JP4139936B2 - 光学式変位センサ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、投光ビームに対する反射光を投光とは別の角度からＰＳＤやＣＣＤ等に導入することで、受光素子上の光像位置に基づいて、対象物体の変位（高さ等）を三角測距の原理を使用して計測する光学式変位センサの改良に係り、特に、様々な新機能を組み込むことで使い勝手を向上させた光学式変位センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の光学式変位センサは、一般的には、センサヘッドユニットと信号処理ユニットとからなる２つのユニットで構成されている。センサヘッドユニットは例えば製造ライン上の物品搬送ラインの間近に取り付けられ、信号処理ユニットは例えば工場内の適所に配置された制御盤内等に取り付けられる。
【０００３】
センサヘッドユニットからは一本の電気コードが引き出される。信号処理ユニットの一端からは第１の電気コードが引き出され、他端からは第２の電気コードが引き出される。センサユニットから引き出された電気コードと信号処理ユニットから引き出される第１の電気コードとは適宜なコネクタを介して電気的及び機械的に接続される。
【０００４】
センサヘッドユニットから引き出される電気コード（すなわち、信号処理ユニットから引き出される電気コード）には、アクティブ側電源線、ＧＮＤ側電源線のほかに、投光素子駆動系に対する各種の信号線、受光信号増幅系からの信号線等が含まれている。
【０００５】
信号処理ユニットから引き出される第２の電気コードには、アクティブ側電源線、ＧＮＤ側電源線のほかに、ＨＩＧＨ判定出力線、ＰＡＳＳ判定出力線、ＬＯＷ判定出力線、アクティブ側リニア出力線、ＧＮＤ側リニア出力線、ＬＤ−ＯＦＦ入力線、ゼロリセット入力線、タイミング入力線、リセット入力線等が含まれている。
【０００６】
ここで、ＨＩＧＨ判定出力線の論理状態は、計測値が上限しきい値を越えているか否かを示す。ＰＡＳＳ判定出力線の論理状態は、計測値が上下限しきい値の範囲に収まっているか否かを示す。ＬＯＷ判定出力線の論理状態は、計測値が下限しきい値を越えているか否かを示す。
【０００７】
アクティブ側リニア出力線には、計測値に応じたリニア出力が表れる。リニア出力値は、電流出力の場合（例えば、４〜２０ｍＡ）と電圧出力の場合（例えば、−５Ｖ〜＋５Ｖ）とがある。
【０００８】
ＬＤ−ＯＦＦ入力線の論理状態がアクティブ側電位のとき、センサヘッドユニットに内蔵されるレーザダイオード（投光素子）の発光が停止状態となる。したがって、このＬＤ−ＯＦＦ入力線を使用して、レーザダイオードの発光を強制的に停止させることができる。
【０００９】
ゼロリセット入力線の論理状態はその継続時間に応じて様々な意味を有する。すなわち、アクティブ側電位にある継続時間が規定の上下限値の範囲に収まっているとき、ゼロリセット動作が実行され、以後、ゼロリセット状態が保持される。アクティブ側電位にある継続時間が規定の上限値を超えているとき、それまでのゼロリセット状態は解除される。アクティブ側電位にある継続時間が規定の下限値を超えているとき、そのような入力は無視される。したがつて、このゼロリセット入力線を使用して、ゼロリセット動作又はゼロリセット解除動作を行わせることができる。
【００１０】
タイミング入力線、リセット入力線の論理状態についても、その継続時間に応じて適宜の意味を有する。すなわち、タイミング入力線の論理状態がパルス上に変化したとき、前方エッジのタイミングにて、そのとき選択されているモードにしたがった所定動作にトリガがかかる。
【００１１】
センサヘッドユニットを構成するケース内には、投光素子であるレーザダイオードや発光ダイオードを駆動するための駆動回路等を含む投光用電気回路と、投光素子からの光を検出対象物へ向けて照射する投光レンズ等を含む投光光学系と、検出対象物からの反射光を集光する受光レンズ等を含む受光光学系と、受光光学系を介して集光された光を受光するＰＳＤやＣＣＤ等の位置検出素子を含む受光用電気回路とが収容される。
【００１２】
信号処理ユニットを構成するケース内には、第１の電気コードを介して、センサヘッドユニットから到来する受光信号を増幅する増幅器、増幅出力をアナログ／デジタル変換するＡ／Ｄ変換器、Ａ／Ｄ変換出力に基づいて規定の演算を実行して、ＨＩＧＨ判定出力信号、ＰＡＳＳ判定出力信号、ＬＯＷ判定出力信号、リニア出力等を生成すると共に、第２の電気コードを介して、ＰＬＣやディスプレイパネル装置等から到来するＬＤ−ＯＦＦ入力、ゼロリセット入力、タイミング入力、リセット入力等に対応する規定処理を実行するマイクロコンピュータが内蔵されている。なお、このマイクロコンピュータは、センサヘッドユニットに対して、レーザビームの発光タイミング指示等も与える。
【００１３】
また、信号処理ユニットを構成するケースの外表面には、各種の表示を行うための１個のデジタル表示器と、各種の操作指令等を与えるための操作キーが配列されている。上述のデジタル表示器には計測値、しきい値等が表示される。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者等は、上述した従来の光学式変位センサの使い勝手を一層良好なものとするべく鋭意研究の結果、改善すべき幾つかの問題点を見い出した。
【００１５】
第１の問題点は、計測結果の精度乃至信頼性を判断する術がない点である。すなわち、この種の光学式変位センサの計測精度は、センサ本体の調整状態が一定であっても、計測対象物側の状況（例えば、表面色、表面性状等）により少なからず変動することが経験的に知られている。しかし、現行の光学式変位センサを見る限りでは、計測結果の精度乃至信頼性を確認する術は見あたらないのが実状である。
【００１６】
第２の問題点は、通常と異なる動作状態となったとき、それが故障に起因するのか、別途その旨の強制操作入力（リセット入力、タイミング入力、ＬＤ−ＯＦＦ入力等）が与えられたことに起因するのかを判断する術がない点である。すなわち、この種の光学式変位センサには、リセット入力、タイミング入力、ＬＤ−ＯＦＦ入力等の強制操作入力が具備されており、それらの入力がオンされたときには、通常と異なる動作状態が出現する。それらの強制操作入力は、専用の入力線を介してＰＬＣ等の外部装置から到来するのが通例であるが、センサの取付作業中等にあっては、しばしば、それらの入力線が電源短絡を起こして偽のオン信号が生成されることがある。そのような場合、通常と異なる動作状態となったとき、それが故障に起因するのか、別途その旨の強制操作入力が与えられたことに起因するのかを判断する術がないのが実状である。
【００１７】
第３の問題点は、計測不能との判断がなされたときに、その原因を知る術がない点である。すなわち、この種の光学式変位センサには、受光量Ｙが異常値を示す場合や距離相当の割り算値（ＰＳＤ使用センサにおけるＸ／Ｙ値）が規定範囲外を示す場合等のように、計測不能と判断される場合が存在する。しかし、現行の光学式変位センサを見る限りでは、そのような計測不能状態が通知されても、それがどのような原因で引き起こされているかを知る術は見あたらないのが実状である。
【００１８】
第４の問題点は、しきい値設定操作に際して、設定されたしきい値がその有効範囲に収まっているか否かを知る術がない点である。すなわち、この種の光学式変位センサにあっては、計測値をＬＯＷ（下限以下），ＨＩＧＨ（上限以上），ＰＡＳＳ（適正範囲）のいずれかに振り分けるために、有効範囲の上限値、下限値、上下限値等と言った、様々なしきい値の設定が可能である。しかし、現行の光学式変位センサを見る限りでは、設定操作に際して、設定されたしきい値がその有効範囲に収まっているか否かを知る術がないのが実状である。
【００１９】
第５の問題点は、ホールド処理等のトリガとなるタイミング信号の付与方法が外部入力線を介しての信号送り込み方法に限られる点である。すなわち、この種の光学式変位センサには、各種のホールド処理（ピークホールド処理、ボトムホールド処理、ピークｔｏピークホールド処理等）のトリガのために、タイミング信号の入力が必要とされている。しかし、現行の光学式変位センサを見る限りでは、ホールド処理等のトリガとなるタイミング信号の付与方法が外部入力線を介しての信号送り込み方法に限られるため、机上テスト等を行う場合に不便であった。
【００２０】
第６の問題点は、リニア出力の出力形態に関して、電流出力形式とすべきか或いは電圧出力形式とすべきかは、機種毎に予め一義的に決められており、ユーザの選択自由度が狭いと言う点である。すなわち、この種の光学式の変位センサには、計測値が規定範囲に収まっているか否かを示す二値出力（ＬＯＷ，ＨＩＧＨ，ＰＡＳＳ）のほかに、計測結果のアナログ値を示すリニア出力が存在する。このリニア出力の出力形態には、電流出力（例えば、４ｍＡ〜２０ｍＡ）と電圧出力（例えば、−５Ｖ〜＋５Ｖ）とが存在する。それらの出力形態は、ユーザ側の機器仕様に合わせて選択される。しかし、現行の光学式変位センサを見る限りでは、電流出力形式とすべきか或いは電圧出力形式とすべきかは、機種毎に予め一義的に決められており、ユーザの選択自由度が制限されている。
【００２１】
第７の問題点は、ゼロリセット時のリニア出力値が出力範囲の中心値に固定されており、ユーザの選択自由度がないと言う点である。すなわち、この種の光学式変位センサにあっては、計測値をゼロリセットしたときにおけるリニア出力値は、一般的に、出力範囲の中心値（例えば、出力範囲が４ｍＡ〜２０ｍＡのとき、ゼロリセット時のリニア出力値は１２ｍＡ）となるように決められており、ユーザ側の選択自由度が制限されている。
【００２２】
第８の問題点は、ＬＤ−ＯＦＦ入力のオンが電源のアクティブ側電位に対応しているため、センサ取付作業時等において、ＬＤ−ＯＦＦ入力線が電源短絡を起こすと、理由なく突然に投光素子であるレーザダイオードが発光を停止してしまい、その原因究明に手間取る点である。すなわち、この種の光学式変位センサにあっては、メンテナンス時の作業安全等の観点より、強制的に発光素子であるレーザダイオードの発光を停止させ、作業者の目にレーザ光が不用意に照射される危険を防止している。このレーザダイオードの発光停止は、専用のＬＤ−ＯＦＦ入力線にオン電圧（電源のアクティブ電位）を与えることで行われる。しかし、ＬＤ−ＯＦＦ入力のオンが電源のアクティブ側電位に対応しているため、センサ取付作業時等において、ＬＤ−ＯＦＦ入力線が誤って電源短絡を起こすと、理由なく突然に投光素子であるレーザダイオードが発光を停止してしまい、その原因究明に手間取る。
【００２３】
第９の問題点は、電源投入から計測値が確定するまでの期間におけるリニア出力値が出力範囲の上限値又は下限値に固定される点である。すなわち、この種の光学式変位センサにあっては、電源投入から計測値が確定するまでの期間におけるリニア出力値は、不用意な値が出力されないように、既定値に固定されている。このときのリニア出力値は、一般に、出力上限値か出力下限値に決められているため、ユーザ側の機器によっては、電源投入時に異常判定が下される場合がある。
【００２４】
この発明は、従来の光学式変位センサにおける以上の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、ユーザにとって使い勝手の良好な新機能を組み込んだ光学式変位センサを提供することにある。
【００２５】
この発明の他の目的とするところは、計測値の持つ精度乃至信頼性を容易に知ることができる機能を備えた光学式変位センサを提供することにある。
【００２６】
この発明の他の目的とするところは、通常と異なる動作状態となったとき、それが故障に起因するのか、別途その旨の強制操作入力（リセット入力、タイミング入力、ＬＤ−ＯＦＦ入力等）が与えられたことに起因するのかを容易に知ることができる機能を備えた光学式変位センサを提供することにある。
【００２７】
この発明の他の目的とするところは、計測不能との判断がなされたときに、その原因を容易に知ることができる機能を備えた光学式変位センサを提供することにある。
【００２８】
この発明の他の目的とするところは、しきい値設定操作に際して、設定されたしきい値がその有効範囲に収まっているか否かを容易に知ることができる機能を備えた光学式変位センサを提供することにある。
【００２９】
この発明の他の目的とするところは、ホールド処理等のトリガとなるタイミング信号の付与方法に関する自由度を向上させた光学式変位センサを提供することにある。
【００３０】
この発明の他の目的とするところは、同一の機種において、リニア出力の出力形態に関して、電流出力形式とすべきか或いは電圧出力形式とすべきかを任意に選択できる機能を備えた光学式変位センサを提供することにある。
【００３１】
この発明の他の目的とするところは、ゼロリセット時のリニア出力値を任意の値に設定できる機能を備えた光学式変位センサを提供することにある。
【００３２】
この発明の他の目的とするところは、レーザオフ（ＬＤ−ＯＦＦ）入力のアクティブ判定論理を任意に切り替えることができる機能を備えた光学式変位センサを提供することにある。
【００３３】
この発明の他の目的とするところは、電源投入から計測値が確定するまでの期間におけるリニア出力の値を予め設定可能な任意の値にすることができる機能を備えた光学式変位センサを提供することにある。
【００３４】
この発明のさらに他の目的並びに作用効果については、明細書の以下の記述を参照することにより、当業者であれば容易に理解されるであろう。
【００３５】
【課題を解決するための手段】
第１発明の光学式変位センサは、センサヘッドユニットと信号処理ユニットとからなる２つのユニットを有する。センサヘッドユニットと信号処理ユニットとは第１の電気コードで結ばれ、信号処理ユニットからは電源線、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが引き出されている。
【００３６】
センサヘッドユニットを構成するケース内には、投光素子であるレーザダイオードや発光ダイオードを駆動するための駆動回路等を含む投光用電気回路と、投光素子からの光を検出対象物へ向けて照射する投光レンズ等を含む投光光学系と、検出対象物からの反射光を集光する受光レンズ等を含む受光光学系と、受光光学系を介して集光された光を受光するＰＳＤやＣＣＤ等の位置検出素子を含む受光用電気回路とが収容されている。
【００３７】
信号処理ユニットを構成するケース内には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【００３８】
信号処理ユニットを構成するケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【００３９】
加えて、表示部には、第１の表示部と第２の表示部とが含まれており、処理装置には、第１の表示部に計測値を表示させた状態で、第２の表示部に計測処理の基礎とされた光量値を表示させる機能が組み込まれている。
【００４０】
よく知られているように、受光素子としてＰＳＤやＣＣＤを使用した光学式変位センサにおける計測精度は受光光量に応じて変動する。例えば、ＰＳＤを使用した光学式変位センサの場合、一対の素子出力をａ，ｂとし、ａ＋ｂ＝Ｙ，ａ＝Ｘと置くと、計測値はＸ／Ｙと表すことができるが、この計測値Ｘ／Ｙの値は分母であるＹの値（受光光量値）に応じて変動する。殊に、受光量Ｙの値が規定値以下の場合には、計測値の精度は著しく低下する。また、光学式変位センサの計測精度は、センサ本体の調整状態が一定であっても、計測対象物側の状況（例えば、表面色、表面性状等）により少なからず変動することが経験的に知られている。
【００４１】
第１発明の光学式変位センサによれば、第１の表示部に計測値を表示させた状態で、第２の表示部に計測処理の基礎とされた光量値を表示させるようにしているため、オペレータは第２の表示部に表示される光量値を参照することにより、第１の表示部に表示される計測値の精度（換言すれば、信頼性）をその都度容易に知ることができる。
【００４２】
第１発明の光学式変位センサを実現する信号処理ユニットは、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットと結ばれると共に、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが別に引き出されている。
【００４３】
ケース内部には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【００４４】
ケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【００４５】
表示部には、第１の表示部と第２の表示部とが含まれており、処理装置には、第１の表示部に計測値を表示させた状態で、第２の表示部に計測処理の基礎とされた光量値を表示させる機能が組み込まれている。
【００４６】
第２発明の光学式変位センサは、センサヘッドユニットと信号処理ユニットとからなる２つのユニットを有する。センサヘッドユニットと信号処理ユニットとは第１の電気コードで結ばれ、信号処理ユニットからは電源線、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが引き出されている。
【００４７】
センサヘッドユニットを構成するケース内には、投光素子であるレーザダイオードや発光ダイオードを駆動するための駆動回路等を含む投光用電気回路と、投光素子からの光を検出対象物へ向けて照射する投光レンズ等を含む投光光学系と、検出対象物からの反射光を集光する受光レンズ等を含む受光光学系と、受光光学系を介して集光された光を受光するＰＳＤやＣＣＤ等の位置検出素子を含む受光用電気回路とが収容されている。
【００４８】
信号処理ユニットを構成するケース内には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【００４９】
信号処理ユニットを構成するケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【００５０】
加えて、処理装置には、第２の電気コードに含まれる各種入力線の信号状態により定義される現在の入力状態を表示部に表示させる機能が組み込まれている。
【００５１】
この種の光学式変位センサには、リセット入力、タイミング入力、ＬＤ−ＯＦＦ入力等の様々な強制操作入力が具備されており、それらの入力がオンされたときには、通常と異なる動作状態が出現する。それらの強制操作入力は、第２の電気コードに含まれる専用の入力線を介してＰＬＣ等の外部装置から到来するのが通例であるが、センサの取付作業中等にあっては、しばしば、それらの入力線が電源短絡を起こして偽のオン信号が生成されることがある。
【００５２】
第２発明の光学式変位センサによれば、第２の電気コードに含まれる各種入力線の信号状態により定義される現在の入力状態を表示部に表示させる機能が組み込まれているため、通常と異なる動作状態となったとき、それが故障に起因するのか、別途その旨の強制操作入力が与えられたことに起因するのかを表示部に表示される情報に基づいて容易に判断することができる。
【００５３】
第２発明の光学式変位センサを実現する信号処理ユニットは、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットと結ばれると共に、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが別に引き出されている。
【００５４】
ケース内部には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【００５５】
ケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【００５６】
処理装置には、第２の電気コードに含まれる各種入力線の信号状態により定義される現在の入力状態を表示部に表示させる機能が組み込まれている。
【００５７】
第３発明の光学式変位センサは、センサヘッドユニットと信号処理ユニットとからなる２つのユニットを有する。センサヘッドユニットと信号処理ユニットとは第１の電気コードで結ばれ、信号処理ユニットからは電源線、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが引き出されている。
【００５８】
センサヘッドユニットを構成するケース内には、投光素子であるレーザダイオードや発光ダイオードを駆動するための駆動回路等を含む投光用電気回路と、投光素子からの光を検出対象物へ向けて照射する投光レンズ等を含む投光光学系と、検出対象物からの反射光を集光する受光レンズ等を含む受光光学系と、受光光学系を介して集光された光を受光するＰＳＤやＣＣＤ等の位置検出素子を含む受光用電気回路とが収容されている。
【００５９】
信号処理ユニットを構成するケース内には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【００６０】
信号処理ユニットを構成するケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【００６１】
加えて、処理装置には、計測不能に陥ったときには、その原因を特定できるような情報を表示部に表示させる機能が組み込まれている。
【００６２】
この種の光学式変位センサには、受光量が異常値を示す場合や割り算値（ＰＳＤ使用センサにおけるＸ／Ｙ値）が規定範囲外を示す場合等のように、計測不能と判断される場合が存在する。
【００６３】
第３発明の光学式変位センサによれば、計測不能に陥ったときには、その原因を特定できるような情報を表示部に表示させる機能が組み込まれているため、そのような計測不能状態が通知された場合には、表示部に表示される情報に基づいて、それがどのような原因で引き起こされたかを容易に知ることができる。
【００６４】
第３発明の光学式変位センサを実現する信号処理ユニットは、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットと結ばれると共に、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが別に引き出されている。
【００６５】
ケース内部には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【００６６】
ケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【００６７】
処理装置には、計測不能に陥ったときには、その原因を特定できるような情報を表示部に表示させる機能が組み込まれている。
【００６８】
第４発明の光学式変位センサは、センサヘッドユニットと信号処理ユニットとからなる２つのユニットを有する。センサヘッドユニットと信号処理ユニットとは第１の電気コードで結ばれ、信号処理ユニットからは電源線、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが引き出されている。
【００６９】
センサヘッドユニットを構成するケース内には、投光素子であるレーザダイオードや発光ダイオードを駆動するための駆動回路等を含む投光用電気回路と、投光素子からの光を検出対象物へ向けて照射する投光レンズ等を含む投光光学系と、検出対象物からの反射光を集光する受光レンズ等を含む受光光学系と、受光光学系を介して集光された光を受光するＰＳＤやＣＣＤ等の位置検出素子を含む受光用電気回路とが収容されている。
【００７０】
信号処理ユニットを構成するケース内には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【００７１】
信号処理ユニットを構成するケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【００７２】
加えて、処理装置には、設定されたしきい値が有効範囲を外れているときには、その旨の情報を表示部に表示させる機能が組み込まれている。
【００７３】
この種の光学式変位センサにあっては、計測値をＬＯＷ（下限以下），ＨＩＧＨ（上限以上），ＰＡＳＳ（適正範囲）のいずれかに振り分けるために、有効範囲の上限値、下限値、上下限値等と言ったように、様々なしきい値の設定が可能である。
【００７４】
第４発明の光学式変位センサによれば、設定されたしきい値が有効範囲を外れているときには、その旨の情報を表示部に表示させる機能が組み込まれているため、設定操作に際して、設定されたしきい値がその有効範囲に収まっているか否かを表示部に表示される情報に基づいて容易に知ることができる。
【００７５】
第４発明の光学式変位センサを実現する信号処理ユニットは、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットと結ばれると共に、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが別に引き出されている。
【００７６】
ケース内部には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【００７７】
ケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【００７８】
加えて、処理装置には、設定されたしきい値が有効範囲を外れているときには、その旨の情報を表示部に表示させる機能が組み込まれている。
【００７９】
第５発明の光学式変位センサは、センサヘッドユニットと信号処理ユニットとからなる２つのユニットを有している。センサヘッドユニットと信号処理ユニットとは第１の電気コードで結ばれ、信号処理ユニットからは電源線、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが引き出されている。
【００８０】
センサヘッドユニットを構成するケース内には、投光素子であるレーザダイオードや発光ダイオードを駆動するための駆動回路等を含む投光用電気回路と、投光素子からの光を検出対象物へ向けて照射する投光レンズ等を含む投光光学系と、検出対象物からの反射光を集光する受光レンズ等を含む受光光学系と、受光光学系を介して集光された光を受光するＰＳＤやＣＣＤ等の位置検出素子を含む受光用電気回路とが収容されている。
【００８１】
信号処理ユニットを構成するケース内には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【００８２】
信号処理ユニットを構成するケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【００８３】
加えて、操作部には、タイミング指示用の押しボタンが含まれており、処理装置には、タイミング指示用の押しボタンの操作に応答して、第２の電気コードに含まれるタイミング入力線からのタイミング信号と等価的に、タイミング信号を発生させる機能が組み込まれている。
【００８４】
この種の光学式変位センサには、各種のホールド処理（ピークホールド処理、ボトムホールド処理、ピークｔｏピークホールド処理等）のトリガのために、タイミング信号の入力が必要とされている。
【００８５】
第５発明の光学式変位センサによれば、タイミング指示用の押しボタンの操作に応答して、第２の電気コードに含まれるタイミング入力線からのタイミング信号と等価的に、タイミング信号を発生させる機能が組み込まれているため、タイミング指示用の押しボタンの操作によりホールド処理等のトリガとなるタイミング信号を発生することができ、これを利用して机上テスト等を容易に行うことができる。
【００８６】
第５発明の光学式変位センサを実現する信号処理ユニットは、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットと結ばれると共に、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが別に引き出されている。
【００８７】
ケース内部には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【００８８】
ケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【００８９】
加えて、操作部には、タイミング指示用の押しボタンが含まれており、処理装置には、タイミング指示用の押しボタンの操作に応答して、第２の電気コードに含まれるタイミング入力線からのタイミング信号と等価的に、タイミング信号を発生させる機能が組み込まれている。
【００９０】
第６発明の光学式変位センサは、センサヘッドユニットと信号処理ユニットとからなる２つのユニットを有する。センサヘッドユニットと信号処理ユニットとは第１の電気コードで結ばれ、信号処理ユニットからは電源線、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが引き出されている。
【００９１】
センサヘッドユニットを構成するケース内には、投光素子であるレーザダイオードや発光ダイオードを駆動するための駆動回路等を含む投光用電気回路と、投光素子からの光を検出対象物へ向けて照射する投光レンズ等を含む投光光学系と、検出対象物からの反射光を集光する受光レンズ等を含む受光光学系と、受光光学系を介して集光された光を受光するＰＳＤやＣＣＤ等の位置検出素子を含む受光用電気回路とが収容されている。
【００９２】
信号処理ユニットを構成するケース内には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【００９３】
信号処理ユニットを構成するケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【００９４】
加えて、処理装置には、リニア出力値に関する出力形態を電流出力形式と電圧出力形式とのうちのいずれかに択一的に設定する機能が組み込まれている。
【００９５】
この種の光学式の変位センサには、計測値が規定範囲に収まっているか否かを示す二値出力（ＬＯＷ，ＨＩＧＨ，ＰＡＳＳ）のほかに、計測結果のアナログ値を示すリニア出力が存在する。リニア出力の出力形態には、電流出力（例えば、４ｍＡ〜２０ｍＡ）と電圧出力（例えば、−５Ｖ〜＋５Ｖ）とが存在する。それらの出力形態は、ユーザ側の機器仕様に合わせて選択される。
【００９６】
第６発明の光学式変位センサによれば、リニア出力値に関する出力形態を電流出力形式と電圧出力形式とのうちのいずれかに択一的に設定する機能が組み込まれているため、電流出力形式とすべきか或いは電圧出力形式とすべきかは、同一の機種における選択操作で実現することができ、その都度リニア出力形式に合った機種を選択する労が省かれ、ユーザの選択自由度が向上する。
【００９７】
第６発明の光学式変位センサを実現する信号処理ユニットは、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットと結ばれると共に、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが別に引き出されている。
【００９８】
ケース内部には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【００９９】
ケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【０１００】
加えて、処理装置には、リニア出力値に関する出力形態を電流出力形式と電圧出力形式とのうちのいずれかに択一的に設定する機能が組み込まれている。
【０１０１】
第７発明の光学式変位センサは、センサヘッドユニットと信号処理ユニットとからなる２つのユニットを有する。
【０１０２】
センサヘッドユニットと信号処理ユニットとは第１の電気コードで結ばれ、信号処理ユニットからは電源線、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが引き出されている。
【０１０３】
センサヘッドユニットを構成するケース内には、投光素子であるレーザダイオードや発光ダイオードを駆動するための駆動回路等を含む投光用電気回路と、投光素子からの光を検出対象物へ向けて照射する投光レンズ等を含む投光光学系と、検出対象物からの反射光を集光する受光レンズ等を含む受光光学系と、受光光学系を介して集光された光を受光するＰＳＤやＣＣＤ等の位置検出素子を含む受光用電気回路とが収容されている。
【０１０４】
信号処理ユニットを構成するケース内には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【０１０５】
信号処理ユニットを構成するケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【０１０６】
加えて、処理装置には、ゼロリセット時のリニア出力値を指定された値にプリセットする機能と、ゼロリセット入力に応答して表示ゼロに相当するリニア出力値をプリセットされた値に設定する機能とが組み込まれている。
【０１０７】
この種の光学式変位センサにあっては、計測値をゼロリセットしたときにおけるリニア出力値は、一般的に、出力範囲の中心値（例えば、出力範囲が４ｍＡ〜２０ｍＡのとき、ゼロリセット時のリニア出力値は１２ｍＡ）となるように決められている。
【０１０８】
第７発明の光学式変位センサによれば、ゼロリセット時のリニア出力値を指定された値にプリセットする機能と、ゼロリセット入力に応答して表示ゼロに相当するリニア出力値をプリセットされた値に設定する機能とが組み込まれているため、これらの機能を利用することにより、ゼロリセット時におけるリニア出力の値をユーザ側の仕様に合わせて任意に設定することができる。
【０１０９】
第７発明の光学式変位センサを実現するための信号処理ユニットは、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットと結ばれると共に、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが別に引き出されている。
【０１１０】
ケース内部には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【０１１１】
ケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【０１１２】
加えて、処理装置には、ゼロリセット時のリニア出力値を指定された値にプリセットする機能と、ゼロリセット入力に応答して表示ゼロに相当するリニア出力値をプリセットされた値に設定する機能とが組み込まれている。
【０１１３】
第８発明の光学式変位センサは、センサヘッドユニットと信号処理ユニットとからなる２つのユニットを有する。センサヘッドユニットと信号処理ユニットとは第１の電気コードで結ばれ、信号処理ユニットからは電源線、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが引き出されている。
【０１１４】
センサヘッドユニットを構成するケース内には、投光素子であるレーザダイオードや発光ダイオードを駆動するための駆動回路等を含む投光用電気回路と、投光素子からの光を検出対象物へ向けて照射する投光レンズ等を含む投光光学系と、検出対象物からの反射光を集光する受光レンズ等を含む受光光学系と、受光光学系を介して集光された光を受光するＰＳＤやＣＣＤ等の位置検出素子を含む受光用電気回路とが収容されている。
【０１１５】
信号処理ユニットを構成するケース内には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【０１１６】
信号処理ユニットを構成するケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【０１１７】
加えて、処理装置には、第２の電気コードに含まれるレーザオフ入力線に対するアクティブ判定論理をＨＩＧＨ側電位とＬＯＷ側電位とに切り替える機能が組み込まれている。
【０１１８】
この種の光学式変位センサにあっては、メンテナンス時の作業安全等の観点より、強制的に発光素子であるレーザダイオードの発光を停止させ、作業者の目にレーザ光が不用意に照射される危険を防止している。このレーザダイオードの発光停止は、専用のＬＤ−ＯＦＦ入力線にオン電圧（電源のアクティブ電位）を与えることで行われる。しかし、ＬＤ−ＯＦＦ入力のオンが電源のアクティブ側電位に対応しているため、センサ取付作業時等において、ＬＤ−ＯＦＦ入力線が誤って電源短絡を起こすと、理由なく突然に投光素子であるレーザダイオードが発光を停止してしまい、その原因究明に手間取る。
【０１１９】
第８発明の光学式変位センサによれば、第２の電気コードに含まれるレーザオフ入力線に対するアクティブ判定論理をＨＩＧＨ側電位とＬＯＷ側電位とに切り替える機能が組み込まれているため、センサ取付作業時等においては、第２の電気コードに含まれるレーザオフ入力線に対するアクティブ判定論理をＨＩＧＨ側電位からＬＯＷ側電位に切り替えておくことにより、ＬＤ−ＯＦＦ入力線が誤って電源短絡を起こすことに起因して、理由なく突然に投光素子であるレーザダイオードが発光を停止する事態を未然に防止できる。
【０１２０】
第８発明の光学式変位センサを実現する信号処理ユニットは、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットと結ばれると共に、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが別に引き出されている。
【０１２１】
ケース内部には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【０１２２】
ケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【０１２３】
処理装置には、第２の電気コードに含まれるレーザオフ入力線に対するアクティブ判定論理を指定されたＨＩＧＨ側電位とＬＯＷ側電位とに切り替える機能が組み込まれている。
【０１２４】
第９発明の光学式変位センサは、センサヘッドユニットと信号処理ユニットとからなる２つのユニットを有する。センサヘッドユニットと信号処理ユニットとは第１の電気コードで結ばれ、信号処理ユニットからは電源線、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが引き出されている。
【０１２５】
センサヘッドユニットを構成するケース内には、投光素子であるレーザダイオードや発光ダイオードを駆動するための駆動回路等を含む投光用電気回路と、投光素子からの光を検出対象物へ向けて照射する投光レンズ等を含む投光光学系と、検出対象物からの反射光を集光する受光レンズ等を含む受光光学系と、受光光学系を介して集光された光を受光するＰＳＤやＣＣＤ等の位置検出素子を含む受光用電気回路とが収容されている。
【０１２６】
信号処理ユニットを構成するケース内には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【０１２７】
信号処理ユニットを構成するケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【０１２８】
加えて、処理装置には、電源投入後、計測値が確定するまでの間におけるリニア出力値を指定された値にプリセットする機能と、電源投入に応答して計測値が確定するまでの間、リニア出力値をプリセットされた値に設定する機能とが組み込まれている。
【０１２９】
この種の光学式変位センサにあっては、電源投入から計測値が確定するまでの期間におけるリニア出力値は、不用意な値が出力されないように、既定値に固定されている。このときのリニア出力値は、一般に、出力上限値か出力下限値に決められているため、ユーザ側の機器によっては、電源投入時に異常判定が下される場合がある。
【０１３０】
第９発明の光学式変位センサによれば、電源投入後、計測値が確定するまでの間におけるリニア出力値を指定された値にプリセットする機能と、電源投入に応答して計測値が確定するまでの間、リニア出力値をプリセットされた値に設定する機能とが組み込まれているため、ユーザ側で予めプリセット値を適切な値としておくことにより、ユーザ側の機器において、電源投入時に異常判定が下される虞を未然に防止することができる。
【０１３１】
第９発明の光学式変位センサを実現する信号処理ユニットは、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットと結ばれると共に、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが別に引き出されている。
【０１３２】
ケース内部には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されている。
【０１３３】
ケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている。
【０１３４】
加えて、処理装置には、電源投入後、計測値が確定するまでの間におけるリニア出力値を指定された値にプリセットする機能と、電源投入に応答して計測値が確定するまでの間、リニア出力値をプリセットされた値に設定する機能とが組み込まれている。
【０１３５】
尚、以上説明した光学式変位センサの中には、距離設定型の光電スイッチも含まれることを明記する。
【０１３６】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の好適な幾つかの実施の一形態を添付図面に従って詳細に説明する。
【０１３７】
本発明変位センサを構成する信号処理ユニットの外観を示す斜視図が図１に、センサヘッドユニット及び信号処理ユニットの内部構成を示すブロック図が図２にそれぞれ示されている。
【０１３８】
それらの図から明らかなように、本発明の光学式変位センサは、センサヘッドユニット１と信号処理ユニット２とからなる２つのユニットで構成されている。センサヘッドユニット１は例えば製造ライン上の物品搬送ラインの間近に取り付けられる（図５参照）。一方、信号処理ユニットには例えば工場内の適所に配置された制御盤内などに取り付けられる。
【０１３９】
センサヘッドユニット１からは１本の電気コード６が引き出される。信号処理ユニット２の一端からは第１の電気コード４が引き出され、他端からは第２の電気コード５が引き出される。センサヘッドユニット１から引き出された電気コード６と信号処理ユニット２から引き出される第１の電気コード４とは適宜なコネクタ４ａ，６ａを介して電気的及び機械的に接続される。
【０１４０】
センサヘッドユニット１から引き出される電気コード（すなわち、信号処理ユニットから引き出される電気コード４に実質的に同じ）６には、アクティブ側電源線、ＧＮＤ側電源線の他に、投光素子駆動系に対する各種の信号線、受光信号増幅系からの信号線などが含まれている。
【０１４１】
信号処理ユニット２から引き出される第２の電気コード５には、アクティブ側電源線、ＧＮＤ側電源線の他に、ＨＩＧＨ判定出力線、ＰＡＳＳ判定出力線、ＬＯＷ判定出力線、アクティブ側リニア出力線、ＧＮＤ側リニア出力線、ＬＤ−ＯＦＦ入力線、ゼロリセット入力線、タイミング入力線、リセット入力線等が含まれている。
【０１４２】
ここで、ＨＩＧＨ判定出力線の論理状態は、計測値が上限しきい値を超えているか否かを示す。ＰＡＳＳ判定出力線の論理状態は、計測値が上下限しきい値の範囲に収まっているか否かを示す。ＬＯＷ判定出力線の論理状態は、計測値が下限しきい値を超えているか否かを示す。
【０１４３】
アクティブ側リニア出力線には、計測値に応じたリニア出力が現れる。一般に、リニア出力値は、電流出力の場合（例えば、４〜２０ｍＡ）と、電圧出力の場合（例えば、−５Ｖ〜＋５Ｖ）とがある。後に詳細に説明するように、本発明にあっては、リニア出力値に関する出力形態を電流出力形式と電圧出力形式とのうちの何れかに択一的に設定する機能が組み込まれている。
【０１４４】
ＬＤ−ＯＦＦ入力線の論理状態が一般にはアクティブ側電源電位のとき、センサヘッドユニット１に内蔵されるレーザダイオード（投光素子）の発光が停止状態となる。従って、このＬＤ−ＯＦＦ入力線を使用して、レーザダイオードの発光を強制的に停止させることができる。後に詳細に説明するように、この発明にあっては、第２の電気コード５に含まれるレーザオフ（ＬＤ−ＯＦＦ）入力線に対するアクティブ判定論理を指定されたＨＩＧＨ側電位とＬＯＷ側電位とに切り替える機能が組み込まれている。
【０１４５】
ゼロリセット入力線の論理状態はその継続時間に応じて様々な意味を有する。すなわち、アクティブ側電位にある継続時間が規定の上下限値の範囲に収まっているとき、ゼロリセット動作が実行され、以後、ゼロリセット状態が保持される。アクティブ側電位にある継続時間が規定の上限値を超えているとき、それまでのゼロリセット状態は解除される。アクティブ側電位にある継続時間が規定の下限値を超えているとき、そのような入力は無視される。従って、このゼロリセット入力線を使用して、ゼロリセット動作又はゼロリセット解除動作を行わせることができる。
【０１４６】
タイミング入力線、リセット入力線の論理状態についても、その継続時間に応じて適宜の意味を有する。すなわち、タイミング入力線の論理状態がパルス状に変化したとき、前方エッジのタイミングにて、そのとき選択されているモードに従った所定動作（例えば、ピークホールド動作、ボトムホールド動作、ピークｔｏピークホールド動作等）にトリガがかかる。
【０１４７】
ゼロリセット入力線、タイミング入力線、リセット入力線を含む各種入力線に関しては、本発明にあっては、各種入力線の信号状態により定義される現在の入力状態を表示部に表示させる機能が組み込まれている。
【０１４８】
センサヘッドユニット１を構成するケース内には、投光素子であるレーザダイオードや発光ダイオード１０２を駆動するための駆動回路１０１を含む投光用電気回路と、投光素子１０２からの光を検出対象物３へ向けて照射する投光レンズ１０３等を含む投光光学系と、検出対象物３からの反射光を集光する受光レンズ１０４等を含む受光光学系と、受光光学系を介して集光された光を受光するＰＳＤやＣＣＤ等の位置検出素子１０５を含む受光用電気回路とが収容される。なお、図示例では、投光素子１０２としてはレーザダイオードが使用され、受光素子１０５としてはＰＳＤが使用されている。
【０１４９】
更に、受光用電気回路には、受光素子１０５を構成するＰＳＤの一対の出力ａ，ｂに対応して、ａ側に関しては増幅器１０６と増幅器１０８とが、またｂ側については、増幅器１０７と１０９とが内蔵されている。ここで、増幅器１０９は、ａ側の増幅器１０６の出力とｂ側の増幅器１０７の出力との加算動作を行う。そこで、説明の便宜のために、ａ側の増幅器１０８の出力をＸ、ｂ側の増幅器１０９の出力をＹと称する。その結果、出力Ｘはａに比例し、出力Ｙはａ＋ｂに比例する。それらの比例定数は実際には僅かに非線形である。
【０１５０】
信号処理ユニット２を構成するケース内には、第１の電気コード４を介して、センサヘッドユニット１から到来する受光信号を増幅する増幅器２０１，２０２，２０３，２０４と、増幅出力をサンプルホールドするサンプルホールド回路２０５，２０６と、サンプルホールドされた値をＡ／Ｄ変換するＡ／Ｄ変換器２０７，２０８と、Ａ／Ｄ変換出力に基づいて規定の演算を実行して、ＨＩＧＨ判定出力信号、ＰＡＳＳ判定出力信号、ＬＯＷ判定出力信号、リニア出力などを生成すると共に、第２の電気コード５を介して、ＰＬＣやディスプレイパネル装置などから到来するＬＤ−ＯＦＦ入力、ゼロリセット入力、タイミング入力、リセット入力などに対応する規定処理を実行する処理装置としてのＣＰＵ２０９が内蔵されている。ＣＰＵ２０９は、マイクロプロセッサを主体として構成されている。なお、このＣＰＵ２０９は、センサヘッドユニット１に対して、レーザビームの発光タイミング指示なども司る。
【０１５１】
ＣＰＵ２０９にて生成されたＨＩＧＨ判定出力、ＰＡＳＳ判定出力、ＬＯＷ判定出力、リニア出力などは、出力回路２１０を介して第２の電気コード５へと送り出される。電流出力形式と電圧出力形式とに切り替え可能な出力回路の詳細を示すブロック図が図３に示されている。同図に示されるように、この出力回路２１０は、ＣＰＵ２０９から到来するデジタルデータをＤ／Ａ変換するＤ／Ａ変換器２１０ａと、Ｄ／Ａ変換器２１０ａの出力値に対応する電流出力信号を生成する電流出力回路２１０ｂと、Ｄ／Ａ変換器２１０ａの出力値に対応する電圧出力信号を生成する電圧出力回路２１０ｃと、電圧出力回路２１０ｂからの信号と電圧出力回路２１０ｃからの信号とのいずれかをＣＰＵからの指令に応じて選択する切替スイッチ２１０ｄとを含んでいる。そのため、ＣＰＵ２０９側では、リニア出力を演算してデジタルデータで出力すると同時に、切替スイッチ２１０ｄを適宜に切り替え制御することによって、所望のリニア出力を、電流出力形式でも或いは電圧出力形式でも任意に出力させることが可能となっている。
【０１５２】
第２の電気コード５を介して到来するＬＤ−ＯＦＦ入力、ゼロリセット入力、タイミング入力、リセット入力などは、入力回路２１１を介してＣＰＵ２０９に取り込まれる。
【０１５３】
図１に示されるように、信号処理ユニット２を構成するケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部２３と、各種の操作指令などを与えるための操作部２４とが配置されている。表示部２３には、第１の表示部２３ａと第２の表示部２３ｂとが設けられている。表示部の詳細を示す説明図が図４に示されている。同図に示されるように、メイン表示器２３ａ並びにサブ表示器２３ｂは、いずれも５桁の７セグメント表示器で構成されている。そのため、各桁の７セグメントのいずれかを適宜にアクティブとすることによって、数値並びに幾つかのアルファベットの小文字を表示させることが可能とされている。表示態様の詳細については、後に説明する。以下、第１の表示部２３ａを構成する５桁の７セグメント表示器をメイン表示器２３ａと、また同様に第２の表示部２３ｂを構成する５桁の７セグメント表示器をサブ表示器２３ｂと称する。
【０１５４】
一方、操作部２４には、表示器２３ａ、２３ｂの桁指定や各桁のインクリメントまたはデクリメントを指示するための４方向シフトキー２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅと、本発明に関連して新たに設けられたタイミング指示用の押しボタン２４ａが設けられている。この押しボタン２４ａの機能については後に詳細に説明する。
【０１５５】
光学式変位センサを使用した計測の一例を示す説明図が図５に示されている。同図に示されるように、センサヘッドユニット１は、検出対象物３が搬送される搬送ラインの上部に取り付けられる。図では、センサヘッドユニット１から垂直下向きにレーザビームが投光される。その反射光は、斜め上の位置から、センサヘッドユニット１に取り込まれる。こうすることによって、光切断法乃至は三角測距の原理で、検出対象物３までの距離が測定可能となる。測定された距離Ｌは、検出対象物３の上面高さにも相当する。レーザビームの照射は周期的にパルス状に行われる。レーザビーム照射のたびに得られた計測値は、適当な個数時系列的に信号処理ユニット２に蓄えられる。これら複数の計測値データを移動平均化処理することで、安定的に計測値を得ることができる。計測処理の詳細については後に詳細に説明する。
【０１５６】
図５の例では、センサヘッドユニット１と検出対象物３との距離Ｌに関して、しきい値（Ｌｔｈ）、最大値（Ｌｍａｘ）、最小値（Ｌｍｉｎ）が示されている。後述する判定処理においては、それらの基準値を用いて、逐次計測される計測値Ｌに関して、様々な大小判定、さらにはピークホールド処理、ボトムホールド処理、ピークｔｏピークホールド処理などが実行される。
【０１５７】
次に、信号処理ユニット２のＣＰＵ２０９が実行する処理のゼネラルフローチャートが図６に示されている。このフローチャートを参照しながら、まず、信号処理ユニット２を構成するＣＰＵ２０９の動作を概略的に説明する。
【０１５８】
ＣＰＵ２０９では、制御信号ＣＯＮＴを介して、センサヘッドユニット１内のＬＤ用駆動回路（ＡＰＣ付）１０１を適宜に制御することによって、発光素子１０２を構成するレーザダイオードを周期的にパルス点灯させる。すると、受光素子１０５を構成するＰＳＤの一対の出力ａ，ｂが生成され、さらに増幅器１０６〜１０９の作用で、計測基礎データＸ，Ｙが求められる。これらの計測基礎データＸ，Ｙは、電気コード６，４を介して、信号処理ユニット２へと送られる。以上の処理が、発光素子１０２のパルス点灯のたびに繰り返される。
【０１５９】
図６のフローチャートに移って、ＡＤ変換処理（ステップ６０１）では、サンプルホールド回路２０５，２０６及びＡ／Ｄ変換器２０７，２０８を介してＡＤ変換処理が行われ、ＡＤ変換された計測基礎データＸ，ＹはＣＰＵ２０９に取り込まれる。
【０１６０】
続くオフセット減算処理（ステップ６０２）では、前回の計測の際の残存レベル除去のためにオフセット減算処理が行われ、これにより残存レベルの除去された計測基礎データＸｃ，Ｙｃが求められる（ステップ６０２）。
【０１６１】
続く受光量ゲイン調整処理（ステップ６０３）では、増幅器２０１〜２０４のゲインを２段に切り替えることによって、ＣＰＵ２０９に取り込まれるべきデータの値を規定の許容範囲内に収める処理が実行される。すなわち、計測基礎データＸｃ，Ｙｃの値が既定値よりも小さい場合には増幅器２０１〜２０４のゲインを大きく設定し、逆に計測基礎データＸｃ，Ｙｃの値が既定値よりも大きい場合には、増幅器２０１〜２０４のゲインを小さく設定する。
【０１６２】
続く折れ線近似並びに受光レベル平均化処理（ステップ６０４）では、基準ワークに基づいて求められた距離の異なる複数の計測データに基づいて、折れ線近似処理を実行することにより、光学系の特性に起因する非直線歪みの修正が行われ、これにより歪みの除去された計測データｄｈが求められる。さらに、計測基礎データＹ（＝ａ＋ｂ）の複数回分の平均化処理を実行することによって、受光レベル平均値ｐが求められる。ここで、求められた受光レベル平均値ｐとそのとき得られる計測値の精度との間には密接な相関が見られる。殊に、受光レベル平均値ｐが既定値よりも小さいと、計測精度が著しく低下し、計測不能と判断される。計測不能と判断された場合、エラー処理が実行され、その旨がオペレータに通知される（ステップ６０５）。
【０１６３】
続く平均化処理（ステップ６０６）では、折れ線近似処理により修正された計測データｄｈの複数回分の平均化処理を実行することによって、計測値の平均値ｄ１が求められる。こうして求められた平均値ｄ１は、その時点における計測値、すなわちセンサヘッドと検出対象物との距離Ｌに相当する。
【０１６４】
続く相互演算処理（ステップ６０７）、微分処理（ステップ６０８）、ホールド処理（ステップ６１０）は、通常動作において必ずしも必須のものではない。そのため簡単に説明する。
【０１６５】
相互演算処理（ステップ６０７）では、相隣接する２台の変位センサを用いて計測処理を行うような場合、それらセンサ間で計測データをやり取りすることによって、各々のビームが照射する２点間の段差の計測が行われる。
【０１６６】
微分処理（ステップ６０８）では、相前後する計測値の差をとることによって、検出対象物上の溝や段部の位置に相当するタイミング信号の生成などが行われる。こうして得られたタイミング信号は、各種ホールド処理などの際のトリガとして使用される。
【０１６７】
続くホールド処理（ステップ６１０）では、外部から与えられるタイミング入力に応答して、その時点における計測値をホールドする処理が実行される。ホールドされる計測値の種類としては、ピークホールド値、ボトムホールド値、ピークｔｏピークホールド値等が挙げられる。
【０１６８】
タイミング入力処理（ステップ６０９）は、外部から与えられたタイミング信号を取り込むための処理であり、後に詳細に説明するように、本発明にあっては、第２の電気コード５に含まれるタイミング入力線からのみならず、操作部に備えられた押しボタン２４ａの操作で生成されたタイミング信号についても取り込み可能なように工夫が施されている。
【０１６９】
レーザオフ（ＬＤ−ＯＦＦ）入力処理（ステップ６１１）は、ＬＤ−ＯＦＦ入力信号を取り込むための処理であり、後に詳細に説明するように、本発明にあっては、ＬＤ−ＯＦＦ入力信号のアクティブ判定論理を“Ｈ”と“Ｌ”とに適宜切り替えることが可能なように工夫が施されている。
【０１７０】
リセット入力処理（ステップ６１２）は、リセット入力信号を外部から取り込むための処理である。
【０１７１】
それらＬＤ−ＯＦＦ入力信号並びにリセット入力信号が外部から取り込まれた場合、それらがアクティブと判定されれば、規定の動作に従ってＬＤ−ＯＦＦ処理並びにリセット処理が実行される。
【０１７２】
平均化処理（ステップ６０６）、相互演算処理（ステップ６０７）、微分処理（ステップ６０８）及びホールド処理（ステップ６１０）を経て最終計測値ｄ４が決定されたならば、この最終計測値ｄ４に基づいて、判定出力処理、リニア出力処理、各種の表示処理などが実行される。
【０１７３】
すなわち、決定された最終計測値ｄ４は、設定状態毎に計測値から表示値へと変換する処理（ステップ６１７）を経て、表示値に変換されたのち、メインデジタル表示処理（ステップ６１９）を経て、メイン表示器２３ａに表示される。
【０１７４】
なお、ゼロリセット入力処理（ステップ６１８）は、ゼロリセット入力信号を外部から取り込むための処理であり、後に詳細に説明するように、本発明にあっては、ゼロリセット時におけるリニア出力の値を任意の値に設定することが可能な工夫が施されている。
【０１７５】
よく知られているように、ゼロリセット入力処理（ステップ６１８）によってゼロリセットが受け付けられると、その時点の計測値に対応する表示値は０に設定される。以後、ゼロリセット時の計測値を基準として、計測値から表示値への変換が行われる。
【０１７６】
計測値から表示値への変換処理（ステップ６１７）によって得られた表示値は、しきい値との比較処理（ステップ６２１）を経て、大小比較された後、判定出力処理（ステップ６２２）を経て、判定出力が生成される。この判定出力は、第２の電気コード５に含まれるＨＩＧＨ、ＰＡＳＳ、ＬＯＷの各判定出力線へと送り出される。
【０１７７】
しきい値表示（入力）処理（ステップ６２０）は、しきい値入力を外部から取り込むための処理であり、後に詳細に説明するように、本発明にあっては、入力されたしきい値が有効範囲に収まっているか否かを判定し、その旨の出力乃至表示を行うための工夫が施されている。
【０１７８】
一方、最終計測値ｄ４は、設定状態毎に、計測値からリニア出力値へと変換する処理（ステップ６１３）を経て、リニア出力値に変換される。こうして変換により得られたリニア出力値は、リニア出力処理（ステップ６１４）を経て、外部へ送出される。具体的には、リニア出力値は、第２の電気コード５に含まれるリニア出力ラインへと送り出される。後に詳細に説明するように、本発明にあっては、このリニア出力値を、電流出力形式と電圧出力形式とのいずれでも行えるような工夫が施されている。
【０１７９】
また、変換処理（ステップ６１３）で得られたリニア出力値は、各種データ変換処理（６１５）を経て、表示用データに変換された後、サブデジタル表示処理（ステップ６１６）を経て、サブ表示器２３ｂに表示される。後に詳細に説明するように、本発明にあっては、メイン表示器２３ａに計測値を表示させた状態において、サブ表示器２３ｂに、その時点の計測精度を表す受光量データを表示できるように工夫が施されている。
【０１８０】
次に、以上説明した全体の流れを背景として、第１発明〜第９発明の要部を図７以下のフローチャートを参照して詳細に説明する。
【０１８１】
第１発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートが図７に示されている。同図において処理が開始されると、ＡＤ変換処理（ステップ７０１）が実行されて、計測基礎データＸ，Ｙの取り込みが行われる。ここで、それら基礎データＸ，Ｙのうちで、データＹはその時点の受光量を反映している。
【０１８２】
続くオフセット減算処理（ステップ７０２）では、前回の計測時における残存成分を除去するためにオフセット減算処理が行われ、正しい信号成分であるデータＸｃ，Ｙｃが求められる。
【０１８３】
続く受光量ゲイン調整処理（ステップ７０３）では、先ほどより説明のように、オフセット減算処理（ステップ７０２）を経て得られたデータＸｃ、Ｙｃに基づいて、それらのデータの値がＣＰＵに設定された入力許容範囲に収まっているかどうかの判断が行われ、その判断結果に応じて、増幅器２０１〜２０４のゲイン調整を行うことによって、入力データレンジの適正化が図られる。
【０１８４】
その後、データＸｃ，Ｙｃを用いて割り算処理（Ｘｃ／Ｙｃ）を行うことにより、計測値である距離値データが求められ（ステップ７０４）、以後ゼネラルフローチャートに示した平均化処理（ステップ６０６）、相互演算処理（ステップ６０７）、微分処理（ステップ６０８）、ホールド処理（ステップ６１０）、計測値／表示値変換処理（ステップ６１７）及びメインデジタル表示処理（ステップ６１９）などを経て、計測値である距離値データはメイン表示器２３ａに表示される。
【０１８５】
これと同時に、受光量ゲイン調整処理（ステップ７０３）より右方向へ分岐した一連の処理（ステップ７０６〜７０９）が実質的に並列的に実行される。
【０１８６】
すなわち、まず最初に、計測基礎データＸｃ，ＹｃのうちでデータＹｃのみの抽出が行われ（ステップ７０６）、続いて得られたデータＹｃに対して、各ゲインに応じた係数を設定し、これをＹｃに乗算する処理が実行される（ステップ７０７）。この乗算処理（ステップ７０７）は、受光量が変動し、これに応じて自動的にゲイン調整が行われた場合であっても、常にその時点の実際の光量値を検出可能とするものである。すなわち、先に説明したように、ＣＰＵ２０９の前段には、可変ゲインの増幅器２０１〜２０４が介在され、これらの増幅器２０１〜２０４のゲインを、実際の受光光量に応じて増減することで、ＣＰＵ２０９が常に最適な入力レンジを確保できるようになされているため、先ほどの乗算処理（ステップ７０７）が存在しないと、ＣＰＵ２０９が実際の受光光量を正確に把握することができない。そのため、ゲイン調整を行ったならば、各ゲインに応じた係数を設定し、これをＣＰＵ２０９が取り込んでいるゲイン調整後のデータＹｃに乗算して、元の受光光量に対応した値にデータＹｃを戻すことによって、ゲインが変化しても連続した受光量レベルが得られるように工夫をしているのである。
【０１８７】
続く平均化処理（ステップ７０８）では、こうして得られた受光量レベルｐ（＝Ｙｃ）を複数回平均化処理することによって、受光量平均値ｐａｖｅを求める。こうして得られた受光量平均値ｐａｖｅは、最終的に、サブ表示器２３ｂにデジタル表示される。
【０１８８】
以上の構成によれば、計測基礎データＸｃ，Ｙｃに基づいて得られた計測値がメイン表示器２３ａにデジタル表示される一方、同時にサブ表示器２３ｂには、光量データが表示され、この光量データは計測値の精度を代表する性質を有するため、それに基づいて、計測値の表示制度乃至信頼性をユーザは簡単に知ることができる。
【０１８９】
すなわち、サブ表示器２３ｂに表示される光量データの値が規定値よりも低ければ、メイン表示器２３ａにデジタル表示される距離値データは精度が悪いものと判定できるし、光量データが極端に小さい場合には、計測不能と判定することもできる。
【０１９０】
なお、以上の実施例では、独立した２個の表示器であるメイン表示器２３ａ，２３ｂを設けて、距離値データの表示と光量データの表示とを同時に行ったが、要は２個のデータが同時に表示できる構成であればよい。従って、表示部の構成としては、第１及び第２の２つの表示部を有すればよいのであって、液晶パネル上に画像として２個のデータが表示できるような構成を採用することも可能である。
【０１９１】
加えて、光量データの表示に関しては、光量データに相当する数値をそのまま表示してもよいが、さらに適当なしきい値を設定して、光量データの大中小３段階の判定を行うなどすれば、適正光量値を知らずとも、ユーザはそれらの表示に基づいて、距離値データの信頼性を容易に把握することができる。
【０１９２】
更に、光量データの表示については、予め適正なしきい値を設定しておき、距離値データの精度が良好であるか否かを直接に表示するようにしてもよいであろう。
【０１９３】
このように、第１の発明においては、表示部２３に第１の表示部２３ａと第２の表示部２３ｂとを設ける一方、処理装置であるＣＰＵ２０９には、第１の表示部２３ａに計測値を表示させた状態で、第２の表示部２３ｂに計測処理の基礎とされた光量値を表示させる機能を組み込んだことにより、第１の表示部２３ａに表示された計測値の精度を、第２の表示部２３ｂに表示された光量値を介して容易に把握できるという効果を有する。
【０１９４】
加えて、この実施形態にあっては、データ入力段に可変ゲイン増幅器を備えて、入力レンジの自動適正化を図りつつも、各ゲインに応じた係数を設定してこれを受光量データＹｃに乗算するという構成を採用しているため、ゲインが変化しても連続した受光量レベルが得られるという特有の効果を有する。
【０１９５】
次に、第２発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートが図８に示されている。同図において、処理が開始されると、第１発明の場合と同様にして、ＡＤ変換処理（ステップ８０１）、オフセット減算処理（ステップ８０２）並びに受光量ゲイン調整処理ステップ８０３）が順次実行される。その後、補正後の計測基礎データＸｃ，Ｙｃを用いて割り算処理（Ｘｃ／Ｙｃ）により、計測値の算出が行われる（ステップ８０４）。
【０１９６】
一方、図２に示されるように、第２の電気コード５には、ＬＤ−ＯＦＦ入力線、ゼロリセット入力線、タイミング入力線、リセット入力線等の入力線が含まれており、それらがアクティブとなると、各種入力処理（ステップ８０５）が実行されて、それらの入力種別に応じて、様々な処理が実施される（ステップ８０６）。その結果、それら入力が到来すると、センサの動作は、通常の動作とは異なる動作状態となる。メンテナンス作業や据付作業等で、第２の電気コード５が信号線剥き出しの状態となっていると、それらがアクティブ側電源端子と短絡するなどによって、意図しない入力アクティブ状態が起こる。すると、ＬＤ−ＯＦＦ入力であれば、突然にレーザダイオードの発光が停止するし、ゼロリセット入力であれば、表示値が突然に０となり、あたかもセンサが故障したかの誤解を作業員に与える。
【０１９７】
しかしながら、本発明にあっては、このように強制操作入力によって、センサの動作が通常と異なる動作状態となると、メインデジタル表示器２３ａには通常通り距離値データが表示される一方（ステップ８０７）、サブデジタル表示器２３ｂにはその時の状態に対応する入力状態が表示される（ステップ８０８）。この入力状態としては、ＬＤ−ＯＦＦ入力状態、ゼロリセット入力状態、タイミング入力状態、リセット入力状態などが挙げられる。具体的な表示形態としては、７セグメント表示器を構成する各セグメントを適宜選択して駆動することによって、数値とアルファベット小文字の組み合わせにより、それら入力状態の表示を行うことができるであろう。
【０１９８】
このように、第２発明にあっては、第２の電気コード５に含まれる各種入力線（ＬＤ−ＯＦＦ入力線、ゼロリセット入力線、タイミング入力線、リセット入力線等）の信号状態により定義される現在の入力状態を表示部であるサブ表示器２３ｂに表示させる機能が組み込まれているため、据付やメンテナンス作業などで、第２の電気コード５に含まれる入力信号線が電源短絡を来したような場合であっても、サブ表示器２３ｂ上の表示内容により、それがセンサの故障でないことを容易に理解することができる。
【０１９９】
加えて、この実施形態においては、メイン表示器２３ａには通常通り計測値である距離値データを表示させつつも、サブ表示器２３ｂにおいて入力状態の表示を行うようにしているため、メイン表示器２３ａの表示内容が突然にゼロリセットされたような場合に、その理由が誤って電源短絡によりゼロリセットがかかったことを確実にできるなどの実施形態特有の作用効果を有するものである。
【０２００】
次に、第３発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートが図９に示されている。同図において処理が開始されると、第１発明の場合と同様にして、ＡＤ変換処理（ステップ９０１）、オフセット減算処理（ステップ９０２）、及び受光量ゲイン調整処理（ステップ９０３）が順次実行される。
【０２０１】
その後、修正後の計測基礎データＸｃ，Ｙｃを用いて割り算処理（Ｘｃ／Ｙｃ）を実行することで、計測値が算出される。さらに、算出された計測値は、先の発明と同様にして、メイン表示器２３ａにデジタル表示される（ステップ９０５）。
【０２０２】
一方、図中受光ゲイン調整処理（ステップ９０３）から右へ分岐して示されているように、上述の計測並びに表示処理と平行して、エラー判断処理（ステップ９０６）並びにエラー状態の表示処理（ステップ９０７）などが並行して実行される。
【０２０３】
すなわち、エラー判断処理（ステップ９０６）では、データＹｃと基準値との比較により、受光量異常が判定される。また、算出処理（ステップ９０４）で得られた割り算値Ｘｃ／Ｙｃと上下限基準値との比較により、割り算値が範囲内である旨の異常が判定される。
【０２０４】
このように、エラー判断が行われた結果、受光量異常あるいは割り算値範囲外異常との判断が行われると（ステップ９０６）、そのエラーに応じた処理が実施される（ステップ９０８）。
【０２０５】
同時に、サブ表示器２３ｂには、エラー状態の表示が行われる。このエラー状態の表示は、エラーの原因を究明するに役立つような内容を有する。この実施形態においては、７セグメント表示器の各桁セグメントを適宜に駆動することによって、受光量飽和の場合には『Ｅ−ｂｒｔ』、受光量不足の場合には『Ｅ−ｄｒｋ』、割り算レベル範囲外の場合には『Ｅ−ＬｖＬ』なる表示が行われる。
【０２０６】
オペレータはこれらの表示に基づき、何らかのエラー表示などが行われた場合には、その原因が受光量飽和、受光量不足、割り算レベル範囲外などのいずれであるかを容易に知ることができる。すなわち、従前エラー表示のみでは、その原因がなかなか不明であったものが、本発明のデジタル表示内容によれば、その原因が直ちに判別可能となるのである。
【０２０７】
このように第３発明においては、計測不能に陥ったときには、その原因を特定できるような情報を表示部であるサブ表示器２３ｂに表示させる機能が組み込まれているため、計測不能な状態が生じた場合、サブ表示器２３ｂの表示内容に基づき、その原因を直ちに特定できるという効果を有する。
【０２０８】
加えて、この実施形態にあっては、メイン表示器２３ａに計測時データを表示させつつも、サブ表示器２３ｂにはエラー原因を表示させるようにしているため、メイン表示器２３ａの表示データが異常値を示すような場合、これと隣接して並べられたサブ表示器２３ｂの表示内容によって、その原因を直ちに究明できるという格別の効果を有する。
【０２０９】
次に、第４発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートが図１０に示されている。同図において処理が開始されると、最終計測値ｄ４に基づき、計測値から表示値への変換処理が実行される（ステップ１００１）。
【０２１０】
続いて、接続されたセンサヘッドの距離情報から、しきい値有効範囲を演算により求める処理が実行される（ステップ１００２）。この処理のためには、図２には図示されていないが、センサヘッドユニット１内には、その機種や測定距離レンジに固有なデータを格納されたＰＲＯＭが内蔵されており、このＰＲＯＭのデータは、電気コード６，４を経由して、信号処理ユニット２のＣＰＵ２０９が任意に参照可能に構成されている。そのため、ステップ１００２では、この固有データを格納したＰＲＯＭの内容を参照することによって、接続されたセンサヘッドの距離情報から、しきい値有効範囲を演算により求めるのである。
【０２１１】
こうして求められたしきい値有効範囲は、適宜なデジタル表示器（例えばサブ表示器２３ｂなど）にデジタル表示させることもできる（ステップ１００５）。
【０２１２】
続くしきい値と計測値との比較処理（ステップ１００３）では、しきい値設定処理（ステップ１００８）にて設定されたしきい値と計測値との比較により、大中小の判定処理が実行される（ステップ１００３）。
【０２１３】
こうして得られたＨＩＧＨ、ＰＡＳＳ、ＬＯＷの各判定出力は、判定出力処理（ステップ１００４）によって、第２の電気コード５に含まれるＨＩＧＨ、ＰＡＳＳ、ＬＯＷの各判定出力線へと送り出される。一方、判定処理に必要なしきい値の設定のためには、オペレータは、任意のしきい値を所定操作で入力することができる。例えば操作部のキー操作によって任意のしきい値が入力されると、しきい値表示（入力）処理（ステップ１００６）が実行されて、しきい値データがＣＰＵに取り込まれる。この取り込まれたしきい値データは、従前とは異なり、直ちにそのまましきい値として採用されることはない。
【０２１４】
すなわち、入力されたしきい値は、判定処理（ステップ１００７）において、有効範囲に収まっているかどうかの判定が行われる。ここで有効範囲から外れていると判定されると（ステップ１００７ＮＯ）、例えばサブ表示器２３ｂには。、しきい値範囲外エラー表示処理（ステップ１００９）が実行されて、その旨の表示が行われる。この表示を参照することによって、オペレータはしきい値の設定ミスを直ちに知ることができる。
【０２１５】
一方、入力されたしきい値が有効範囲に収まっていれば（ステップ１００７ＹＥＳ）、直ちに従前通りのしきい値設定処理（ステップ１００８）が実行されて、入力されたしきい値は設定値として記憶され、以後先ほど説明した比較処理（ステップ１００３）に供される。
【０２１６】
このように、第４発明にあっては、設定されたしきい値が有効範囲を外れているときには、その旨の情報を表示部に表示させる機能がＣＰＵ２０９に組み込まれているため、オペレータは任意のしきい値を入力した場合であっても、その入力値がしきい値として適正なものであるか否かをサブ表示器２３ｂの表示を介して容易に認識することができ、いちいちセンサヘッドユニット１の仕様書等を読んで有効しきい値範囲を理解せずとも、この種のしきい値設定操作を簡便に行うことができる。
【０２１７】
加えて、この実施形態にあっては、判断基準となる有効範囲を、そのとき接続されているセンサヘッドユニット１内のＰＲＯＭから自動的に読み出すように構成しているため、オペレータの側で有効範囲を教示する必要がなく、その分操作が一層簡便化されているという格別の効果を有する。
【０２１８】
なお、以上の実施形態においては、センサヘッドユニット１から読み出したデータに基づき有効範囲を演算により求めたが、本発明はこれに限定されず、別途操作部の適宜な操作によって、有効範囲それ自体をマニュアルで教示するようにしてもよい。
【０２１９】
第５発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートが図１１に示されている。同図において処理が開始されると、先ほど説明した微分処理（ステップ１１０１）が実行された後、ホールド処理（ステップ１１０２）が続いて実行される。このホールド処理（ステップ１１０２）では、先に説明したように、ピークホールド処理、ボトムホールド処理、ピークｔｏピークホールド処理などの種々のホールド処理が実行される。これらのホールド処理は、所定のタイミング入力信号の到来をトリガとして実行される。従前、タイミング入力信号としては、第２の電気コード５に含まれるタイミング入力線からのものに限られていた。すると、タイミング入力信号の操作は、第２の電気コード５の先に接続されたＰＬＣやディスプレイパネル装置などを介して行わねばならず、設計段階における机上テスト等には極めて不便であった。
【０２２０】
すなわち、タイミング入力線による入力処理（ステップ１１０３）が実行されると、第２の電気コード５に含まれるタイミング入力線からタイミング入力信号の取り込みが行われ、その後タイミング入力信号によるサンプリングとホールド処理が実行される（ステップ１１０５）。
【０２２１】
これに加えて、本発明にあっては、タイミング入力ボタンによる入力処理（ステップ１１０４）が新たに設けられている。このタイミング入力ボタンによる入力処理（ステップ１１０４）では、図１の外観図に示される押しボタン２４ａの操作に応答して、タイミング入力信号の取り込みが行われる。この取り込まれたタイミング信号は、タイミング入力線による入力処理（ステップ１１０３）によって取り込まれたタイミング入力信号とほぼ等価のものとされている。そのため、タイミング入力信号によるサンプリングとホールド処理（ステップ１１０５）にあっては、２つの処理（ステップ１１０３，１１０４）のいずれが実行した場合にあっても、それにより得られたタイミング入力信号によってサンプリングとホールド処理を行うこととなる。
【０２２２】
このように第５発明にあっては、タイミング指示用の押しボタンの操作に応答して、第２の電気コード５に含まれるタイミング入力線からのタイミング信号と等価的に、タイミング信号を発生させる機能が処理装置であるＣＰＵ２０９に組み込まれているため、机上においてホールド処理を実行させたいような場合には、第２の電気コード５に含まれるタイミング入力線を介することなく、操作部２４に含まれる押しボタン２４ａの操作によって、タイミング入力信号を生成し、これに基づき任意のホールド処理を机上で実行させることができる。
【０２２３】
次に、第６発明を実施するためのハードウェア構成の一例が図３に示されている。すなわち、この図３には、電流出力形式と電圧出力形式とに切り替え可能な出力回路の詳細を示すブロック図が示されている。
【０２２４】
先に説明したように、この回路においては、Ｄ／Ａ変換器２１０ａの出力側に、２個の出力回路２１０ｂ及び２１０ｃが並列的に設けられている。
【０２２５】
一方の出力回路である電流出力回路２１０ｂは、Ｄ／Ａ変換器２１０ａから出力されるリニア出力データに応答して、電流出力形式のリニア出力信号を生成する。他方の出力回路である電圧出力回路２１０ｃは、Ｄ／Ａ変換器２１０ａから出力されるリニア出力データに応答して、電圧出力形式のリニア出力信号を生成する。
【０２２６】
切替スイッチ２１０ｄは、ＣＰＵ２０９から切り替え制御され、電流出力回路２１０ｂから出力される電流出力形式のリニア出力信号と、電圧出力回路２１０ｃから出力される電圧出力形式のリニア出力信号を択一的に出力する。こうして出力されたリニア出力信号は、第２の電気コード５に含まれるリニア出力線へ送り出される。
【０２２７】
一方、図示しないが、ＣＰＵ２０９側には、操作部２４における所定のキー操作に応答して、切替スイッチ２１０ｄを電流出力回路２１０ｂ側と電圧出力回路２１０ｃ側とに切り替える切替機能が組み込まれている。
【０２２８】
このように第６発明によれば、リニア出力値に関する出力形態を電流出力形式と電圧出力形式とのうちのいずれかに択一的に設定する機能が処理装置であるＣＰＵ２０９に組み込まれているため、従前の製品のように、ユーザ側の入力形式に合わせて、そのような出力形式を有する製品機種を選択する煩わしさがなく、同一の機種のままで、ユーザ側のリニア出力値に関する入力形態に合わせて、自在に適用することが可能となる。
【０２２９】
なお、図３の実施形態においては、切替スイッチ２１０ｄを設けて、電圧出力形式と電流出力形式とを択一的に選択可能としたが、もちろん切替スイッチ２１０ｄを設けず、電流出力及び電圧出力それぞれに専用のリニア出力端子を設けてもよい。
【０２３０】
次に、第７発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートが図１２に示されている。
【０２３１】
この例にあっては、新たにリニア出力レベル設定モードが設けられる。このリニア出力レベル設定モードにおいては、任意の距離値に対する出力値を決定する。決定のための操作は、操作部２４に設けられた４方向シフトキー２４ｂ〜２４ｅを使用して行うことができる。
【０２３２】
より具体的には、２つの距離値とそれら距離値にそれぞれ対応するリニア出力値を決定することにより、距離値の変動とこれと対応する出力値の変動との関係を設定することができる。すなわち、まずＭＥＳ１（距離値１）＝ＯＵＴ１（出力値１）として、第１の距離値と第１の出力値との関係を設定し、次いでＭＥＳ２（距離値２）＝ＯＵＴ２（出力値２）として、第２の距離値と第２の出力値の関係を設定する。
【０２３３】
その後、最終計測値ｄ４の決定処理（ステップ１２０２）に続いて、設定数値参照処理（ステップ１２０３）が実行され、リニア出力レベル設定モードで設定された距離値と出力値との関係が参照される。
【０２３４】
その後、次式に従って、計測値リニア出力値変換処理が実行される（ステップ１２０４）。
ＯＵＴＰＵＴ＝α×（ｄ４−ＭＥＳ１）＋ＯＵＴ１ …（１）式
α＝（ＯＵＴ１−ＯＵＴ２）／（ＭＥＳ１−ＭＥＳ２） …（２）式
【０２３５】
その後、変換処理（ステップ１２０４）で得られた値は、リニア出力処理（ステップ１２０５）を経て、外部へ送出される。こうして得られたリニア出力値は、第２の電気コード５に含まれるリニア出力線へと送り出されるのは従前の通りである。
【０２３６】
従って、ゼロリセット時の電圧を決めたい場合には、
ＭＥＳ１＝００．０００ …（３）式
ＯＵＴ１＝ゼロリセット時の電圧 …（４）式
として決めれば良いことが理解されるであろう。
【０２３７】
このように第７発明にあっては、ゼロリセット時のリニア出力値を指定された値にプリセットする機能とゼロリセット入力に応答して表示０に相当するリニア出力値をプリセットされた値に設定する機能とが処理装置であるＣＰＵに組み込まれているため、従前の製品のように、ゼロリセット時のリニア出力値が出力範囲の中心に固定されることがなくなり、ユーザ側の事情に合わせて任意のリニア出力値をゼロリセット値のリニア出力値として定めることが可能となる。
【０２３８】
なお、この実施形態においては、任意の２つの距離値とそれぞれに対応する出力値とを決定することで距離値の変化と出力値の変化との関係を設定したが、もちろん１つの距離値とその時点における出力値の変化率で両者の関係を設定することができることはもちろんである。
【０２３９】
次に、第８発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートが図１３に示されている。
【０２４０】
同図において、処理が開始されると、ＬＤ−ＯＦＦ入力検知処理（ステップ１３０１）が実行される。この時、ＬＤ−ＯＦＦ入力が検知されると、続いてレーザダイオード発光停止処理（ステップ１３０２）が実行されて、投光素子１０２であるレーザダイオードの発光が停止される。これにより、メンテナンス作業や据付作業の最中に、不用意にレーザ光が作業員の目を射抜くことで、作業員にダメージを与える虞が防止される。
【０２４１】
続いて、リニア出力並びに判定出力はいずれも非測定時の処理へと切り替えられ（ステップ１３０３）、以後ＬＤ−ＯＦＦ入力の解除待ちの状態となる（ステップ１３０４）。
【０２４２】
ところで、レーザダイオード発光停止処理（ステップ１３０２）のトリガとなるＬＤ−ＯＦＦ入力処理（ステップ１３０５）は、従前より“Ｈ”アクティブとされるのが通例であった。そのため、メンテナンス作業や据付作業中に、第２の電気コードの一端が開放され、ＬＤ−ＯＦＦ入力線が電源短絡を起こすと、作業員が何もしていないのに、突然レーザダイオードの発光が停止されて、故障と誤認される虞があった。
【０２４３】
これに対して、本発明にあっては、ＬＤ−ＯＦＦ入力のアクティブに相当する論理状態を“Ｈ”または“Ｌ”のいずれにも設定可能なプリセット処理が組み込まれている。すなわち、図示しないが、操作部２４の所定のキー操作が行われると、ＣＰＵ２０９に組み込まれた図示しないアクティブ“設定フラグＦ”の内容は“Ｈ”または“Ｌ”のいずれかに設定される。アクティブ“設定フラグＦ”がアクティブＨに設定されていると、ＬＤ−ＯＦＦ入力として“Ｈ”が入力された場合に限り（ステップ１３０５）、ＬＤ−ＯＦＦ入力検知処理（ステップ１３０１）においては、入力ありとの判定が行われ、ＬＤ−ＯＦＦ入力が“Ｌ”の状態では、通常計測処理が実行される（ステップ１３０８）。
【０２４４】
これに対して、アクティブ“設定フラグＦ”がアクティブＬに設定されていると（ステップ１３０９）、ＬＤ−ＯＦＦ入力として“Ｌ”が入力された場合に限り、ＬＤ−ＯＦＦ入力検知処理（ステップ１３０１）では、入力ありとの判断がなされ、ＬＤ−ＯＦＦ入力が“Ｈ”の場合には、通常計測処理が実行される（ステップ１３１０）。
【０２４５】
このように、第８発明にあっては、第２の電気コード５に含まれるレーザオフ入力線に対するアクティブ判定論理をＨＩＧＨ側電位とＬＯＷ側電位とに切り替える機能が処理装置であるＣＰＵ２０９に組み込まれているため、その切替状態がアクティブ“Ｈ”設定であるか（ステップ１３０７）又はアクティブ“Ｌ”設定であるか（ステップ１３０９）に応じて、ＬＤ−ＯＦＦ入力検知処理（ステップ１３０１）がアクティブと認識する論理極性が反転する。これを利用すると、例えば、通常運転時においては、アクティブ“Ｈ”設定とすることによって、実際にＬＤ−ＯＦＦ入力線に信号が到来したときに限り、ＬＤ−ＯＦＦ動作を実行させることができる。一方、アクティブ判定論理をアクティブ“Ｌ”判定と設定しておけば（ステップ１３０９）、メンテナンス時や据付作業等において、誤ってＬＤ−ＯＦＦ入力線が電源短絡を起こした場合にも、レーザダイオード発光停止処理が実行されることはなくなり、不用意にレーザダイオードの発光が停止するといった事態を未然に防止することができる。
【０２４６】
次に、第９発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートが図１４に示されている。
【０２４７】
同図において、処理が開始されると、まず電源投入時出力処理（ステップ１４０１）が実行される。この電源投入時出力処理（ステップ１４０１）では、電源投入後、計測値が確定するまでの間におけるリニア出力値を決定し出力する処理が実行される。これにより、電源投入後、計測値が確定するまでの間に、予期せぬリニア出力値が出力されることが防止される。
【０２４８】
ところで、従前から、この電源投入時のリニア出力値は、電源電圧にプルアップされるか、あるいはＧＮＤ電位にプルダウンされるかのいずれかであり、ユーザの事情によっては、故障と判断されて異常処理が実行されるといった不都合があった。これに対して、本発明にあっては、電源投入時出力処理の基準となるリニア出力ＤＡ＿ＯＮの値を任意の値に設定できるようにしている。そのために、電源投入時リニア出力設定処理（ステップ１４０２）が新たに設けられた。この電源投入時リニア出力設定処理（ステップ１４０２）では、ユーザが操作部２４において適当なキー操作を介してリニア出力ＤＡ＿ＯＮの値を設定すると、先に説明した電源投入時出力処理（ステップ１４０１）において、上述の設定値が反映され、その結果電源投入時出力処理はユーザが意図した適切な値に設定できるのである。
【０２４９】
以後、初期設定処理（ステップ１４０３）、３秒間レーザ無投光期間待機処理（ステップ１４０４）を経て、通常計測が開始され（ステップ１４０５）、その後に関しては、通常計測リニア出力が実施される（ステップ１４０６）。
【０２５０】
このように、第９発明にあっては、処理装置であるＣＰＵ２０９には、電源投入後、計測値が確定するまでの間におけるリニア出力値を指定された値にプリセットする機能と、電源投入に応答して計測値が確定するまでの間、リニア出力値をプリセットされた値に設定する機能とが組み込まれているため、ユーザはこの機能を利用することで、電源投入直後のリニア出力値の値を任意の値に設定することができ、従前のようにユーザ側の設備機器が電源投入直後の電圧を異常と判断してエラー処理を実行するなどの虞を未然に防止することができる。
【０２５１】
【発明の効果】
以上各実施形態の説明でも明らかなように、本発明によれば、ユーザにとって使い勝手の良好な新機能を組み込んだ光学式変位センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】信号処理ユニットの外観を示す斜視図である。
【図２】センサヘッドユニット及び信号処理ユニットの内部構成を示すブロック図である。
【図３】電流出力形式と電圧出力形式とに切替可能な出力回路の詳細を示すブロック図である。
【図４】表示部の詳細を示す説明図である。
【図５】光学式変位センサを使用した計測の一例を示す説明図である。
【図６】信号処理ユニットのＣＰＵが実行する処理のゼネラルフローチャートである。
【図７】第１発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートである。
【図８】第２発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートである。
【図９】第３発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートである。
【図１０】第４発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートである。
【図１１】第５発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートである。
【図１２】第７発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートである。
【図１３】第８発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートである。
【図１４】第９発明を実施するための処理を示す詳細フローチャートである。
【符号の説明】
１ センサヘッドユニット
２ 信号処理ユニット
３ 検出対象物体
４ 第１の電気コード
５ 第２の電気コード
６ 電気コード
４ａ，６ａ コネクタ
１０１ ＬＤ用駆動回路（ＡＰＣ付）
１０２ 投光素子
１０３ 投光レンズ
１０４ 受光レンズ
１０５ 受光素子
１０６，１０７，１０８、１０９ 増幅器
２０１，２０２，２０３，２０４ 可変ゲイン増幅器
２０５，２０６ サンプルホールド回路
２０７，２０８ Ａ／Ｄ変換器
２０９ ＣＰＵ
２１０ 出力回路
２１１ 入力回路
２３ 表示部
２４ 操作部
２３ａ 第１の表示部
２３ｂ 第２の表示部
２４ａ 押しボタン
２４ｂ，２４ｃ，２４ｄ，２４ｅ ４方向シフトキー
２２ カバー
２１ ケース
２１０ａ Ｄ／Ａ変換器
２１０ｂ 電流出力回路
２１０ｃ 電圧出力回路
２１０ｄ 切替スイッチ

Claims (2)

1. センサヘッドユニットと信号処理ユニットとからなる２つのユニットを有し、
   センサヘッドユニットと信号処理ユニットとは第１の電気コードで結ばれ、信号処理ユニットからは電源線、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが引き出されており、
   センサヘッドユニットを構成するケース内には、投光素子であるレーザダイオードや発光ダイオードを駆動するための駆動回路等を含む投光用電気回路と、投光素子からの光を検出対象物へ向けて照射する投光レンズ等を含む投光光学系と、検出対象物からの反射光を集光する受光レンズ等を含む受光光学系と、受光光学系を介して集光された光を受光するＰＳＤやＣＣＤ等の位置検出素子を含む受光用電気回路とが収容され、
   信号処理ユニットを構成するケース内には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されており、
   信号処理ユニットを構成するケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている、光学式変位センサであって、
   操作部には、タイミング指示用の押しボタンが含まれており、
   処理装置には、タイミング指示用の押しボタンの操作に応答して、第２の電気コードに含まれるタイミング入力線からのタイミング信号と等価的に、タイミング信号を発生させる機能が組み込まれている、光学式変位センサ。
2. 第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットと結ばれると共に、各種入力線、各種出力線等が含まれる第２の電気コードが別に引き出されており、
   ケース内部には、第１の電気コードを介してセンサヘッドユニットから到来する電気信号に基づいて計測処理を実行し、計測値としきい値との大小判定出力値、及び／又は、リニア出力値を出力する一方、第２の電気コードを介して到来する各種入力に基づいて対応する機能処理を実行する処理装置が内蔵されており、
   ケースの外表面には、各種の表示を行うための表示部と各種の操作指令等を与えるための操作部とが配置されている、光学式変位センサの信号処理ユニットであって、
   操作部には、タイミング指示用の押しボタンが含まれており、
   処理装置には、タイミング指示用の押しボタンの操作に応答して、第２の電気コードに含まれるタイミング入力線からのタイミング信号と等価的に、タイミング信号を発生させる機能が組み込まれている、光学式変位センサの信号処理ユニット。

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