專利名稱：光電傳感器及其調(diào)整方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種投射光功率及接收光變換率(例如接收光放大率)的其中之一或者兩者可自動調(diào)整的光電傳感器及其調(diào)整方法。
背景技術(shù)：
一般作為光電傳感器而熟知的種類的產(chǎn)品，是將光投射至檢測區(qū)域，接收透過檢測區(qū)域的光或者由檢測區(qū)域反射的光，基于接收光量而取得有關(guān)檢測區(qū)域內(nèi)的物體的有無或物體的特性的信息。常用的光電傳感器根據(jù)設(shè)置條件或者檢測對象的不同而具有很多種，所以從前公知有這樣的光電傳感器，即在檢測區(qū)域內(nèi)實際放置對象物的狀態(tài)下，進(jìn)行靈敏度調(diào)整，通過調(diào)整投射光功率和接收光放大率而得到適當(dāng)?shù)臋z測值，接著，基于改變檢測對象物的位置等進(jìn)行試驗檢測而得到的檢測值，決定用來判定檢測值的閾值(例如參照日本公開專利文獻(xiàn)特開平5-206820號公報)。
這樣，在光電傳感器中，都是對照實物來決定使檢測區(qū)域內(nèi)的狀況對應(yīng)于檢測值的靈敏度和用于評價、判別所得到的檢測值的閾值。而公知有這樣的光電傳感器，為了使這些調(diào)整作業(yè)容易，將檢測值或閾值進(jìn)行數(shù)值顯示(例如參照日本公開專利文獻(xiàn)特開平9-252242號公報)。
另外，還公知有一種光電傳感器，為了能夠在背景檢測狀態(tài)下即使是非零檢測值，也將其數(shù)值顯示為零，從而一目了然地掌握所顯示的檢測值是對應(yīng)于背景的還是對應(yīng)于檢測對象物的，將背景水平作為歸零標(biāo)準(zhǔn)值存儲起來，顯示檢測值減去歸零標(biāo)準(zhǔn)值的值(日本公開專利文獻(xiàn)特開2001-124594號公報3)。
與以由物理單位(例如mm)顯示所測定的物理量(例如距離)為目的的測量儀器的情況不同，通用的光電傳感器的檢測值被定為其使用狀況下的任意標(biāo)度的相對值，根據(jù)使用狀況來接收的光的強度也各種各樣。從而可以對照實物調(diào)整使檢測區(qū)域內(nèi)的狀況對應(yīng)于檢測值的靈敏度，以便得到適度范圍內(nèi)的檢測值。另外，還存在光電傳感器的制造離散或設(shè)置狀態(tài)的離散。因此，在準(zhǔn)備多個光電傳感器時，它們之間的靈敏度并不一致，而且一般也沒有這種必要。關(guān)于閾值，也是在確定靈敏度后分別對照實物進(jìn)行調(diào)整。
可是，在使多個光電傳感器適用于相同的使用狀況的情況下，要求希望在對照實物調(diào)整最初一臺光電傳感器之后，使用其結(jié)果，而減少調(diào)整其他光電傳感器的功夫。這種狀況會出現(xiàn)在空間上并列使用多個光電傳感器的情況下，在光電傳感器組裝入其他的批量生產(chǎn)的裝置中時也會出現(xiàn)。這種狀況下，現(xiàn)有的光電傳感器即使對第二臺以后的各光電傳感器也必須分別花費與最初調(diào)整的光電傳感器的情況相同的功夫來調(diào)整。
另外，即使在單體使用光電傳感器的情況下，也存在僅有靈敏度或閾值的自動調(diào)整功能(示教功能)不充分的情況。即，即使光電傳感器的使用者可以利用靈敏度或閾值的自動調(diào)整功能，但為了使檢測狀態(tài)最佳，至少也想通過手動來調(diào)整閾值?？墒牵凑宅F(xiàn)有的光電傳感器，因為在手動調(diào)整之前進(jìn)行的靈敏度的自動調(diào)整的結(jié)果得到怎樣的檢測值由機械確定，所以反而難以進(jìn)行手動調(diào)整作業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是著眼于上述現(xiàn)有的問題點而作成的，其目的在于提供一種光電傳感器及其調(diào)整方法，可容易地將多個光電傳感器調(diào)整成同樣的檢測特性，另外，在單體使用光電傳感器時，也容易設(shè)定對閾值等檢測值的評價基準(zhǔn)。
本發(fā)明的光電傳感器，具備有具有向檢測區(qū)域射出檢測光的發(fā)光元件的投射光部、具有接收來自檢測區(qū)域的光而得到對應(yīng)于接收光量的檢測值的接收光元件的接收光部、存儲檢測值的調(diào)整目標(biāo)值的目標(biāo)值存儲部、靈敏度調(diào)整裝置以及指示靈敏度調(diào)整裝置進(jìn)行調(diào)整的調(diào)整指示裝置；該靈敏度調(diào)整裝置調(diào)整從投射光部射出的檢測光的功率和/或接收光部的接收光量向檢測值變換的變換率來使檢測值與目標(biāo)值一致。
按照本發(fā)明的光電傳感器，若設(shè)置光電傳感器，由調(diào)整指示裝置指示進(jìn)行靈敏度調(diào)整，就能使這時的檢測值與目標(biāo)值一致。若針對多個光電傳感器在相同的使用狀況下指示進(jìn)行靈敏度調(diào)整，在這些光電傳感器之間不會存在檢測值的離散。另外，不僅不會存在該使用狀況下的檢測值的離散，在這些光電傳感器之間，隨使用狀況的變化(例如檢測對象物的位置的變化)的檢測值的變化特性也通用化。這是因為不僅靈敏度調(diào)整時的檢測值通用化，而且沒有入光時的檢測值也通用化。對此進(jìn)行更詳細(xì)的說明。沒有入光時的檢測值(例如為零)的離散僅由接收光部的電氣補償?shù)碾x散所賦予，光學(xué)元件的離散不會賦予。接收光部的電氣補償?shù)碾x散一般很小，所以實際上可以說沒有入光時的檢測值是通用化的。檢測值的變化特性中，上述使用狀況的檢測值和沒有入光時的檢測值這兩點通用化，所以檢測值的變化特性的整體基本上通用化。在此所說的使用狀況包含光電傳感器的投射光部和接收光部的相對位置、檢測區(qū)域中的物體的有無、檢測區(qū)域中存在物體的情況下的物體特性(位置、形狀、大小、反射或透過的光學(xué)特性等)。
因此，可以對由這些光電傳感器得到的檢測值適用通用的評價基準(zhǔn)。評價基準(zhǔn)中具有與檢測值相比較的一個或者多個閾值、檢測值的時間方面的變化率的大小等。評價檢測值的裝置可以內(nèi)置于光電傳感器內(nèi)，也可以位于光電傳感器的外部而從光電傳感器接收檢測值的輸出。
另外，即使沒有在相同的使用狀況下所使用的其他的光電傳感器的情況下也可以使用本發(fā)明的光電傳感器。在這種情況下，與上面說明的情況相同，只要進(jìn)行靈敏度調(diào)整也能使該使用狀況下的檢測值與目標(biāo)值一致。即使使用狀況不同，只要進(jìn)行靈敏度調(diào)整就可以得到相同的檢測值。所以，使用者可容易地把光電傳感器的使用方法標(biāo)準(zhǔn)化。例如，在以手動設(shè)定閾值的情況下，將閾值的確定順序程序化而變得容易。也容易掌握光電傳感器的調(diào)整作業(yè)。
本發(fā)明的目標(biāo)值是對于不同的使用狀況可以通用的目標(biāo)值。實際上只要可能或者適當(dāng)，最好對于不同的使用狀況通用相同的目標(biāo)值。本發(fā)明是在設(shè)定為正確的檢測值原本就不存在或者不明確的使用狀況下，使偶然得到的檢測值強制性地與目標(biāo)值一致。在這一點上，本發(fā)明中的靈敏度調(diào)整與以補正設(shè)定為正確的檢測值和實際的檢測值之間的誤差為目的的測量儀器的校正不同。但是并不妨礙例如根據(jù)投射接收光的透過型配置和反射型配置這樣的使用狀況的類型來變更目標(biāo)值、在接收光量過大或者過小的情況下變更檢測目標(biāo)值、根據(jù)其他使用者的狀況來變更目標(biāo)值。
使檢測值與目標(biāo)值一致的靈敏度的調(diào)整范圍最好在10倍以上，若考慮到作為光電傳感器的通用性最好是100倍(例如對于調(diào)整前的檢測值從1/20倍到5倍)以上。
投射光部射出的檢測光的功率在脈沖投射光的情況下由光脈沖的高度以及寬度所決定。另外，在接收光部的檢測值也取決于脈沖投射光的周期的情況下，光脈沖的周期也決定檢測光的功率。在靈敏度調(diào)整裝置調(diào)整脈沖投射的檢測光的功率的情況下，決定這些檢測光的功率的要素的至少某一項成為調(diào)整對象。
可以使用設(shè)置在光電傳感器上的操作開關(guān)來實現(xiàn)調(diào)整指示裝置。另外，也可以從外部輸入指示進(jìn)行調(diào)整的信號。本發(fā)明的光電傳感器中，在進(jìn)行靈敏度調(diào)節(jié)的結(jié)果是不能調(diào)整為目標(biāo)值的情況下，也可以進(jìn)行錯誤報警處理?？梢赃M(jìn)行錯誤顯示作為錯誤報警處理。另外，作為錯誤報警處理，可以不進(jìn)行靈敏度調(diào)整，或者調(diào)整成規(guī)定的靈敏度。
可是，如本領(lǐng)域技術(shù)人員眾所周知的那樣，光電傳感器有放大內(nèi)置型、放大分離型、光導(dǎo)纖維型的分類。反射型的放大內(nèi)置型也具有本發(fā)明的可以將檢測值標(biāo)準(zhǔn)化的效果，因為光學(xué)系統(tǒng)和電路的整體是被一體化的，所以只要投入一些制造成本就可以在某種程度上抑制同一使用狀況下的檢測值的離散。但是，無論是放大內(nèi)置型、放大分離型還是光導(dǎo)纖維型，在透過型中因為是由使用者決定投射接收光的相對配置，所以這成為在工廠出貨時不能控制檢測值的離散的原因。在本發(fā)明中，靈敏度調(diào)整可以將浸透型的離散的主要原因吸收掉。
在較佳的實施方式中，本發(fā)明的光電傳感器可以構(gòu)成為放大分離型的光電傳感器。其放大部容納在殼體內(nèi)，該殼體中至少具備有目標(biāo)值存儲部、靈敏度調(diào)整裝置、調(diào)整指示裝置。放大分離型也是在投射接收光的相對配置被固定了的的反射型中，如果使傳感器前置部(具備有投射光元件、接收光元件)和放大部(具備有投射光元件、接收光元件以及除去附隨于它們的電路之外其余的所有的電路)的對應(yīng)關(guān)系固定化，情況就和反射型的放大內(nèi)置型相同，但若沒有這種對應(yīng)關(guān)系，例如分別出售兩者，則它們的組合就成為工廠出貨時不能控制檢測值的離散的主要原因。而在本發(fā)明中，靈敏度調(diào)整也可以將這些產(chǎn)生離散的主要原因吸收掉，所以在得到本發(fā)明的效果的同時，放大分離型的反射型的傳感器前置部和放大部可自由組合。
在較佳的實施方式中，本發(fā)明的光電傳感器構(gòu)成為光導(dǎo)纖維型的光電傳感器。放大部容納在殼體內(nèi)，該殼體中具備有除去光導(dǎo)纖維部分的投射光部及接收光部、以及目標(biāo)值存儲部、靈敏度調(diào)整裝置、調(diào)整指示裝置。在光導(dǎo)纖維型中，光導(dǎo)纖維和放大部的組合是任意的，由此引起靈敏度的離散，除此之外還存在光導(dǎo)纖維的切斷狀況或向放大部的安裝狀況(投射光元件、接收光元件和光導(dǎo)纖維的光學(xué)耦合效率受影響)、光導(dǎo)纖維彎曲狀況、更進(jìn)一步透過型中的所謂投射光光導(dǎo)纖維和接收光光導(dǎo)纖維的相對配置這樣的由使用者的行為引起的檢測值的離散的主要原因，所以光電傳感器的制造者不可能消除同一使用狀況的檢測值的離散。在本發(fā)明中，即使對于光導(dǎo)纖維型來說，靈敏度調(diào)整也可以將檢測值的離散的主要原因吸收掉。
光導(dǎo)纖維型光電傳感器的較佳實施方式中，目標(biāo)值被設(shè)定在靈敏度調(diào)整后可控制的檢測值的范圍的中央1/3的范圍內(nèi)，或者可以設(shè)定在該范圍內(nèi)，光導(dǎo)纖維的配置無論是透過型還是反射型，都可以使用共同的目標(biāo)值。
光導(dǎo)纖維的配置在是透過型時，有在無遮光物體的狀態(tài)下進(jìn)行靈敏度調(diào)整的使用方法。光導(dǎo)纖維型的配置在是反射型時，有在背景檢測狀態(tài)下靈敏度調(diào)整的使用方法。即，都是檢測物體不在檢測區(qū)域的狀態(tài)下進(jìn)行靈敏度調(diào)整。在進(jìn)行這種使用方法的情況下，在透過型中，物體檢測狀態(tài)下的檢測值小于目標(biāo)值。為了進(jìn)行高靈敏度的檢測，將目標(biāo)值設(shè)定的較大是有利的，但是目標(biāo)值只要在靈敏度調(diào)整后可控制的檢測值的范圍的中央1/3的范圍內(nèi)就沒有問題。另一方面，反射型中，在進(jìn)行上述這樣的使用方法的情況下，在物體檢測狀態(tài)下的檢測值比目標(biāo)值大的情況多，所以若將目標(biāo)值設(shè)定為過大的值，則檢測值飽和的可能性變高而不優(yōu)選。但是，若物體的反射率比背景的反射率小，則檢測值比目標(biāo)值小，所以最好也不將目標(biāo)值設(shè)定為過小的值?？紤]到以上這樣的狀況，為了使光導(dǎo)纖維的配置無論是透過型的還是反射型的都可使用共同的目標(biāo)值，最好將目標(biāo)值設(shè)定為靈敏度調(diào)整后可控制的檢測值的范圍的中央1/3的范圍內(nèi)。由此，可以更進(jìn)一步推進(jìn)光電傳感器的使用方法的標(biāo)準(zhǔn)化。
在較佳的實施方式中，本發(fā)明的光電傳感器具有輸出裝置，將檢測值作為電壓值、電流值這樣的模擬信號輸出，或者作為表示數(shù)字化的數(shù)值的信號輸出。按照這樣的構(gòu)成，輸出裝置可以輸出被標(biāo)準(zhǔn)化的檢測值，所以在外部可以自由利用該值。
在較佳的實施方式中，本發(fā)明的光電傳感器具備有閾值設(shè)定裝置、比較閾值和檢測值的比較裝置。在此，閾值設(shè)定裝置可以是進(jìn)行自動設(shè)定的設(shè)定裝置、進(jìn)行手動設(shè)定的設(shè)定裝置、從外部由信號線輸入來設(shè)定的設(shè)定裝置之中的任意一種。
具有閾值設(shè)定裝置的光電傳感器的較佳實施方式中，閾值設(shè)定裝置是進(jìn)行手動設(shè)定的設(shè)定裝置，還具有將閾值進(jìn)行數(shù)值顯示的顯示裝置。根據(jù)這樣的構(gòu)成，在相同的使用狀態(tài)下使用多個光電傳感器的情況下，可以是以與由最初的光電傳感器調(diào)整了的閾值相同的值來設(shè)定其他光電傳感器的閾值的調(diào)整方法。
具有閾值設(shè)定裝置的光電傳感器的較佳實施方式中，閾值設(shè)定裝置是選擇準(zhǔn)備了多個閾值的任意一個的設(shè)定裝置，具備有顯示是否選擇了任意的閾值的顯示裝置。在此，顯示裝置既可以顯示閾值的值本身，也可以顯示閾值號碼這樣的識別信息。根據(jù)這樣的構(gòu)成，為了使靈敏度調(diào)整后的檢測值與目標(biāo)值一致，只要準(zhǔn)備具有從目標(biāo)值起規(guī)定的間隔的幾個閾值，從這些閾值中間進(jìn)行選擇，就可以無障礙地進(jìn)行閾值調(diào)整。由此，閾值的調(diào)整順序變得簡單，可以更進(jìn)一步推進(jìn)光電傳感器的使用方法的標(biāo)準(zhǔn)化。
在較佳的實施方式中，本發(fā)明的光電傳感器具備有目標(biāo)值的變更裝置。在此，變更裝置可以手動變更，或者從外部由信號線輸入目標(biāo)值進(jìn)行變更。根據(jù)這樣的構(gòu)成，根據(jù)使用狀況在目標(biāo)值不可能適用或者不適當(dāng)?shù)那闆r下，可以將該目標(biāo)值變更為其他的目標(biāo)值。
本發(fā)明的另一個方面可以是使用具有上述的閾值設(shè)定裝置的光電傳感器的光電傳感器調(diào)整方法，該方法進(jìn)行如下工序在沒有檢測物體狀態(tài)下進(jìn)行靈敏度調(diào)整；進(jìn)行靈敏度調(diào)整后，進(jìn)行閾值設(shè)定，使得閾值成為規(guī)定的值。
本發(fā)明的更進(jìn)一步的一個方面可以是使用具有上述的閾值設(shè)定裝置的光電傳感器而對各個光電傳感器進(jìn)行如下工序的光電傳感器調(diào)整方法將光電傳感器設(shè)置于規(guī)定的使用狀況；在沒有檢測物體的狀態(tài)下進(jìn)行靈敏度調(diào)整；進(jìn)行靈敏度調(diào)整后，進(jìn)行閾值的設(shè)定，使得閾值成為多個光電傳感器設(shè)置成相同的規(guī)定的值。
根據(jù)這樣的方法，如上所述，閾值或檢測值的管理變得容易，可推進(jìn)使用方法的標(biāo)準(zhǔn)化。而且，在例如鄰接配置使用多個光電傳感器的情況下，自動靈敏度調(diào)整功能的作用能使沒有檢測物體的狀態(tài)下的檢測值與目標(biāo)值一致，所以只要統(tǒng)一目標(biāo)值，就與先前本申請人在日本公開專利特開2001-124594中披露的歸零功能相同，具有無檢測物體的狀態(tài)下的顯示在鄰接的傳感器之間一致的效果。
另外，本發(fā)明的光電傳感器中，例如若把目標(biāo)值設(shè)為2000，則自動靈敏度調(diào)整功能的作用使檢測值也為2000而一致，之后，若對該自動調(diào)整好的檢測值適用上述的歸零功能，則從檢測值進(jìn)一步減去2000，最終的檢測值就為0，成為與目標(biāo)值即2000不同的值。為慎重起見要附帶說明的是在自動靈敏度調(diào)整功能作用之后，使歸零功能發(fā)揮作用，即使最終的檢測值與目標(biāo)值不同的情況也是本發(fā)明的光電傳感器的一實施方式。


圖1是本發(fā)明光電傳感器的打開了上蓋的狀態(tài)下的外觀斜視圖；圖2是作為本發(fā)明的一實施方式的光電傳感器的操作/顯示部的放大圖；圖3是作為本發(fā)明的一實施方式的光導(dǎo)纖維型光電傳感器的電氣硬件構(gòu)成的整體框圖；圖4是概略示出CPU執(zhí)行的整個系統(tǒng)程序的總流程圖；圖5是示出SET模式處理的整體的流程圖；圖6是示出RUN模式處理的整體的流程圖；圖7是示出按功能不同而進(jìn)行的執(zhí)行處理的主要部分的細(xì)節(jié)的流程圖；圖8是示出輸入鍵對應(yīng)處理的主要部分的細(xì)節(jié)的流程圖；圖9是示出接收光增益調(diào)整處理的細(xì)節(jié)的流程圖；圖10是示出投射光電流調(diào)整處理的細(xì)節(jié)的流程圖；圖11(a)、圖11(b)是有關(guān)靈敏度自動設(shè)定的操作順序的說明圖；圖12是示出變更目標(biāo)值的操作順序的說明圖；圖13(a)～圖13(d)是有關(guān)靈敏度自動設(shè)定的顯示例的視圖；圖14是示出作為本發(fā)明的一實施方式的放大分離型光電傳感器的電氣硬件構(gòu)成的整體框圖；
圖15(a)、圖15(b)是比較現(xiàn)有方式和本發(fā)明方式的對同一檢測對象物的光量值的說明圖；圖16(a)～圖16(c)是比較現(xiàn)有方式和本發(fā)明方式的由2臺反射型光導(dǎo)纖維傳感器檢測在傳送皮帶上流過的微小物體的情況的光量值的視圖；圖17(a)～圖17(c)是比較現(xiàn)有方式和本發(fā)明方式的由2臺透過型光導(dǎo)纖維傳感器檢測在傳送皮帶上流過的液晶基板時的光量值的視圖。
具體實施例方式
下面，根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的光電傳感器的較佳實施方式。另外，下面所說明的實施方式僅示出本發(fā)明的一例而已，毫無疑問，本發(fā)明所涉及的范圍，僅由權(quán)利要求書來特定。
圖1中示出了本發(fā)明一實施方式的光電傳感器打開了上蓋的狀態(tài)下的外觀立體圖。如該圖所示，光電傳感器1具有塑料制殼體101。在殼體101的前部插入有投射光用光導(dǎo)纖維2和接收光用光導(dǎo)纖維3，并通過緊固手柄103的操作將其固緊。從殼體101的后部引出電導(dǎo)線4。圖示的電導(dǎo)線4具有GND用的芯線41、Vcc用的芯線42、檢測輸出用的芯線43、靈敏度自動調(diào)整開始動作的輸入信號用芯線44。
殼體101經(jīng)圖中未示的DIN導(dǎo)軌而固定于控制板等安裝面上，在DIN導(dǎo)軌上可緊密連接地連續(xù)安裝多個光電傳感器。標(biāo)號104所示的是DIN導(dǎo)軌嵌合槽。在殼體101的上部可開閉地安裝有透明的上蓋102。在以打開上蓋102的狀態(tài)下露出的殼體101的上面，設(shè)置有第一顯示器105、第二顯示器106、第一操作按鈕(UP)107、第二操作按鈕(DOWN)108、第三操作按鈕(MODE)109、第一滑動操作件(SET/RUN)110、第二滑動操作件(L/D)111。
圖2中示出了本發(fā)明光電傳感器的操作/顯示部的放大圖。參照圖1及圖2可知，第一顯示部105和第二顯示部106都由4位的7段數(shù)字顯示器構(gòu)成，可分別任意顯示4位的數(shù)字、字母以及它們的組合。第一操作按鈕107、第二操作按鈕108以及第三操作按鈕109都是構(gòu)成為瞬時型的按鈕開關(guān)，如圖2所示，第一操作按鈕107用作“UP鍵”，第二操作按鈕108用作“DOWN鍵”，第三操作按鈕109用作“MODE鍵”。第一滑動操作件110及第二滑動操作件111都是滑動開關(guān)，如圖2所示，第一滑動操作件110用作“SET/RUN切換開關(guān)”，第二滑動操作件111用作“L/D切換開關(guān)”。
返回到圖1，在殼體101的內(nèi)部，雖然沒有圖示，但內(nèi)置有投射光用的發(fā)光元件和接收光用的接收光元件。將投射光用光導(dǎo)纖維2牢靠地插入到光導(dǎo)纖維插入孔時，投射光用光導(dǎo)纖維2的端面與投射光用的發(fā)光元件的發(fā)光部可靠地進(jìn)行光耦合，由此從投射用的發(fā)光元件產(chǎn)生的光經(jīng)由投射光用光導(dǎo)纖維2，而從其前端的圖中未示光導(dǎo)纖維頭向檢測區(qū)域投射。同樣，將接收光用光導(dǎo)纖維3牢靠地插入到光導(dǎo)纖維插入孔時，接收光用光導(dǎo)纖維3的端面與接收光用的接收光元件進(jìn)行光耦合，由此從圖中未示的接收光用光導(dǎo)纖維3的光導(dǎo)纖維頭導(dǎo)入到光導(dǎo)纖維內(nèi)的光由接收光用光導(dǎo)纖維3引導(dǎo)，到達(dá)接收光用的接收光元件。以上所述的投射光用的發(fā)光元件和接收光用的接收光元件的配置構(gòu)成與現(xiàn)有的這種光導(dǎo)纖維型光電傳感器中所采用的構(gòu)成相同。
圖3示出了表示圖1的光導(dǎo)纖維型光電傳感器的電氣硬件構(gòu)成的整體框圖。如該圖所示，該電路以將微處理器作為主體而構(gòu)成的CPU200為中心所構(gòu)成。在CPU200內(nèi)除了微處理器之外，內(nèi)裝有容納系統(tǒng)程序的ROM和執(zhí)行程序所必需的工作RAM等。關(guān)于這樣的CPU的構(gòu)成，在各種文獻(xiàn)中公知有很多，所以對這一點省略了詳細(xì)說明。
在圖中的最左側(cè)，示出了具有先前說明過的發(fā)光元件的投射光部201和具有接收光元件的接收光部202。在投射光部201中包含有作為投射光用的發(fā)光元件的發(fā)光二極管(以下稱為LED)201a和用于驅(qū)動LED201a的投射光驅(qū)動部201b。從LED201a產(chǎn)生的光的功率可依據(jù)來自CPU200的指令自動調(diào)整。具體而言，投射光驅(qū)動部201b接收從CPU200輸出的定時信號，在一定的周期內(nèi)(例如100μsec周期)被脈沖驅(qū)動。同時，投射光驅(qū)動部201b中的投射光電流的值由投射光電流調(diào)整電路203在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)整，投射光電流調(diào)整電路203依據(jù)來自CPU200的指令動作。因此，LED201a按由CPU200所指令的定時脈沖式地發(fā)光，這時的發(fā)光亮度按照由投射光電流調(diào)整電路203調(diào)整的投射光電流的值變化。由此，由LED201a產(chǎn)生的光的功率就被自動調(diào)整。
另外，投射光功率的自動調(diào)整形式并不限定于此，在此基礎(chǔ)之上或與此相區(qū)別，也可以變更LED201a的發(fā)光期間和/或發(fā)光周期。適當(dāng)設(shè)計CPU200中的投射光控制程序就可容易地實施這樣的發(fā)光期間或發(fā)光周期的控制。
在接收光部202中包含有作為接收光用的接收光元件的光電二極管(以下稱為PD)202a、用于放大PD202a的輸出的放大電路202b和將放大電路202b的輸出進(jìn)行A/D變換后取入至CPU200中的A/D變換器202c。這樣，PD202a接收到的接收光量由放大電路202b放大后，由A/D變換器202c變換成數(shù)字值，取入至CPU200。這時，在CPU200的控制下動作的接收光放大率調(diào)整電路204的作用能在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)整放大電路202b的放大率。換言之，PD202a所接收到的接收光量由放大電路202b以規(guī)定的變換率進(jìn)行變換后，取入至CPU200。同時，接收光放大率調(diào)整電路204的作用能在規(guī)定的范圍內(nèi)調(diào)整這時的變換率。
顯示部205由用來顯示CPU200中的各種運算所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的顯示器構(gòu)成，更具體地說，該顯示部205中包含先前參照圖1以及圖2說明了的第一顯示器105以及第二顯示器106。如后面詳細(xì)所述，通過數(shù)值、字母、以及它們的組合等把與本發(fā)明的自動靈敏度調(diào)整功能相關(guān)聯(lián)的各種信息顯示在這些第一和第二顯示器105、106上。
設(shè)定輸入部206用來由操作者通過手動操作將各種數(shù)據(jù)輸入到CPU200中，在該設(shè)定輸入部206中包含先前參照圖1以及圖2說明了的第一操作按鈕107、第二操作按鈕108、第三操作按鈕109、第一滑動操作件110以及第二滑動操作件111。
信號輸入部207用來經(jīng)先前參照圖1所說明的電導(dǎo)線4的芯線44輸入靈敏度自動調(diào)整啟動信號，來自芯線44的靈敏度自動調(diào)整啟動信號經(jīng)該信號輸入部207被送入CPU200。
輸出部209用來將由CPU200產(chǎn)生的物體檢測用的檢測信號輸出到包含在電導(dǎo)線4內(nèi)的芯線43上。由此，由CPU200產(chǎn)生的物體檢測用的檢測信號通過輸出部209送到電導(dǎo)線4的芯線43上。包含于電導(dǎo)線4內(nèi)的芯線43以及44一般連接于PLC(程序邏輯控制器)或者控制用計算機等上位裝置上。
存儲部208由EEPROM等非易失存儲元件構(gòu)成。在該存儲部208中，存儲有發(fā)貨前由廠家設(shè)定的各種數(shù)據(jù)和發(fā)貨后由用戶設(shè)定的各種數(shù)據(jù)。特別是，存儲有自動靈敏度調(diào)整中所使用的檢測值的目標(biāo)值數(shù)據(jù)等作為與本發(fā)明關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。
電源電路210對以上說明過的投射光部201、接收光部202、投射光電流調(diào)整電路203、接收光放大率調(diào)整電路204、顯示部205、設(shè)定輸入部206、信號輸入部207、存儲部208以及輸出部209供給穩(wěn)定直流電源，由電源穩(wěn)定電路等構(gòu)成。更具體而言，該電源電路210經(jīng)包含于電導(dǎo)線4內(nèi)的芯線42提供電源Vcc，經(jīng)芯線41提供GND。
接著，以上面所述的機械結(jié)構(gòu)以及電氣方面的硬件構(gòu)造為前提，對該光電傳感器所具有的各種功能以及用于實現(xiàn)這些功能的由CPU200執(zhí)行的系統(tǒng)程序的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。
在該光電傳感器中，具有可選擇執(zhí)行(ON/OFF)的多種功能。在這些功能的各個功能準(zhǔn)備有各種的選擇分支。將該光電傳感器設(shè)定于SET模式，就能進(jìn)行這些功能的選擇(ON/OFF)以及選擇分支的選擇。將該光電傳感器設(shè)定于RUN模式，就能進(jìn)行根據(jù)特定的選擇分支實現(xiàn)設(shè)定為ON的功能的動作。如圖2所示，將第一滑動操作件110移至“SET”一側(cè)或者移至“RUN”一側(cè)就能夠進(jìn)行把動作模式設(shè)定為SET模式或是設(shè)定為RUN模式的指定。因為第二滑動操作件111用來設(shè)定該光電傳感器的檢測輸出信號的邏輯極性，所以第二滑動操作件111設(shè)定到“L”一側(cè)則成為所謂“亮”模式，而設(shè)定到“D”一側(cè)則成為“暗”模式。
圖4概略地示出了由CPU執(zhí)行的整個系統(tǒng)程序的總流程圖，一接通電源就開始執(zhí)行該系統(tǒng)程序。
在該圖中，一旦開始處理，首先執(zhí)行初始設(shè)定處理(步驟401)，在該初始設(shè)定處理(步驟401)中，執(zhí)行后面所述的開始常規(guī)處理之前所必要的各種初始設(shè)定處理。在該初始設(shè)定處理中要進(jìn)行各種存儲器、顯示燈、控制輸出的初始化或進(jìn)行來自包含于存儲部208中的EEPROM的必要項目的讀取和數(shù)據(jù)檢查的處理等。
初始設(shè)定處理(步驟401)執(zhí)行結(jié)束后，移動到常規(guī)處理，最初首先參照第一滑動操作件110的設(shè)定狀態(tài)(步驟402)。在此，若第一滑動操作件110設(shè)定為“SET”一側(cè)(步驟402為“SET”)，則接著執(zhí)行SET模式初始設(shè)定處理(步驟403)。在該SET模式初始設(shè)定處理(步驟403)中，進(jìn)行SET模式用設(shè)定值的初始化或功能號碼F的初始化(F＝0)等。
一旦SET模式初始設(shè)定處理(步驟403)執(zhí)行結(jié)束，之后，只要是第一滑動操作件110處于設(shè)定為“SET”一側(cè)的狀態(tài)(步驟405為“是”)，就執(zhí)行有關(guān)各種功能的SET模式處理(步驟404)。在該狀態(tài)下，用戶適當(dāng)操作第一操作按鈕107、第二操作按鈕108、第三操作按鈕109，就可以進(jìn)行準(zhǔn)備于該光電傳感器內(nèi)的各種功能(F)的ON/OFF設(shè)定，更進(jìn)一步，還可以進(jìn)行各種功能(F)的分別設(shè)定處理。在這些功能(F)中，包含與本發(fā)明關(guān)聯(lián)的自動靈敏度調(diào)整功能。因此，在該SET模式處理(步驟404)內(nèi)進(jìn)行后面參照圖7的流程圖以及圖12的說明圖進(jìn)行說明的自動靈敏度調(diào)整功能的設(shè)定處理。
另一方面，參照第一滑動操作件的設(shè)定狀態(tài)的結(jié)果，若被判定是設(shè)定為“RUN”一側(cè)(步驟402為“RUN”)，接著執(zhí)行RUN模式初始設(shè)定處理(步驟406)。在該RUN模式初始設(shè)定處理(步驟406)中進(jìn)行顯示燈、控制輸出的初始化、閾值以及各種RUN模式用設(shè)定值的初始化等。另外，關(guān)于后面參照圖8～圖10的流程圖以及圖11的說明圖和圖13的顯示例進(jìn)行說明的自動靈敏度調(diào)整功能，在該RUN模式處理(步驟407)中執(zhí)行。
如此，由CPU200執(zhí)行的系統(tǒng)程序與所謂的接通電源之后進(jìn)行的初始處理的初始設(shè)定處理(步驟401)和作為常規(guī)處理處的兩個處理即SET模式處理(步驟404)及RUN模式處理(步驟407)有很大區(qū)別。
圖5示出了SET模式處理的整體流程圖。在該圖中，一旦處理開始，首先執(zhí)行按功能區(qū)分的顯示處理(步驟501)。在該按功能區(qū)分的顯示處理(步驟501)中，進(jìn)行與功能號碼(F)對應(yīng)的各種顯示處理。
接著，執(zhí)行鍵輸入檢測處理(步驟502)，使圖1及圖2所示的操作按鈕107～109以及滑動操作件110、111的鍵輸入操作的有無處于待機狀態(tài)(步驟503為“否”)。
在該狀態(tài)下，如果判定有鍵輸入(步驟503為“是”)但又被確認(rèn)是相當(dāng)于功能切換的鍵輸入序列(步驟504為“是”)，每確認(rèn)功能切換指令一次，功能號碼(F)的值遞增+1直到達(dá)到全功能數(shù)為止(步驟505、步驟506為“否”)，在達(dá)到全功能數(shù)的同時(步驟506為“是”)，再次歸零(步驟507)，進(jìn)行功能(F)的循環(huán)切換。
在該狀態(tài)下，若指示執(zhí)行有關(guān)當(dāng)時正在設(shè)定的功能(F)(步驟504為“否”，步驟508為“是”)，就執(zhí)行按功能區(qū)分進(jìn)行的處理，進(jìn)行與功能號碼(F)對應(yīng)的處理(步驟509)。
在有關(guān)本發(fā)明的靈敏度自動調(diào)整模式下，在該按功能區(qū)分進(jìn)行處理(步驟509)中，作為檢測值的目標(biāo)值可以設(shè)定為使用工廠出廠時設(shè)定的棄權(quán)值，或者使用用戶希望的任意目標(biāo)值。
圖7示出了表示與自動靈敏度調(diào)整功能相關(guān)聯(lián)的按功能區(qū)分進(jìn)行處理的主要部分的細(xì)節(jié)的流程圖。在圖5所示的鍵輸入檢測處理(步驟502)中檢測到規(guī)定的鍵操作，其結(jié)果是在功能執(zhí)行判定處理(步驟508)中判定為是自動靈敏度調(diào)整功能，依據(jù)此來執(zhí)行該圖7所示出的流程。在此，和圖12一起示出了表示變更目標(biāo)值的操作順序的說明圖。
參照圖7的流程圖以及圖12的說明圖進(jìn)行說明，當(dāng)構(gòu)成模式切換開關(guān)的滑動開關(guān)110設(shè)定為“SET”一側(cè)時，在第一顯示器105上顯示出當(dāng)時的接收光量(在該例中為“2130”)，在第二顯示器106上顯示出當(dāng)時的閾值(在該例中為“1000”)。
在該狀態(tài)下，當(dāng)進(jìn)行相當(dāng)于目標(biāo)值變更要求的鍵操作時(步驟701為“是”)，如圖12所示，在第一顯示器105上顯示出表示目標(biāo)值設(shè)定(在該例中顯示為“SFrL”，)在第二顯示器106上顯示當(dāng)時的目標(biāo)值(在該例中顯示為“100”)。
在該狀態(tài)下，當(dāng)適當(dāng)操作第一操作按鈕107以及第二操作按鈕108時，在圖7的流程圖中，通過鍵輸入處理(步驟702)而檢測出鍵操作后，判定該操作內(nèi)容表示“上升”還是表示“下降”(步驟703、704)。在此，若判定操作內(nèi)容指示為“上升”(步驟703為“是”)，當(dāng)時的目標(biāo)值變更為朝向上升方向(步驟705)，相反，如果判定為“下降”時(步驟704為“是”)，當(dāng)時的目標(biāo)值變更為朝向下降方向(步驟706)。在該例中，如圖12所示，目標(biāo)值的值可僅在規(guī)定的下限值(在該例中為“100”)～規(guī)定的上限值(在該例中為“3900”)的范圍內(nèi)進(jìn)行變更。另外，圖7的流程圖中雖然沒有示出，但是只要用戶以規(guī)定的操作選擇“FULL”，執(zhí)行時不管當(dāng)前的接收光大小，裝置的靈敏度都達(dá)到最大靈敏度。
這樣，如圖7的流程所示，如果結(jié)束了向所希望的目標(biāo)值的設(shè)定，進(jìn)行規(guī)定的結(jié)束操作，判定設(shè)定結(jié)束(步驟707為“是”)，把如此得到的目標(biāo)值數(shù)據(jù)存儲在包含于存儲部208內(nèi)的EEPROM中，并用于之后的自動靈敏度調(diào)整功能。
在圖5的流程圖中，若判定為既不是功能切換指令(步驟504為“否”)，并且也不是任何的功能執(zhí)行(步驟508為“否”)，就處理結(jié)束，重復(fù)執(zhí)行以上的動作(步驟501～508)。
接著，詳細(xì)說明圖4的流程圖所示的RUN模式處理(步驟407)。圖6示出了RUN模式處理的整體流程圖。如該圖所示，該RUN模式處理的整體，與通常處理(步驟601～605)和插入處理(步驟606～608)相比有很大區(qū)別。插入處理(步驟606～608)是在每個時間Tsec(例如每100μsec)內(nèi)按定時標(biāo)記插入來執(zhí)行。
首先，說明通常處理(步驟601～605)。當(dāng)處理開始時，執(zhí)行顯示燈控制處理(步驟601)。該顯示燈控制處理(步驟601)中，根據(jù)所指定的顯示內(nèi)容，進(jìn)行7段數(shù)字顯示器即第一以及第二的顯示器105、106的點亮控制。
接著，進(jìn)行自動功率控制(以下稱為“APC”)處理(步驟602)。在該APC處理(步驟602)中，使用為成直接接收從發(fā)光元件發(fā)出而未入射到光導(dǎo)纖維中的光而配置的監(jiān)視器用的接收光元件，監(jiān)視在后面所述的計量用的投射光處理(步驟606)中取得的監(jiān)視器接收光量，在每一定期間實施APC校正。在該例中，該APC校正是為了補償發(fā)光元件的發(fā)光效率的隨時間變化而通過投射光電流的功率控制來進(jìn)行。
接著，執(zhí)行鍵輸入檢測處理(步驟603)。在該鍵輸入檢測處理(步驟603)中，每一定期間進(jìn)行鍵輸入的檢測，在檢測到輸入的情況下，可以執(zhí)行相應(yīng)的處理。接著，執(zhí)行鍵輸入對應(yīng)處理(步驟604)，執(zhí)行對應(yīng)于所檢測到的鍵輸入的各種處理。
作為本發(fā)明的主要部分的自動靈敏度調(diào)整功能中，如圖8～圖10的流程圖、及圖11以及圖13的說明圖所示，在該輸入鍵對應(yīng)處理(步驟604)中，進(jìn)行靈敏度的自動調(diào)整處理以及靈敏度的設(shè)定解除處理。
在圖8中示出了表示圖6所示的輸入鍵對應(yīng)處理(步驟604)中與本發(fā)明相關(guān)聯(lián)部分的主要部分的細(xì)節(jié)的流程圖。該流程圖中，主要示出了靈敏度自動調(diào)整處理以及靈敏度設(shè)定解除處理。
該圖中，一旦處理開始，就成為對靈敏度自動調(diào)整處理的開始指示或者靈敏度設(shè)定解除處理的開始指示待機的狀態(tài)(步驟801、802)，在此，在該例中，如圖11(a)所示，在將滑動操作件110設(shè)定到“RUN”一側(cè)的狀態(tài)下，把第三操作按鈕109持續(xù)按壓3秒鐘就可以指示靈敏度自動調(diào)整功能的執(zhí)行開始。
在圖8的流程圖中，當(dāng)確認(rèn)為靈敏度自動調(diào)整開始指示后(步驟801為“是”)，接著進(jìn)行投射光電流的初始化以及目標(biāo)值的讀取(步驟803)。在該例中，可以把投射光電流的值等間隔地設(shè)定成N級(例如12000級)，步驟803，設(shè)定為最大值。如先前說明的那樣，可從圖3所示的存儲部208內(nèi)的EEPROM讀取目標(biāo)值，這樣，一旦結(jié)束投射光電流的初始化以及目標(biāo)值的讀取，接著就進(jìn)行接收光增益調(diào)整處理(步驟804)。
圖9示出了接收光增益調(diào)整處理細(xì)節(jié)的流程圖。在該例中，接收光增益是放大電路202b的放大率，如先前所說明的那樣，接收光放大率調(diào)整電路204的作用可調(diào)整該放大率。特別是在該例中，接收光增益的值可切換設(shè)定成增益1(中)、增益2(小)、增益3(大)的三級。
在以上的前提下，當(dāng)圖9示出的流程開始時，首先將接收光增益設(shè)定成增益1(中)之后(步驟901)，在該狀態(tài)下對從A/D變換器202c讀取的“光量值”與先前從EEPROM讀取的“目標(biāo)值”的大小進(jìn)行比較。在此，當(dāng)判定“光量值”小于“目標(biāo)值”時(步驟902為“是”)，接著將接收光增益設(shè)定成增益(大)(步驟906)，之后在該狀態(tài)下對經(jīng)A/D變換器202c讀取的“光量值”與“目標(biāo)值”的大小進(jìn)行比較(步驟907)，在此，若判定“光量值”大于“目標(biāo)值”(步驟907為“否”)，則結(jié)束接收光增益調(diào)整處理，向圖10所示的投射光電流調(diào)整處理移動。相對于此，不管增益是否將增益從增益1向增益3增加，仍然判定為“光量值”小于“目標(biāo)值”(步驟907為“是”)，執(zhí)行過量錯誤處理(步驟908)，如圖13(b)所示，利用第一顯示器105和第二顯示器106進(jìn)行過量錯誤顯示。在該例中，在第一顯示器105上顯示“FrEE”，在第二顯示器106上顯示“ovEr”。由此，用戶可以知道所設(shè)定的“目標(biāo)值”相對于當(dāng)前的“光量值”過高，這種情況下，不進(jìn)行靈敏度調(diào)整。
另一方面，返回到902，當(dāng)判定“光量值”大于“目標(biāo)值”時(步驟902為“否”)，將接收光增益的值設(shè)定成增益2(小)后，對新讀取的“光量值”與“目標(biāo)值”的大小進(jìn)行比較(步驟904)。在此，當(dāng)判定為“光量值”大于“目標(biāo)值”時(步驟904為“否”)， 正常結(jié)束接收光增益調(diào)整處理，移動到圖10所示的投射光電流調(diào)整處理。相對于此，在步驟904中，當(dāng)判定“光量值”小于“目標(biāo)值”時(步驟904為“是”)，接收光增益的值在返回到當(dāng)初的值即增益1(中)后(步驟905)，正常結(jié)束接收光增益調(diào)整處理，移動到圖10所示的投射光電流調(diào)整處理。
返回到圖8，當(dāng)接收光增益調(diào)整處理(步驟804)結(jié)束后，接著執(zhí)行投射光電流調(diào)整處理(步驟805)。圖10的流程示出投射光電流調(diào)整處理(步驟805)的細(xì)節(jié)。
在該圖中，一旦處理開始，首先，將投射光電流的值與規(guī)定的“最小值”進(jìn)行大小比較。在此，如果判定投射光電流的值比規(guī)定的“最小值”還要小(步驟1001為“是”)，執(zhí)行底值錯誤處理(步驟1002)，如圖13(c)所示，使用第一顯示器105以及第二顯示器106進(jìn)行底值錯誤顯示。在該例中，在第一顯示器105上顯示“FrEE”，在第二顯示器106上顯示“botm”。由此，用戶可以知道所設(shè)定的“目標(biāo)值”的值與當(dāng)前的“光量值”的值相比過低。更進(jìn)一步，在底值錯誤處理中，投射光電流設(shè)定成規(guī)定的“最小值”。因為在該狀態(tài)下也存在可進(jìn)行檢測動作的情況。
另一方面，返回到圖10的流程，若判定投射光電流的值比“最小值”大(步驟1001為“否”)，經(jīng)投射光電流調(diào)整電路203來控制投射光驅(qū)動部201b，從而進(jìn)行使投射光電流減少的操作(步驟1003)，在該狀態(tài)下再次進(jìn)行“光量值”與“目標(biāo)值”的大小比較(步驟1004)。以后，直到判定“光量值”的值低于“目標(biāo)值”的值為止(步驟1004為“否”)，投射光電流的值以N級呈階梯狀減少下去(步驟1003)，等到“光量值”與“目標(biāo)值”一致或者低于“目標(biāo)值”時(步驟1004為“是”)，結(jié)束投射光電流調(diào)整處理。
如此，在圖9所示的接收光增益調(diào)整處理中，首先，在把接收光增益的值設(shè)定為中間級即增益1的狀態(tài)下(步驟901)，進(jìn)行“光量值”和“目標(biāo)值”的大小比較(步驟902)，根據(jù)該比較結(jié)果，將接收光增益增加到增益3(大)(步驟906)或者減小到增益2(小)，進(jìn)一步在該狀態(tài)下，判定“光量值”和“目標(biāo)值”的大小關(guān)系如何(步驟904、907)，根據(jù)其判定結(jié)果，根據(jù)需要調(diào)整接收光增益的值(步驟905)，由此來決定最終的接收光增益的值。這時，接收光增益的值即使增加到最大(步驟906)，“光量值”也沒有達(dá)到“目標(biāo)值”的情況下(步驟907為“是”)，與實際檢測出的“光量值”相比較而設(shè)定的“目標(biāo)值”過高，執(zhí)行過量錯誤處理(步驟908)。
另外，在圖10所示的投射光電流調(diào)整處理中，在預(yù)先將投射光電流設(shè)定為最大的狀態(tài)下，從此開始慢慢地以N級呈階梯狀使投射光電流的值減少(步驟1003)，到檢測出的“光量值”低于所設(shè)定的“目標(biāo)值”(步驟1004為“是”)時，結(jié)束投射光電流的設(shè)定。因此，按照以上圖9以及圖10所示步驟的調(diào)整處理，就可以非常迅速地完成靈敏度調(diào)整。
另外，在LED中流過大的投射光電流時有可能使光量劣化，投射光電流越大則劣化就越快。由于投射光電流必須從初始值開始向小的方向進(jìn)行調(diào)整，所以可以盡可能地防止LED的劣化。
另外，一級級地調(diào)整投射光電流方式中，通過選擇最接近標(biāo)準(zhǔn)值的投射光電流就能夠相對于標(biāo)準(zhǔn)值高精度地調(diào)整信號電平。
雖然調(diào)整投射光電流或接收光電流的放大率可能改變相對于信號電平的噪聲電平，但是根據(jù)投射光電流和接收光放大率的調(diào)整，用預(yù)先確定的運算式來調(diào)整磁滯寬度可減少檢測精度的離散。
返回到圖8，一旦投射光電流調(diào)整處理(步驟805)結(jié)束，接著就進(jìn)行結(jié)束處理(步驟806)，并把如此得到的表示接收光增益以及投射光電流的值的數(shù)據(jù)存儲在內(nèi)裝于存儲部208內(nèi)的EEPROM中(步驟806)，這時，如圖13(a)所示，利用第一顯示器105以及第二顯示器106顯示指示靈敏度調(diào)整正常結(jié)束。在該例中，靈敏度調(diào)整的“目標(biāo)值”設(shè)為“2000”，閾值設(shè)為“1000”。這種情況下，在第一顯示器105上顯示“2000”，作為當(dāng)前的光量值；在第二顯示器106上顯示“1000”，作為閾值。
另一方面，返回到圖8，在確認(rèn)用于解除靈敏度調(diào)整的指示的情況下(步驟802為“是”)，將存儲在EEPROM內(nèi)的接收光增益的值設(shè)定為工廠出廠前所設(shè)定的棄權(quán)值(步驟807)，或者將投射光電流值的值也同樣設(shè)定為棄權(quán)值(步驟808)。如此，即使將靈敏度自動調(diào)整后，只要在設(shè)定輸入部206進(jìn)行與靈敏度設(shè)定解除指示相當(dāng)?shù)逆I操作(步驟802為“是”)，存儲在EEPROM內(nèi)的接收光增益以及投射光電流值就可以分別復(fù)歸為工廠出廠前由廠家設(shè)定的棄權(quán)值。另外，在該例中，如圖11(b)所示，同時按壓第二操作按鈕108和第三操作按鈕109持續(xù)3秒鐘以上，就可以進(jìn)行靈敏度設(shè)定解除指示。
返回到圖6的流程圖，一旦象這樣結(jié)束了輸入鍵對應(yīng)處理(步驟604)，接著就執(zhí)行外部輸入處理(步驟605)。該外部輸入處理(步驟605)是通過圖3所示的信號輸入部207讀取靈敏度自動調(diào)整啟動用的輸入信號，對該輸入信號的內(nèi)容進(jìn)行ON/OFF判定。在此，若判定靈敏度自動調(diào)整啟動用的輸入信號的值為ON狀態(tài)，則和圖8的步驟801相同，確認(rèn)靈敏度自動調(diào)整處理的啟動，然后執(zhí)行與步驟803～806相同的處理，使所檢測出的“光量值”的值與預(yù)先設(shè)定的“目標(biāo)值”的值一致。即，該實施方式的光電傳感器中，不僅設(shè)定輸入部306中的鍵操作，而且從包含于電導(dǎo)線4中的芯線44給予靈敏度自動調(diào)整啟動用的輸入信號，也可進(jìn)行靈敏度自動調(diào)整處理，利用這一點，就能夠從PLC或控制用計算機等遠(yuǎn)距離啟動靈敏度自動調(diào)整處理。
接著，說明在每個時刻Tsec所執(zhí)行的插入處理。一旦插入處理開始，首先進(jìn)行投射/接收光處理(步驟606)。在該接收光處理(步驟606)中，經(jīng)投射光驅(qū)動部201b來脈沖驅(qū)動圖3所示的LED201a，由此產(chǎn)生可見光或者紅外光，并通過投射光用的光導(dǎo)纖維2將它導(dǎo)入投射光用光導(dǎo)纖維頭(圖中未示)，從投射光用光導(dǎo)纖維頭向檢測對象區(qū)域送出。同時，在檢測對象區(qū)域中反射或者透過的光從設(shè)置于接收光用光導(dǎo)纖維3的前端的接收光頭導(dǎo)入接收光用光導(dǎo)纖維3，經(jīng)由接收光用光導(dǎo)纖維3將其導(dǎo)入PD202a，放大電路202b放大PD202a經(jīng)光電變換而得到的信號，之后將放大輸出通過A/D變換器202c而取入至CPU200內(nèi)。由此，CPU200就取得了包含有對應(yīng)于檢測對象區(qū)域的狀況的特征量的接收光量。
接著，進(jìn)行ON/OFF判定處理(步驟607)。該ON/OFF判定處理(步驟607)中，以預(yù)先設(shè)定的ON/OFF判定用的光量閾值為基準(zhǔn)，將接收光量數(shù)據(jù)鑒別二值化，由此判定檢測對象區(qū)域中有無物體。即，在檢測對象區(qū)域存在作為目的的物體，判定結(jié)果為ON，若不存在則判定結(jié)果為OFF。
ON/OFF判定用的光量閾值可以通過執(zhí)行作為SET模式的按功能區(qū)分執(zhí)行處理(步驟509)之一而準(zhǔn)備的示教功能來設(shè)定。另外，光量閾值作為RUN模式的鍵輸入檢測處理(步驟603)之一，能夠通過UP操作按鈕107以及DOWN操作按鈕108的操作來變更。這時，在顯示器105上以數(shù)值顯示出接收光量數(shù)據(jù)，在顯示器106上以數(shù)值顯示出閾值。
因為執(zhí)行靈敏度自動調(diào)整處理時使光量值與目標(biāo)值一致，所以在對多個光電傳感器反復(fù)設(shè)定相對于相同的使用狀況的閾值時，即使不每次執(zhí)行示教功能，以手動操作也可以設(shè)定相同的閾值。
在有關(guān)閾值設(shè)定的其他實施方式中，準(zhǔn)備有多個可選擇的閾值，通過鍵操作而任意選擇所準(zhǔn)備的閾值。這時，在顯示器106上顯示所選定的閾值，或者顯示表示所選定的閾值的號碼或符號。按照這樣的構(gòu)成，為了使靈敏度調(diào)整后的檢測值與目標(biāo)值一致，只要準(zhǔn)備具有從目標(biāo)值起規(guī)定的間隔的幾個閾值并從這些閾值中間進(jìn)行選擇，就可以無障礙地進(jìn)行閾值調(diào)整。由此，閾值的調(diào)整順序變得簡單，可更進(jìn)一步推進(jìn)光電傳感器的使用方法的標(biāo)準(zhǔn)化。
一旦ON/OFF判定處理(步驟607)執(zhí)行結(jié)束，接著就執(zhí)行輸出控制處理(步驟608)，由CPU200產(chǎn)生的檢測輸出信號經(jīng)輸出部209送到包含于電導(dǎo)線4內(nèi)的物體檢測信號輸出用的芯線43上。如此，向芯線43輸出的檢測輸出信號就被送到例如PLC或控制用計算機等的上位裝置等。
另外，如圖3所示，在以上所說明的實施方式中，雖然作為光導(dǎo)纖維型的光電傳感器來實施本發(fā)明，但如圖14所示，在放大分離型的光電傳感器中也能夠有效地實施本發(fā)明。
即，如圖14所示的放大分離型光電傳感器由放大部300和前置部400構(gòu)成。放大部300包含有用作控制部的CPU301、放大側(cè)投射光部302、放大側(cè)接收光部303、接收光放大率調(diào)整電路304、顯示部305、設(shè)定輸入部306、信號輸入部307、存儲部308、輸出部309、電源電路310和投射光電流調(diào)整電路311。另一方面，前置部400包含有前置側(cè)投射光部401和前置側(cè)接收光部402。
如此，放大分離型光電傳感器的投射光部分離成放大側(cè)投射光部302和前置側(cè)投射光部401兩部分。放大側(cè)投射光部302包含有第一投射光驅(qū)動電路302a，前置側(cè)投射光部401包含有作為發(fā)光元件的激光二極管(以下稱為LD)401a和第二投射光驅(qū)動電路401b。從而，LD401a的脈沖驅(qū)動由第一投射光驅(qū)動電路302a和第二投射光驅(qū)動電路401b來進(jìn)行，同時，第一投射光驅(qū)動電路的投射光電流的調(diào)整由投射光電流調(diào)整電路311來進(jìn)行。
另一方面，接收光部也分離成前置側(cè)接收光部402和放大側(cè)接收光部303兩部分，前置側(cè)接收光部402包含有PD402a和第一放大電路402b，放大側(cè)接收光部303包含有第二放大電路303a和A/D變換器303b。所檢測的光量值向CPU301的取入經(jīng)第一放大電路402b、第二放大電路303a以及A/D變換器303b來進(jìn)行，這時的增益調(diào)整通過由接收光放大率調(diào)整電路304調(diào)整放大部300側(cè)的第二放大電路303a的放大率來進(jìn)行。
這種分離為放大側(cè)和前置側(cè)的構(gòu)成中，只要執(zhí)行本發(fā)明的自動靈敏度調(diào)整處理，就可以把檢測出的“接收光量”的值調(diào)整得與設(shè)定的“目標(biāo)值”一致，因此，即使在用戶一側(cè)分別購進(jìn)放大部300和前置部400的情況下，在最終的動作環(huán)境下，也能以得到與目標(biāo)值一致的檢測值這樣的靈敏度進(jìn)行檢測動作。
另外，在圖14所示的放大分離型光電傳感器中，由LD401a向檢測區(qū)域直接投射檢測光的同時，來自檢測區(qū)域的反射光直接由PD402a接收。在此所謂“直接”是指不經(jīng)光導(dǎo)纖維的意思，包含使用投射光透鏡或接收光透鏡的情況也稱之為“直接”。
接著，圖15示出了比較現(xiàn)有方式和本發(fā)明方式的對同一檢測對象物的光量值的說明圖。另外，在該例中，使用3臺光導(dǎo)纖維型光電傳感器作為透過型光電傳感器，假定適用于同一檢測對象環(huán)境的情況。在該圖中，11、12、21、22、31、32是光導(dǎo)纖維頭。
若假定為這樣的情況，如果假定3臺光電傳感器的特性一致，則第一顯示器上顯示的光量值的值應(yīng)當(dāng)全部一致。所以如先前說明的那樣，在光導(dǎo)纖維型中，光導(dǎo)纖維和放大部(光導(dǎo)纖維型的放大部也具有投射光元件、接收光元件)的組合是任意的，由此引起靈敏度的離散，除此之外還具有光導(dǎo)纖維的切斷狀況或向放大部的安裝狀況(投射光元件、接收光元件和光導(dǎo)纖維的光學(xué)耦合效率受到影響)、光導(dǎo)纖維彎曲狀況、更進(jìn)一步透過型中的投射光光導(dǎo)纖維和接收光光導(dǎo)纖維的相對配置這樣的由使用者的行為引起的檢測值的離散的主要原因，所以光電傳感器的制造者不可能消除同一使用狀況的檢測值的離散。
即，在圖15(a)中示出的現(xiàn)有方式的情況下，由第一顯示器所顯示的光量值的值，在放大器1中為“1000”，在放大器2中為“3000”，在放大器3中為“4000”而各不相同。與此相對應(yīng)，由第二顯示器所顯示的閾值的值，在放大器1的情況下為“500”，在放大器2的情況下為“1500”，在放大器3的情況下為“3000”，也只能是不同的值。因此，若組成將多個放大器鄰接排列配置這樣的系統(tǒng)，即使在同一使用狀況下顯示也有離散這種情況，成為對廠家一側(cè)抱有不信任感的原因，同時用戶一側(cè)也不能使光量值或閾值的管理標(biāo)準(zhǔn)化，結(jié)果是必須針對每個成品分別設(shè)定閾值，成為不便使用的產(chǎn)品。
對于此，圖15(b)所示的本發(fā)明方式的情況下，通過利用上述的自動靈敏度調(diào)整功能，即使實際的光量值在每個放大器中各不相同，因為可強制地使其與目標(biāo)值一致，所以若假定目標(biāo)值為“2000”，則相鄰接的放大部的第一顯示器所顯示的光量值全部為“2000”而一致，所以第二顯示器所顯示的閾值也能夠成為相同的值“1000”。因此，即使在將多個放大部鄰接排列配置的情況下，顯示值全部顯示在那里，所以可以獲得用戶一側(cè)的信任，同時，用戶一側(cè)對光量值以及閾值的標(biāo)準(zhǔn)化成為可能，特別是在同一使用狀況下大量適用多個光電傳感器的情況下，不需要個別的光量值調(diào)整或閾值調(diào)整，所以可以顯著提高作業(yè)性。
接著，圖16示出了比較現(xiàn)有方式和本發(fā)明方式的由2臺反射型光導(dǎo)纖維傳感器檢測在傳送皮帶上流過的微小物體的情況下的光量值。如圖16(a)所示，在傳送帶501上運送微小物體502、502的狀況下，假定用2臺反射型光導(dǎo)纖維傳感器(傳感器A、傳感器B)從正上方檢測出微小物體。另外，在該圖中，A1以及B1為光導(dǎo)纖維頭。
這種情況下，如圖16(b)所示，現(xiàn)有方式中，因先前說明了的各種理由，傳感器A和傳感器B的接收光量難以一致，所以必須對兩個傳感器A、B分別設(shè)定閾值。
相對于此，如圖16(c)所示，在采用本發(fā)明方式的情況下，通過利用靈敏度自動調(diào)整功能，即使實際的檢測光量不同的情況下，兩個傳感器A、B也可以使最終得到的光量值一致，所以只要對兩個傳感器設(shè)定共同的閾值C即可，可進(jìn)行閾值的標(biāo)準(zhǔn)化。
接著，圖17示出比較現(xiàn)有方式和本發(fā)明方式的由2臺透過型光導(dǎo)纖維傳感器檢測在傳送皮帶上流過的液晶基板的情況下的光量值的圖。另外，在圖中，A1、A2、B1、B2是光導(dǎo)纖維頭。
如圖17(a)所示，在向箭頭504所示的方向運送液晶玻璃基板503的情況下，假定用2臺傳感器(傳感器A、傳感器B)進(jìn)行檢測，該2臺傳感器夾持著液晶玻璃基板，并使光導(dǎo)纖維頭(A1、A2以及B1、B2)相面對。
如圖17(b)所示，因先前敘述了的理由，現(xiàn)有方式用兩個傳感器A、B難以使光量值一致，所以反射型的情況也同樣，需要對各傳感器A、B分別設(shè)定閾值。對此，如圖17(c)所示，在本發(fā)明方式中，即使在實際的接收光量不同的情況下，也可以利用靈敏度自動調(diào)整處理用2臺傳感器A、B使所檢測的光量值的值一致，所以利用共同的閾值C就成為可能，即使在這種情況下，也可以在謀求閾值的標(biāo)準(zhǔn)化的同時使分別設(shè)定操作容易化，可以顯著提高使用狀況。
由以上的說明可知，按照本發(fā)明，容易將多個光電傳感器調(diào)整為相同的檢測特性，另外，在以單體使用光電傳感器時，也具有容易設(shè)定對閾值等的檢測值的評價基準(zhǔn)的效果。
權(quán)利要求
1.一種光電傳感器，其特征在于，具備有具有向檢測區(qū)域射出檢測光的發(fā)光元件的投射光部、具有接收來自檢測區(qū)域的光而得到對應(yīng)于接收光量的檢測值的接收光元件的接收光部、存儲檢測值的調(diào)整目標(biāo)值的目標(biāo)值存儲部、靈敏度調(diào)整裝置以及指示靈敏度調(diào)整裝置進(jìn)行調(diào)整的調(diào)整指示裝置；該靈敏度調(diào)整裝置調(diào)整從投射光部射出的檢測光的功率和/或接收光部的接收光量向檢測值變換的變換率來使檢測值與目標(biāo)值一致。
2.如權(quán)利要求1所述的光電傳感器，其特征在于所述光電傳感器是放大分離型光電傳感器。
3.如權(quán)利要求1所述的光電傳感器，其特征在于所述光電傳感器是光導(dǎo)纖維型光電傳感器。
4.如權(quán)利要求3所述的光電傳感器，其特征在于目標(biāo)值設(shè)定在靈敏度調(diào)整后可控制的檢測值的范圍的中央1/3的范圍內(nèi)，或者是可以設(shè)定在該范圍內(nèi)，光導(dǎo)纖維的配置無論是透過型還是反射型，都可以使用共同的目標(biāo)值。
5.如權(quán)利要求1所述的光電傳感器，其特征在于具有輸出裝置，將檢測值作為電壓值或電流值這樣的模擬信號輸出，或者作為表示數(shù)字化的數(shù)值的信號輸出。
6.如權(quán)利要求1所述的光電傳感器，其特征在于還具備有閾值設(shè)定裝置、比較閾值和檢測值的比較裝置。
7.如權(quán)利要求6所述的光電傳感器，其特征在于閾值設(shè)定裝置是手動設(shè)定的設(shè)定裝置，還具有數(shù)值顯示閾值的顯示裝置。
8.如權(quán)利要求6所述的光電傳感器，其特征在于閾值設(shè)定裝置是選擇準(zhǔn)備了多個閾值的任意一個的設(shè)定裝置，還具備有顯示是否選擇了任意的閾值的顯示裝置。
9.如權(quán)利要求1所述的光電傳感器，其特征在于還具備有目標(biāo)值的變更裝置。
10.一種光電傳感器的調(diào)整方法，其特征在于使用權(quán)利要求6所述的光電傳感器，包含如下步驟在沒有檢測物體狀態(tài)下進(jìn)行靈敏度調(diào)整；進(jìn)行靈敏度調(diào)整后進(jìn)行閾值的設(shè)定，使閾值達(dá)到規(guī)定的值。
11.一種光電傳感器的調(diào)整方法，其特征在于使用多個權(quán)利要求6所述的光電傳感器，包含如下步驟將光電傳感器設(shè)置于規(guī)定的使用狀況；在沒有檢測物體的狀態(tài)下進(jìn)行靈敏度調(diào)整；以及在進(jìn)行靈敏度調(diào)整后進(jìn)行閾值的設(shè)定，使閾值達(dá)到多個光電傳感器相同設(shè)置的規(guī)定的值。
全文摘要
一種光電傳感器及其調(diào)整方法，可容易地將多個光電傳感器調(diào)整成同樣的檢測特性，另外，在以單體使用光電傳感器的情況下，也可容易地設(shè)定對閾值等檢測值的評價基準(zhǔn)。該光電傳感器具備具有向檢測區(qū)域射出檢測光的發(fā)光元件的投射光部、具有接收來自檢測區(qū)域的光而得到對應(yīng)于接收光量的檢測值的接收光元件的接收光部、存儲檢測值的調(diào)整目標(biāo)值的目標(biāo)值存儲部、靈敏度調(diào)整裝置以及指示靈敏度調(diào)整裝置進(jìn)行調(diào)整的調(diào)整指示裝置；該靈敏度調(diào)整裝置調(diào)整從投射光部射出的檢測光的功率和/或接收光部的接收光量向檢測值變換的變換率來使檢測值與目標(biāo)值一致。
文檔編號H03K17/78GK1495413SQ0315847
公開日2004年5月12日 申請日期2003年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2002年9月11日
發(fā)明者權(quán)藤清彥, 之, 龜井隆, 一郎, 井上宏之, 井浦慎一郎, 典, 藤田筑, 川合喜典 申請人:歐姆龍株式會社