光電センサ
【課題】高速かつ安定的に検出対象物の特徴量を検出可能な光電センサを提供する。
【解決手段】本発明の光電センサは、検出対象領域の検出対象物に対して投光した光の反射光を受光することにより検出対象物の特徴量を検出する光電センサである。本発明のＲＵＮモードによる処理は、検出対象物に対して白色光を投光し、その反射光を赤色、緑色および青色それぞれについて並列に受光する投受光方式であり、計測時間は短い。一方、従来の方式は、赤色、緑色、青色と順次、各色の光源を順次点灯し、その反射光を順次、受光して処理するので、計測時間が長くかかる。
【解決手段】本発明の光電センサは、検出対象領域の検出対象物に対して投光した光の反射光を受光することにより検出対象物の特徴量を検出する光電センサである。本発明のＲＵＮモードによる処理は、検出対象物に対して白色光を投光し、その反射光を赤色、緑色および青色それぞれについて並列に受光する投受光方式であり、計測時間は短い。一方、従来の方式は、赤色、緑色、青色と順次、各色の光源を順次点灯し、その反射光を順次、受光して処理するので、計測時間が長くかかる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
検出対象領域の検出対象物に対して投光した光の反射光あるいは透過光を受光することにより検出対象物の特徴量を検出する光電センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
光電センサは、可視光線、赤外線等の光を投光部から信号光として投光し、検出対象物によって反射する光あるいは検出対象物を透過する光を受光部で検出して、検出対象物の特徴量を示す出力信号を得るものである。この点で、光電センサは、非接触での物体の検出が可能であるとともに色判別も可能であるため種々の分野で利用されている。また、近年においては、微小スポットで物体の検知が可能なファイバ型の光電センサが知られている（特許文献１）。
【０００３】
一般的に投光部に用いられる投光素子としては、赤色ＬＥＤあるいは赤外ＬＥＤが用いられることが多い。しかしながら、例えば検出対象物の材質（反射率）によっては十分な反射光量が得られないので、投光部に用いられる投光素子を例えば、青色や緑色に変更した複数の投光素子群を設けて検知する手法が採用されてきた。
【０００４】
しかしながら、複数の投光素子を用いれば部品点数の増加にもつながりコストアップの面で問題がある。
【０００５】
また、一般的な反射型あるいは透過型の光電センサでは、検出対象物からの反射光量あるいは透過光量を所定のしきい値と比較して検出対象物の有無を検知するため検出対象物の高さばらつきや振動等により検出対象物とセンサ（ファイバ先端）との距離が変動すると、検出不能となる場合があった。
【０００６】
一方、検出対象物に３色の光を投光し、その反射光または透過光を受光することにより色に基づいて、検出対象物を検出するための色識別装置が知られている（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００４−１０１４４５号公報
【特許文献２】特開２００５−２９１７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、当該公報に示される構成では、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のＬＥＤを使用し、２つのダイクロックミラーを使用して光ファイバケーブルに導光している。
【０００８】
この構成では、ファイバＬＥＤ間の距離が遠くなり、結合効率が低下する。また、ＲＧＢの信号光の強度が不均一になってしまう。
【０００９】
また、上記公報に示される３色光源を用いた光電センサでは、順次、各色の光源を順次点灯し、その反射光あるいは透過光を順次、受光して処理するので、単色の場合に比べて計測時間がかかるという問題もある。特に、検出対象物が高速に移動している場合には、順次投光している間に検出対象物が移動してしまうことになるため同一条件での計測ができないという問題もある。
【００１０】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、高速かつ安定的に検出対象物の特徴量を検出可能な光電センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る光電センサは、検出対象領域の光を受光することにより検出対象物の特徴量を検出する光電センサであって、白色光を投光する白色光源と、検出対象領域の検出対象物を透過あるいは反射した光を受光する受光部と、受光部の受光結果に基づいて検出対象物の特徴量を検出する検出部とを備える。受光部は、白色光を投光して検出対象領域の検出対象物を透過あるいは反射した光に含まれる複数の異なる波長を受光するためにそれぞれ対応して設けられ、各々が対応する波長の光を受光するとともにそれぞれの対応する波長の光を並列に受光する複数の受光素子を含む。
【００１２】
好ましくは、複数の受光素子は、検出対象物を透過あるいは反射した光に含まれる赤色、緑色および青色の光の波長をそれぞれ並列に受光する。
【００１３】
特に、検出部で検出した検出対象物の特徴量に従って検出対象物の検出状態を判定する判定部をさらに備え、受光部は、設定時に、基準となる基準対象物に対して白色光を投光して検出対象領域の検出対象物を透過あるいは反射した光を受光し、検出部は、検出対象物の特徴量として白色光を投光して検出対象領域の検出対象物を透過あるいは反射した光の受光量の総和に含まれる赤色光、緑色光および青色光のそれぞれの受光量の比率を算出するとともに、設定時に検出部にて算出した基準対象物に関する赤色光、緑色光および青色光のそれぞれの受光量の基準比率と、検出動作時に検出部にて算出した検出対象物に関する赤色光、緑色光および青色光のそれぞれの受光量の比率とを比較して、基準対象物に対する検出対象物の色の近似の程度を示す一致度値を算出し、判定部は、算出された一致度値に基づいて検出対象物の検出状態について判定する。
【００１４】
特に、検出部は、赤色光、緑色光および青色光を受光した複数の受光素子の受光量の総和と所定の閾値となる受光量とを比較して、比較結果に基づいて検出対象物の特徴量を検出する動作を実行する。
【００１５】
特に、検出部は、複数の受光素子の受光量の総和が、第１の閾値以上第１の閾値よりも大きい第２の閾値未満の範囲内である場合に検出対象物の特徴量を検出する動作を実行する。
【００１６】
特に、受光部は、設定時に、基準となる第１および第２の基準対象物に対して白色光を投光して検出対象領域の検出対象物を透過あるいは反射した光を受光し、検出部は、設定時に第１および第２の基準対象物の特徴量として白色光を投光して検出対象領域の検出対象物を透過あるいは反射した光に含まれる赤色光、緑色光および青色光のそれぞれの受光量を算出して比較し、比較結果に基づいて検出動作時に用いる受光部で受光された赤色光、緑色光および青色光のうちの少なくともいずれか１つの光の受光結果を選択する。
【００１７】
特に、検出部は、設定時に、対応する光の受光量の差を算出して、算出結果が所定の閾値以上であれば、検出動作時に対応する光の受光結果を選択し、所定の閾値未満であれば、検出動作時に対応する光の受光結果を非選択とする。
【００１８】
特に、検出部は、検出動作時に用いる受光部で受光された赤色光、緑色光および青色光のうちの少なくともいずれか１つの光の受光結果を選択する。
【００１９】
特に、受光部は、複数の受光素子の各々は、白色光を投光して検出対象領域の検出対象物を透過あるいは反射した光に含まれる赤色光、緑色光および青色光のうちの対応する光の光量を示す電気信号を生成し、電気信号を増幅する増幅部を含み、電気信号の信号レベルが所定の範囲内の値となるように増幅部の増幅率が調整される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る光電センサは、検出対象領域の検出対象物に対して投光した光の反射光を受光することにより検出対象物の特徴量を検出する光電センサであって、受光部は、白色光を投光して検出対象領域の検出対象物を透過あるいは反射した光に含まれる複数の異なる波長を受光するためにそれぞれ対応して設けられ、各々が対応する波長の光を受光するとともにそれぞれの対応する波長の光を並列に受光する複数の受光素子を含むため、従来の方式よりも、高速かつ安定的に検出対象物の特徴量を検出することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に従う光電センサの上部カバーを開いた状態における外観斜視図である。
【００２３】
図１を参照して、本発明の実施の形態に従う光電センサ１は多連装型のプラスチック製筐体１０１を有する。筐体１０１の前部には、投光用ファイバ２と受光用ファイバ３とが挿入され、クランプレバー１０３の操作によって抜け止め固定される。筐体１０１の後部からは電気コード４が引き出されている。
【００２４】
図示の電気コード４は、アース（ＧＮＤ）用の芯線４１と、電源（Ｖｃｃ）用の芯線４２と、検出出力用の芯線４３と、補助出力用の芯線４４と、リモート入力用の芯線４５とを有する。
【００２５】
筐体１０１は、制御盤などの取付面に対して図示しないＤＩＮレールを介して固定される。符号１０４で示されるものはＤＩＮレール嵌合溝である。筐体１０１の上部には、透明な上部カバー１０２が開閉可能に取り付けられている。上部カバー１０２を開いた状態で露出する筐体１０１の上面には、第１の表示器１０５と、第２の表示器１０６と、第１の操作ボタン（ＵＰ）１０７と、第２の操作ボタン（ＤＯＷＮ）１０８と、第３の操作ボタン（ＭＯＤＥ）１０９と、第１のスライド操作子（ＳＥＴ／ＲＵＮ）１１０と、第２のスライド操作子（Ｌ／Ｄ）１１１とが設けられている。
【００２６】
図２は、本発明の実施の形態に従う光電センサの操作・表示部の拡大図を説明する図である。
【００２７】
図１および図２を参照して、第１の表示器１０５及び第２の表示器１０６は、いずれも４桁の７セグメントデジタル表示器で構成されており、それぞれ４桁の数字、アルファベット、さらにはそれらの組み合わせを任意に表示可能となされている。
【００２８】
第１の操作ボタン１０７、第２の操作ボタン１０８、及び第３の操作ボタン１０９は、いずれもモメンタリタイプの押しボタンスイッチを構成しており、図２に示されるように、第１の操作ボタン１０７は『ＵＰキー』として、第２の操作ボタン１０８は『ＤＯＷＮキー』として、第３の操作ボタン１０９は『ＭＯＤＥキー』としてそれぞれ機能するように構成されている。
【００２９】
第１のスライド操作子１１０及び第２のスライド操作子１１１はいずれもスライドスイッチを構成するものであり、図２に示されるように、第１のスライド操作子１１０は『ＳＥＴ／ＲＵＮ切替スイッチ』として、第２のスライド操作子１１１は『Ｌ／Ｄ切替スイッチ』として機能するように構成されている。
【００３０】
図１を再び参照して、筐体１０１の内部には、図示しないが、物体検出用の発光素子と物体検出用の受光素子とが内蔵されている。投光用ファイバ２をファイバ挿入孔にしっかりと挿入すると、投光用ファイバ２の端面と検出用発光素子の発光部とがしっかりと光結合され、これにより検出用の発光素子から発生した光は、投光用ファイバ２を経由して、その先端の図示しないファイバヘッドから検出領域へと投光される。同様に、受光用ファイバ３をファイバ挿入孔にしっかりと挿入すると、受光用ファイバ３の端面と検出用受光素子とが光結合され、これにより図示しない受光用ファイバ３のファイバヘッドからファイバ内に導入された光は、受光用ファイバ３に案内されて、検出用の受光素子にたどり着くようになっている。以上述べた検出用の発光素子と検出用の受光素子との配置構成は従来のこの種のファイバ型光電スイッチに採用されたものと同様である。
【００３１】
次に、本発明の実施形態に従う光電センサの電気的ハードウェア構成について説明する。
【００３２】
図３は、本発明の実施の形態に従う光電センサの概略ブロック図である。
図３を参照して、この回路はマイクロプロセッサを主体として構成される信号処理部２００を中心として構成されている。信号処理部２００内には、マイクロプロセッサの他に、システムプログラムを格納したＲＯＭやプログラムの実行に必要なワーキングＲＡＭ、その他各種の設定データを格納するためのＥＥＰＲＯＭなどが内蔵されている。このＥＥＰＲＯＭには、工場出荷前においてメーカ側が設定したデータや、工場出荷後にユーザが設定した各種のデータが格納される。このような信号処理部２００の構成については、各種の文献において種々公知であるから、その点についての詳細な説明は省略する。
【００３３】
図３の紙面左側においては、後に詳細に説明するが先に説明した発光素子を有する投光部２０２と受光素子を有する受光部２０３とが描かれている。投光部２０２は、検出用の発光素子である発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称する）２０２ａと、ＬＥＤ２０２ａを駆動するためのＬＥＤ駆動部２０２ｂとを含む。一方、受光部２０３は、検出用の受光素子であるフォトダイオード（以下、ＰＤと称する）２０３ａと、ＰＤ２０３ａの出力を増幅するためのアンプ部２０３ｃとを含む。なお、本発明の実施の形態に従う投光部２０２は、白色光を出射するものとする。また、検出用受光素子ＰＤ２０３ａは、赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ受光可能な３種類の受光素子で構成される。
【００３４】
そして、ＬＥＤ駆動部２０２ｂの作用により検出用発光素子であるＬＥＤ２０２ａから発生したパルス光は、投光用ファイバ２を介して検出領域へと導かれる。検出領域において透過または反射したことにより受光用ファイバ３に導入された光は、受光用ファイバ３を経由して検出用受光素子であるＰＤ２０３ａへとたどり着く。検出用受光素子ＰＤ２０３ａは、赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ受光可能な３種類の受光素子でそれぞれ受光し、それぞれの各色について光電変換する。
【００３５】
ＰＤ２０３ａで光電変換されて生じた出力信号は、アンプ部２０３ｃで増幅された後信号処理部２００へとＡ／Ｄ変換器（図示せず）を介して取り込まれる。尚、これら投受光の基本的な構成についても、各種の文献において公知であるから、この点についての詳細な説明は省略する。
【００３６】
表示部２０４は、信号処理部２００における各種の演算により生成されたデータを表示させるための表示器で構成されており、この表示部２０４には、より具体的には、先に図１並びに図２を参照して説明した第１の表示器１０５並びに第２の表示器１０６が含まれている。それらの第１並びに第２の表示器１０５，１０６には、各種の情報が、数値、アルファベット、それらの組み合わせなどにより表示される。
【００３７】
入力部２０５は、信号処理部２００に対して各種の情報を入力するためのものである。この入力部２０５には、キー入力部２０５ａと信号入力部２０５ｂとが含まれている。キー入力部２０５ａは、オペレータが手動操作で各種のデータを入力するためのものであり、この入力部２０５ａには先に図１並びに図２を参照して説明したように、第１の操作ボタン１０７、第２の操作ボタン１０８、第３の操作ボタン１０９、第１のスライド操作子１１０、及び第２のスライド操作子１１１が含まれている。
【００３８】
これに対して、信号入力部２０５ｂは、先に図１を参照して説明した電気コード４の芯線４５を介してリモート入力信号を入力するためのものであり、この信号入力部２０５ｂを介して芯線４５から到来する外部から入力される制御信号が信号処理部２００へと取り込まれる。
【００３９】
尚、この例にあっては、信号入力部２０５ｂは１ラインしか設けられていないが、これを２ライン以上すなわち複数ライン設けて入力させることも当然に可能である。
【００４０】
出力部２０６は、信号処理部２００で生成された各種の出力信号を電気コード４に含まれる芯線４３及び４４へと出力するためのものである。この出力部２０６には、物体検出信号出力用の出力部２０６ａと任意の補助出力信号用の出力部２０６ｂとが含まれている。すなわち、信号処理部２００で生成された物体検出用の検出信号は、出力部２０６ａを介して電気コード４内の芯線４３へと送り出される。
【００４１】
同様にして、信号処理部２００で生成された任意の補助出力信号は、出力部２０６ｂを介して、電気コード４に含まれる芯線４４へと送り出される。これらの電気コード４に含まれる芯線４３，４４は一般的には外部のＰＬＣやＰＣ等の上位装置へと接続される。同様にして、電気コード４に含まれる芯線４５についても、外部のＰＬＣやＰＣ等の上位装置と接続されている。
【００４２】
電源部２０１は、図３に示される投光部２０２、受光部２０３、表示部２０４、入力部２０５、出力部２０６のそれぞれに対して電源を供給する電源安定化装置等で構成されており、この電源部２０１に対する給電は、電気コード４に含まれる芯線４１及び４２を介して行なわれる。この例では芯線４１はＧＮＤに接続され、芯線４２はＶｃｃに接続される。
【００４３】
次に、以上述べた機械的構造並びに電気的なハードウェア構成を前提として、この光電センサに備えられた様々な機能並びにそれらを実現するために信号処理部２００で実行されるシステムプログラムの構成について説明する。
【００４４】
一般的に光電センサには、選択的に実行（ＯＮ／ＯＦＦ）可能な複数の機能が備えられている。それらの機能のそれぞれには、様々な選択肢が用意されている。それらの機能の選択（ＯＮ／ＯＦＦ）並びに選択肢の選択は、この光電センサをＳＥＴモードに設定することで行なうことができる。特定の選択肢に従ってＯＮ設定された機能を実現させる動作は、この光電センサをＲＵＮモードに設定することで行なうことができる。
【００４５】
動作モードをＳＥＴモードとするかＲＵＮモードとするかの指定は、図２に示されるように、第１のスライド操作子１１０を『ＳＥＴ』側とするか、『ＲＵＮ』側とするかにより決定することができる。また、第２のスライド操作子１１１は、この光電センサの検出出力信号の論理極性を設定するためのもので、第２のスライド操作子１１１が『Ｌ』側に設定されているといわゆるライトオンモードとなり、『Ｄ』側に設定されるとダークオンモードとなる。
【００４６】
図４は、本発明の実施の形態に従う投光部２０２および受光部２０３の詳細を説明する図である。
【００４７】
図４を参照して、本発明の実施の形態に従う投光部２０２は、上述したようにＬＥＤ２０２ａと、ＬＥＤ駆動部２０２ｂとを含み、さらに、ＬＥＤ駆動部２０２ｂを制御してＬＥＤの出射パワーを調整するためのＬＥＤ駆動調整部２０２ｂｇを含む。なお、ＬＥＤ駆動調整部２０２ｂｇは、後述するオートパワーコントロール処理によりＬＥＤ２０２ａからの出射パワーのモニタ結果を信号処理部２００から受けて、ＬＥＤ駆動部２０２ｂに指示してＬＥＤ駆動部２０２ｂからＬＥＤ２０２ａに供給する投光電流のパワー制御を行なうものとする。
【００４８】
本発明の実施の形態に従う受光部２０３は、上述したようにＰＤ２０３ａと、アンプ部２０３ｃとを含む。アンプ部２０３ｃは、ＰＤ２０３ａから出力される受光した赤色、緑色、青色のそれぞれの波長領域の信号光を光電変換した電気信号をそれぞれ増幅する増幅部と、当該増幅部の増幅率を調整する増幅調整率を含む。
【００４９】
本例においては、一例として、アンプ部２０３ｃは、赤色の波長領域の信号光に対して光電変換した電気信号を増幅するための増幅部２０３ｒ（Ｒ増幅部とも称する）と、緑色の波長領域の信号光に対して光電変換した電気信号を増幅するための増幅部２０３ｇ（Ｇ増幅部とも称する）と、青色の波長領域の信号光に対して光電変換した電気信号を増幅するための増幅部２０３ｂ（Ｂ増幅部とも称する）と、増幅部２０３ｒ，２０３ｇ，２０３ｂにそれぞれ対応して設けられ、それぞれの対応する増幅部の増幅率を調整するための増幅調整部２０３ｒｇ（Ｒ増幅調整部とも称する）、増幅調整部２０３ｇｇ（Ｇ増幅調整部とも称する）および増幅調整部２０３ｂｇ（Ｂ増幅調整部とも称する）を含む。
【００５０】
増幅調整部２０３ｒｇ、増幅調整部２０３ｇｇおよび増幅調整部２０３ｂｇは、それぞれ信号処理部２００からの指示に応答して対応する増幅部の増幅率を調整するものとする。
【００５１】
図５は、信号処理部２００のＣＰＵで実行されるシステムプログラムの全体を概略的に示すゼネラルフローチャートである。
【００５２】
図５を参照して、このシステムプログラムは電源投入によって実行を開始される。
同図において、処理が開始されると、まず初期設定処理（ステップ４０１）が実行される。この初期設定処理（ステップ４０１）においては、後述するルーチン処理を開始するに先立って必要な各種の初期設定処理が実行される。この初期設定処理には、各種メモリ、表示灯、制御出力の初期化の実行や、信号処理部２００に含まれるＥＥＰＲＯＭから必要項目の読出とデータチェックを行なう処理などが実行される。
【００５３】
初期設定処理（ステップ４０１）が実行を完了すると、ルーチン処理への移行が行なわれ、その最初においてまず第１のスライド操作子１１０の設定状態が参照される（ステップ４０２）。ここで、第１のスライド操作子１１０が『ＳＥＴ』側へ設定されていれば（ステップ４０２ＳＥＴ）、続いてＳＥＴモード初期設定処理（ステップ４０３）が実行される。このＳＥＴモード初期設定処理（ステップ４０３）では、ＳＥＴモード用測定値の初期化や機能番号（Ｆ）の初期化（Ｆ＝０）等が行なわれる。
【００５４】
ＳＥＴモード初期設定処理（ステップ４０３）が実行を完了すると、以後、第１のスライド操作子１１０が『ＳＥＴ』側へ設定された状態にある限り（ステップ４０５ＹＥＳ）、様々な機能（Ｆ）に関するＳＥＴモード処理（ステップ４０４）が実行される。この状態において、ユーザは、第１の操作ボタン１０７、第２の操作ボタン１０８、第３の操作ボタン１０９を適宜に操作することによって、当該光電センサに用意された様々な機能（Ｆ）のＯＮ／ＯＦＦ設定、さらには、各機能（Ｆ）別の個別設定処理を実行することができる。
【００５５】
一方、第１のスライド操作子１１０の設定状態を参照した結果、『ＲＵＮ』側へと設定されたと判定されると（ステップ４０２ＲＵＮ）、続いて、ＲＵＮモード初期設定処理（ステップ４０６）が実行される。このＲＵＮモード初期設定処理（ステップ４０６）においては、表示灯、制御出力の初期化、しきい値及び各種ＲＵＮモード用設定値の初期化等が行なわれる。
【００５６】
ＲＵＮモード初期設定処理（ステップ４０６）が完了すると、続いて第１のスライド操作子１１０が『ＲＵＮ』側へ設定されている限り（ステップ４０８ＹＥＳ）、ＲＵＮモード処理（ステップ４０７）が実行される。このＲＵＮモード処理（ステップ４０７）においては、光電センサとして必要な基本的な動作の他に、ユーザにより選択的に設定された各種の機能が実現される。尚、このＲＵＮモード処理の具体的な内容については、必要に応じて、後に詳細に説明を行なう。
【００５７】
このように、信号処理部２００で実行されるシステムプログラムは、いわゆる電源投入直後に行なわれるイニシャル処理である初期設定処理（ステップ４０１）と、ルーチン処理であるところの２つの処理すなわちＳＥＴモード処理（ステップ４０４）及びＲＵＮモード処理（ステップ４０７）に大別される。
【００５８】
図６は、ＳＥＴモード処理の全体を示すフローチャート図である。
図６を参照して、処理が開始されると、まず機能別表示処理（ステップ５０１）が実行される。この機能別表示処理（ステップ５０１）では、機能番号Ｆに該当する様々な表示処理が実行される。
【００５９】
続いて、キー入力検出処理が実行され（ステップ５０２）、図１並びに図２に示される操作ボタン１０７〜１０９並びにスライド操作子１１０，１１１におけるキー入力操作の有無を待機する状態となる（ステップ５０３ＮＯ）。
【００６０】
この状態において、キー入力有りと判定され（ステップ５０３ＹＥＳ）、しかも機能切替に相当するキー入力シーケンスが確認されると（ステップ５０４ＹＥＳ）、機能切替指令が確認されるたびに、機能番号（Ｆ）の値は全機能数に達するまで＋１ずつインクリメントされ（ステップ５０５，５０６ＮＯ）、全機能数に達すると共に（ステップ５０６ＹＥＳ）、再びゼロリセットされて（ステップ５０７）、機能（Ｆ）の循環切替が実行される。
【００６１】
この状態においてそのとき設定されている機能Ｆに関する選択が指示されると（ステップ５０４ＮＯ，５０８ＹＥＳ）、機能別実行処理が実行され、機能番号Ｆに該当する処理が行なわれる（ステップ５０９）。なお、当該機能別実行処理は、例えば操作ボタン１０７あるいは１０８のキー操作に従って機能Ｆの切替が行なわれ、切替に従って機能番号Ｆに対応する該当する処理が実行されるものとする。
【００６２】
なお、これらの機能Ｆの切替に従って機能番号あるいは機能Ｆに対応するコードが上述した表示部２０４で表示されるため、ユーザはこれらの案内表示される内容に応じて、当該センサにどのような機能実現手段が設けられているかを容易に目で確認することが可能である。
【００６３】
ＳＥＴモード処理として設けられている機能の一例について説明する。
図７は、ＳＥＴモード処理として設けられているティーチング処理の設定について説明するフロー図である。
【００６４】
図７を参照して、処理が開始されると、ユーザのキー操作又は外部信号により指定された機能が、１点ティーチング機能である場合、例えば、ステップ９０１において１点ティーチング機能を選択した場合（ＹＥＳの場合）には、１点ティーチング処理が実行される（ステップ９０２）。一方、ステップ９０３において、２点ティーチング機能を選択した場合（ＹＥＳの場合）には、２点ティーチング処理が実行される（ステップ９０４）。
【００６５】
ここで、『１点ティーチング処理』とは、基準となる対象物（基準対象物とも称する）の受光量をサンプリングし、その受光量から一定の値だけ低い値又は高い値にしきい値を設定する機能である。また、『２点ティーチング処理』とは、２つの検出対象物の一方の検出対象物の受光量をサンプリングし、取得したサンプリング値と、他方の検出対象物の受光量をサンプリングし、取得したサンプリング値との中間にしきい値を設定する機能である。すなわち、この２点ティーチング機能によれば、しきい値＝（１回目のサンプリング値＋２回目のサンプリング値）／２となる。
【００６６】
図８は、ティーチング処理の流れを説明するフロー図である。
図８を参照して、処理が開始されると、増幅率調整が行なわれる（ステップ６０１）。
【００６７】
具体的には、ティーチングの際において受光部において光電変換された各色の信号レベルの増幅率を調整する。この増幅率の調整については、予め例えばＥＥＰＲＯＭに格納されたティーチングの際に用いる増幅率データに基づいて信号処理部２００がＲ増幅調整部２０３ｒｇ、Ｇ増幅調整部２０３ｇｇ、Ｂ増幅調整部２０３ｂｇにそれぞれ指示して調整するものとする。
【００６８】
そして、ティーチングのためのサンプリング取得（ティーチングサンプリング取得）が行なわれる（ステップ６０２）、そして、ティーチングサンプリング取得の後に、ティーチング用のサンプリングデータ算出が実行される（ステップ６０３）。
【００６９】
そして、このサンプリング回数が規定値（例えば一例として１０２４回）を越えているかどうかを判定する（ステップ６０４）。そして、規定値を越えていなければ、ステップ６０２に再び戻り、サンプリング回数が規定値となるまで上述した動作を繰り返すものとする。
【００７０】
そして、ステップ６０４において、サンプリング回数が規定値を越えた場合には、次に取得したサンプリングデータに基づいて、ティーチングのためのサンプリングデータの平均値を算出する（ステップ６０５）。
【００７１】
そして、ティーチングのための受光量比率を算出する。（ステップ６０６）。具体的には、３色の光（赤色、緑色、青色）のそれぞれにおけるティーチングのためのサンプリングデータの平均値に従って受光量の総和を算出し、受光量の総和全体に対する各色の受光量の平均値の割合すなわち受光量比率を算出する。
【００７２】
そして、また、受光量の総和全体に従って後述する正規化係数およびしきい値を算出して（ステップ６０７）、終了する。正規化係数は、後述する３色の光（赤色、緑色、青色）の受光量の総和が所定値となるように正規化するための係数である。
【００７３】
なお、このティーチング処理は、ＰＤ２０３ａで受光した信号光に含まれる赤色、緑色および青色の各色のそれぞれについてサンプリングが行なわれサンプリングデータが算出されるものとする。
【００７４】
再び図７を参照して、これらティーチング処理が終了した後、ティーチングエラーがあったかどうかを判定する（ステップ９０５）。例えばティーチングエラーがあった場合にはフラグ等を立てることによりフラグの判別により判定可能である。
【００７５】
ティーチングエラーがあった場合（ＹＥＳの場合）には、ユーザにその旨の表示や、パラメータを調整して再度のティーチングを実行するためのティーチングエラー処理を実行する（ステップ９０６）。
【００７６】
図９は、ティーチングエラー処理を説明するフロー図である。
図９を参照して、まず、オーバーエラーがあったかどうかを判定する（ステップ７０１）。オーバーエラーがあった場合には、オーバーエラー判定処理を実行する（ステップ７０２）。オーバーエラーが無かった場合には、次にアンダーエラーがあったかどうかを判定する（ステップ７０３）。アンダーエラーがあった場合には、アンダーエラー判定処理を実行する（ステップ７０４）。オーバーエラー判定処理およびアンダーエラー判定処理は、ティーチングにより得られた受光量が所定の範囲内であるか否かを判定して、当該判定結果に基づいて検出する受光量の値を調整するものである。この点で、図４で説明したようにＰＤ２０３ａにより光電変換された各色における電気信号は各色の増幅部で増幅されて信号処理部に出力される。信号処理部２００は、各色に対応して設けられた増幅部からの信号レベルに基づいて受光量を判断するが、増幅部からの信号レベルが増幅部の増幅率に従って飽和している可能性もある。したがって、オーバーエラー判定処理により、信号処理部２００は、増幅部からの信号レベルが過飽和とならないように増幅率の調整を増幅調整部に指示する。また、逆に、増幅率が小さすぎて、増幅部からの信号レベルに基づいて受光量を判断できない可能性もあるため、アンダーエラー判定処理により、増幅部からの信号レベルに関して、一定の信号レベルを確保することが可能なように増幅率の調整を増幅調整部に指示する。
【００７７】
再び図７を参照して、ティーチングエラーがない場合（ＮＯの場合）には、ティーチング処理により得られたしきい値等のデータがＥＥＰＲＯＭへ書き込まれる（ステップ９０７）。ＥＥＰＲＯＭに書き込まれたデータは、後のＲＵＮモードの際に読み出されて検出対象物の特徴量を算出するために用いられる。
【００７８】
次に、再び、図５に戻って、ＲＵＮモード処理について説明する。
ＲＵＮモードへの導入に先立ち、まずＲＵＮモード初期設定処理が実行される（ステップ４０６）。このＲＵＮモード初期設定処理（ステップ４０６）においては、ＲＵＮモードの実行に必要な各種のフラグ、カウンタ、レジスタ類等の初期設定処理が行なわれる。続いて、ＲＵＮモード初期設定処理（ステップ４０６）が完了すると、以後第１のスライド操作子１１０が『ＲＵＮ』側に設定されている限り（ステップ４０８ＹＥＳ）、ＲＵＮモード処理（ステップ４０７）が繰り返し実行される。
【００７９】
図１０は、ＲＵＮモード処理を説明するフローチャート図である。
このＲＵＮモード処理の全体は、通常処理と割込処理とに大別される。
【００８０】
図１０（ａ）は、このＲＵＮモード処理における通常処理を説明するフローチャート図であり、図１０（ｂ）は、このＲＵＮモード処理における割込処理を説明するフローチャート図である。
【００８１】
そして、割込処理（ステップ８０６〜８０８）は、時間Ｔｓｅｃ毎（例えば、１００μｓｅｃ毎）にタイマ割込で実行される。
【００８２】
まず、図１０（ａ）を参照して、通常処理（ステップ８０１〜８０５）について説明する。
【００８３】
処理が開始されると、表示灯制御処理（ステップ８０１）が実行される。この表示灯制御処理（ステップ８０１）では、指定された表示内容に応じて、７セグメントデジタル表示器である第１及び第２の表示器１０５，１０６の点灯制御を行なう。
【００８４】
続いて、オートパワーコントロール（以下、ＡＰＣという）処理（ステップ８０２）が実行される。このＡＰＣ処理（ステップ８０２）では、後述する計測用の投受光処理（ステップ８０６）で取得したモニタ受光量を監視し、一定期間毎に、ＡＰＣ補正を実施する。このＡＰＣ補正は、この例においては、上述したように投光電流のパワー制御により行なわれている。
【００８５】
続いて、キー入力検知処理（ステップ８０３）が実行される。このキー入力検知処理（ステップ８０３）においては、一定期間毎に、キー入力の検知を行ない、入力を検知した場合は、該当処理の実行ができるように設定を行なう。続いて、入力キー対応処理（ステップ８０４）が実行されて、検知されたキー入力に対応する様々な処理が実行される。
【００８６】
そして、入力キー対応処理（ステップ８０４）が終了すると、外部入力処理（ステップ８０５）が実行される。尚、これらのＲＵＮモードの処理は、一般的な光電センサに備えられている処理であるためその詳細な説明は省略する。
【００８７】
次に、図１０（ｂ）を参照して、時刻Ｔｓｅｃ毎に実行される割込処理について説明する。
【００８８】
割込処理が開始されると、まず投受光処理（ステップ８０６）が実行される。この投受光処理（ステップ８０６）においては、図３に示されるＬＥＤ２０１ａを投光駆動部２０１ｂを介してパルス駆動することによって、白色光を発生させ、これを投光用ファイバ２を通じて投光用ヘッド（図示せず）へと導き、投光用ヘッドから検出対象領域へと放出する。同時に、検出対象領域において反射又は透過した光を、受光用ファイバ３の先端に設けられた受光ヘッドから受光用ファイバ３内へと導入し、これを受光用ファイバ３を経由してＰＤ２０２ｂへと導き、ＰＤ２０２ｂにて光電変換により得られた信号を、アンプ部２０３ｃにて増幅し、その後増幅出力をＡ／Ｄコンバータ２０２ｃを介して信号処理部２００に取り込む。これにより、検出対象領域の状況に対応する特徴量を含んだ受光量が信号処理部２００に取得される。
【００８９】
続いて、ＯＮ／ＯＦＦ判定処理（ステップ８０７）が実行される。このＯＮ／ＯＦＦ判定処理（ステップ８０７）においては、予め設定されたＯＮ／ＯＦＦ判定用の光量しきい値を基準として、検出対象物の受光量に基づいて計算されるいわゆる一致度値を弁別二値化することにより、検出対象領域に物体の有無が判定される。すなわち、検出対象領域に目的とする物体が存在すれば、判定結果はＯＮとなり、存在しなければ判定結果はＯＦＦとされる。
【００９０】
こうしてＯＮ／ＯＦＦ判定処理（ステップ８０７）が実行終了すると、続いて出力制御処理（ステップ８０８）が実行されて、信号処理部２００で生成された検出出力信号は、出力部２０９を介して、電気コード４に含まれる物体検出信号出力用の芯線４３へと送り出される。こうして芯線４３へと出力された検出出力信号は、例えばＰＬＣやＰＣ等の上位装置などへと送られる。
【００９１】
図１１は、本発明の実施の形態に従う投受光処理を説明するフロー図である。
図１１を参照して、処理が開始されると、投光処理として上述したように図３に示されるＬＥＤ２０２ａをＬＥＤ駆動部２０２ｂを介してパルス駆動することによって、白色光を発生させ、これを投光用ファイバ２を通じて投光用ヘッド（図示せず）へと導き、投光用ヘッドから検出対象領域へと放出する（ステップ１０００）。
【００９２】
そして、次に、検出対象領域において反射又は透過した光は、受光用ファイバ３の先端に設けられた受光ヘッドから受光用ファイバ３内へと導入される。そして、受光用ファイバ３を経由してＰＤ２０３ａへ導かれ、ＰＤ２０３ａにて光電変換される。
【００９３】
ＰＤ２０３ａにより得られた信号について、まず、赤色の受光量を処理（Ｒ受光量処理）する（ステップ１００１）。同様にして、緑色の受光量を処理（Ｇ受光量処理）する（ステップ１００２）。また、同様にして青色の受光量を処理（Ｂ受光量処理）する（ステップ１００３）。なお、赤色の受光量をＶＲ、緑色の受光量をＶＧ、青色の受光量をＶＢとして説明する。
【００９４】
図１２は、本発明の実施の形態に従うＯＮ／ＯＦＦ判定処理を説明するフロー図である。
【００９５】
図１２を参照して、処理が開始されるとまず、一致度算出処理を実行する（ステップ１１００）。
【００９６】
図１３は、本発明の実施の形態に従う一致度算出処理を説明するフロー図である。
図１３を参照して、処理が開始されると、それぞれの色に関して、基準値との比較に対する変化量を算出する。具体的には、まず、赤色の変化量（変化光量）を算出する（Ｒ変化量算出）（ステップ１２００）。同様に、緑色の変化量を算出する（Ｇ変化量算出）（ステップ１２０１）。さらに、青色の変化量を算出する（Ｂ変化量算出）（ステップ１２０２）。
【００９７】
そして、赤色、緑色、青色の合計変化量を計算する（ステップ１２０３）。
そして、赤色、緑色、青色の合計変化量に基づいて一致度値を算出する（ステップ１２０４）。なお、この変化量、一致度値については後述する。
【００９８】
図１４は、ワークの反射光を受光して、ワークに対する各色の受光量を正規化した場合を説明する図である。
【００９９】
具体的には、３色の光（赤色、緑色、青色）の受光量の総和が所定値（以下、正規化最大値と称する）となるように各色の受光量を正規化した場合が示されている。なお、本例においては、一例として正規化最大値を１０００とした場合が示されている。
【０１００】
図１４（ａ）は、基準対象物であるワークＷｒに対してティーチングを実行した場合の各色の受光量を正規化した場合の図であり、それぞれ各色についての受光量比率が示されている。
【０１０１】
図１４（ｂ）は、検出対象物であるワークＷｐに対して反射光を受光した場合の各色の受光量を正規化した場合の図であり、それぞれ各色についての受光量比率が示されている。
【０１０２】
ここで、上述した図１３のステップ１２００〜１２０２の処理を行なうことにより、ワークＷｒとワークＷｐとの差が赤色について変化量Δ％Ｒ＝１５０、緑色について変化量Δ％Ｇ＝１５０、青色について変化量Δ％Ｂ＝１００の差が算出された場合が一例として示されている。
【０１０３】
ステップ１２０３において、ＲＧＢの合計変化量は、４００であり、正規化最大値からこの合計変化量４００を差し引くことにより、一致度値が算出される。本例においては、６００が算出されている場合が示されている。すなわち、この一致度値は、基準対象物の色に対して検出対象物の近似の程度を示す指標に相当する。
【０１０４】
再び図１２を参照して、ステップ１１００の一致度算出処理を実行した後、しきい値判定処理を実行する（ステップ１１０１）。
【０１０５】
具体的には、ここで、この一致度値をしきい値との比較により判定することにより、基準対象物であるワークＷｒに対して同一の色を有するか否かを判別し、検出対象物を検出することができる。
【０１０６】
図１５は、本発明の実施の形態に従うＲＵＮモード処理の計測時間と従来方式の計測時間との比較を説明する図である。
【０１０７】
図１５（ａ）には、本発明の実施の形態に従うＲＵＮモードにおける処理の流れが示されている。図１５（ｂ）には、従来の計測処理の流れが示されている。
【０１０８】
図１５（ｂ）に示されるように従来の方式は、上述したように赤色、緑色、青色と順次、各色の光源を順次点灯し、その反射光を順次、受光して処理するので、計測時間が非常に長くかかる。ここでは、赤色、緑色、青色と順次投光する必要があるため３回に１回しかＯＮ／ＯＦＦ判定処理および出力制御処理が実行できなかった。
【０１０９】
一方、図１５（ａ）に示されるように本発明の実施の形態に従うＲＵＮモードによる処理は、検出対象物に対して白色光を投光し、その反射光を赤色、緑色および青色それぞれについて並列に受光する投受光方式である。したがって、計測時間が極めて短くなり、処理速度が向上する。
【０１１０】
なお、計測時間を短くするために赤色、緑色、青色と順次投光する光源を切り替えて、投光するタイミングを早くすることにより計測時間を短くすることも可能であるが、投光タイミングが早くなればその際の各光源で生じる発熱が大きくなる。したがって、投光部にて発熱が過大になりすぎないように投光のタイミングを調整する必要もありこれが計測時間の増大を招く要因の１つともなっていたが、本願の方式は、単一の光源を用いて投光する方式であり切り替えによる発熱を考慮する必要が無く、安定性にも優れるという効果もある。また、単一の白色光源であり、赤色、緑色、青色と順次光源を切り替えるものではないため視認性に優れるという効果もある。
【０１１１】
また、特に、検出対象物が高速に移動している場合には、図１５（ｂ）の従来の方式であると、順次投光している間に検出対象物が移動してしまうことになるため同一条件での計測ができないという問題もあるが、本願の方式は、並列に受光するため同一条件での計測が可能であり精度の高い安定検出が可能である。
【０１１２】
図１６は、本発明の実施の形態において用いることが可能な白色光源の波長領域に対する相対発光強度を説明する図である。
【０１１３】
ここで示される白色光源は、青色ダイオードと蛍光塗料とを組み合わせて白色光を出射する一般的な光源が示されている。
【０１１４】
図１６に示されるようにある波長（４５０ｎｍ付近）において急峻な発光強度が得られる場合が示されているが、その他の波長領域においてもある程度の発光強度を得ることができるため広い波長領域の信号光を出射することができる。
【０１１５】
図１７は、従来の青色、緑色、赤色ダイオードの発光強度を説明する図である。
図１７に示されるように青色、緑色、赤色ダイオードにおいては、それぞれの対応する波長領域についてのみ急峻な発光強度を得ることは可能であるが、それ以外の波長領域については十分な発光強度を得ることはできない。したがって、図示されているように不感帯が生じることになる。したがって、その不感帯の波長に対して反射効率の高い検出対象物を検知するような場合には十分な精度が得られない可能性がある。
【０１１６】
これに対して、本願の白色光には不感帯が存在しないためどのような色に対してもある程度の反射効率を確保することが可能であり安定した検出を実行することが可能である。
【０１１７】
（実施の形態の変形例１）
図１８は、本発明の実施の形態の変形例１に従う時刻Ｔｓｅｃ毎に実行される割込処理について説明するフローチャート図である。
【０１１８】
図１８を参照して、図１０（ｂ）のフローチャート図と比較して異なる点は、ＯＮ／ＯＦＦ判定処理（ステップ８０７）が比率ＯＮ／ＯＦＦ判定処理（ステップ８０７ａ）と、和ＯＮ／ＯＦＦ判定処理（ステップ８０７ｂ）に置換された点が異なる。
【０１１９】
具体的には、比率ＯＮ／ＯＦＦ判定処理（ステップ８０７ａ）は、上記の実施の形態で説明したＯＮ／ＯＦＦ判定処理（ステップ８０７）と同様に一致度値を算出してしきい値と比較して判定する処理である。和ＯＮ／ＯＦＦ判定処理（ステップ８０７ｂ）は、各色の受光量の和を算出して、しきい値と判定する処理である。
【０１２０】
図１９は、比率ＯＮ／ＯＦＦ判定処理および和ＯＮ／ＯＦＦ判定処理を説明する図である。
【０１２１】
図１９（ａ）に示されるようにここで縦軸は、各色（赤、緑、青色）の受光量の和（ＲＧＢ和）を示している。また、横軸は、各色の受光量の一致度値を示している。
【０１２２】
上述したように一致度算出処理により算出された一致度値と、一致度値に対するしきい値（本例においてはしきい値Ｃｔｈ）とを比較、判定することにより検出対象物を検出することが可能である。
【０１２３】
また、各色（赤、緑、青色）の受光量の和（ＲＧＢ和）に対してしきい値を設けて、受光量の和がここでは、しきい値Ｄｔｈ１以上、しきい値Ｄｔｈ２未満であるかどうかを比較、判定することにより検出対象物を検出することができる。
【０１２４】
一方で、光量は、距離の二乗に比例する。すなわち、受光量は、検出対象物との距離と相関関係がある。
【０１２５】
したがって、図１９（ｂ）に示されているように受光量の和のしきい値Ｄｔｈ１、Ｄｔｈ２を適宜調整することにより検出対象物の検出領域を指定することができる。すなわち、検出対象物の安定検出領域を限定することが可能であり、より安定した検出を実行することが可能である。
【０１２６】
（実施の形態の変形例２）
上記の実施の形態においては、白色光を投光して、反射光に含まれる赤色、緑色、青色の受光量をそれぞれ並列に取得処理する方式について説明したが、特に３色全てについて処理する必要は無く、例えば選択的に検出対象物の反射効率等の特性を考慮して最適な１色のみの処理あるいは２色の組み合わせの処理とすることも可能である。
【０１２７】
３色全て並列に処理するよりも計算処理が簡易となり計測時間を短縮し、高速な処理が可能である。
【０１２８】
図２０は、２点ティーチングを実行した場合におけるそれぞれのパターンにおける検出対象物ＷＡと、検出対象物ＷＢとの受光量の比較を説明する図である。
【０１２９】
図２０に示されるように例えばパターンＰＡの場合には、検出対象物ＷＡと検出対象物ＷＢとの受光量をそれぞれ比較して、その差を各色について検出可能であるため赤色、緑色、青色のそれぞれの各色において受光量を取得して、計算処理することが可能である。すなわち、３色を全て選択することが可能である。
【０１３０】
一方、パターンＰＢの場合には、検出対象物ＷＡと検出対象物ＷＢとの受光量をそれぞれ比較した場合、赤色については差を検出することが難しいと考えられるため、差を十分検出可能な緑色、青色の２色の受光量をそれぞれ取得して、計算処理することが可能である。すなわち、３色のうちの２色を用いて計算処理することも可能である。これにより、ＣＰＵの負荷を軽減して、高速な計測が可能である。
【０１３１】
また、パターンＰＣの場合には、検出対象物ＷＡと検出対象物ＷＢとの受光量をそれぞれ比較した場合、赤色、青色については差を検出することが難しいと考えられるため、差を十分検出可能な緑色の受光量を取得して、計算処理することも可能である。すなわち、３色のうちの１色を用いて計算処理することも可能である。これにより、上記と同様にＣＰＵの負荷を軽減して、高速な計測が可能である。
【０１３２】
なお、本実施の形態においても、白色光を投光する方式すなわち、単一の白色光源を用いる構成であるため、赤色、緑色、青色と順次光源を切り替える必要はなく、視認性に優れるという効果もある。
【０１３３】
また、本例においては、受光部において、赤色、緑色、青色の光を受光する場合について説明したが、特に３色の光に限られず、それよりもさらに複数種類の色の光を並列に受光する構成とすることも可能である。
【０１３４】
また、本実施の形態においては、反射型の光電センサすなわち検出対象領域の検出対象物に反射した反射光を受光して検出対象物の特徴量を検出する光電センサについて説明したが、反射型の光電センサに限られず、透過型の光電センサすなわち検出対象力の検出対象物を透過した透過光を受光して検出対象物の特徴量を検出する光電センサについても同様に適用可能である。すなわち、この場合、受光用ファイバに導光される光が反射光ではなく透過光である点が異なりその他の方式については同様である。
【０１３５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本発明の実施形態に従う光電センサの上部カバーを開いた状態における外観斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に従う光電センサの操作・表示部の拡大図を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態に従う光電センサの概略ブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に従う投光部２０２および受光部２０３の詳細を説明する図である。
【図５】信号処理部２００のＣＰＵで実行されるシステムプログラムの全体を概略的に示すゼネラルフローチャートである。
【図６】ＳＥＴモード処理の全体を示すフローチャート図である。
【図７】ＳＥＴモード処理として設けられているティーチング処理の設定について説明するフロー図である。
【図８】ティーチング処理の流れを説明するフロー図である。
【図９】ティーチングエラー処理を説明するフロー図である。
【図１０】ＲＵＮモード処理を説明するフローチャート図である。
【図１１】本発明の実施の形態に従う投受光処理を説明するフロー図である。
【図１２】本発明の実施の形態に従うＯＮ／ＯＦＦ判定処理を説明するフロー図である。
【図１３】本発明の実施の形態に従う一致度算出処理を説明するフロー図である。
【図１４】ワークの反射光を受光して、ワークに対する各色の受光量を正規化した場合を説明する図である。
【図１５】本発明の実施の形態に従うＲＵＮモード処理の計測時間と従来方式の計測時間との比較を説明する図である。
【図１６】本発明の実施の形態において用いることが可能な白色光源の波長領域に対する相対発光強度を説明する図である。
【図１７】従来の青色、緑色、赤色ダイオードの発光強度を説明する図である。
【図１８】本発明の実施の形態の変形例１に従う時刻Ｔｓｅｃ毎に実行される割込処理について説明するフローチャート図である。
【図１９】比率ＯＮ／ＯＦＦ判定処理および和ＯＮ／ＯＦＦ判定処理を説明する図である。
【図２０】２点ティーチングを実行した場合におけるそれぞれのパターンにおける検出対象物ＷＡと、検出対象物ＷＢとの受光量の比較を説明する図である。
【符号の説明】
【０１３７】
１ 光電センサ、２ 投光用ファイバ、３ 受光用ファイバ、４ 電気コード、４１ ＧＮＤ用芯線、４２ Ｖｃｃ用芯線、４３ 検出出力信号用の芯線、４４ 補助出力信号用の芯線、４５ 制御信号用の芯線、１０１ 筐体、１０２ 透明カバー、１０３ クランプレバー、１０４ ＤＩＮレール嵌合溝、１０５ 第１の表示器、１０６ 第２の表示器、１０７ 第１の操作ボタン、１０８ 第２の操作ボタン、１０９ 第３の操作ボタン、１１０ 第１のスライド操作子、１１１ 第２のスライド操作子、２００ 信号処理部、２０１ 電源部、２０２ 投光部、２０２ａ ＬＥＤ、２０２ｂ 投光駆動部、２０３ 受光部、２０３ａ ＰＤ、２０３ｂ アンプ部、２０４ 表示部、２０５ 入力部、２０５ａ キー入力部、２０５ｂ 信号入力部、２０６ 出力部、２０６ａ 検出信号用の出力部、２０６ｂ 補助出力信号用の出力部。
【技術分野】
【０００１】
検出対象領域の検出対象物に対して投光した光の反射光あるいは透過光を受光することにより検出対象物の特徴量を検出する光電センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
光電センサは、可視光線、赤外線等の光を投光部から信号光として投光し、検出対象物によって反射する光あるいは検出対象物を透過する光を受光部で検出して、検出対象物の特徴量を示す出力信号を得るものである。この点で、光電センサは、非接触での物体の検出が可能であるとともに色判別も可能であるため種々の分野で利用されている。また、近年においては、微小スポットで物体の検知が可能なファイバ型の光電センサが知られている（特許文献１）。
【０００３】
一般的に投光部に用いられる投光素子としては、赤色ＬＥＤあるいは赤外ＬＥＤが用いられることが多い。しかしながら、例えば検出対象物の材質（反射率）によっては十分な反射光量が得られないので、投光部に用いられる投光素子を例えば、青色や緑色に変更した複数の投光素子群を設けて検知する手法が採用されてきた。
【０００４】
しかしながら、複数の投光素子を用いれば部品点数の増加にもつながりコストアップの面で問題がある。
【０００５】
また、一般的な反射型あるいは透過型の光電センサでは、検出対象物からの反射光量あるいは透過光量を所定のしきい値と比較して検出対象物の有無を検知するため検出対象物の高さばらつきや振動等により検出対象物とセンサ（ファイバ先端）との距離が変動すると、検出不能となる場合があった。
【０００６】
一方、検出対象物に３色の光を投光し、その反射光または透過光を受光することにより色に基づいて、検出対象物を検出するための色識別装置が知られている（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００４−１０１４４５号公報
【特許文献２】特開２００５−２９１７４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、当該公報に示される構成では、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３色のＬＥＤを使用し、２つのダイクロックミラーを使用して光ファイバケーブルに導光している。
【０００８】
この構成では、ファイバＬＥＤ間の距離が遠くなり、結合効率が低下する。また、ＲＧＢの信号光の強度が不均一になってしまう。
【０００９】
また、上記公報に示される３色光源を用いた光電センサでは、順次、各色の光源を順次点灯し、その反射光あるいは透過光を順次、受光して処理するので、単色の場合に比べて計測時間がかかるという問題もある。特に、検出対象物が高速に移動している場合には、順次投光している間に検出対象物が移動してしまうことになるため同一条件での計測ができないという問題もある。
【００１０】
本発明は、上記のような問題を解決するためになされたものであって、高速かつ安定的に検出対象物の特徴量を検出可能な光電センサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る光電センサは、検出対象領域の光を受光することにより検出対象物の特徴量を検出する光電センサであって、白色光を投光する白色光源と、検出対象領域の検出対象物を透過あるいは反射した光を受光する受光部と、受光部の受光結果に基づいて検出対象物の特徴量を検出する検出部とを備える。受光部は、白色光を投光して検出対象領域の検出対象物を透過あるいは反射した光に含まれる複数の異なる波長を受光するためにそれぞれ対応して設けられ、各々が対応する波長の光を受光するとともにそれぞれの対応する波長の光を並列に受光する複数の受光素子を含む。
【００１２】
好ましくは、複数の受光素子は、検出対象物を透過あるいは反射した光に含まれる赤色、緑色および青色の光の波長をそれぞれ並列に受光する。
【００１３】
特に、検出部で検出した検出対象物の特徴量に従って検出対象物の検出状態を判定する判定部をさらに備え、受光部は、設定時に、基準となる基準対象物に対して白色光を投光して検出対象領域の検出対象物を透過あるいは反射した光を受光し、検出部は、検出対象物の特徴量として白色光を投光して検出対象領域の検出対象物を透過あるいは反射した光の受光量の総和に含まれる赤色光、緑色光および青色光のそれぞれの受光量の比率を算出するとともに、設定時に検出部にて算出した基準対象物に関する赤色光、緑色光および青色光のそれぞれの受光量の基準比率と、検出動作時に検出部にて算出した検出対象物に関する赤色光、緑色光および青色光のそれぞれの受光量の比率とを比較して、基準対象物に対する検出対象物の色の近似の程度を示す一致度値を算出し、判定部は、算出された一致度値に基づいて検出対象物の検出状態について判定する。
【００１４】
特に、検出部は、赤色光、緑色光および青色光を受光した複数の受光素子の受光量の総和と所定の閾値となる受光量とを比較して、比較結果に基づいて検出対象物の特徴量を検出する動作を実行する。
【００１５】
特に、検出部は、複数の受光素子の受光量の総和が、第１の閾値以上第１の閾値よりも大きい第２の閾値未満の範囲内である場合に検出対象物の特徴量を検出する動作を実行する。
【００１６】
特に、受光部は、設定時に、基準となる第１および第２の基準対象物に対して白色光を投光して検出対象領域の検出対象物を透過あるいは反射した光を受光し、検出部は、設定時に第１および第２の基準対象物の特徴量として白色光を投光して検出対象領域の検出対象物を透過あるいは反射した光に含まれる赤色光、緑色光および青色光のそれぞれの受光量を算出して比較し、比較結果に基づいて検出動作時に用いる受光部で受光された赤色光、緑色光および青色光のうちの少なくともいずれか１つの光の受光結果を選択する。
【００１７】
特に、検出部は、設定時に、対応する光の受光量の差を算出して、算出結果が所定の閾値以上であれば、検出動作時に対応する光の受光結果を選択し、所定の閾値未満であれば、検出動作時に対応する光の受光結果を非選択とする。
【００１８】
特に、検出部は、検出動作時に用いる受光部で受光された赤色光、緑色光および青色光のうちの少なくともいずれか１つの光の受光結果を選択する。
【００１９】
特に、受光部は、複数の受光素子の各々は、白色光を投光して検出対象領域の検出対象物を透過あるいは反射した光に含まれる赤色光、緑色光および青色光のうちの対応する光の光量を示す電気信号を生成し、電気信号を増幅する増幅部を含み、電気信号の信号レベルが所定の範囲内の値となるように増幅部の増幅率が調整される。
【発明の効果】
【００２０】
本発明に係る光電センサは、検出対象領域の検出対象物に対して投光した光の反射光を受光することにより検出対象物の特徴量を検出する光電センサであって、受光部は、白色光を投光して検出対象領域の検出対象物を透過あるいは反射した光に含まれる複数の異なる波長を受光するためにそれぞれ対応して設けられ、各々が対応する波長の光を受光するとともにそれぞれの対応する波長の光を並列に受光する複数の受光素子を含むため、従来の方式よりも、高速かつ安定的に検出対象物の特徴量を検出することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中の同一または相当部分については同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２２】
図１は、本発明の実施形態に従う光電センサの上部カバーを開いた状態における外観斜視図である。
【００２３】
図１を参照して、本発明の実施の形態に従う光電センサ１は多連装型のプラスチック製筐体１０１を有する。筐体１０１の前部には、投光用ファイバ２と受光用ファイバ３とが挿入され、クランプレバー１０３の操作によって抜け止め固定される。筐体１０１の後部からは電気コード４が引き出されている。
【００２４】
図示の電気コード４は、アース（ＧＮＤ）用の芯線４１と、電源（Ｖｃｃ）用の芯線４２と、検出出力用の芯線４３と、補助出力用の芯線４４と、リモート入力用の芯線４５とを有する。
【００２５】
筐体１０１は、制御盤などの取付面に対して図示しないＤＩＮレールを介して固定される。符号１０４で示されるものはＤＩＮレール嵌合溝である。筐体１０１の上部には、透明な上部カバー１０２が開閉可能に取り付けられている。上部カバー１０２を開いた状態で露出する筐体１０１の上面には、第１の表示器１０５と、第２の表示器１０６と、第１の操作ボタン（ＵＰ）１０７と、第２の操作ボタン（ＤＯＷＮ）１０８と、第３の操作ボタン（ＭＯＤＥ）１０９と、第１のスライド操作子（ＳＥＴ／ＲＵＮ）１１０と、第２のスライド操作子（Ｌ／Ｄ）１１１とが設けられている。
【００２６】
図２は、本発明の実施の形態に従う光電センサの操作・表示部の拡大図を説明する図である。
【００２７】
図１および図２を参照して、第１の表示器１０５及び第２の表示器１０６は、いずれも４桁の７セグメントデジタル表示器で構成されており、それぞれ４桁の数字、アルファベット、さらにはそれらの組み合わせを任意に表示可能となされている。
【００２８】
第１の操作ボタン１０７、第２の操作ボタン１０８、及び第３の操作ボタン１０９は、いずれもモメンタリタイプの押しボタンスイッチを構成しており、図２に示されるように、第１の操作ボタン１０７は『ＵＰキー』として、第２の操作ボタン１０８は『ＤＯＷＮキー』として、第３の操作ボタン１０９は『ＭＯＤＥキー』としてそれぞれ機能するように構成されている。
【００２９】
第１のスライド操作子１１０及び第２のスライド操作子１１１はいずれもスライドスイッチを構成するものであり、図２に示されるように、第１のスライド操作子１１０は『ＳＥＴ／ＲＵＮ切替スイッチ』として、第２のスライド操作子１１１は『Ｌ／Ｄ切替スイッチ』として機能するように構成されている。
【００３０】
図１を再び参照して、筐体１０１の内部には、図示しないが、物体検出用の発光素子と物体検出用の受光素子とが内蔵されている。投光用ファイバ２をファイバ挿入孔にしっかりと挿入すると、投光用ファイバ２の端面と検出用発光素子の発光部とがしっかりと光結合され、これにより検出用の発光素子から発生した光は、投光用ファイバ２を経由して、その先端の図示しないファイバヘッドから検出領域へと投光される。同様に、受光用ファイバ３をファイバ挿入孔にしっかりと挿入すると、受光用ファイバ３の端面と検出用受光素子とが光結合され、これにより図示しない受光用ファイバ３のファイバヘッドからファイバ内に導入された光は、受光用ファイバ３に案内されて、検出用の受光素子にたどり着くようになっている。以上述べた検出用の発光素子と検出用の受光素子との配置構成は従来のこの種のファイバ型光電スイッチに採用されたものと同様である。
【００３１】
次に、本発明の実施形態に従う光電センサの電気的ハードウェア構成について説明する。
【００３２】
図３は、本発明の実施の形態に従う光電センサの概略ブロック図である。
図３を参照して、この回路はマイクロプロセッサを主体として構成される信号処理部２００を中心として構成されている。信号処理部２００内には、マイクロプロセッサの他に、システムプログラムを格納したＲＯＭやプログラムの実行に必要なワーキングＲＡＭ、その他各種の設定データを格納するためのＥＥＰＲＯＭなどが内蔵されている。このＥＥＰＲＯＭには、工場出荷前においてメーカ側が設定したデータや、工場出荷後にユーザが設定した各種のデータが格納される。このような信号処理部２００の構成については、各種の文献において種々公知であるから、その点についての詳細な説明は省略する。
【００３３】
図３の紙面左側においては、後に詳細に説明するが先に説明した発光素子を有する投光部２０２と受光素子を有する受光部２０３とが描かれている。投光部２０２は、検出用の発光素子である発光ダイオード（以下、ＬＥＤと称する）２０２ａと、ＬＥＤ２０２ａを駆動するためのＬＥＤ駆動部２０２ｂとを含む。一方、受光部２０３は、検出用の受光素子であるフォトダイオード（以下、ＰＤと称する）２０３ａと、ＰＤ２０３ａの出力を増幅するためのアンプ部２０３ｃとを含む。なお、本発明の実施の形態に従う投光部２０２は、白色光を出射するものとする。また、検出用受光素子ＰＤ２０３ａは、赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ受光可能な３種類の受光素子で構成される。
【００３４】
そして、ＬＥＤ駆動部２０２ｂの作用により検出用発光素子であるＬＥＤ２０２ａから発生したパルス光は、投光用ファイバ２を介して検出領域へと導かれる。検出領域において透過または反射したことにより受光用ファイバ３に導入された光は、受光用ファイバ３を経由して検出用受光素子であるＰＤ２０３ａへとたどり着く。検出用受光素子ＰＤ２０３ａは、赤色光、緑色光および青色光をそれぞれ受光可能な３種類の受光素子でそれぞれ受光し、それぞれの各色について光電変換する。
【００３５】
ＰＤ２０３ａで光電変換されて生じた出力信号は、アンプ部２０３ｃで増幅された後信号処理部２００へとＡ／Ｄ変換器（図示せず）を介して取り込まれる。尚、これら投受光の基本的な構成についても、各種の文献において公知であるから、この点についての詳細な説明は省略する。
【００３６】
表示部２０４は、信号処理部２００における各種の演算により生成されたデータを表示させるための表示器で構成されており、この表示部２０４には、より具体的には、先に図１並びに図２を参照して説明した第１の表示器１０５並びに第２の表示器１０６が含まれている。それらの第１並びに第２の表示器１０５，１０６には、各種の情報が、数値、アルファベット、それらの組み合わせなどにより表示される。
【００３７】
入力部２０５は、信号処理部２００に対して各種の情報を入力するためのものである。この入力部２０５には、キー入力部２０５ａと信号入力部２０５ｂとが含まれている。キー入力部２０５ａは、オペレータが手動操作で各種のデータを入力するためのものであり、この入力部２０５ａには先に図１並びに図２を参照して説明したように、第１の操作ボタン１０７、第２の操作ボタン１０８、第３の操作ボタン１０９、第１のスライド操作子１１０、及び第２のスライド操作子１１１が含まれている。
【００３８】
これに対して、信号入力部２０５ｂは、先に図１を参照して説明した電気コード４の芯線４５を介してリモート入力信号を入力するためのものであり、この信号入力部２０５ｂを介して芯線４５から到来する外部から入力される制御信号が信号処理部２００へと取り込まれる。
【００３９】
尚、この例にあっては、信号入力部２０５ｂは１ラインしか設けられていないが、これを２ライン以上すなわち複数ライン設けて入力させることも当然に可能である。
【００４０】
出力部２０６は、信号処理部２００で生成された各種の出力信号を電気コード４に含まれる芯線４３及び４４へと出力するためのものである。この出力部２０６には、物体検出信号出力用の出力部２０６ａと任意の補助出力信号用の出力部２０６ｂとが含まれている。すなわち、信号処理部２００で生成された物体検出用の検出信号は、出力部２０６ａを介して電気コード４内の芯線４３へと送り出される。
【００４１】
同様にして、信号処理部２００で生成された任意の補助出力信号は、出力部２０６ｂを介して、電気コード４に含まれる芯線４４へと送り出される。これらの電気コード４に含まれる芯線４３，４４は一般的には外部のＰＬＣやＰＣ等の上位装置へと接続される。同様にして、電気コード４に含まれる芯線４５についても、外部のＰＬＣやＰＣ等の上位装置と接続されている。
【００４２】
電源部２０１は、図３に示される投光部２０２、受光部２０３、表示部２０４、入力部２０５、出力部２０６のそれぞれに対して電源を供給する電源安定化装置等で構成されており、この電源部２０１に対する給電は、電気コード４に含まれる芯線４１及び４２を介して行なわれる。この例では芯線４１はＧＮＤに接続され、芯線４２はＶｃｃに接続される。
【００４３】
次に、以上述べた機械的構造並びに電気的なハードウェア構成を前提として、この光電センサに備えられた様々な機能並びにそれらを実現するために信号処理部２００で実行されるシステムプログラムの構成について説明する。
【００４４】
一般的に光電センサには、選択的に実行（ＯＮ／ＯＦＦ）可能な複数の機能が備えられている。それらの機能のそれぞれには、様々な選択肢が用意されている。それらの機能の選択（ＯＮ／ＯＦＦ）並びに選択肢の選択は、この光電センサをＳＥＴモードに設定することで行なうことができる。特定の選択肢に従ってＯＮ設定された機能を実現させる動作は、この光電センサをＲＵＮモードに設定することで行なうことができる。
【００４５】
動作モードをＳＥＴモードとするかＲＵＮモードとするかの指定は、図２に示されるように、第１のスライド操作子１１０を『ＳＥＴ』側とするか、『ＲＵＮ』側とするかにより決定することができる。また、第２のスライド操作子１１１は、この光電センサの検出出力信号の論理極性を設定するためのもので、第２のスライド操作子１１１が『Ｌ』側に設定されているといわゆるライトオンモードとなり、『Ｄ』側に設定されるとダークオンモードとなる。
【００４６】
図４は、本発明の実施の形態に従う投光部２０２および受光部２０３の詳細を説明する図である。
【００４７】
図４を参照して、本発明の実施の形態に従う投光部２０２は、上述したようにＬＥＤ２０２ａと、ＬＥＤ駆動部２０２ｂとを含み、さらに、ＬＥＤ駆動部２０２ｂを制御してＬＥＤの出射パワーを調整するためのＬＥＤ駆動調整部２０２ｂｇを含む。なお、ＬＥＤ駆動調整部２０２ｂｇは、後述するオートパワーコントロール処理によりＬＥＤ２０２ａからの出射パワーのモニタ結果を信号処理部２００から受けて、ＬＥＤ駆動部２０２ｂに指示してＬＥＤ駆動部２０２ｂからＬＥＤ２０２ａに供給する投光電流のパワー制御を行なうものとする。
【００４８】
本発明の実施の形態に従う受光部２０３は、上述したようにＰＤ２０３ａと、アンプ部２０３ｃとを含む。アンプ部２０３ｃは、ＰＤ２０３ａから出力される受光した赤色、緑色、青色のそれぞれの波長領域の信号光を光電変換した電気信号をそれぞれ増幅する増幅部と、当該増幅部の増幅率を調整する増幅調整率を含む。
【００４９】
本例においては、一例として、アンプ部２０３ｃは、赤色の波長領域の信号光に対して光電変換した電気信号を増幅するための増幅部２０３ｒ（Ｒ増幅部とも称する）と、緑色の波長領域の信号光に対して光電変換した電気信号を増幅するための増幅部２０３ｇ（Ｇ増幅部とも称する）と、青色の波長領域の信号光に対して光電変換した電気信号を増幅するための増幅部２０３ｂ（Ｂ増幅部とも称する）と、増幅部２０３ｒ，２０３ｇ，２０３ｂにそれぞれ対応して設けられ、それぞれの対応する増幅部の増幅率を調整するための増幅調整部２０３ｒｇ（Ｒ増幅調整部とも称する）、増幅調整部２０３ｇｇ（Ｇ増幅調整部とも称する）および増幅調整部２０３ｂｇ（Ｂ増幅調整部とも称する）を含む。
【００５０】
増幅調整部２０３ｒｇ、増幅調整部２０３ｇｇおよび増幅調整部２０３ｂｇは、それぞれ信号処理部２００からの指示に応答して対応する増幅部の増幅率を調整するものとする。
【００５１】
図５は、信号処理部２００のＣＰＵで実行されるシステムプログラムの全体を概略的に示すゼネラルフローチャートである。
【００５２】
図５を参照して、このシステムプログラムは電源投入によって実行を開始される。
同図において、処理が開始されると、まず初期設定処理（ステップ４０１）が実行される。この初期設定処理（ステップ４０１）においては、後述するルーチン処理を開始するに先立って必要な各種の初期設定処理が実行される。この初期設定処理には、各種メモリ、表示灯、制御出力の初期化の実行や、信号処理部２００に含まれるＥＥＰＲＯＭから必要項目の読出とデータチェックを行なう処理などが実行される。
【００５３】
初期設定処理（ステップ４０１）が実行を完了すると、ルーチン処理への移行が行なわれ、その最初においてまず第１のスライド操作子１１０の設定状態が参照される（ステップ４０２）。ここで、第１のスライド操作子１１０が『ＳＥＴ』側へ設定されていれば（ステップ４０２ＳＥＴ）、続いてＳＥＴモード初期設定処理（ステップ４０３）が実行される。このＳＥＴモード初期設定処理（ステップ４０３）では、ＳＥＴモード用測定値の初期化や機能番号（Ｆ）の初期化（Ｆ＝０）等が行なわれる。
【００５４】
ＳＥＴモード初期設定処理（ステップ４０３）が実行を完了すると、以後、第１のスライド操作子１１０が『ＳＥＴ』側へ設定された状態にある限り（ステップ４０５ＹＥＳ）、様々な機能（Ｆ）に関するＳＥＴモード処理（ステップ４０４）が実行される。この状態において、ユーザは、第１の操作ボタン１０７、第２の操作ボタン１０８、第３の操作ボタン１０９を適宜に操作することによって、当該光電センサに用意された様々な機能（Ｆ）のＯＮ／ＯＦＦ設定、さらには、各機能（Ｆ）別の個別設定処理を実行することができる。
【００５５】
一方、第１のスライド操作子１１０の設定状態を参照した結果、『ＲＵＮ』側へと設定されたと判定されると（ステップ４０２ＲＵＮ）、続いて、ＲＵＮモード初期設定処理（ステップ４０６）が実行される。このＲＵＮモード初期設定処理（ステップ４０６）においては、表示灯、制御出力の初期化、しきい値及び各種ＲＵＮモード用設定値の初期化等が行なわれる。
【００５６】
ＲＵＮモード初期設定処理（ステップ４０６）が完了すると、続いて第１のスライド操作子１１０が『ＲＵＮ』側へ設定されている限り（ステップ４０８ＹＥＳ）、ＲＵＮモード処理（ステップ４０７）が実行される。このＲＵＮモード処理（ステップ４０７）においては、光電センサとして必要な基本的な動作の他に、ユーザにより選択的に設定された各種の機能が実現される。尚、このＲＵＮモード処理の具体的な内容については、必要に応じて、後に詳細に説明を行なう。
【００５７】
このように、信号処理部２００で実行されるシステムプログラムは、いわゆる電源投入直後に行なわれるイニシャル処理である初期設定処理（ステップ４０１）と、ルーチン処理であるところの２つの処理すなわちＳＥＴモード処理（ステップ４０４）及びＲＵＮモード処理（ステップ４０７）に大別される。
【００５８】
図６は、ＳＥＴモード処理の全体を示すフローチャート図である。
図６を参照して、処理が開始されると、まず機能別表示処理（ステップ５０１）が実行される。この機能別表示処理（ステップ５０１）では、機能番号Ｆに該当する様々な表示処理が実行される。
【００５９】
続いて、キー入力検出処理が実行され（ステップ５０２）、図１並びに図２に示される操作ボタン１０７〜１０９並びにスライド操作子１１０，１１１におけるキー入力操作の有無を待機する状態となる（ステップ５０３ＮＯ）。
【００６０】
この状態において、キー入力有りと判定され（ステップ５０３ＹＥＳ）、しかも機能切替に相当するキー入力シーケンスが確認されると（ステップ５０４ＹＥＳ）、機能切替指令が確認されるたびに、機能番号（Ｆ）の値は全機能数に達するまで＋１ずつインクリメントされ（ステップ５０５，５０６ＮＯ）、全機能数に達すると共に（ステップ５０６ＹＥＳ）、再びゼロリセットされて（ステップ５０７）、機能（Ｆ）の循環切替が実行される。
【００６１】
この状態においてそのとき設定されている機能Ｆに関する選択が指示されると（ステップ５０４ＮＯ，５０８ＹＥＳ）、機能別実行処理が実行され、機能番号Ｆに該当する処理が行なわれる（ステップ５０９）。なお、当該機能別実行処理は、例えば操作ボタン１０７あるいは１０８のキー操作に従って機能Ｆの切替が行なわれ、切替に従って機能番号Ｆに対応する該当する処理が実行されるものとする。
【００６２】
なお、これらの機能Ｆの切替に従って機能番号あるいは機能Ｆに対応するコードが上述した表示部２０４で表示されるため、ユーザはこれらの案内表示される内容に応じて、当該センサにどのような機能実現手段が設けられているかを容易に目で確認することが可能である。
【００６３】
ＳＥＴモード処理として設けられている機能の一例について説明する。
図７は、ＳＥＴモード処理として設けられているティーチング処理の設定について説明するフロー図である。
【００６４】
図７を参照して、処理が開始されると、ユーザのキー操作又は外部信号により指定された機能が、１点ティーチング機能である場合、例えば、ステップ９０１において１点ティーチング機能を選択した場合（ＹＥＳの場合）には、１点ティーチング処理が実行される（ステップ９０２）。一方、ステップ９０３において、２点ティーチング機能を選択した場合（ＹＥＳの場合）には、２点ティーチング処理が実行される（ステップ９０４）。
【００６５】
ここで、『１点ティーチング処理』とは、基準となる対象物（基準対象物とも称する）の受光量をサンプリングし、その受光量から一定の値だけ低い値又は高い値にしきい値を設定する機能である。また、『２点ティーチング処理』とは、２つの検出対象物の一方の検出対象物の受光量をサンプリングし、取得したサンプリング値と、他方の検出対象物の受光量をサンプリングし、取得したサンプリング値との中間にしきい値を設定する機能である。すなわち、この２点ティーチング機能によれば、しきい値＝（１回目のサンプリング値＋２回目のサンプリング値）／２となる。
【００６６】
図８は、ティーチング処理の流れを説明するフロー図である。
図８を参照して、処理が開始されると、増幅率調整が行なわれる（ステップ６０１）。
【００６７】
具体的には、ティーチングの際において受光部において光電変換された各色の信号レベルの増幅率を調整する。この増幅率の調整については、予め例えばＥＥＰＲＯＭに格納されたティーチングの際に用いる増幅率データに基づいて信号処理部２００がＲ増幅調整部２０３ｒｇ、Ｇ増幅調整部２０３ｇｇ、Ｂ増幅調整部２０３ｂｇにそれぞれ指示して調整するものとする。
【００６８】
そして、ティーチングのためのサンプリング取得（ティーチングサンプリング取得）が行なわれる（ステップ６０２）、そして、ティーチングサンプリング取得の後に、ティーチング用のサンプリングデータ算出が実行される（ステップ６０３）。
【００６９】
そして、このサンプリング回数が規定値（例えば一例として１０２４回）を越えているかどうかを判定する（ステップ６０４）。そして、規定値を越えていなければ、ステップ６０２に再び戻り、サンプリング回数が規定値となるまで上述した動作を繰り返すものとする。
【００７０】
そして、ステップ６０４において、サンプリング回数が規定値を越えた場合には、次に取得したサンプリングデータに基づいて、ティーチングのためのサンプリングデータの平均値を算出する（ステップ６０５）。
【００７１】
そして、ティーチングのための受光量比率を算出する。（ステップ６０６）。具体的には、３色の光（赤色、緑色、青色）のそれぞれにおけるティーチングのためのサンプリングデータの平均値に従って受光量の総和を算出し、受光量の総和全体に対する各色の受光量の平均値の割合すなわち受光量比率を算出する。
【００７２】
そして、また、受光量の総和全体に従って後述する正規化係数およびしきい値を算出して（ステップ６０７）、終了する。正規化係数は、後述する３色の光（赤色、緑色、青色）の受光量の総和が所定値となるように正規化するための係数である。
【００７３】
なお、このティーチング処理は、ＰＤ２０３ａで受光した信号光に含まれる赤色、緑色および青色の各色のそれぞれについてサンプリングが行なわれサンプリングデータが算出されるものとする。
【００７４】
再び図７を参照して、これらティーチング処理が終了した後、ティーチングエラーがあったかどうかを判定する（ステップ９０５）。例えばティーチングエラーがあった場合にはフラグ等を立てることによりフラグの判別により判定可能である。
【００７５】
ティーチングエラーがあった場合（ＹＥＳの場合）には、ユーザにその旨の表示や、パラメータを調整して再度のティーチングを実行するためのティーチングエラー処理を実行する（ステップ９０６）。
【００７６】
図９は、ティーチングエラー処理を説明するフロー図である。
図９を参照して、まず、オーバーエラーがあったかどうかを判定する（ステップ７０１）。オーバーエラーがあった場合には、オーバーエラー判定処理を実行する（ステップ７０２）。オーバーエラーが無かった場合には、次にアンダーエラーがあったかどうかを判定する（ステップ７０３）。アンダーエラーがあった場合には、アンダーエラー判定処理を実行する（ステップ７０４）。オーバーエラー判定処理およびアンダーエラー判定処理は、ティーチングにより得られた受光量が所定の範囲内であるか否かを判定して、当該判定結果に基づいて検出する受光量の値を調整するものである。この点で、図４で説明したようにＰＤ２０３ａにより光電変換された各色における電気信号は各色の増幅部で増幅されて信号処理部に出力される。信号処理部２００は、各色に対応して設けられた増幅部からの信号レベルに基づいて受光量を判断するが、増幅部からの信号レベルが増幅部の増幅率に従って飽和している可能性もある。したがって、オーバーエラー判定処理により、信号処理部２００は、増幅部からの信号レベルが過飽和とならないように増幅率の調整を増幅調整部に指示する。また、逆に、増幅率が小さすぎて、増幅部からの信号レベルに基づいて受光量を判断できない可能性もあるため、アンダーエラー判定処理により、増幅部からの信号レベルに関して、一定の信号レベルを確保することが可能なように増幅率の調整を増幅調整部に指示する。
【００７７】
再び図７を参照して、ティーチングエラーがない場合（ＮＯの場合）には、ティーチング処理により得られたしきい値等のデータがＥＥＰＲＯＭへ書き込まれる（ステップ９０７）。ＥＥＰＲＯＭに書き込まれたデータは、後のＲＵＮモードの際に読み出されて検出対象物の特徴量を算出するために用いられる。
【００７８】
次に、再び、図５に戻って、ＲＵＮモード処理について説明する。
ＲＵＮモードへの導入に先立ち、まずＲＵＮモード初期設定処理が実行される（ステップ４０６）。このＲＵＮモード初期設定処理（ステップ４０６）においては、ＲＵＮモードの実行に必要な各種のフラグ、カウンタ、レジスタ類等の初期設定処理が行なわれる。続いて、ＲＵＮモード初期設定処理（ステップ４０６）が完了すると、以後第１のスライド操作子１１０が『ＲＵＮ』側に設定されている限り（ステップ４０８ＹＥＳ）、ＲＵＮモード処理（ステップ４０７）が繰り返し実行される。
【００７９】
図１０は、ＲＵＮモード処理を説明するフローチャート図である。
このＲＵＮモード処理の全体は、通常処理と割込処理とに大別される。
【００８０】
図１０（ａ）は、このＲＵＮモード処理における通常処理を説明するフローチャート図であり、図１０（ｂ）は、このＲＵＮモード処理における割込処理を説明するフローチャート図である。
【００８１】
そして、割込処理（ステップ８０６〜８０８）は、時間Ｔｓｅｃ毎（例えば、１００μｓｅｃ毎）にタイマ割込で実行される。
【００８２】
まず、図１０（ａ）を参照して、通常処理（ステップ８０１〜８０５）について説明する。
【００８３】
処理が開始されると、表示灯制御処理（ステップ８０１）が実行される。この表示灯制御処理（ステップ８０１）では、指定された表示内容に応じて、７セグメントデジタル表示器である第１及び第２の表示器１０５，１０６の点灯制御を行なう。
【００８４】
続いて、オートパワーコントロール（以下、ＡＰＣという）処理（ステップ８０２）が実行される。このＡＰＣ処理（ステップ８０２）では、後述する計測用の投受光処理（ステップ８０６）で取得したモニタ受光量を監視し、一定期間毎に、ＡＰＣ補正を実施する。このＡＰＣ補正は、この例においては、上述したように投光電流のパワー制御により行なわれている。
【００８５】
続いて、キー入力検知処理（ステップ８０３）が実行される。このキー入力検知処理（ステップ８０３）においては、一定期間毎に、キー入力の検知を行ない、入力を検知した場合は、該当処理の実行ができるように設定を行なう。続いて、入力キー対応処理（ステップ８０４）が実行されて、検知されたキー入力に対応する様々な処理が実行される。
【００８６】
そして、入力キー対応処理（ステップ８０４）が終了すると、外部入力処理（ステップ８０５）が実行される。尚、これらのＲＵＮモードの処理は、一般的な光電センサに備えられている処理であるためその詳細な説明は省略する。
【００８７】
次に、図１０（ｂ）を参照して、時刻Ｔｓｅｃ毎に実行される割込処理について説明する。
【００８８】
割込処理が開始されると、まず投受光処理（ステップ８０６）が実行される。この投受光処理（ステップ８０６）においては、図３に示されるＬＥＤ２０１ａを投光駆動部２０１ｂを介してパルス駆動することによって、白色光を発生させ、これを投光用ファイバ２を通じて投光用ヘッド（図示せず）へと導き、投光用ヘッドから検出対象領域へと放出する。同時に、検出対象領域において反射又は透過した光を、受光用ファイバ３の先端に設けられた受光ヘッドから受光用ファイバ３内へと導入し、これを受光用ファイバ３を経由してＰＤ２０２ｂへと導き、ＰＤ２０２ｂにて光電変換により得られた信号を、アンプ部２０３ｃにて増幅し、その後増幅出力をＡ／Ｄコンバータ２０２ｃを介して信号処理部２００に取り込む。これにより、検出対象領域の状況に対応する特徴量を含んだ受光量が信号処理部２００に取得される。
【００８９】
続いて、ＯＮ／ＯＦＦ判定処理（ステップ８０７）が実行される。このＯＮ／ＯＦＦ判定処理（ステップ８０７）においては、予め設定されたＯＮ／ＯＦＦ判定用の光量しきい値を基準として、検出対象物の受光量に基づいて計算されるいわゆる一致度値を弁別二値化することにより、検出対象領域に物体の有無が判定される。すなわち、検出対象領域に目的とする物体が存在すれば、判定結果はＯＮとなり、存在しなければ判定結果はＯＦＦとされる。
【００９０】
こうしてＯＮ／ＯＦＦ判定処理（ステップ８０７）が実行終了すると、続いて出力制御処理（ステップ８０８）が実行されて、信号処理部２００で生成された検出出力信号は、出力部２０９を介して、電気コード４に含まれる物体検出信号出力用の芯線４３へと送り出される。こうして芯線４３へと出力された検出出力信号は、例えばＰＬＣやＰＣ等の上位装置などへと送られる。
【００９１】
図１１は、本発明の実施の形態に従う投受光処理を説明するフロー図である。
図１１を参照して、処理が開始されると、投光処理として上述したように図３に示されるＬＥＤ２０２ａをＬＥＤ駆動部２０２ｂを介してパルス駆動することによって、白色光を発生させ、これを投光用ファイバ２を通じて投光用ヘッド（図示せず）へと導き、投光用ヘッドから検出対象領域へと放出する（ステップ１０００）。
【００９２】
そして、次に、検出対象領域において反射又は透過した光は、受光用ファイバ３の先端に設けられた受光ヘッドから受光用ファイバ３内へと導入される。そして、受光用ファイバ３を経由してＰＤ２０３ａへ導かれ、ＰＤ２０３ａにて光電変換される。
【００９３】
ＰＤ２０３ａにより得られた信号について、まず、赤色の受光量を処理（Ｒ受光量処理）する（ステップ１００１）。同様にして、緑色の受光量を処理（Ｇ受光量処理）する（ステップ１００２）。また、同様にして青色の受光量を処理（Ｂ受光量処理）する（ステップ１００３）。なお、赤色の受光量をＶＲ、緑色の受光量をＶＧ、青色の受光量をＶＢとして説明する。
【００９４】
図１２は、本発明の実施の形態に従うＯＮ／ＯＦＦ判定処理を説明するフロー図である。
【００９５】
図１２を参照して、処理が開始されるとまず、一致度算出処理を実行する（ステップ１１００）。
【００９６】
図１３は、本発明の実施の形態に従う一致度算出処理を説明するフロー図である。
図１３を参照して、処理が開始されると、それぞれの色に関して、基準値との比較に対する変化量を算出する。具体的には、まず、赤色の変化量（変化光量）を算出する（Ｒ変化量算出）（ステップ１２００）。同様に、緑色の変化量を算出する（Ｇ変化量算出）（ステップ１２０１）。さらに、青色の変化量を算出する（Ｂ変化量算出）（ステップ１２０２）。
【００９７】
そして、赤色、緑色、青色の合計変化量を計算する（ステップ１２０３）。
そして、赤色、緑色、青色の合計変化量に基づいて一致度値を算出する（ステップ１２０４）。なお、この変化量、一致度値については後述する。
【００９８】
図１４は、ワークの反射光を受光して、ワークに対する各色の受光量を正規化した場合を説明する図である。
【００９９】
具体的には、３色の光（赤色、緑色、青色）の受光量の総和が所定値（以下、正規化最大値と称する）となるように各色の受光量を正規化した場合が示されている。なお、本例においては、一例として正規化最大値を１０００とした場合が示されている。
【０１００】
図１４（ａ）は、基準対象物であるワークＷｒに対してティーチングを実行した場合の各色の受光量を正規化した場合の図であり、それぞれ各色についての受光量比率が示されている。
【０１０１】
図１４（ｂ）は、検出対象物であるワークＷｐに対して反射光を受光した場合の各色の受光量を正規化した場合の図であり、それぞれ各色についての受光量比率が示されている。
【０１０２】
ここで、上述した図１３のステップ１２００〜１２０２の処理を行なうことにより、ワークＷｒとワークＷｐとの差が赤色について変化量Δ％Ｒ＝１５０、緑色について変化量Δ％Ｇ＝１５０、青色について変化量Δ％Ｂ＝１００の差が算出された場合が一例として示されている。
【０１０３】
ステップ１２０３において、ＲＧＢの合計変化量は、４００であり、正規化最大値からこの合計変化量４００を差し引くことにより、一致度値が算出される。本例においては、６００が算出されている場合が示されている。すなわち、この一致度値は、基準対象物の色に対して検出対象物の近似の程度を示す指標に相当する。
【０１０４】
再び図１２を参照して、ステップ１１００の一致度算出処理を実行した後、しきい値判定処理を実行する（ステップ１１０１）。
【０１０５】
具体的には、ここで、この一致度値をしきい値との比較により判定することにより、基準対象物であるワークＷｒに対して同一の色を有するか否かを判別し、検出対象物を検出することができる。
【０１０６】
図１５は、本発明の実施の形態に従うＲＵＮモード処理の計測時間と従来方式の計測時間との比較を説明する図である。
【０１０７】
図１５（ａ）には、本発明の実施の形態に従うＲＵＮモードにおける処理の流れが示されている。図１５（ｂ）には、従来の計測処理の流れが示されている。
【０１０８】
図１５（ｂ）に示されるように従来の方式は、上述したように赤色、緑色、青色と順次、各色の光源を順次点灯し、その反射光を順次、受光して処理するので、計測時間が非常に長くかかる。ここでは、赤色、緑色、青色と順次投光する必要があるため３回に１回しかＯＮ／ＯＦＦ判定処理および出力制御処理が実行できなかった。
【０１０９】
一方、図１５（ａ）に示されるように本発明の実施の形態に従うＲＵＮモードによる処理は、検出対象物に対して白色光を投光し、その反射光を赤色、緑色および青色それぞれについて並列に受光する投受光方式である。したがって、計測時間が極めて短くなり、処理速度が向上する。
【０１１０】
なお、計測時間を短くするために赤色、緑色、青色と順次投光する光源を切り替えて、投光するタイミングを早くすることにより計測時間を短くすることも可能であるが、投光タイミングが早くなればその際の各光源で生じる発熱が大きくなる。したがって、投光部にて発熱が過大になりすぎないように投光のタイミングを調整する必要もありこれが計測時間の増大を招く要因の１つともなっていたが、本願の方式は、単一の光源を用いて投光する方式であり切り替えによる発熱を考慮する必要が無く、安定性にも優れるという効果もある。また、単一の白色光源であり、赤色、緑色、青色と順次光源を切り替えるものではないため視認性に優れるという効果もある。
【０１１１】
また、特に、検出対象物が高速に移動している場合には、図１５（ｂ）の従来の方式であると、順次投光している間に検出対象物が移動してしまうことになるため同一条件での計測ができないという問題もあるが、本願の方式は、並列に受光するため同一条件での計測が可能であり精度の高い安定検出が可能である。
【０１１２】
図１６は、本発明の実施の形態において用いることが可能な白色光源の波長領域に対する相対発光強度を説明する図である。
【０１１３】
ここで示される白色光源は、青色ダイオードと蛍光塗料とを組み合わせて白色光を出射する一般的な光源が示されている。
【０１１４】
図１６に示されるようにある波長（４５０ｎｍ付近）において急峻な発光強度が得られる場合が示されているが、その他の波長領域においてもある程度の発光強度を得ることができるため広い波長領域の信号光を出射することができる。
【０１１５】
図１７は、従来の青色、緑色、赤色ダイオードの発光強度を説明する図である。
図１７に示されるように青色、緑色、赤色ダイオードにおいては、それぞれの対応する波長領域についてのみ急峻な発光強度を得ることは可能であるが、それ以外の波長領域については十分な発光強度を得ることはできない。したがって、図示されているように不感帯が生じることになる。したがって、その不感帯の波長に対して反射効率の高い検出対象物を検知するような場合には十分な精度が得られない可能性がある。
【０１１６】
これに対して、本願の白色光には不感帯が存在しないためどのような色に対してもある程度の反射効率を確保することが可能であり安定した検出を実行することが可能である。
【０１１７】
（実施の形態の変形例１）
図１８は、本発明の実施の形態の変形例１に従う時刻Ｔｓｅｃ毎に実行される割込処理について説明するフローチャート図である。
【０１１８】
図１８を参照して、図１０（ｂ）のフローチャート図と比較して異なる点は、ＯＮ／ＯＦＦ判定処理（ステップ８０７）が比率ＯＮ／ＯＦＦ判定処理（ステップ８０７ａ）と、和ＯＮ／ＯＦＦ判定処理（ステップ８０７ｂ）に置換された点が異なる。
【０１１９】
具体的には、比率ＯＮ／ＯＦＦ判定処理（ステップ８０７ａ）は、上記の実施の形態で説明したＯＮ／ＯＦＦ判定処理（ステップ８０７）と同様に一致度値を算出してしきい値と比較して判定する処理である。和ＯＮ／ＯＦＦ判定処理（ステップ８０７ｂ）は、各色の受光量の和を算出して、しきい値と判定する処理である。
【０１２０】
図１９は、比率ＯＮ／ＯＦＦ判定処理および和ＯＮ／ＯＦＦ判定処理を説明する図である。
【０１２１】
図１９（ａ）に示されるようにここで縦軸は、各色（赤、緑、青色）の受光量の和（ＲＧＢ和）を示している。また、横軸は、各色の受光量の一致度値を示している。
【０１２２】
上述したように一致度算出処理により算出された一致度値と、一致度値に対するしきい値（本例においてはしきい値Ｃｔｈ）とを比較、判定することにより検出対象物を検出することが可能である。
【０１２３】
また、各色（赤、緑、青色）の受光量の和（ＲＧＢ和）に対してしきい値を設けて、受光量の和がここでは、しきい値Ｄｔｈ１以上、しきい値Ｄｔｈ２未満であるかどうかを比較、判定することにより検出対象物を検出することができる。
【０１２４】
一方で、光量は、距離の二乗に比例する。すなわち、受光量は、検出対象物との距離と相関関係がある。
【０１２５】
したがって、図１９（ｂ）に示されているように受光量の和のしきい値Ｄｔｈ１、Ｄｔｈ２を適宜調整することにより検出対象物の検出領域を指定することができる。すなわち、検出対象物の安定検出領域を限定することが可能であり、より安定した検出を実行することが可能である。
【０１２６】
（実施の形態の変形例２）
上記の実施の形態においては、白色光を投光して、反射光に含まれる赤色、緑色、青色の受光量をそれぞれ並列に取得処理する方式について説明したが、特に３色全てについて処理する必要は無く、例えば選択的に検出対象物の反射効率等の特性を考慮して最適な１色のみの処理あるいは２色の組み合わせの処理とすることも可能である。
【０１２７】
３色全て並列に処理するよりも計算処理が簡易となり計測時間を短縮し、高速な処理が可能である。
【０１２８】
図２０は、２点ティーチングを実行した場合におけるそれぞれのパターンにおける検出対象物ＷＡと、検出対象物ＷＢとの受光量の比較を説明する図である。
【０１２９】
図２０に示されるように例えばパターンＰＡの場合には、検出対象物ＷＡと検出対象物ＷＢとの受光量をそれぞれ比較して、その差を各色について検出可能であるため赤色、緑色、青色のそれぞれの各色において受光量を取得して、計算処理することが可能である。すなわち、３色を全て選択することが可能である。
【０１３０】
一方、パターンＰＢの場合には、検出対象物ＷＡと検出対象物ＷＢとの受光量をそれぞれ比較した場合、赤色については差を検出することが難しいと考えられるため、差を十分検出可能な緑色、青色の２色の受光量をそれぞれ取得して、計算処理することが可能である。すなわち、３色のうちの２色を用いて計算処理することも可能である。これにより、ＣＰＵの負荷を軽減して、高速な計測が可能である。
【０１３１】
また、パターンＰＣの場合には、検出対象物ＷＡと検出対象物ＷＢとの受光量をそれぞれ比較した場合、赤色、青色については差を検出することが難しいと考えられるため、差を十分検出可能な緑色の受光量を取得して、計算処理することも可能である。すなわち、３色のうちの１色を用いて計算処理することも可能である。これにより、上記と同様にＣＰＵの負荷を軽減して、高速な計測が可能である。
【０１３２】
なお、本実施の形態においても、白色光を投光する方式すなわち、単一の白色光源を用いる構成であるため、赤色、緑色、青色と順次光源を切り替える必要はなく、視認性に優れるという効果もある。
【０１３３】
また、本例においては、受光部において、赤色、緑色、青色の光を受光する場合について説明したが、特に３色の光に限られず、それよりもさらに複数種類の色の光を並列に受光する構成とすることも可能である。
【０１３４】
また、本実施の形態においては、反射型の光電センサすなわち検出対象領域の検出対象物に反射した反射光を受光して検出対象物の特徴量を検出する光電センサについて説明したが、反射型の光電センサに限られず、透過型の光電センサすなわち検出対象力の検出対象物を透過した透過光を受光して検出対象物の特徴量を検出する光電センサについても同様に適用可能である。すなわち、この場合、受光用ファイバに導光される光が反射光ではなく透過光である点が異なりその他の方式については同様である。
【０１３５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本発明の実施形態に従う光電センサの上部カバーを開いた状態における外観斜視図である。
【図２】本発明の実施の形態に従う光電センサの操作・表示部の拡大図を説明する図である。
【図３】本発明の実施の形態に従う光電センサの概略ブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態に従う投光部２０２および受光部２０３の詳細を説明する図である。
【図５】信号処理部２００のＣＰＵで実行されるシステムプログラムの全体を概略的に示すゼネラルフローチャートである。
【図６】ＳＥＴモード処理の全体を示すフローチャート図である。
【図７】ＳＥＴモード処理として設けられているティーチング処理の設定について説明するフロー図である。
【図８】ティーチング処理の流れを説明するフロー図である。
【図９】ティーチングエラー処理を説明するフロー図である。
【図１０】ＲＵＮモード処理を説明するフローチャート図である。
【図１１】本発明の実施の形態に従う投受光処理を説明するフロー図である。
【図１２】本発明の実施の形態に従うＯＮ／ＯＦＦ判定処理を説明するフロー図である。
【図１３】本発明の実施の形態に従う一致度算出処理を説明するフロー図である。
【図１４】ワークの反射光を受光して、ワークに対する各色の受光量を正規化した場合を説明する図である。
【図１５】本発明の実施の形態に従うＲＵＮモード処理の計測時間と従来方式の計測時間との比較を説明する図である。
【図１６】本発明の実施の形態において用いることが可能な白色光源の波長領域に対する相対発光強度を説明する図である。
【図１７】従来の青色、緑色、赤色ダイオードの発光強度を説明する図である。
【図１８】本発明の実施の形態の変形例１に従う時刻Ｔｓｅｃ毎に実行される割込処理について説明するフローチャート図である。
【図１９】比率ＯＮ／ＯＦＦ判定処理および和ＯＮ／ＯＦＦ判定処理を説明する図である。
【図２０】２点ティーチングを実行した場合におけるそれぞれのパターンにおける検出対象物ＷＡと、検出対象物ＷＢとの受光量の比較を説明する図である。
【符号の説明】
【０１３７】
１ 光電センサ、２ 投光用ファイバ、３ 受光用ファイバ、４ 電気コード、４１ ＧＮＤ用芯線、４２ Ｖｃｃ用芯線、４３ 検出出力信号用の芯線、４４ 補助出力信号用の芯線、４５ 制御信号用の芯線、１０１ 筐体、１０２ 透明カバー、１０３ クランプレバー、１０４ ＤＩＮレール嵌合溝、１０５ 第１の表示器、１０６ 第２の表示器、１０７ 第１の操作ボタン、１０８ 第２の操作ボタン、１０９ 第３の操作ボタン、１１０ 第１のスライド操作子、１１１ 第２のスライド操作子、２００ 信号処理部、２０１ 電源部、２０２ 投光部、２０２ａ ＬＥＤ、２０２ｂ 投光駆動部、２０３ 受光部、２０３ａ ＰＤ、２０３ｂ アンプ部、２０４ 表示部、２０５ 入力部、２０５ａ キー入力部、２０５ｂ 信号入力部、２０６ 出力部、２０６ａ 検出信号用の出力部、２０６ｂ 補助出力信号用の出力部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象領域の光を受光することにより検出対象物の特徴量を検出する光電センサであって、
白色光を投光する白色光源と、
前記検出対象領域の前記検出対象物を透過あるいは反射した光を受光する受光部と、
前記受光部の受光結果に基づいて前記検出対象物の特徴量を検出する検出部とを備え、
前記受光部は、前記白色光を投光して前記検出対象領域の前記検出対象物を透過あるいは反射した光に含まれる複数の異なる波長を受光するためにそれぞれ対応して設けられ、各々が対応する波長の光を受光するとともにそれぞれの対応する波長の光を並列に受光する複数の受光素子を含む、光電センサ。
【請求項２】
前記複数の受光素子は、前記検出対象物を透過あるいは反射した光に含まれる赤色、緑色および青色の光の波長をそれぞれ並列に受光する、請求項１記載の光電センサ。
【請求項３】
前記検出部で検出した前記検出対象物の特徴量に従って前記検出対象物の検出状態を判定する判定部をさらに備え、
前記受光部は、設定時に、基準となる基準対象物に対して前記白色光を投光して前記検出対象領域の前記検出対象物を透過あるいは反射した光を受光し、
前記検出部は、前記検出対象物の特徴量として前記白色光を投光して前記検出対象領域の前記検出対象物を透過あるいは反射した光の受光量の総和に含まれる赤色光、緑色光および青色光のそれぞれの受光量の比率を算出するとともに、前記設定時に前記検出部にて算出した前記基準対象物に関する赤色光、緑色光および青色光のそれぞれの受光量の基準比率と、検出動作時に前記検出部にて算出した前記検出対象物に関する赤色光、緑色光および青色光のそれぞれの受光量の比率とを比較して、前記基準対象物に対する前記検出対象物の色の近似の程度を示す一致度値を算出し、
前記判定部は、算出された一致度値に基づいて前記検出対象物の検出状態について判定する、請求項２記載の光電センサ。
【請求項４】
前記検出部は、前記赤色光、緑色光および青色光を受光した前記複数の受光素子の受光量の総和と所定の閾値となる受光量とを比較して、比較結果に基づいて前記検出対象物の特徴量を検出する動作を実行する、請求項２記載の光電センサ。
【請求項５】
前記検出部は、前記複数の受光素子の受光量の総和が、第１の閾値以上前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値未満の範囲内である場合に前記検出対象物の特徴量を検出する動作を実行する、請求項４記載の光電センサ。
【請求項６】
前記受光部は、設定時に、基準となる第１および第２の基準対象物に対して前記白色光を投光して前記検出対象領域の前記検出対象物を透過あるいは反射した光を受光し、
前記検出部は、前記設定時に前記第１および第２の基準対象物の特徴量として前記白色光を投光して前記検出対象領域の前記検出対象物を透過あるいは反射した光に含まれる赤色光、緑色光および青色光のそれぞれの受光量を算出して比較し、比較結果に基づいて検出動作時に用いる前記受光部で受光された前記赤色光、緑色光および青色光のうちの少なくともいずれか１つの光の受光結果を選択する、請求項２記載の光電センサ。
【請求項７】
前記検出部は、前記設定時に、対応する光の受光量の差を算出して、算出結果が所定の閾値以上であれば、前記検出動作時に前記対応する光の受光結果を選択し、所定の閾値未満であれば、前記検出動作時に前記対応する光の受光結果を非選択とする、請求項６記載の光電センサ。
【請求項８】
前記検出部は、検出動作時に用いる前記受光部で受光された前記赤色光、緑色光および青色光のうちの少なくともいずれか１つの光の受光結果を選択する、請求項２記載の光電センサ。
【請求項９】
前記受光部は、前記複数の受光素子の各々は、前記白色光を投光して前記検出対象領域の前記検出対象物を透過あるいは反射した光に含まれる前記赤色光、緑色光および青色光のうちの対応する光の光量を示す電気信号を生成し、
前記電気信号を増幅する増幅部を含み、
前記電気信号の信号レベルが所定の範囲内の値となるように前記増幅部の増幅率が調整される、請求項２記載の光電センサ。
【請求項１】
検出対象領域の光を受光することにより検出対象物の特徴量を検出する光電センサであって、
白色光を投光する白色光源と、
前記検出対象領域の前記検出対象物を透過あるいは反射した光を受光する受光部と、
前記受光部の受光結果に基づいて前記検出対象物の特徴量を検出する検出部とを備え、
前記受光部は、前記白色光を投光して前記検出対象領域の前記検出対象物を透過あるいは反射した光に含まれる複数の異なる波長を受光するためにそれぞれ対応して設けられ、各々が対応する波長の光を受光するとともにそれぞれの対応する波長の光を並列に受光する複数の受光素子を含む、光電センサ。
【請求項２】
前記複数の受光素子は、前記検出対象物を透過あるいは反射した光に含まれる赤色、緑色および青色の光の波長をそれぞれ並列に受光する、請求項１記載の光電センサ。
【請求項３】
前記検出部で検出した前記検出対象物の特徴量に従って前記検出対象物の検出状態を判定する判定部をさらに備え、
前記受光部は、設定時に、基準となる基準対象物に対して前記白色光を投光して前記検出対象領域の前記検出対象物を透過あるいは反射した光を受光し、
前記検出部は、前記検出対象物の特徴量として前記白色光を投光して前記検出対象領域の前記検出対象物を透過あるいは反射した光の受光量の総和に含まれる赤色光、緑色光および青色光のそれぞれの受光量の比率を算出するとともに、前記設定時に前記検出部にて算出した前記基準対象物に関する赤色光、緑色光および青色光のそれぞれの受光量の基準比率と、検出動作時に前記検出部にて算出した前記検出対象物に関する赤色光、緑色光および青色光のそれぞれの受光量の比率とを比較して、前記基準対象物に対する前記検出対象物の色の近似の程度を示す一致度値を算出し、
前記判定部は、算出された一致度値に基づいて前記検出対象物の検出状態について判定する、請求項２記載の光電センサ。
【請求項４】
前記検出部は、前記赤色光、緑色光および青色光を受光した前記複数の受光素子の受光量の総和と所定の閾値となる受光量とを比較して、比較結果に基づいて前記検出対象物の特徴量を検出する動作を実行する、請求項２記載の光電センサ。
【請求項５】
前記検出部は、前記複数の受光素子の受光量の総和が、第１の閾値以上前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値未満の範囲内である場合に前記検出対象物の特徴量を検出する動作を実行する、請求項４記載の光電センサ。
【請求項６】
前記受光部は、設定時に、基準となる第１および第２の基準対象物に対して前記白色光を投光して前記検出対象領域の前記検出対象物を透過あるいは反射した光を受光し、
前記検出部は、前記設定時に前記第１および第２の基準対象物の特徴量として前記白色光を投光して前記検出対象領域の前記検出対象物を透過あるいは反射した光に含まれる赤色光、緑色光および青色光のそれぞれの受光量を算出して比較し、比較結果に基づいて検出動作時に用いる前記受光部で受光された前記赤色光、緑色光および青色光のうちの少なくともいずれか１つの光の受光結果を選択する、請求項２記載の光電センサ。
【請求項７】
前記検出部は、前記設定時に、対応する光の受光量の差を算出して、算出結果が所定の閾値以上であれば、前記検出動作時に前記対応する光の受光結果を選択し、所定の閾値未満であれば、前記検出動作時に前記対応する光の受光結果を非選択とする、請求項６記載の光電センサ。
【請求項８】
前記検出部は、検出動作時に用いる前記受光部で受光された前記赤色光、緑色光および青色光のうちの少なくともいずれか１つの光の受光結果を選択する、請求項２記載の光電センサ。
【請求項９】
前記受光部は、前記複数の受光素子の各々は、前記白色光を投光して前記検出対象領域の前記検出対象物を透過あるいは反射した光に含まれる前記赤色光、緑色光および青色光のうちの対応する光の光量を示す電気信号を生成し、
前記電気信号を増幅する増幅部を含み、
前記電気信号の信号レベルが所定の範囲内の値となるように前記増幅部の増幅率が調整される、請求項２記載の光電センサ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２００８−１７５７４２（Ｐ２００８−１７５７４２Ａ）
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１０６８８（Ｐ２００７−１０６８８）
【出願日】平成１９年１月１９日（２００７．１．１９）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年７月３１日（２００８．７．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１月１９日（２００７．１．１９）
【出願人】（０００００２９４５）オムロン株式会社 (3,542)
【Ｆターム（参考）】
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