検出センサ及びセンサシステム
【課題】検出信号レベルと比較するしきい値を表示する構成において、ヒステリシスを有したしきい値を適切に表示することができる検出センサ及びセンサユニットを提供する。
【解決手段】しきい値を設定すると、ヒステリシスを有するように上側のＯＮ点しきい値Ｓ１と下側のＯＦＦ点しきい値Ｓ２とが設定される。しきい値の表示方法としてＯＮ点しきい値Ｓ１とＯＦＦ点しきい値Ｓ２の自動切替表示を設定した場合、受光量Ｄと現在の出力との関係に基づいて表示しきい値が比較対象のしきい値に自動的に切替わる。これにより、表示されるしきい値と出力とが対応するようになる。
【解決手段】しきい値を設定すると、ヒステリシスを有するように上側のＯＮ点しきい値Ｓ１と下側のＯＦＦ点しきい値Ｓ２とが設定される。しきい値の表示方法としてＯＮ点しきい値Ｓ１とＯＦＦ点しきい値Ｓ２の自動切替表示を設定した場合、受光量Ｄと現在の出力との関係に基づいて表示しきい値が比較対象のしきい値に自動的に切替わる。これにより、表示されるしきい値と出力とが対応するようになる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出信号レベルと所定のしきい値とを比較して生成した検出信号を出力すると共に所定のしきい値を表示する検出センサ及びこのような機能を有したセンサユニットを備えたセンサシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
検出エリアにおける物体の存在の有無などに応じて検出信号を出力する光センサにおいては、例えば検出エリアに投光してその透過光あるいは反射光を検出し、その光の強度に比例した電気信号のレベルをしきい値と比較して検出信号を生成して出力している。
例えば、受光信号の強度に対応する検出レベルがしきい値レベル以上のときに検出対象物が存在する状態であることを検出し、検出レベルがしきい値レベル未満のときには検出対象物が存在しない状態であることを検出する。
【０００３】
ところで、一般に検出センサでは内部回路で生じるノイズによって検出信号レベルが微少に変動しているので、例えば検出信号レベルがしきい値と非常に近い場合、その内部ノイズの変動によってしきい値に対して上回ったり、下回ったりを繰り返すことがある。このため、検出対象物が存在する検出状態と検出対象物が存在しない非検出状態とが繰り返されることになり、検出出力が極めて不安定ないわゆるチャタリング状態となってしまう場合がある。
【０００４】
これを避けるための構成として次のようなものがある。例えば、検出センサのしきい値を設定すると、その比較回路にはヒステリシス特性が設けられており、設定されたしきい値に対して、検出出力がオフからオンへ反転する際のＯＮ点しきい値とオンからオフへ反転する際のＯＦＦ点しきい値を異なるレベルに設定するものである。
【０００５】
例えば、検出対象物が存在するときの検出レベルと存在しないときの検出レベルの中間レベルに対して所定レベルプラスしたレベルをＯＮ点しきい値、マイナスしたレベルをＯＦＦ点しきい値とする。一旦検出レベルがＯＮ点しきい値を上回ると、次に検出レベルがＯＦＦ点しきい値を下回らない限り検出状態が反転しないので、不安定な検出状態を避けることができる（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２４３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したような検出センサでしきい値を表示する場合は、ヒステリシスを有するように設定された２つのしきい値のうち一方のしきい値を固定表示するようにしているので、しきい値の表示は例えば上側のＯＮ点しきい値のみが表示される。この場合、受光信号レベルも同時に表示されるので、受光信号レベルとしきい値の比較でもって出力される検出信号レベルと実際の表示とが対応しなくなり、作業者が検出に違和感を覚えるという問題がある。
【０００７】
一方、光センサがライトオン（受光時オン出力）モードに設定されている状態では、検出信号レベルが上側のしきい値を上回った場合に検出状態となり、検出信号レベルが下側のしきい値を下回った場合に非検出状態となる。これに対して、光センサがダークオン（非受光時オン出力）モードに設定された状態では、検出信号レベルが下側のしきい値を下回った場合に検出状態となり、検出信号レベルが上側のしきい値を上回った場合に非検出状態となる。このような検出状態であっても、しきい値の表示は上側のしきい値に固定されているので、上述した場合と同様に、作業者が違和感を覚えることになる。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、検出信号レベルと比較するしきい値を表示する構成において、ヒステリシスを有したしきい値を適切に表示することができる検出センサ及びセンサユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、検出対象の物理量を検知しその物理量に応じた検出信号を出力する物理量検知手段と、しきい値と前記検出信号レベルとの比較を行う比較手段と、この比較手段の比較結果によって前記検出対象の検出を行う検出手段と、表示部と、この表示部へ前記しきい値を表示させる表示制御手段と、前記しきい値として、所定のヒステリシス幅を有するように高レベル側の第一しきい値と低レベル側の第二しきい値とを設定するしきい値設定手段と、前記検出信号レベルが前記第一しきい値以下の状態から前記第一しきい値を上回った場合は、前記比較手段に対して前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較させ、前記検出信号レベルが前記第二しきい値以上の状態から前記第二しきい値を下回った場合は、前記比較手段に対して前記検出信号レベルと前記第一しきい値とを比較させるしきい値制御手段とを備えた検出センサにおいて、前記表示制御手段は、前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第一しきい値とを比較しているときは前記第一しきい値を、前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較しているときは前記第二しきい値を、それぞれ前記表示部に切替表示させるものである（請求項１）。
【００１０】
上記構成において、前記検出信号レベルを周期的にサンプリングし、その移動平均相当値を求める算出手段と、この算出手段で求められる移動平均相当値に基づいて前記第一しきい値及び前記第二しきい値を補正する補正手段とを備え、前記表示制御手段は、前記表示部に前記第一しきい値を表示させるときは前記補正手段で補正された第一しきい値を表示し、前記表示部に前記第二しきい値を表示させるときは前記補正手段で補正された第二しきい値を表示するようにしてもよい（請求項２）。
【００１１】
また、前記表示制御手段は、前記表示部に前記第一しきい値または前記第二しきい値を表示する際に、それぞれ異なる表示色で表示させるようにしてもよい（請求項３）。
また、自動切替表示と固定表示を選択可能な表示選択手段を備え、前記表示制御手段は、前記自動切替表示が選択されたときは、前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第一しきい値とを比較しているときは前記第一しきい値を、前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較しているときは前記第二しきい値を、それぞれ前記表示部に表示させ、前記固定表示が選択されたときは、前記第一しきい値または前記第二しきい値の何れかを固定表示させるようにしてもよい（請求項４）。
【００１２】
本発明は、検出対象の物理量を検知しその物理量に応じた検出信号を出力する物理量検知手段と、しきい値と前記検出信号レベルとの比較を行う比較手段と、この比較手段の比較結果によって前記検出対象の検出を行う検出手段と、表示部と、この表示部へ前記しきい値を表示させる表示制御手段と、前記しきい値として、所定のヒステリシス幅を有するように高レベル側の第一しきい値と低レベル側の第二しきい値とを設定するしきい値設定手段と、前記検出信号レベルが前記第一しきい値以下の状態から前記第一しきい値を上回った場合は、前記比較手段に対して前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較させ、前記検出信号レベルが前記第二しきい値以上の状態から前記第二しきい値を下回った場合は、前記比較手段に対して前記検出信号レベルと前記第一しきい値とを比較させるしきい値制御手段と、前記検出信号レベルが前記第一しきい値以下の状態から前記第一しきい値を上回った場合は、前記検出対象を検出したとすると共に、前記検出信号レベルが前記第二しきい値以上の状態から前記第二しきい値を下回った場合は、前記検出対象が非検出となったとする第一モードと、前記検出信号レベルが前記第二しきい値を上回った状態から前記第二しきい値以下となった場合は、前記検出対象を検出したとすると共に、前記検出信号レベルが前記第一しきい値以下の状態から前記第一しきい値を上回った場合は、前記検出対象を非検出したとする第ニモードとを切替えるモード切替手段を備えた検出センサにおいて、前記表示制御手段は、前記第一モードが選択された場合は前記第一しきい値を、前記第ニモードが選択された場合は前記第二しきい値を前記表示部に切替表示させるものである（請求項５）。
【００１３】
上記構成において、前記表示制御手段は、前記比較手段が前記検出億号レベルと前記第一しきい値とを比較しているときは前記第一しきい値を、前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較しているときは前記第二しきい値を、それぞれ前記表示部に表示させるようにしてもよい（請求項６）。
【００１４】
本発明は、検出対象の物理量を検知しその物理量に応じた検出信号を出力する物理量検知手段と、しきい値と前記検出信号レベルとの比較を行う比較手段と、前記しきい値として、所定のヒステリシス幅を有するように高レベル側の第一しきい値と低レベル側の第二しきい値とを設定するしきい値設定手段と、前記比較手段の比較結果によって前記検出対象の検出を行う検出手段と、前記検出信号レベルが前記第一しきい値以下の状態から前記第一しきい値を上回った場合は、前記比較手段に対して前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較させ、前記検出信号レベルが前記第二しきい値以上の状態から前記第二しきい値を下回った場合は、前記比較手段に対して前記検出信号レベルと前記第一しきい値とを比較させるしきい値制御手段とを備えた一つまたは複数のセンサユニットと、表示装置と、前記表示装置の表示内容を制御する表示制御手段を備える制御ユニットとからなるセンサシステムにおいて、前記制御ユニットは、前記センサユニットの前記しきい値制御手段の制御内容を読み取り、前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第一しきい値とを比較しているときは前記第一しきい値を、前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較しているときは前記第二しきい値を、それぞれ前記表示装置に切替表示させるものである（請求項７）。
【発明の効果】
【００１５】
従来は、ヒステリシスを有するように設定された２つのしきい値のうち一方のしきい値を固定表示しているので、比較手段が表示されていない他のしきい値と検出信号レベルとを比較するような状態であっても、作業者が他のしきい値を認識することができず、検出信号レベルが表示されているしきい値をまたぐにしても検出結果が反転しないことによる違和感を覚えるものであったが、請求項１の発明では、比較手段でのしきい値が切替えられると、それに追従して表示されるしきい値も切替えられるので、表示されるしきい値と比較結果が一致するようになり、作業者の違和感が解消される。
【００１６】
請求項２の発明によれば、検出信号レベルが温度特性などの要因で変動するのにつれて第一、第二しきい値を自動補正する構成であっても、しきい値が補正されるにつれて表示される表示内容も変更されるので、表示内容と実際の検出状態とが一致しないという違和感が解消される。
【００１７】
請求項３の発明によれば、第一しきい値と第二しきい値との表示が切替わるに際して表示色が変わるので、作業者は第一しきい値と第二しきい値との切替えがなされたことを容易に認識することができる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、従来のしきい値の固定表示も行なうこともできるので、ユーザの種々の要望に応えることができる。
請求項５の発明によれば、従来においては、第一モードと第ニモードを切替えても表示されるしきい値は例えば第一しきい値に固定表示されていたが、モードの切替えに応じて表示されるしきい値が第一しきい値と第二しきい値に自動的に切替表示されるので、例えば検出対象を検出するためのしきい値を確認したい場合にも、モードに応じて所望の表示が自動的になされる。
【００１９】
請求項６の発明によれば、モード切替によって表示されるしきい値が切替えられた後も、検出状態に応じて適切なしきい値に切替表示されるので、常に自動的に最適なしきい値表示がなされる。
請求項７の発明によれば、外部の表示装置でしきい値の表示確認を行う構成であっても、検出状態に応じてしきい値が第一しきい値と第二しきい値との間で切替えられたときに、表示されるしきい値もそれにつれて切替表示されるので、表示内容とセンサの検出結果との不一敦による違和感は解消される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の検出センサをデジタルファイバセンサに適用した一実施例について図面を参照して説明する。図２は、デジタルファイバセンサの外観斜視図を示している。デジタルファイバセンサ（検出センサに相当）１の筐体２の上面部２ａには、動作表示灯３、安定表示灯４、第１のモード表示部５、第２のモード表示部６、表示部７、モードキー８及びジョグスイッチ９が配設されている。
【００２１】
図３に示すように、第１のモード表示部５は、検出モードであるときに点灯する「ＲＵＮ」表示灯５ａ、しきい値設定モードであるときに点灯する「ＴＥＡＣＨ」表示灯５ｂ及びしきい値を微調整するモードであるときに点灯する「ＡＤＪ」表示灯５ｃが配列されて構成されている。第２のモード表示部６は、受光時オンか非受光時オンかを設定するときに点灯する「Ｌ／Ｄ ＯＮ」表示灯６ａ、タイマを使用するか否かを設定するときに点灯する「ＴＩＭＥＲ」表示灯６ｂ及びメモリ機能などの高度な機能を設定するときに点灯する「ＰＲＯ」表示灯６ｃが配列されて構成されている。
【００２２】
表示部７は、第１のデジタル表示部（表示部に相当）１０と第２のデジタル表示部１１とから構成されている。第１のデジタル表示部１０は、４個の７セグメントＬＥＤ１０ａ〜１０ｄを備え、４桁の表示が可能に構成されている。第２のデジタル表示部１１は、４個の７セグメントＬＥＤ１１ａ〜１１ｄを備え、４桁の表示が可能に構成されている。
【００２３】
図２に戻って、モードキー８は、作業者がモードを選択するキーであり、ジョグスイッチ９は、作業者が選択されたモード内の詳細な項目を設定したり数値を変更したりするスイッチである。
筐体２の前面部２ｂには、先端部に投光ヘッド１２ａを有した投光用ファイバ１２、及び先端部に受光ヘッド１３ａを有した受光用ファイバ１３が取付可能となっている。尚、この種の透過形のファイバに代えて先端に投受光ヘッドを有した反射形のファイバを取付可能となっている。
筐体２の両側面部２ｃ，２ｄには、光通信用窓１４，１５が配設されている。この光通信用窓１４，１５は、複数のデジタルファイバセンサ１が隣接配置されている場合に隣接する他のデジタルファイバセンサ１との間で送受信される光信号が通過する。
【００２４】
図１は、上記したデジタルファイバセンサ１の電気的な構成を機能ブロック図として示している。デジタルファイバセンサ１は、マイクロコンピュータからなる制御回路（比較手段、検出手段、表示制御手段、しきい値設定手段、しきい値制御手段、モード切替手段に相当）１６に、各表示灯３，４，５ａ〜５ｃ，６ａ〜６ｃの点灯動作及び各デジタル表示部１０，１１の表示動作を制御する表示制御回路１７、投光素子１８を駆動する駆動回路１９、受光素子（物理量検知手段に相当）２０から出力された検出信号を増幅する増幅回路２１、隣接する他のデジタルファイバセンサ１との間で信号を光通信により送受信する光通信回路２２、出力信号を外部に出力する出力回路２３が接続されて構成されている。
【００２５】
次に上記構成の作用について説明する。
作業者は、デジタルファイバセンサ１を使用して所望の検出対象物を検出する場合は、検出動作或いは出力動作するために必要な設定を行なう必要がある。
所望のモードを設定したい場合は、モードキー８に対する操作により図４に示すように第１のデジタル表示部１０に表示されるモードを順に切替え、所望のモードを表示した状態でジョグスイッチ９を押圧操作することにより設定対象となるモードを決定することができる。
【００２６】
デジタルファイバセンサ１をライトオン（受光時オン出力）モードで使用する場合は、「ＴＥＡＣＨ」モードで所望のしきい値を設定すると共に、必要に応じて「ＡＤＪ」モードで設定したしきい値の微調整を行なうと共に、「ＴＩＭＥＲ」モードによりタイマ動作を設定してから、「ＲＵＮ」モードを設定する。これにより、通常検出動作となり、設定条件に基づいて検出動作が行なわれると共に出力動作が行なわれる。
【００２７】
さて、例えば検出状態と非検出状態とにおける受光信号レベルの幅が小さくて、出力が不安定となる場合は、しきい値のヒステリシスが大きくなるように、次のようにして設定変更する。
モードキー８に対する操作により第１のデジタル表示部１０に「ＰＲＯ」を表示した状態でジョグスイッチ９に対する操作により「ＰＲＯ１」を表示させ、その状態でジョグスイッチ９を押圧操作して設定対象のモードを決定する。
【００２８】
次に、ジョグスイッチ９に対する揺動操作によりヒステリシスを設定することを示す「ＨＹＳ」を表示した状態でジョグスイッチ９を押圧操作することによりヒステリシスを設定することを決定してから、ジョグスイッチ９に対する揺動操作によりヒステリシスの大きさを設定する。この場合、ヒステリシスの大きさは、ヒステリシスの大きさの大小関係である「小さい」、「標準」、「大きい」の３段階を設定可能で、各設定に対応して第１のデジタル表示部１０には「Ｈ−０１」、「Ｈ−０２」、「Ｈ−０３」が表示される。初期値としては、「標準」が設定されている。
【００２９】
ジョグスイッチ９に対する揺動操作により所望のヒステリシスの大きさが表示された状態でジョグスイッチ９を押圧操作することによりヒステリシスの大きさを確定することができる。そして、モードキー８を３回または２秒以上押圧操作することにより、「ＲＵＮ」モードに移行して通常検出状態に復帰することができる。
【００３０】
ところで、上述のようにして設定したしきい値には、ヒステリシスに対応してオン出力となる上側のＯＮ点しきい値Ｓ１とオフ出力となる下側のＯＦＦ点しきい値Ｓ２とが設定されている。この場合、初期設定時においては、ＯＮ点しきい値が表示されるように設定されている。
【００３１】
しかしながら、ユーザによっては、ＯＦＦ点しきい値が表示されることを望んだり、比較対象となるＯＮ点しきい値Ｓ１（第一しきい値に相当）とＯＦＦ点しきい値（第二しきい値に相当）とが表示されることを望んだりして、その要望は様々である。そこで、本実施例では、次のようにしてユーザの要望を満足するようにした。
【００３２】
即ち、本実施例では、「ＰＲＯ」モードの一つとして表示しきい値を選択可能となっている。以下に、表示可能なしきい値と、そのときに表示される表示内容を示す。
（１）ＯＮ点しきい値Ｓ１……「ｏｎ」
（２）ＯＦＦ点しきい値Ｓ２……「ｏＦＦ」
（３）ＯＮ点しきい値Ｓ１とＯＦＦ点しきい値Ｓ２とを自動切替え……「ｔｕｒｎ」
このような表示しきい値は、図５に示すようにジョグスイッチ９に対する揺動操作により切替えることができる。
【００３３】
図８は、上記（１）のＯＮ点しきい値Ｓ１を固定表示するように設定した場合におけるデジタルファイバセンサ１の制御回路１６の動作を示すフローチャートである。
尚、図８は、ライトオンが設定されている場合を示している。つまり、「Ｌ／Ｄ ＯＮ」モードでジョグスイッチ９に対する揺動操作でライトオン（受光時オン出力、第一モードに相当）とダークオン（非受光時オン出力、第二モードに相当）とを切替え可能となっている。初期設定はライトオンが設定されていることから、ライトオンで使用する場合は、通常はその設定を行なう必要はない。但し、ダークオンが設定されている場合は、ライトオンの設定を行なう必要がある。
【００３４】
図８において、デジタルファイバセンサ１の制御回路１６は、投光タイミングとなったときは（Ａ１：ＹＥＳ）、投光素子１８に通電することにより投光すると同時に（Ａ２）、受光素子２０から受光量Ｄを取得してから（Ａ３）、フラグがセットされているかを判断する（Ａ４）。このフラグは、出力状態を示すもので、オフ出力の場合はセットされ、オン出力の場合はリセットされている。
図６は、ライトオンが設定されている場合の受光量Ｄとしきい値、出力、フラグ、表示しきい値との関係を示している。この図６に示すように受光量ＤがＯＦＦ点しきい値Ｓ２よりも小さい当初においてはオフ出力となっている。
【００３５】
制御回路１６は、図８に示すようにフラグがセットされていることから（Ａ４：ＹＥＳ）、受光量ＤがＯＮ点しきい値Ｓ１以上となったかを判断する（Ａ５）。この場合、図６に示すｔ１までは受光量ＤはＯＮ点しきい値Ｓ１を下回っているので（Ａ５：ＮＯ）、受光量Ｄ及びＯＮ点しきい値Ｓ１を表示する（Ａ９）。また、オフ出力を継続すると共に（Ａ１０）、フラグのセット状態を継続する（Ａ１１）。
【００３６】
そして、受光量Ｄが上昇し、図６に示すｔ１となると、受光量ＤがＯＮ点しきい値Ｓ１となるので（Ａ５：ＹＥＳ）、受光量Ｄ及びＯＮ点しきい値Ｓ１を表示する（Ａ６）。また、オン出力すると共に（Ａ７）、フラグをリセットする（Ａ８）。
以上の動作により、図６に示すｔ１でデジタルファイバセンサ１からの出力がオフ出力からオン出力に切替わる。また、第１のデジタル表示部１０にはＯＮ点しきい値Ｓ１の表示状態が継続される。
【００３７】
次に、制御回路１６は、フラグがリセットされていることから（Ａ４：ＮＯ）、受光量ＤがＯＦＦ点しきい値Ｓ２以下となったかを判断する（Ａ１２）。図６に示すｔ１以降のように受光量ＤがＯＦＦ点しきい値Ｓ２を上回っている状態では、ステップＡ１２において「ＮＯ」と判断し、受光量Ｄ及びＯＮ点しきい値Ｓ１の表示状態を継続する（Ａ１６）。また、オン出力を継続すると共に（Ａ１７）、フラグのリセット状態を継続する（Ａ１８）
受光量Ｄが減少し、図６に示すｔ２となると、受光量ＤがＯＦＦ点しきい値Ｓ２となるので（Ａ１２：ＹＥＳ）、受光量Ｄ及びＯＮ点しきい値Ｓ１の表示状態を継続する（Ａ１３）。また、オフ出力すると共に（Ａ１４）、フラグをセットする（Ａ１５）。
【００３８】
以上の動作により、図６に示す当初と同様に、比較対象のしきい値がＯＮ点しきい値Ｓ１に設定される。
以上のような動作の繰返しにより、受光量Ｄの変化に応じて出力が変化すると共に、比較対象のしきい値が切替わる。この場合、第１のデジタル表示部１０にはＯＮ点しきい値Ｓ１が固定表示されている。
【００３９】
一方、上記（２）のＯＦＦ点しきい値Ｓ２の固定表示に設定した場合は、第１のデジタル表示部１０にはＯＮ点しきい値Ｓ１に代えてＯＦＦ点しきい値Ｓ２が固定表示される（図６参照）。また、ダークオンモードを設定した場合は、図８におけるステップＡ７、Ａ１０、Ａ１４、Ａ１７に示すオン出力とオフ出力とが切替わる（図７参照）。
【００４０】
ところで、ヒステリシスを小さく設定した場合は、上述したようにＯＮ点しきい値Ｓ１或いはＯＦＦ点しきい値Ｓ２を固定表示するにしても使用上不便を感じることはないものの、ヒステリシスを大きく設定した場合は、受光量Ｄと表示しきい値との関係に基づく出力とが一致せず、作業者が違和感を覚えることがある。
【００４１】
このような場合は、しきい値の表示方法として、上記（３）に示すＯＮ点しきい値Ｓ１とＯＦＦ点しきい値Ｓ２との自動切替表示を設定する。
図９は、自動切替が設定されている場合の動作を示すフローチャートで、図８に示すフローチャートと同一動作には、同一ステップ番号を付して説明を省略し、異なるステップに異なるステップ番号を付して説明する。
【００４２】
制御回路１６は、図６に示すｔ１までは受光量ＤはＯＮ点しきい値Ｓ１を下回っているので、図８に示すフローチャートの場合と同様に、受光量Ｄ及びＯＮ点しきい値Ｓ１を表示する（Ａ９）。
そして、図６に示すｔ１となると、受光量ＤがＯＮ点しきい値Ｓ１となるので（Ａ５：ＹＥＳ）、受光量Ｄ及びＯＦＦ点しきい値Ｓ２を表示してから（Ｂ６）、オン出力すると共に（Ａ７）、フラグをリセットする（Ａ８）。
以上の動作により、ｔ１でデジタルファイバセンサ１からの出力がオフ出力からオン出力に切替わると共に、第１のデジタル表示部１０に表示されているしきい値がＯＮ点しきい値Ｓ１からＯＦＦ点しきい値Ｓ２に切替わる。
【００４３】
上述のようにフラグがリセットされた状態では、制御回路１６は、フラグがリセットされていることから（Ａ４：ＮＯ）、受光量ＤがＯＦＦ点しきい値Ｓ２以下となったかを判断し（Ａ１２）、受光量ＤがＯＦＦ点しきい値Ｓ２を上回っている場合は（Ａ１２：ＮＯ）、受光量Ｄ及びＯＦＦ点しきい値Ｓ２の表示を継続する（Ｂ１６）。また、オン出力を継続すると共に（Ａ１７）、フラグのリセット状態を継続する（Ａ１８）。
【００４４】
受光量Ｄが減少し、図６に示すｔ２で受光量ＤがＯＦＦ点しきい値Ｓ２以下となったときは（Ａ１２：ＹＥＳ）、受光量Ｄ及びＯＮ点しきい値Ｓ１を表示すると共に（Ａ１３）、オフ出力してから（Ａ１４）、フラグをセットする（Ａ１５）。
以上の動作により、図６に示す当初と同様に、比較対象のしきい値がＯＮ点しきい値Ｓ１に設定されると共に、第１のデジタル表示部１０に表示されるしきい値がＯＮ点しきい値Ｓ１に設定される。
【００４５】
以上のような動作の繰返しにより、受光量Ｄの変化に応じて出力が変化する。この場合、第１のデジタル表示部１０に表示されるしきい値は、受光量Ｄに応じて比較対象のしきい値であるＯＮ点しきい値Ｓ１とＯＦＦ点しきい値Ｓ２とに自動的に切替わる。従って、第１のデジタル表示部１０に表示される受光量Ｄと第１のデジタル表示部１０に表示されるしきい値と、それらの比較に応じて出力されるオン出力またはオフ出力が一致するようになる。
また、ダークオンモードが設定された場合は、図９におけるステップＢ６、Ａ９、Ａ１３、Ｂ１６に示すＯＮ点しきい値Ｓ１とＯＦＦ点しきい値Ｓ２とが反転すると共に、ステップＡ７、Ａ１０、Ａ１４、Ａ１７に示すオン出力とオフ出力とが反転する（図７参照）。
【００４６】
このような実施例によれば、デジタルファイバセンサ１のモードとして表示しきい値の自動切替表示モードを設け、この自動切替表示モードが設定されたときは、受光量Ｄとの比較対象となるしきい値Ｓ１，Ｓ２を自動的に切替表示するようにしたので、表示しきい値とデジタルファイバセンサ１の出力とが一致するようになる。従って、表示しきい値が固定されている従来例のものと違って、作業者が違和感を覚えてしまうことを回避することができる。
また、表示対象のしきい値として、ＯＮ点しきい値Ｓ１或いはＯＦＦ点しきい値Ｓ２の固定表示も設定できるようにしたので、種々の形態でしきい値表示を行なうことができ、ユーザの様々な要求を満足させることができる。
【００４７】
本発明は、上記実施例に限定されることなく、次のように変形または拡張できる。
受光量Ｄを周期的にサンプリングすることによりその移動平均相当値を求める算出手段を設けると共に、この算出手段で求められる移動平均相当値に基づいてＯＮ点しきい値Ｓ１及びＯＦＦ点しきい値Ｓ２を補正する補正手段を設け、この補正手段で補正されたＯＮ点しきい値Ｓ１及びＯＦＦ点しきい値Ｓ２を受光量Ｄとの比較に基づいて自動的に切替表示するようにしてもよい。このような構成によれば、受光量Ｄの移動平均値に追従して補正されたＯＮ点しきい値Ｓ１及びＯＦＦ点しきい値Ｓ２を確実に自動的に切替表示することができる。
ＯＮ点しきい値Ｓ１とＯＦＦ点しきい値Ｓ２を表示する際に、それらの表示色を異なるようにしてもよい。この場合、作業者がしきい値が切替わったことを確実に認識することができる。
【００４８】
実施例のデジタルファイバセンサ１の表示部の機能を備えた表示装置をデジタルファイバセンサ１から独立して設け、一つまたは複数のデジタルファイバセンサ１のＯＮ点しきい値Ｓ１またはＯＦＦ点しきい値Ｓ２を表示装置に自動的に切替表示するようにセンサユニット、表示装置、制御ユニットからなるセンサシステムとして構成するようにしてもよい。
本発明を光電スイッチ、磁気センサ、超音波センサなどの各種センサに適用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施例を示すデジタルファイバセンサの電気的構成を示すブロック図
【図２】デジタルファイバセンサの斜視図
【図３】デジタルファイバセンサのデジタル表示部を示す平面図
【図４】モードの変更順番を示す図
【図５】表示対象しきい値の変更順番を示す図
【図６】ライトオンの場合に受光量Ｄと検出出力との関係を示す図
【図７】ダークオンの場合を示す図６相当図
【図８】Ｓ１固定表示の場合におけるデジタルファイバセンサの動作を示すフローチャート
【図９】Ｓ１，Ｓ２自動切替表示の場合を示す図８相当図
【符号の説明】
【００５０】
図面中、１はデジタルファイバセンサ（検出センサ）、１０は第１のデジタル表示部（表示部）、１１は第２のデジタル表示部、１６は制御回路（比較手段、検出手段、表示制御手段、しきい値設定手段、しきい値制御手段、モード切替手段）、１８は投光素子、２０は受光素子（物理量検知手段）である。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出信号レベルと所定のしきい値とを比較して生成した検出信号を出力すると共に所定のしきい値を表示する検出センサ及びこのような機能を有したセンサユニットを備えたセンサシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
検出エリアにおける物体の存在の有無などに応じて検出信号を出力する光センサにおいては、例えば検出エリアに投光してその透過光あるいは反射光を検出し、その光の強度に比例した電気信号のレベルをしきい値と比較して検出信号を生成して出力している。
例えば、受光信号の強度に対応する検出レベルがしきい値レベル以上のときに検出対象物が存在する状態であることを検出し、検出レベルがしきい値レベル未満のときには検出対象物が存在しない状態であることを検出する。
【０００３】
ところで、一般に検出センサでは内部回路で生じるノイズによって検出信号レベルが微少に変動しているので、例えば検出信号レベルがしきい値と非常に近い場合、その内部ノイズの変動によってしきい値に対して上回ったり、下回ったりを繰り返すことがある。このため、検出対象物が存在する検出状態と検出対象物が存在しない非検出状態とが繰り返されることになり、検出出力が極めて不安定ないわゆるチャタリング状態となってしまう場合がある。
【０００４】
これを避けるための構成として次のようなものがある。例えば、検出センサのしきい値を設定すると、その比較回路にはヒステリシス特性が設けられており、設定されたしきい値に対して、検出出力がオフからオンへ反転する際のＯＮ点しきい値とオンからオフへ反転する際のＯＦＦ点しきい値を異なるレベルに設定するものである。
【０００５】
例えば、検出対象物が存在するときの検出レベルと存在しないときの検出レベルの中間レベルに対して所定レベルプラスしたレベルをＯＮ点しきい値、マイナスしたレベルをＯＦＦ点しきい値とする。一旦検出レベルがＯＮ点しきい値を上回ると、次に検出レベルがＯＦＦ点しきい値を下回らない限り検出状態が反転しないので、不安定な検出状態を避けることができる（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２４３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述したような検出センサでしきい値を表示する場合は、ヒステリシスを有するように設定された２つのしきい値のうち一方のしきい値を固定表示するようにしているので、しきい値の表示は例えば上側のＯＮ点しきい値のみが表示される。この場合、受光信号レベルも同時に表示されるので、受光信号レベルとしきい値の比較でもって出力される検出信号レベルと実際の表示とが対応しなくなり、作業者が検出に違和感を覚えるという問題がある。
【０００７】
一方、光センサがライトオン（受光時オン出力）モードに設定されている状態では、検出信号レベルが上側のしきい値を上回った場合に検出状態となり、検出信号レベルが下側のしきい値を下回った場合に非検出状態となる。これに対して、光センサがダークオン（非受光時オン出力）モードに設定された状態では、検出信号レベルが下側のしきい値を下回った場合に検出状態となり、検出信号レベルが上側のしきい値を上回った場合に非検出状態となる。このような検出状態であっても、しきい値の表示は上側のしきい値に固定されているので、上述した場合と同様に、作業者が違和感を覚えることになる。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、検出信号レベルと比較するしきい値を表示する構成において、ヒステリシスを有したしきい値を適切に表示することができる検出センサ及びセンサユニットを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、検出対象の物理量を検知しその物理量に応じた検出信号を出力する物理量検知手段と、しきい値と前記検出信号レベルとの比較を行う比較手段と、この比較手段の比較結果によって前記検出対象の検出を行う検出手段と、表示部と、この表示部へ前記しきい値を表示させる表示制御手段と、前記しきい値として、所定のヒステリシス幅を有するように高レベル側の第一しきい値と低レベル側の第二しきい値とを設定するしきい値設定手段と、前記検出信号レベルが前記第一しきい値以下の状態から前記第一しきい値を上回った場合は、前記比較手段に対して前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較させ、前記検出信号レベルが前記第二しきい値以上の状態から前記第二しきい値を下回った場合は、前記比較手段に対して前記検出信号レベルと前記第一しきい値とを比較させるしきい値制御手段とを備えた検出センサにおいて、前記表示制御手段は、前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第一しきい値とを比較しているときは前記第一しきい値を、前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較しているときは前記第二しきい値を、それぞれ前記表示部に切替表示させるものである（請求項１）。
【００１０】
上記構成において、前記検出信号レベルを周期的にサンプリングし、その移動平均相当値を求める算出手段と、この算出手段で求められる移動平均相当値に基づいて前記第一しきい値及び前記第二しきい値を補正する補正手段とを備え、前記表示制御手段は、前記表示部に前記第一しきい値を表示させるときは前記補正手段で補正された第一しきい値を表示し、前記表示部に前記第二しきい値を表示させるときは前記補正手段で補正された第二しきい値を表示するようにしてもよい（請求項２）。
【００１１】
また、前記表示制御手段は、前記表示部に前記第一しきい値または前記第二しきい値を表示する際に、それぞれ異なる表示色で表示させるようにしてもよい（請求項３）。
また、自動切替表示と固定表示を選択可能な表示選択手段を備え、前記表示制御手段は、前記自動切替表示が選択されたときは、前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第一しきい値とを比較しているときは前記第一しきい値を、前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較しているときは前記第二しきい値を、それぞれ前記表示部に表示させ、前記固定表示が選択されたときは、前記第一しきい値または前記第二しきい値の何れかを固定表示させるようにしてもよい（請求項４）。
【００１２】
本発明は、検出対象の物理量を検知しその物理量に応じた検出信号を出力する物理量検知手段と、しきい値と前記検出信号レベルとの比較を行う比較手段と、この比較手段の比較結果によって前記検出対象の検出を行う検出手段と、表示部と、この表示部へ前記しきい値を表示させる表示制御手段と、前記しきい値として、所定のヒステリシス幅を有するように高レベル側の第一しきい値と低レベル側の第二しきい値とを設定するしきい値設定手段と、前記検出信号レベルが前記第一しきい値以下の状態から前記第一しきい値を上回った場合は、前記比較手段に対して前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較させ、前記検出信号レベルが前記第二しきい値以上の状態から前記第二しきい値を下回った場合は、前記比較手段に対して前記検出信号レベルと前記第一しきい値とを比較させるしきい値制御手段と、前記検出信号レベルが前記第一しきい値以下の状態から前記第一しきい値を上回った場合は、前記検出対象を検出したとすると共に、前記検出信号レベルが前記第二しきい値以上の状態から前記第二しきい値を下回った場合は、前記検出対象が非検出となったとする第一モードと、前記検出信号レベルが前記第二しきい値を上回った状態から前記第二しきい値以下となった場合は、前記検出対象を検出したとすると共に、前記検出信号レベルが前記第一しきい値以下の状態から前記第一しきい値を上回った場合は、前記検出対象を非検出したとする第ニモードとを切替えるモード切替手段を備えた検出センサにおいて、前記表示制御手段は、前記第一モードが選択された場合は前記第一しきい値を、前記第ニモードが選択された場合は前記第二しきい値を前記表示部に切替表示させるものである（請求項５）。
【００１３】
上記構成において、前記表示制御手段は、前記比較手段が前記検出億号レベルと前記第一しきい値とを比較しているときは前記第一しきい値を、前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較しているときは前記第二しきい値を、それぞれ前記表示部に表示させるようにしてもよい（請求項６）。
【００１４】
本発明は、検出対象の物理量を検知しその物理量に応じた検出信号を出力する物理量検知手段と、しきい値と前記検出信号レベルとの比較を行う比較手段と、前記しきい値として、所定のヒステリシス幅を有するように高レベル側の第一しきい値と低レベル側の第二しきい値とを設定するしきい値設定手段と、前記比較手段の比較結果によって前記検出対象の検出を行う検出手段と、前記検出信号レベルが前記第一しきい値以下の状態から前記第一しきい値を上回った場合は、前記比較手段に対して前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較させ、前記検出信号レベルが前記第二しきい値以上の状態から前記第二しきい値を下回った場合は、前記比較手段に対して前記検出信号レベルと前記第一しきい値とを比較させるしきい値制御手段とを備えた一つまたは複数のセンサユニットと、表示装置と、前記表示装置の表示内容を制御する表示制御手段を備える制御ユニットとからなるセンサシステムにおいて、前記制御ユニットは、前記センサユニットの前記しきい値制御手段の制御内容を読み取り、前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第一しきい値とを比較しているときは前記第一しきい値を、前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較しているときは前記第二しきい値を、それぞれ前記表示装置に切替表示させるものである（請求項７）。
【発明の効果】
【００１５】
従来は、ヒステリシスを有するように設定された２つのしきい値のうち一方のしきい値を固定表示しているので、比較手段が表示されていない他のしきい値と検出信号レベルとを比較するような状態であっても、作業者が他のしきい値を認識することができず、検出信号レベルが表示されているしきい値をまたぐにしても検出結果が反転しないことによる違和感を覚えるものであったが、請求項１の発明では、比較手段でのしきい値が切替えられると、それに追従して表示されるしきい値も切替えられるので、表示されるしきい値と比較結果が一致するようになり、作業者の違和感が解消される。
【００１６】
請求項２の発明によれば、検出信号レベルが温度特性などの要因で変動するのにつれて第一、第二しきい値を自動補正する構成であっても、しきい値が補正されるにつれて表示される表示内容も変更されるので、表示内容と実際の検出状態とが一致しないという違和感が解消される。
【００１７】
請求項３の発明によれば、第一しきい値と第二しきい値との表示が切替わるに際して表示色が変わるので、作業者は第一しきい値と第二しきい値との切替えがなされたことを容易に認識することができる。
【００１８】
請求項４の発明によれば、従来のしきい値の固定表示も行なうこともできるので、ユーザの種々の要望に応えることができる。
請求項５の発明によれば、従来においては、第一モードと第ニモードを切替えても表示されるしきい値は例えば第一しきい値に固定表示されていたが、モードの切替えに応じて表示されるしきい値が第一しきい値と第二しきい値に自動的に切替表示されるので、例えば検出対象を検出するためのしきい値を確認したい場合にも、モードに応じて所望の表示が自動的になされる。
【００１９】
請求項６の発明によれば、モード切替によって表示されるしきい値が切替えられた後も、検出状態に応じて適切なしきい値に切替表示されるので、常に自動的に最適なしきい値表示がなされる。
請求項７の発明によれば、外部の表示装置でしきい値の表示確認を行う構成であっても、検出状態に応じてしきい値が第一しきい値と第二しきい値との間で切替えられたときに、表示されるしきい値もそれにつれて切替表示されるので、表示内容とセンサの検出結果との不一敦による違和感は解消される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明の検出センサをデジタルファイバセンサに適用した一実施例について図面を参照して説明する。図２は、デジタルファイバセンサの外観斜視図を示している。デジタルファイバセンサ（検出センサに相当）１の筐体２の上面部２ａには、動作表示灯３、安定表示灯４、第１のモード表示部５、第２のモード表示部６、表示部７、モードキー８及びジョグスイッチ９が配設されている。
【００２１】
図３に示すように、第１のモード表示部５は、検出モードであるときに点灯する「ＲＵＮ」表示灯５ａ、しきい値設定モードであるときに点灯する「ＴＥＡＣＨ」表示灯５ｂ及びしきい値を微調整するモードであるときに点灯する「ＡＤＪ」表示灯５ｃが配列されて構成されている。第２のモード表示部６は、受光時オンか非受光時オンかを設定するときに点灯する「Ｌ／Ｄ ＯＮ」表示灯６ａ、タイマを使用するか否かを設定するときに点灯する「ＴＩＭＥＲ」表示灯６ｂ及びメモリ機能などの高度な機能を設定するときに点灯する「ＰＲＯ」表示灯６ｃが配列されて構成されている。
【００２２】
表示部７は、第１のデジタル表示部（表示部に相当）１０と第２のデジタル表示部１１とから構成されている。第１のデジタル表示部１０は、４個の７セグメントＬＥＤ１０ａ〜１０ｄを備え、４桁の表示が可能に構成されている。第２のデジタル表示部１１は、４個の７セグメントＬＥＤ１１ａ〜１１ｄを備え、４桁の表示が可能に構成されている。
【００２３】
図２に戻って、モードキー８は、作業者がモードを選択するキーであり、ジョグスイッチ９は、作業者が選択されたモード内の詳細な項目を設定したり数値を変更したりするスイッチである。
筐体２の前面部２ｂには、先端部に投光ヘッド１２ａを有した投光用ファイバ１２、及び先端部に受光ヘッド１３ａを有した受光用ファイバ１３が取付可能となっている。尚、この種の透過形のファイバに代えて先端に投受光ヘッドを有した反射形のファイバを取付可能となっている。
筐体２の両側面部２ｃ，２ｄには、光通信用窓１４，１５が配設されている。この光通信用窓１４，１５は、複数のデジタルファイバセンサ１が隣接配置されている場合に隣接する他のデジタルファイバセンサ１との間で送受信される光信号が通過する。
【００２４】
図１は、上記したデジタルファイバセンサ１の電気的な構成を機能ブロック図として示している。デジタルファイバセンサ１は、マイクロコンピュータからなる制御回路（比較手段、検出手段、表示制御手段、しきい値設定手段、しきい値制御手段、モード切替手段に相当）１６に、各表示灯３，４，５ａ〜５ｃ，６ａ〜６ｃの点灯動作及び各デジタル表示部１０，１１の表示動作を制御する表示制御回路１７、投光素子１８を駆動する駆動回路１９、受光素子（物理量検知手段に相当）２０から出力された検出信号を増幅する増幅回路２１、隣接する他のデジタルファイバセンサ１との間で信号を光通信により送受信する光通信回路２２、出力信号を外部に出力する出力回路２３が接続されて構成されている。
【００２５】
次に上記構成の作用について説明する。
作業者は、デジタルファイバセンサ１を使用して所望の検出対象物を検出する場合は、検出動作或いは出力動作するために必要な設定を行なう必要がある。
所望のモードを設定したい場合は、モードキー８に対する操作により図４に示すように第１のデジタル表示部１０に表示されるモードを順に切替え、所望のモードを表示した状態でジョグスイッチ９を押圧操作することにより設定対象となるモードを決定することができる。
【００２６】
デジタルファイバセンサ１をライトオン（受光時オン出力）モードで使用する場合は、「ＴＥＡＣＨ」モードで所望のしきい値を設定すると共に、必要に応じて「ＡＤＪ」モードで設定したしきい値の微調整を行なうと共に、「ＴＩＭＥＲ」モードによりタイマ動作を設定してから、「ＲＵＮ」モードを設定する。これにより、通常検出動作となり、設定条件に基づいて検出動作が行なわれると共に出力動作が行なわれる。
【００２７】
さて、例えば検出状態と非検出状態とにおける受光信号レベルの幅が小さくて、出力が不安定となる場合は、しきい値のヒステリシスが大きくなるように、次のようにして設定変更する。
モードキー８に対する操作により第１のデジタル表示部１０に「ＰＲＯ」を表示した状態でジョグスイッチ９に対する操作により「ＰＲＯ１」を表示させ、その状態でジョグスイッチ９を押圧操作して設定対象のモードを決定する。
【００２８】
次に、ジョグスイッチ９に対する揺動操作によりヒステリシスを設定することを示す「ＨＹＳ」を表示した状態でジョグスイッチ９を押圧操作することによりヒステリシスを設定することを決定してから、ジョグスイッチ９に対する揺動操作によりヒステリシスの大きさを設定する。この場合、ヒステリシスの大きさは、ヒステリシスの大きさの大小関係である「小さい」、「標準」、「大きい」の３段階を設定可能で、各設定に対応して第１のデジタル表示部１０には「Ｈ−０１」、「Ｈ−０２」、「Ｈ−０３」が表示される。初期値としては、「標準」が設定されている。
【００２９】
ジョグスイッチ９に対する揺動操作により所望のヒステリシスの大きさが表示された状態でジョグスイッチ９を押圧操作することによりヒステリシスの大きさを確定することができる。そして、モードキー８を３回または２秒以上押圧操作することにより、「ＲＵＮ」モードに移行して通常検出状態に復帰することができる。
【００３０】
ところで、上述のようにして設定したしきい値には、ヒステリシスに対応してオン出力となる上側のＯＮ点しきい値Ｓ１とオフ出力となる下側のＯＦＦ点しきい値Ｓ２とが設定されている。この場合、初期設定時においては、ＯＮ点しきい値が表示されるように設定されている。
【００３１】
しかしながら、ユーザによっては、ＯＦＦ点しきい値が表示されることを望んだり、比較対象となるＯＮ点しきい値Ｓ１（第一しきい値に相当）とＯＦＦ点しきい値（第二しきい値に相当）とが表示されることを望んだりして、その要望は様々である。そこで、本実施例では、次のようにしてユーザの要望を満足するようにした。
【００３２】
即ち、本実施例では、「ＰＲＯ」モードの一つとして表示しきい値を選択可能となっている。以下に、表示可能なしきい値と、そのときに表示される表示内容を示す。
（１）ＯＮ点しきい値Ｓ１……「ｏｎ」
（２）ＯＦＦ点しきい値Ｓ２……「ｏＦＦ」
（３）ＯＮ点しきい値Ｓ１とＯＦＦ点しきい値Ｓ２とを自動切替え……「ｔｕｒｎ」
このような表示しきい値は、図５に示すようにジョグスイッチ９に対する揺動操作により切替えることができる。
【００３３】
図８は、上記（１）のＯＮ点しきい値Ｓ１を固定表示するように設定した場合におけるデジタルファイバセンサ１の制御回路１６の動作を示すフローチャートである。
尚、図８は、ライトオンが設定されている場合を示している。つまり、「Ｌ／Ｄ ＯＮ」モードでジョグスイッチ９に対する揺動操作でライトオン（受光時オン出力、第一モードに相当）とダークオン（非受光時オン出力、第二モードに相当）とを切替え可能となっている。初期設定はライトオンが設定されていることから、ライトオンで使用する場合は、通常はその設定を行なう必要はない。但し、ダークオンが設定されている場合は、ライトオンの設定を行なう必要がある。
【００３４】
図８において、デジタルファイバセンサ１の制御回路１６は、投光タイミングとなったときは（Ａ１：ＹＥＳ）、投光素子１８に通電することにより投光すると同時に（Ａ２）、受光素子２０から受光量Ｄを取得してから（Ａ３）、フラグがセットされているかを判断する（Ａ４）。このフラグは、出力状態を示すもので、オフ出力の場合はセットされ、オン出力の場合はリセットされている。
図６は、ライトオンが設定されている場合の受光量Ｄとしきい値、出力、フラグ、表示しきい値との関係を示している。この図６に示すように受光量ＤがＯＦＦ点しきい値Ｓ２よりも小さい当初においてはオフ出力となっている。
【００３５】
制御回路１６は、図８に示すようにフラグがセットされていることから（Ａ４：ＹＥＳ）、受光量ＤがＯＮ点しきい値Ｓ１以上となったかを判断する（Ａ５）。この場合、図６に示すｔ１までは受光量ＤはＯＮ点しきい値Ｓ１を下回っているので（Ａ５：ＮＯ）、受光量Ｄ及びＯＮ点しきい値Ｓ１を表示する（Ａ９）。また、オフ出力を継続すると共に（Ａ１０）、フラグのセット状態を継続する（Ａ１１）。
【００３６】
そして、受光量Ｄが上昇し、図６に示すｔ１となると、受光量ＤがＯＮ点しきい値Ｓ１となるので（Ａ５：ＹＥＳ）、受光量Ｄ及びＯＮ点しきい値Ｓ１を表示する（Ａ６）。また、オン出力すると共に（Ａ７）、フラグをリセットする（Ａ８）。
以上の動作により、図６に示すｔ１でデジタルファイバセンサ１からの出力がオフ出力からオン出力に切替わる。また、第１のデジタル表示部１０にはＯＮ点しきい値Ｓ１の表示状態が継続される。
【００３７】
次に、制御回路１６は、フラグがリセットされていることから（Ａ４：ＮＯ）、受光量ＤがＯＦＦ点しきい値Ｓ２以下となったかを判断する（Ａ１２）。図６に示すｔ１以降のように受光量ＤがＯＦＦ点しきい値Ｓ２を上回っている状態では、ステップＡ１２において「ＮＯ」と判断し、受光量Ｄ及びＯＮ点しきい値Ｓ１の表示状態を継続する（Ａ１６）。また、オン出力を継続すると共に（Ａ１７）、フラグのリセット状態を継続する（Ａ１８）
受光量Ｄが減少し、図６に示すｔ２となると、受光量ＤがＯＦＦ点しきい値Ｓ２となるので（Ａ１２：ＹＥＳ）、受光量Ｄ及びＯＮ点しきい値Ｓ１の表示状態を継続する（Ａ１３）。また、オフ出力すると共に（Ａ１４）、フラグをセットする（Ａ１５）。
【００３８】
以上の動作により、図６に示す当初と同様に、比較対象のしきい値がＯＮ点しきい値Ｓ１に設定される。
以上のような動作の繰返しにより、受光量Ｄの変化に応じて出力が変化すると共に、比較対象のしきい値が切替わる。この場合、第１のデジタル表示部１０にはＯＮ点しきい値Ｓ１が固定表示されている。
【００３９】
一方、上記（２）のＯＦＦ点しきい値Ｓ２の固定表示に設定した場合は、第１のデジタル表示部１０にはＯＮ点しきい値Ｓ１に代えてＯＦＦ点しきい値Ｓ２が固定表示される（図６参照）。また、ダークオンモードを設定した場合は、図８におけるステップＡ７、Ａ１０、Ａ１４、Ａ１７に示すオン出力とオフ出力とが切替わる（図７参照）。
【００４０】
ところで、ヒステリシスを小さく設定した場合は、上述したようにＯＮ点しきい値Ｓ１或いはＯＦＦ点しきい値Ｓ２を固定表示するにしても使用上不便を感じることはないものの、ヒステリシスを大きく設定した場合は、受光量Ｄと表示しきい値との関係に基づく出力とが一致せず、作業者が違和感を覚えることがある。
【００４１】
このような場合は、しきい値の表示方法として、上記（３）に示すＯＮ点しきい値Ｓ１とＯＦＦ点しきい値Ｓ２との自動切替表示を設定する。
図９は、自動切替が設定されている場合の動作を示すフローチャートで、図８に示すフローチャートと同一動作には、同一ステップ番号を付して説明を省略し、異なるステップに異なるステップ番号を付して説明する。
【００４２】
制御回路１６は、図６に示すｔ１までは受光量ＤはＯＮ点しきい値Ｓ１を下回っているので、図８に示すフローチャートの場合と同様に、受光量Ｄ及びＯＮ点しきい値Ｓ１を表示する（Ａ９）。
そして、図６に示すｔ１となると、受光量ＤがＯＮ点しきい値Ｓ１となるので（Ａ５：ＹＥＳ）、受光量Ｄ及びＯＦＦ点しきい値Ｓ２を表示してから（Ｂ６）、オン出力すると共に（Ａ７）、フラグをリセットする（Ａ８）。
以上の動作により、ｔ１でデジタルファイバセンサ１からの出力がオフ出力からオン出力に切替わると共に、第１のデジタル表示部１０に表示されているしきい値がＯＮ点しきい値Ｓ１からＯＦＦ点しきい値Ｓ２に切替わる。
【００４３】
上述のようにフラグがリセットされた状態では、制御回路１６は、フラグがリセットされていることから（Ａ４：ＮＯ）、受光量ＤがＯＦＦ点しきい値Ｓ２以下となったかを判断し（Ａ１２）、受光量ＤがＯＦＦ点しきい値Ｓ２を上回っている場合は（Ａ１２：ＮＯ）、受光量Ｄ及びＯＦＦ点しきい値Ｓ２の表示を継続する（Ｂ１６）。また、オン出力を継続すると共に（Ａ１７）、フラグのリセット状態を継続する（Ａ１８）。
【００４４】
受光量Ｄが減少し、図６に示すｔ２で受光量ＤがＯＦＦ点しきい値Ｓ２以下となったときは（Ａ１２：ＹＥＳ）、受光量Ｄ及びＯＮ点しきい値Ｓ１を表示すると共に（Ａ１３）、オフ出力してから（Ａ１４）、フラグをセットする（Ａ１５）。
以上の動作により、図６に示す当初と同様に、比較対象のしきい値がＯＮ点しきい値Ｓ１に設定されると共に、第１のデジタル表示部１０に表示されるしきい値がＯＮ点しきい値Ｓ１に設定される。
【００４５】
以上のような動作の繰返しにより、受光量Ｄの変化に応じて出力が変化する。この場合、第１のデジタル表示部１０に表示されるしきい値は、受光量Ｄに応じて比較対象のしきい値であるＯＮ点しきい値Ｓ１とＯＦＦ点しきい値Ｓ２とに自動的に切替わる。従って、第１のデジタル表示部１０に表示される受光量Ｄと第１のデジタル表示部１０に表示されるしきい値と、それらの比較に応じて出力されるオン出力またはオフ出力が一致するようになる。
また、ダークオンモードが設定された場合は、図９におけるステップＢ６、Ａ９、Ａ１３、Ｂ１６に示すＯＮ点しきい値Ｓ１とＯＦＦ点しきい値Ｓ２とが反転すると共に、ステップＡ７、Ａ１０、Ａ１４、Ａ１７に示すオン出力とオフ出力とが反転する（図７参照）。
【００４６】
このような実施例によれば、デジタルファイバセンサ１のモードとして表示しきい値の自動切替表示モードを設け、この自動切替表示モードが設定されたときは、受光量Ｄとの比較対象となるしきい値Ｓ１，Ｓ２を自動的に切替表示するようにしたので、表示しきい値とデジタルファイバセンサ１の出力とが一致するようになる。従って、表示しきい値が固定されている従来例のものと違って、作業者が違和感を覚えてしまうことを回避することができる。
また、表示対象のしきい値として、ＯＮ点しきい値Ｓ１或いはＯＦＦ点しきい値Ｓ２の固定表示も設定できるようにしたので、種々の形態でしきい値表示を行なうことができ、ユーザの様々な要求を満足させることができる。
【００４７】
本発明は、上記実施例に限定されることなく、次のように変形または拡張できる。
受光量Ｄを周期的にサンプリングすることによりその移動平均相当値を求める算出手段を設けると共に、この算出手段で求められる移動平均相当値に基づいてＯＮ点しきい値Ｓ１及びＯＦＦ点しきい値Ｓ２を補正する補正手段を設け、この補正手段で補正されたＯＮ点しきい値Ｓ１及びＯＦＦ点しきい値Ｓ２を受光量Ｄとの比較に基づいて自動的に切替表示するようにしてもよい。このような構成によれば、受光量Ｄの移動平均値に追従して補正されたＯＮ点しきい値Ｓ１及びＯＦＦ点しきい値Ｓ２を確実に自動的に切替表示することができる。
ＯＮ点しきい値Ｓ１とＯＦＦ点しきい値Ｓ２を表示する際に、それらの表示色を異なるようにしてもよい。この場合、作業者がしきい値が切替わったことを確実に認識することができる。
【００４８】
実施例のデジタルファイバセンサ１の表示部の機能を備えた表示装置をデジタルファイバセンサ１から独立して設け、一つまたは複数のデジタルファイバセンサ１のＯＮ点しきい値Ｓ１またはＯＦＦ点しきい値Ｓ２を表示装置に自動的に切替表示するようにセンサユニット、表示装置、制御ユニットからなるセンサシステムとして構成するようにしてもよい。
本発明を光電スイッチ、磁気センサ、超音波センサなどの各種センサに適用するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施例を示すデジタルファイバセンサの電気的構成を示すブロック図
【図２】デジタルファイバセンサの斜視図
【図３】デジタルファイバセンサのデジタル表示部を示す平面図
【図４】モードの変更順番を示す図
【図５】表示対象しきい値の変更順番を示す図
【図６】ライトオンの場合に受光量Ｄと検出出力との関係を示す図
【図７】ダークオンの場合を示す図６相当図
【図８】Ｓ１固定表示の場合におけるデジタルファイバセンサの動作を示すフローチャート
【図９】Ｓ１，Ｓ２自動切替表示の場合を示す図８相当図
【符号の説明】
【００５０】
図面中、１はデジタルファイバセンサ（検出センサ）、１０は第１のデジタル表示部（表示部）、１１は第２のデジタル表示部、１６は制御回路（比較手段、検出手段、表示制御手段、しきい値設定手段、しきい値制御手段、モード切替手段）、１８は投光素子、２０は受光素子（物理量検知手段）である。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象の物理量を検知しその物理量に応じた検出信号を出力する物理量検知手段と、
しきい値と前記検出信号レベルとの比較を行う比較手段と、
この比較手段の比較結果によって前記検出対象の検出を行う検出手段と、
表示部と、
この表示部へ前記しきい値を表示させる表示制御手段と、
前記しきい値として、所定のヒステリシス幅を有するように高レベル側の第一しきい値と低レベル側の第二しきい値とを設定するしきい値設定手段と、
前記検出信号レベルが前記第一しきい値以下の状態から前記第一しきい値を上回った場合は、前記比較手段に対して前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較させ、前記検出信号レベルが前記第二しきい値以上の状態から前記第二しきい値を下回った場合は、前記比較手段に対して前記検出信号レベルと前記第一しきい値とを比較させるしきい値制御手段とを備えた検出センサにおいて、
前記表示制御手段は、
前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第一しきい値とを比較しているときは前記第一しきい値を、前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較しているときは前記第二しきい値を、それぞれ前記表示部に切替表示させることを特徴とする検出センサ。
【請求項２】
前記検出信号レベルを周期的にサンプリングし、その移動平均相当値を求める算出手段と、
この算出手段で求められる移動平均相当値に基づいて前記第一しきい値及び前記第二しきい値を補正する補正手段とを備え、
前記表示制御手段は、
前記表示部に前記第一しきい値を表示させるときは前記補正手段で補正された第一しきい値を表示し、前記表示部に前記第二しきい値を表示させるときは前記補正手段で補正された第二しきい値を表示することを特徴とする請求項１記載の検出センサ。
【請求項３】
前記表示制御手段は、
前記表示部に前記第一しきい値または前記第二しきい値を表示する際に、それぞれ異なる表示色で表示させることを特徴とする請求項１または２記載の検出センサ。
【請求項４】
自動切替表示と固定表示を選択可能な表示選択手段を備え、
前記表示制御手段は、
前記自動切替表示が選択されたときは、前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第一しきい値とを比較しているときは前記第一しきい値を、前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較しているときは前記第二しきい値を、それぞれ前記表示部に表示させ、前記固定表示が選択されたときは、前記第一しきい値または前記第二しきい値の何れかを固定表示させることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の検出センサ。
【請求項５】
検出対象の物理量を検知しその物理量に応じた検出信号を出力する物理量検知手段と、
しきい値と前記検出信号レベルとの比較を行う比較手段と、
この比較手段の比較結果によって前記検出対象の検出を行う検出手段と、
表示部と、
この表示部へ前記しきい値を表示させる表示制御手段と、
前記しきい値として、所定のヒステリシス幅を有するように高レベル側の第一しきい値と低レベル側の第二しきい値とを設定するしきい値設定手段と、
前記検出信号レベルが前記第一しきい値以下の状態から前記第一しきい値を上回った場合は、前記比較手段に対して前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較させ、前記検出信号レベルが前記第二しきい値以上の状態から前記第二しきい値を下回った場合は、前記比較手段に対して前記検出信号レベルと前記第一しきい値とを比較させるしきい値制御手段と、
前記検出信号レベルが前記第一しきい値以下の状態から前記第一しきい値を上回った場合は、前記検出対象を検出したとすると共に、前記検出信号レベルが前記第二しきい値以上の状態から前記第二しきい値を下回った場合は、前記検出対象が非検出となったとする第一モードと、前記検出信号レベルが前記第二しきい値を上回った状態から前記第二しきい値以下となった場合は、前記検出対象を検出したとすると共に、前記検出信号レベルが前記第一しきい値以下の状態から前記第一しきい値を上回った場合は、前記検出対象を非検出したとする第ニモードとを切替えるモード切替手段を備えた検出センサにおいて、
前記表示制御手段は、前記第一モードが選択された場合は前記第一しきい値を、前記第ニモードが選択された場合は前記第二しきい値を前記表示部に切替表示させることを特徴とする検出センサ。
【請求項６】
前記表示制御手段は、
前記比較手段が前記検出億号レベルと前記第一しきい値とを比較しているときは前記第一しきい値を、前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較しているときは前記第二しきい値を、それぞれ前記表示部に表示させることを特徴とする請求項５記載の検出センサ。
【請求項７】
検出対象の物理量を検知しその物理量に応じた検出信号を出力する物理量検知手段と、
しきい値と前記検出信号レベルとの比較を行う比較手段と、
前記しきい値として、所定のヒステリシス幅を有するように高レベル側の第一しきい値と低レベル側の第二しきい値とを設定するしきい値設定手段と、
前記比較手段の比較結果によって前記検出対象の検出を行う検出手段と、
前記検出信号レベルが前記第一しきい値以下の状態から前記第一しきい値を上回った場合は、前記比較手段に対して前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較させ、前記検出信号レベルが前記第二しきい値以上の状態から前記第二しきい値を下回った場合は、前記比較手段に対して前記検出信号レベルと前記第一しきい値とを比較させるしきい値制御手段とを備えた一つまたは複数のセンサユニットと、
表示装置と、
前記表示装置の表示内容を制御する表示制御手段を備える制御ユニットとからなるセンサシステムにおいて、
前記制御ユニットは、前記センサユニットの前記しきい値制御手段の制御内容を読み取り、前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第一しきい値とを比較しているときは前記第一しきい値を、前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較しているときは前記第二しきい値を、それぞれ前記表示装置に切替表示させることを特徴とするセンサシステム。
【請求項１】
検出対象の物理量を検知しその物理量に応じた検出信号を出力する物理量検知手段と、
しきい値と前記検出信号レベルとの比較を行う比較手段と、
この比較手段の比較結果によって前記検出対象の検出を行う検出手段と、
表示部と、
この表示部へ前記しきい値を表示させる表示制御手段と、
前記しきい値として、所定のヒステリシス幅を有するように高レベル側の第一しきい値と低レベル側の第二しきい値とを設定するしきい値設定手段と、
前記検出信号レベルが前記第一しきい値以下の状態から前記第一しきい値を上回った場合は、前記比較手段に対して前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較させ、前記検出信号レベルが前記第二しきい値以上の状態から前記第二しきい値を下回った場合は、前記比較手段に対して前記検出信号レベルと前記第一しきい値とを比較させるしきい値制御手段とを備えた検出センサにおいて、
前記表示制御手段は、
前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第一しきい値とを比較しているときは前記第一しきい値を、前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較しているときは前記第二しきい値を、それぞれ前記表示部に切替表示させることを特徴とする検出センサ。
【請求項２】
前記検出信号レベルを周期的にサンプリングし、その移動平均相当値を求める算出手段と、
この算出手段で求められる移動平均相当値に基づいて前記第一しきい値及び前記第二しきい値を補正する補正手段とを備え、
前記表示制御手段は、
前記表示部に前記第一しきい値を表示させるときは前記補正手段で補正された第一しきい値を表示し、前記表示部に前記第二しきい値を表示させるときは前記補正手段で補正された第二しきい値を表示することを特徴とする請求項１記載の検出センサ。
【請求項３】
前記表示制御手段は、
前記表示部に前記第一しきい値または前記第二しきい値を表示する際に、それぞれ異なる表示色で表示させることを特徴とする請求項１または２記載の検出センサ。
【請求項４】
自動切替表示と固定表示を選択可能な表示選択手段を備え、
前記表示制御手段は、
前記自動切替表示が選択されたときは、前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第一しきい値とを比較しているときは前記第一しきい値を、前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較しているときは前記第二しきい値を、それぞれ前記表示部に表示させ、前記固定表示が選択されたときは、前記第一しきい値または前記第二しきい値の何れかを固定表示させることを特徴とする請求項１ないし３の何れかに記載の検出センサ。
【請求項５】
検出対象の物理量を検知しその物理量に応じた検出信号を出力する物理量検知手段と、
しきい値と前記検出信号レベルとの比較を行う比較手段と、
この比較手段の比較結果によって前記検出対象の検出を行う検出手段と、
表示部と、
この表示部へ前記しきい値を表示させる表示制御手段と、
前記しきい値として、所定のヒステリシス幅を有するように高レベル側の第一しきい値と低レベル側の第二しきい値とを設定するしきい値設定手段と、
前記検出信号レベルが前記第一しきい値以下の状態から前記第一しきい値を上回った場合は、前記比較手段に対して前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較させ、前記検出信号レベルが前記第二しきい値以上の状態から前記第二しきい値を下回った場合は、前記比較手段に対して前記検出信号レベルと前記第一しきい値とを比較させるしきい値制御手段と、
前記検出信号レベルが前記第一しきい値以下の状態から前記第一しきい値を上回った場合は、前記検出対象を検出したとすると共に、前記検出信号レベルが前記第二しきい値以上の状態から前記第二しきい値を下回った場合は、前記検出対象が非検出となったとする第一モードと、前記検出信号レベルが前記第二しきい値を上回った状態から前記第二しきい値以下となった場合は、前記検出対象を検出したとすると共に、前記検出信号レベルが前記第一しきい値以下の状態から前記第一しきい値を上回った場合は、前記検出対象を非検出したとする第ニモードとを切替えるモード切替手段を備えた検出センサにおいて、
前記表示制御手段は、前記第一モードが選択された場合は前記第一しきい値を、前記第ニモードが選択された場合は前記第二しきい値を前記表示部に切替表示させることを特徴とする検出センサ。
【請求項６】
前記表示制御手段は、
前記比較手段が前記検出億号レベルと前記第一しきい値とを比較しているときは前記第一しきい値を、前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較しているときは前記第二しきい値を、それぞれ前記表示部に表示させることを特徴とする請求項５記載の検出センサ。
【請求項７】
検出対象の物理量を検知しその物理量に応じた検出信号を出力する物理量検知手段と、
しきい値と前記検出信号レベルとの比較を行う比較手段と、
前記しきい値として、所定のヒステリシス幅を有するように高レベル側の第一しきい値と低レベル側の第二しきい値とを設定するしきい値設定手段と、
前記比較手段の比較結果によって前記検出対象の検出を行う検出手段と、
前記検出信号レベルが前記第一しきい値以下の状態から前記第一しきい値を上回った場合は、前記比較手段に対して前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較させ、前記検出信号レベルが前記第二しきい値以上の状態から前記第二しきい値を下回った場合は、前記比較手段に対して前記検出信号レベルと前記第一しきい値とを比較させるしきい値制御手段とを備えた一つまたは複数のセンサユニットと、
表示装置と、
前記表示装置の表示内容を制御する表示制御手段を備える制御ユニットとからなるセンサシステムにおいて、
前記制御ユニットは、前記センサユニットの前記しきい値制御手段の制御内容を読み取り、前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第一しきい値とを比較しているときは前記第一しきい値を、前記比較手段が前記検出信号レベルと前記第二しきい値とを比較しているときは前記第二しきい値を、それぞれ前記表示装置に切替表示させることを特徴とするセンサシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−１０１１８８（Ｐ２００７−１０１１８８Ａ）
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−２８７３０３（Ｐ２００５−２８７３０３）
【出願日】平成１７年９月３０日（２００５．９．３０）
【出願人】（０００１０６２２１）サンクス株式会社 (578)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年４月１９日（２００７．４．１９）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年９月３０日（２００５．９．３０）
【出願人】（０００１０６２２１）サンクス株式会社 (578)
【Ｆターム（参考）】
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