特許 7483204 光電センサ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-05-07

(45)【発行日】2024-05-15

(54)【発明の名称】光電センサ

(51)【国際特許分類】

   H01H 35/00 20060101AFI20240508BHJP

【ＦＩ】

H01H35/00 C

【請求項の数】 6

(21)【出願番号】P 2020037912

(22)【出願日】2020-03-05

(65)【公開番号】P2021140945

(43)【公開日】2021-09-16

【審査請求日】2023-01-11

(73)【特許権者】

【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】100109346

【弁理士】

【氏名又は名称】大貫 敏史

(74)【代理人】

【識別番号】100117189

【弁理士】

【氏名又は名称】江口 昭彦

(74)【代理人】

【識別番号】100134120

【弁理士】

【氏名又は名称】内藤 和彦

(74)【代理人】

【識別番号】100108213

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 豊隆

(72)【発明者】

【氏名】高市 克志

(72)【発明者】

【氏名】宮田 毅

(72)【発明者】

【氏名】駒井 和斉

(72)【発明者】

【氏名】大原 英憲

【審査官】内田 勝久

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－２４７４６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０５－２７４９６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０１Ｈ ３５／００

Ｇ０１Ｓ １７／００ － １７／９５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

検出対象物を検出するための光電センサであって、
検出光を投光する複数の光源と、
前記複数の光源の少なくとも１つにより投光された前記検出光を受光する受光部と、
前記複数の光源による投光を制御する制御部と、
を備える光電センサと、
投光する光源の数を選択するための操作を受け付け、該操作に応じた入力信号を生成する入力部と、
を備え、
前記制御部は、前記入力信号に基づいて前記複数の光源の中から少なくとも２つの前記光源を選択し、選択した前記少なくとも２つの光源を同時に投光させ、
前記複数の光源から投光される検出光の投光領域が互いに異なる、
検出システム。

【請求項2】

前記複数の光源は、電気的に並列に接続されている、
請求項１に記載の検出システム。

【請求項3】

前記複数の光源は、仮想の第１直線に沿って配置されている、
請求項１又は２に記載の検出システム。

【請求項4】

前記受光部は、仮想の第２直線に沿って配置された複数の受光素子を有する受光素子アレイを含み、
前記仮想の第１直線と前記仮想の第２直線とが交差している、
請求項３に記載の検出システム。

【請求項5】

前記複数の光源は、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＬＡＳＥＲ）アレイを含む、
請求項１から４のいずれか１項に記載の検出システム。

【請求項6】

前記光源から投光される検出光は、可視光線帯域の第１光と、赤外光線帯域の第２光と、を含み、
前記第１光と前記第２光とを分離する分離部を、さらに備え、
前記受光部は、分離された前記第２光を受光する、
請求項１から５のいずれか１項に記載の検出システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光電センサに関する。

【背景技術】

【0002】

光電センサは、検出光を検出対象物に向けて投光し、その反射光を検出することで、光電センサから検出対象物までの距離を測定したり、光電センサから所定の距離だけ離れた検出対象物の有無を判定したりするために用いられている。

【0003】

例えば、特許文献１には、スポットビームを投光する複数のＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＬＡＳＥＲ）を光源として用いて、広範囲の物体を検出する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１９－６７８３１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

光電センサによる検出光の検出は、検出対象物の色柄又は表面状態（粗度及びたわみなど）などの影響を受ける。光電センサでは、検出対象物の色柄による影響を受けないようにするために、できるだけ小さいスポットビームを検出光として用いる試みがされている。しかしながら、スポットビームが小さいと、検出光の検出が物体の表面状態による影響を受けやすくなる。例えば、粗度が高い検出対象物では、検出光の検出が困難になる場合がある。

【0006】

検出対象物の色柄による影響を抑えつつ、表面状態の影響も抑える方法として、細い線状のラインビームを検出光として用いる方法が考えられる。これにより、検出対象物の表面状態による検出への影響がラインビームの幅方向（線の長さ方向）に平均化され、検出対象物における表面状態による検出への影響が抑制される。

【0007】

しかしながら、検出対象物のサイズが変わる場合には、光電センサの光学系の設定を変更し、ラインビームの長さを調整する手間が生じる。

【0008】

そこで、本発明は、より簡便に様々なサイズの検出対象物に対応できる光電センサを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明の一態様に係る光電センサは、検出対象物を検出するための光電センサであって、検出光を投光する複数の光源と、複数の光源の少なくとも１つにより投光された検出光を受光する受光部と、複数の光源による投光を制御する制御部と、を備え、制御部は、複数の光源の中から少なくとも２つの光源を選択し、選択した少なくとも２つの光源を同時に投光させ、複数の光源から投光される検出光の投光領域が互いに異なる。

【0010】

この態様によれば、制御部は、検出対象物のサイズに応じて、検出光を投光する複数の光源の数を制御することができる。このとき、光電センサに設けられた光学系の設定を変更する必要がなく、より簡便に様々なサイズの検出対象物に対応できる。

【0011】

上記態様において、複数の光源は、電気的に並列に接続されていてもよい。

【0012】

この態様によれば、並列に接続された光源の各々にかかる電圧を簡便に制御することができる。このため、より簡便に投光する光源を選択することが可能になる。

【0013】

上記態様において、複数の光源は、仮想の第１直線に沿って配置されていてもよい。

【0014】

この態様によれば、投光部により投光される検出光を受光するための受光部を簡便に設計することが可能になる。

【0015】

上記態様において、受光部は、仮想の第２直線に沿って配置された複数の受光素子を有する受光素子アレイを含み、仮想の第１直線と仮想の第２直線とが交差していてもよい。

【0016】

この態様によれば、仮想の第１直線と仮想の第２直線とが交差しているため、ある光源から投光された検出光が、他の光源の検出光を受光するための受光素子アレイに入射されることが抑止される。この結果、より精度よく検出対象物を検出することが可能になる。

【0017】

上記態様において、複数の光源は、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＬＡＳＥＲ）アレイであってもよい。

【0018】

この態様によれば、より簡便に光源をアレイ化することができる。従って、より簡便に光電センサを製造することが可能になる。

【0019】

上記態様において、光源から投光される検出光は、可視光線帯域の第１光と、赤外光線帯域の第２光と、を含み、第１光と第２光とを分離する分離部を、さらに備え、受光部は、分離された第２光を受光してもよい。

【0020】

この態様によれば、受光部による第１光の受光が抑制されるため、外乱光となる可視光帯域の光の影響を受けにくくなる。この結果、より精度よく検出対象物を検出することが可能になる。また、第１光は視認可能であるため、ユーザは、第２光が検出対象物に投光されている範囲を、第１光に基づき認識することができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、より簡便に様々なサイズの検出対象物に対応できる光電センサを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】第１実施形態に係る検出システムの構成を示す機能ブロック図である。

【図2】同実施形態に係る投光部の一例を示す構成図である。

【図3】光電センサが１つの検出光を検出対象物に向けて投光している様子を示す図である。

【図4】光電センサが３つの検出光を検出対象物に向けて投光している様子を示す図である。

【図5】第１実施形態に係る受光ユニットの構成を示す機能ブロック図である。

【図6】同実施形態に係る受光部の構成を示す図である。

【図7】ゲイン調整テーブルの一例を示す図である。

【図8】第１実施形態に係る光電センサに投光条件が設定される際の処理例を示すフローチャートである。

【図9】第１実施形態に係る光電センサが検出対象物を検出する際の処理例を示すフローチャートである。

【図10】第２実施形態に係る光電センサの構成を示す機能ブロック図である。

【図11】検出対象物に検出光及びガイド光が投光されている様子の一例を示す図である。

【図12】検出対象物に検出光及びガイド光が投光されている様子の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0023】

添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、各図において、同一の符号を付したものは、同一又は同様の構成を有する。

【0024】

［第１実施形態］
図１は、本発明の一実施形態に係る検出システムの構成を示す図である。本実施形態に係る検出システムは、検出対象物の有無を判定し、判定結果を出力するものであり、主として、入力部１１０、光電センサ１０、及び出力部３０を備える。

【0025】

入力部１１０は、ユーザからの入力操作を受け付け、入力信号を生成できる。入力部１１０は、例えば、ボタン、キーボード、マウス、タッチパネル又はスイッチなどの各種の入力操作を受け付ける装置を備えてもよい。入力部１１０は、例えば、光電センサ１０の投光する光源を選択するための操作を受け付けてもよいし、投光する光源の数を選択するための操作を受け付けてもよい。入力部１１０は、受け付けた操作に応じた入力信号を生成し、例えばＩＯ－ＬＩＮＫ通信を利用して入力信号を光電センサ１０に送信してもよい。

【0026】

入力部１１０は、例えば、光電センサ１０が備える光源の数に応じて、それぞれの光源のＯＮ又はＯＦＦを個別に設定できる。入力部１１０は、ユーザからのボタンによる操作を受け付け、複数の光源のＯＮ又はＯＦＦを選択して、選択結果を表す入力信号を生成してもよい。あるいは、入力部１１０は、通信コマンドにより、光源の数に応じたｂｉｔパターン（１：ＯＮ、０：ＯＦＦ）でＯＮ又はＯＦＦを指定し、指定した結果を光電センサ１０に送信してもよい。

【0027】

また、入力部１１０には、例えば頻繁に使われることが想定される光源のＯＮ／ＯＦＦのパターンが予め登録されていてもよい。この場合、入力部１１０は、ユーザによる選択操作によりｂｉｔパターンを選択し、選択したｂｉｔパターンを光電センサ１０に送信してもよい。ここで、選択操作は、例えば入力部１１０が備えるボタンの操作であってもよいし、通信コマンドを入力する操作であってもよい。

【0028】

ここで、光源の数が９個の場合について、３つのｂｉｔパターンを例示する。ここで、９個の光源は、２つの端（左端および右端）を結ぶ一直線上に、左端から右端まで等間隔で並んでいるものとして説明する。また、ここで示すｂｉｔパターンにおいて、１はＯＮ、０はＯＦＦに対応しているものとする。例えば、９個すべての光源をＯＮにするｂｉｔパターンは、「１１１１１１１１１」である。また、９個の光源のうち、両端からそれぞれ２つずつの光源をＯＦＦとし、中央の５つの光源をＯＮにするｂｉｔパターンは、「００１１１１１００」である。さらに、中央の１つの光源のみをＯＮにし、残りの光源をすべてＯＦＦとするｂｉｔパターンは、「００００１００００」である。

【0029】

また、ｂｉｔパターンは、これらの例に限定されるものではなく、ユーザの操作により任意のｂｉｔパターンが適宜設定されてもよい。ユーザは、検出対象物の品種のサイズ等に応じて、設定されたｂｉｔパターンから１つのｂｉｔパターンを選択し、投光する光源を選択することができる。このとき、ｂｉｔパターンを選択する操作は、入力部１１０のボタンの操作、入力部１１０に通信コマンドを入力する操作、又は入力部１１０に接続された外部線によりに指示する操作であってよい。

【0030】

ユーザは、検査対象物が移動するライン上における当該検査対象物の位置、又は検出対象箇所の位置に応じて投光箇所を選択することもできる。ここでも、光源の数が９個であり、これらの光源が一直線上に並んでいるものとして説明する。光電センサ１０が設置されている位置に対して左寄りの箇所を検査対象物１０が通過する場合には、例えば、左端から２番目の光源のみをＯＮにするｂｉｔパターンである「０１０００００００」が用いられてもよい。また、光電センサ１０が設置されている位置に対して中央を検査対象物１０が通過する場合には、中央の光源のみをＯＮにするｂｉｔパターンである「００００１００００」が用いられてもよい。さらに、光電センサ１０が設置されている位置に対して右寄りの箇所を検査対象物１０が通過する場合には、右端から２番目の光源のみをＯＮにするｂｉｔパターンである「０００００００１０」が用いられてもよい。

【0031】

なお、入力部１１０は、画像を検出する機能を備えていてもよい。入力部１１０は、当該機能に基づき、例えば検出対象物のサイズを検出し、当該サイズに応じて投光する光源を指定するための入力信号を生成してもよい。

【0032】

本実施形態に係る光電センサ１０は、三角測距方式の光電センサであり、複数の光源により検出光を同時に投光し、光電センサ１０から所定の距離に位置する検出対象物２０により反射された検出光を受光することができる。光電センサ１０は、検出光を受光した場合には検出対象物が存在していると判定し、検出光を受光しなかった場合には検出対象物が存在していないと判定することができる。また、光電センサ１０は、検出対象物１０までの距離を判別することが可能な距離設定型の光電センサであってもよい。光電センサ１０は、判定結果を出力部３０に出力できる。

【0033】

出力部３０は、液晶ディスプレイなどの各種の出力装置であってもよい。出力部３０は、各種の情報を出力することができる。出力部３０は、例えば、光電センサ１０の判定結果を表示してもよい。

【0034】

図１に示すように、光電センサ１０は、制御部１２０、投光ユニット１３０、受光ユニット１４０、投光レンズ１５０及び受光レンズ１５２を備える。

【0035】

制御部１２０は、例えばＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）などにより構成されてもよい。制御部１２０は、入力信号に基づき、投光ユニット１３０及び受光ユニット１４０の動作を制御することができる。より具体的には、制御部１２０は、投光ユニット１３０が備える複数の光源の中から少なくとも２つの光源を選択し、選択した少なくとも２つの光源を同時に投光させることができる。

【0036】

投光ユニット１３０は、検出光を投光することができる。投光ユニット１３０は、複数の光源を含む投光部を備えている。当該複数の光源の各々は、スポットビームを検出光として投光することができる。また、当該複数の光源の各々は、例えば、ＶＣＳＥＬなどの各種の半導体レーザであってもよい。さらに、複数の光源はアレイ化されていてもよく、光源をＶＣＳＥＬにすることで、簡便に複数の光源をアレイ化することが可能となる。

【0037】

図２は、本実施形態に係る投光部１３２の一例を示す構成図である。図２に示すように、投光部１３２は、３つのアノード電極１３４ａ～ｃ、３つの光源１３６ａ～ｃ、及び接地されたカソード電極１３８を備える。本実施形態に係る投光部１３２では、光源１３６ａ～ｃがｘ軸方向の直線（破線で示された仮想の第１直線１６０）に沿って配置されている。なお、これらの光源１３６ａ～ｃの中心は、すべてが仮想の第１直線１６０の上に位置している必要はなく、検出対象物の検出が可能な範囲で、光源１３６ａ～ｃの中心が仮想の第１直線１６０からずれていてもよい。

【0038】

これらの光源１３６は、電気的に並列に接続されている。このように、本実施形態では、複数の光源１３６が電気的に並列に接続されているため、複数の光源１３６のそれぞれにかかる電圧を、簡便に制御することができる。この結果、複数の光源１３６の投光／非投光を容易に制御し、簡便に投光する光源１３６を選択することが可能になる。

【0039】

アノード電極１３４とカソード電極１３８との間に所定の電圧がかかると、光源１３６から検出光が投光される。本実施形態では、複数の光源１３６が同時に検出光を投光することができる。投光された検出光は、投光レンズ１５０を通過して光電センサ１０から検出対象物２０に向けて投光される。このとき、複数の光源１３６から投光される検出光の投光領域は、互いに異なっている。換言すれば、検出対象物の表面に照射される複数の検出光の領域の各々は、互いに重ならない。

【0040】

また、電圧がかかる光源１３６を選択することで、投光する光源を選択することができる。例えば光源１３６ａ～ｃの各々にスイッチなどが設けられ、制御部１２０により、当該スイッチのオン／オフを切り替えることで、光源１３６ａ～ｃの各々の投光／非投光が制御されてもよい。

【0041】

本実施形態に係る投光部１３２には、３つの光源１３６ａ～ｃが設けられているが、投光部１３２に設けられている光源の数は２つであってもよいし、４つ以上であってもよい。また、図２では、３つの光源１３６ａ～ｃは、接続点１３７において接続されているが、これに限らず、それぞれの光源１３６は、接続点１３７を介さずに、直接的にカソード電極１３８に接続されていてもよい。

【0042】

図３及び図４は、光電センサ１０により検出光が検出対象物に向けて投光されている様子の一例を示す図である。

【0043】

光電センサ１０は、検出対象物のサイズに応じて、投光する検出光の数を変更することができる。図３では、光電センサ１０が、１つの検出光４０を検出対象物２２に向けて投光している。図４では、光電センサ１０が、３つの検出光４２を検出対象物２４に向けて同時に投光している。図４に示す例では、図３で検出される検出対象物２２よりも大きいサイズの検出対象物２４について、光電センサ１０により有無の判定が行われている。このように、本実施形態に係る光電センサ１０によれば、検出対象物のサイズに応じて投光する光源を選択することができる。本実施形態では、検出光の数を変更するときに、光電センサ１０の光学系における設定の変更などの手間をかけなくてもよいため、簡便に様々な検出対象物のサイズに対応することができる。

【0044】

また、検出光のスポットサイズを小さくすることで、検出対象物の色柄による影響を抑制することができる。さらに、複数の投光領域が互いに異なるように複数の光源が検出光を同時に投光することで、検出対象物の表面状態による影響を抑制できる。従って、本実施形態に係る光電センサ１０によれば、検出対象物の色柄及び表面状態による影響を抑制しつつ、簡便に様々なサイズの検出対象物に対応可能である。

【0045】

図５は、本実施形態に係る受光ユニット１４０の構成を示す機能ブロック図である。図５に示すように、受光ユニット１４０は、受光部１４２、ゲイン調整部１４４、及び信号処理部１４６を備える。

【0046】

受光部１４２は、複数の光源の少なくとも１つにより投光された検出光を受光することができる。より具体的には、受光部１４２は、検出対象物２０により反射された検出光を、受光レンズ１５２を介して受光することができる。受光部１４２は、例えば、所定の直線に沿って配置された複数の受光素子を有する受光素子アレイを複数備えていてもよい。より具体的には、受光部１４２は、例えば、多分割フォトダイオードなどの受光素子アレイを備えてもよいし、一次元のＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）撮像素子アレイを備えてもよい。光電センサ１０が距離設定型である場合には、受光部１４２は、２分割フォトダイオードで構成されてもよい。ここで、２分割フォトダイオードの一方をＮ（Ｎｅａｒ）側、もう一方をＦ（Ｆａｒ）側とも称する。このとき、光電センサ１０から検出対象物２０までの距離が所定の距離よりも近い場合には、Ｆ側の光量よりもＮ側の光量が大きくなり、光電センサ１０から検出対象物２０までの距離が所定の距離よりも遠い場合には、Ｎ側の光量よりもＦ側の光量が大きくなるように、２分割フォトダイオードの位置が調整され得る。受光部１４２は、検出光を受光すると、受光した検出光の光量などに応じた受光信号を生成し、ゲイン調整部１４４に伝達する。

【0047】

図６は、本実施形態に係る受光部１４２が備える受光素子の一例を示す図である。図６に示すように、受光部１４２には、６分割フォトダイオード１４３が配置されている。６分割フォトダイオード１４３は、投光ユニット１３０が備える３つの光源１３６ａ～ｃが投光する検出光１３９ａ～ｃを受光する。６分割フォトダイオード１４３は、ｘ軸と直交しているｙ軸の方向の直線（破線で示された仮想の第２直線１６２）に沿って６つのフォトダイオードを備えている。図６には、仮想の第１直線１６０と平行な仮想の直線１６１が示されている。ここで、仮想の第２直線１６２は、仮想の直線１６１と交差（より具体的には直交）している。このため、６分割フォトダイオード１４３は、光源１３６ａ～ｃからの検出光を受光できるため、検査対象物の表面状態による検出への影響が平均化されることで、より精度よく検出対象物を検出できる。なお、ここでは、多分割フォトダイオード１４３の分割数を６として説明したが、多分割フォトダイオードの分割数はこれに限られるものではない。また、ここでは、受光部１４２が備える受光素子アレイ（６分割フォトダイオード１４３）の数は１つであるものとして説明したが、受光部１４２は複数の受光素子アレイを備えてもよい。例えば、受光部１４２は、光源の数に応じた数の撮像素子アレイを備えていてよい。

【0048】

図５に戻って、受光ユニット１４０の構成について説明する。ゲイン調整部１４４は、制御部１２０による制御に応じて、ゲイン調整を行う機能を有する。具体的には、ゲイン調整部１４４は、投光する光源の数に応じたゲイン調整を行う。制御部１２０は、図７に示すようなゲイン調整テーブルを内部パラメータとして保持している。ゲイン調整テーブルには、投光する光源の数に応じたゲイン設定値が記録されている。より具体的には、ゲイン設定値は、投光する光源の数におよそ反比例するように設定されている。制御部１２０は、ゲイン調整テーブルに基づき、ゲイン設定値をゲイン調整部１４４に伝達する。ゲイン調整部１４４は、ゲイン設定値に基づいて受光信号のゲイン調整を行い、調整済信号が生成する。ゲイン調整部１４４は、例えば、ゲイン設定値に応じて、オペアンプを用いた増幅回路（図示せず。）における抵抗を調整し、受光信号を増幅することで調整済信号を生成してもよい。生成された調整済信号は、信号処理部１４６に伝達される。

【0049】

信号処理部１４６は、取得した各種の信号について、各種の処理を行うことができる。例えば、信号処理部１４６は、制御信号に基づき、光源が検出光を投光するための投光信号を生成し、投光ユニット１３０に伝達する。これにより、投光ユニット１３０の投光が制御される。このように、本実施形態では、制御部１２０は、信号処理部１４６を介して、投光ユニット１３０による検出光の投光を制御することができる。

【0050】

また、信号処理部１４６は、調整済信号に基づいて判定結果を生成し、出力部３０に伝達することができる。信号処理部１４６は、例えば、調整済信号と閾値とを比較し、比較結果に基づいて検出対象物の有無に関する判定結果を生成してもよい。また、信号処理部１４６は、光電センサ１０が距離設定型であり、受光部１４２が２分割フォトダイオードである場合には、２つの領域（Ｎ側とＦ側）の光量の大小関係に応じて、検出対象物２０が所定の距離より遠いか否かを判定することができる。このように、本実施形態では、信号処理部１４６は、判定部としての機能を有する。

【0051】

図８は、本実施形態に係る光電センサ１０に投光条件を設定する際の処理例を示すフローチャートである。以下、同図のフローチャートに沿って、光電センサ１０における処理例を説明する。

【0052】

まず、光電センサ１０の入力部１１０は、ユーザからの入力を受け付ける（ステップＳ１０１）。例えば、入力部１１０は、３つの光源による検出光の投光を設定するためのボタンを押下する操作を受け付ける。入力部１１０は、操作に応じた入力信号を投光条件として制御部１２０に送信する。

【0053】

次いで、制御部１２０は、投光条件を切り替える（ステップＳ１０３）。例えば、制御部１２０は、入力信号に基づき、投光ユニット１３０が備える３つの光源に検出光を投光させるための制御信号をゲイン調整部１４４及び信号処理部１４６に伝達する。これにより、ステップＳ１０１において入力された投光条件に応じて、投光条件が切り替えられる。

【0054】

次いで、ゲイン調整部１４４は、図７を参照して説明したゲイン調整テーブルを用いて、ゲイン設定値（例えば、１６．７ｋΩ）に基づきゲイン調整を行う。

【0055】

以上、光電センサ１０において投光条件が設定される際の処理例について説明した。次いで、図９を参照して、光電センサ１０の検出対象物２０を検出する際の処理例について説明する。図９は、本実施形態に係る光電センサ１０が検出対象物２０を検出する際の処理例を示すフローチャートである。図９に示す処理は、例えば、入力部１１０が投光を開始するための操作を受け付けた際に開始されてもよい。

【0056】

まず、信号処理部１４６は、設定された投光条件に基づき投光信号を生成する（ステップＳ２０１）。ここでは、信号処理部１４６は、３つの光源が検出光を投光するための投光信号を生成し、投光ユニット１３０に伝達する。

【0057】

次いで、投光ユニット１３０は、投光信号に基づき検出光を投光する（ステップＳ２０３）。例えば、投光ユニット１３０は、３つの光源に同時に検出光を投光させる。検出対象物２０が所定の位置に存在する場合には、投光された検出光は検出対象物２０により反射される。

【0058】

次いで、受光ユニット１４０の受光部１４２は、検出対象物２０により反射された検出光を、受光レンズ１５２を介して受光する（ステップＳ２０５）。受光部１４２は、検出光を受光すると、受光信号を生成してゲイン調整部１４４に伝達する。ゲイン調整部１４４は、受光信号を増幅して調整済信号を信号処理部１４６に伝達する。

【0059】

次いで、信号処理部１４６は、調整済信号に基づき判定結果を生成する（Ｓ２０７）。信号処理部１４６は、例えば、検出対象物２０が存在していることを表す判定結果を生成する。あるいは、信号処理部１４６は、検出対象物２０が所定の距離より遠いか否かを判定し、判定結果を生成してもよい。信号処理部１４６は、生成した判定結果を出力部３０に伝達する。

【0060】

次いで、出力部３０は、判定結果を出力する（ステップＳ２０９）。例えば、出力部３０は、検出対象物２０が検出されたことを表す文字情報を表示してもよい。

【0061】

以上、本実施形態に係る光電センサ１０の処理について説明した。本実施形態によれば、制御部１２０が、投光ユニット１３０の投光部１３２が備える複数の光源の中から少なくとも２つの光源を選択し、選択した少なくとも２つの光源を同時に投光させる。このとき、これらの光源が投光する検出光の投光領域が互いに異なっている。本実施形態によれば、投光する光源を変更する際に光電センサ１０の光学系の設定を変更する必要がないため、簡便に検出光が投光される範囲を変更することができる。この結果、より簡便に様々なサイズの検出対象物に対応することが可能になる。

【0062】

また、本実施形態に係る光電センサ１０によれば、より大きいサイズの検出対象物には、より多くの光源から検出光を投光することができる。この結果、検出対象物の表面状態による影響が平均化され、より精度よく検出対象物を検出することが可能になる。

【0063】

また、本実施形態によれば、検出光としてスポットビームを用いるため、ラインビームの実現に必要な複雑な光学系を用いる必要がない。従って、本実施形態に係る光電センサ１０は、より簡易な光学系により作製することができる。

【0064】

また、光電センサ１０が距離設定型であり、受光部１４２が２分割フォトダイオードである場合には、検出光のスポットサイズが大きくなると、２分割フォトダイオードの２つの領域に余分な反射光が入るようになる。このため、検出対象物２０に色柄がある場合には、色柄による反射光量がノイズとなり、２つの領域における光量のバランスが影響を受ける。このため、スポットビームを小さくしてバランスが影響を受ける確率を低下させることで、検出対象物の色柄の影響を低減し、より精度よく検出対象物２０を検出することができる。

【0065】

［第２実施形態］
第２実施形態では第１実施形態と共通の事柄についての記述を省略し、主に異なる点について説明する。

【0066】

図１０は、第２実施形態に係る光電センサ１２の構成を示す機能ブロック図である。第２実施形態に係る光電センサ１２は、第１実施形態に係る光電センサ１０と異なり、分離部１５３を備えている。分離部１５３は、特定の波長の光のみを透過させるフィルタを含む。

【0067】

また、第２実施形態に係る投光ユニット１３１が備える光源は、検出光に加えてガイド光を投光する。具体的には、光源は赤外線帯域の光（以下、単に「赤外光」とも称する。）を検出光として投光し、可視光線帯域の光（以下、単に「可視光」とも称する。）をガイド光として投光する。可視光は、例えば赤色光であってもよい。また、赤外光には、８５０～９５０ｎｍ程度の波長を有する光も含まれるものとする。

【0068】

本実施形態では、制御部１２０は、投光ユニット１３０が備える光源による検出光の投光を制御するための制御信号だけでなく、光源によるガイド光の投光を制御するための制御信号を信号処理部１４６に伝達する。具体的には、制御部１２０は、検出光を投光する光源と、当該光源と所定の位置関係を満たすガイド光を投光する光源とを関連付けて、関連付けた光源が連動して投光するように、光源の投光を制御する。

【0069】

本実施形態では、検出光とガイド光とが交互に並んで検査対象物１０に投影されるように投光される。制御部１２０は、検出光を投光する光源と、当該光源に隣接するガイド光を投光する光源とを関連付けて、関連付けた光源が連動して投光するように光源を制御する。つまり、ある検出光を投光する光源が選択されると、当該光源に隣接するガイド光を投光する光源も選択されて、互いに隣接する検出光及びガイド光が同時に投光される。これにより、１つ１つの光源単位で、検出光を投光する光源が選択されているか否かをユーザが確認することができる。すなわち、ユーザは、いずれの光源が検出光を投光しているのかを確認することができる。このとき、ゲイン調整は、ガイド光の投光と連動して行われてよい。例えば、ガイド光を投光する光源の数に応じたゲイン調整が行われてよい。

【0070】

図１１及び図１２を参照して、検出対象物の表面に検出光及びガイド光が投光されている様子の一例について説明する。図１１には、検出対象物の表面２００に、５個の検出光の投光領域（第１投光領域４００）と、１０個のガイド光の投光領域（第２投光領域４０２）とが示されている。５個の第１投光領域４００の各々の上下には、第２投光領域４０２が示されている。図１１に示すように、５つの第１投光領域４００の各々が互いに重ならないように、検出光が投光されている。

【0071】

本実施形態では、検出光が赤外光であるため、ユーザは第１投光領域４００を視認することができないが、可視光による第２投光領域４０２を視認することで、検出光の投光領域を推測することができる。特に、投光される検出光の数が変化した場合に、ユーザは、どの範囲に検出光が投光されているのかを簡便に推測することができる。

【0072】

また、図１２に示すように、検出光の投光領域（第１投光領域４０４）とガイド光の投光領域（第２投光領域４０６）とが、交互に一直線上に並ぶように、検出光及びガイド光が投光されてもよい。

【0073】

なお、検出光の投光領域及びガイド光の投光領域は、図１１又は図１２に示された領域に限定されるものではない。また、複数の第１投光領域の間隔は、適宜設計され得る。例えば、複数の第１投光領域が互いに接するように、複数の光源により検出光が投光されてもよい。さらに、複数の第２投光領域は、互いに重なっていてもよい。

【0074】

図１０に戻って、第２実施形態に係る光電センサ１２の構成について説明する。検出対象物２０により反射された検出光及びガイド光は、光電センサ１２に入射すると、分離部１５３によりガイド光が遮光され、主に検出光が受光レンズ１５２を通過して受光ユニット１４１により受光される。受光ユニット１４１は、受光した検出光に基づき、検出対象物２０の有無などを判定することができる。

【0075】

以上説明した第２実施形態に係る光電センサ１２によれば、受光ユニット１４１は、赤外光を検出光として受光し、検出対象物２０の有無を判定する。このため、可視光が外乱光として受光されることが抑制されるため、より精度よく検出対象物２０の有無を判定することができる。また、ユーザは、可視光であるガイド光を認識することで、投光される光源が変更された際に、検出光が投光される範囲の変化を簡便に推測することが可能になる。

【0076】

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。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、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、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。

【0077】

また、上記実施形態では、光電センサ１０は、光電センサ１０から所定の距離だけ離れた位置における検出対象物の有無を判定するものとして説明した。これに限らず、光電センサは、三角測距方式の各種の光電センサであってもよく、例えば検出対象物の変位を検出可能な変位センサなどであってもよい。

【0078】

また、上記実施形態では、３つの光源１３６ａ～ｃが並列に接続されている例について説明した。これに限らず、一部の光源が直列に接続されていてもよい。この場合、これらの直列に接続された一部の光源は、いずれも同時に投光又は非投光となるように構成されていてもよい。

【0079】

また、上記実施形態では、投光する光源の数に応じて、ゲイン調整部１４４がゲイン調整を行う。これに代えて、投光する光源の数に応じて、光源が投光する時間又はパワー（光源に流れる電流）などを変更してもよい。また、投光する光源の数に応じて、受光部１４２が備えるシャッター（図示せず。）を開く時間を調整することで、受光部１４２が受光する時間が調整されてもよい。また、受光ユニットは、投光する光源の数に応じて、検出対象物の有無を判定するための閾値を変更してもよい。

【0080】

また、上記実施形態では、仮想の第１直線１６０と仮想の第２直線１６２とが直交している例について説明したが、仮想の第１直線と仮想の第２直線とは直交してなくてもよく、仮想の第１直線と仮想の第２直線とは、検出光が検出可能な範囲で交差していればよい。

【0081】

［付記１］
検出対象物（２０，２２，２４）を検出するための光電センサ（１０，１２）であって、
検出光（４０，４２）を投光する複数の光源（１３６）と、
前記複数の光源（１３６）の少なくとも１つにより投光された前記検出光（４０，４２）を受光する受光部（１４２）と、
前記複数の光源（１３６）による投光を制御する制御部（１２０）と、
を備え、
前記制御部（１２０）は、前記複数の光源（１３６）の中から少なくとも２つの前記光源（１３６）を選択し、選択した前記少なくとも２つの光源（１３６）を同時に投光させ、
前記複数の光源（１３６）から投光される検出光（４０，４２）の投光領域が互いに異なる、
光電センサ（１０，１２）。

【0082】

［付記２］
前記複数の光源（１３６）は、電気的に並列に接続されている、
付記１に記載の光電センサ（１０，１２）。

【0083】

［付記３］
前記複数の光源（１３６）は、仮想の第１直線に沿って配置されている、
付記１又は２に記載の光電センサ（１０，１２）。

【0084】

［付記４］
前記受光部（１４２）は、仮想の第２直線に沿って配置された複数の受光素子を有する受光素子アレイ（１４３）を含み、
前記仮想の第１直線と前記仮想の第２直線とが交差している、
付記３に記載の光電センサ（１０，１２）。

【0085】

［付記５］
前記複数の光源（１３６）は、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ ＬＡＳＥＲ）アレイを含む、
付記１から４のいずれか１項に記載の光電センサ（１０，１２）。

【0086】

［付記６］
前記光源（１３６）から投光される検出光（４０，４２）は、可視光線帯域の第１光と、赤外光線帯域の第２光と、を含み、
前記第１光と前記第２光とを分離する分離部（１５３）を、さらに備え、
前記受光部（１４２）は、分離された前記第２光を受光する、
付記１から５のいずれか１項に記載の光電センサ（１０，１２）。

【符号の説明】

【0087】

１０，１２…光電センサ、２０，２２，２４…検出対象物、３０…出力部、４０，４２…検出光、１１０…入力部、１２０…制御部、１３０，１３１…投光ユニット、１３２…投光部、１３４…アノード電極、１３６…光源、１３７…接続点、１３８…カソード電極、１４０，１４１…受光ユニット、１４２…受光部、１４３…受光素子アレイ、１４４…ゲイン調整部、１４６…信号処理部、１５０…投光レンズ、１５２…受光レンズ、１５３…分離部、１６０…仮想の第１直線、１６２…仮想の第２直線、２００…表面、４０，４２…検出光、４００，４０４…第１投光領域、４０２，４０６…第２投光領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】