JP3409117B2 - 光学式反射形センサ - Google Patents
光学式反射形センサInfo
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- G—PHYSICS
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、対象物へ投光し
て得られる反射光を受光して前記対象物についての測定
処理を行い、その測定処理結果を出力する光学式反射形
センサに関する。
て得られる反射光を受光して前記対象物についての測定
処理を行い、その測定処理結果を出力する光学式反射形
センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種のセンサとして、たとえば対象物
までの距離を計測したり、対象物の表面上の変位を計測
する変位センサが知られている。従来の変位センサは、
レーザーダイオードなどの光源や、ＰＳＤ，ＣＣＤなど
による受光素子を具備しており、所定のタイミング毎に
投受光を行いつつ、その投受光のタイミングに応じて受
光素子の受光面における反射光の結像位置を抽出し、そ
の結像位置を三角測距の原理にあてはめて対象物までの
距離を測定するようにしている。なお、この変位センサ
からは、測定結果である距離データそのもの、または測
定された距離を所定のしきい値と比較した結果などが、
処理結果として出力される。
までの距離を計測したり、対象物の表面上の変位を計測
する変位センサが知られている。従来の変位センサは、
レーザーダイオードなどの光源や、ＰＳＤ，ＣＣＤなど
による受光素子を具備しており、所定のタイミング毎に
投受光を行いつつ、その投受光のタイミングに応じて受
光素子の受光面における反射光の結像位置を抽出し、そ
の結像位置を三角測距の原理にあてはめて対象物までの
距離を測定するようにしている。なお、この変位センサ
からは、測定結果である距離データそのもの、または測
定された距離を所定のしきい値と比較した結果などが、
処理結果として出力される。
【０００３】この種のセンサでは、受光素子からのアナ
ログ出力のゆらぎによって測定結果が微妙に変動する。
また受光素子としてＰＳＤを用いた変位センサでは、反
射光の入射位置によってＰＳＤからの２つのアナログ出
力の関係が変化する原理に基づき対象物までの距離を測
定するが、この場合に、受光素子に入射する反射光の量
が変化すると、反射光が同じ位置に入射しても、前記２
つの出力レベルの関係が変動して測定値にゆらぎが生じ
る、という問題もある。
ログ出力のゆらぎによって測定結果が微妙に変動する。
また受光素子としてＰＳＤを用いた変位センサでは、反
射光の入射位置によってＰＳＤからの２つのアナログ出
力の関係が変化する原理に基づき対象物までの距離を測
定するが、この場合に、受光素子に入射する反射光の量
が変化すると、反射光が同じ位置に入射しても、前記２
つの出力レベルの関係が変動して測定値にゆらぎが生じ
る、という問題もある。
【０００４】このような問題に対し、一般に、所定回数
分の投受光が行われる間に得られる測定値を平均化した
値を出力することによって、測定精度を安定させるよう
にしている。この平均化データは、平均化の対象となる
測定値が多いほど、安定化することが知られている。メ
ーカー側は、平均化データから得られる測定精度を繰り
返し精度と定義し、標準的な繰り返し精度を得るのに必
要な時間（応答時間）との関係を、ユーザに提示するよ
うにしており、ユーザーは、所望の測定精度を確保する
ために、この繰り返し精度に基づき、応答時間や対象物
を移動させる時間を調整するようにしている。
分の投受光が行われる間に得られる測定値を平均化した
値を出力することによって、測定精度を安定させるよう
にしている。この平均化データは、平均化の対象となる
測定値が多いほど、安定化することが知られている。メ
ーカー側は、平均化データから得られる測定精度を繰り
返し精度と定義し、標準的な繰り返し精度を得るのに必
要な時間（応答時間）との関係を、ユーザに提示するよ
うにしており、ユーザーは、所望の測定精度を確保する
ために、この繰り返し精度に基づき、応答時間や対象物
を移動させる時間を調整するようにしている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】一般に、繰り返し精度
は、白色のアルミナセラミック板などを対象とする測定
テストによって得られているが、光の反射状態は、実際
の対象物の反射率，形状，表面の粗さ，測定位置などに
よって変化するので、実際の測定において、メーカー側
から提示されたとおりの測定精度が得られることを期待
するのは困難である。
は、白色のアルミナセラミック板などを対象とする測定
テストによって得られているが、光の反射状態は、実際
の対象物の反射率，形状，表面の粗さ，測定位置などに
よって変化するので、実際の測定において、メーカー側
から提示されたとおりの測定精度が得られることを期待
するのは困難である。
【０００６】この問題を解決するには、実際の対象物を
測定しながら、その測定値の繰り返し精度を確認する必
要がある。しかしながら繰り返し精度を確認するには、
センサをレコーダ，オシロスコープ，パーソナルコンピ
ュータなどの外部機器に接続しなければならないため、
処理が煩雑になり、またコスト高になるという問題があ
る。またセンサの近くに外部機器の設置場所を確保でき
ない場合は、繰り返し精度を測定の状態と対応づけて確
認するのが困難になる、という問題も生じる。また測定
現場において、実際の対象物を測定しながらその測定値
の繰り返し精度を求めても、白色の対象物が黒色の対象
物に変更されるなどして対象物の反射率や表面状態が変
化すると、再度、繰り返し精度を測定する必要があり、
処理がますます煩雑化する。
測定しながら、その測定値の繰り返し精度を確認する必
要がある。しかしながら繰り返し精度を確認するには、
センサをレコーダ，オシロスコープ，パーソナルコンピ
ュータなどの外部機器に接続しなければならないため、
処理が煩雑になり、またコスト高になるという問題があ
る。またセンサの近くに外部機器の設置場所を確保でき
ない場合は、繰り返し精度を測定の状態と対応づけて確
認するのが困難になる、という問題も生じる。また測定
現場において、実際の対象物を測定しながらその測定値
の繰り返し精度を求めても、白色の対象物が黒色の対象
物に変更されるなどして対象物の反射率や表面状態が変
化すると、再度、繰り返し精度を測定する必要があり、
処理がますます煩雑化する。
【０００７】この発明は、上記問題点に着目してなされ
たもので、センサ内に測定値の繰り返し精度を算出する
機能を持たせ、算出された繰り返し精度をセンサの機体
上で表示することにより、実際の対象物を測定した際の
繰り返し精度をセンサの設置場所で簡単に確認できるよ
うにすることを第１の目的とする。
たもので、センサ内に測定値の繰り返し精度を算出する
機能を持たせ、算出された繰り返し精度をセンサの機体
上で表示することにより、実際の対象物を測定した際の
繰り返し精度をセンサの設置場所で簡単に確認できるよ
うにすることを第１の目的とする。
【０００８】またこの発明は、測定値を所定のしきい値
と比較した結果を出力する構成のセンサにおいて、セン
サ内で求めた繰り返し精度を用いて対象物に応じた最適
なヒステリシス幅を設定することにより、判別処理精度
を向上させたセンサを提供することを第２の目的とす
る。
と比較した結果を出力する構成のセンサにおいて、セン
サ内で求めた繰り返し精度を用いて対象物に応じた最適
なヒステリシス幅を設定することにより、判別処理精度
を向上させたセンサを提供することを第２の目的とす
る。
【０００９】さらにこの発明は、反射光毎に得られた測
定値を平均化して測定処理結果を求める場合に、ユーザ
ーの設定した精度に対応する測定処理結果を得ることが
できるように、平均化の対象となる測定値の数を自動的
に設定することにより、利便性を向上させたセンサを提
供することを第３の目的とする。
定値を平均化して測定処理結果を求める場合に、ユーザ
ーの設定した精度に対応する測定処理結果を得ることが
できるように、平均化の対象となる測定値の数を自動的
に設定することにより、利便性を向上させたセンサを提
供することを第３の目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記した変
位センサのほか、対象物に三原色を含む光を投光して得
られる反射光により対象物の色彩を判別するセンサな
ど、対象物からの反射光を利用した測定を行うセンサ全
般に適用することができる。なお、この種のセンサは、
光源や受光素子などが組み込まれ、検出用の受光信号を
生成する検出部と、検出部からの信号を用いた演算処理
を行う信号処理部とに分離された構成をとる場合が多い
が、これに限らず、検出部と信号処理部とが一体化され
た構成をとる場合もある。
位センサのほか、対象物に三原色を含む光を投光して得
られる反射光により対象物の色彩を判別するセンサな
ど、対象物からの反射光を利用した測定を行うセンサ全
般に適用することができる。なお、この種のセンサは、
光源や受光素子などが組み込まれ、検出用の受光信号を
生成する検出部と、検出部からの信号を用いた演算処理
を行う信号処理部とに分離された構成をとる場合が多い
が、これに限らず、検出部と信号処理部とが一体化され
た構成をとる場合もある。
【００１１】この発明の第１の態様による光学式反射形
センサは、センサを構成する機体に表示部が設けられる
とともに、測定処理の実行下において複数回分の測定に
おける測定値の繰り返し精度を算出する手段と、前記表
示部に繰り返し精度の算出結果を表示させる表示制御手
段とを具備する。
センサは、センサを構成する機体に表示部が設けられる
とともに、測定処理の実行下において複数回分の測定に
おける測定値の繰り返し精度を算出する手段と、前記表
示部に繰り返し精度の算出結果を表示させる表示制御手
段とを具備する。
【００１２】上記構成において、「測定値」とは、所定
の処理時間毎に得られるもので、前記処理時間内に複数
サイクル分の投受光処理が行われる場合は、各サイクル
の反射光毎に得られた個別の測定値（たとえば変位セン
サであれば、受光素子における反射光の入射位置から求
めた距離データをいう。）を平均化して得た測定値を指
す。「繰り返し精度」とは、複数回の測定処理によって
得られた各測定値のゆらぎ度合いを示すもので、たとえ
ば各測定値のうちの最大値と最小値とを抽出して両者の
差を求め、これを繰り返し精度とすることができる。
の処理時間毎に得られるもので、前記処理時間内に複数
サイクル分の投受光処理が行われる場合は、各サイクル
の反射光毎に得られた個別の測定値（たとえば変位セン
サであれば、受光素子における反射光の入射位置から求
めた距離データをいう。）を平均化して得た測定値を指
す。「繰り返し精度」とは、複数回の測定処理によって
得られた各測定値のゆらぎ度合いを示すもので、たとえ
ば各測定値のうちの最大値と最小値とを抽出して両者の
差を求め、これを繰り返し精度とすることができる。
【００１３】なおセンサからは、「処理結果」として、
前記測定値そのものを出力することができるが、これに
限らず、測定値を所定のしきい値と比較した結果を処理
結果として出力する場合もある。また物体の段差や厚み
を測定する場合のように、他の同種のセンサからの測定
値を取り込んで演算処理を行い、その結果を処理結果と
して出力することもできる。またここでいう処理結果の
出力は、外部機器に対する出力に限らず、単に前記した
センサの機体上の表示部に処理結果を表示する処理を指
す場合もある。
前記測定値そのものを出力することができるが、これに
限らず、測定値を所定のしきい値と比較した結果を処理
結果として出力する場合もある。また物体の段差や厚み
を測定する場合のように、他の同種のセンサからの測定
値を取り込んで演算処理を行い、その結果を処理結果と
して出力することもできる。またここでいう処理結果の
出力は、外部機器に対する出力に限らず、単に前記した
センサの機体上の表示部に処理結果を表示する処理を指
す場合もある。
【００１４】上記の構成によれば、実際の対象物に対す
る測定処理を行いながら、その測定における繰り返し精
度をセンサの表示部に表示するので、ユーザーは、実行
中の測定処理がどの位の精度で行われているのかを、セ
ンサの設置場所において簡単に確認することができる。
る測定処理を行いながら、その測定における繰り返し精
度をセンサの表示部に表示するので、ユーザーは、実行
中の測定処理がどの位の精度で行われているのかを、セ
ンサの設置場所において簡単に確認することができる。
【００１５】好ましい態様によれば、前記表示部は、少
なくとも２つの表示領域を具備し、前記表示手段は、前
記繰り返し精度および測定処理結果を前記表示部に同時
に表示させるように設定される。このような構成によれ
ば、ユーザーは、センサの設置場所において、測定処理
結果と繰り返し精度とを同時に確認することができるの
で、利便性を大幅に向上することができる。なお、繰り
返し精度，測定処理結果のいずれについても、演算処理
結果そのものを示す数値を表示しても良いが、表示の形
態はこれに限らず、たとえば各値をそれぞれ所定の設定
レベルと比較した結果を表示するようにしてもよい。
なくとも２つの表示領域を具備し、前記表示手段は、前
記繰り返し精度および測定処理結果を前記表示部に同時
に表示させるように設定される。このような構成によれ
ば、ユーザーは、センサの設置場所において、測定処理
結果と繰り返し精度とを同時に確認することができるの
で、利便性を大幅に向上することができる。なお、繰り
返し精度，測定処理結果のいずれについても、演算処理
結果そのものを示す数値を表示しても良いが、表示の形
態はこれに限らず、たとえば各値をそれぞれ所定の設定
レベルと比較した結果を表示するようにしてもよい。
【００１６】さらに表示部に２つの表示領域を設定でき
ないような場合は、繰り返し精度および測定処理結果を
前記表示部に切り替えて表示させるようにしてもよい。
この場合、さらに機体の適所に表示切替用の操作部を設
けると、ユーザーの切替操作に応じて表示内容を変更す
ることができるが、表示の切替はこれに限らず、たとえ
ば所定の時間毎に自動的に切り替えるようにしてもよ
い。
ないような場合は、繰り返し精度および測定処理結果を
前記表示部に切り替えて表示させるようにしてもよい。
この場合、さらに機体の適所に表示切替用の操作部を設
けると、ユーザーの切替操作に応じて表示内容を変更す
ることができるが、表示の切替はこれに限らず、たとえ
ば所定の時間毎に自動的に切り替えるようにしてもよ
い。
【００１７】さらに上記センサにおいて、所定回数分の
反射光毎の個別の測定値を平均化した値またはその平均
値を所定のしきい値と比較した結果を測定処理結果とし
て出力する場合、前記機体には、前記平均化処理の対象
とするデータ数を可変設定するための入力部を設けても
よい。このような構成によれば、表示部に表示された繰
り返し精度がユーザーの要求する基準に達していない場
合に、センサの設置場所において簡単に測定条件を変更
して、繰り返し精度を向上させることができるので、利
便性をさらに向上することができる。
反射光毎の個別の測定値を平均化した値またはその平均
値を所定のしきい値と比較した結果を測定処理結果とし
て出力する場合、前記機体には、前記平均化処理の対象
とするデータ数を可変設定するための入力部を設けても
よい。このような構成によれば、表示部に表示された繰
り返し精度がユーザーの要求する基準に達していない場
合に、センサの設置場所において簡単に測定条件を変更
して、繰り返し精度を向上させることができるので、利
便性をさらに向上することができる。
【００１８】つぎにこの発明の第２の態様による光学式
反射形センサは、測定処理結果を所定のしきい値と比較
してその比較結果を出力するタイプのもので、所定の条
件下で複数回の測定における測定値の繰り返し精度を算
出する手段と、前記繰り返し精度の算出結果に基づき前
記しきい値に対するヒステリシス幅を設定する手段と
を、構成として具備する。
反射形センサは、測定処理結果を所定のしきい値と比較
してその比較結果を出力するタイプのもので、所定の条
件下で複数回の測定における測定値の繰り返し精度を算
出する手段と、前記繰り返し精度の算出結果に基づき前
記しきい値に対するヒステリシス幅を設定する手段と
を、構成として具備する。
【００１９】たとえばコンベヤ上を搬送される対象物の
中から高さが所定値以上となるものを抽出する場合、コ
ンベヤの上方に変位センサを設置し、測定により得られ
た距離データをしきい値と比較する方法が採用される。
上記構成では、このような方法に使用されるセンサにお
いて、測定値の繰り返し精度を算出した上で、比較判定
のためのしきい値に対し前記繰り返し精度に基づくヒス
テリシス幅を設定するので、実際の対象物における測定
値のゆらぎの影響を精度良く反映したヒステリシス幅を
設定して、安定した比較判別処理を行うことができる。
中から高さが所定値以上となるものを抽出する場合、コ
ンベヤの上方に変位センサを設置し、測定により得られ
た距離データをしきい値と比較する方法が採用される。
上記構成では、このような方法に使用されるセンサにお
いて、測定値の繰り返し精度を算出した上で、比較判定
のためのしきい値に対し前記繰り返し精度に基づくヒス
テリシス幅を設定するので、実際の対象物における測定
値のゆらぎの影響を精度良く反映したヒステリシス幅を
設定して、安定した比較判別処理を行うことができる。
【００２０】なお、比較判定用のしきい値は、あらかじ
めセンサ本体に設定されたキーからの入力や外部機器か
らのデータ送信を受け付けることによって設定すること
もできるが、前記繰り返し精度の算出に使用する各測定
値の平均値をとるなどして設定するのが望ましい。
めセンサ本体に設定されたキーからの入力や外部機器か
らのデータ送信を受け付けることによって設定すること
もできるが、前記繰り返し精度の算出に使用する各測定
値の平均値をとるなどして設定するのが望ましい。
【００２１】さらにこの発明の第３の態様にかかる光学
式反射形センサは、出力される処理結果に要求される精
度を設定するための入力部が機体に設けられるととも
に、所定回数分の反射光毎の測定値を平均化する処理を
平均化の対象となる測定値の数を変更しながら実行する
手段と、複数の平均化された測定値の繰り返し精度を算
出する手段とを具備し、少なくとも前記入力部により設
定された精度に対応する繰り返し精度が得られるまで測
定処理を実行するように構成される。
式反射形センサは、出力される処理結果に要求される精
度を設定するための入力部が機体に設けられるととも
に、所定回数分の反射光毎の測定値を平均化する処理を
平均化の対象となる測定値の数を変更しながら実行する
手段と、複数の平均化された測定値の繰り返し精度を算
出する手段とを具備し、少なくとも前記入力部により設
定された精度に対応する繰り返し精度が得られるまで測
定処理を実行するように構成される。
【００２２】上記構成において、「反射光毎の測定値」
とは、投受光が１サイクル行われる毎に得られた測定値
のことである。この構成のセンサでは、所定回数分の反
射光毎の測定値を平均化して出力するか、またはこの平
均化された測定値をしきい値と比較する場合に、この平
均化された測定値をどの位の精度で得るかをユーザーに
設定させ、平均化対象のデータ数として、前記ユーザー
が設定した精度を得るのに最適なデータ数を自動設定す
ることができ、測定の目的に応じた精度を確保すること
が可能となる。しかも前記精度の設定処理はセンサに設
けられた入力部を用いて行われるので、センサの設置場
所において簡単に測定条件の設定や変更を行うことがで
きるから、利便性を大幅に向上することができる。
とは、投受光が１サイクル行われる毎に得られた測定値
のことである。この構成のセンサでは、所定回数分の反
射光毎の測定値を平均化して出力するか、またはこの平
均化された測定値をしきい値と比較する場合に、この平
均化された測定値をどの位の精度で得るかをユーザーに
設定させ、平均化対象のデータ数として、前記ユーザー
が設定した精度を得るのに最適なデータ数を自動設定す
ることができ、測定の目的に応じた精度を確保すること
が可能となる。しかも前記精度の設定処理はセンサに設
けられた入力部を用いて行われるので、センサの設置場
所において簡単に測定条件の設定や変更を行うことがで
きるから、利便性を大幅に向上することができる。
【００２３】さらに上記構成の好ましい態様によるセン
サでは、前記入力部により設定された精度に対応する繰
り返し精度が得られたときに平均化の対象となった測定
値の数を、以後の測定処理における平均化対象のデータ
数として設定する手段とを具備する。この構成によれ
ば、同種の対象物を続けて測定する場合に、最初にユー
ザーが設定した精度を維持して測定を行うことができ
る。
サでは、前記入力部により設定された精度に対応する繰
り返し精度が得られたときに平均化の対象となった測定
値の数を、以後の測定処理における平均化対象のデータ
数として設定する手段とを具備する。この構成によれ
ば、同種の対象物を続けて測定する場合に、最初にユー
ザーが設定した精度を維持して測定を行うことができ
る。
【００２４】さらに上記各構成の光学式反射形センサに
は、測定処理の実行下において算出された繰り返し精度
を外部機器へと出力する手段を設定することができる。
このような手段によれば、パーソナルコンピュータなど
でセンサからの出力を用いてより複雑な計測処理を行う
場合に、その出力の精度を考慮した演算処理を行うこと
ができる。
は、測定処理の実行下において算出された繰り返し精度
を外部機器へと出力する手段を設定することができる。
このような手段によれば、パーソナルコンピュータなど
でセンサからの出力を用いてより複雑な計測処理を行う
場合に、その出力の精度を考慮した演算処理を行うこと
ができる。
【００２５】さらに上記各構成の光学式反射形センサに
は、測定処理の実行下において算出された繰り返し精度
を所定の設定レベルと比較する手段と、前記繰り返し精
度が設定レベルを超えたとき、所定の報知動作を実行す
る手段とを具備させることもできる。
は、測定処理の実行下において算出された繰り返し精度
を所定の設定レベルと比較する手段と、前記繰り返し精
度が設定レベルを超えたとき、所定の報知動作を実行す
る手段とを具備させることもできる。
【００２６】報知動作を実行する手段は、センサの機体
適所に設けられたランプなどにより構成することができ
るが、これに限らず、たとえば警報ブザーのような外部
機器に信号を出力して、警報動作を行わせる手段や、パ
ーソナルコンピュータにエラー信号を送信してエラーメ
ッセージを表示させる手段とすることもできる。上記構
成によれば、測定処理を行っている間に繰り返し精度が
低下すると、ユーザーに速やかに報知処理を行うことが
できるので、測定精度の低下に速やかに対応することが
できる。
適所に設けられたランプなどにより構成することができ
るが、これに限らず、たとえば警報ブザーのような外部
機器に信号を出力して、警報動作を行わせる手段や、パ
ーソナルコンピュータにエラー信号を送信してエラーメ
ッセージを表示させる手段とすることもできる。上記構
成によれば、測定処理を行っている間に繰り返し精度が
低下すると、ユーザーに速やかに報知処理を行うことが
できるので、測定精度の低下に速やかに対応することが
できる。
【００２７】さらにここまでに記載した各構成は、ＰＳ
Ｄや２分割フォトダイオードのように、対象物からの反
射光の入射位置を示す一対のアナログ信号を出力する受
光素子を具備し、前記一対のアナログ信号を用いた演算
処理により対象物までの距離を算出するようにした反射
形の変位センサに適用することができる。この種のセン
サに上記各構成を適用すれば、測定中の対象物に対する
繰り返し精度を簡単に確認したり、対象物の変位を判別
する場合に、最適なヒステリシス幅を設定して安定した
判別処理を行ったり、ユーザーの設定した精度に対応す
る繰り返し精度を自動的に設定して測定を行うなどする
ことができるから、測定対象物が変更されるなどして受
光素子への反射光量が変化しても、対象物毎の測定値の
ゆらぎに対応して、安定した測定を行うことができる。
Ｄや２分割フォトダイオードのように、対象物からの反
射光の入射位置を示す一対のアナログ信号を出力する受
光素子を具備し、前記一対のアナログ信号を用いた演算
処理により対象物までの距離を算出するようにした反射
形の変位センサに適用することができる。この種のセン
サに上記各構成を適用すれば、測定中の対象物に対する
繰り返し精度を簡単に確認したり、対象物の変位を判別
する場合に、最適なヒステリシス幅を設定して安定した
判別処理を行ったり、ユーザーの設定した精度に対応す
る繰り返し精度を自動的に設定して測定を行うなどする
ことができるから、測定対象物が変更されるなどして受
光素子への反射光量が変化しても、対象物毎の測定値の
ゆらぎに対応して、安定した測定を行うことができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】図１は、この発明が適用された変
位センサ１の構成を示す。この変位センサ１は、投光部
５および受光部６が組み込まれた検出部２と、一連の測
定処理を行うための信号処理部３とから成る。なお検出
部２と信号処理部３とは別体であり、ケーブルにより電
気接続されている。
位センサ１の構成を示す。この変位センサ１は、投光部
５および受光部６が組み込まれた検出部２と、一連の測
定処理を行うための信号処理部３とから成る。なお検出
部２と信号処理部３とは別体であり、ケーブルにより電
気接続されている。
【００２９】前記検出部２の投光部５は、レーザーダイ
オード５１，投光レンズ５２，および前記レーザーダイ
オード５１の駆動回路５３などにより構成される。受光
部６は、受光レンズ６１，ＰＳＤ６２，およびＰＳＤか
らの２つの検知信号毎に設定された電流電圧変換回路６
３や増幅回路６４などにより構成される。
オード５１，投光レンズ５２，および前記レーザーダイ
オード５１の駆動回路５３などにより構成される。受光
部６は、受光レンズ６１，ＰＳＤ６２，およびＰＳＤか
らの２つの検知信号毎に設定された電流電圧変換回路６
３や増幅回路６４などにより構成される。
【００３０】信号処理部３は、各検知信号毎のサンプル
ホールド回路３１およびＡ／Ｄ変換回路３２を具備する
ほか、ＣＰＵ３３，出力回路３４，表示部３５，設定部
３６などを具備する。表示部３５は、測定結果や後記す
る繰り返し精度などを表示するのに用いられる。設定部
３６は、動作モードを設定したり、後記する平均化の対
象とするデータ数や要求精度などを入力する際に使用さ
れる。出力回路３４は、測定結果をパーソナルコンピュ
ータ，ＰＬＣなどの外部機器に出力するためのもので、
Ｄ／Ａ変換回路や外部機器用のインターフェースなどを
含む。なお、外部機器への接続は必須ではなく、必要に
応じて適宜、接続すればよい。
ホールド回路３１およびＡ／Ｄ変換回路３２を具備する
ほか、ＣＰＵ３３，出力回路３４，表示部３５，設定部
３６などを具備する。表示部３５は、測定結果や後記す
る繰り返し精度などを表示するのに用いられる。設定部
３６は、動作モードを設定したり、後記する平均化の対
象とするデータ数や要求精度などを入力する際に使用さ
れる。出力回路３４は、測定結果をパーソナルコンピュ
ータ，ＰＬＣなどの外部機器に出力するためのもので、
Ｄ／Ａ変換回路や外部機器用のインターフェースなどを
含む。なお、外部機器への接続は必須ではなく、必要に
応じて適宜、接続すればよい。
【００３１】上記構成において、投光部の駆動回路５３
は、ＣＰＵ３３からのタイミング信号に応じてレーザー
ダイオード５１を駆動し、対象物１０への投光動作を行
わせる。対象物１０の表面で反射したレーザー光はＰＳ
Ｄ６２に入射し、その入射位置によって強度の異なる２
つの検知信号ａ，ｂが出力される。ＣＰＵ３３は、各サ
ンプルホールド回路３１，３１に、投光タイミングに同
期したタイミングで各検知信号ａ，ｂをサンプリングさ
せた後、Ａ／Ｄ変換回路３２，３２よりディジタル変換
された検知信号Ａ，Ｂを取り込んで対象物１０までの距
離Ｌを算出する。さらにＣＰＵ３３は、毎回の投受光動
作に対応する測定値について移動平均化処理を行って、
この算出結果を測定結果として特定するとともに、これ
ら測定結果の繰り返し精度を算出する。測定結果および
繰り返し精度は、表示部３５に出力されて表示されるほ
か、出力回路３４を介して外部機器に出力される。
は、ＣＰＵ３３からのタイミング信号に応じてレーザー
ダイオード５１を駆動し、対象物１０への投光動作を行
わせる。対象物１０の表面で反射したレーザー光はＰＳ
Ｄ６２に入射し、その入射位置によって強度の異なる２
つの検知信号ａ，ｂが出力される。ＣＰＵ３３は、各サ
ンプルホールド回路３１，３１に、投光タイミングに同
期したタイミングで各検知信号ａ，ｂをサンプリングさ
せた後、Ａ／Ｄ変換回路３２，３２よりディジタル変換
された検知信号Ａ，Ｂを取り込んで対象物１０までの距
離Ｌを算出する。さらにＣＰＵ３３は、毎回の投受光動
作に対応する測定値について移動平均化処理を行って、
この算出結果を測定結果として特定するとともに、これ
ら測定結果の繰り返し精度を算出する。測定結果および
繰り返し精度は、表示部３５に出力されて表示されるほ
か、出力回路３４を介して外部機器に出力される。
【００３２】図２は、前記変位センサ１における信号処
理部３の外観を示す。図示例の信号処理部３は、機体４
の内部に前記図１に示した各回路が実装された基板（図
示せず。）が組み込まれて成る。また機体４の上面には
前記表示部３５や設定部３６が形成され、これら表示部
３５および設定部３６の上に開閉可能なカバー４０が被
せられる。機体４の端面からはコード線７が引き出さ
れ、このコード線７の先端に検出部２に電気接続するた
めのコネクタ８が装着されている。
理部３の外観を示す。図示例の信号処理部３は、機体４
の内部に前記図１に示した各回路が実装された基板（図
示せず。）が組み込まれて成る。また機体４の上面には
前記表示部３５や設定部３６が形成され、これら表示部
３５および設定部３６の上に開閉可能なカバー４０が被
せられる。機体４の端面からはコード線７が引き出さ
れ、このコード線７の先端に検出部２に電気接続するた
めのコネクタ８が装着されている。
【００３３】前記設定部３６は、数値や動作モードを可
変設定するための複数の押釦３９などにより構成され
る。表示部３５は、数値やアルファベットを可変表示す
るタイプのディジタル表示器３７ａ，３７ｂを、それぞ
れ複数個一列に配列することにより、２種類のデータを
同時に表示できるように構成される。さらにこれらディ
ジタル表示器３７ａ，３７ｂの配列の間隙に、区切り記
号表示用のランプ３８が配置されるほか、ディジタル表
示器３７ａ，３７ｂの周囲にも、複数個の報知用ランプ
４７が設けられる。
変設定するための複数の押釦３９などにより構成され
る。表示部３５は、数値やアルファベットを可変表示す
るタイプのディジタル表示器３７ａ，３７ｂを、それぞ
れ複数個一列に配列することにより、２種類のデータを
同時に表示できるように構成される。さらにこれらディ
ジタル表示器３７ａ，３７ｂの配列の間隙に、区切り記
号表示用のランプ３８が配置されるほか、ディジタル表
示器３７ａ，３７ｂの周囲にも、複数個の報知用ランプ
４７が設けられる。
【００３４】機体４の両側面には、信号伝達用のコネク
タ４５，４６を臨ませた開口部４１が形成されている。
各開口部４１には、それぞれガイド溝４２，４３を介し
てスライド可能な溝部４４が係合する。前記コネクタ４
５，４６は、物体の段差や厚みを計測するためなどに他
の変位センサ１との信号のやりとりが必要となった場合
に、他の変位センサ１の信号処理部３に接続するための
ものである。このような接続が不要な場合は、開口部４
１は、前記蓋部４４により塞がれた状態となる。
タ４５，４６を臨ませた開口部４１が形成されている。
各開口部４１には、それぞれガイド溝４２，４３を介し
てスライド可能な溝部４４が係合する。前記コネクタ４
５，４６は、物体の段差や厚みを計測するためなどに他
の変位センサ１との信号のやりとりが必要となった場合
に、他の変位センサ１の信号処理部３に接続するための
ものである。このような接続が不要な場合は、開口部４
１は、前記蓋部４４により塞がれた状態となる。
【００３５】図３は、前記変位センサ１により対象物１
０までの距離を測定する場合のＣＰＵ３３における処理
手順を示す。（図中、各ステップは「ＳＴ」と示す。）
なお、ここに示す手順は、１サイクル分の投受光処理に
対応して行われる処理手順であり、検出部２および信号
処理部３が稼働している状態において、繰り返し実行さ
れるものである。
０までの距離を測定する場合のＣＰＵ３３における処理
手順を示す。（図中、各ステップは「ＳＴ」と示す。）
なお、ここに示す手順は、１サイクル分の投受光処理に
対応して行われる処理手順であり、検出部２および信号
処理部３が稼働している状態において、繰り返し実行さ
れるものである。
【００３６】まずＳＴ１で前記ディジタル変換後の検知
信号Ａ，Ｂを取り込んだ後、ＳＴ２で、これら検知信号
Ａ，Ｂを用いて対象物１０までの距離Ｌを算出する。な
お各検知信号Ａ，Ｂの関係が示す反射光の結像位置の変
位量と対象物１０までの距離Ｌとの関係は非線形である
ため、ＳＴ２では、下記（１）式による補正演算を実行
する。 Ｌ＝Ｋ・Ａ／（Ｂ＋βＡ） ・・・（１）
（Ｋ，βは定数）
信号Ａ，Ｂを取り込んだ後、ＳＴ２で、これら検知信号
Ａ，Ｂを用いて対象物１０までの距離Ｌを算出する。な
お各検知信号Ａ，Ｂの関係が示す反射光の結像位置の変
位量と対象物１０までの距離Ｌとの関係は非線形である
ため、ＳＴ２では、下記（１）式による補正演算を実行
する。 Ｌ＝Ｋ・Ａ／（Ｂ＋βＡ） ・・・（１）
（Ｋ，βは定数）
【００３７】前記ＳＴ２で算出された距離Ｌは、図示し
ないメモリに蓄積されるもので、つぎのＳＴ３では、過
去Ｐ回の距離Ｌの算出結果を用いた移動平均化処理を実
行する。ここで算出された平均値（以下、「移動平均デ
ータ」という。）は、個々の距離Ｌと同様にメモリに蓄
積されるもので、つぎのＳＴ４では、過去Ｎ回の移動平
均データの中から最大値、最小値を読み出して両者の差
を算出することにより、繰り返し精度を算出する。
ないメモリに蓄積されるもので、つぎのＳＴ３では、過
去Ｐ回の距離Ｌの算出結果を用いた移動平均化処理を実
行する。ここで算出された平均値（以下、「移動平均デ
ータ」という。）は、個々の距離Ｌと同様にメモリに蓄
積されるもので、つぎのＳＴ４では、過去Ｎ回の移動平
均データの中から最大値、最小値を読み出して両者の差
を算出することにより、繰り返し精度を算出する。
【００３８】こうして移動平均データ，繰り返し精度が
算出されると、ＳＴ５では、これらの算出結果を前記出
力回路３４を介して外部機器へと出力する。さらにＳＴ
６では、各算出結果を表示部３５に出力して表示させ
る。
算出されると、ＳＴ５では、これらの算出結果を前記出
力回路３４を介して外部機器へと出力する。さらにＳＴ
６では、各算出結果を表示部３５に出力して表示させ
る。
【００３９】図４は、前記ＳＴ６の処理によって実行さ
れる表示動作の一例を示す。前記２段構成のディジタル
表示器３７ａ，３７ｂのうち、上段の表示器３７ａは下
段の表示器３７ｂよりも、やや大きめに形成されてい
る。図示例では、上段の各表示器３７ａにより移動平均
データを示す数字列が表示され、下段の各表示器３７ｂ
により繰り返し精度を示す数字列が表示されている。な
おこれらの数字列において、小数点の前後に相当する数
字の間では、前記ランプ３８が点灯して小数点が表示さ
れている。
れる表示動作の一例を示す。前記２段構成のディジタル
表示器３７ａ，３７ｂのうち、上段の表示器３７ａは下
段の表示器３７ｂよりも、やや大きめに形成されてい
る。図示例では、上段の各表示器３７ａにより移動平均
データを示す数字列が表示され、下段の各表示器３７ｂ
により繰り返し精度を示す数字列が表示されている。な
おこれらの数字列において、小数点の前後に相当する数
字の間では、前記ランプ３８が点灯して小数点が表示さ
れている。
【００４０】なお表示部３５は、必ずしも図４のような
構成をとる必要はなく、たとえば液晶パネルに各数字列
を表示するようにしてもよい。またこの実施例のよう
に、２種類のデータを同時に表示できるだけの大きさを
確保できない場合は、設定部３６の切替操作などに応じ
て、測定結果と繰り返し精度とを切り替えて表示させる
ようにしてもよい。
構成をとる必要はなく、たとえば液晶パネルに各数字列
を表示するようにしてもよい。またこの実施例のよう
に、２種類のデータを同時に表示できるだけの大きさを
確保できない場合は、設定部３６の切替操作などに応じ
て、測定結果と繰り返し精度とを切り替えて表示させる
ようにしてもよい。
【００４１】このように、この実施例では、対象物１０
の測定を行いながら、測定結果として出力される移動平
均データの繰り返し精度を算出し、その算出結果を測定
結果とともに表示することができる。よってユーザー
は、センサの設置場所において、測定結果と繰り返し精
度とを同時に確認することができ、現在の対象物１０に
対する測定結果がどの位の精度を持つものであるかを、
簡単に認識することができる。
の測定を行いながら、測定結果として出力される移動平
均データの繰り返し精度を算出し、その算出結果を測定
結果とともに表示することができる。よってユーザー
は、センサの設置場所において、測定結果と繰り返し精
度とを同時に確認することができ、現在の対象物１０に
対する測定結果がどの位の精度を持つものであるかを、
簡単に認識することができる。
【００４２】なお、ここで表示された繰り返し精度がユ
ーザーの希望する条件を満たさない場合は、前記設定部
３６を用いて移動平均化処理の対象とするデータ数Ｐを
変更することにより、繰り返し精度を向上させることが
できる。このような構成によれば、ユーザーは、現場に
おいて、適宜、簡単に計測条件を変更することができる
から、測定対象物の種類が変更されるなどしてこれまで
の計測条件では適応できなくなった場合にも、速やかに
対応することができる。
ーザーの希望する条件を満たさない場合は、前記設定部
３６を用いて移動平均化処理の対象とするデータ数Ｐを
変更することにより、繰り返し精度を向上させることが
できる。このような構成によれば、ユーザーは、現場に
おいて、適宜、簡単に計測条件を変更することができる
から、測定対象物の種類が変更されるなどしてこれまで
の計測条件では適応できなくなった場合にも、速やかに
対応することができる。
【００４３】また繰り返し精度が希望の条件を満たして
いないことをユーザーが容易に判別できるように、あら
かじめユーザーに設定部３６より希望の繰り返し精度を
入力させ、測定時の繰り返し精度が設定レベルより大き
くなったとき、前記報知用ランプ４７を点灯させるなど
の報知動作を行うようにするのが望ましい。
いないことをユーザーが容易に判別できるように、あら
かじめユーザーに設定部３６より希望の繰り返し精度を
入力させ、測定時の繰り返し精度が設定レベルより大き
くなったとき、前記報知用ランプ４７を点灯させるなど
の報知動作を行うようにするのが望ましい。
【００４４】ところで、上記の変位センサ１は、たとえ
ば対象物１０の高さが所定の条件を満たすかどうかを判
別する処理に使用される場合、距離Ｌの移動平均データ
を所定のしきい値と比較して、その比較判定の結果を測
定結果として出力するように設定されるが、このような
処理を行う場合にも、比較判定結果と繰り返し精度とを
同時に表示させるように設定することが可能である。
ば対象物１０の高さが所定の条件を満たすかどうかを判
別する処理に使用される場合、距離Ｌの移動平均データ
を所定のしきい値と比較して、その比較判定の結果を測
定結果として出力するように設定されるが、このような
処理を行う場合にも、比較判定結果と繰り返し精度とを
同時に表示させるように設定することが可能である。
【００４５】またこのようにしきい値との比較判定処理
を行う場合に、あらかじめ検出部２から前記しきい値に
相当する距離だけ隔てて配備された対象物１０を測定し
て、そのときの繰り返し精度を求め、この繰り返し精度
に基づき、前記しきい値へのヒステリシス幅を設定する
ようにすれば、実際の対象物に応じたヒステリシス幅を
設定して、高精度の判別処理を行うことが可能となる。
を行う場合に、あらかじめ検出部２から前記しきい値に
相当する距離だけ隔てて配備された対象物１０を測定し
て、そのときの繰り返し精度を求め、この繰り返し精度
に基づき、前記しきい値へのヒステリシス幅を設定する
ようにすれば、実際の対象物に応じたヒステリシス幅を
設定して、高精度の判別処理を行うことが可能となる。
【００４６】図５は、上記しきい値およびヒステリシス
幅を設定するためのティーチング処理の手順を示す。な
お、この図５の各手順は、ＳＴ１１以降の符号により示
す。この手順を実行するに先立ち、ユーザーは、検出部
２に対して、判定基準とする距離だけ隔てた位置に対象
物１０のモデルを配置し、さらに前記設定部３６により
信号処理部３の動作モードをティーチングモードに設定
した後、ティーチングモードの開始操作を行う。
幅を設定するためのティーチング処理の手順を示す。な
お、この図５の各手順は、ＳＴ１１以降の符号により示
す。この手順を実行するに先立ち、ユーザーは、検出部
２に対して、判定基準とする距離だけ隔てた位置に対象
物１０のモデルを配置し、さらに前記設定部３６により
信号処理部３の動作モードをティーチングモードに設定
した後、ティーチングモードの開始操作を行う。
【００４７】ＣＰＵ３３は、この操作に応じて、所定サ
イクル分の投受光処理を行って、各サイクル毎に距離Ｌ
を算出してメモリに蓄積し、しかる後に図５の処理を開
始する。図５において、ＣＰＵ３３は、まずＳＴ１１、
１２の処理によりカウンタｎを１に設定した後、この時
点での検知信号Ａ，Ｂを取り込んで前記（１）式により
距離Ｌを算出する（ＳＴ１３，１４）。さらにつぎのＳ
Ｔ１５では、前記図３の手順と同様に、過去Ｐ回分の距
離Ｌの移動平均を算出する。
イクル分の投受光処理を行って、各サイクル毎に距離Ｌ
を算出してメモリに蓄積し、しかる後に図５の処理を開
始する。図５において、ＣＰＵ３３は、まずＳＴ１１、
１２の処理によりカウンタｎを１に設定した後、この時
点での検知信号Ａ，Ｂを取り込んで前記（１）式により
距離Ｌを算出する（ＳＴ１３，１４）。さらにつぎのＳ
Ｔ１５では、前記図３の手順と同様に、過去Ｐ回分の距
離Ｌの移動平均を算出する。
【００４８】以下、ＳＴ１２においてｎの値を１ずつ動
かしながら、ＳＴ１３〜１５の処理を繰り返し実行す
る。こうしてＮ個の移動平均データが求められると、Ｓ
Ｔ１６が「ＹＥＳ」となってＳＴ１７に進み、前記Ｎ個
の移動平均データを用いて繰り返し精度を算出する。
かしながら、ＳＴ１３〜１５の処理を繰り返し実行す
る。こうしてＮ個の移動平均データが求められると、Ｓ
Ｔ１６が「ＹＥＳ」となってＳＴ１７に進み、前記Ｎ個
の移動平均データを用いて繰り返し精度を算出する。
【００４９】つぎのＳＴ１８では、この時点までに得ら
れた移動平均データをさらに平均化するなどして、しき
い値となる値を求め、これをメモリに登録する。さらに
つぎのＳＴ１９では、前記ＳＴ１７で求められた繰り返
し精度に基づきヒステリシス幅を設定する。ここでは、
繰り返し精度の示す数値範囲を所定倍（１．５〜２倍程
度）したものをヒステリシス幅とするなどして、しきい
値から誤差範囲内にあるデータを判別するのに十分なヒ
ステリシス幅を設定するのが望ましい。
れた移動平均データをさらに平均化するなどして、しき
い値となる値を求め、これをメモリに登録する。さらに
つぎのＳＴ１９では、前記ＳＴ１７で求められた繰り返
し精度に基づきヒステリシス幅を設定する。ここでは、
繰り返し精度の示す数値範囲を所定倍（１．５〜２倍程
度）したものをヒステリシス幅とするなどして、しきい
値から誤差範囲内にあるデータを判別するのに十分なヒ
ステリシス幅を設定するのが望ましい。
【００５０】このように、この実施例では、実際の対象
物を測定した場合の測定結果の繰り返し精度に応じてヒ
ステリシス幅を設定するので、対象物の種類に応じてヒ
ステリシス幅を変更することができ、高精度の判別処理
を行うことができる。
物を測定した場合の測定結果の繰り返し精度に応じてヒ
ステリシス幅を設定するので、対象物の種類に応じてヒ
ステリシス幅を変更することができ、高精度の判別処理
を行うことができる。
【００５１】なお、上記図５では、しきい値を１つだけ
設定する場合を前提とした手順を示しているが、測定結
果がある範囲内に含まれる対象物を抽出するために２種
類以上のしきい値を設定する場合も、各しきい値毎に、
図５と同様の手順を実行して、好適なヒステリシス幅を
設定することができる。
設定する場合を前提とした手順を示しているが、測定結
果がある範囲内に含まれる対象物を抽出するために２種
類以上のしきい値を設定する場合も、各しきい値毎に、
図５と同様の手順を実行して、好適なヒステリシス幅を
設定することができる。
【００５２】さらにこの実施例の変位センサ１では、ユ
ーザーに前記設定部３６より測定処理に必要な精度を指
定させ、その指定された精度（以下、「要求精度」とい
う。）に応じて、前記移動平均化処理の対象とするデー
タ数Ｐを自動設定することもできる。
ーザーに前記設定部３６より測定処理に必要な精度を指
定させ、その指定された精度（以下、「要求精度」とい
う。）に応じて、前記移動平均化処理の対象とするデー
タ数Ｐを自動設定することもできる。
【００５３】図６は、前記変位センサ１において、前記
データ数Ｐを設定する場合の処理手順を示す。なお、こ
の図６の各手順は、ＳＴ２１以下の符号により示す。ま
ずＳＴ２１において、設定部３６からの要求精度の入力
を受け付けた後、ＳＴ２２，２３で、カウンタｍ，ｎを
それぞれ０に初期設定する。
データ数Ｐを設定する場合の処理手順を示す。なお、こ
の図６の各手順は、ＳＴ２１以下の符号により示す。ま
ずＳＴ２１において、設定部３６からの要求精度の入力
を受け付けた後、ＳＴ２２，２３で、カウンタｍ，ｎを
それぞれ０に初期設定する。
【００５４】さらにつぎのＳＴ２４において、前記カウ
ンタｎを１つ変化させてから、ＳＴ２５において検知信
号Ａ，Ｂを取り込み、さらにＳＴ２６において、これら
信号Ａ，Ｂを前記（１）式にあてはめて距離Ｌを算出す
る。つぎにＳＴ２７において前記移動平均化処理に使用
するデータ数Ｐを２mとおいた上で、つぎのＳＴ２８で
Ｐ個の距離データＬによる移動平均を求める。（初期段
階ではＰ＝１となるので、移動平均の結果は、実質的に
現在の距離Ｌとなる。）
ンタｎを１つ変化させてから、ＳＴ２５において検知信
号Ａ，Ｂを取り込み、さらにＳＴ２６において、これら
信号Ａ，Ｂを前記（１）式にあてはめて距離Ｌを算出す
る。つぎにＳＴ２７において前記移動平均化処理に使用
するデータ数Ｐを２mとおいた上で、つぎのＳＴ２８で
Ｐ個の距離データＬによる移動平均を求める。（初期段
階ではＰ＝１となるので、移動平均の結果は、実質的に
現在の距離Ｌとなる。）
【００５５】以下、ｎの値を１ずつ増やしながら上記Ｓ
Ｔ２５〜２８の処理を繰り返し実行する。そしてＮ個の
移動平均データが算出されると、ＳＴ２９が「ＹＥＳ」
となってＳＴ３０に進み、前記Ｎ個の移動平均データに
ついての繰り返し精度を算出する。
Ｔ２５〜２８の処理を繰り返し実行する。そしてＮ個の
移動平均データが算出されると、ＳＴ２９が「ＹＥＳ」
となってＳＴ３０に進み、前記Ｎ個の移動平均データに
ついての繰り返し精度を算出する。
【００５６】つぎにＳＴ３１では、前記ＳＴ３０で求め
た繰り返し精度を最初のＳＴ２１で入力された要求精度
と比較する。ここで繰り返し精度が要求精度を上回る場
合は、ＳＴ３１からＳＴ３３に進んで前記カウンタｍを
１インクリメントした後、ＳＴ２３へと戻る。ここでカ
ウンタｎを０に戻した後、再度、ＳＴ２４〜２９のルー
プを実行することにより、データ数Ｐを２つ増やした状
態での移動平均データを求める。さらにＮ個の移動平均
データを得るとＳＴ３０に移行して、移動平均データの
繰り返し精度を算出する。
た繰り返し精度を最初のＳＴ２１で入力された要求精度
と比較する。ここで繰り返し精度が要求精度を上回る場
合は、ＳＴ３１からＳＴ３３に進んで前記カウンタｍを
１インクリメントした後、ＳＴ２３へと戻る。ここでカ
ウンタｎを０に戻した後、再度、ＳＴ２４〜２９のルー
プを実行することにより、データ数Ｐを２つ増やした状
態での移動平均データを求める。さらにＮ個の移動平均
データを得るとＳＴ３０に移行して、移動平均データの
繰り返し精度を算出する。
【００５７】このような処理を繰り返した結果、ある時
点での繰り返し精度が要求精度以下となると、ＳＴ３１
が「ＹＥＳ」となってＳＴ３２に進み、その時点でのデ
ータ数Ｐを移動平均化処理における処理対象のデータ数
としてメモリに登録し、処理を終了する。なお、ＳＴ２
１において要求精度を入力する際には、その入力データ
を前記表示部３５に表示するなどして、ユーザーが確認
できるようにするのが望ましい。
点での繰り返し精度が要求精度以下となると、ＳＴ３１
が「ＹＥＳ」となってＳＴ３２に進み、その時点でのデ
ータ数Ｐを移動平均化処理における処理対象のデータ数
としてメモリに登録し、処理を終了する。なお、ＳＴ２
１において要求精度を入力する際には、その入力データ
を前記表示部３５に表示するなどして、ユーザーが確認
できるようにするのが望ましい。
【００５８】上記図６の手順によれば、実際の対象物に
ついて測定を行いながら、要求精度を満たす測定結果を
得るための計測条件（移動平均化処理の対象とするデー
タ数）を自動的に設定できるので、以後、同じ種類の対
象物を測定する際に、ユーザーの指定した精度を保持し
て安定した測定を行うことができる。しかもこの設定
は、センサの設置場所において行われるので、対象物の
種類が変更された場合の再設定も容易に行うことがで
き、利便性を大いに向上することができる。
ついて測定を行いながら、要求精度を満たす測定結果を
得るための計測条件（移動平均化処理の対象とするデー
タ数）を自動的に設定できるので、以後、同じ種類の対
象物を測定する際に、ユーザーの指定した精度を保持し
て安定した測定を行うことができる。しかもこの設定
は、センサの設置場所において行われるので、対象物の
種類が変更された場合の再設定も容易に行うことがで
き、利便性を大いに向上することができる。
【００５９】なお、この変位センサ１においては、前記
したように、前記コネクタ４５，４６を介して他のセン
サ１からの測定結果を取り込んで、対象物の変位や厚み
を計測することも可能であるが、このような処理を行う
場合も、前記図３の処理と同様にして、所定回数分の測
定結果の繰り返し精度を算出し、測定結果とともに出力
したり、表示部３５に表示させることが可能である。
したように、前記コネクタ４５，４６を介して他のセン
サ１からの測定結果を取り込んで、対象物の変位や厚み
を計測することも可能であるが、このような処理を行う
場合も、前記図３の処理と同様にして、所定回数分の測
定結果の繰り返し精度を算出し、測定結果とともに出力
したり、表示部３５に表示させることが可能である。
【００６０】さらに上記の対象物に応じた繰り返し精度
を算出する処理は、変位センサ１に限らず、対象物の色
彩を判別するための色判別センサなど、光学式反射形セ
ンサ全般に適用することができる。
を算出する処理は、変位センサ１に限らず、対象物の色
彩を判別するための色判別センサなど、光学式反射形セ
ンサ全般に適用することができる。
【００６１】図７は、繰り返し精度の算出機能を組み込
んだ色判別センサ１１の構成を示す。このセンサも、検
出部１２と信号処理部１３とを別体に構成し、両者を電
気接続した構成をとる。
んだ色判別センサ１１の構成を示す。このセンサも、検
出部１２と信号処理部１３とを別体に構成し、両者を電
気接続した構成をとる。
【００６２】この実施例の検出部１２に組み込まれる投
光部１５は、赤，緑，青の各色彩光を発光する３個のＬ
ＥＤ５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂ，これらＬＥＤ用の駆動回
路５５，２個のダイクロイックミラー５６，５７，投光
レンズ５８などにより構成される。赤色用のＬＥＤ５４
Ｒは、その光軸を投光レンズ５８のレンズ面の中心位置
に向けて配備される一方、緑色用，青色用の各ＬＥＤ５
４Ｇ，５４Ｂは、それぞれ光軸が赤色用のＬＥＤ５４Ｒ
の光軸に直交するように配備される。これらＬＥＤ５４
Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂの光軸が交わる位置には、前記ダイ
クロイックミラー５６，５７が配備されており、これら
ミラー５６，５７の機能により、各ＬＥＤ５４Ｒ，５４
Ｇ，５４Ｂから投光レンズ５８に導かれる光の波長域が
選択される。
光部１５は、赤，緑，青の各色彩光を発光する３個のＬ
ＥＤ５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂ，これらＬＥＤ用の駆動回
路５５，２個のダイクロイックミラー５６，５７，投光
レンズ５８などにより構成される。赤色用のＬＥＤ５４
Ｒは、その光軸を投光レンズ５８のレンズ面の中心位置
に向けて配備される一方、緑色用，青色用の各ＬＥＤ５
４Ｇ，５４Ｂは、それぞれ光軸が赤色用のＬＥＤ５４Ｒ
の光軸に直交するように配備される。これらＬＥＤ５４
Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂの光軸が交わる位置には、前記ダイ
クロイックミラー５６，５７が配備されており、これら
ミラー５６，５７の機能により、各ＬＥＤ５４Ｒ，５４
Ｇ，５４Ｂから投光レンズ５８に導かれる光の波長域が
選択される。
【００６３】一方、前記検出部１２の受光部１６は、受
光レンズ６５，フォトダイオード６６，電流電圧変換回
路６７，増幅回路６８などにより構成される。また信号
処理部１３には、ＣＰＵ３３ａのほか、前記検出部１２
からの検知信号を取り込むためのサンプルホールド回路
３１ａ，サンプルホールドされた検知信号をディジタル
変換するためのＡ／Ｄ変換回路３２ａ，出力回路３４ａ
などが組み込まれ、さらに前記変位センサ１と同様に、
表示部３５や設定部３６が設けられる。
光レンズ６５，フォトダイオード６６，電流電圧変換回
路６７，増幅回路６８などにより構成される。また信号
処理部１３には、ＣＰＵ３３ａのほか、前記検出部１２
からの検知信号を取り込むためのサンプルホールド回路
３１ａ，サンプルホールドされた検知信号をディジタル
変換するためのＡ／Ｄ変換回路３２ａ，出力回路３４ａ
などが組み込まれ、さらに前記変位センサ１と同様に、
表示部３５や設定部３６が設けられる。
【００６４】上記構成において、ＣＰＵ３３ａは、投光
部１５の駆動回路５５およびサンプルホールド回路３１
ａに対し、各ＬＥＤ５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂ毎のタイミ
ング信号を順に出力する。駆動回路５５は、これらのタ
イミング信号に応じて各ＬＥＤ５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂ
を順次発光させる。またサンプルホールド回路３１ａ
も、前記タイミング信号に基づき、各ＬＥＤ５４Ｒ，５
４Ｇ，５４Ｂの発光に応じた検知信号を取り込んで、Ａ
／Ｄ変換回路３２ａへと出力する。
部１５の駆動回路５５およびサンプルホールド回路３１
ａに対し、各ＬＥＤ５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂ毎のタイミ
ング信号を順に出力する。駆動回路５５は、これらのタ
イミング信号に応じて各ＬＥＤ５４Ｒ，５４Ｇ，５４Ｂ
を順次発光させる。またサンプルホールド回路３１ａ
も、前記タイミング信号に基づき、各ＬＥＤ５４Ｒ，５
４Ｇ，５４Ｂの発光に応じた検知信号を取り込んで、Ａ
／Ｄ変換回路３２ａへと出力する。
【００６５】ＣＰＵ３３ａは、Ａ／Ｄ変換回路３２ａに
よりディジタル変換された各検知信号Ｒ，Ｇ，Ｂを取り
込み、つぎの（２）〜（４）式の演算を行うことによ
り、対象物１０の表面において赤，青，緑の各色が占め
る度合いＸ，Ｙ，Ｚを求める。 Ｘ＝Ｒ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ） ・・・（２） Ｙ＝Ｇ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ） ・・・（３） Ｚ＝Ｂ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ） ・・・（４）
よりディジタル変換された各検知信号Ｒ，Ｇ，Ｂを取り
込み、つぎの（２）〜（４）式の演算を行うことによ
り、対象物１０の表面において赤，青，緑の各色が占め
る度合いＸ，Ｙ，Ｚを求める。 Ｘ＝Ｒ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ） ・・・（２） Ｙ＝Ｇ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ） ・・・（３） Ｚ＝Ｂ／（Ｒ＋Ｇ＋Ｂ） ・・・（４）
【００６６】さらにＣＰＵ３３ａは、上記Ｘ，Ｙ，Ｚの
値をそれぞれ所定のしきい値と比較し、各比較判定結果
を出力回路３４ａや表示部３５に与えて出力および表示
を行わせる。
値をそれぞれ所定のしきい値と比較し、各比較判定結果
を出力回路３４ａや表示部３５に与えて出力および表示
を行わせる。
【００６７】上記構成の色判別センサ１１においては、
たとえばＸ，Ｙ，Ｚ毎に移動平均化処理により平均化し
たデータを測定結果として出力するとともに、前記図３
と同様の方法により、これら移動平均化データの繰り返
し精度を算出し、測定結果やしきい値との比較判別結果
と繰り返し精度とを、表示部３５に同時、または切り替
えながら表示させることができる。
たとえばＸ，Ｙ，Ｚ毎に移動平均化処理により平均化し
たデータを測定結果として出力するとともに、前記図３
と同様の方法により、これら移動平均化データの繰り返
し精度を算出し、測定結果やしきい値との比較判別結果
と繰り返し精度とを、表示部３５に同時、または切り替
えながら表示させることができる。
【００６８】また前記Ｘ，Ｙ，Ｚの値と比較するしきい
値を登録する際に、前記図５と同様の方法により、各デ
ータＸ，Ｙ，Ｚにおける繰り返し精度を算出し、この算
出結果に基づき、各しきい値に最適なヒステリシス幅を
設定することも可能である。
値を登録する際に、前記図５と同様の方法により、各デ
ータＸ，Ｙ，Ｚにおける繰り返し精度を算出し、この算
出結果に基づき、各しきい値に最適なヒステリシス幅を
設定することも可能である。
【００６９】さらに、図６と同様の方法により、ユーザ
ーによる要求精度の入力を受け付けて、各データＸ，
Ｙ，Ｚの移動平均化処理の対象となるデータ数を自動的
に設定することも可能である。なお、この処理において
は、各データＸ，Ｙ，Ｚ毎に図６と同様の手順により移
動平均化処理の対象となるデータ数を変更しながら繰り
返し精度を算出し、３つのデータに対する繰り返し精度
がすべて要求精度を満たした時点で、データ数を確定す
るのが望ましい。
ーによる要求精度の入力を受け付けて、各データＸ，
Ｙ，Ｚの移動平均化処理の対象となるデータ数を自動的
に設定することも可能である。なお、この処理において
は、各データＸ，Ｙ，Ｚ毎に図６と同様の手順により移
動平均化処理の対象となるデータ数を変更しながら繰り
返し精度を算出し、３つのデータに対する繰り返し精度
がすべて要求精度を満たした時点で、データ数を確定す
るのが望ましい。
【００７０】
【発明の効果】この発明では、光学式反射形センサにお
いて、対象物に対する測定処理を行いながら、その測定
値の繰り返し精度を算出し、この算出結果をセンサの機
体に設置された表示部に表示するので、ユーザに、実行
中の測定処理がどの位の精度が行われているのかを、セ
ンサの設置場所において簡単に確認させることができ
る。
いて、対象物に対する測定処理を行いながら、その測定
値の繰り返し精度を算出し、この算出結果をセンサの機
体に設置された表示部に表示するので、ユーザに、実行
中の測定処理がどの位の精度が行われているのかを、セ
ンサの設置場所において簡単に確認させることができ
る。
【００７１】またこの発明では、光学式反射形センサに
おいて、測定処理結果を所定のしきい値と比較してその
比較判定結果を出力する場合に、測定値の繰り返し精度
を算出して、前記しきい値に対し、前記繰り返し精度に
基づきヒステリシス幅を設定するので、実際の対象物を
測定する場合に生じる測定誤差に応じて最適なヒステリ
シス幅を設定することができ、測定精度が大幅に向上し
たセンサを提供することができる。
おいて、測定処理結果を所定のしきい値と比較してその
比較判定結果を出力する場合に、測定値の繰り返し精度
を算出して、前記しきい値に対し、前記繰り返し精度に
基づきヒステリシス幅を設定するので、実際の対象物を
測定する場合に生じる測定誤差に応じて最適なヒステリ
シス幅を設定することができ、測定精度が大幅に向上し
たセンサを提供することができる。
【００７２】さらにこの発明では、光学式反射形センサ
において、複数回の反射光毎の測定値を平均化して処理
結果として出力する場合に、出力される処理結果に要求
される精度をユーザーに設定させて、その精度に応じて
平均化処理の対象とするデータ数を自動設定するので、
対象物毎に、その測定の目的に応じた精度を確保して測
定処理を行うことができる。しかも前記精度の設定処理
はセンサに設けられた入力部を用いて行われるので、セ
ンサの設置場所において簡単に測定条件の設定や変更を
行うことができ、利便性の高いセンサを提供することが
できる。
において、複数回の反射光毎の測定値を平均化して処理
結果として出力する場合に、出力される処理結果に要求
される精度をユーザーに設定させて、その精度に応じて
平均化処理の対象とするデータ数を自動設定するので、
対象物毎に、その測定の目的に応じた精度を確保して測
定処理を行うことができる。しかも前記精度の設定処理
はセンサに設けられた入力部を用いて行われるので、セ
ンサの設置場所において簡単に測定条件の設定や変更を
行うことができ、利便性の高いセンサを提供することが
できる。
【図１】この発明が適用された変位センサの構成を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図２】図１の信号処理部の外観を示す斜視図である。
【図３】測定処理の手順を示すフローチャートである。
【図４】測定処理結果および繰り返し精度の表示例を示
す説明図である。
す説明図である。
【図５】しきい値およびヒステリシス幅を設定するため
の手順を示すフローチャートである。
の手順を示すフローチャートである。
【図６】移動平均化処理に使用するデータ数を設定する
ための手順を示すフローチャートである。
ための手順を示すフローチャートである。
【図７】この発明が適用された色判別センサの構成を示
すブロック図である。
すブロック図である。
１ 変位センサ
２ 検出部
３ 信号処理部
５ 投光部
６ 受光部
１１ 色判別センサ
３３ ＣＰＵ
３４ 出力回路
３５ 表示部
３６ 設定部
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 井上 宏之
京都市下京区塩小路通堀川東入南不動堂
町801番地 オムロン株式会社内
(56)参考文献 特開 平11−63974（ＪＰ，Ａ)
特開 平10−239027（ＪＰ，Ａ)
特開2001−304967（ＪＰ，Ａ)
実開 平５−38515（ＪＰ，Ｕ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
G01B 11/00
G01C 3/06
G01J 3/50
G01S 17/02
G02B 7/32
Claims (10)
- 【請求項１】 対象物へ投光して得られる反射光を受光
して所定の測定処理を行い、その処理結果を出力する光
学式反射形センサにおいて、 前記センサを構成する機体に表示部が設けられるととも
に、前記測定処理の実行下において複数回分の測定にお
ける測定値の繰り返し精度を算出する手段と、前記表示
部に前記繰り返し精度の算出結果を表示させる表示制御
手段とを具備して成る光学式反射形センサ。 - 【請求項２】 前記表示部は、少なくとも２つの表示領
域を具備し、前記表示制御手段は、前記繰り返し精度お
よび測定処理結果を前記表示部に同時に表示させて成る
請求項１に記載された光学式反射形センサ。 - 【請求項３】 前記表示制御手段は、前記繰り返し精度
および測定処理結果を前記表示部に切り替えて表示させ
て成る請求項１に記載された光学式反射形センサ。 - 【請求項４】 請求項１〜３に記載された光学式反射形
センサにおいて、 所定回数分の反射光による測定値を平均化した値または
その平均値を所定のしきい値と比較した結果を測定処理
結果として出力するとともに、前記機体には、前記平均
化処理の対象とするデータ数を可変設定するための入力
部が設けられて成る光学式反射形センサ。 - 【請求項５】 対象物へ投光して得られる反射光を受光
して所定の測定処理を行うとともに、前記測定処理結果
を所定のしきい値と比較してその比較判定結果を出力す
る光学式反射形センサにおいて、 所定の条件下で複数回分の測定における測定値の繰り返
し精度を算出する手段と、前記繰り返し精度の算出結果
に基づき前記しきい値に対するヒステリシス幅を設定す
る手段とを具備して成る光学式反射形センサ。 - 【請求項６】 対象物へ投光して得られる反射光を受光
して所定の測定処理を行い、その処理結果を出力する光
学式反射形センサにおいて、 出力される処理結果に要求される精度を設定するための
入力部が前記センサを構成する機体に設けられるととも
に、所定回数分の反射光による測定値を平均化する処理
を平均化の対象となる測定値の数を変更しながら実行す
る手段と、複数の平均化された測定値の繰り返し精度を
算出する手段とを具備し、少なくとも前記入力部により
設定された精度に対応する繰り返し精度が得られるまで
測定処理を実行して成る光学式反射形センサ。 - 【請求項７】 請求項６に記載された光学式反射形セン
サにおいて、 前記入力部により設定された精度に対応する繰り返し精
度が得られたときに平均化の対象とした測定値の数を以
後の測定処理における平均化対象のデータ数として設定
する手段を具備して成る光学式反射形センサ。 - 【請求項８】 請求項１〜７のいずれかに記載された光
学式反射形センサにおいて、 前記測定処理の実行下において算出された繰り返し精度
を外部機器へと出力する手段とを具備して成る光学式反
射形センサ。 - 【請求項９】 請求項１〜７のいずれかに記載された光
学式反射形センサにおいて、 前記測定処理の実行下において算出された繰り返し精度
を所定の設定レベルと比較する手段と、前記繰り返し精
度が設定レベルを越えたとき、所定の報知動作を実行す
る手段とを具備して成る光学式反射形センサ。 - 【請求項１０】 請求項１〜９のいずれかに記載された
光学式反射形センサにおいて、 前記対象物からの反射光の入射位置を示す一対のアナロ
グ信号を出力する受光素子を具備し、この受光素子から
の一対のアナログ信号を用いた演算処理により対象物ま
での距離を算出する処理を実行して成る光学式反射形セ
ンサ。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001099313A JP3409117B2 (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 光学式反射形センサ |
| CNB021079951A CN1189722C (zh) | 2001-03-30 | 2002-03-26 | 光学式反射型传感器 |
| US10/109,568 US6891625B2 (en) | 2001-03-30 | 2002-03-27 | Optical reflection sensor |
| DE10213861.3A DE10213861B4 (de) | 2001-03-30 | 2002-03-27 | Optischer Reflexionssensor |
| US11/035,173 US6995385B2 (en) | 2001-03-30 | 2005-01-12 | Optical reflection sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001099313A JP3409117B2 (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 光学式反射形センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002296008A JP2002296008A (ja) | 2002-10-09 |
| JP3409117B2 true JP3409117B2 (ja) | 2003-05-26 |
Family
ID=18952865
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001099313A Expired - Fee Related JP3409117B2 (ja) | 2001-03-30 | 2001-03-30 | 光学式反射形センサ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6891625B2 (ja) |
| JP (1) | JP3409117B2 (ja) |
| CN (1) | CN1189722C (ja) |
| DE (1) | DE10213861B4 (ja) |
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