特開2019-216392(P2019-216392A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ アズビル株式会社の特許一覧
<>
  • 特開2019216392-光電センサ 図000003
  • 特開2019216392-光電センサ 図000004
  • 特開2019216392-光電センサ 図000005
  • 特開2019216392-光電センサ 図000006
  • 特開2019216392-光電センサ 図000007
  • 特開2019216392-光電センサ 図000008
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2019-216392(P2019-216392A)
(43)【公開日】2019年12月19日
(54)【発明の名称】光電センサ
(51)【国際特許分類】
   H03K 17/78 20060101AFI20191122BHJP
   G01J 1/42 20060101ALI20191122BHJP
   G01V 8/12 20060101ALI20191122BHJP
【FI】
   H03K17/78 R
   G01J1/42 N
   G01V8/12 J
【審査請求】未請求
【請求項の数】8
【出願形態】OL
【全頁数】11
(21)【出願番号】特願2018-113755(P2018-113755)
(22)【出願日】2018年6月14日
(71)【出願人】
【識別番号】000006666
【氏名又は名称】アズビル株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100123434
【弁理士】
【氏名又は名称】田澤 英昭
(74)【代理人】
【識別番号】100101133
【弁理士】
【氏名又は名称】濱田 初音
(74)【代理人】
【識別番号】100199749
【弁理士】
【氏名又は名称】中島 成
(74)【代理人】
【識別番号】100188880
【弁理士】
【氏名又は名称】坂元 辰哉
(74)【代理人】
【識別番号】100197767
【弁理士】
【氏名又は名称】辻岡 将昭
(74)【代理人】
【識別番号】100201743
【弁理士】
【氏名又は名称】井上 和真
(72)【発明者】
【氏名】田島 良一
(72)【発明者】
【氏名】立石 幸一
(72)【発明者】
【氏名】越 俊樹
【テーマコード(参考)】
2G065
2G105
5J050
【Fターム(参考)】
2G065AA04
2G065AB09
2G065AB16
2G065AB22
2G065BA01
2G065BC03
2G065BC17
2G065CA12
2G065DA15
2G105AA01
2G105BB17
2G105CC01
2G105CC03
2G105DD03
2G105EE01
2G105FF12
2G105HH01
2G105HH04
5J050AA12
5J050AA37
5J050BB16
5J050FF08
(57)【要約】
【課題】ノイズによる誤動作を低減可能とする。
【解決手段】複数のパルスを有する複数のパルス列から成るバーストパルスに対し、少なくとも一部のパルス列が有するパルスの組合わせが他のパルス列と異なるように、パルス列毎に、連続する既定数のパルスを選択するパルス選択部と、パルス選択部により選択されたパルスを有するバーストパルスを投光する投光部103と、投光部103により投光されたバーストパルスを受光し、当該受光したバーストパルスに応じた信号を得る計測部115とを備えた。
【選択図】図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数のパルスを有する複数のパルス列から成るバーストパルスに対し、少なくとも一部のパルス列が有するパルスの組合わせが他のパルス列と異なるように、パルス列毎に、連続する既定数のパルスを選択するパルス選択部と、
前記パルス選択部により選択されたパルスを有するバーストパルスを投光する投光部と、
前記投光部により投光されたバーストパルスを受光し、当該受光したバーストパルスに応じた信号を得る計測部と
を備えた光電センサ。
【請求項2】
前記計測部により得られた信号に基づいて、パルス列毎のパルスの個数を抽出するパルス判別部と、
前記パルス判別部による抽出結果に基づいて、ノイズの有無を判定する判定部とを備えた
ことを特徴とする請求項1記載の光電センサ。
【請求項3】
前記パルス選択部は、前記バーストパルスに対し、パルス列毎に、連続する既定数のパルスを複数組選択する
ことを特徴とする請求項1記載の光電センサ。
【請求項4】
前記計測部により得られた信号に基づいて、パルス列毎の検波回数及びパルスの個数を抽出するパルス判別部と、
前記パルス判別部による抽出結果に基づいて、ノイズの有無を判定する判定部とを備えた
ことを特徴とする請求項3記載の光電センサ。
【請求項5】
複数のパルスを有する複数のパルス列から成るバーストパルスを投光する投光部と、
前記投光部により投光されたバーストパルスを受光して光電変換を行う受光部と、
前記バーストパルスに対し、少なくとも一部のパルス列が有するパルスの組合わせが他のパルス列と異なるように、パルス列毎に、連続する既定数のパルスを選択するパルス選択部と、
前記受光部による光電変換後の信号に基づいて、前記パルス選択部により選択されたパルスに相当する区間の信号の抽出を行うパルス取得部と
を備えた光電センサ。
【請求項6】
前記パルス取得部により取得された信号に基づいて、パルス列毎のパルスの個数を抽出するパルス判別部と、
前記パルス判別部による抽出結果に基づいて、ノイズの有無を判定する判定部とを備えた
ことを特徴とする請求項5記載の光電センサ。
【請求項7】
前記パルス選択部は、前記バーストパルスに対し、パルス列毎に、連続する既定数のパルスを複数組選択する
ことを特徴とする請求項5記載の光電センサ。
【請求項8】
前記パルス取得部により取得された信号に基づいて、パルス列毎の検波回数及びパルスの個数を抽出するパルス判別部と、
前記パルス判別部による抽出結果に基づいて、ノイズの有無を判定する判定部とを備えた
ことを特徴とする請求項7記載の光電センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この発明は、光の投受光を行う光電センサに関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、検出領域を介して光の投受光を行い、その受光結果に基づいて検出領域における物体の有無判定等の各種処理を行う光電センサが知られている(例えば特許文献1参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2015−15580号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、従来の光電センサでは、現場で、ノイズによる誤動作が生じることがある。すなわち、従来の光電センサでは、信号の検出周期に対して周期性を有するノイズの周期が一致すると、検出値の変動により誤動作が生じる。
【0005】
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、ノイズによる誤動作を低減可能な光電センサを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0006】
この発明に係る光電センサは、複数のパルスを有する複数のパルス列から成るバーストパルスに対し、少なくとも一部のパルス列が有するパルスの組合わせが他のパルス列と異なるように、パルス列毎に、連続する既定数のパルスを選択するパルス選択部と、パルス選択部により選択されたパルスを有するバーストパルスを投光する投光部と、投光部により投光されたバーストパルスを受光し、当該受光したバーストパルスに応じた信号を得る計測部とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【0007】
この発明によれば、上記のように構成したので、ノイズによる誤動作を低減可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
図1】この発明の実施の形態1に係る光電センサの構成例を示す図である。
図2】この発明の実施の形態1における投光部により投光されるバーストパルスの一例を示す図である。
図3】この発明の実施の形態1における投光部により投光されるバーストパルスの別の一例を示す図である。
図4】この発明の実施の形態1における投光部により投光されるバーストパルスの別の一例を示す図である。
図5】この発明の実施の形態1における投光部により投光されるバーストパルスの別の一例を示す図である。
図6】この発明の実施の形態2に係る光電センサの構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、この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。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る光電センサの構成例を示す図である。
実施の形態1に係る光電センサは、検出領域を介して光の投受光を行い、その受光結果に基づいて検出領域における物体の有無判定等の各種処理を行う。この光電センサは、図1に示すように、変調部101、制御部102、投光部103、受光部104、増幅部105、検出部106、パルス判別部107、判定部108、処理部109、入出力部110、通信部111、表示部112及び操作部113を備えている。図1に示す光電センサは、投光部103及び受光部104と検出領域とが対向する反射型である場合を示しているが、光電センサの種別はこれに限らず、透過型又はリフレクタ型でもよい。
【0010】
なお、変調部101、制御部102及び投光部103は、投光出力部114を構成する。また、受光部104、増幅部105及び検出部106は、計測部115を構成する。また、パルス判別部107及び判定部108は演算部116を構成する。また、入出力部110、通信部111、表示部112及び操作部113は、インタフェース部117を構成する。
【0011】
変調部101は、変調信号を出力する。変調信号は、基準となるバーストパルスのパターンを示す信号である。基準となるバーストパルスは、複数のパルスを有する複数のパルス列から構成される。
【0012】
制御部102は、投光部103を制御する。また、制御部102は、変調部101により出力された変調信号が示す基準となるバーストパルスに対し、投光出力部114で投光を行うバーストパルスのパターンを設定する機能(パルス選択部)を有する。このパルス選択部は、変調信号が示す基準となるバーストパルスに対し、少なくとも一部のパルス列が有するパルスの組合わせが他のパルス列と異なるように、パルス列毎に、連続した既定数のパルスを選択する。なお、パルス選択部は、上記連続した既定数のパルスを、ランダム又は規則的に選択する。
【0013】
投光部103は、パルス選択部により選択されたパルスを有するバーストパルスを、検出領域に投光する。
【0014】
受光部104は、投光部103により投光されて検出領域で反射されたバーストパルスを受光して光電変換を行う。
増幅部105は、受光部104により得られた信号(光電変換後の信号)を増幅する。
検出部106は、増幅部105による増幅後の信号を復調する。
【0015】
なお、計測部115は、投光部103により投光された光(ここではバーストパルス)を受光し、当該受光した光に応じた信号を得るものであり、この計測部115の機能は従来の光電センサが有する計測部の機能と同様である。
【0016】
パルス判別部107は、検出部106により得られた信号(復調後の信号)から、パルス列毎のパルスの個数を抽出する。
【0017】
判定部108は、パルス判別部107による抽出結果に基づいて、ノイズの有無を判定する。ここで、判定部108は、パルス判別部107により抽出された各パルス列のパルスの個数が全て同じである場合に、検出部106により得られた信号にノイズは重畳されておらず、当該信号は正常であると判定する。そして、判定部108は、判定結果を示す情報及び検出部106により得られた信号を処理部109に出力する。
【0018】
なお、制御部102及び演算部116は、システムLSI(Large Scale Integration)等の処理回路、又はメモリ等に記憶されたプログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)等により実現される。
【0019】
処理部109は、検出部106により得られた信号に基づいて、物体の有無判定等の各種処理を行うMPU(Micro Processing Unit)である。この際、処理部109は、判定部108によりノイズが無いと判定された信号を用いて上記処理を行う。この処理部109による処理結果を示す情報はインタフェース部117に出力される。
【0020】
入出力部110は、光電センサに対する各種設定の入力を行い、制御情報を生成して処理部109を介して制御部102に出力する。この制御情報には、例えば、投光出力部114による光の投光を指示するトリガ信号、又は、投光出力部114でレーザ光を用いる場合にはレーザ光の停止を指示する停止信号等が含まれる。
また、入出力部110は、処理部109から入力された情報の出力を行う。この際、入出力部110は、例えば、アナログ出力を行ってもよいし、閾値判定を行って閾値を超えた場合にオン出力を行ってもよい。
【0021】
通信部111は、イーサネット(登録商標)等のネットワークを介して外部装置と通信を行い、例えば処理部109から入力された情報を外部装置に送信する。
表示部112は、各種の動作表示を行う。また、表示部112は、処理部109から入力された情報を表示する。
操作部113は、ユーザ操作を受付け、例えば、表示部112の表示切替え又は光電センサに対する各種設定等を行う。
【0022】
次に、実施の形態1に係る光電センサの動作例について説明する。
実施の形態1に係る光電センサでは、制御部102が基準となるバーストパルスから投光対象とするパルスをパルス列毎に選択し、投光部103が当該選択されたパルスを有するバーストパルスを投光する。例えば、基準となる1サイクルのバーストパルスが5個のパルスを有する3個のパルス列から成り、制御部102が、パルス列毎に、5個のパルスのうちの連続する3個のパルスをランダムに選択するものとする。この場合、投光部103は、例えば図2に示すようなバーストパルスを投光する。図2において、実線で示されるパルスは投光部103により投光されるパルスであり、破線で示されるパルスは投光部103により投光されないパルスである。
【0023】
図2に示すバーストパルスは、1サイクルが675usとなっている。また、このバーストパルスは、少なくとも一部のパルス列が有するパルスの組合わせが他のパルスと異なっている。図2の例では、1番目のパルス列では1〜3番目のパルスが投光対象であり、2番目のパルス列では3〜5番目のパルスが投光対象であり、3番目のパルス列では2〜4番目のパルスが投光対象となっている。よって、このバーストパルスでは、パルス列毎の周期が異なる。図2の例では、1番目のパルス列の周期が240usであり、2,3番目のパルス列の周期が217.5usである。
【0024】
このバーストパルスに対して一定周期のノイズが印加される場合、全てのパルス列に対してノイズが重畳する可能性は低いと考えられる。そして、実施の形態1に係る光電センサでは、パルス判別部107が計測部115により得られた信号からパルス列毎のパルスの個数を抽出し、判定部108がその抽出結果に基づいてノイズの有無を判定している。これにより、実施の形態1に係る光電センサでは、信号に周期性を有するノイズが重畳し続けることを回避でき、誤動作を抑制できる。なお、実施の形態1に係る光電センサでは、ノイズの印加時間が、各パルス列の周期のずれを吸収してしまうほどに大きくはないことを前提としている。
【0025】
なお図2では、1サイクルのバーストパルスが3個のパルス列から構成される場合を示した。しかしながら、パルス列の数はこれに限らず複数であればよい。例えば図3に示すように、1サイクルのバーストパルスが2個のパルス列から構成されていてもよい。
【0026】
また図2では、パルス列が5個のパルスを有する場合を示した。しかしながら、パルス列が有するパルスの数はこれに限らず複数であればよい。例えば図4に示すように、パルス列が10個のパルスを有していてもよい。なお図4では、1サイクルのバーストパルスが6個のパルス列から構成されている。
【0027】
また図2〜4では、制御部102が、パルス列毎に、連続する3個のパルスを選択する場合を示している。しかしながら、制御部102により選択されるパルスの数はこれに限らず複数であればよい。
【0028】
このように、実施の形態1に係る光電センサでは、1サイクルのバーストパルスにおけるパルス列毎のパルスの組合わせを自由に設定できる。よって、例えば、判定部108が32個のパルス列を用いてノイズの有無を判定する場合には、制御部102は、1サイクルのバーストパルスにおいて、32個のパルス列で一巡するようなパルスの組合わせを設定することも可能である。
【0029】
また図2〜4では、制御部102が、パルス列毎に、連続する既定数のパルスを1組選択する場合を示している。しかしながら、これに限らず、制御部102は、パルス列毎に、連続する既定数のパルスを複数組選択してもよい。例えば図5では、制御部102は、パルス列毎に、連続する3個のパルスを2組選択している。この場合、パルス判別部107は、計測部115により得られた信号からパルス列毎の検波回数及びパルスの個数を抽出し、判定部108はその抽出結果に基づいてノイズの有無を判定する。すなわち、判定部108は、パルス列毎に検波回数が既定回数(図5では2回)であるかを判定し、且つ、パルス列毎でのパルスの個数が全て同じ(図5では3個ずつ)であるかを判定することで、ノイズの有無を判定する。これにより、光電センサにおけるノイズ耐性が更に向上する。
【0030】
以上のように、この実施の形態1によれば、光電センサは、複数のパルスを有する複数のパルス列から成るバーストパルスに対し、少なくとも一部のパルス列が有するパルスの組合わせが他のパルス列と異なるように、パルス列毎に、連続する既定数のパルスを選択するパルス選択部と、パルス選択部により選択されたパルスを有するバーストパルスを投光する投光部103と、投光部103により投光されたバーストパルスを受光し、当該受光したバーストパルスに応じた信号を得る計測部115とを備えた。これにより、実施の形態1に係る光電センサは、ノイズによる誤動作を低減可能となる。
【0031】
実施の形態2.
実施の形態1では、投光側でパルスの選択を行う場合を示した。それに対し、実施の形態2では、受光側でパルスの選択を行う場合を示す。
図6はこの発明の実施の形態2に係る光電センサの構成例を示す図である。
実施の形態2に係る光電センサは、検出領域を介して光の投受光を行い、その受光結果に基づいて検出領域における物体の有無判定等の各種処理を行う。この光電センサは、図6に示すように、変調部201、制御部202、投光部203、受光部204、増幅部205、検出部206、パルス判別部207、判定部208、処理部209、入出力部210、通信部211、表示部212及び操作部213を備えている。図1に示す光電センサは、投光部203及び受光部204と検出領域とが対向する反射型である場合を示しているが、光電センサの種別はこれに限らず、透過型又はリフレクタ型でもよい。
【0032】
なお、変調部201、制御部202及び投光部203は、投光出力部214を構成する。また、受光部204、増幅部205及び検出部206は、計測部215を構成する。また、パルス判別部207及び判定部208は演算部216を構成する。また、入出力部210、通信部211、表示部212及び操作部213は、インタフェース部217を構成する。
【0033】
変調部201は、変調信号を出力する。変調信号は、基準となるバーストパルスのパターンを示す信号である。基準となるバーストパルスは、複数のパルスを有する複数のパルス列から構成される。
【0034】
制御部202は、投光部203を制御する。なお、実施の形態2における制御部202では、実施の形態1における制御部102のようなパルス選択部の機能は有していない。
【0035】
投光部203は、変調部201により出力された変調信号が示す基準となるバーストパルスを、検出領域に投光する。
【0036】
なお、投光出力部214の機能は、従来の光電センサが有する投光出力部の機能と同様である。
【0037】
受光部204は、投光部203により投光されて検出領域で反射されたバーストパルスを受光して光電変換を行う。
【0038】
増幅部205は、受光部204により得られた信号(光電変換後の信号)を増幅する。
また、増幅部205は、変調部201により出力された変調信号が示す基準となるバーストパルスに対し、計測部215で受信を行うバーストパルスのパターンを設定する機能(パルス選択部)を有する。このパルス選択部は、変調信号が示す基準となるバーストパルスに対し、少なくとも一部のパルス列が有するパルスの組合わせが他のパルス列と異なるように、パルス列毎に、連続した既定数のパルスを選択する。なお、パルス選択部は、上記連続した既定数のパルスを、ランダム又は規則的に選択する。
また、増幅部205は、受光部204により得られた信号から、パルス選択部により選択されたパルスに相当する区間の信号の抽出を行う機能(パルス取得部)を有する。なお、パルス取得部は、例えばスイッチ等を用いることで、上記信号の抽出が可能である。
【0039】
検出部206は、増幅部205により増幅され且つパルス取得部により抽出された信号を復調する。
【0040】
パルス判別部207は、検出部206により得られた信号(復調後の信号)から、パルス列毎のパルスの個数を抽出する。
【0041】
判定部208は、パルス判別部207による抽出結果に基づいて、ノイズの有無を判定する。ここで、判定部208は、パルス判別部207により抽出された各パルス列のパルスの個数が全て同じである場合に、検出部206により得られた信号にノイズは重畳されておらず、当該信号は正常であると判定する。そして、判定部208は、判定結果を示す情報及び検出部206により得られた信号を処理部209に出力する。
【0042】
なお、制御部202及び演算部216は、システムLSI等の処理回路、又はメモリ等に記憶されたプログラムを実行するCPU等により実現される。
【0043】
また、処理部209及びインタフェース部217の機能は、実施の形態1に係る処理部109及びインタフェース部117の機能と同様であり、その説明を省略する。
【0044】
このように、実施の形態2に係る光電センサでは、増幅部205が基準となるバーストパルスから受信対象とするパルスをパルス列毎に選択し、受光部204により得られた信号から当該選択したパルスに相当する区間の信号の取得を行う。なお、増幅部205により設定されるバーストパルスのパターンは例えば図2〜5のように実施の形態1と同様である。よって、実施の形態2に係る光電センサでも、実施の形態1と同様に、信号に周期性を有するノイズが重畳し続けることを回避でき、誤動作を抑制できる。
【0045】
なお上記では、増幅部205がパルス選択部及びパルス取得部の機能を有する場合を示した。しかしながら、これに限らず、パルス選択部及びパルス取得部は、受光部204とパルス判別部207との間に設けられていればよい。
【0046】
以上のように、この実施の形態2によれば、光電センサは、複数のパルスを有する複数のパルス列から成るバーストパルスを投光する投光部203と、投光部203により投光されたバーストパルスを受光して光電変換を行う受光部204と、上記バーストパルスに対し、少なくとも一部のパルス列が有するパルスの組合わせが他のパルス列と異なるように、パルス列毎に、連続する既定数のパルスを選択するパルス選択部と、受光部204による光電変換後の信号に基づいて、パルス選択部により選択されたパルスに相当する区間の信号の抽出を行うパルス取得部とを備えた。これにより、実施の形態2に係る光電センサは、ノイズによる誤動作を低減可能となる。
【0047】
なお、本願発明はその発明の範囲内において、各実施の形態の自由な組み合わせ、あるいは各実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは各実施の形態において任意の構成要素の省略が可能である。
【符号の説明】
【0048】
101,201 変調部
102,202 制御部
103,203 投光部
104,204 受光部
105,205 増幅部
106,206 検出部
107,207 パルス判別部
108,208 判定部
109,209 処理部
110,210 入出力部
111,211 通信部
112,212 表示部
113,213 操作部
114,214 投光出力部
115,215 計測部
116,216 演算部
117,217 インタフェース部
図1
図2
図3
図4
図5
図6