617B2 (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 光電スイッチの感度調節方法及び装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05206820A JPH05206820A (ja) | 1993-08-13 |
JP3076617B2 true JP3076617B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=13935262
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP03088163A Expired - Fee Related JP3076617B2 (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 光電スイッチの感度調節方法及び装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3076617B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3669352B2 (ja) | 2002-09-11 | 2005-07-06 | オムロン株式会社 | 光電センサ |
JP4623261B2 (ja) * | 2004-02-10 | 2011-02-02 | オムロン株式会社 | 光電センサにおける光軸調整方法 |
CN113126482A (zh) * | 2019-12-31 | 2021-07-16 | 钟国诚 | 控制目标装置及用于控制可变物理参数的方法 |
-
1991
- 1991-04-19 JP JP03088163A patent/JP3076617B2/ja not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH05206820A (ja) | 1993-08-13 |
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