JP2014131170A - Photoelectric sensor - Google Patents
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Abstract
【課題】受光量を電気信号に変換してコンパレータで閾値判定する構成の光電センサにおいて、回路規模を増大することなく、素早くオートチューニングを実施する。
【解決手段】コンパレータ6のOP閾値をチューニングする場合、制御部11がセットオフ信号を出力してアップダウンカウンタ9のカウント値を0にリセットし、遮光状態を擬似的に作り出した上で、コンパレータ6が受光信号を仮の閾値で弁別してパルスを出力し、アップダウンカウンタ9のパルスのカウント値から入光状態か遮光状態かを判定する。制御部11は、判定結果が遮光状態から入光状態に変わる境界の仮の閾値をOP閾値とする。
【選択図】図1In a photoelectric sensor configured to convert a received light amount into an electrical signal and determine a threshold value by a comparator, auto-tuning is quickly performed without increasing the circuit scale.
When tuning an OP threshold value of a comparator, a control unit outputs a set-off signal to reset a count value of an up / down counter to 0 to create a light-shielding state in a pseudo manner. 6 discriminates the received light signal with a tentative threshold value and outputs a pulse, and it is determined from the count value of the pulse of the up / down counter 9 whether it is a light incident state or a light shielding state. The control unit 11 sets the provisional threshold value of the boundary where the determination result changes from the light shielding state to the light incident state as the OP threshold value.
[Selection] Figure 1
Description
この発明は、受光量を電気信号に変換してコンパレータで閾値判定する光電センサにおいて、特に感度調整に関するものである。 The present invention particularly relates to sensitivity adjustment in a photoelectric sensor that converts a received light amount into an electrical signal and determines a threshold value by a comparator.
従来の光電センサは、投光器からの投光パルスを受光器で受光して電気信号に変換し増幅して受光信号を出力する。この受光信号が閾値を超えた場合にコンパレータからパルスを出力し、アップダウンカウンタが、パルス入力の都度カウントアップし、それ以外の場合はカウントダウンし、カウント値が設定された最大値になった場合に入光状態とし、カウント値が0となった場合に遮光状態とする(例えば、特許文献1参照)。 In a conventional photoelectric sensor, a light projection pulse from a light projector is received by a light receiver, converted into an electric signal, amplified, and output as a light reception signal. When this received light signal exceeds the threshold, a pulse is output from the comparator, and the up / down counter counts up each time the pulse is input, otherwise it counts down, and the count value reaches the set maximum value Is set to the light incident state, and when the count value becomes 0, the light is blocked (see, for example, Patent Document 1).
なお、チャタリング防止のため、コンパレータの実際の動作点は、閾値にヒステリシスの幅を加味して設定される。例えば反射形光電センサの場合、受光信号が大きい側から小さい側へ変化するとき(入光状態から遮光状態へ変化するとき、RP)と、受光信号が小さい側から大きい側へ変化するとき(遮光状態から入光状態へ変化するとき、OP)とで閾値が異なり、OP閾値はRP閾値より高い。 In order to prevent chattering, the actual operating point of the comparator is set by adding a hysteresis width to the threshold value. For example, in the case of a reflection type photoelectric sensor, when the light reception signal changes from the large side to the small side (RP when changing from the light incident state to the light shielding state) and when the light reception signal changes from the small side to the large side (light shielding). When the state changes to the light incident state, the threshold value differs from OP), and the OP threshold value is higher than the RP threshold value.
受光量を電気信号に変換してコンパレータで閾値判定する構成の光電センサにおいては、受光量をデジタル値に変換しないので直接演算して最適な閾値を算出することができないという課題があった。そのため、閾値のオートチューニング(オートティーチング)は行われていなかった。 In the photoelectric sensor configured to convert the amount of received light into an electrical signal and determine the threshold value with a comparator, the amount of received light is not converted into a digital value, so that there has been a problem that the optimum threshold value cannot be calculated directly. Therefore, threshold auto-tuning (auto teaching) has not been performed.
他方、閾値を手動でチューニングする場合には、入光状態から遮光状態へ変化するときのRP閾値のチューニングを行うのか、遮光状態から入光状態へ変化するときのOP閾値のチューニングを行うのかによって閾値が異なるため、変化前の状態を光電センサに認識させる必要があった。
また、擬似的に入光/遮光状態を作り出し、アップダウンカウンタのカウントが終わるのを待つ必要があった。さらに、擬似的に入光/遮光するための回路も必要となる。
On the other hand, when manually tuning the threshold value, it depends on whether the RP threshold value is tuned when changing from the light incident state to the light shielding state, or the OP threshold value tuning when changing from the light shielding state to the light incident state. Since the threshold values are different, it is necessary to make the photoelectric sensor recognize the state before the change.
Further, it is necessary to create a light incident / light shielding state in a pseudo manner and wait for the up / down counter to finish counting. Furthermore, a circuit for artificially entering / blocking light is also required.
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、受光量を電気信号に変換してコンパレータで閾値判定する構成の光電センサにおいて、回路規模を増大することなく、素早くオートチューニングを実施することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems. In a photoelectric sensor having a configuration in which a received light amount is converted into an electric signal and a threshold value is determined by a comparator, automatic tuning can be quickly performed without increasing the circuit scale. The purpose is to implement.
この発明に係る光電センサは、検出領域へ投光する投光素子と、投光素子からの光を受光し、受光量に応じたレベルの受光信号を出力する受光素子と、受光素子からの受光信号を所定の閾値で弁別して出力する弁別部と、弁別部の出力を所定の周期毎にカウントアップまたはカウントダウンするアップダウンカウンタと、アップダウンカウンタのカウント値が最大値のとき入光状態にあり、最小値のとき遮光状態にあることを示す信号を出力する出力制御部と、受光信号に基づいて弁別部の閾値をチューニングする場合に、アップダウンカウンタのカウント値を最大値または最小値にリセットする制御部とを備えるものである。 The photoelectric sensor according to the present invention includes a light projecting element that projects light to a detection region, a light receiving element that receives light from the light projecting element and outputs a light reception signal at a level corresponding to the amount of light received, and light reception from the light receiving element. Discriminating unit that discriminates and outputs signals with a predetermined threshold, up / down counter that counts up or down the output of the discriminating unit every predetermined period, and light entering state when the count value of the up / down counter is the maximum value When the threshold value of the discriminator is tuned based on the received light signal and the output control unit that outputs a signal indicating that the light is blocked at the minimum value, the count value of the up / down counter is reset to the maximum value or the minimum value. And a control unit.
この発明に係る光電センサは、検出領域へ投光する投光素子と、投光素子からの光を受光し、受光量に応じたレベルの受光信号を出力する受光素子と、受光素子からの受光信号を所定の閾値で弁別して出力する弁別部と、弁別部の出力を所定の周期毎にカウントアップまたはカウントダウンするアップダウンカウンタと、アップダウンカウンタのカウント値が最大値のとき入光状態にあり、最小値のとき遮光状態にあることを示す信号を出力する出力制御部と、受光信号と閾値との比較に基づいて増幅部の増幅度をチューニングする場合に、アップダウンカウンタのカウント値を最大値または最小値にリセットする制御部とを備えるものである。 The photoelectric sensor according to the present invention includes a light projecting element that projects light to a detection region, a light receiving element that receives light from the light projecting element and outputs a light reception signal at a level corresponding to the amount of light received, and light reception from the light receiving element. Discriminating unit that discriminates and outputs signals with a predetermined threshold, up / down counter that counts up or down the output of the discriminating unit every predetermined period, and light entering state when the count value of the up / down counter is the maximum value When the output control unit that outputs a signal indicating that the light is blocked at the minimum value and the amplification degree of the amplification unit are tuned based on the comparison between the received light signal and the threshold value, the count value of the up / down counter is maximized. And a controller that resets the value to the minimum value.
この発明に係る光電センサは、検出領域へ投光する投光素子と、投光素子からの光を受光し、受光量に応じたレベルの受光信号を出力する受光素子と、受光素子からの受光信号を所定の閾値で弁別して出力する弁別部と、弁別部の出力を所定の周期毎にカウントアップまたはカウントダウンするアップダウンカウンタと、アップダウンカウンタのカウント値が最大値のとき入光状態にあり、最小値のとき遮光状態にあることを示す信号を出力する出力制御部と、受光信号と閾値との比較に基づいて投光素子の投光量をチューニングする場合に、アップダウンカウンタのカウント値を最大値または最小値にリセットする制御部とを備えるものである。 The photoelectric sensor according to the present invention includes a light projecting element that projects light to a detection region, a light receiving element that receives light from the light projecting element and outputs a light reception signal at a level corresponding to the amount of light received, and light reception from the light receiving element. Discriminating unit that discriminates and outputs signals with a predetermined threshold, up / down counter that counts up or down the output of the discriminating unit every predetermined period, and light entering state when the count value of the up / down counter is the maximum value The output control unit that outputs a signal indicating that the light is blocked at the minimum value, and the count value of the up / down counter when tuning the light projection amount of the light projecting element based on the comparison between the light reception signal and the threshold value. And a control unit that resets to a maximum value or a minimum value.
この発明によれば、受光感度を調整する際にアップダウンカウンタのカウント値をリセットするようにしたので、アップダウンカウンタのカウントを待たずに入光状態または遮光状態を作り出すことができる。従って、受光量を電気信号に変換して弁別部で閾値判定する構成の光電センサにおいて、回路規模を増大することなく、素早くオートチューニングを実施することができる。 According to the present invention, since the count value of the up / down counter is reset when adjusting the light receiving sensitivity, it is possible to create a light incident state or a light shielding state without waiting for the count of the up / down counter. Therefore, in the photoelectric sensor having a configuration in which the received light amount is converted into an electric signal and the threshold value is determined by the discrimination unit, auto-tuning can be performed quickly without increasing the circuit scale.
実施の形態1.
図1は、この発明の実施の形態1に係る反射形光電センサ1の構成を示す回路図である。この反射形光電センサ1は、投光素子2(例えば、発光ダイオード)と、投光回路3と、受光素子4(例えば、フォトダイオード)と、増幅回路5と、コンパレータ(弁別部)6と、閾値設定回路7と、パルス検出回路8と、アップダウンカウンタ9と、出力制御回路10と、制御部11と、記憶部12とから構成される。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration of a reflective
反射形の場合、投光素子2および投光回路3を一体化した投光器と、受光素子4、増幅回路5、コンパレータ6、閾値設定回路7、パルス検出回路8、アップダウンカウンタ9、出力制御回路10、制御部11および記憶部12を一体化した受光器とを、検出対象物の存在する検出領域に対して同じ側に並べて設置し、投光器から発した光の検出対象物による反射光を受光器で受光することで、その受光量の変化から入光状態か遮光状態かを判定する。
In the case of the reflection type, a projector in which the
投光回路3は、投光素子2を駆動して、所定光量のパルスを検出領域へ投光させる。受光素子4は、検出領域からの反射光を受光して、受光量に応じた電気信号に変換して受光信号とする。増幅回路5は、この受光信号を増幅してコンパレータ6の一方の入力端子へ入力する。閾値設定回路7は、例えば、コンパレータ6のもう一方の入力端子に接続した可変抵抗器で構成され、アップダウンカウンタ9からオン信号が入力されるとRP閾値を設定し、オン信号の入力が途絶えるとOP閾値を設定する。コンパレータ6は、一方の入力端子に入力される増幅回路5の受光信号を、もう一方の入力端子に入力される閾値設定回路7の閾値(OPまたはRP)で弁別して出力する。反射形の場合、コンパレータ6は、値が小さい側から大きい側へ変化するときの受光信号をOP閾値と比較して、受光信号がOP閾値以上の場合に検出対象物が有る状態(入光状態)と判定し、パルス検出回路8へパルスを出力する。また、コンパレータ6は、値が大きい側から小さい側へ変化するときの受光信号をRP閾値と比較して、受光信号がRP閾値以下の場合に検出対象物が無い状態(遮光状態)と判定し、パルス検出回路8へパルスを出力しない。これらOP,RP閾値は、後述するオートチューニングにより決定される。
The
反射形の場合、投光器側の投光回路3と受光器側のパルス検出回路8は同期信号に基づいて同期されており、パルス検出回路8は、コンパレータ6から入力されるパルスが投光素子2から投光された自発光に対応した有効なパルスか否かを同期信号を用いて判定し、有効なパルスをアップダウン信号としてアップダウンカウンタ9へ入力する。また、パルス検出回路8からアップダウンカウンタ9へ、同期信号に同期した周期的なカウントが入力される。
In the case of the reflection type, the
図2は、アップダウンカウンタ9のカウントアップ時の動作を示し、図3はカウントダウン時の動作を示す。図2および図3の各横軸は時間である。
アップダウンカウンタ9は、周期的なカウント毎に(図2(a)、図3(a))、アップダウン信号が入力された場合はカウントアップし(図2(c))、パルスが入力されない場合はカウントダウンする(図3(c))。そして、カウント値が最大値の5になると入光状態としてオン信号を出力し(図2(d))、カウント値が最小値の0になると遮光状態としてオン信号出力を停止する(図3(d))。出力制御回路10は、アップダウンカウンタ9のオン信号の入力有無に応じて接点を開閉する。
FIG. 2 shows the operation when the up / down
The up / down
図4は、アップダウンカウンタ9のセットオン動作を示し、図5はセットオフ動作を示す。図4および図5の各横軸は時間である。
アップダウンカウンタ9は、制御部11からセットオン信号が入力されると(図4(e))、カウント値を最大値(例えば、5)に変更し(図4(c))、オン信号を出力する(図4(d))。一方、制御部11からセットオフ信号が入力されると(図5(e))、アップダウンカウンタ9はカウント値を最小値の0に変更し(図5(c))、オン信号出力を停止する(図5(d))。
FIG. 4 shows the set-on operation of the up / down
When the set-on signal is input from the control unit 11 (FIG. 4E), the up / down
セットオン信号またはセットオフ信号をアップダウンカウンタ9に与えてカウント値をリセットする場合、即座にカウント値をリセットでき、疑似的な入光状態または遮光状態を作り出すことができる。一方、このようなリセット機能が無い場合、現在のカウント値を0または最大値へ1カウントずつ遷移させる必要があるため、擬似的な入光状態または遮光状態を作り出すために最大5カウント分の時間を有する。
When the count value is reset by supplying a set-on signal or a set-off signal to the up / down
以上の投光素子2、投光回路3、受光素子4、増幅回路5、コンパレータ6、閾値設定回路7、パルス検出回路8、アップダウンカウンタ9および出力制御回路10は、アナログ回路で構成する。一方、以下に説明する制御部11はアナログ回路で構成してもよいし、マイクロコンピュータ等のデジタル回路で構成してもよい。また、記憶部12は、EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read−Only Memory)等の記憶素子で構成する。
The
記憶部12は、反射形光電センサ1の各種の設定情報(例えば、カウントアップの最大値)を記憶しており、制御部11がその情報を読み出して、アップダウンカウンタ9にカウント段数制御信号を出力することによりカウントアップの最大値を設定する。また、制御部11は、記憶部12に記憶されているオートチューニングのプログラムを読み出して実行し、アップダウンカウンタ9の出力するオン信号を利用して求めたOP閾値とRP閾値を閾値レベル選択信号として閾値設定回路7に出力することにより、反射形光電センサ1の受光感度を調整する。また、オートチューニング中に、必要に応じて制御部11からアップダウンカウンタ9へセットオン信号およびセットオフ信号を出力して、アップダウンカウンタ9のカウント値を最大値(例えば、5)または最小値(0)に強制的に移行させることにより、素早く擬似的な入光状態または遮光状態を作り出す。
The
以下、反射形光電センサ1のオートチューニングを説明する。図6は、2分法によるOP閾値を求めるフローチャートであり、フローチャートに沿った動作例を、図7のグラフを参照しながら説明する。グラフの縦軸は受光信号の光量、横軸はフローのループ回数である。オートチューニングを実施する場合、検出領域に検出対象物体が存在する入光状態を保ち、このときの入光量からOP閾値およびRP閾値を推定する。
Hereinafter, auto-tuning of the reflective
制御部11は、記憶部12に記憶されている設定情報のうち、ループ回数i=N(例えば、i=8とする)を設定すると共に(ステップST1)、閾値が取り得る範囲の最大値を閾値上限に、最小値を閾値下限に初期設定する(ステップST2)。続いて制御部11は、閾値上限から閾値下限の範囲を2分する中間値を仮のOP閾値に設定し(ステップST3)、セットオフ信号を出力してアップダウンカウンタ9のカウント値を0にし、遮光状態とする(ステップST4)。図7において、閾値上限を三角形(△)、閾値下限を四角形(□)、仮のOP閾値を白丸(○)、入光量を破線で表す。
The control unit 11 sets the loop count i = N (for example, i = 8) among the setting information stored in the storage unit 12 (step ST1), and sets the maximum value that the threshold can take. The minimum value is initially set as the threshold lower limit as the threshold upper limit (step ST2). Subsequently, the control unit 11 sets an intermediate value that bisects the range from the upper threshold to the lower threshold as a temporary OP threshold (step ST3), outputs a set-off signal, and sets the count value of the up / down
続いて入光状態を判定する(ステップST5)。先ず、制御部11から仮のOP閾値が通知された閾値設定回路7が、コンパレータ6に仮のOP閾値を設定する。コンパレータ6は受光信号(図7に破線で示す入光量)が仮のOP閾値以上の場合にアップダウン信号を出力し、アップダウンカウンタ9がカウント値を0から最大値までカウントアップしていき、入光状態を表すオン信号を出力する(ステップST5“ON”)。すると、制御部11がこのオン信号を受けて、図7のi=8のときのように閾値下限を仮のOP閾値に変更する(ステップST6)。
Subsequently, the light incident state is determined (step ST5). First, the threshold setting circuit 7 notified of the temporary OP threshold from the control unit 11 sets the temporary OP threshold in the
一方、受光信号が仮のOP閾値より小さい場合は、コンパレータ6からアップダウン信号が出力されず、例えばカウント5回分の時間が経過してもアップダウンカウンタ9のカウント値が0のままであってオン信号が出力されない。この場合、制御部11は、セットオフ信号を出力して擬似的に遮光状態を作り出した後、例えばカウント5回分の時間が経過してもオン信号が入力されなければ(ステップST5“OFF”)、遮光状態が継続していると判断して、図7のi=7のときのように閾値上限を仮のOP閾値に変更する(ステップST7)。
On the other hand, when the received light signal is smaller than the temporary OP threshold value, the up / down signal is not output from the
制御部11は、閾値上限または閾値下限を仮のOP閾値に変更した後ループ回数iをデクリメントし(ステップST8)、i=0になればオートチューニングを終了して(ステップST9“YES”)、そのときの仮のOP閾値を正式なOP閾値として閾値設定回路7へ通知する。 The controller 11 decrements the loop count i after changing the threshold upper limit or threshold lower limit to the temporary OP threshold (step ST8), and ends auto-tuning when i = 0 (step ST9 “YES”). The temporary OP threshold at that time is notified to the threshold setting circuit 7 as a formal OP threshold.
i=0でなければ(ステップST9“NO”)、再びステップST3へ戻り、変更後の閾値上限から閾値下限の範囲を2分する中間値を仮のOP閾値に設定して入光状態を判定する処理を繰り返す。この処理を繰り返すことにより、仮のOP閾値を入光量に近づけていくことができ、受光感度を調整できる。 If i = 0 is not satisfied (“NO” in step ST9), the process returns to step ST3 again, and an intermediate value that divides the range between the upper limit of the threshold value and the lower limit of the threshold value into two is set as a temporary OP threshold value to determine the light incident state. Repeat the process. By repeating this process, the temporary OP threshold can be made closer to the incident light amount, and the light receiving sensitivity can be adjusted.
上記説明では、遮光状態から入光状態への変化を検出するためのOP閾値をオートチューニングしたが、同様の方法で、入光状態から遮光状態への変化を検出するためのRP閾値もオートチューニングする。RP閾値をオートチューニングする場合、制御部11は、ステップST3において仮のOP閾値からヒステリシスの幅を加味して仮のRP閾値(図7に黒丸(●)で示す)を設定する。また、制御部11は、ステップST4においてセットオン信号を出力してアップダウンカウンタ9のカウント値を最大値にし、擬似的な入光状態を作り出して仮のRP閾値に基づく判定を行う。
In the above description, the OP threshold value for detecting the change from the light-blocking state to the light-blocking state is auto-tuned. However, the RP threshold value for detecting the change from the light-blocking state to the light-blocking state is also auto-tuned by the same method. To do. When auto-tuning the RP threshold value, the control unit 11 sets a temporary RP threshold value (indicated by a black circle (●) in FIG. 7) in consideration of the hysteresis width from the temporary OP threshold value in step ST3. Further, in step ST4, the control unit 11 outputs a set-on signal, maximizes the count value of the up / down
なお、OP閾値およびRP閾値の探索方法は、図6に示す2分法に限定されるものではなく、任意の方法でよい。以下に、図8を参照しながら逐次法を説明する。
図8は、OP閾値およびRP閾値の概念図であり、縦軸を光量とする。前の状態とは、セットオン信号出力時の擬似的な入光状態、またはセットオフ信号出力時の擬似的な遮光状態のことであり、後の状態とは、入光状態の判定結果のことである。前の状態がOFF(遮光状態)の場合、後の状態がOFFであれば光量<OP閾値、後の状態がON(入光状態)であれば光量>OP閾値となる。一方、前の状態がONの場合、後の状態がOFFであれば光量<RP閾値、後の状態がONであれば光量>RP閾値となる。
Note that the search method for the OP threshold value and the RP threshold value is not limited to the bisection method shown in FIG. 6, and may be any method. Hereinafter, the sequential method will be described with reference to FIG.
FIG. 8 is a conceptual diagram of the OP threshold and the RP threshold, and the vertical axis represents the light amount. The previous state is a pseudo light incident state when a set-on signal is output or a pseudo light-shielding state when a set-off signal is output, and the subsequent state is a determination result of the light incident state. It is. When the previous state is OFF (light shielding state), the light amount <OP threshold value if the subsequent state is OFF, and the light amount> OP threshold value if the subsequent state is ON (light incident state). On the other hand, if the previous state is ON, the light amount <RP threshold value if the subsequent state is OFF, and the light amount> RP threshold value if the subsequent state is ON.
制御部11は、仮のRP閾値と仮のOP閾値を閾値下限側から徐々に閾値上限側に変更しながら、入光状態か否か繰り返し判定していき、図8に示すように後の状態がOFFからONになる境界のRP閾値と、後の状態がOFFからONになる境界のOP閾値を探す。もちろん、仮のRP閾値と仮のOP閾値を閾値上限側から徐々に閾値下限側に変更してもよい。また、仮のRP閾値と仮のOP閾値を設定する際にヒステリシスの幅を加味する必要がある。 The control unit 11 repeatedly determines whether or not the light is in an incident state while gradually changing the temporary RP threshold and the temporary OP threshold from the threshold lower limit side to the threshold upper limit side, as shown in FIG. Search for the RP threshold value at the boundary where A is turned from OFF to ON and the OP threshold value at the boundary where the subsequent state is turned from OFF to ON. Of course, the temporary RP threshold and the temporary OP threshold may be gradually changed from the threshold upper limit side to the threshold lower limit side. Moreover, it is necessary to consider the hysteresis width when setting the temporary RP threshold and the temporary OP threshold.
以上より、実施の形態1によれば、反射形光電センサ1は、検出領域へ投光する投光素子2と、投光素子2からの光を受光し、受光量に応じたレベルの受光信号を出力する受光素子4と、受光素子4からの受光信号を所定の閾値(OPまたはRP)で弁別して出力するコンパレータ6と、コンパレータ6の出力を所定の周期毎にカウントアップまたはカウントダウンするアップダウンカウンタ9と、アップダウンカウンタ9のカウント値が最大値のとき入光状態にあり、最小値のとき遮光状態にあることを示す信号を出力する出力制御回路10と、受光信号に基づいてコンパレータ6の閾値をチューニングする場合に、アップダウンカウンタ9のカウント値を最大値または最小値にリセットする制御部11とを備えるように構成した。このため、コンパレータ6の閾値をチューニングする際に、制御部11からセットオン信号またはセットオフ信号を出力することにより、アップダウンカウンタ9のカウント値が最大値または最小値になるのを待たずに入光状態または遮光状態を作り出すことができる。従って、受光量を電気信号に変換してコンパレータ6で閾値判定する構成の反射形光電センサ1において、回路規模を増大することなく、素早くオートチューニングを実施することができる。
As described above, according to the first embodiment, the reflective
また、実施の形態1によれば、制御部11は、アップダウンカウンタ9の閾値が取り得る範囲の最大値を閾値上限、最小値を閾値下限に初期設定し、閾値上限および閾値下限から仮の閾値を求めて閾値設定回路7を介してコンパレータ6に設定して入光状態か遮光状態かを判定し、入光状態であった場合は当該仮の閾値を閾値下限に設定する一方、遮光状態であった場合は当該仮の閾値を閾値上限に設定して当該仮の閾値を求め直すことを繰り返し、所定回数繰り返した後の仮の閾値をコンパレータ6に設定するように構成した。このため、受光量を電気信号に変換してコンパレータ6で閾値判定する構成の反射形光電センサ1において、受光量に基づいてOP閾値およびRP閾値のオートチューニングを実施することができ、OP閾値のチューニングを行うのかRP閾値のチューニングを行うのか外部から設定する必要がない。また、2分法を利用して素早く閾値を探索することができ、チューニング時間を短縮することができる。
Further, according to the first embodiment, the control unit 11 initially sets the maximum value of the range that can be taken by the threshold value of the up / down
なお、以上の説明ではオートチューニング(自動で感度調整)する場合に自動的にセットオン信号およびセットオフ信号を出力する構成にしたが、マニュアルチューニング(手動で感度調整)する場合に、ボタン操作などによる外部からの指示を受け付けてセットオン信号およびセットオフ信号を出力する構成にしてもよい。 In the above description, the set-on signal and set-off signal are automatically output when auto-tuning (automatic sensitivity adjustment). However, when manual tuning (manual sensitivity adjustment) is performed, button operation, etc. A configuration may be adopted in which a set-on signal and a set-off signal are output in response to an instruction from the outside.
また、以上の説明では、反射形光電センサ1の感度調整として、受光量の閾値(OPおよびRP)をチューニングしたが、閾値に限定されるものではない。例えば、閾値は固定して、増幅回路5の増幅度(ゲイン)を変更しながら入光状態の判定を繰り返すことにより増幅度をチューニングしたり、投光素子2からの投光量を変更しながら入光状態の判定を繰り返すことにより投光量をチューニングしたりして、反射形光電センサ1の感度調整を行ってもよい。増幅度の調整は、制御部11から増幅回路5へ増幅度選択信号を通知することにより行い、投光量の調整は、制御部11から投光回路3へ投光量選択信号を通知することにより行えばよい。
In the above description, the threshold values (OP and RP) of the received light amount are tuned as sensitivity adjustment of the reflective
さらに、閾値、増幅度および投光量のうちの複数を変更することにより受光感度を調整してもよい。例えば、増幅度(2段階)と閾値を両方変更する場合、制御部11は、先ず2段階の増幅度のどちらのときにオン信号が出力されるか入光状態を判定し、オン信号が出力される増幅度に設定した状態で図6のフローチャートを実行して閾値をチューニングする。 Furthermore, the light receiving sensitivity may be adjusted by changing a plurality of threshold values, amplification factors, and light projection amounts. For example, when both the amplification degree (two stages) and the threshold value are changed, the control unit 11 first determines the light incident state when the amplification signal is output in two stages, and the on signal is output. The threshold value is tuned by executing the flowchart of FIG.
また、以上の説明では、反射形光電センサ1のチューニングを行ったが、このチューニングを透過形の光電センサに適用することも可能である。透過形の光電センサは、検出領域を間に挟んで投光器と受光器を向かい合わせに設置し、検出領域に検出対象物が存在するとき投光器から発せられた光が検出対象物に遮蔽されることを利用して物体検出を行う。従って、検出領域に検出対象物が有ると受光信号が小さく、検出対象物が無いと受光信号が大きくなる点が反射形光電センサ1とは異なるのみで、反射形光電センサ1と同様の方法によりチューニングを行うことができ、反射形光電センサ1を透過形としても使用可能である。
In the above description, the reflective
ただし、透過形の場合、投光器と受光器を離間して設置するので、同期信号用の信号線を配策しにくい。そのため、透過形として使用する場合には、パルス検出回路8が同期信号を用いずにコンパレータ6のパルスが有効か否かを判断する。従って、反射形光電センサ1を反射形および透過形として兼用可能に構成する場合には、パルス検出回路8のパルス検出方式を反射形と透過形とで切り替えるための検出方式信号を、制御部11からパルス検出回路8へ出力し、パルス検出回路8は反射形のときは同期信号を用いてパルスの有効性を判断し、透過形のときは同期信号を用いない方法でパルスの有効性を判断する。
However, in the case of the transmissive type, the projector and the light receiver are installed apart from each other, so that it is difficult to route the signal line for the synchronization signal. Therefore, when used as a transmission type, the pulse detection circuit 8 determines whether the pulse of the
ここまで本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、上述した実施の形態の構成に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更などがあっても本発明に含まれることは言うまでもない。 The embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, but the specific configuration is not limited to the configuration of the above-described embodiment, and the design is within the scope not departing from the gist of the present invention. Needless to say, changes and the like are included in the present invention.
1 反射形光電センサ
2 投光素子
3 投光回路
4 受光素子
5 増幅回路
6 コンパレータ(弁別部)
7 閾値設定回路
8 パルス検出回路
9 アップダウンカウンタ
10 出力制御回路
11 制御部
12 記憶部
DESCRIPTION OF
7 Threshold Setting Circuit 8
Claims (12)
前記投光素子からの光を受光し、受光量に応じたレベルの受光信号を出力する受光素子と、
前記受光素子からの受光信号を所定の閾値で弁別して出力する弁別部と、
前記弁別部の出力を所定の周期毎にカウントアップまたはカウントダウンするアップダウンカウンタと、
前記アップダウンカウンタのカウント値が最大値のとき入光状態にあり、最小値のとき遮光状態にあることを示す信号を出力する出力制御部と、
前記受光信号に基づいて前記弁別部の閾値をチューニングする場合に、前記アップダウンカウンタのカウント値を最大値または最小値にリセットする制御部とを備える光電センサ。 A light projecting element that projects light to the detection area;
A light receiving element that receives light from the light projecting element and outputs a light receiving signal at a level corresponding to the amount of light received;
A discrimination unit that discriminates and outputs a light reception signal from the light receiving element at a predetermined threshold;
An up / down counter that counts up or counts down the output of the discriminator at predetermined intervals;
An output control unit that outputs a signal indicating that the up / down counter is in a light incident state when the count value is a maximum value and is in a light shielding state when the count value is a minimum value;
A photoelectric sensor comprising: a control unit that resets the count value of the up / down counter to a maximum value or a minimum value when tuning the threshold value of the discrimination unit based on the light reception signal.
前記制御部は、前記受光信号と前記弁別部の閾値との比較に基づいて前記増幅部の増幅度をチューニングする場合に、前記アップダウンカウンタのカウント値を最大値または最小値にリセットすることを特徴とする請求項1または請求項2記載の光電センサ。 An amplification unit that amplifies a light reception signal from the light receiving element and inputs the amplified signal to the discrimination unit;
The control unit resets the count value of the up / down counter to a maximum value or a minimum value when tuning the amplification degree of the amplification unit based on a comparison between the light reception signal and a threshold value of the discrimination unit. The photoelectric sensor according to claim 1 or 2, wherein the photoelectric sensor is characterized in that:
前記投光素子からの光を受光し、受光量に応じたレベルの受光信号を出力する受光素子と、
前記受光素子からの受光信号を所定の閾値で弁別して出力する弁別部と、
前記弁別部の出力を所定の周期毎にカウントアップまたはカウントダウンするアップダウンカウンタと、
前記アップダウンカウンタのカウント値が最大値のとき入力状態にあり、最小値のとき遮光状態にあることを示す信号を出力する出力制御部と、
前記受光信号と前記閾値との比較に基づいて前記増幅部の増幅度をチューニングする場合に、前記アップダウンカウンタのカウント値を最大値または最小値にリセットする制御部とを備える光電センサ。 A light projecting element that projects light to the detection area;
A light receiving element that receives light from the light projecting element and outputs a light receiving signal at a level corresponding to the amount of light received;
A discrimination unit that discriminates and outputs a light reception signal from the light receiving element at a predetermined threshold;
An up / down counter that counts up or counts down the output of the discriminator at predetermined intervals;
An output control unit that outputs a signal indicating that the count value of the up / down counter is in an input state when the count value is a maximum value and is in a light shielding state when the count value is a minimum value;
A photoelectric sensor comprising: a control unit that resets the count value of the up / down counter to a maximum value or a minimum value when tuning the amplification degree of the amplification unit based on a comparison between the light reception signal and the threshold value.
前記投光素子からの光を受光し、受光量に応じたレベルの受光信号を出力する受光素子と、
前記受光素子からの受光信号を所定の閾値で弁別して出力する弁別部と、
前記弁別部の出力を所定の周期毎にカウントアップまたはカウントダウンするアップダウンカウンタと、
前記アップダウンカウンタのカウント値が最大値のとき入光状態にあり、最小値のとき遮光状態にあることを示す信号を出力する出力制御部と、
前記受光信号と前記閾値との比較に基づいて前記投光素子の投光量をチューニングする場合に、前記アップダウンカウンタのカウント値を最大値または最小値にリセットする制御部とを備える光電センサ。 A light projecting element that projects light to the detection area;
A light receiving element that receives light from the light projecting element and outputs a light receiving signal at a level corresponding to the amount of light received;
A discrimination unit that discriminates and outputs a light reception signal from the light receiving element at a predetermined threshold;
An up / down counter that counts up or counts down the output of the discriminator at predetermined intervals;
An output control unit that outputs a signal indicating that the up / down counter is in a light incident state when the count value is a maximum value and is in a light shielding state when the count value is a minimum value;
A photoelectric sensor comprising: a control unit that resets the count value of the up / down counter to a maximum value or a minimum value when tuning a light projection amount of the light projecting element based on a comparison between the light reception signal and the threshold value.
前記制御部は、前記受光信号と前記弁別部の閾値との比較に基づいて前記増幅部の増幅度をチューニングする場合に、前記アップダウンカウンタのカウント値を最大値または最小値にリセットすることを特徴とする請求項10記載の光電センサ。 An amplification unit that amplifies a light reception signal from the light receiving element and inputs the amplified signal to the discrimination unit;
The control unit resets the count value of the up / down counter to a maximum value or a minimum value when tuning the amplification degree of the amplification unit based on a comparison between the light reception signal and a threshold value of the discrimination unit. The photoelectric sensor according to claim 10.
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