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JP7734348B2 - Displacement Sensor - Google Patents
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JP7734348B2 - Displacement Sensor - Google Patents

Displacement Sensor

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JP7734348B2 JP2021033477A JP2021033477A JP7734348B2 JP 7734348 B2 JP7734348 B2 JP 7734348B2 JP 2021033477 A JP2021033477 A JP 2021033477A JP 2021033477 A JP2021033477 A JP 2021033477A JP 7734348 B2 JP7734348 B2 JP 7734348B2
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Description

本開示は、変位センサに関する。 This disclosure relates to a displacement sensor.

従来、この種の変位センサとして、測定する対象物の変位や表面形状等を三角測量の原理を用いて測定するものが知られている(たとえば、特許文献1参照)。この種の変位センサでは、投光部から光を対象物に照射させて、その対象物からの反射光をイメージセンサ等の受光部にて受光し、その受光信号から得られる測定値信号を出力して対象物の変位や表面形状等の測定を行うものである。 Conventionally, a known displacement sensor of this type uses the principle of triangulation to measure the displacement, surface shape, etc. of an object being measured (see, for example, Patent Document 1). This type of displacement sensor irradiates the object with light from a light-emitting unit, receives the light reflected from the object with a light-receiving unit such as an image sensor, and outputs a measurement value signal obtained from the received light signal to measure the displacement, surface shape, etc. of the object.

特開2013-011566号公報JP 2013-011566 A

ところで、対象物の測定部位毎で反射率が急変するような場合では、フィードバック調整を複数回行った後でやっと受光量が安定してくるため、複数回のフィードバック調整を経ての測定が必要となる。しかしながら、単純に複数回のフィードバック調整を行う構成としただけでは、受光量が安定するまでの調整時間がかかり、その過渡期において正確な測定結果が得られない虞があった。 However, when the reflectance of an object changes suddenly at each measurement location, the amount of received light finally stabilizes after multiple feedback adjustments, making it necessary to perform measurements after multiple feedback adjustments. However, simply performing multiple feedback adjustments takes time until the amount of received light stabilizes, and there is a risk that accurate measurement results may not be obtained during this transitional period.

本開示の一態様による変位センサは、被検出物に投光する投光素子と、前記投光素子を制御する投光制御回路とを含む投光部と、前記被検出物からの反射光を受光するイメージセンサと、前記イメージセンサを制御する受光制御回路とを含み、前記イメージセンサが受光する前記反射光に応じた画像信号を出力する受光部と、前記画像信号の受光レベルに基づいて、前記投光素子の投光量および前記イメージセンサの受光量を含む操作量の少なくとも1つを調整するフィードバック制御を実行する制御部と、前記操作量に対する調整値を記憶する記憶部と、を備え、前記制御部は、前記受光レベルが第1範囲内のときは前記フィードバック制御を行い、前記受光レベルが前記第1範囲よりも大きな第1レベル以上、または前記第1範囲よりも小さな第2レベル以下のときは、前記記憶部に記憶した前記調整値により前記操作量を調整する。 A displacement sensor according to one aspect of the present disclosure includes a light-projecting unit including a light-projecting element that projects light onto an object to be detected and a light-projection control circuit that controls the light-projecting element; an image sensor that receives light reflected from the object to be detected; and a light-receiving control circuit that controls the image sensor. The light-receiving unit outputs an image signal corresponding to the reflected light received by the image sensor. A control unit performs feedback control to adjust at least one of manipulated variables including the amount of light projected by the light-projecting element and the amount of light received by the image sensor based on the light-receiving level of the image signal. A memory unit stores an adjustment value for the manipulated variable. The control unit performs the feedback control when the light-receiving level is within a first range, and adjusts the manipulated variable using the adjustment value stored in the memory unit when the light-receiving level is equal to or greater than a first level greater than the first range or equal to or less than a second level less than the first range.

本開示の一態様によれば、調整時間を短縮することができる変位センサを提供することができる。 One aspect of the present disclosure provides a displacement sensor that can shorten adjustment time.

図1は、変位センサの電気的構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the electrical configuration of a displacement sensor. 図2は、投受光量フィードバック制御のフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart of the feedback control of the amount of projected and received light. 図3は、投受光量のチューニング処理のフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart of the tuning process for the amount of projected and received light. 図4は、変位センサの動作を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing the operation of the displacement sensor. 図5は、変位センサの動作を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing the operation of the displacement sensor. 図6は、変位センサの処理を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing the processing of the displacement sensor. 図7は、変位センサの処理を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing the processing of the displacement sensor. 図8は、変位センサの処理を示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing the processing of the displacement sensor. 図9は、変位センサの処理を示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing the processing of the displacement sensor. 図10は、変位センサの処理を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing the processing of the displacement sensor. 図11は、変位センサの処理を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram showing the processing of the displacement sensor.

以下、一実施形態を添付図面にしたがって説明する。
図1に示す変位センサ10は、検出光L1を被検出物Wに投光し、被検出物Wの変位や形状等を検出するものである。
An embodiment will be described below with reference to the accompanying drawings.
The displacement sensor 10 shown in FIG. 1 projects a detection light L1 onto an object W to be detected, and detects the displacement, shape, etc. of the object W to be detected.

図1に示すように、変位センサ10は、投光部11、受光部12、制御部13、記憶部14、入出力部15を有している。
投光部11は、投光素子11aと投光制御回路11bとを含む。受光部12は、イメージセンサ12aと受光制御回路12bとを含む。投光素子11aは、被検出物Wに向けて検出光L1を投光するものである。投光素子11aは、たとえばレーザダイオードである。投光制御回路11bは、投光素子11aを制御する。投光素子11aから投光された検出光L1は、被検出物Wにて反射する。その反射光L2は、受光部12のイメージセンサ12aに入射する。
As shown in FIG. 1, the displacement sensor 10 includes a light projecting unit 11, a light receiving unit 12, a control unit 13, a storage unit 14, and an input/output unit 15.
The light-projecting unit 11 includes a light-projecting element 11a and a light-projection control circuit 11b. The light-receiving unit 12 includes an image sensor 12a and a light-receiving control circuit 12b. The light-projecting element 11a projects detection light L1 toward the object to be detected W. The light-projecting element 11a is, for example, a laser diode. The light-projection control circuit 11b controls the light-projecting element 11a. The detection light L1 projected from the light-projecting element 11a is reflected by the object to be detected W. The reflected light L2 is incident on the image sensor 12a of the light-receiving unit 12.

図4、図5に示すように、イメージセンサ12aは、複数の受光セル12sを有する。本実施形態のイメージセンサ12aは、CMOSイメージセンサである。なお、イメージセンサ12aとして、CCDイメージセンサ、PSD等の複数の受光セル12sを有する素子を用いることができる。イメージセンサ12aは、各受光セル12sにて受光した反射光L2を、その反射光L2の受光量に応じた電圧レベルの電気信号に変換して出力する。 As shown in Figures 4 and 5, the image sensor 12a has multiple light-receiving cells 12s. In this embodiment, the image sensor 12a is a CMOS image sensor. Note that the image sensor 12a can be a device with multiple light-receiving cells 12s, such as a CCD image sensor or PSD. The image sensor 12a converts the reflected light L2 received by each light-receiving cell 12s into an electrical signal with a voltage level corresponding to the amount of reflected light L2 received, and outputs the electrical signal.

受光制御回路12bは、イメージセンサ12aを制御する。受光制御回路12bは、イメージセンサ12aから出力される電気信号、つまりイメージセンサ12aが受光する反射光L2の光量に応じた画像信号S12を生成する。受光部12は、その画像信号S12を出力する。画像信号S12は、イメージセンサ12aの各受光セル12sにおける受光レベルを含む。受光レベルは各受光セル12sにおける受光量に比例した値である。つまり、画像信号S12は、イメージセンサ12aの受光面における受光量分布に相当する時系列の信号(受光波形)である。 The light-receiving control circuit 12b controls the image sensor 12a. The light-receiving control circuit 12b generates an electrical signal output from the image sensor 12a, i.e., an image signal S12 corresponding to the amount of reflected light L2 received by the image sensor 12a. The light-receiving unit 12 outputs the image signal S12. The image signal S12 includes the light-receiving level of each light-receiving cell 12s of the image sensor 12a. The light-receiving level is a value proportional to the amount of light received by each light-receiving cell 12s. In other words, the image signal S12 is a time-series signal (light-receiving waveform) corresponding to the distribution of the amount of light received on the light-receiving surface of the image sensor 12a.

制御部13は、受光部12からの画像信号S12に基づいて、イメージセンサ12aにおける反射光L2の受光中心位置を検出する。そして、制御部13は、その受光中心位置から被検出物Wの変位量を測定する。 The control unit 13 detects the light-receiving center position of the reflected light L2 at the image sensor 12a based on the image signal S12 from the light-receiving unit 12. The control unit 13 then measures the displacement of the detected object W from that light-receiving center position.

図4に示すように、変位センサ10は、投光レンズ21及び受光レンズ22を有している。投光素子11aから投光される検出光L1は、投光レンズ21を透過して被検出物Wに照射される。被検出物Wにて反射した反射光L2は、受光レンズ22を透過してイメージセンサ12aに入射する。イメージセンサ12aは、複数の受光セル12sを有している。 As shown in FIG. 4, the displacement sensor 10 has a light-projecting lens 21 and a light-receiving lens 22. Detection light L1 projected from the light-projecting element 11a passes through the light-projecting lens 21 and is irradiated onto the object W to be detected. Reflected light L2 reflected by the object W passes through the light-receiving lens 22 and is incident on the image sensor 12a. The image sensor 12a has multiple light-receiving cells 12s.

制御部13は、実線で示す被検出物Wによる反射光L2の受光中心位置O1を検出する。たとえば、制御部13は、画像信号S12において最大となる受光レベル(受光量)の受光セル12sの位置を受光中心位置O1として検出する。また、制御部13は、画像信号S12において、複数の受光セル12sの受光量が飽和値である場合、飽和値となる複数の受光セル12sの位置を受光中心位置O1として検出する。 The control unit 13 detects the light receiving center position O1 of the reflected light L2 from the object W to be detected, shown by the solid line. For example, the control unit 13 detects the position of the light receiving cell 12s with the maximum light receiving level (amount of received light) in the image signal S12 as the light receiving center position O1. Furthermore, if the amount of received light of multiple light receiving cells 12s is a saturated value in the image signal S12, the control unit 13 detects the position of the multiple light receiving cells 12s with the saturated value as the light receiving center position O1.

次に、被検出物Wが一点鎖線にて示す位置に変位した場合、その被検出物Wによる反射光L2は、イメージセンサ12aにおいて、実線で示す反射光L2と異なる位置に入射する。つまり、受光中心位置O2は、変位センサ10から被検出物Wの表面までの距離に応じて変化する。制御部13は、この反射光L2の受光中心位置O2を検出する。これら受光中心位置O1,O2の差が、被検出物Wの変位量に対応する。なお、変位センサ10に対して被検出物Wを検出光L1の光軸と直交する方向に相対移動させることにより、被検出物Wの有無や被検出物Wの表面形状、等を検出することもできる。 Next, if the object W is displaced to the position indicated by the dashed line, the reflected light L2 from the object W enters the image sensor 12a at a different position than the reflected light L2 indicated by the solid line. In other words, the light-receiving center position O2 changes depending on the distance from the displacement sensor 10 to the surface of the object W. The control unit 13 detects the light-receiving center position O2 of this reflected light L2. The difference between these light-receiving center positions O1 and O2 corresponds to the amount of displacement of the object W. Note that by moving the object W relative to the displacement sensor 10 in a direction perpendicular to the optical axis of the detection light L1, it is also possible to detect the presence or absence of the object W, the surface shape of the object W, etc.

入出力部15は、変位センサ10に接続される外部機器との間で通信可能に構成されている。通信は、有線通信または無線通信である。入出力部15は、たとえば制御部13における検出結果を外部機器に向けて送信する。また、入出力部15は、変位センサ10に対する制御信号、設定値、等を受信する。 The input/output unit 15 is configured to be able to communicate with external devices connected to the displacement sensor 10. The communication may be wired or wireless. The input/output unit 15 transmits, for example, the detection results of the control unit 13 to the external device. The input/output unit 15 also receives control signals, setting values, etc. for the displacement sensor 10.

記憶部14は、制御部13の各種の処理動作を行う際の各種の情報を記憶する。記憶部14に記憶される情報は、変位センサ10における設定値、変更値を含む。設定値、変更値は、投光素子11aにおける投光量、イメージセンサ12aにおける受光量を調整するため値である。投光量を調整する値として、たとえば、投光素子11aを駆動する投光時間、投光素子11aに供給する駆動電圧、等を含む。受光量を調整する値として、たとえば、受光部12における露光時間、受光部12から出力される信号を増幅する増幅率、等を含む。また、設定値、変更値は、初期値、外部機器から受信した値、ティーチング処理により設定した値、等を含む。 The memory unit 14 stores various information when various processing operations of the control unit 13 are performed. The information stored in the memory unit 14 includes set values and changed values for the displacement sensor 10. The set values and changed values are values for adjusting the amount of light emitted by the light-emitting element 11a and the amount of light received by the image sensor 12a. Values for adjusting the amount of light emitted include, for example, the light-emitting time for driving the light-emitting element 11a and the drive voltage supplied to the light-emitting element 11a. Values for adjusting the amount of received light include, for example, the exposure time for the light-receiving unit 12 and the amplification factor for amplifying the signal output from the light-receiving unit 12. The set values and changed values also include initial values, values received from external devices, values set by teaching processing, etc.

制御部13は、イメージセンサ12aからの画像信号S12に基づいて、投光素子11aの投光量(投光時間)、イメージセンサ12aの受光量(露光時間)を調整する投受光量フィードバック制御を行う機能を有している。イメージセンサ12aにおける反射光L2の受光量は、被検出物Wの表面における反射の状態に応じて変化する。上述したように、制御部13は、イメージセンサ12aにおいて反射光L2を受光する受光中心位置を検出する。イメージセンサ12aにおける受光量が多いまたは少ない場合、検出する受光中心位置に誤差が生じる場合がある。このため、制御部13は、受光量を最適値範囲(基準範囲)内とするように、投受光量を調整する。 The control unit 13 has the function of performing feedback control of the amount of light emitted and received, adjusting the amount of light emitted (light emission time) of the light-emitting element 11a and the amount of light received (exposure time) of image sensor 12a based on the image signal S12 from image sensor 12a. The amount of reflected light L2 received by image sensor 12a changes depending on the state of reflection on the surface of the object W. As described above, the control unit 13 detects the light-receiving center position at which reflected light L2 is received by image sensor 12a. If the amount of light received by image sensor 12a is high or low, an error may occur in the detected light-receiving center position. For this reason, the control unit 13 adjusts the amount of light emitted and received so that the amount of light received falls within an optimal value range (reference range).

投光量の調整は、投光素子11aから検出光L1を出射する投光時間により調整することができる。投光制御回路11bは、投光素子11aを間欠的に駆動し、検出光L1をパルス状とする。検出光L1を出射する時間が長いほど、投光量が多くなる。制御部13は、投光時間を投光制御回路11bに対して設定する。 The amount of light emitted can be adjusted by the light-emitting time for which the light-emitting element 11a emits the detection light L1. The light-emitting control circuit 11b intermittently drives the light-emitting element 11a to pulse the detection light L1. The longer the time for which the detection light L1 is emitted, the greater the amount of light emitted. The control unit 13 sets the light-emitting time for the light-emitting control circuit 11b.

受光量の調整は、イメージセンサ12aが反射光L2を入射させる露光時間により調整することができる。受光制御回路12bは、イメージセンサ12aが間欠的に露光するようにイメージセンサ12aを制御する。露光時間を長くすると、イメージセンサ12aへ反射光L2が入射している時間が長くなる、つまり受光量が多くなる。制御部13は、露光時間を受光制御回路12bに対して設定する。 The amount of received light can be adjusted by adjusting the exposure time during which the image sensor 12a receives reflected light L2. The light-receiving control circuit 12b controls the image sensor 12a so that the image sensor 12a is exposed intermittently. Increasing the exposure time increases the time during which reflected light L2 is incident on the image sensor 12a, i.e., increases the amount of received light. The control unit 13 sets the exposure time for the light-receiving control circuit 12b.

また、制御部13は、チューニング処理を実行する機能を有している。チューニング処理は、たとえば、図5に示す被検出物W2に対する調整値を記憶する処理である。被検出物W2は、反射率が互いに異なる複数の部分を有し、反射率が不均一なものである。具体的には、被検出物W2は、高反射率の材料(例えばアルミなどの金属)からなる部位WAと、低反射率の材料(例えば黒色樹脂)からなる部位WBとを有する。 The control unit 13 also has the function of executing tuning processing. The tuning processing is, for example, processing for storing adjustment values for the object to be detected W2 shown in Figure 5. The object to be detected W2 has multiple parts with different reflectivities, and has non-uniform reflectivities. Specifically, the object to be detected W2 has a portion WA made of a material with high reflectivity (e.g., a metal such as aluminum) and a portion WB made of a material with low reflectivity (e.g., black resin).

このような被検出物W2において、測定部分が高反射率の部位WAから低反射率の部位WBに変更された最初の測定では、受光レベルが過大となる場合がある。このような被検出物W2について、チューニング処理において、制御部13は、イメージセンサ12aにおける受光量を最適値範囲に近づけるように設定した値を第1調整値として記憶部14に記憶する。したがって、受光レベルが過大となった場合、記憶部14に記憶した第1調整値にて操作量、つまり投光量と受光量の少なくとも1つを調整することにより、受光量調整にかかる時間が短くできる。 For such an object W2, the initial measurement after changing the measurement area from the high-reflectivity area WA to the low-reflectivity area WB may result in an excessively high light reception level. For such an object W2, during tuning processing, the control unit 13 stores in the memory unit 14 as a first adjustment value a value set to bring the amount of light received by the image sensor 12a closer to the optimal range. Therefore, if the light reception level becomes excessive, the time required to adjust the amount of light reception can be shortened by adjusting the manipulated variable, i.e., at least one of the amount of light emitted and the amount of light received, using the first adjustment value stored in the memory unit 14.

また、被検出物W2において、測定部分が低反射率の部位WBから高反射率の部位WAに変更された最初の測定では、受光レベルが過小となる場合がある。このような被検出物W2について、チューニング処理において、制御部13は、イメージセンサ12aにおける受光量を最適値範囲に近づけるように設定した値を第2調整値として記憶部14に記憶する。したがって、受光レベルが過小となった場合、記憶部14に記憶した第2調整値にて操作量、つまり投光量と受光量の少なくとも1つを調整することにより、受光量調整にかかる時間が短くできる。 Furthermore, in the first measurement of the object W2 after the measurement portion is changed from the low-reflectivity region WB to the high-reflectivity region WA, the received light level may be too low. For such an object W2, in the tuning process, the control unit 13 stores in the memory unit 14 as the second adjustment value a value set to bring the amount of received light in the image sensor 12a closer to the optimal value range. Therefore, if the received light level is too low, the time required to adjust the amount of received light can be shortened by adjusting the manipulated variable, i.e., at least one of the amount of light emitted and the amount of light received, using the second adjustment value stored in the memory unit 14.

[チューニング処理]
図3は、投受光量のチューニング処理を示す。
先ず、ステップ51において、1つ目のワークをセットする。1つ目のワークは、高反射率のワークである。たとえば、図5に示す被検出物W2の部位WAを1つ目のワークとしてセットする。
[Tuning process]
FIG. 3 shows the tuning process for the amount of projected and received light.
First, in step 51, a first workpiece is set. The first workpiece is a workpiece with high reflectivity. For example, a portion WA of the object W2 shown in FIG. 5 is set as the first workpiece.

次に、ステップ52において、制御部13は、1つ目のワーク受光量に対してフィードバック制御を実施する。
次に、ステップ53において、制御部13は、受光レベルに基づいて、受光量が最適値か否かを判定する。つまり、制御部13は、ステップ52のフィードバック制御により調整した受光量が最適値か否かを判定する。受光量が最適値である場合(判定:YES)、ステップ54へ移行する。
Next, in step 52, the control unit 13 performs feedback control on the first amount of light received by the workpiece.
Next, in step 53, the control unit 13 determines whether the amount of received light is optimal based on the light reception level. That is, the control unit 13 determines whether the amount of received light adjusted by the feedback control in step 52 is optimal. If the amount of received light is optimal (determination: YES), the process proceeds to step 54.

ステップ54において、制御部13は、調整した受光量に対応する受光レベルを1つ目ワークの調整値(第1調整値)として保存する。たとえば、制御部13は、第1調整値を図1の記憶部14に記憶する。 In step 54, the control unit 13 saves the light reception level corresponding to the adjusted amount of light reception as the adjustment value for the first workpiece (first adjustment value). For example, the control unit 13 stores the first adjustment value in the memory unit 14 of FIG. 1.

次に、ステップ55において、2つ目のワークをセットする。2つ目のワークは、低反射率のワークである。たとえば、図5に示す被検出物W2の部位WBを2つ目のワークとしてセットする。 Next, in step 55, a second workpiece is set. The second workpiece has low reflectivity. For example, portion WB of object W2 shown in Figure 5 is set as the second workpiece.

次に、ステップ56において、制御部13は、2つ目のワーク受光量に対してフィードバック制御を実施する。
次に、ステップ57において、制御部13は、受光レベルに基づいて受光量が最適値か否かを判定する。つまり、制御部13は、ステップ56のフィードバック制御により調整した受光量が最適値か否かを判定する。受光量が最適値である場合(判定:YES)、ステップ58へ移行する。
Next, in step 56, the control unit 13 performs feedback control on the second amount of light received by the workpiece.
Next, in step 57, the control unit 13 determines whether the amount of received light is optimal based on the light reception level. That is, the control unit 13 determines whether the amount of received light adjusted by the feedback control in step 56 is optimal. If the amount of received light is optimal (determination: YES), the process proceeds to step 58.

ステップ58において、制御部13は、調整した受光量に対応する受光レベルを2つ目ワークの調整値(第2調整値)として保存する。たとえば、制御部13は、第2調整値を図1の記憶部14に記憶する。 In step 58, the control unit 13 saves the light reception level corresponding to the adjusted amount of light reception as the adjustment value for the second workpiece (second adjustment value). For example, the control unit 13 stores the second adjustment value in the memory unit 14 of FIG. 1.

そして、制御部13は、チューニング処理を終了する。
制御部13は、ステップ53において受光量が最適値ではない場合(判定:NO)、ステップ59へ移行する。ステップ59において、制御部13は、調整可能か否かを判定する。受光量の調整が可能な場合(判定:YES)、ステップ52に移行し、フィードバック制御を実施する。一方、受光量の調整が可能ではない場合(判定:NO)、制御部13は、ステップ60に移行し、エラー処理を実行し、処理を終了する。たとえば、制御部13は、エラー終了処理において、受光量調整が不可能である旨、第1調整値が記憶できなかった旨、等を図1の入出力部15を介して通知する。なお、エラー終了処理において、図示しない表示部にエラーである旨を表示するようにしてもよい。
Then, the control unit 13 ends the tuning process.
If the amount of received light is not the optimal value in step 53 (determination: NO), the control unit 13 proceeds to step 59. In step 59, the control unit 13 determines whether adjustment is possible. If the amount of received light is adjustable (determination: YES), the control unit 13 proceeds to step 52 and performs feedback control. On the other hand, if the amount of received light is not adjustable (determination: NO), the control unit 13 proceeds to step 60, executes error processing, and ends the processing. For example, in the error termination processing, the control unit 13 notifies the user via the input/output unit 15 in FIG. 1 that adjustment of the amount of received light is impossible, that the first adjustment value could not be stored, etc. Note that in the error termination processing, an error may be displayed on a display unit (not shown).

また、制御部13は、ステップ57において受光量が最適値ではない場合(判定:NO)、ステップ61へ移行する。ステップ61において、制御部13は、調整可能か否かを判定する。受光量の調整が可能な場合(判定:YES)、ステップ56に移行し、フィードバック制御を実施する。一方、受光量の調整が可能ではない場合(判定:NO)、制御部13は、ステップ62に移行し、エラー処理を実行し、処理を終了する。たとえば、制御部13は、エラー終了処理において、受光量調整が不可能である旨、第2調整値が記憶できなかった旨、等を図1の入出力部15を介して通知する。なお、エラー終了処理において、図示しない表示部にエラーである旨を表示するようにしてもよい。 Furthermore, if the amount of received light is not the optimal value in step 57 (determination: NO), the control unit 13 proceeds to step 61. In step 61, the control unit 13 determines whether adjustment is possible. If the amount of received light is adjustable (determination: YES), the control unit 13 proceeds to step 56 and performs feedback control. On the other hand, if the amount of received light is not adjustable (determination: NO), the control unit 13 proceeds to step 62, executes error processing, and terminates processing. For example, in the error termination processing, the control unit 13 notifies the user via the input/output unit 15 in FIG. 1 that adjustment of the amount of received light is impossible, that the second adjustment value could not be stored, etc. Note that in the error termination processing, an error may be displayed on a display unit (not shown).

[投受光量フィードバック制御]
図2は、投受光量フィードバック制御を示す。
先ず、ステップ31において、制御部13は、受光レベルを取得する。
[Feedback control of light emission and reception]
FIG. 2 shows feedback control of the amount of projected and received light.
First, in step 31, the control unit 13 acquires the light reception level.

次に、ステップ32において、制御部13は、受光レベルに基づいて受光量が最適値範囲内か否かを判定する。受光量が最適値範囲内の場合(判定:YES)、ステップ31に移行する。一方、受光量が最適値範囲内ではない場合(判定NO)、制御部13は、ステップ33に移行する。 Next, in step 32, the control unit 13 determines whether the amount of received light is within the optimal range based on the light reception level. If the amount of received light is within the optimal range (determination: YES), the control unit 13 proceeds to step 31. On the other hand, if the amount of received light is not within the optimal range (determination: NO), the control unit 13 proceeds to step 33.

ステップ33において、制御部13は、チューニング有効か否かを判定する。たとえば、図1に示す記憶部14には、モード情報が記憶されている。モード情報は、チューニングが有効か無効かを示す情報(フラグ)を含む。制御部13は、モード情報に基づいて、チューニング有効か否かを判定する。制御部13は、チューニング有効の場合(判定:YES)にステップ34に移行し、チューニング有効ではない場合(判定:NO)にステップ38に移行する。なお、制御部13は、図1に示す記憶部14において、第1調整値と第2調整値の少なくとも一方が所定の値の場合に、チューニングが無効と判定するようにしてもよい。所定の値は、たとえば、第1調整値および第2調整値として設定され得ない値、例えば「0」を用いることができる。 In step 33, the control unit 13 determines whether tuning is enabled. For example, mode information is stored in the memory unit 14 shown in FIG. 1. The mode information includes information (flags) indicating whether tuning is enabled or disabled. The control unit 13 determines whether tuning is enabled or disabled based on the mode information. If tuning is enabled (determination: YES), the control unit 13 proceeds to step 34, and if tuning is not enabled (determination: NO), the control unit 13 proceeds to step 38. Note that the control unit 13 may determine that tuning is disabled when at least one of the first adjustment value and the second adjustment value is a predetermined value in the memory unit 14 shown in FIG. 1. The predetermined value may be, for example, a value that cannot be set as the first adjustment value or the second adjustment value, such as "0."

ステップ34において、制御部13は、受光レベルが所定値X1以上か否かを判定する。所定値X1は、最適値範囲よりも大きな第1レベルである。この第1レベルは、飽和レベルまたは飽和レベルに近いレベルである。受光レベルが所定値X1以上の場合(判定:YES)、ステップ35に移行する。 In step 34, the control unit 13 determines whether the received light level is equal to or greater than a predetermined value X1. The predetermined value X1 is a first level that is greater than the optimal value range. This first level is the saturation level or a level close to the saturation level. If the received light level is equal to or greater than the predetermined value X1 (determination: YES), the process proceeds to step 35.

ステップ35において、制御部13は、投受光量調整を行う。このとき、制御部13は、飽和時設定値、つまり高反射率のワークを用いて設定した第1調整値を用いる。制御部13は、図1に示す記憶部14から第1調整値を読み出し、投光部11に対する投光量調整と、受光部12に対する受光量調整と、を行う。第1調整値は、操作量として投光量と受光量の少なくとも一方を調整する調整値を含む。制御部13は、第1調整値により、投受光量調整を行う。 In step 35, the control unit 13 adjusts the amount of light emitted and received. At this time, the control unit 13 uses the saturated setting value, i.e., the first adjustment value set using a workpiece with high reflectivity. The control unit 13 reads the first adjustment value from the memory unit 14 shown in FIG. 1, and adjusts the amount of light emitted by the light emitter 11 and the amount of light received by the light receiver 12. The first adjustment value includes an adjustment value that adjusts at least one of the amount of light emitted and the amount of light received as an operating variable. The control unit 13 adjusts the amount of light emitted and received using the first adjustment value.

投受光量調整を行うと、制御部13は、ステップ31に移行する。
ステップ34において、受光レベルが所定値X1未満の場合(判定:NO)、制御部13は、ステップ36に移行する。
After adjusting the amount of emitted and received light, the control unit 13 proceeds to step 31.
In step 34, if the light reception level is less than the predetermined value X1 (determination: NO), the control unit 13 proceeds to step 36.

ステップ36において、制御部13は、受光レベルが所定値X2以下か否かを判定する。所定値X2は、最適値範囲よりも小さな第2レベルである。この第2レベルは、ゼロレベルに近いレベルである。受光レベルが所定値X2以下の場合(判定:YES)、ステップ37に移行する。 In step 36, the control unit 13 determines whether the received light level is equal to or less than a predetermined value X2. The predetermined value X2 is a second level that is smaller than the optimal value range. This second level is a level close to the zero level. If the received light level is equal to or less than the predetermined value X2 (determination: YES), the process proceeds to step 37.

ステップ37において、制御部13は、投受光量調整を行う。このとき、制御部13は、受光量なし設定値、つまり低反射率のワークを用いて設定した第2調整値を用いる。制御部13は、図1に示す記憶部14から第2調整値を読み出し、投光部11に対する投光量調整と、受光部12に対する受光量調整とを行う。第2調整値は、操作量として投光量と受光量の少なくとも一方を調整する調整値を含む。制御部13は、第2調整値により、投受光量調整を行う。 In step 37, the control unit 13 adjusts the amount of emitted and received light. At this time, the control unit 13 uses a setting value for no received light, i.e., a second adjustment value set using a workpiece with low reflectivity. The control unit 13 reads the second adjustment value from the memory unit 14 shown in FIG. 1, and adjusts the amount of emitted light for the light projector 11 and the amount of received light for the light receiver 12. The second adjustment value includes an adjustment value that adjusts at least one of the amount of emitted light and the amount of received light as an operating variable. The control unit 13 adjusts the amount of emitted and received light using the second adjustment value.

投受光量調整を行うと、制御部13は、ステップ31に移行する。
ステップ36において、受光レベルが所定値X2以下ではない場合(判定:NO)、制御部13はステップ38に移行する。
After adjusting the amount of emitted and received light, the control unit 13 proceeds to step 31.
In step 36, if the light reception level is not equal to or less than the predetermined value X2 (determination: NO), the control unit 13 proceeds to step 38.

ステップ38において、制御部13は、受光レベルが最適値範囲より大きいか否かを判定する。受光レベルが最適値範囲より大きい場合(判定:YES)、制御部13は、ステップ39に移行する。 In step 38, the control unit 13 determines whether the received light level is greater than the optimal value range. If the received light level is greater than the optimal value range (determination: YES), the control unit 13 proceeds to step 39.

ステップ39において、制御部13は、投受光量減とする。たとえば、制御部13は、投光部11と受光部12に対する現在の設定値(投光時間、露光時間)から所定の変更値を減算した結果を新たな設定値として投光部11と受光部12に設定する。変更値は、一定の値であってもよく、可変された値であってもよい。 In step 39, the control unit 13 reduces the amount of light emitted and received. For example, the control unit 13 subtracts a predetermined change value from the current settings (light emission time, exposure time) for the light emitter 11 and the light receiver 12, and sets the results as new settings for the light emitter 11 and the light receiver 12. The change value may be a fixed value or a variable value.

また、制御部13は、投受光量の現在値に対して投受光量を減少させる係数(減少係数)を乗算した結果の値を新たな設定値として設定し、投受光量を調整する。減少係数は、たとえば「0.8」のように、「1」未満の値である。なお、減少係数は、受光レベルと最適値範囲に応じて変更することもできる。たとえば、受光レベルと最適値範囲との差が大きいほど減少係数を小さくする。そして、制御部13は、投受光量を減少させると、ステップ31に移行する。 The control unit 13 also multiplies the current amount of emitted and received light by a coefficient (reduction coefficient) for reducing the amount of emitted and received light, sets the resulting value as a new setting value, and adjusts the amount of emitted and received light. The reduction coefficient is a value less than 1, such as 0.8. The reduction coefficient can also be changed depending on the received light level and the optimal value range. For example, the reduction coefficient is set smaller the greater the difference between the received light level and the optimal value range. After reducing the amount of emitted and received light, the control unit 13 proceeds to step 31.

一方、ステップ38において、受光レベルが最適値範囲以下である場合(判定:NO)、制御部13は、ステップ40に移行する。
ステップ40において、制御部13は、投受光量増とする。たとえば、制御部13は、投光部11および受光部12に対する現在の設定値(投光時間、露光時間)に所定の変更値を加算した結果を新たな設定値として投光部11と受光部12に設定する。変更値は、一定の値であってもよく、可変された値であってもよい。なお、投受光量減とするときの変更値と投受光量増とするときの変更値は同じ値であってもよく、また異なっていてもよい。
On the other hand, if the light reception level is equal to or lower than the optimum value range in step 38 (determination: NO), the control unit 13 proceeds to step 40 .
In step 40, the control unit 13 increases the amount of light emitted and received. For example, the control unit 13 adds a predetermined change value to the current settings (light emission time, exposure time) for the light projecting unit 11 and the light receiving unit 12, and sets the result as new settings for the light projecting unit 11 and the light receiving unit 12. The change value may be a fixed value or a variable value. Note that the change value when decreasing the amount of light emitted and received and the change value when increasing the amount of light emitted and received may be the same value or may be different values.

また、制御部13は、投受光量の現在値に対して投受光量を増加させる係数(増加係数)を乗算した結果の値を新たな投受光量として設定する。増加係数は、たとえば「1.2」のように、「1」より大きい値である。なお、増加係数は、受光レベルと最適値範囲に応じて変更することもできる。たとえば、受光レベルと最適値範囲との差が大きいほど増加係数を大きくする。そして、制御部13は、投受光量を増加させると、ステップ31に移行する。 The control unit 13 also multiplies the current amount of emitted and received light by a coefficient (increase coefficient) that increases the amount of emitted and received light, and sets the resulting value as the new amount of emitted and received light. The increase coefficient is a value greater than "1," such as "1.2." The increase coefficient can also be changed depending on the light reception level and the optimal value range. For example, the increase coefficient is increased as the difference between the light reception level and the optimal value range increases. After increasing the amount of emitted and received light, the control unit 13 proceeds to step 31.

(作用)
次に、本実施形態の変位センサ10の作用を説明する。
図6、図7は、イメージセンサ12aにおける受光波形を示す。図6、図7において、横軸は受光セル12sのセル位置、縦軸は受光量(受光レベル)である。図6において、ハッチングを付した領域H1は、反射量が多い被検出物Wに対する最適値範囲を示す。図7において、ハッチングを付した領域H2は、反射量が少ない被検出物Wに対する最適値範囲を示す。なお、最適値範囲は、同じ受光量であってもよい。
(effect)
Next, the operation of the displacement sensor 10 of this embodiment will be described.
6 and 7 show the light reception waveforms in the image sensor 12a. In Fig. 6 and Fig. 7, the horizontal axis represents the cell position of the light receiving cell 12s, and the vertical axis represents the amount of light received (light reception level). In Fig. 6, the hatched area H1 indicates the optimum value range for an object W with a large amount of reflection. In Fig. 7, the hatched area H2 indicates the optimum value range for an object W with a small amount of reflection. Note that the optimum value range may be the same for the amount of light received.

図6、図7において、実線で示す受光波形F11,F21は、ピーク位置の検出に適した波形を示す。一点鎖線で示す受光波形F12,F22は、受光量(受光レベル)が最適値範囲よりも低いときを示す。この場合、受光波形F11,F21に近づけるように操作量(投光量、受光量)を増加させる。二点鎖線で示す受光波形F13,F23は、受光量(受光レベル)が最適値範囲よりも高いときを示す。この場合、受光波形F11,F21に近づけるように操作量(投光量、受光量)を減少させる。図6に示す受光波形F13において、直線状の部分は、多くの受光セル12sにおいて受光量が飽和していることを示している。 In Figures 6 and 7, the received light waveforms F11 and F21, shown by solid lines, are waveforms suitable for detecting peak positions. The received light waveforms F12 and F22, shown by dashed dotted lines, represent a case where the amount of received light (received light level) is lower than the optimal value range. In this case, the control variables (amount of emitted light, amount of received light) are increased to approach the received light waveforms F11 and F21. The received light waveforms F13 and F23, shown by dashed dotted lines, represent a case where the amount of received light (received light level) is higher than the optimal value range. In this case, the control variables (amount of emitted light, amount of received light) are decreased to approach the received light waveforms F11 and F21. In the received light waveform F13 shown in Figure 6, the straight line portion indicates that the amount of received light is saturated in many of the light-receiving cells 12s.

図8、図9は、被検出物Wの反射率と調整値との関係を示す。なお、図8、図9は、調整値として投光時間の調整を用いた場合を示す。図8、図9において、領域H21は受光量の最適値範囲、領域H22は飽和状態の範囲、領域H23は受光量不足の範囲を示す。領域H22から領域H23までの範囲が第1範囲に相当する。 Figures 8 and 9 show the relationship between the reflectance of the object W to be detected and the adjustment value. Note that Figures 8 and 9 show the case where adjustment of the light projection time is used as the adjustment value. In Figures 8 and 9, region H21 indicates the optimal range of the amount of received light, region H22 indicates the saturated state range, and region H23 indicates the range of insufficient received light. The range from region H22 to region H23 corresponds to the first range.

図8、図9において、点P11は、図5に示す被検出物W2の部位WBを測定したときの投光時間を示す。点P12は、部位WAに対して最適な投光時間を示す。この調整状態において、次に、図5に示す被検出物W2の部位WAを測定する。この場合、部位WAは高反射率であるため、点P21に示すように、受光量は飽和状態となる。 In Figures 8 and 9, point P11 indicates the light projection time when measuring area WB of object W2 shown in Figure 5. Point P12 indicates the optimal light projection time for area WA. In this adjusted state, area WA of object W2 shown in Figure 5 is next measured. In this case, because area WA has high reflectivity, the amount of received light becomes saturated, as shown at point P21.

フィードバック制御のみを実施する場合、図9に示す点P21,P22,P23のように、フィードバック制御を繰り返すことによって受光量を徐々に減少させ、最適値範囲内とする。一方、本実施形態の変位センサ10では、図8に示す点P21の受光量(受光レベル)が飽和しているため、第1調整値により1回の調整で投光時間を調整する。 When only feedback control is performed, the amount of received light is gradually reduced by repeating feedback control, as shown at points P21, P22, and P23 in Figure 9, until it is within the optimal value range. In contrast, in the displacement sensor 10 of this embodiment, the amount of received light (light reception level) at point P21 in Figure 8 is saturated, so the light projection time is adjusted in one adjustment using the first adjustment value.

制御部13は、たとえばA/D変換(アナログ-デジタル変換)にて画像信号S12から受光レベルを得る。この受光レベルが入力範囲の最大値(A/D変換の最大値)である場合、その受光セル12sは飽和セルである。制御部13は、飽和セルの数をカウントし、そのカウント値(飽和セル数)が所定値N以上か否かを判定する。所定値Nは、受光量をステップ的に増減するフィードバック制御において短時間で最適値範囲に近づけることが可能な受光レベルに対応して設定されている。たとえば、受光量の最大値(ピーク値)が飽和レベルを僅かに超えた場合、数個の受光セル12sが飽和セルとなる。この場合、数回のフィードバック制御によって受光レベル(受光量)を飽和値よりも小さくすることができ、最適値範囲内とする、または最適値範囲に近づけることができる。 The control unit 13 obtains the light receiving level from the image signal S12, for example, through A/D conversion (analog-to-digital conversion). If this light receiving level is the maximum value of the input range (maximum value of A/D conversion), that light receiving cell 12s is a saturated cell. The control unit 13 counts the number of saturated cells and determines whether the count value (number of saturated cells) is equal to or greater than a predetermined value N. The predetermined value N is set to correspond to a light receiving level that can be brought close to the optimal value range in a short period of time using feedback control that increases and decreases the amount of light receiving in steps. For example, if the maximum value (peak value) of the amount of light receiving slightly exceeds the saturation level, several light receiving cells 12s will become saturated cells. In this case, the light receiving level (amount of light receiving) can be reduced below the saturation value through several rounds of feedback control, bringing it within or close to the optimal value range.

一方、図6の二点鎖線で示す受光波形F13のように、飽和セル数が多いと、受光レベルの最大値(ピーク値)が飽和値よりも極めて大きく、フィードバック制御を繰り返しても、飽和値を下回らせることすらできない場合がある。 On the other hand, as shown in the light reception waveform F13 indicated by the two-dot chain line in Figure 6, when the number of saturated cells is large, the maximum light reception level (peak value) is much higher than the saturation value, and even repeated feedback control may not even be able to reduce it below the saturation value.

図11に示すように、時刻T21において受光量が飽和している。時刻T22は、数回のフィードバック制御の後の受光波形を示す。この場合、受光レベルは飽和している状態にある。時刻T23は、更に数回のフィードバック制御の後の受光波形を示す。この受光波形においても、ピーク値は最適値範囲よりも高い。しかし、ピーク値が判るため、時刻T24にて示す受光波形のように、受光波形のピークを最適値範囲内とすることができる。このように、受光量(受光レベル)を最適値範囲に近づけるのに時間を要する。 As shown in Figure 11, the amount of received light is saturated at time T21. Time T22 shows the received light waveform after several rounds of feedback control. In this case, the received light level is saturated. Time T23 shows the received light waveform after several more rounds of feedback control. In this received light waveform, the peak value is still higher than the optimal value range. However, because the peak value is known, it is possible to bring the peak of the received light waveform within the optimal value range, as in the received light waveform shown at time T24. In this way, it takes time for the received light amount (received light level) to approach the optimal value range.

本実施形態の変位センサ10は、飽和セル数が所定数N以上の場合に、記憶部14に記憶した第1調整値を用いることで、操作量(投光量、受光量)を容易に最適値範囲内または最適値範囲に近づけることができる。また、1回の調整により操作量(投光量、受光量)を調整できるため、調整時間を短くできる。そして、安定した測定結果を短時間で得られるようになる。 When the number of saturated cells is equal to or greater than a predetermined number N, the displacement sensor 10 of this embodiment can easily bring the manipulated variables (amount of emitted light, amount of received light) within or close to the optimal value range by using the first adjustment value stored in the memory unit 14. Furthermore, because the manipulated variables (amount of emitted light, amount of received light) can be adjusted with a single adjustment, the adjustment time can be shortened. This makes it possible to obtain stable measurement results in a short time.

図10は、複数の被検出物W2を搬送する際の測定状態と受光波形とを示す。
時刻T11,T12,T13,T14,T15において、部位WA、部位WB、搬送路、部位WA、部位WBを測定する。
FIG. 10 shows the measurement state and the received light waveform when a plurality of objects W2 to be detected are conveyed.
At times T11, T12, T13, T14, and T15, the area WA, the area WB, the transport path, the area WA, and the area WB are measured.

時刻T11において部位WAを測定した状態では、時刻T12において部位WBを測定する際に光量不足となる。このため、制御部13は、時刻T12+1に示すように、第2調整値を用いて受光波形の受光量を増加させる。この受光波形により、制御部13は、部位WBを測定できる。 When area WA is measured at time T11, the amount of light is insufficient when area WB is measured at time T12. Therefore, the control unit 13 uses the second adjustment value to increase the amount of light received in the light received waveform, as shown at time T12+1. This light received waveform enables the control unit 13 to measure area WB.

次に、時刻T13では、被検出物W2がなく、搬送路による反射光を受光する。
次に、時刻T14では、被検出物W2の部位WAを測定する。このとき、第2調整値によって受光量を増加させた状態にあるため、部位WAにおける受光波形は飽和状態となる。このため、制御部13は、時刻T14+1に示すように、第1調整値を用いて受光波形の受光量を減少させる。この受光波形により、制御部13は、部位WAを測定できる。
Next, at time T13, there is no object W2 to be detected, and light reflected by the transport path is received.
Next, at time T14, the area WA of the object W2 is measured. At this time, the amount of received light has been increased by the second adjustment value, so the received light waveform at the area WA is saturated. Therefore, the control unit 13 reduces the amount of received light of the received light waveform using the first adjustment value, as shown at time T14+1. This received light waveform allows the control unit 13 to measure the area WA .

制御部13は、投受光量のチューニング処理により、第1調整値と第2調整値を設定し、記憶部14に記憶する。このため、チューニング処理において、検出対象となる被検出物W2をセットすることにより、容易に第1調整値と第2調整値とを設定することができる。 The control unit 13 sets the first and second adjustment values through a tuning process for the amount of emitted and received light, and stores them in the memory unit 14. Therefore, in the tuning process, the first and second adjustment values can be easily set by setting the object W2 to be detected.

制御部13は、投受光量のチューニング処理において、フィードバック制御によって調整した調整値を第1調整値、第2調整値として記憶部14に記憶させる。このため、フィードバック制御する際のワークに適した第1調整値、第2調整値を容易に設定して記憶させることができる。 The control unit 13 stores the adjustment values obtained by feedback control during the tuning process for the amount of emitted and received light in the memory unit 14 as first and second adjustment values. This makes it easy to set and store first and second adjustment values that are appropriate for the workpiece when performing feedback control.

以上記述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)変位センサ10は、投光素子11aを含む投光部11と、イメージセンサ12aを含む受光部12と、制御部13と、記憶部14とを備える。受光部12は、イメージセンサ12aが受光する被検出物Wからの反射光L2に応じた画像信号S12を出力する。制御部13は、受光部12から出力される画像信号S12の受光レベルに基づいて、投光素子11aの投光量およびイメージセンサ12aの受光量を含む操作量の少なくとも1つを調整するフィードバック制御を実行する。制御部13は、受光レベルが第1範囲のときはフィードバック制御を実行する。制御部13は、第1範囲より大きな所定値X1以上、または第1範囲より小さな所定値X2以下のときは、記憶部14に記憶した第1調整値、第2調整値により操作量を調整する。受光レベルが過大または過小となった場合、記憶部14に記憶した第1調整値、第2調整値にて操作量、つまり投光量と受光量の少なくとも1つを調整することにより、受光量調整にかかる時間が短くできる。
As described above, this embodiment provides the following advantages.
(1) The displacement sensor 10 includes a light-projecting unit 11 including a light-projecting element 11a, a light-receiving unit 12 including an image sensor 12a, a control unit 13, and a storage unit 14. The light-receiving unit 12 outputs an image signal S12 corresponding to reflected light L2 from an object W to be detected and received by the image sensor 12a. The control unit 13 performs feedback control to adjust at least one of the manipulated variables, including the amount of light projected by the light-projecting element 11a and the amount of light received by the image sensor 12a, based on the light-receiving level of the image signal S12 output from the light-receiving unit 12. The control unit 13 performs feedback control when the light-receiving level is within a first range. When the light-receiving level is equal to or greater than a predetermined value X1 greater than the first range or equal to or less than a predetermined value X2 smaller than the first range, the control unit 13 adjusts the manipulated variable using a first adjustment value and a second adjustment value stored in the storage unit 14. If the light reception level becomes too high or too low, the time required to adjust the amount of light reception can be shortened by adjusting the operation amount, i.e., at least one of the light emission amount and the light reception amount, using the first adjustment value and the second adjustment value stored in the memory unit 14.

(2)制御部13は、投受光量のチューニング処理により、第1調整値と第2調整値を設定し、記憶部14に記憶する。このため、チューニング処理において、検出対象となる被検出物W2をセットすることにより、容易に第1調整値と第2調整値とを設定することができる。 (2) The control unit 13 sets the first adjustment value and the second adjustment value through the tuning process for the amount of emitted and received light, and stores them in the memory unit 14. Therefore, in the tuning process, the first adjustment value and the second adjustment value can be easily set by setting the object W2 to be detected.

(3)制御部13は、投受光量のチューニング処理において、フィードバック制御によって調整した調整値を第1調整値、第2調整値として記憶部14に記憶させる。このため、フィードバック制御する際のワークに適した第1調整値、第2調整値を容易に設定して記憶させることができる。 (3) In the tuning process for the amount of emitted and received light, the control unit 13 stores the adjustment values obtained by feedback control as first and second adjustment values in the memory unit 14. This makes it possible to easily set and store first and second adjustment values that are suitable for the workpiece when performing feedback control.

(4)制御部13は、投光部11に対して設定投光時間を調整する。これにより、容易に投光素子11aの投光量を調整できる。
(5)制御部13は、受光部12に対して設定露光時間を調整する。これにより、容易にイメージセンサ12aの受光量を調整できる。
(4) The control unit 13 adjusts the set light projection time for the light projection unit 11. This makes it possible to easily adjust the amount of light projected by the light projection element 11a.
(5) The control unit 13 adjusts the exposure time set for the light receiving unit 12. This makes it possible to easily adjust the amount of light received by the image sensor 12a.

[変更例]
実施の形態に関する説明は、本開示に関する変位センサが取り得る形態の例示であり、その形態を制限することを意図していない。本開示は実施の形態以外に例えば以下に示される実施の形態の変形例、および、相互に矛盾しない少なくとも2つの変形例が組み合わせられた形態を取り得る。
[Example of change]
The description of the embodiments is merely an example of possible forms of the displacement sensor according to the present disclosure, and is not intended to limit the forms. In addition to the embodiments, the present disclosure may also take forms such as modified examples of the embodiments shown below, and combinations of at least two mutually consistent modified examples.

・上記実施形態では、図5に示すように、部位WA,WBを有する被検出物W2としたが、部位WA,WBの何れか一方を有する被検出物としてもよい。たとえば、被検出物は低反射率の材料から構成され、その被検出物を搬送する搬送ラインや被検出物を保持するテープ等が高反射率の材料から構成されているものとしてもよい。このような場合であっても、上記実施形態と同様に、受光量の調整時間を短縮できる。 - In the above embodiment, as shown in Figure 5, the object to be detected W2 has portions WA and WB. However, the object to be detected may have only one of portions WA and WB. For example, the object to be detected may be made of a low-reflectivity material, and the conveying line that conveys the object or the tape that holds the object may be made of a high-reflectivity material. Even in such a case, the time required to adjust the amount of received light can be shortened, just as in the above embodiment.

・上記実施形態に対して、被検出物は、部位WA,WBの少なくとも一方を複数備えるものであってもよい。また、被検出物は、部位WA,WBと異なる反射率の部位を少なくとも1つ以上備えるものであってもよい。
(付記1)
被検出物に投光する投光素子と、前記投光素子を制御する投光制御回路とを含む投光部と、
前記被検出物からの反射光を受光するイメージセンサと、前記イメージセンサを制御する受光制御回路とを含み、前記イメージセンサが受光する前記反射光に応じた画像信号を出力する受光部と、
前記画像信号の受光レベルに基づいて、前記投光素子の投光量および前記イメージセンサの受光量を含む操作量の少なくとも1つを調整するフィードバック制御を実行する制御部と、
前記操作量に対する調整値を記憶する記憶部と、
を備え、
前記制御部は、
前記受光レベルが第1範囲内のときは前記フィードバック制御を行い、
前記受光レベルが前記第1範囲よりも大きな第1レベル以上、または前記第1範囲よりも小さな第2レベル以下のときは、前記記憶部に記憶した前記調整値により前記操作量を調整する、
変位センサ。
(付記2)
前記制御部は、前記フィードバック制御において、前記受光レベルを基準範囲内とするように前記操作量を制御するものであり、前記第1範囲は前記基準範囲より大きく設定されている、付記1に記載の変位センサ。
(付記3)
前記調整値は、前記画像信号が飽和しているときの第1調整値と、前記反射光を受光していないときの第2調整値とを含み、
前記画像信号における飽和セル数が所定個数以上のときに前記受光レベルが前記第1レベル以上であると判定して前記第1調整値を前記操作量に設定し、
前記受光レベルが所定値以下のときに前記受光レベルが前記第2レベル以下と判定して前記第2調整値を前記操作量に設定する、
付記1または付記2に記載の変位センサ。
(付記4)
前記制御部は、チューニング処理を実行して前記第1調整値と前記第2調整値とを前記記憶部に記憶させる、付記3に記載の変位センサ。
(付記5)
前記制御部は、前記チューニング処理において、
第1ワークに対する受光レベルに基づいて前記フィードバック制御を行ったときの調整値を前記第1調整値として前記記憶部に記憶させ、
第2ワークに対する受光レベルに基づいて前記フィードバック制御を行ったときの調整値を前記第2調整値として前記記憶部に記憶させる、
付記4に記載の変位センサ。
(付記6)
前記投光制御回路は、パルス光を投光するように前記投光素子の投光時間を制御するものであり、
前記制御部は、前記投光制御回路に対する前記投光素子の投光時間を調整する、付記1から付記5のいずれか1つに記載の変位センサ。
(付記7)
前記受光制御回路は、前記イメージセンサの露光時間を制御するものであり、
前記制御部は、前記イメージセンサの露光時間により前記受光量を調整する、付記1から付記6のいずれか1つに記載の変位センサ。
In the above embodiment, the object to be detected may include a plurality of at least one of the regions WA and WB. Also, the object to be detected may include at least one region having a reflectance different from that of the regions WA and WB.
(Appendix 1)
a light-projecting unit including a light-projecting element that projects light onto the object to be detected and a light-projection control circuit that controls the light-projecting element;
a light receiving unit including an image sensor that receives light reflected from the object to be detected and a light receiving control circuit that controls the image sensor, and that outputs an image signal corresponding to the reflected light received by the image sensor;
a control unit that executes feedback control to adjust at least one of an amount of light emitted by the light-emitting element and an amount of light received by the image sensor based on a light-receiving level of the image signal;
a storage unit that stores an adjustment value for the manipulated variable;
Equipped with
The control unit
When the received light level is within a first range, the feedback control is performed;
When the light receiving level is equal to or higher than a first level that is higher than the first range or equal to or lower than a second level that is lower than the first range, the manipulated variable is adjusted based on the adjustment value stored in the storage unit.
Displacement sensor.
(Appendix 2)
2. The displacement sensor according to claim 1, wherein the control unit controls the manipulated variable in the feedback control so that the light reception level falls within a reference range, and the first range is set to be larger than the reference range.
(Appendix 3)
the adjustment value includes a first adjustment value when the image signal is saturated and a second adjustment value when the reflected light is not received,
When the number of saturated cells in the image signal is equal to or greater than a predetermined number, it is determined that the received light level is equal to or greater than the first level, and the first adjustment value is set as the manipulated variable;
When the light reception level is equal to or lower than a predetermined value, the light reception level is determined to be equal to or lower than the second level, and the second adjustment value is set as the manipulated variable.
3. The displacement sensor according to claim 1 or 2.
(Appendix 4)
4. The displacement sensor according to claim 3, wherein the control unit executes a tuning process to store the first adjustment value and the second adjustment value in the storage unit.
(Appendix 5)
In the tuning process, the control unit
an adjustment value obtained when the feedback control is performed based on the light receiving level for the first workpiece is stored in the storage unit as the first adjustment value;
an adjustment value obtained when the feedback control is performed based on the light receiving level for the second workpiece is stored in the storage unit as the second adjustment value;
5. The displacement sensor of claim 4.
(Appendix 6)
the light-projection control circuit controls a light-projection time of the light-projecting element so as to project pulsed light;
6. The displacement sensor according to claim 1, wherein the control unit adjusts a light projection time of the light projection element with respect to the light projection control circuit.
(Appendix 7)
the light-receiving control circuit controls an exposure time of the image sensor,
7. The displacement sensor according to claim 1, wherein the control unit adjusts the amount of received light based on an exposure time of the image sensor.

10 変位センサ
11 投光部
11a 投光素子
11b 投光制御回路
12 受光部
12a イメージセンサ
12b 受光制御回路
12s 受光セル
12s12s 受光セル
13 制御部
14 記憶部
15 入出力部
S12 画像信号
W,W2 被検出物
WA 部位
WB 部位
REFERENCE SIGNS LIST 10 Displacement sensor 11 Light-emitting section 11a Light-emitting element 11b Light-emitting control circuit 12 Light-receiving section 12a Image sensor 12b Light-receiving control circuit 12s Light-receiving cell 12s12s Light-receiving cell 13 Control section 14 Storage section 15 Input/output section S12 Image signal W, W2 Detected object WA part WB part

Claims (7)

被検出物に投光する投光素子と、前記投光素子を制御する投光制御回路とを含む投光部と、
前記被検出物からの反射光を受光するイメージセンサと、前記イメージセンサを制御する受光制御回路とを含み、前記イメージセンサが受光する前記反射光に応じた画像信号を出力する受光部と、
前記画像信号の受光レベルに基づいて、前記投光素子の投光量および前記イメージセンサの受光量を含む操作量の少なくとも1つを調整するフィードバック制御を実行する制御部と、
前記操作量に対する調整値を記憶する記憶部と、
を備え、
前記制御部は、
前記受光レベルの最大値が第1範囲内のときは前記フィードバック制御を行い、
前記受光レベルの最大値が前記第1範囲よりも大きな第1レベル以上、または前記第1範囲よりも小さな第2レベル以下のときは、前記記憶部に記憶した前記調整値により前記操作量を調整し、
前記調整値は、飽和状態の範囲にある前記受光レベルの最大値を基準範囲に近づける、または前記基準範囲内とする第1調整値と、受光量不足の範囲にある前記受光レベルの最大値を前記基準範囲に近づける、または前記基準範囲内とする第2調整値とを含み、
前記画像信号における飽和セル数が所定個数以上のときに前記受光レベルの最大値が前記第1レベル以上であると判定して前記第1調整値を前記操作量に設定し、
前記受光レベルの最大値が所定値以下のときに前記受光レベルの最大値が前記第2レベル以下と判定して前記第2調整値を前記操作量に設定する
変位センサ。
a light-projecting unit including a light-projecting element that projects light onto the object to be detected and a light-projection control circuit that controls the light-projecting element;
a light receiving unit including an image sensor that receives light reflected from the object to be detected and a light receiving control circuit that controls the image sensor, and that outputs an image signal corresponding to the reflected light received by the image sensor;
a control unit that executes feedback control to adjust at least one of an amount of light emitted by the light-emitting element and an amount of light received by the image sensor based on a light-receiving level of the image signal;
a storage unit that stores an adjustment value for the manipulated variable;
Equipped with
The control unit
When the maximum value of the received light level is within a first range, the feedback control is performed;
adjusting the manipulated variable using the adjustment value stored in the storage unit when the maximum value of the received light level is equal to or greater than a first level that is greater than the first range or equal to or less than a second level that is smaller than the first range ;
the adjustment value includes a first adjustment value that brings the maximum value of the light reception level in a saturated state range closer to a reference range or that brings the maximum value of the light reception level in a range of insufficient light reception closer to the reference range or that brings the maximum value of the light reception level within the reference range,
When the number of saturated cells in the image signal is equal to or greater than a predetermined number, it is determined that the maximum value of the received light level is equal to or greater than the first level, and the first adjustment value is set as the manipulated variable;
When the maximum value of the light reception level is equal to or less than a predetermined value, it is determined that the maximum value of the light reception level is equal to or less than the second level, and the second adjustment value is set as the manipulated variable .
Displacement sensor.
前記制御部は、前記フィードバック制御において、前記受光レベルの最大値前記基準範囲内とするように前記操作量を制御するものであり、前記第1範囲は前記基準範囲より大きく設定されている、請求項1に記載の変位センサ。 2. The displacement sensor according to claim 1, wherein the control unit controls the manipulated variable in the feedback control so that the maximum value of the light reception level falls within the reference range, and the first range is set to be larger than the reference range. 前記基準範囲は、反射量が多い被検出物に対する第1基準範囲と、反射量が少ない被検出物に対する第2基準範囲とを含み、the reference range includes a first reference range for an object having a large amount of reflection and a second reference range for an object having a small amount of reflection,
前記第1調整値は、前記飽和状態の範囲にある前記受光レベルの最大値を前記第1基準範囲に近づける、または前記第1基準範囲内とする値であり、the first adjustment value is a value that brings the maximum value of the received light level in the saturated state range closer to the first reference range or brings the maximum value of the received light level in the saturated state range within the first reference range,
前記第2調整値は、前記受光量不足の範囲にある前記受光レベルの最大値を前記第2基準範囲に近づける、または前記第2基準範囲内とする値である、請求項1または請求項2に記載の変位センサ。3. The displacement sensor according to claim 1, wherein the second adjustment value is a value that brings the maximum value of the light reception level that is in the range of insufficient light reception closer to the second reference range or brings the maximum value of the light reception level within the second reference range.
前記制御部は、チューニング処理を実行して前記第1調整値と前記第2調整値とを前記記憶部に記憶させる、請求項に記載の変位センサ。 The displacement sensor according to claim 1 , wherein the control unit executes a tuning process to store the first adjustment value and the second adjustment value in the storage unit. 前記制御部は、前記チューニング処理において、
第1ワークに対する受光レベルに基づいて前記フィードバック制御を行ったときの調整値を前記第1調整値として前記記憶部に記憶させ、
第2ワークに対する受光レベルに基づいて前記フィードバック制御を行ったときの調整値を前記第2調整値として前記記憶部に記憶させる、
請求項4に記載の変位センサ。
In the tuning process, the control unit
an adjustment value obtained when the feedback control is performed based on the light receiving level for the first workpiece is stored in the storage unit as the first adjustment value;
an adjustment value obtained when the feedback control is performed based on the light receiving level for the second workpiece is stored in the storage unit as the second adjustment value;
The displacement sensor according to claim 4 .
前記投光制御回路は、パルス光を投光するように前記投光素子の投光時間を制御するものであり、
前記制御部は、前記投光制御回路に対する前記投光素子の投光時間を調整する、請求項1に記載の変位センサ。
the light-projection control circuit controls a light-projection time of the light-projecting element so as to project pulsed light;
The displacement sensor according to claim 1 , wherein the control unit adjusts a light projection time of the light projection element relative to the light projection control circuit.
前記受光制御回路は、前記イメージセンサの露光時間を制御するものであり、
前記制御部は、前記イメージセンサの露光時間により前記受光量を調整する、請求項1に記載の変位センサ。
the light-receiving control circuit controls an exposure time of the image sensor,
The displacement sensor according to claim 1 , wherein the control unit adjusts the amount of received light by adjusting an exposure time of the image sensor.
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