特開 2024-130554 センサ及び検出方法

(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】P2024130554

(43)【公開日】2024-09-30

(54)【発明の名称】センサ及び検出方法

(51)【国際特許分類】

   H03K 17/78 20060101AFI20240920BHJP

   G01V 8/20 20060101ALI20240920BHJP

【ＦＩ】

H03K17/78 Q

G01V8/20 Q

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023040356

(22)【出願日】2023-03-15

(71)【出願人】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100079108

【弁理士】

【氏名又は名称】稲葉 良幸

(74)【代理人】

【識別番号】100108213

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 豊隆

(74)【代理人】

【識別番号】100139066

【弁理士】

【氏名又は名称】伊藤 健太郎

(72)【発明者】

【氏名】安藤 信太郎

(72)【発明者】

【氏名】蓬郷 典大

【テーマコード（参考）】

2G105

5J050

【Ｆターム（参考）】

2G105AA01

2G105BB17

2G105CC01

2G105DD03

2G105EE02

2G105FF12

2G105GG07

2G105HH04

2G105KK05

5J050AA13

5J050BB17

5J050EE31

5J050EE39

5J050FF02

5J050FF08

(57)【要約】

【課題】相互干渉による誤作動を容易に抑制することのできるセンサ及び検出方法を提供する。
【解決手段】センサ（１００）であって、周期性を有する疑似乱数列の値とセンサ（１００）の固有値とに基づいて、ハッシュ関数によってスクランブル値を算出する算出部（１４３）と、スクランブル値に基づいて、可変の信号周期を設定する設定部（１４４）と、信号周期に基づいて、対象物（ＷＫ）へ検出信号（ＤＳ１）を送信し、対象物（ＷＫ）によって反射された検出信号（ＤＳ２）を受信する送受信部（１１０）と、複数の受信された検出信号（ＤＳ２）に基づいて、対象物（ＷＫ）を検出する検出部（１５３）と、を備える。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

センサであって、
周期性を有する疑似乱数列の値と前記センサの固有値とに基づいて、ハッシュ関数によってスクランブル値を算出する算出部と、
前記スクランブル値に基づいて、可変の信号周期を設定する設定部と、
前記信号周期に基づいて、対象物へ検出信号を送信し、前記対象物によって反射された検出信号を受信する送受信部と、
複数の前記受信された検出信号に基づいて、前記対象物を検出する検出部と、を備える、
センサ。

【請求項2】

前記設定部は、基準周期と、拡散幅と、前記スクランブル値とに基づいて、前記信号周期を算出する、
請求項１に記載のセンサ。

【請求項3】

所定のシード値に基づいて、前記疑似乱数列の値を生成する疑似乱数生成部をさらに備える、
請求項１に記載のセンサ。

【請求項4】

前記センサの固有値に基づいて、ハッシュ値を生成するハッシュ値生成部をさらに備え、
前記算出部は、前記疑似乱数列の値と前記ハッシュ値とに基づいて、前記スクランブル値を算出する、
請求項１に記載のセンサ。

【請求項5】

前記ハッシュ値は、前記疑似乱数列の値と同一の桁数を有し、
前記スクランブル値は、前記疑似乱数列の値と前記ハッシュ値との排他的論理和の演算によって算出される、
請求項４に記載のセンサ。

【請求項6】

複数の前記受信された検出信号に基づいて、積算信号を生成する積算信号生成部をさらに備え、
前記検出部は、前記積算信号に基づいて前記対象物を検出する、
請求項１に記載のセンサ。

【請求項7】

前記積算信号を記憶する記憶部をさらに備え、
前記積算信号生成部は、前記検出信号が受信されたときに、該検出信号を前記記憶部に記憶された前記積算信号に加算して該積算信号を更新する、
請求項６に記載のセンサ。

【請求項8】

前記送受信部は、前記信号周期に基づいて、前記対象物へ前記検出信号を送信する送信部と、前記信号周期に基づいて、前記対象物によって前記反射された検出信号を受信する受信部と、を含む、
請求項１に記載のセンサ。

【請求項9】

情報を入力するための入力部をさらに備える、
請求項１に記載のセンサ。

【請求項10】

前記検出信号は、光信号、音波信号、及び電磁波信号のうちのいずれか１つである、
請求項１から９のいずれか１項に記載のセンサ。

【請求項11】

センサの検出方法であって、
周期性を有する疑似乱数列の値と前記センサの固有値とに基づいて、ハッシュ関数によってスクランブル値を算出するステップと、
前記スクランブル値に基づいて、可変の信号周期を設定するステップと、
前記信号周期に基づいて、対象物へ検出信号を送信し、前記対象物によって反射された検出信号を受信するステップと、
複数の前記受信された検出信号に基づいて、前記対象物を検出するステップと、を含む、
検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、センサ及び検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、投光周期を一定時間ずつ異ならせた投光パターンに従うパルス光の組を信号光として繰り返し発する投光ユニットと、投光ユニットからの信号光を受光する受光素子と、受光素子からの受光信号に基づいて、入光状態および遮光状態を判別する受光制御部とを備え、投光ユニットは、投光パターンとして、投光周期を一定時間ずつ増加させる第１のパターンと、投光周期を一定時間ずつ減少させる第２のパターンとを有し、第１のパターンおよび第２のパターンにおいて、最短周期を表すパルスが、最短周期以外の投光周期内に含まれる光電センサが開示されている。この光電センサでは、相互干渉による誤動作を防止可能となる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１５２８１９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ここで、対象物に対して複数のセンサを配置する場合、例えば、隣り合う２つのセンサのうち、一方のセンサから投光され、対象物によって反射された光が、他方のセンサによって受光される現象、いわゆる相互干渉が発生し、他のセンサによる意図しない動作、つまり、誤作動を招くおそれがある。

【0005】

従来のセンサでは、２つのセンサにおいて、それぞれ異なる所定時間の投光周期が設定された複数のチャネルが用意されており、相互干渉による誤作動を防ぐために、それぞれのセンサにおいて、異なるチャネルを設定していた。しかしながら、この方法では、ユーザによるチャネル設定の必要があるため、煩雑であった。

【0006】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、相互干渉による誤作動を容易に抑制することのできるセンサ及び検出方法を提供することを目的の１つとする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本開示の一態様に係るセンサは、センサであって、周期性を有する疑似乱数列の値とセンサの固有値とに基づいて、ハッシュ関数によってスクランブル値を算出する算出部と、スクランブル値に基づいて、可変の信号周期を設定する設定部と、信号周期に基づいて、対象物へ検出信号を送信し、対象物によって反射された検出信号を受信する送受信部と、複数の受信された検出信号に基づいて、対象物を検出する検出部と、を備える。

【0008】

この態様によれば、周期性を有する疑似乱数列の値とセンサの固有値とに基づいて、ハッシュ関数によってスクランブル値が算出され、スクランブル値に基づいて、可変の信号周期が設定され、信号周期に基づいて、対象物へ検出信号が送信され、対象物によって反射された検出信号が受信され、複数の受信された検出信号に基づいて、対象物が検出される。これにより、複数のセンサを配置する場合に、隣り合うセンサ間において、互いの信号周期が一致する可能性を低減することが可能となる。従って、従来のようにユーザが複数のセンサにおいて異なる周期を設定する作業が必要なくなり、相互干渉による誤作動を容易に抑制することができる。また、隣り合うセンサにおいて同じ疑似乱数列の値を利用して信号周期を設定する場合であっても、ハッシュ関数によってスクランブル値を算出することで、周期性のある疑似乱数列の順序（並び）を変更したスクランブル値を得ることが可能となる。従って、センサ間において、設定された信号周期が連続して同一になる確率を低減することができ、相互干渉による誤作動をさらに抑制することができる。

【0009】

前述した態様において、設定部は、基準周期と、拡散幅と、スクランブル値とに基づいて、信号周期を算出してもよい。

【0010】

この態様によれば、基準周期と、拡散幅と、スクランブル値とに基づいて、信号周期が算出される。これにより、信号周期を所定の範囲に拡散させることが可能となる。

【0011】

前述した態様において、所定のシード値に基づいて、疑似乱数列の値を生成する疑似乱数生成部をさらに備えてもよい。

【0012】

この態様によれば、所定のシード値に基づいて、疑似乱数列の値が生成される。これにより、周期性を有し、かつ、再現性のある疑似乱数列の値を、容易に生成することができる。

【0013】

前述した態様において、センサの固有値に基づいて、ハッシュ値を生成するハッシュ値生成部をさらに備え、算出部は、疑似乱数列の値とハッシュ値とに基づいて、スクランブル値を算出してもよい。

【0014】

この態様によれば、疑似乱数列の値と、ハッシュ値とに基づいて、ハッシュ関数によって算出されたスクランブル値が算出される。これにより、例えば、隣り合うセンサにおいて、２つの個体シリアル番号が連続する場合でも、ハッシュ値に基づくスクランブル値を算出することで、スクランブル値を所定の範囲に分散して分布させることができる。

【0015】

前述した態様において、ハッシュ値は、疑似乱数列の値と同一の桁数を有し、スクランブル値は、疑似乱数列の値とハッシュ値との排他的論理和の演算によって算出されてもよい。

【0016】

この態様によれば、ハッシュ値が疑似乱数列の値と同一の桁数を有する場合、スクランブル値は、疑似乱数列の値とハッシュ値との排他的論理和の演算によって算出される。これにより、疑似乱数列の値の桁数とハッシュ値の桁数とが同じ場合に、疑似乱数列における値の順序（並び）を入れ替えることができ、スクランブル値を容易に算出することができる。

【0017】

前述した態様において、複数の受信された検出信号に基づいて、積算信号を生成する積算信号生成部をさらに備え、検出部は、積算信号に基づいて対象物を検出してもよい。

【0018】

この態様によれば、生成された積算信号に基づいて、対象物が検出される。これにより、複数回受信された検出信号を平均化することでき、隣り合うセンサ間で偶発的な信号周期の位相の一致が発生しても、平均化によってその影響を緩和することができる。

【0019】

前述した態様において、積算信号を記憶する信号記憶部をさらに備え、積算信号生成部は、検出信号が受信されたときに、検出信号を記憶部に記憶された積算信号に加算して積算信号を更新してもよい。

【0020】

この態様によれば、検出信号を受信したときに、当該検出信号を記憶部に記憶された積算信号に加算して当該積算信号が更新される。これにより、検出信号が受信されるごとに記憶部に記憶された積算信号に加算され、積算信号が更新されるので、検出信号を複数回受信することで、複数の検出信号を積算した積算信号を容易に生成することができる。

【0021】

前述した態様において、送受信部は、信号周期に基づいて、対象物へ検出信号を送信する送信部と、信号周期に基づいて、対象物によって反射された検出信号を受信する受信部と、を含んでもよい。

【0022】

この態様によれば、信号周期に基づいて対象物へ検出信号を送信する送信部と、信号周期に基づいて対象物によって反射された検出信号を受信する受信部とが含まれる。これにより、送信部及び受信部のそれぞれを、別部材として構成（実現）することができる。

【0023】

前述した態様において、情報を入力するための入力部をさらに備えてもよい。

【0024】

この態様によれば、情報を入力するための操作部を備える。これにより、例えば、信号周期を設定するための拡散幅及び基準周期や、疑似乱数列の値等を外部から入力すること可能となる。

【0025】

前述した態様において、検出信号は、光信号、音波信号、及び電磁波信号のうちのいずれか１つであってもよい。

【0026】

この態様によれば、検出信号が、光信号、音波信号、及び電磁波信号のうちのいずれか１つである。これにより、検出信号を送信及び受信するための送受信部を容易に構成（実現）することができる。

【0027】

本開示の他の態様に係る検出方法は、センサの検出方法であって、周期性を有する疑似乱数列の値とセンサの固有値とに基づいて、ハッシュ関数によってスクランブル値を算出するステップと、スクランブル値に基づいて、可変の信号周期を設定するステップと、信号周期に基づいて、対象物へ検出信号を送信し、対象物によって反射された検出信号を受信するステップと、複数の受信された検出信号に基づいて、対象物を検出するステップと、を含む。

【0028】

この態様によれば、周期性を有する疑似乱数列の値とセンサの固有値とに基づいて、ハッシュ関数によってスクランブル値が算出され、スクランブル値に基づいて、可変の信号周期が設定され、信号周期に基づいて、対象物へ検出信号が送信され、対象物によって反射された検出信号が受信され、複数の受信された検出信号に基づいて、対象物が検出される。これにより、複数のセンサを配置する場合に、隣り合うセンサ間において、互いの信号周期が一致する可能性を低減することが可能となる。従って、従来のようにユーザが複数のセンサにおいて異なる周期を設定する作業が必要なくなり、相互干渉による誤作動を容易に抑制することができる。また、隣り合うセンサにおいて同じ疑似乱数列の値を利用して信号周期を設定する場合であっても、ハッシュ関数によってスクランブル値を算出することで、周期性のある疑似乱数列の順序（並び）を変更したスクランブル値を得ることが可能となる。従って、センサ間において、設定された信号周期が連続して同一になる確率を低減することができ、相互干渉による誤作動をさらに抑制することができる。

【発明の効果】

【0029】

本発明によれば、相互干渉による誤作動を容易に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0030】

【図1】図１は、一実施形態における検出システムの配置を示す概略図である。

【図2】図２は、一実施形態におけるセンサの構成を示す構成図である。

【図3】図３は、図２に示すハッシュ値生成部によるハッシュ値の生成を説明するための概略図である。

【図4】図４は、図２に示すスクランブル値算出部によるスクランブル値の算出を説明するための図である。

【図5】図５は、数列におけるスクランブル値の算出の有無による差異を説明するための図である。

【図6】図６は、信号周期におけるスクランブル値の有無による差異を説明するための図である。

【図7】図７は、信号周期におけるスクランブル値の有無によるシミュレーション結果の差異を示すグラフである。

【図8】図８は、信号周期の変更の有無による差異を説明するための図である。

【図9】図９は、一実施形態におけるセンサが行う有無検出処理の一例を説明するためのフローチャートである。

【図10】図１０は、一実施形態の第１変形例におけるセンサの構成を示す構成図である。

【図11】図１１は、一実施形態の第２変形例におけるセンサの構成を示す構成図である。

【発明を実施するための形態】

【0031】

以下に本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号で表している。但し、図面は模式的なものである。従って、具体的な寸法等は以下の説明を照らし合わせて判断するべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。さらに、本発明の技術的範囲は、当該実施形態に限定して解するべきではない。

【0032】

なお、いくつかの図面において、図面相互の関係を明らかにし、各構成要素の位置関係、向き等を理解する助けとするために、便宜的にＸ軸、及びＹ軸から構成される直交座標系を付すことがある。各図面におけるＸ軸、及びＹ軸は、互いに対応している。

【0033】

また、本実施形態では、特に明示する場合を除き、信号の媒体として光を用い、光信号を送信及び受信する光学式のセンサの例について説明する。なお、後述の変形例で説明するように、本実施形態のセンサは、光信号を送受信する場合に限定されるものではなく、他の媒体、例えば、超音波を含む音波や、電磁波（以下、「電波」ともいう）等の媒体によって信号を送信及び受信するセンサであってもよい。

【0034】

まず、図１を参照しつつ、一実施形態に従う光学式センサを含む検出システムについて説明する。図１は、一実施形態における検出システム２００の配置を示す概略図である。

【0035】

図１に示すように、検出システム２００は、複数のセンサ１００－１，１００－２，１００－３（以下、個々のセンサを区別しない場合、これらをまとめて「センサ１００」ともいう）を含んで構成されている。各センサ１００－１，１００－２，１００－３は、対象物（以下、「ワークＷＫ」ともいう）を検出するように配置される。具体的には、例えば工場の製造ライン等に設置されたコンベアベルト等の運搬装置ＢＣ上に載置されるワークＷＫに対し、各センサ１００－１，１００－２，１００－３は、運搬装置ＢＣの上方の位置から光を投光し、ワークＷＫからの反射光を受光するように配置されている。各センサ１００－１，１００－２，１００－３は、ケーブル１０１－１，１０１－２，１０１－３（以下、個々のケーブルを区別しない場合、これらをまとめて「ケーブル１０１」ともいう）を介して、異なる制御対象装置１０２－１，１０２－２，１０２－３に接続されている。制御対象装置１０２－１，１０２－２，１０２－３は、例えば電磁弁やアクチュエータ等であり、センサ１００－１，１００－２，１００－３から出力された信号に基づいて、動作するように構成されている。センサ１００－１，１００－２，１００－３は、他のセンサとの間で、データ通信や信号等のやり取りは行っておらず、それぞれ異なる制御対象装置１０２－１，１０２－２，１０２－３に接続されている。よって、各センサ１００－１，１００－２，１００－３は、非同期で動作することになる。

【0036】

図１に示すように、ワークＷＫに対して複数のセンサ１００－１，１００－２，１００－３を配置する場合、例えば、隣り合う２つのセンサ１００－１，１００－２のうち、一方のセンサ１００－１から投光され、ワークＷＫによって反射された光が、他方のセンサ１００－２によって受光される現象、いわゆる相互干渉が発生し、他のセンサ１００－２における意図しない動作、つまり、誤作動を招くおそれがある。

【0037】

従来のセンサでは、２つのセンサにおいて、それぞれ異なる所定時間の投光周期が設定された複数のチャネルが用意されており、相互干渉による誤作動を防ぐために、あらかじめ、あるいは、事後的に、それぞれのセンサにおいて、異なるチャネルを設定していた。

【0038】

しかしながら、この方法では、ユーザによるチャネル設定の必要があるため、煩雑であった。

【0039】

＜構成＞
次に、図２から図８を参照しつつ、一実施形態に従うセンサの構成について説明する。図２は、一実施形態におけるセンサ１００の構成を示す構成図である。図３は、図２に示すハッシュ値生成部１４２によるハッシュ値の生成を説明するための概略図である。図４は、図２に示すスクランブル値算出部１４３によるスクランブル値の算出を説明するための図である。図５は、数列におけるスクランブル値の算出の有無による差異を説明するための図である。図６は、信号周期におけるスクランブル値の有無による差異を説明するための図である。図７は、信号周期におけるスクランブル値の有無によるシミュレーション結果の差異を示すグラフである。図８は、信号周期の変更の有無による差異を説明するための図である。

【0040】

本実施形態におけるセンサ１００は、ワークＷＫの有無や、センサ１００からワークＷＫまでの距離等を検出するセンサである。センサ１００は、光をワークＷＫへ向けて投光し、ワークＷＫによって反射されて戻ってくる光を受光するように構成されている。

【0041】

以下の説明では、特に明示する場合を除き、センサ１００は、ワークＷＫへ投光された光が反射して戻ってくるまでの時間を測定することにより距離を検出するＴｏＦ（Ｔｉｍｅ ｏｆ Ｆｌｉｇｈｔ）センサである例を用いる。なお、本実施形態のセンサは、ＴｏＦセンサである場合に限定されるものではなく、他の光学式センサ、例えば三角測距を測定原理とする光電センサ等であってもよい。

【0042】

図２に示すように、センサ１００は、例えば、送受信部１１０と、信号処理部１４０と、制御部１５０と、記憶部１６０と、操作部１７０と、表示部１８０と、を備える。

【0043】

送受信部１１０は、信号周期に基づいて、ワークＷＫへ検出信号ＤＳ１を送信し、ワークＷＫによって反射された検出信号ＤＳ２を受信するように構成されている。信号周期は、可変であり、後述する信号周期設定部１４４によって設定される。

【0044】

図２に示すように、送受信部１１０は、送信部１２０と受信部１３０とを含んで構成されていてもよい。

【0045】

送信部１２０は、信号周期に基づいて、ワークＷＫへ検出信号ＤＳ１を送信するように構成されている。送信部１２０は、例えば発光素子１２１と駆動回路１２２とを含んで構成される。発光素子１２１は、例えば６３５ｎｍから６８０ｎｍまでの間の赤色光を出射するレーザダイオードである。なお、発光素子１２１は、コヒーレント光を出射するレーザダイオードに限定されず、発光ダイオード（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等のインコヒーレント光を出射する素子を用いてもよい。駆動回路１２２は、後述する信号処理部１４０のタイミング制御部１４５から入力される信号に基づいて、発光素子１２１を駆動する駆動信号を生成し、当該駆動信号を発光素子１２１に出力する。よって、駆動回路１２２の駆動信号は、発光素子１２１から送信される検出信号ＤＳ１のトリガとなる。発光素子１２１は、駆動信号により特定の周波数、例えば２５０ｋＨｚから６００ｋＨｚ程度に変調された光パルスの検出信号ＤＳ１を出射する。検出信号ＤＳ１の波長帯域が可視帯域であれば、ワークＷＫに照射されたスポットを視認することができるので、検出信号ＤＳ１を所望の方向へ向けて調整する場合や、対象物ＷＫにおける照射箇所を確認する場合に好適である。

【0046】

受信部１３０は、前述した信号周期に基づいて、ワークＷＫによって反射された検出信号ＤＳ２を受信するように構成されている。受信部１３０は、例えば受光素子１３１と増幅回路１３２と波形整形回路１３３とを含んで構成される。受光素子１３１は、例えば、ＡＰＤ（Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）、ＳＰＡＤ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｈｏｔｏｎ Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｄｉｏｄｅ）等のフォトダイオード、又は、二次元状に配列された光電変換画素を有するＣＭＯＳセンサである。受光素子１３１は、光信号である検出信号ＤＳ２を受光して電気信号に変換する。電気信号に変換された検出信号は、増幅回路１３２によって所定のゲイン（利得）で増幅され、波形整形回路１３３によって検出信号の信号波形が整形される。成形された検出信号は、信号処理部１４０に出力される。なお、図２では、ワークＷＫへ向けて送信される検出信号ＤＳ１の経路と、ワークＷＫによって反射された検出信号ＤＳ２の経路とが異なる場合を示している。検出信号ＤＳ１と検出信号ＤＳ２とが同一経路である場合、検出信号ＤＳ１及び検出信号ＤＳ２は、例えばハーフミラーを用いて分離される。

【0047】

このように、送受信部１１０が、信号周期に基づいてワークＷＫへ検出信号ＤＳ１を送信する送信部１２０と、信号周期に基づいてワークＷＫによって反射された検出信号ＤＳ２を受信する受信部１３０とを含むことにより、送信部１２０及び受信部１３０のそれぞれを、別部材として構成（実現）することができる。

【0048】

本実施形態では、センサ１００は、送信部１２０及び受信部１３０のそれぞれを、別々に備える例を示したが、これに限定されるものではない。センサ１００は、送信部１２０及び受信部１３０の一部又は全部を一体として構成して備えていてもよい。

【0049】

信号処理部１４０は、送信部１２０から送信する検出信号ＤＳ１、及び、受信部１３０が受信する検出信号ＤＳ２に対する処理を行うように構成されている。特に、信号処理部１４０は、検出信号ＤＳ１及び検出信号ＤＳ２の信号周期に関する様々な処理を実行するように構成されている。信号処理部１４０は、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）等の集積回路を含んで構成される。この集積回路は、チップ上やパッケージ内に搭載されるキャッシュメモリ等の記憶装置を含んでいてもよい。なお、信号処理部１４０の集積回路は、ＦＰＧＡに限定されず、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）、ＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＳｏＣ（Ｓｙｓｍｔｅｍ－ｏｎ－ａ－Ｃｈｉｐ）等の集積回路を用いてもよい。信号処理部１４０の詳細については、後述する。

【0050】

信号処理部１４０は、後述する制御部１５０との間で、データや信号をやり取りするように構成されている。例えば、信号処理部１４０及び制御部１５０は、１つ又は複数のバス、及び信号線で互いに接続されており、データの送信及び受信、並びに、信号の入力及び出力が、双方向で可能になっている。

【0051】

制御部１５０は、センサ１００の各部の動作を制御するように構成されている。特に、制御部１５０は、ワークＷＫの検出に関する様々な処理を実行するように構成されている。制御部１５０は、例えば、ＣＰＵ等の集積回路を含んで構成される。この集積回路は、チップ上やパッケージ内に搭載されるキャッシュメモリ等の記憶装置を含んでいてもよい。なお、制御部１５０の集積回路は、ＣＰＵに限定されず、ＤＳＰ、ＡＳＩＣ、ＰＬＤ、ＦＰＧＡ、ＳｏＣ等の集積回路を用いてもよい。制御部１５０の詳細については、後述する。

【0052】

本実施形態では、センサ１００は、信号処理部１４０及び制御部１５０のそれぞれを、別々に備える例を示したが、これに限定されるものではない。センサ１００は、信号処理部１４０及び制御部１５０の一部又は全部を、一体として構成して備えていてもよい。

【0053】

記憶部１６０は、プログラムやデータ等を記憶するためのものである。記憶部１６０は、例えば、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＥＰＲＯＭ（Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ ＲＯＭ）及び／又はＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等のメモリを含んで構成される。記憶部１６０は、シード値、個体シリアル番号、拡散幅、基準周期、積算回数、しきい値等の情報をあらかじめ記憶している。これらの情報は、それぞれ、１つである場合に限定されず、複数を記憶していてもよい。

【0054】

操作部１７０は、情報を入力するための入力部の機能を果たすように構成されている。より詳細には、操作部１７０は、ユーザの操作によって入力される情報に対応するデータを生成するように構成されている。操作部１７０は、ユーザからの指定を受け付けるために、例えば、ＵＰボタンとＤＯＷＮボタン、十字ボタン等の操作部材を含んで構成される。なお、操作部材は、ボタン類に限定されず、タッチセンサ、キーボード等の他の入力デバイスを含んでいてもよい。また、操作部１７０は、後述する制御部１５０の設定管理部１５１と協働して、信号周期を設定するための拡散幅及び基準周期の指定を受け付ける機能を担っていてもよい。さらに、操作部１７０は、センサ１００の各種項目に対する入力を受け付ける機能を担っていてもよい。

【0055】

このように、センサ１００が情報を入力するための操作部１７０を備えることにより、例えば、信号周期を設定するための拡散幅及び基準周期や、疑似乱数列の値等を外部から入力すること可能となる。

【0056】

表示部１８０は、センサ１００の設定状態、検出結果としての距離情報、検出情報、未検出情報等を表示するためのものである。表示部１８０は、例えば液晶ディスプレイ、ＥＬ(Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ)ディスプレイ、７セグメントディスプレイ、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）等の表示装置を含んで構成される。なお、表示部１８０は、表示装置に代えて、又は、表示装置とともに、センサ１００の設定状態を示すためのＬＥＤ等を含んでいてもよい。

【0057】

（信号処理部の機能構成）
信号処理部１４０は、その機能として、例えば、疑似乱数生成部１４１と、ハッシュ値生成部１４２と、スクランブル値算出部１４３と、信号周期設定部１４４と、タイミング制御部１４５と、信号記憶部１４７と、を備え得る。

【0058】

疑似乱数生成部１４１は、所定のシード値に基づいて、疑似乱数列の値を生成するように構成されている。疑似乱数生成部１４１によって生成される値は、周期性を有する疑似乱数列のうちの１つである。所定のシード値は、例えば、記憶部１６０にあらかじめ記憶されており、本実施形態では、特に明示する場合を除き、“１”が与えられる。

【0059】

具体的には、疑似乱数生成部１４１は、ｎ（ｎは２以上の正の整数）ビットの線形帰還シフトレジスタ（ＬＦＳＲ：Ｌｉｎｅａｒ Ｆｅａｄｂａｃｋ Ｓｈｉｆｔ Ｒｅｇｉｓｔｅｒ）を用い、ｎビットのＭ系列の疑似乱数を生成する。すなわち、疑似乱数生成部１４１が生成する疑似乱数列は、オールゼロ以外の２ⁿ－１個の数値（状態）を所定の順序（並び）で遷移し、元に戻る周期を有する。この疑似乱数列は、シード値が設定されることで再現性を有しており、同じシード値が与えられると、同一の疑似乱数列の値が生成される。

【0060】

このように、所定のシード値に基づいて、疑似乱数列の値を生成することにより、周期性を有し、かつ、再現性のある疑似乱数列の値を、容易に生成することができる。

【0061】

本実施形態では、ビット数は１６ビット（ｎ＝１６）とし、疑似乱数生成部１４１は、６５５３５（２¹⁶－１）通りの疑似乱数列の値を生成する例を用いて説明する。つまり、疑似乱数列の値は、１６ビットの値として表される。

【0062】

ハッシュ値生成部１４２は、センサ１００の固有値に基づいて、ハッシュ値を生成するように構成されている。センサ１００の固有値は、センサ１００に固有の値であり、当該センサ１００に与えられた一意の値である。固有値は、例えばセンサ１００の個体シリアル番号である。本実施形態では、８バイトのＡＳＣＩＩ文字列である例を用いて説明する。

【0063】

また、ハッシュ値生成部１４２によるハッシュ値の生成には、多種多様なアルゴリズムを採用し得る。図３は、センサ１００の固有値からハッシュ値を生成するアルゴリズムとして、巡回冗長検査（ＣＲＣ）の１つであるＣＲＣ－１６－ＣＣＩＴＴを選択した例を示している。図３に示すように、生成されるハッシュ値は、前述した疑似乱数列の値と同じ桁数を有する、つまり、１６ビットの値である。例えば“００００００００”及び“０００００００１”のように、２つのセンサ１００の固有値が連続する値が1つのビットのみ異なる場合でも、ハッシュ値生成部１４２により生成されるハッシュ値は、３つのビット（桁）で異なっている。

【0064】

このように、センサ１００の固有値に基づいて、ハッシュ値を生成することにより、例えば８バイトの個体シリアル番号から１６ビットのハッシュ値が生成され、所望の桁数を有するハッシュ値に変換することができる。

【0065】

図２の説明に戻り、スクランブル値算出部１４３は、疑似乱数列の値と、センサ１００の固有値とに基づいて、ハッシュ関数によってスクランブル値を算出するように構成されている。疑似乱数列の値は、例えば疑似乱数生成部１４１によって生成された値である。また、センサ１００の固有値は、例えば前述したセンサ１００の個体シリアル番号自体、又は、当該個体シリアル番号に基づく値である。

【0066】

より詳細には、センサ１００がハッシュ値生成部１４２を備える場合、スクランブル値算出部１４３は、疑似乱数列の値と、ハッシュ値とに基づいて、ハッシュ関数によってスクランブル値を算出するように構成されている。これにより、例えば、隣り合うセンサにおいて、２つの個体シリアル番号が連続する場合でも、ハッシュ値に基づくスクランブル値を算出することで、スクランブル値を所定の範囲に分散して分布させることができる。

【0067】

また、スクランブル値算出部１４３によるスクランブル値の算出には、様々なハッシュ関数を使用し得る。図４は、ハッシュ関数として排他的論理和（ＸＯＲ）を使用した例を示している。また、図４では、説明を簡略化するために、疑似乱数列の値を“１”から“１５”までの連続した値である例を示している。図４に示すように、疑似乱数列の値とハッシュ値との排他的論理和の演算によるスクランブル値は、ハッシュ値が“０”である場合を除き、ハッシュ値を変えたときに、疑似乱数列の値の連続した順序（並び）が入れ替わった値となっている。

【0068】

ここで、数列におけるスクランブル値の算出の有無による差異を説明する。図５の右側に示すように、スクランブル値算出部１４３が、例えば排他的論理和の演算によって、疑似乱数列Ａの値とセンサ１００の固有値とに基づくスクランブル値を算出する場合、スクランブル値の数列は、疑似乱数列Ａの順序（並び）の少なくとも一部を入れ替えることができる。

【0069】

これに対し、本実施形態のセンサ１００との比較のために、図５の左側に示すように、疑似乱数列Ａに対してシード値のみを変更した疑似乱数列Ｂの値を生成すると仮定する場合、疑似乱数列Ａの値と疑似乱数列Ｂの値とを対比すると、疑似乱数列Ｂの値は、疑似乱数列Ａと初期値が異なるものの、その順序（並び）は変わらず、同じままである。

【0070】

ハッシュ値が疑似乱数列の値と同一の桁数を有する場合、スクランブル値は、疑似乱数列の値とハッシュ値との排他的論理和（ＸＯＲ）の演算によって算出されてもよい。これにより、疑似乱数列の値の桁数とハッシュ値の桁数とが同じ場合に、疑似乱数列における値の順序（並び）を入れ替えることができ、スクランブル値を容易に算出することができる。

【0071】

スクランブル値の算出は、排他的論理和（ＸＯＲ）の演算によって算出される場合に限定されるものではない。スクランブル値算出部１４３は、排他的論理和以外のもの、例えば所定のハッシュ関数を用いてスクランブル値を算出してもよい。より詳細には、スクランブル値は、疑似乱数列の値とセンサ１００の固有値に基づく値とを入力とするハッシュ関数によって出力される値であってもよい。これにより、疑似乱数列における値の順序（並び）を入れ替えることができ、ハッシュ関数に入力される値の桁数を問わず、スクランブル値を容易に得ることができる。

【0072】

図２の説明に戻り、信号周期設定部１４４は、スクランブル値に基づいて、信号周期を設定するように構成されている。設定される信号周期は、可変、すなわち、変更可能な周期である。信号周期設定部１４４は、例えばスクランブル値が算出される毎に、信号周期を変更して設定する。

【0073】

より詳細には、信号周期設定部１４４は、基準周期と、拡散幅と、スクランブル値とに基づいて、信号周期を算出するように構成されている。基準周期と、拡散幅は、記憶部１６０に記憶されており、ワークＷＫを検出する前に、後述する設定管理部１５１によって、あらかじめ設定される。

【0074】

具体的には、信号周期Ｔｍ（ｍは周期の番号を表す正の整数）は、例えば以下の式（１）で算出される。
信号周期Ｔｍ＝基準周期＋｛（拡散幅×スクランブル値）／３２７６８｝－拡散幅 …（１）

【0075】

式（１）によって算出される信号周期Ｔｍは、（基準周期－拡散幅）から（基準周期＋拡散幅－１）の範囲に分布することになる。このように、基準周期と、拡散幅と、スクランブル値とに基づいて、信号周期Ｔｍを算出することにより、信号周期Ｔｍを所定の範囲に拡散させることが可能となる。

【0076】

ここで、信号周期におけるスクランブル値の有無による差異を説明する。図６の下段に示すように、隣り合う２つのセンサ１００、例えば、図１に示すセンサ１００－１とセンサ１００－２において、例えば排他的論理和の演算によってスクランブル値が算出され、信号周期設定部１４４が、当該スクランブル値に基づく信号周期を設定する場合、スクランブル値は疑似乱数列の順序（並び）を入れ替えた値であるため、たとえある周期で２つ信号周期の位相が一致することがあっても、次の周期において位相が一致するケースを低減することができる。なお、図６の下段の例は、図５の右側に示す例に対応する。

【0077】

これに対し、本実施形態のセンサ１００との比較のために、図６の上段に示すように、隣り合う２つの仮想センサＡ及び仮想センサＢにおいて、疑似乱数列Ａの値に基づく信号周期と、シード値のみを変更した疑似乱数列Ｂの値に基づく信号周期を設定すると仮定した場合、２つの信号周期の位相がある周期で一致すると、以後の周期においても連続して位相が一致する蓋然性が高いといえる。なお、図６の上段の例は、図５の左側に示す例に対応する。

【0078】

図２の説明に戻り、タイミング制御部１４５は、設定された信号周期に基づいて、タイミング信号を生成する。タイミング信号は、例えばパルス状の信号であり、設定された信号周期に応じたタイミングで、生成される。生成されたタイミング信号は、送信部１２０に出力されるとともに、積算信号生成部１４６に出力される。

【0079】

積算信号生成部１４６は、複数の受信された検出信号に基づいて、積算信号を生成するように構成されている。生成される積算信号は、例えば、複数回受信された検出信号を、当該複数回積算して生成された信号である。

【0080】

前述したように、積算信号生成部１４６には、タイミング制御部１４５からタイミング信号が入力される。積算信号生成部１４６は、このタイミング信号に従って動作し、タイミング信号に基づく所定期間内に、受信部から出力され、入力された検出信号を受け取る。そして、複数回受け取った検出信号に基づいて、積算信号を生成する。これにより、複数回受信した検出信号を平均化することできる。

【0081】

ここで、信号周期におけるスクランブル値の有無によるシミュレーション結果の差異を説明する。図７に示すシミュレーションでは、基準周期は、１６５ＭＨｚ動作時における２６５クロックであって、約１．６［μｓ］（＝２６５／１６５ＭＨｚ）、拡散幅は、１６５ＭＨｚ動作時における２６クロックであって、約０．１６［μｓ］（＝２６／１６５ＭＨｚ）、積算回数は２７０回、２つのセンサにおいて、一方のハッシュ値を“０ｘ０Ｄ７８７”に、他方のハッシュ値を“０ｘＣ７Ａ６”に、一方のシード値を“１”に固定した場合を条件とする。グラフは、 “１”から“６５５３５”の間で変更する他方のセンサにおけるシード値を横軸とし、２つのセンサおける送信する検出信号の重複数を縦軸とする。

【0082】

図７の下段に示すように、例えば、排他的論理和の演算によってスクランブル値が算出され、信号周期設定部１４４がスクランブル値に基づく信号周期を設定する場合、２つのセンサにおいて、信号周期の位相が一致する重複数は、最大でも１１程度である。一般に、許容できる重複数の目安は、積算回数の１／１０以下程度であり、下段のシミュレーション結果では、２７回以下であるため、相互干渉による誤作動は生じないものとみなすことができる。なお、図７の下段のシミュレーション結果は、図６の下段に示す例に対応する。

【0083】

これに対し、本実施形態のセンサ１００との比較のために、図７の上段に示すように、２つのセンサにおいて、疑似乱数列Ａの値に基づく信号周期と、シード値のみを変更した疑似乱数列Ｂの値に基づく信号周期を設定すると仮定した場合、シード値が“１”のときに重複数が大幅に増加している。この場合、２つのセンサのうちの少なくとも一方は、相互干渉による誤作動が発生する蓋然性が高いといえる。なお、図７の上段のシミュレーション結果は、図６の上段に示す例に対応する。

【0084】

図２の説明に戻り、信号記憶部１４７は、生成された積算信号を記憶するように構成されている。信号記憶部１４７には、積算信号生成部１４６が接続されており、積算信号生成部１４６は、信号記憶部１４７の情報を読み出し可能、かつ、信号記憶部１４７に情報を書き出し可能となっている。信号記憶部１４７には、検出信号を受信したときに、当該検出信号を信号記憶部１４７に記憶された積算信号に加算して当該積算信号を更新するように構成されている。

【0085】

このように、検出信号を受信したときに、当該検出信号を信号記憶部１４７に記憶された積算信号に加算して当該積算信号を更新することにより、検出信号が受信されるごとに信号記憶部１４７に記憶された積算信号に加算され、積算信号が更新されるので、検出信号を複数回受信することで、複数の検出信号を積算した積算信号を容易に生成することができる。

【0086】

なお、疑似乱数生成部１４１、ハッシュ値生成部１４２、スクランブル値算出部１４３、信号周期設定部１４４、タイミング制御部１４５、及び信号記憶部１４７のうちの少なくとも１つは、信号処理部１４０の集積回路における一例であるプロセッサが、記憶部１６０に記憶されたプログラムを実行することにより実現されてもよい。プログラムを実行する場合、当該プログラムは、記憶媒体に格納されていてもよい。当該プログラムを格納した記憶媒体は、コンピュータ読み取り可能な非一時的な記憶媒体（Ｎｏｎ－Ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）であってもよい。非一時的な記憶媒体は、特に限定されないが、例えば、ＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）メモリ、ＭＭＣ（ｅｍｂｅｄｄｅｄ Ｍｕｌｔｉ Ｍｅｄｉａ Ｃａｒｄ）、ＳＤ（Ｓｅｃｕｒｅ Ｄｉｇｉｔａｌ）メモリカード、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）等の記憶媒体であってもよい。

【0087】

また、図２に示す信号処理部１４０の機能は一例である。信号処理部１４０は、これら以外の機能を備えてもよいし、これらの機能のうちの一部を備えなくてもよい。

【0088】

（制御部の機能構成）
制御部１５０は、その機能として、例えば、設定管理部１５１と、距離算出部１５２と、検出部１５３と、を備え得る。

【0089】

設定管理部１５１は、センサ１００に対する設定を管理するためのものである。設定管理部１５１による管理対象の設定は、例えば、基準周期、拡散幅、積算回数等である。より詳細には、ユーザの操作により、操作部１７０を介して決定された応答時間に対し、当該応答時間に対応付けられた、基準周期、拡散幅、積算回数を設定する。例えば、応答時間２［ｍｓ］には、基準周期１．６［μｓ］、拡散幅０．２［μｓ］、積算回数２５０［回］が、応答時間１０［ｍｓ］には、基準周期４．０［μｓ］、拡散幅０．２［μｓ］、積算回数５００［回］が、応答時間５０［ｍｓ］には、基準周期４．０［μｓ］、拡散幅０．２［μｓ］、積算回数２５００［回］が、応答時間２００［ｍｓ］には、基準周期４．０［μｓ］、拡散幅０．２［μｓ］、積算回数１００００［回］が、それぞれ、対応づけられている。これらの値は、前述した記憶部１６０にあらかじめ記憶される。ユーザが、操作部１７０を操作して、例えばワークＷＫの速度、反射率、状態等に応じた応答時間を選択すると、設定管理部１５１は、選択された応答時間に対応する基準周期、拡散幅、及び積算回数を記憶部１６０から読み出して設定値として設定する。

【0090】

距離算出部１５２は、複数の受信された検出信号ＤＳ２に基づいて、ワークＷＫとセンサ１００との間の距離を算出するように構成されている。距離算出部１５２は、複数の受信された検出信号ＤＳ２として、例えば、信号記憶部１４７に記憶された積算信号を使用する。具体的には、距離算出部１５２は、基準周期で送信したときの検出信号ＤＳ１と、複数の受信された検出信号ＤＳ２である積算信号との時間差を、例えば両者の位相差を用いて演算し、ワークＷＫまでの距離に変換する。なお、前述したように、検出信号ＤＳ１は可変の信号周期で送信され、基準周期で送信されるものではないが、信号周期は基準周期に対して拡散幅の2倍の範囲で拡散されるであるから、十分な回数の検出信号ＤＳ１の周期の平均値は、基準周期と同一又は略同一であると見なすことができる。

【0091】

検出部１５３は、複数の受信された検出信号に基づいて、対象物であるワークＷＫを検出するように構成されている。

【0092】

このように、センサ１００は、周期性を有する疑似乱数列の値とセンサ１００の固有値とに基づいて、ハッシュ関数によってスクランブル値が算出され、スクランブル値に基づいて、可変の信号周期が設定され、信号周期に基づいて、ワークＷＫへ検出信号が送信され、ワークＷＫによって反射された検出信号が受信され、複数の受信された検出信号に基づいて、ワークＷＫが検出される。これにより、複数のセンサを配置する場合に、隣り合うセンサ間において、互いの信号周期が一致する可能性を低減することが可能となる。従って、従来のようにユーザが複数のセンサにおいて異なる周期を設定する作業が必要なくなり、相互干渉による誤作動を容易に抑制することができる。また、隣り合うセンサにおいて同じ疑似乱数列の値を利用して信号周期を設定する場合であっても、ハッシュ関数によってスクランブル値を算出することで、周期性のある疑似乱数列の順序（並び）を変更したスクランブル値を得ることが可能となる。従って、センサ間において、設定された信号周期が連続して同一になる確率を低減することができ、相互干渉による誤作動をさらに抑制することができる。

【0093】

より詳細には、検出部１５３は、生成された積算信号に基づいて、ワークＷＫを検出するように構成されている。例えば、検出部１５３は、積算信号に基づいて算出されたワークＷＫまでの距離としきい値とを比較し、算出された距離がしきい値以下であればワークＷＫありと判定し、算出された距離がしきい値より大きければワークＷＫなしと判定する。検出部１５３は、判定結果に対応する信号を表示部１８０に出力して、ワークＷＫの検出の有無を表示させる。また、検出部１５３は、判定結果に対応する信号を、例えば図１に示すケーブル１０１を介して外部に出力する。

【0094】

このように、生成された積算信号に基づいて、ワークＷＫを検出することにより、複数回受信された検出信号を平均化することでき、隣り合うセンサ間で偶発的な信号周期の位相の一致が発生しても、平均化によってその影響を緩和することができる。

【0095】

ここで、信号周期の変更の有無による差異を説明する。図８の右側に示すように、本実施形態のセンサ１００のように、信号周期が可変であり、スクランブル値に基づく信号周期が設定される場合、例えば、１回目の信号周期と位相が同期したノイズを受けたときに、２回目、３回目、４回目の信号周期は、それぞれ、１回目の信号周期と位相がずれているので、これら４回分の検出信号に基づいて生成された積算信号では、当該ノイズの成分は、平均化され、ノイズの影響を緩和することができる。その結果、ワークＷＫによって反射された検出信号に対応する時間（距離）に、ピークが現れる。なお、説明の簡略化のため、積算回数が４回の例を示したが、実際には、積算回数は数百回以上であることが好ましい。

【0096】

これに対し、本実施形態のセンサ１００との比較のために、図８の左側に示すように、信号周期が固定であると仮定した場合、例えば、１回目の信号周期と位相が同期したノイズを受けたときに、２回目、３回目、４回目の信号周期は、それぞれ、１回目の信号周期と位相が同じであるから、これら４回分の検出信号に基づいて生成された積算信号では、当該ノイズの成分が強め合ってしまう。そのため、ワークＷＫによって反射された検出信号に対応する時間（距離）に現れるピークが、ノイズ成分に埋もれてしまい、ワークＷＫが検出できないおそれがある。

【0097】

なお、設定管理部１５１、距離算出部１５２、及び検出部１５３のうちの少なくとも１つは、制御部１５０のプロセッサが、記憶部１６０に記憶されたプログラムを実行することにより実現されてもよい。プログラムを実行する場合、当該プログラムは、記憶媒体に格納されていてもよい。当該プログラムを格納した記憶媒体は、コンピュータ読み取り可能な非一時的な記憶媒体（Ｎｏｎ－Ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）であってもよい。非一時的な記憶媒体は、特に限定されないが、例えば、ＵＳＢメモリ、ＭＭＣ、ＳＤメモリカード、ＳＳＤ等の記憶媒体であってもよい。

【0098】

また、図２に示す制御部１５０の機能は一例である。制御部１５０は、これら以外の機能を備えてもよいし、これらの機能のうちの一部を備えなくてもよい。

【0099】

＜処理手順＞
次に、図９を参照しつつ、一実施形態に従うセンサが行う処理手順について説明する。図９は、一実施形態におけるセンサ１００が行う有無検出処理Ｓ３００の一例を説明するためのフローチャートである。

【0100】

有無検出処理Ｓ３００は、センサ１００がワークＷＫの有無を検出する際に行う処理である。図９に示すように、まず、設定管理部１５１は、検出設定に関する情報を記憶部１６０から読み出し、初期情報を設定する（Ｓ３０１）。初期情報は、例えば、シード値、個体シリアル番号、拡散幅、基準周期、積算回数ｋ、しきい値等である。

【0101】

次に、積算信号生成部１４６は、積算信号に関する情報を初期状態に戻してリセットする（Ｓ３０２）。例えば、積算信号生成部１４６は、インデックスiに“０”を設定する。インデックスiは、受信された検出信号の積算回数を示す指標である。また、積算信号生成部１４６は、信号記憶部１４７に記憶された積算信号について、初期値として例えば“０”、“Ｎｕｌｌ”等を設定する。

【0102】

次に、スクランブル値算出部１４３は、疑似乱数列の値とセンサ１００の固有値とに基づいて、スクランブル値を算出する（Ｓ３０３）。疑似乱数列の値は、ステップＳ３０１で設定されたシード値に基づいて、疑似乱数生成部１４１が生成する値である。また、ステップＳ３０１で設定された個体シリアル番号自体、又は、個体シリアル番号に基づいてハッシュ値生成部１４２が生成したハッシュ値である。

【0103】

次に、信号周期設定部１４４は、ステップＳ３０３で算出されたスクランブル値に基づいて、信号周期を設定する（Ｓ３０４）。信号周期設定部１４４は、ステップＳ３０３で算出されたスクランブル値と、ステップＳ３０１で設定された拡散幅及び基準周期とに基づいて、可変の信号周期を算出する。算出された信号手記に基づいて、タイミング制御部１４５は、タイミング信号を生成し、当該タイミング信号を送信部１２０及び積算信号生成部１４６に出力する。

【0104】

次に、送受信部１１０は、信号周期に基づいて、ワークＷＫへ検出信号ＤＳ１を送信し、ワークＷＫによって反射された検出信号ＤＳ２を受信する（Ｓ３０５）。

【0105】

次に、積算信号生成部１４６は、送受信部１１０から検出信号が入力されたときに、信号記憶部１４７に記憶された積算信号を読み出し、受信された検出信号を読み出された積算信号に加算する（Ｓ３０６）。積算信号生成部１４６は、検出信号を加算した積算信号を信号記憶部１４７に書き込む。これにより、信号記憶部１４７に記憶された積算信号が更新される。

【0106】

次に、積算信号生成部１４６は、インデックスiに“１”を加算する（Ｓ３０７）。これにより、検出信号が加算された積算回数がカウントアップされる。

【0107】

次に、積算信号生成部１４６は、インデックスiが積算回数ｋに等しいか否かを判定する（Ｓ３０８）。

【0108】

ステップＳ３０８の判定の結果、インデックスiが積算回数ｋに等しくない場合、ステップＳ３０３に戻る。そして、インデックスiが積算回数ｋに等しくなるまで、ステップＳ３０３からステップＳ３０８までが繰り返される。

【0109】

ステップＳ３０８の判定の結果、インデックスiが積算回数ｋに等しい場合、距離算出部１５２は、複数の検出信号に基づいて、ワークＷＫとセンサ１００との間の距離を算出する（Ｓ３０９）。ここで、インデックスiが積算回数ｋに等しい場合、信号記憶部１４７に記憶された積算信号は、積算回数ｋの回数分の検出信号が積算されたものになっている。よって、距離算出部１５２は、信号記憶部１４７の積算信号を読み出し、当該積算信号を用いることにより、複数回の検出信号に基づく、ワークＷＫとセンサ１００との間の距離を算出することが可能である。

【0110】

次に、検出部１５３は、ステップＳ３０９で算出された距離が、ステップＳ３０１で節制されたしきい値以下であるか否かを判定する（Ｓ３１０）。

【0111】

ステップＳ３１０の判定の結果、算出された距離がしきい値以下である場合、センサ１００から所定の距離に存在し得る、図１に示すワークＷＫによって反射された検出信号を複数回受信したと考えられる。よって、検出部１５３は、ワークＷＫを検出したものとして検出情報を生成して表示部１８０に出力し、ワークＷＫが検出された旨を表示部１８０に表示させる（Ｓ３１１）。生成された検出情報は、図１に示すケーブル１０１等を介して外部に出力される。

【0112】

一方、ステップＳ３１０の判定の結果、算出された距離がしきい値以下ではない、つまり、算出された距離がしきい値より大きい場合、例えば、図１に示すワークＷＫ以外のもの、例えばワークＷＫの背景にある運搬装置ＢＣや壁等によって反射された検出信号を複数回受信したと考えられる。この場合、検出部１５３は、ワークＷＫを検出しなかったものとして未検出情報を生成して表示部１８０に出力し、ワークＷＫが検出されない旨を表示部１８０に表示させる（Ｓ３１２）。生成された未検出情報は、図１に示すケーブル１０１等を介して外部に出力される。

【0113】

ステップＳ３１１又はステップＳ３１２の後、所定の条件、例えば、電源オフ、設定変更、又は動作モード変更等を満たすまで、ステップＳ３０２からステップＳ３１２までが繰り返される。

【0114】

なお、本実施形態で説明したシーケンス及びフローチャートは、処理に矛盾が生じない限り、順序を入れ替えてもよい。

【0115】

本実施形態のセンサ１００は、前述した光を信号媒体とする場合に限定されるものではない。本実施形態のセンサ１００は、光以外の信号媒体を使用することができる。

【0116】

（変形例）
次に、図１０及び図１１を参照しつつ、一実施形態におけるセンサの変形例について説明する。図１０は、一実施形態の第１変形例におけるセンサ１００Ａの構成を示す構成図である。図１１は、一実施形態の第２変形例におけるセンサ１００Ｂの構成を示す構成図である。なお、以下において、図２に示すセンサ１００と同一又は類似の構成について同一又は類似の符号を付し、その説明を適宜省略する。また、同様の構成による同様の作用効果については、逐次言及しない。

【0117】

図１０に示すように、第１変形例におけるセンサ１００Ａは、検出信号ＤＳ１，ＤＳ２として、光信号に代えて音波信号を使用する。具体的には、センサ１００Ａの送信部１２０は、図２に示す発光素子１２１に代えて、スピーカ１２５を含んで構成される。センサ１００Ａが使用する音波は、例えば超音波である。スピーカ１２５は、ワークＷＫに向けて配置されており、電気信号が入力されると超音波信号である検出信号ＤＳ１を発するように構成されている。また、センサ１００Ａの受信部１３０は、図２に示す受光素子１３１に代えて、マイク１３５を含んで構成される。マイク１３５は、ワークＷＫに向けて配置されており、ワークＷＫによって反射された音波信号である検出信号ＤＳ２が入力されると、電気信号に変換するように構成されている。

【0118】

また、図１１に示すように、第２変形例におけるにおけるセンサ１００Ｂは、検出信号ＤＳ１，ＤＳ２として、光信号に代えて電磁波信号を使用する。具体的には、センサ１００Ｂの送信部１２０は、図２に示す発光素子１２１に代えて、送信アンテナ１２６を含んで構成される。センサ１００Ｂが使用する電磁波は、例えば３０ＧＨｚから数百ＧＨｚ程度のミリ波と呼ばれる電磁波である。送信アンテナ１２６は、指向性を有する指向性アンテナであり、ワークＷＫに向けて電磁波信号である検出信号ＤＳ１を発射するように構成されている。また、センサ１００Ｂの受信部１３０は、図２に示す受光素子１３１に代えて、受信アンテナ１３６を含んで構成される。受信アンテナ１３６は、指向性を有する指向性アンテナであり、ワークＷＫによって反射された電磁波信号である検出信号ＤＳ２を受信するように構成されている。

【0119】

このように、検出信号ＤＳ１，ＤＳ２は、光信号、音波信号、及び電磁波信号のうちのいずれか１つであることにより、検出信号ＤＳ１，ＤＳ２を送信及び受信するための送受信部１１０を容易に構成（実現）することができる。

【0120】

以上、本発明の例示的な実施形態について説明した。本発明の一実施形態に従うセンサ１００，１００Ａ，１００Ｂによれば、周期性を有する疑似乱数列の値とセンサ１００，１００Ａ，１０００Ｂの固有値とに基づいて、ハッシュ関数によってスクランブル値が算出され、スクランブル値に基づいて、可変の信号周期が設定され、信号周期に基づいて、ワークＷＫへ検出信号が送信され、ワークＷＫによって反射された検出信号が受信され、複数の受信された検出信号に基づいて、ワークＷＫが検出される。これにより、複数のセンサを配置する場合に、隣り合うセンサ間において、互いの信号周期が一致する可能性を低減することが可能となる。従って、従来のようにユーザが複数のセンサにおいて異なる周期を設定する作業が必要なくなり、相互干渉による誤作動を容易に抑制することができる。また、隣り合うセンサにおいて同じ疑似乱数列の値を利用して信号周期を設定する場合であっても、ハッシュ関数によってスクランブル値を算出することで、周期性のある疑似乱数列の順序（並び）を変更したスクランブル値を得ることが可能となる。従って、センサ間において、設定された信号周期が連続して同一になる確率を低減することができ、相互干渉による誤作動をさらに抑制することができる。

【0121】

本発明の一実施形態に従う検出方法によれば、周期性を有する疑似乱数列の値とセンサ１００，１００Ａ，１０００Ｂの固有値とに基づいて、ハッシュ関数によってスクランブル値が算出され、スクランブル値に基づいて、可変の信号周期が設定され、信号周期に基づいて、ワークＷＫへ検出信号が送信され、ワークＷＫによって反射された検出信号が受信され、複数の受信された検出信号に基づいて、ワークＷＫが検出される。これにより、複数のセンサを配置する場合に、隣り合うセンサ間において、互いの信号周期が一致する可能性を低減することが可能となる。従って、従来のようにユーザが複数のセンサにおいて異なる周期を設定する作業が必要なくなり、相互干渉による誤作動を容易に抑制することができる。また、隣り合うセンサにおいて同じ疑似乱数列の値を利用して信号周期を設定する場合であっても、ハッシュ関数によってスクランブル値を算出することで、周期性のある疑似乱数列の順序（並び）を変更したスクランブル値を得ることが可能となる。従って、センサ間において、設定された信号周期が連続して同一になる確率を低減することができ、相互干渉による誤作動をさらに抑制することができる。

【0122】

なお、以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更／改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。すなわち、実施形態に当業者が適宜設計変更を加えたものも、本発明の特徴を備えている限り、本発明の範囲に包含される。例えば、実施形態が備える各要素及びその配置、材料、条件、形状、サイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、実施形態は例示であり、異なる実施形態で示した構成の部分的な置換又は組み合わせが可能であることは言うまでもなく、これらも本発明の特徴を含む限り本発明の範囲に包含される。

【0123】

［付記１］
センサ（１００）であって、
周期性を有する疑似乱数列の値とセンサ（１００）の固有値とに基づいて、ハッシュ関数によってスクランブル値を算出する算出部（１４３）と、
スクランブル値に基づいて、可変の信号周期を設定する設定部（１４４）と、
信号周期に基づいて、対象物（ＷＫ）へ検出信号（ＤＳ１）を送信し、対象物（ＷＫ）によって反射された検出信号（ＤＳ２）を受信する送受信部（１１０）と、
複数の受信された検出信号（ＤＳ２）に基づいて、対象物（ＷＫ）を検出する検出部（１５３）と、を備える、
センサ（１００）。
［付記１１］
センサ（１００）の検出方法であって、
周期性を有する疑似乱数列の値とセンサ（１００）の固有値とに基づいて、ハッシュ関数によってスクランブル値を算出するステップと、
スクランブル値に基づいて、可変の信号周期を設定するステップと、
信号周期に基づいて、対象物（ＷＫ）へ検出信号（ＤＳ１）を送信し、対象物（ＷＫ）によって反射された検出信号（ＤＳ２）を受信するステップと、
複数の受信された検出信号（ＤＳ２）に基づいて、対象物（ＷＫ）を検出するステップと、を含む、
検出方法。

【符号の説明】

【0124】

１００，１００－１，１００－２，１００－３，１００Ａ，１００Ｂ…センサ、１０１，１０１－１，１０１－２，１０１－３…ケーブル、１０２－１，１０２－２，１０２－３…制御対象装置、１１０…送受信部、１２０…送信部、１２１…発光素子、１２２…駆動回路、１２５…スピーカ、１２６…送信アンテナ、１３０…受信部、１３１…受光素子、１３２…増幅回路、１３３…波形整形回路、１３５…マイク、１３６…受信アンテナ、１４０…信号処理部、１４１…疑似乱数生成部、１４２…ハッシュ値生成部、１４３…スクランブル値算出部、１４４…信号周期設定部、１４５…タイミング制御部、１４６…積算信号生成部、１４７…信号記憶部、１５０…制御部、１５１…設定管理部、１５２…距離算出部、１５３…検出部、１６０…記憶部、１７０…操作部、１８０…表示部、２００…検出システム、ＢＣ…運搬装置、Ｓ３００…有無検出処理、ＷＫ…ワーク。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】