JP6637282B2 - 光電スイッチ - Google Patents

Description

本発明は、光電スイッチに係り、さらに詳しくは、検出領域からの反射光又は透過光を受光してワーク判定を行う光電スイッチの改良に関する。

光電スイッチは、光を用いてワークを検出する検出装置であり、検出光を投光し、ワークによる反射光や透過光等を受光してワーク判定を行い、ワーク判定の結果に基づいて検出信号を生成する。光電スイッチには、ワークを含む検出領域からの反射光又は透過光の受光量に応じてワーク判定を行う受光量方式の光電スイッチと、ワークまでの距離を計測してワーク判定を行う距離計測方式の光電スイッチと、ワーク表面の色を判別してワーク判定を行う色判別方式の光電スイッチとがある。

受光量方式の光電スイッチは、ワーク表面の反射率又は色の違い、ワークまでの距離の違い、ワーク表面の傾き（チルト角）の違い等により受光量が変動することを利用してワーク判別を行うものであり、多くの用途に適用することができる汎用的な光電スイッチである。一方、距離計測方式の光電スイッチは、ワークの形状による特徴をワークまでの距離として計測してワーク判定を行うものであり、ワーク表面の反射率及び色の変動、ワーク表面の傾き（チルト角）の変動の影響を受け難い。また、色判別方式の光電スイッチは、ワーク表面の色によりワーク判定を行うものであり、ワーク表面の反射率の変動、ワークまでの距離の変動、ワーク表面の傾き（チルト角）の変動の影響を受け難い。

また、光電スイッチには、アンプ分離型の光電スイッチとアンプ一体型の光電スイッチとがある。アンプ分離型の光電スイッチは、投受光用の光学部品や投受光素子を有するヘッドユニットと、受光量や距離の検出値、各種の設定画面を表示し、検出値や検出信号を外部機器へ出力するコントローラとを個別に備える（例えば、特許文献１及び２）。一方、アンプ一体型の光電スイッチは、ヘッドユニットのみにより構成され、コントローラを備えない。

特開２０１５−８１８７０号公報 特開２０１５−８１８７１号公報

上述した従来のアンプ分離型の光電スイッチでは、ヘッドユニットの仕様に合わせたコントローラが用いられる。このため、ヘッドユニットの機種ごとに異なるコントローラを用意する必要があり、開発コストが増大するとともに、ユーザにとってコスト増になるという問題があった。また、アンプ一体型の光電スイッチにおいて、表示態様や出力形態を高機能化すれば、回路規模が複雑化し、ヘッドユニットが大型化してしまうという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、製造コストの増大及びヘッドユニットの大型化を抑制しつつ、様々な表示態様や出力形態に対応することができる光電スイッチを提供することを目的とする。

本発明の第１の態様による光電スイッチは、配線ケーブルを介して互いに着脱可能に接続されるヘッドユニット及びコントローラを備える。上記ヘッドユニットは、検出光を検出領域に向けて投光する投光手段と、上記検出領域からの反射光又は透過光を受光し、受光信号を生成する受光手段と、上記受光信号に基づいて、検出値を取得する検出値取得手段と、上記検出値を予め定められた設定値と比較してワーク判定を行い、上記ワーク判定の結果に基づいて、検出信号を生成する検出信号生成手段と、上記検出信号を外部機器又は上記コントローラのいずれかへ出力する第１出力手段と、上記検出値を表示する第１表示手段と、上記ヘッドユニットの筐体に配設された操作キーの操作に基づいて、上記設定値を指定する設定値指定手段と、上記設定値を含む検出設定情報を保持する第１検出設定記憶手段とを備える。上記コントローラは、上記配線ケーブルを介して上記ヘッドユニットから上記検出値を受け付ける検出値受付手段と、上記検出値を表示する第２表示手段と、上記コントローラの筐体に配設された操作キーの操作に基づいて、上記検出設定情報を生成する検出設定情報生成手段と、上記検出値又は上記検出信号を外部機器へ出力する第２出力手段とを備える。

この光電スイッチは、ヘッドユニット単体で使用することも、また、ヘッドユニットをコントローラと接続して使用することもできる。このため、製造コストの増大を抑制しつつ、様々な表示形態や出力形態に対応することができる。また、様々な表示形態や出力形態への対応がコントローラ側で行えるため、ヘッドユニットの大型化を抑制することができる。さらに、ヘッドユニットを離れた場所に設置した場合であっても、検出値の確認や検出設定情報の設定をコントローラ側で行うことができる。

本発明の第２の態様による光電スイッチは、上記構成に加え、上記コントローラが、上記ヘッドユニットの機種を判別する機種判別手段を備え、上記検出設定情報生成手段が、上記機種ごとに異なる２以上の上記検出設定情報を生成し、上記第２出力手段が、上記機種判別手段の判別結果及び上記検出設定情報に基づいて、上記検出値又は上記検出信号の出力を行うように構成される。この様な構成によれば、コントローラがヘッドユニットの機種を判別し、ヘッドユニットの機種に応じた検出設定情報に基づいて検出値又は検出信号の出力処理を行うため、機種の異なる複数のヘッドユニットに対し、共通のコントローラを用いることができる。

本発明の第３の態様による光電スイッチは、上記構成に加え、上記コントローラが、上記検出設定情報を保持する第２検出設定記憶手段と、上記第１検出設定記憶手段に保持されている検出設定情報及び上記第２検出設定記憶手段に保持されている検出設定情報が一致しているか否かを判別する検出設定照合手段とを備え、上記第２表示手段が、上記検出設定照合手段の判別結果に基づいて、ヘッドユニット又はコントローラのいずれの検出設定情報を採用するのかをユーザに選択させるための選択画面を表示するように構成される。

この様な構成によれば、ヘッドユニット又はコントローラの検出設定情報が誤って書き換えられた場合などに、検出設定情報がヘッドユニット及びコントローラ間で異なっていることを容易に識別することができる。例えば、ヘッドユニット又はコントローラのいずれかのデバイスが破損し、破損したデバイスを交換した場合、ヘッドユニット及びコントローラを接続するだけで、元の検出設定情報に戻すことができる。また、複数のヘッドユニットに対し、同じ検出設定情報を設定する場合、コントローラと接続するだけで、ヘッドユニットの設定を行うことができる。

本発明の第４の態様による光電スイッチは、上記構成に加え、上記第２表示手段が、上記検出設定情報を入力するための設定画面を表示するとともに、上記機種判別手段の判別結果に基づいて、上記設定画面の表示態様又は上記設定画面内のメニュー項目を上記機種に応じて異ならせるように構成される。この様な構成によれば、ヘッドユニットの機種ごとに異なる設定内容を容易に識別することができる。

本発明の第５の態様による光電スイッチは、上記構成に加え、上記ヘッドユニットが、上記コントローラの接続を判別する接続判別手段を備え、上記設定値指定手段が、上記接続判別手段の判別結果に基づいて、上記操作キーの操作による新たな上記設定値の指定を無効化するように構成される。

この様な構成によれば、コントローラが接続されている場合に、ヘッドユニットに対する誤操作によってヘッドユニット側の設定値が誤って書き換えられるのを防止することができる。

本発明による光電スイッチでは、ヘッドユニット単体で使用することも、コントローラと接続して使用することもできるため、製造コストの増大及びヘッドユニットの大型化を抑制しつつ、様々な表示態様や出力形態に対応することができる。

本発明の実施の形態による光電スイッチ１の一構成例を示した斜視図である。 図１のヘッドユニット１０内の機能構成の一例を示したブロック図である。 図２の主制御部１００の構成例を示したブロック図である。 図１のコントローラ２０内の機能構成の一例を示したブロック図である。 図４の主制御部２００の構成例を示したブロック図である。 図２のヘッドユニット１０の動作の一例を示したフローチャートであり、電源投入による起動時の処理手順が示されている。 図４のコントローラ２０の動作の一例を示したフローチャートであり、電源投入による起動時の処理手順が示されている。 光電スイッチ１の使用形態の他の一例を示した平面図である。

＜光電スイッチ１＞
図１は、本発明の実施の形態による光電スイッチ１の一構成例を示した斜視図であり、ヘッドユニット１０及びコントローラ２０が示されている。この光電スイッチ１は、アンプ分離型の光電スイッチであり、ヘッドユニット１０及びコントローラ２０により構成される。図１では、便宜上、投受光軸の方向をヘッドユニット１０の前後方向とし、コントローラ２０の表示面を右側面として説明するが、ヘッドユニット１０及びコントローラ２０の使用時における姿勢を限定するものではない。

ヘッドユニット１０及びコントローラ２０は、配線ケーブル３を介して互いに着脱可能に接続されている。配線ケーブル３は、ヘッドユニット１０内の回路素子に電力を供給するための電源ケーブルと、制御用信号や検出信号を伝送するための信号ケーブルとにより構成される。例えば、ヘッドユニット１０は、配線ケーブル３を介してコントローラ２０又は外部機器からの電源供給が開始されれば、起動する。コントローラ２０もヘッドユニット１０と同様に、配線ケーブル４を介して外部機器からの電源供給が開始されれば、起動する。

ヘッドユニット１０は、検出光２ａを検出領域に向けて投光し、検出領域からの反射光２ｂを受光してワーク判定を行い、ワーク判定の結果に基づいて検出信号を出力する検出装置である。ワーク判定は、ワーク表面の色を判別して行われ、ワークの良否又はワークの有無を示す検出信号が出力される。

ヘッドユニット１０の筐体１１には、表示灯１２、操作キー１３，１５、セグメント表示パネル１４及び取付穴１６が設けられている。検出光２ａは、筐体１１の前面から出射し、検出領域からの反射光２ｂが当該前面に入射する。

表示灯１２は、ワーク判定の結果に応じて点灯するＬＥＤ（Light Emitting Diode：発光ダイオード）インジケータであり、筐体上面の前端に配設されている。操作キー１３は、ワーク判定用の基準色を指定する際に使用される押下式のセットキーであり、筐体１１の上面に配設されている。

操作キー１５は、ワーク判定用の設定値を指定する際に使用される押下式の方向キーであり、アップキー及びダウンキーにより構成される。ヘッドユニット１０は、アップキーに対する押下操作に基づいて、数値をインクリメントし、ダウンキーに対する押下操作に基づいて、数値をデクリメントする。操作キー１５は、筐体１１の背面に配設されている。

セグメント表示パネル１４は、検出値を表示するための７セグメント表示装置であり、７つのセグメントにより構成される。例えば、セグメント表示パネル１４の各セグメントは、ＬＥＤにより構成される。セグメント表示パネル１４は、筐体１１の背面に配設されている。

取付穴１６は、ヘッドユニット１０を工場設備や建屋に固定するためのネジ穴であり、筐体１１の右側面に設けられている。配線ケーブル３の接続部は、筐体１１の下面に配設されている。

コントローラ２０は、ワーク判定用の設定値を含む２以上の検出設定情報を保持し、運転モード時の動作条件をヘッドユニット１０に指示する制御ユニットである。このコントローラ２０の筐体２１には、セグメント表示パネル２２、画面表示パネル２３、操作キー２４〜２６、表示灯２７及び２８が設けられている。

セグメント表示パネル２２、画面表示パネル２３、操作キー２４〜２６、表示灯２７及び２８は、筐体２１の右側面に設けられている。また、配線ケーブル３の接続部は、筐体２１の前面に配設されている。

セグメント表示パネル２２は、検出値を表示するための７セグメント表示装置であり、７つのセグメントにより構成される。例えば、セグメント表示パネル２２の各セグメントは、ＬＥＤにより構成される。ＬＥＤは、順方向に電流を流すことによって発光する半導体素子である。

画面表示パネル２３は、ワーク判定用の設定値などを入力するための設定画面を表示するドットマトリクス表示装置であり、画素の２次元配列により構成される。例えば、画面表示パネル２３は、各画素にＴＦＴ（薄膜トランジスタ）などのスイッチング素子が配置されるアクティブマトリクス駆動方式の液晶パネルや、ＯＬＥＤ（有機発光ダイオード）パネルにより構成される。

ＯＬＥＤパネルは、発光層が有機化合物からなる発光ダイオードを構成し、発光層中に注入された電子と正孔とが再結合することによるエネルギーを利用して発光する。セグメント表示パネル２２及び画面表示パネル２３は、上下方向に配列されている。

操作キー２４は、設定値を指定し、或いは、画面を切り替える際に使用される押下式の方向キーであり、上下左右の４つの方向キーにより構成される。操作キー２５は、動作モードを切り替えるための押下式のモード切替キーである。操作キー２６は、ワーク判定用の基準色を指定する際に使用される押下式のセットキーである。

表示灯２７は、ワーク判定の結果に応じて点灯するＬＥＤインジケータである。表示灯２８は、検出の安定度を表示するためのＬＥＤインジケータである。配線ケーブル４は、外部機器に接続するケーブルであり、コントローラ２０に電力を供給するための電源ケーブルと、制御信号や検出信号を伝送するための信号ケーブルとにより構成される。配線ケーブル４の接続部は、筐体２１の背面に配設されている。

＜ヘッドユニット１０＞
図２は、図１のヘッドユニット１０内の機能構成の一例を示したブロック図である。このヘッドユニット１０は、主制御部１００、投光駆動部１０１、投光用ＬＥＤ１０２、受光用ＰＤユニット１０３、アンプ部１０４、メモリ１０５、電源部１０６、通信部１０７ａ、信号出力部１０７ｂ、表示部１０８及び操作部１０９により構成される。配線ケーブル３は、電源ケーブル３ａ、信号ケーブル３ｂ及び３ｃにより構成される。

主制御部１００は、投受光を制御し、受光信号に基づいてワーク判定を行う。投光駆動部１０１は、主制御部１００の指示に基づいて、投光用ＬＥＤ１０２を駆動する。例えば、主制御部１００は、受光用ＰＤユニット１０３からの受光量に基づいて、受光量を一定の範囲内に収めるために投光駆動部１０１に指示する投光量を制御する。

反射率の高いワークの場合、受光量が相対的に大きくなるため、主制御部１００は、受光量に基づいて投光駆動部１０１に相対的に小さい投光量を指示する。一方、反射率の低いワークの場合には、受光量が相対的に小さくなるため、主制御部１００は、受光量に基づいて投光駆動部１０１に相対的に大きい投光量を指示する。

投光駆動部１０１は、主制御部１００の投光量指示と投光タイミング指示とに基づいて、投光用ＬＥＤ１０２をパルス駆動する。投光用ＬＥＤ１０２がパルス駆動される場合、投光用ＬＥＤ１０２のパルス発光量を図示しないモニタＰＤで測定し、測定されるパルス発光量が所定の目標値と一致するように投光駆動部１０１が制御されても良い。この場合、主制御部１００は、目標値を調整することにより、投光用ＬＥＤ１０２の発光量を調整することができる。

投光用ＬＥＤ１０２は、検出光２ａを生成する発光素子である。この投光用ＬＥＤ１０２は、白色光を検出光２ａとして生成する半導体チップからなり、回路基板に面実装される。例えば、補色の関係にある２つの色の光を混ぜることによって白色の検出光２ａが生成される。

検出光２ａは、図示しない投光レンズを介して出射される。投光レンズは、検出光２ａを検出領域に結像させる。投光レンズには、色収差を抑える色収差補正レンズ、例えば、分散率が互いに異なる２以上の光学レンズにより構成されるアクロマートレンズが用いられる。一方、検出領域からの反射光２ｂは、図示しない受光レンズを介して入射される。受光レンズは、反射光２ｂを受光用ＰＤユニット１０３の受光面に結像させる。

受光用ＰＤユニット１０３は、検出領域からの反射光２ｂを２以上の特定波長に対応して選択的に受光し、特定波長ごとの受光量にそれぞれ対応する２以上の受光信号を生成する。この受光用ＰＤユニット１０３は、２以上のＰＤ（Photo Diode：フォトダイオード）が回路基板上に２次元的に配列された多分割ＰＤユニットであり、２次元位置に応じて特定波長の色成分の光を選択的に透過させるカラーフィルタが受光面に配置される。

アンプ部１０４は、受光用ＰＤユニット１０３から入力される受光信号を増幅して主制御部１００へ出力する増幅器ユニットである。このアンプ部１０４は、ゲインを切り替えることができる。受光信号は、特定波長の色成分ごとに増幅して主制御部１００へ出力される。

アンプ部１０４のゲインは、主制御部１００による投光用ＬＥＤ１０２の発光量の調整と同様に、受光用ＰＤユニット１０３からの受光量を表す受光信号に基づいて、受光量を一定の範囲内に収めるために主制御部１００により制御される。主制御部１００は、受光信号に基づいてアンプ部１０４のゲインと投光用ＬＥＤ１０２の発光量との両方を制御するようにしても良い。

メモリ１０５には、ワーク判定用の設定値、基準色の色情報などが保持される。電源部１０６は、電源ケーブル３ａを介してコントローラ２０から直流電源を受給し、主制御部１００や投光駆動部１０１に供給する。

通信部１０７ａは、信号ケーブル３ｂを介してコントローラ２０との通信を行い、コントローラ２０から制御信号を受信し、主制御部１００へ出力する。また、通信部１０７ａは、主制御部１００から入力された検出値を信号ケーブル３ｂ経由でコントローラ２０へ送信する。信号出力部１０７ｂは、主制御部１００から入力された検出信号を信号ケーブル３ｃ経由でコントローラ２０へ出力する。

コントローラ２０が接続されず、ヘッドユニット１０を単独で使用する場合、電源部１０６は、電源ケーブル３ａを介して外部機器から直流電源を受給し、主制御部１００や投光駆動部１０１に供給する。また、通信部１０７ａは、信号ケーブル３ｂを介して外部機器から制御信号を受信し、主制御部１００へ出力する。また、信号出力部１０７ｂは、主制御部１００から入力された検出信号を信号ケーブル３ｃ経由で外部機器へ出力する。

表示部１０８は、主制御部１００の制御に基づいて、検出値をセグメント表示パネル１４に表示する。操作部１０９は、操作キー１３及び１５の押下操作に基づいて、操作信号を生成し、主制御部１００へ出力する。

主制御部１００は、ＰＤユニット１０３からの受光信号に基づいて、検出値を取得し、取得した検出値を予め定められた設定値と比較してワーク判定を行い、ワーク判定の結果に基づいて、検出信号を生成する。

＜主制御部１００＞
図３は、図２の主制御部１００の構成例を示したブロック図である。この主制御部１００は、投光量制御部１１０、色情報取得部１１１、基準色指定部１１２、基準色記憶部１１３、一致度算出部１１４、判定閾値指定部１１５、検出設定記憶部１１６、検出信号生成部１１７、検出設定取得部１１８、接続判別部１１９、チェックサム算出部１２０及び検出設定照合部１２１により構成される。色情報取得部１１１及び一致度算出部１１４は、受光信号に基づいて検出値を取得する検出値取得手段である。

投光量制御部１１０は、アンプ部１０４から入力される受光信号に基づいて、投光駆動部１０１を制御し、投光用ＬＥＤ１０２による投光量を調整する。例えば、反射光２ｂの受光量が一定レベルを上回った場合に、投光量を下げる一方、受光量が当該一定レベルを下回った場合に、投光量を上げて元の状態に戻す制御が行われる。

この投光量制御部１１０では、アンプ部１０４から入力される受光信号に基づいて、アンプ部１０４を制御し、ゲインが切り替えられる。例えば、反射光２ｂの受光量が一定レベルを上回った場合に、アンプ部１０４のゲインを下げる一方、反射光２ｂの受光量が当該一定レベルを下回った場合に、アンプ部１０４のゲインを上げて元の状態に戻す制御が行われる。これらの投光量制御は、ＲＧＢのいずれかの受光量に基づいて行われる。或いは、ＲＧＢの各受光量を組み合わせて得られるパラメータに基づいて行われる。

色情報取得部１１１は、２以上の特定波長にそれぞれ対応する２以上の受光信号に基づいて、色情報を取得し、一致度算出部１１４及び基準色指定部１１２へ出力する。取得される色情報は、３色の受光量レベルに基づいて定められる。例えば、赤色光の受光量レベルをＲ_１、緑色光の受光量レベルをＧ_１、青色光の受光量レベルをＢ_１とし、受光量の和をＭ_ｋ＝Ｒ_ｋ＋Ｇ_ｋ＋Ｂ_ｋとすれば、３色の受光量レベルの比率ｒ_ｋ＝Ｒ_ｋ／Ｍ_ｋ，ｇ_ｋ＝Ｇ_ｋ／Ｍ_ｋ，ｂ_ｋ＝Ｂ_ｋ／Ｍ_ｋを用いた組（ｒ_１，ｇ_１，ｂ_１）により色が表される。色情報（ｒ_１，ｇ_１，ｂ_１）は、周期的に繰り返し取得される。

基準色指定部１１２は、操作部１０９からの取込指示に基づいて、色情報取得部１１１により取得された色情報（ｒ_０，ｇ_０，ｂ_０）を基準色の色情報に指定する。基準色記憶部１１３には、基準色指定部１１２によって登録された基準色の色情報（ｒ_０，ｇ_０，ｂ_０）が保持される。

一致度算出部１１４は、色情報取得部１１１により取得された色情報（ｒ_１，ｇ_１，ｂ_１）を基準色記憶部１１３に登録された基準色の色情報（ｒ_０，ｇ_０，ｂ_０）と比較し、両色情報の一致度Ｃを算出し、検出信号生成部１１７へ出力する。一致度Ｃは、色の一致の度合いを示す検出値であり、比較対象の色がワーク判定の基準として登録された色にどれだけ類似しているのかが定量的に評価される。

例えば、一致度Ｃは、０以上９９９以下の範囲の整数を用いて表される。比較対象の色が基準色と完全に一致していれば、一致度Ｃは９９９である。表示部１０８は、一致度算出部１１４により算出された一致度Ｃを検出値としてセグメント表示パネル１４に表示する。なお、色情報として、各色の受光量レベルの比率であるｒ_ｋ，ｇ_ｋ，ｂ_ｋの組（ｒ_ｋ，ｇ_ｋ，ｂ_ｋ）を例示したが、本発明では、色情報の構成をこれに限らない。例えば、赤色光の受光量レベル、緑色光の受光量レベル、青色光の受光量レベルの組（Ｒ_ｋ，Ｇ_ｋ，Ｂ_ｋ）を色情報としても良い。また、ＲＧＢ表色系に限られず、Ｌａｂ等の表色系に基づく各色成分の値からなる組を色情報としても良い。

検出信号生成部１１７は、一致度算出部１１４により算出された一致度Ｃを予め定められた判定閾値Ｃｄと比較してワーク判定を行い、検出信号を生成して信号出力部１０７ｂへ出力する。検出信号は、ワーク判定の結果に基づいて生成される。運転モードでは、色情報が新たに取得されるごとに、一致度Ｃが算出され、ワーク判定が行われる。

基準色指定部１１２は、操作部１０９からの取込指示に基づいて、基準色を指定し、基準色記憶部１１３内に格納する。判定閾値指定部１１５は、操作部１０９からの操作信号に基づいて、判定閾値Ｃｄを指定し、検出設定記憶部１１６内に格納する。判定閾値Ｃｄは、ワーク判定用の設定値であり、操作キー１５を操作することにより、任意に指定し、或いは、変更することができる。検出設定記憶部１１６には、設定値を含む検出設定情報が保持される。

検出設定取得部１１８は、通信部１０７ａを介してコントローラ２０から、運転モード時の動作条件を示す検出設定情報を取得し、検出設定記憶部１１６内に格納する。検出信号生成部１１７は、この検出設定情報に基づいて、検出信号を生成する。

接続判別部１１９は、通信部１０７ａの受信信号に基づいて、コントローラ２０の接続を判別し、その判別結果を判定閾値指定部１１５へ出力する。例えば、接続判別部１１９は、電源投入による起動時に、特定のパルス信号が受信されれば、コントローラ２０が接続されていると判断し、コントローラ接続モードとして起動する。

一方、接続判別部１１９は、特定のパルス信号が受信されなければ、コントローラ２０が接続されていないと判断し、単独モードとして起動する。コントローラ２０が接続されているか否かに応じて、検出値や検出信号の出力形態を異ならせることができる。判定閾値指定部１１５は、接続判別部１１９の判別結果に基づいて、操作キー１５の操作による新たな設定値の指定を無効化する。すなわち、コントローラ２０が接続されていれば、設定値の変更が制限される。この様な構成によれば、コントローラ２０が接続されている場合に、ヘッドユニット１０に対する誤操作によってヘッドユニット側の設定値が誤って書き換えられるのを防止することができる。

チェックサム算出部１２０は、検出設定記憶部１１６から検出設定情報を読み出し、検出設定情報のチェックサムを算出する。チェックサムは、誤り検出用の符号値であり、予め定められたアルゴリズムに従って算出される。

検出設定照合部１２１は、ヘッドユニット１０に保持されている検出設定情報と、コントローラ２０に保持されている検出設定情報とを照合して両検出設定情報が一致しているか否かを判別し、その判別結果に基づいて、コントローラ２０に対して選択画面の表示を指示する。この表示指示は、いずれの検出設定情報を適用するのかを選択させる選択画面を表示することにより、ユーザに選択を促すために行われる。

例えば、検出設定照合部１２１は、電源投入による起動時に、通信部１０７ａを介してコントローラ２０からチェックサムを取得し、チェックサム算出部１２０により算出されたチェックサムと比較することにより、検出設定情報が一致しているか否かを判別する。また、検出設定照合部１２１は、検出設定情報が一致していない場合に、コントローラ２０に対して選択画面の表示を指示する。

＜コントローラ２０＞
図４は、図１のコントローラ２０内の機能構成の一例を示したブロック図である。このコントローラ２０は、主制御部２００、電源供給部２０１、通信部２０２、信号入力部２０３、操作部２０４、メモリ２０５、入出力部２０６、アナログ出力部２０７、ネットワーク通信部２０８、マルチセグメント表示部２０９及びドットマトリクス表示部２１０により構成される。

主制御部２００は、操作部２０４からの操作信号に基づいて、ヘッドユニット１０の動作を規定する検出設定情報を生成し、メモリ２０５内に格納する。メモリ２０５には、検出信号を外部機器へ出力するための出力チャンネルごとに、検出設定情報が保持される。

電源供給部２０１は、配線ケーブル４を介して外部機器から直流電源を受給し、主制御部２００などに電力を供給するとともに、電源ケーブル３ａを介してヘッドユニット１０に電力を供給する。

通信部２０２は、信号ケーブル３ｂを介してヘッドユニット１０との通信を行い、ヘッドユニット１０から検出値を受信し、主制御部２００へ出力する。また、通信部２０２は、主制御部２００から入力された制御信号をヘッドユニット１０へ送信する。信号入力部２０３は、信号ケーブル３ｃを介してヘッドユニット１０から検出信号を受信し、主制御部２００へ出力する。

操作部２０４は、操作キー２４〜２６の押下操作に基づいて、操作信号を生成し、主制御部２００へ出力する。入出力部２０６は、配線ケーブル４を介して外部機器に接続され、検出値や検出信号を外部機器へ出力し、或いは、制御信号が入力される。

アナログ出力部２０７は、配線ケーブル４を介して外部機器に接続され、主制御部２００の指示に基づいて、検出値を示すアナログ信号を生成し、外部機器へ出力する。ネットワーク通信部２０８は、配線ケーブル４を介して外部機器に接続され、検出値や検出信号を外部機器へ送信する。ＬＡＮなどの通信ネットワークを経由して、検出データや制御データがネットワーク機器との間で送受信される。

マルチセグメント表示部２０９は、セグメント表示パネル２２を駆動し、セグメントを選択的に点灯させることにより、検出値をセグメント表示パネル２２に表示する。ドットマトリクス表示部２１０は、画面表示パネル２３を駆動し、設定値などを入力するための設定画面を画面表示パネル２３に表示する。また、ドットマトリクス表示部２１０は、ワーク判定の結果、検出値の履歴情報又は受光量レベルを画面表示パネル２３に表示する。

＜主制御部２００＞
図５は、図４の主制御部２００の構成例を示したブロック図である。この主制御部２００は、機種判別部２１１、表示制御部２１２、出力制御部２１３、検出設定情報生成部２１４、検出設定記憶部２１５、チェックサム算出部２１６及び検出設定照合部２１７により構成される。

機種判別部２１１は、通信部２０２を介してヘッドユニット１０から型式情報を取得し、取得した型式情報に基づいて、ヘッドユニット１０の機種を判別する。例えば、機種判別部２１１は、電源投入による起動時に、型式や型番を示す識別コードを取得して機種判別を行う。機種判別部２１１は、機種判別の結果を表示制御部２１２及び出力制御部２１３へ出力する。

表示制御部２１２は、ドットマトリクス表示部２１０を制御し、設定画面を表示するための画面データを生成する。設定画面は、検出設定情報を入力するための入力画面であり、画面表示パネル２３に表示される。この表示制御部２１２は、機種判別部２１１の判別結果に基づいて、設定画面の表示態様又は設定画面内のメニュー項目を機種に応じて異ならせる。この様な構成によれば、ヘッドユニット１０の機種ごとに異なる設定内容を容易に識別することができる。

光電スイッチ１では、ヘッドユニット１０の機種ごとに、設定可能なパラメータの種類や調整範囲が異なる。例えば、色判別方式のヘッドユニットと、距離計測方式のヘッドユニットと、受光量方式のヘッドユニットとでは、検出モードの種類や設定値の調整範囲が異なる。

色判別方式のヘッドユニットの場合、検出モードには、Ｃ＋Ｉモード、Ｃモード及びＩモードがある。Ｃ＋Ｉモードは、色成分（Ｒ，Ｇ，Ｂ）と明暗（受光量）とを用いて検出値を取得する動作モードである。Ｃモードは、色成分（Ｒ，Ｇ，Ｂ）を用いて検出値を取得する動作モードである。Ｉモードは、明暗（受光量）を用いて検出値を取得する動作モードである。

一方、距離計測方式のヘッドユニットの場合、距離の検出値を１つの判定閾値と比較してワーク判定を行うモードと、距離の検出値が一定範囲内にあるか否かによってワーク判定を行うモードとがある。

また、ヘッドユニット１０の機種ごとに、設定バンクの数や出力チャンネルの数が異なる。出力チャンネルは、検出信号を出力する出力線に対応し、出力チャンネルごとに、検出モード及び設定値を検出設定情報として指定することができる。設定バンクは、全ての出力チャンネルごとの検出設定情報からなる検出設定テーブルである。

検出設定情報生成部２１４は、操作部２０４からの操作信号に基づいて、検出設定情報を生成し、検出設定記憶部２１５内に格納する。検出設定情報には、検出モード、設定バンク及び出力チャンネルと、設定値、応答速度、出力論理等のパラメータと、検出値及び検出信号の出力形態とがある。検出値の出力形態には、二値化されたバイナリ信号により出力する方法と、検出値に応じて電流値又は電圧値が異なるアナログ信号により出力する方法とがある。検出設定情報は、操作キー２４の操作に基づいて、生成される。検出設定記憶部２１５には、機種ごとに異なる２以上の検出設定情報が保持される。

出力制御部２１３は、入出力部２０６を制御し、機種判別部２１１の判別結果及び検出設定情報に基づいて、検出値又は検出信号の出力を行う。チェックサム算出部２１６は、検出設定記憶部２１５から検出設定情報を読み出し、検出設定情報のチェックサムを算出する。

検出設定照合部２１７は、ヘッドユニット１０に保持されている検出設定情報とコントローラ２０に保持されている検出設定情報とを照合して両検出設定情報が一致しているか否かを判別し、その判別結果に基づいて、ドットマトリクス表示部２１０に対して選択画面の表示を指示する。

ドットマトリクス表示部２１０は、検出設定照合部２１７の判別結果に基づいて、ヘッドユニット１０又はコントローラ２０のいずれの検出設定情報を採用するのかをユーザに選択させるための選択画面を画面表示パネル２３に表示する。

例えば、検出設定照合部２１７は、電源投入による起動時に、通信部２０２を介してヘッドユニット１０からチェックサムを取得し、チェックサム算出部２１６により算出されたチェックサムと比較することにより、検出設定情報が一致しているか否かを判別する。また、検出設定照合部２１７は、検出設定情報が一致していない場合に、選択画面の表示を指示する。

チェックサムの比較によって検出設定情報の照合を行うため、検出設定情報自体を直接に比較する場合に比べ、ヘッドユニット１０及びコントローラ２０間の通信負荷が少なく、起動処理に要する時間を短縮することができる。また、選択画面の表示により、ヘッドユニット１０又はコントローラ２０の検出設定情報が誤って書き換えられた場合などに、検出設定情報がヘッドユニット１０及びコントローラ２０間で異なっていることを容易に識別することができる。

図６のステップＳ１０１〜Ｓ１０８は、図２のヘッドユニット１０の動作の一例を示したフローチャートであり、電源投入による起動時の処理手順が示されている。まず、主制御部１００は、特定パルスの受信の有無を確認し（ステップＳ１０１）、特定パルスを受信すれば、コントローラ２０が接続されていると判断し、コントローラ接続モードとして起動処理を行う（ステップＳ１０２，Ｓ１０３）。一方、主制御部１００は、特定パルスの受信がなければ、コントローラ２０が接続されていないと判断し、単体モードとして起動処理を行い、この処理を終了する（ステップＳ１０２，Ｓ１０８）。

コントローラ接続モードの場合、主制御部１００は、操作キー１５の操作による新たな設定値の指定を無効化する（ステップＳ１０４）。次に、主制御部１００は、検査設定情報を読み出してチェックサムを算出するとともに、コントローラ２０からチェックサムを取得し、これらのチェックサムを比較することにより、検出設定情報がヘッドユニット１０及びコントローラ２０間で一致しているか否かの照合処理を行う（ステップＳ１０５，Ｓ１０６）。

主制御部１００は、検出設定情報が一致していれば、直ちにこの処理を終了する（ステップＳ１０７）。一方、主制御部１００は、検出設定情報が一致していない場合、ヘッドユニット１０側とコントローラ２０側とで検出設定情報が異なっていることを意味するため、ユーザに選択を促すための選択画面の表示をコントローラ２０に指示し、チェックサムが一致するまで待機する（ステップＳ１０７）。

図７のステップＳ２０１〜Ｓ２０９は、図４のコントローラ２０の動作の一例を示したフローチャートであり、電源投入による起動時の処理手順が示されている。まず、主制御部２００は、ヘッドユニット１０から型式情報を取得し（ステップＳ２０１）、機種を判別して設定画面などの表示形態と、検出値又は検出信号の出力形態とを調整する（ステップＳ２０２，Ｓ２０３）。

次に、主制御部２００は、検査設定情報を読み出してチェックサムを算出するとともに、ヘッドユニット１０からチェックサムを取得し、これらのチェックサムを比較することにより、検出設定情報がヘッドユニット１０及びコントローラ２０間で一致しているか否かの照合処理を行う（ステップＳ２０４，Ｓ２０５）。

主制御部２００は、検出設定情報が一致していれば、直ちにこの処理を終了する（ステップＳ２０６）。一方、主制御部２００は、検出設定情報が一致していなければ、選択画面を表示する（ステップＳ２０７）。

主制御部２００は、操作キー２４の操作により、ヘッドユニット１０又はコントローラ２０のいずれの検出設定情報を採用するのかがユーザによって指示されれば、当該指示内容に応じて、検出設定情報のコピー処理を行う（ステップＳ２０８，Ｓ２０９）。例えば、コントローラ側の検出設定情報がヘッドユニット１０に転送され、ヘッドユニット１０内の検出設定情報が自動的に更新される。或いは、ヘッドユニット側の検出設定情報がコントローラ２０に転送され、コントローラ２０内の検出設定情報が自動的に更新される。

この様な構成によれば、ヘッドユニット１０又はコントローラ２０の検出設定情報が誤って書き換えられた場合などに、検出設定情報を再度入力する手間を省略することができる。例えば、ヘッドユニット１０又はコントローラ２０のいずれかのデバイスが破損し、破損したデバイスを交換した場合、ヘッドユニット１０とコントローラ２０とを接続するだけで、元の検出設定情報に戻すことができる。また、複数のヘッドユニット１０に対し、同じ検出設定情報を設定する場合、コントローラ２０と接続するだけで、ヘッドユニット１０の設定を行うことができる。

図８は、光電スイッチ１の使用形態の他の一例を示した平面図である。図中には、１つのコントローラ２０を親機とし、このコントローラ２０に２つの子機コントローラ２０ａが連結される場合が示されている。

コントローラ２０及び２つの子機コントローラ２０ａには、ヘッドユニット１０がそれぞれ接続されている。コントローラ２０は、図１に示したコントローラ２０であり、配線ケーブル３を介してヘッドユニット１０が接続され、配線ケーブル４を介して外部機器が接続されている。

子機コントローラ２０ａは、図１に示したコントローラ２０と同様のユーザインターフェース（セグメント表示パネル２２、画面表示パネル２３、操作キー２４〜２６、表示灯２７及び２８）を備え、配線ケーブル３を介してヘッドユニット１０が接続されている。この子機コントローラ２０ａは、コントローラ２０を介して電源供給され、コントローラ２０を介して検出値又は検出信号を外部機器へ出力する。

コントローラ２０及び２０ａには、連結用の接続部（図示せず）が配設されており、配線ケーブルを用いることなく、コントローラ２０及び２０ａ間で電源供給及び信号の送受信を行うことができる。

本実施の形態によれば、コントローラ２０がヘッドユニット１０の機種を判別し、ヘッドユニット１０の機種に応じた検出設定情報に基づいて検出値又は検出信号の出力処理を行うため、機種の異なる複数のヘッドユニット１０に対し、共通のコントローラ２０を用いることができる。よって、製造コストの増大を抑制しつつ、様々な表示態様や出力形態に対応することができる。また、光電スイッチ１がアンプ分離型であるため、ヘッドユニット１０の大型化を抑制することができる。

なお、本実施の形態では、色判別方式の光電スイッチ１の例について説明したが、本発明は、ワーク検出の方法をこれに限定するものではない。例えば、距離計測方式の光電スイッチや受光量方式の光電スイッチにも本発明は適用することができる。

また、本実施の形態では、検出領域からの反射光２ｂを受光してワーク判定を行う光電スイッチの例について説明したが、検出領域からの透過光を受光してワーク判定を行う光電スイッチにも本発明は適用することができる。

１ 光電スイッチ
２ａ 検出光
２ｂ 反射光
３，４ 配線ケーブル
１０ ヘッドユニット
１１ 筐体
１２ 表示灯
１３，１５ 操作キー
１４ セグメント表示パネル
１６ 取付穴
２０ コントローラ
２１ 筐体
２２ セグメント表示パネル
２３ 画面表示パネル
２４〜２６ 操作キー
２７，２８ 表示灯
１００ 主制御部
１０１ 投光駆動部
１０２ 投光用ＬＥＤ
１０３ 受光用ＰＤユニット
１０４ アンプ部
１０５ メモリ
１０６ 電源部
１０７ａ 通信部
１０７ｂ 信号出力部
１０８ 表示部
１０９ 操作部
１１０ 投光量制御部
１１１ 色情報取得部
１１２ 基準色指定部
１１３ 基準色記憶部
１１４ 一致度算出部
１１５ 判定閾値指定部
１１６ 検出設定記憶部
１１７ 検出信号生成部
１１８ 検出設定取得部
１１９ 接続判別部
１２０ チェックサム算出部
１２１ 検出設定照合部
２００ 主制御部
２０１ 電源供給部
２０２ 通信部
２０３ 信号入力部
２０４ 操作部
２０５ メモリ
２０６ 入出力部
２０７ アナログ出力部
２０８ ネットワーク通信部
２０９ マルチセグメント表示部
２１０ ドットマトリクス表示部
２１１ 機種判別部
２１２ 表示制御部
２１３ 出力制御部
２１４ 検出設定情報生成部
２１５ 検出設定記憶部
２１６ チェックサム算出部
２１７ 検出設定照合部

Claims (9)

1. 配線ケーブルを介して互いに着脱可能に接続されるヘッドユニット及びコントローラを備え、
   上記ヘッドユニットは、検出光を検出領域に向けて投光する投光手段と、
   上記検出領域からの反射光又は透過光を受光し、受光信号を生成する受光手段と、
   上記受光信号に基づいて、検出値を取得する検出値取得手段と、
   上記検出値を予め定められた設定値と比較してワーク判定を行い、上記ワーク判定の結果に基づいて、検出信号を生成する検出信号生成手段と、
   上記コントローラと接続して動作するためのコントローラ接続モードでは、上記検出値及び上記検出信号を上記コントローラへ出力し、単体で動作するための単体モードでは、上記検出信号を外部機器へ出力する第１出力手段と、
   上記検出値を表示する第１表示手段と、
   上記ヘッドユニットの筐体に配設された操作キーの操作に基づいて、上記設定値を指定する設定値指定手段と、
   上記設定値を含む検出設定情報を保持する第１検出設定記憶手段とを備え、
   上記コントローラは、上記配線ケーブルを介して上記ヘッドユニットから上記検出値を受け付ける検出値受付手段と、
   上記検出値を表示する第２表示手段と、
   上記コントローラの筐体に配設された操作キーの操作に基づいて、上記検出設定情報を生成する検出設定情報生成手段と、
   上記検出値又は上記検出信号を上記外部機器へ出力する第２出力手段とを備えたことを特徴とする光電スイッチ。
2. 上記ヘッドユニットは、
   上記コントローラが接続されているか否かを判別する接続判別部を備え、
   上記接続判別部により上記コントローラが接続されていると判別された場合は、上記コントローラ接続モードで起動し、上記接続判別部により上記コントローラが接続されていないと判別された場合は、上記単体モードで起動することを特徴とする請求項１に記載の光電スイッチ。
3. 上記第１出力手段は、複数の異なる出力形態から選ばれた出力形態により出力することを特徴とする請求項１に記載の光電スイッチ。
4. 上記検出設定情報生成手段は、上記ヘッドユニットの動作を規定する上記設定値とは異なる上記検出設定情報を生成し、
   上記ヘッドユニットは、上記検出設定情報を取得し、
   取得した上記検出設定情報に従って動作することを特徴とする請求項１に記載の光電スイッチ。
5. 上記第１出力手段は、上記コントローラと双方向で通信し、上記設定値、上記設定値とは異なる上記検出設定情報及び上記検出値の通信を行う第１の信号ケーブルと、
   上記コントローラへ検出信号の出力を行う第２の信号ケーブルからなり、
   上記ヘッドユニットは、上記第１の信号ケーブルを介して取得した上記検出設定情報に従って動作することを特徴とする請求項１に記載の光電スイッチ。
6. 上記コントローラは、上記ヘッドユニットの機種を判別する機種判別手段を備え、
   上記検出設定情報生成手段は、上記機種ごとに異なる２以上の上記検出設定情報を生成し、
   上記第２出力手段は、上記機種判別手段の判別結果及び上記検出設定情報に基づいて、上記検出値又は上記検出信号の出力を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の光電スイッチ。
7. 上記第２表示手段は、上記検出設定情報を入力するための設定画面を表示するとともに、上記機種判別手段の判別結果に基づいて、上記設定画面の表示態様又は上記設定画面内のメニュー項目を上記機種に応じて異ならせることを特徴とする請求項６に記載の光電スイッチ。
8. 上記コントローラは、上記検出設定情報を保持する第２検出設定記憶手段と、
   上記第１検出設定記憶手段に保持されている検出設定情報及び上記第２検出設定記憶手段に保持されている検出設定情報が一致しているか否かを判別する検出設定照合手段とを備え、
   上記第２表示手段は、上記検出設定照合手段の判別結果に基づいて、ヘッドユニット又はコントローラのいずれの検出設定情報を採用するのかをユーザに選択させるための選択画面を表示することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の光電スイッチ。
9. 上記ヘッドユニットは、上記コントローラの接続を判別する接続判別手段を備え、
   上記設定値指定手段は、上記接続判別手段の判別結果に基づいて、上記操作キーの操作による新たな上記設定値の指定を無効化することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の光電スイッチ。

Images