專利名稱：光學(xué)式傳感器裝置、及其信號處理裝置和分支連接器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一邊進(jìn)行投光處理、一邊接收投光后直線傳播而到達(dá)規(guī)定位置的光或由對象物反射而回歸的光并進(jìn)行規(guī)定的計測處理的光學(xué)式傳感器，本發(fā)明特別涉及用于根據(jù)受光信號來進(jìn)行計測的信號處理裝置、使用該信號處理裝置的光學(xué)式傳感器裝置、以及該信號處理裝置使用的光學(xué)式傳感器用的分支連接器。
背景技術(shù)：
在這種光學(xué)式傳感器中，有根據(jù)透過檢測區(qū)域的檢測光的光量、即光路的遮光狀態(tài)來檢測物體的位置、大小、或者物體的有無的透射光量型傳感器，根據(jù)來自對象物的反射光的到達(dá)位置或成像位置來計測對象物的位移等的位移傳感器型傳感器，以及根據(jù)來自對象物的反射光的光量來檢測物體的有無等的反射光量型傳感器等。這些傳感器一般通過與包含投光元件和受光元件的檢測部分離的信號處理裝置來處理來自受光元件的檢測信號。
圖5示出有代表性的位移傳感器型傳感器的位移傳感器的結(jié)構(gòu)。該傳感器通過電纜將投光部3及受光部4一體化的檢測部2a(以下，稱為“位移傳感器型檢測部2a”。)和信號處理裝置1a之間電連接。
上述檢測部2a的投光部3由投光透鏡31、激光二極管32、及激光二極管32的驅(qū)動電路33等構(gòu)成。另一方面，受光部4由受光透鏡41、PSD(PositionSensitive Device，位敏器件)42、及與來自PSD 42的一對受光信號A、B對應(yīng)的放大電路43、44、或用于對各受光信號A、B進(jìn)行加法處理的加法電路45等構(gòu)成，作為送至信號處理裝置1a的檢測信號，輸出第1受光信號A及通過加法電路45進(jìn)行運算后的信號A+B。
另一方面，在信號處理裝置1a中，對每個檢測信號，除了設(shè)有采樣保持電路11、12及A/D變換電路13、14以外，還設(shè)有CPU 15、D/A變換電路16、輸出電路17等。
在上述結(jié)構(gòu)中，信號處理裝置1a內(nèi)的CPU 15每隔規(guī)定的時間向檢測部2a的驅(qū)動電路33提供驅(qū)動脈沖信號P，使激光二極管32發(fā)光。該激光由對象物5的表面反射后經(jīng)受光透鏡41入射到PSD 42中，根據(jù)其入射位置來輸出強(qiáng)度不同的2個受光信號A、B，由加法電路45進(jìn)行加法處理。
輸出到信號處理裝置1a的一對檢測信號A、A+B分別由采樣保持電路11、12進(jìn)行采樣保持后，由A/D變換電路13、14進(jìn)行數(shù)字變換，輸入到CPU15中。
CPU 15對數(shù)字變換后的檢測信號A、A+B進(jìn)行A/(A+B)的運算處理，進(jìn)而對其運算結(jié)果施加線性校正處理等，來計算到對象物的距離。其計算結(jié)果被提供給D/A變換電路16進(jìn)行模擬變換后，由輸出電路17輸出。進(jìn)而CPU15將上述距離的計算結(jié)果與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較，將其比較判定結(jié)果作為二值數(shù)據(jù)而輸出到外部。
接著，圖6示出透射光量型傳感器的結(jié)構(gòu)。該透射光量型傳感器的檢測部9(以下，稱為“透射光量型檢測部”。)由分離構(gòu)成的投光部6及受光部7組成。這些投光部6、受光部7被間隔規(guī)定距離而對置配備，并且分別被連接到信號處理裝置8上。投光部6包含投光透鏡61、激光二極管62、驅(qū)動電路63等，而受光部7包含受光透鏡71、光電二極管72、放大電路73等。此外，信號處理裝置8的內(nèi)部包含采樣保持電路81、A/D變換電路82、CPU 83、D/A變換電路84、輸出電路85等。
信號處理裝置8內(nèi)的CPU 83與上述位移傳感器的CPU 15同樣，生成投光驅(qū)動脈沖信號并將其提供給投光部6的驅(qū)動電路63，使激光二極管62發(fā)光。從激光二極管62出射的激光由投光透鏡61平行化后，在與受光部7之間沒有物體的狀態(tài)下，直線傳播而到達(dá)受光部7，入射到光電二極管72中。此外，來自光電二極管72的受光信號Q經(jīng)放大電路73后作為檢測信號被傳輸?shù)叫盘柼幚硌b置8，由采樣保持電路81及A/D變換電路82進(jìn)行數(shù)字變換并輸入到CPU 83中。
CPU 83根據(jù)輸入的受光信號所示的受光量來進(jìn)行下述處理檢測物體將檢測區(qū)域遮蔽到何處(物體的邊緣位置)，或者檢測遮蔽的寬度(物體的大小)。CPU 83對受光量或根據(jù)它而算出的遮光程度經(jīng)D/A變換電路84從輸出電路85進(jìn)行模擬輸出。此外，將受光量與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較來判別物體的有無，將其結(jié)果以二值數(shù)據(jù)的形式來輸出。
在每一個傳感器中，信號處理裝置1a、8內(nèi)都包含電源電路，而這些在上述圖5、6中未圖示。這些電源電路除了接受來自外部電源的電流并供給到裝置內(nèi)的各部以外，還向上述檢測部2或投受光部6、7供給驅(qū)動電流。
如上述圖5、6所示，位移傳感器型傳感器、透射光量型傳感器等各傳感器用的信號處理裝置隨著功能的豐富而需要充實的顯示部或操作部，用于使CPU工作的程序也越來越復(fù)雜。另一方面，這些傳感器的信號處理裝置盡管在硬件上具備相似的結(jié)構(gòu)，但是以往卻作為與傳感器的種類對應(yīng)的專用裝置來制造。
由于這種情況，發(fā)生下述問題信號處理裝置的制造成本高，設(shè)計新機(jī)種所需的時間長，等等，設(shè)計及制造效率非常低。
此外，傳感器的用戶需要對各種應(yīng)用(這里所說的應(yīng)用，是指根據(jù)將什么作為對象物在什么環(huán)境條件下或傳感器設(shè)置條件下檢測什么現(xiàn)象或物理量的觀點而規(guī)定的傳感器的應(yīng)用場合)適當(dāng)選擇使用各種傳感器。以往，由于有各種應(yīng)用，所以相應(yīng)地銷售多種傳感器，并且由于傳感器的信號處理裝置是作為與傳感器的種類對應(yīng)的專用裝置而制造的，所以用戶不僅必須按照傳感器的種類的選擇來準(zhǔn)備不同的傳感器檢測部，還必須準(zhǔn)備不同的信號處理裝置。
本發(fā)明就是為了解決上述問題而提出的，其目的在于在于使得能夠?qū)⑽灰苽鞲衅餍蛡鞲衅?、透射光量型傳感器等的各檢測部連接到相同結(jié)構(gòu)的信號處理裝置上，并且在信號處理裝置中執(zhí)行與所連接的檢測部的種類對應(yīng)的計測處理，從而削減制作信號處理裝置所花費的成本或按傳感器類別來設(shè)計信號處理裝置的勞力。
此外，本發(fā)明的另一目的在于提供能夠用一個機(jī)種來支持各種應(yīng)用的便利性高的光學(xué)式傳感器的信號處理裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的光學(xué)式傳感器裝置具備位移傳感器型檢測部，出射光并根據(jù)該出射光的來自檢測區(qū)域的反射光的受光量來輸出一對檢測信號；透射光量型檢測部，出射光并根據(jù)該出射光的來自檢測區(qū)域的透射光的受光量來輸出檢測信號；以及信號處理裝置，用于處理來自這些檢測部的檢測信號。上述信號處理裝置具備連接器，能夠電連接到位移傳感器型檢測部及透射光量型檢測部中的任一個上，而且不能同時連接這些檢測部；多個檢測信號端子，被包括在上述連接器中，用于中繼來自上述位移傳感器型檢測部的一對檢測信號及來自上述透射光量型檢測部的檢測信號；以及控制部，取入由上述檢測信號端子中繼的檢測信號，選擇性地執(zhí)行使用來自上述位移傳感器型檢測部的一對檢測信號的第1計測處理方式、和使用來自上述透射光量型檢測部的檢測信號的第2計測處理方式。
上述各檢測部都具備用于出射光的投光部、和用于接收上述出射光的反射光或透射光的受光部。其中位移傳感器型檢測部接收從投光部出射后反射的光，將位置檢測元件用作受光元件。
在本說明書中，位置檢測元件是指輸出2個受光信號、接收到的光的位置被反映在2個受光信號的大小之比上的受光元件。PSD、二分光電二極管等都被包含在位置檢測元件中。
此外，上述位移傳感器型檢測部最好采用下述結(jié)構(gòu)如上述圖5所示，將投光部及受光部一體包含在機(jī)體內(nèi)，而且固定配備這些投受光部。但是，也可以如下構(gòu)成將機(jī)體主體部除了上述連接器的連接部之外的部分二分，使分割出的一個部分包含投光部，而另一個部分包含受光部，能夠可變設(shè)定投受光部的相對位置關(guān)系或投受光部各光軸所成的角度。
另一方面，透射光量型檢測部接收從投光部出射后、未被遮光就到達(dá)規(guī)定位置的光(透射光)，除了如上述圖6所示采用投光部和受光部分離的結(jié)構(gòu)之外，也可以采用將投受光部相連并固定兩者間隔的結(jié)構(gòu)。
位移傳感器型、透射光量型兩者的檢測部都可以采用經(jīng)中繼連接器(包含后述的分支連接器)或電纜間接地連接到連接器上的結(jié)構(gòu)，或者也可以采用直接連接到連接器上的結(jié)構(gòu)。
各檢測部的投光部包含激光二極管、LED等發(fā)光元件，而受光部包含PSD、光電二極管等受光元件。在信號處理裝置或檢測部中可以設(shè)置為上述投光部生成投光驅(qū)動信號的驅(qū)動信號生成部。該投光驅(qū)動信號是用于使發(fā)光元件每隔規(guī)定的時間發(fā)光的驅(qū)動脈沖信號，在驅(qū)動信號生成部被設(shè)置在信號處理裝置中的情況下，上述投光驅(qū)動信號經(jīng)連接器被輸出到檢測部。
各檢測部輸出的“檢測信號”是根據(jù)來自受光元件的受光輸出而得到的、從檢測部經(jīng)連接器而輸入到信號處理裝置中的信號，除了可以表示物體的有無之外，還可以表示物體的位置、大小、到物體的距離等。
上述位移傳感器型檢測部如上所述具備輸出2個受光信號的受光元件，但是作為上述一對檢測信號，除了可以如上述圖5所示設(shè)定一個受光信號A、和各受光信號A、B的加法結(jié)果A+B以外，還可以將各受光信號A、B直接用作一對檢測信號。
在信號處理裝置或檢測部中，作為信號預(yù)處理部，可以設(shè)置按與上述投光驅(qū)動信號同步的定時來取入檢測信號的采樣保持電路或設(shè)置用于對取入的受光信號進(jìn)行數(shù)字變換的A/D變換電路。在本發(fā)明中，為了能夠處理來自位移傳感器型檢測部的一對檢測信號，最好對每個檢測信號分別設(shè)置上述采樣保持電路或A/D變換電路。另一方面，也可以將采樣保持電路或A/D變換電路設(shè)置在檢測部側(cè)，在信號處理裝置側(cè)設(shè)置接受數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)的接口電路。然而，從有利于檢測部小型化的觀點出發(fā)，上述各電路最好包含在信號處理裝置側(cè)。
對于上述連接器的檢測信號端子，可以對來自位移傳感器型檢測部的一對檢測信號及來自透射光量型檢測部的檢測信號分別設(shè)置專用的端子，也可以在位移傳感器型檢測部和透射光量型檢測部之間共用檢測信號端子。
上述控制部最好由微型計算機(jī)的CPU構(gòu)成，例如，可以設(shè)定為能夠按照用戶的切換操作來選擇執(zhí)行第1、第2計測處理方式中的某一個。由此能夠在上述連接器上連接有位移傳感器型檢測部的情況下，執(zhí)行通過使用一對檢測信號的運算來進(jìn)行的第1計測處理方式，而在上述連接器上連接有透射光量型檢測部的情況下，執(zhí)行通過使用單獨的檢測信號的運算來進(jìn)行的第2計測處理方式，能夠處理來自任一個檢測部的檢測信號。根據(jù)這種結(jié)構(gòu)，能夠削減制作信號處理裝置所花費的成本或按傳感器來設(shè)計信號處理裝置的勞力，并且能夠用信號處理裝置的一個機(jī)種來支持需要位移傳感器型檢測部的應(yīng)用和需要透射光量型檢測部的應(yīng)用，能夠為用戶提供高的便利性。
此外，本發(fā)明可以規(guī)定為下述信號處理裝置，具備連接器，具備用于中繼檢測信號的多個檢測信號端子；以及控制部，取入由上述檢測信號端子中繼的檢測信號，選擇性地執(zhí)行使用從上述檢測信號端子中的2個端子輸入的2個檢測信號的第1計測處理方式、和使用從上述檢測信號端子中的1個端子輸入的1個檢測信號的第2計測處理方式。
根據(jù)上述結(jié)構(gòu)的信號處理裝置，在連接器上連接有輸出一對檢測信號的位移傳感器型檢測部的情況下，能夠從檢測信號端子中的2個端子輸入各檢測信號，執(zhí)行使用這些檢測信號的第1計測處理方式。而在連接器上連接有透射光量型檢測部的情況下，能夠從其中一個檢測信號端子輸入檢測信號來執(zhí)行第2計測處理方式。
該結(jié)構(gòu)中所說的檢測信號端子也與上述同樣，可以對位移傳感器型檢測部、透射光量型檢測部分別設(shè)定不同的端子，也可以在檢測部間共用端子。
在上述信號處理裝置的優(yōu)選形態(tài)中，設(shè)定為上述連接器具備用于將表示所連接的檢測部的種類的識別數(shù)據(jù)中繼到控制部的端子，上述控制部按照經(jīng)連接器取入的識別數(shù)據(jù)的內(nèi)容來選擇執(zhí)行上述第1、第2計測處理方式中的某一個。例如如果檢測部側(cè)包含保存有上述識別數(shù)據(jù)的存儲器，在接通電源時等情況下從上述存儲器中讀出識別數(shù)據(jù)，則控制部判別連接著的設(shè)備的種類，自動判別并執(zhí)行與該設(shè)備對應(yīng)的檢測處理，無需通過手動來進(jìn)行切換操作等，就能夠執(zhí)行與傳感器的種類對應(yīng)的計測處理。在為了從控制部側(cè)讀出存儲器內(nèi)的識別數(shù)據(jù)而需要向上述存儲器發(fā)送讀出指示命令(以下，稱為“讀出信號”。)的情況下，上述連接器被配線為除了中繼上述識別數(shù)據(jù)之外，還中繼讀出信號。
此外，在另一優(yōu)選形態(tài)的信號處理裝置中，在可連接到連接器上的位移傳感器型檢測部中，包含登錄有表示本裝置種類的識別數(shù)據(jù)的存儲器，并且在連接器側(cè)設(shè)置用于向上述存儲器中繼識別數(shù)據(jù)的讀出信號的端子、和用于將從存儲器中讀出的識別數(shù)據(jù)中繼到控制部的端子。此外，上述控制部被設(shè)定為輸出上述讀出信號后，在識別數(shù)據(jù)被傳輸來的情況下選擇執(zhí)行第1計測處理方式，而在識別數(shù)據(jù)未被傳輸來的情況下選擇執(zhí)行第2計測處理方式。
根據(jù)該形態(tài)，透射光量型檢測部無需包含存儲器，所以通過使用具備登錄有識別數(shù)據(jù)的存儲器的位移傳感器型檢測部、和與以往同樣結(jié)構(gòu)的透射光量型檢測部，能夠按照所連接的檢測部的種類來自動切換計測處理。
這里，不是將登錄有識別數(shù)據(jù)的存儲器設(shè)置在透射光量型檢測部中，而是設(shè)置在位移傳感器型檢測部中，有下述背景。即，在使用位移傳感器型檢測部的情況下，例如如果是位移傳感器，則有時將為了進(jìn)行真的位移量和傳感器的輸出值之間的線性校正而需要的數(shù)據(jù)保存到存儲器中，將該存儲器設(shè)置在檢測部中。因此，如果將這種位移傳感器型檢測部中設(shè)置的用于保存線性校正數(shù)據(jù)的存儲器的剩余存儲區(qū)域用作用于登錄識別數(shù)據(jù)的存儲器，則無需專門設(shè)置識別數(shù)據(jù)登錄存儲器。
此外，不限于用于保存線性校正數(shù)據(jù)的存儲器，輸出一對檢測信號的位移傳感器型檢測部與透射光量型檢測部相比，信號處理更復(fù)雜，在檢測部中內(nèi)置CPU或存儲器的可能性相應(yīng)地更高。不管出于任何目的，只要在檢測部中內(nèi)置有存儲器，就能夠?qū)⑵涫Ｓ嗟拇鎯^(qū)域用來登錄識別數(shù)據(jù)。此外，也可以使線性校正數(shù)據(jù)或其他數(shù)據(jù)的內(nèi)容或形式本身具有作為識別數(shù)據(jù)的意義。
另一方面，在透射光量型檢測部的情況下，透射光的剖面是圓形，或者透射光的剖面上有強(qiáng)度分布，所以本來就難以保持遮光狀態(tài)(遮光物體的位置或大小)和傳感器輸出值之間的線性，最多要求遮光狀態(tài)相同則傳感器輸出值也相同這一重現(xiàn)性。因此，難以認(rèn)為本來在透射光量型檢測部中就準(zhǔn)備有線性校正存儲器，如果在該檢測部中設(shè)置識別數(shù)據(jù)登錄存儲器，則很可能要專門為了該目的而追加存儲器。
根據(jù)以上狀況，如果使透射光量型檢測部或輸出一對檢測信號的位移傳感器型檢測部中的某一個具有識別數(shù)據(jù)，則一般最好使位移傳感器型檢測部具有識別數(shù)據(jù)。
發(fā)送上述讀出信號并取入識別數(shù)據(jù)的處理可以只在接通裝置電源時等執(zhí)行，也可以總是在輸出上述投光驅(qū)動信號前等進(jìn)行。在此情況下，即使在接通信號處理裝置的電源的狀態(tài)下連接檢測部，也能夠在連接后立即開始與上述檢測部對應(yīng)的計測處理，能夠大幅度提高便利性。
此外，在本發(fā)明中，作為用于將透射光量型檢測部連接到上述某一種結(jié)構(gòu)的信號處理裝置上的設(shè)備，提供下述分支連接器具備用于分別連接到透射光量型檢測部的投光部和受光部上的連接部，并且具備與上述某一種結(jié)構(gòu)的信號處理裝置的連接器對應(yīng)的連接口，被配備在該連接器和透射光量型檢測部之間來使用。
該分支連接器可以如下構(gòu)成分別直接、或者經(jīng)其他中繼連接器或電纜間接連接到上述信號處理裝置的連接器、及透射光量型檢測部的投受光部上。通過該分支連接器能夠分離從上述信號處理裝置到投光部側(cè)的信號線路和到受光部側(cè)的信號線路，能夠?qū)崿F(xiàn)信號處理裝置和透射光量型檢測部之間的電連接。
此外，在優(yōu)選形態(tài)的分支連接器中，在與信號處理裝置的連接器對應(yīng)的連接口上設(shè)有一組電源線的中繼端子，并且對上述投光部及受光部各設(shè)有一組上述電源線的中繼線，使從信號處理裝置中繼的電源線分支并連接到投光部側(cè)及受光部側(cè)的各中繼線上。此外，在另一形態(tài)的分支連接器中，在與信號處理裝置的連接器對應(yīng)的連接口上設(shè)有兩組電源線的中繼端子，并且對投光部及受光部各設(shè)有一組上述電源線的中繼線，使從信號處理裝置中繼的兩組電源線按每一組分開并連接到投光部側(cè)及受光部側(cè)的各中繼線上。
根據(jù)上述2種形態(tài)的結(jié)構(gòu)，如果在信號處理裝置中配備電源，或者從外部向信號處理裝置供給電源，則能夠從信號處理裝置向檢測部供給驅(qū)動電源，所以在投光部或受光部中無需另外配備電源電路，能夠使用與圖6所示的現(xiàn)有技術(shù)同樣結(jié)構(gòu)的檢測部。
在像第2種形態(tài)那樣從信號處理裝置的連接器側(cè)接受兩組電源線的情況下，需要在信號處理裝置側(cè)的連接器上也設(shè)置兩組電源線的中繼端子，而在將該連接器連接到位移傳感器型檢測部上的情況下，在上述連接器和位移傳感器型檢測部之間插入的中繼連接器等中不中繼某一個電源線即可。
此外，從別的觀點出發(fā)而規(guī)定的本發(fā)明的光學(xué)式傳感器的信號處理裝置具備連接器，具備用于中繼來自所連接的檢測部的檢測信號的檢測信號端子；計測處理方式輸入部，輸入對要執(zhí)行的計測處理方式的指示；以及控制部，根據(jù)輸入到計測處理方式輸入部中的指示來選擇預(yù)先準(zhǔn)備的多個計測處理方式中的一個，取入由上述檢測信號端子中繼的檢測信號，對該檢測信號應(yīng)用上述選擇出的計測處理方式來執(zhí)行計測處理。
根據(jù)該信號處理裝置，預(yù)先準(zhǔn)備有多個計測處理方式，所以能夠連接使用適合各計測處理方式的不同種類的檢測部，或者在可能的情況下對1個檢測部應(yīng)用不同的計測處理方式。因此，能夠削減制作信號處理裝置所花費的成本或按傳感器來設(shè)計信號處理裝置的勞力，并且提供能夠用一個機(jī)種來支持各種應(yīng)用的便利性高的光學(xué)式傳感器的信號處理裝置。
作為上述結(jié)構(gòu)的信號處理裝置上連接的檢測部，假定包括位移傳感器型檢測部、光量型檢測部等。光量型檢測部包含透射光量型檢測部、反射光量型檢測部。反射光量型檢測部的投光部、受光部等基本上由與透射光量型檢測部同樣的構(gòu)成要素構(gòu)成，輸出的檢測信號是與受光量對應(yīng)的1個信號這一點也和透射光量型檢測部相同，但是不同點在于投光部和受光部被配置得使從投光部出射的光不直接入射到受光部，而是在檢測區(qū)域中有對象物體的情況下，使來自對象物的反射光入射到受光部。
在該信號處理裝置中預(yù)先準(zhǔn)備的計測處理方式是多個，意味著準(zhǔn)備了多個可以評價為不同方式的計測處理方法。例如，用位移傳感器型檢測部輸出的一對檢測信號通過包含除法在內(nèi)的運算來求距離的計測處理、與通過1個閾值對光量型檢測部輸出的1個檢測信號進(jìn)行受光量大小判別的計測處理是不同的方式。另一方面，如果不管檢測部是透射光量型，還是反射光量型，在通過1個閾值對1個檢測信號進(jìn)行判別這一點上都是相同的話，作為計測處理方式則沒有什么不同。如果只是閾值的值不同，或者只是受光量的大小和判別輸出之間的邏輯(將受光狀態(tài)和遮光狀態(tài)中的哪一個作為輸出“通(ON)”狀態(tài))反轉(zhuǎn)的程度不同，則作為計測處理方式?jīng)]有什么不同。作為不同方式的計測處理的另一個例子，有輸入CCD等圖像傳感器輸出的圖像信號來求光像的位置的處理(其中也可以有互不相同的各種具體處理方式)等。
從使信號處理裝置小型化的觀點出發(fā)，最好只設(shè)置1個具備檢測信號端子的連接器。此外，如果從信號處理裝置的殼體中引出包含檢測信號線的電纜，并在該電纜的一端設(shè)置具備檢測信號端子的連接器，則能夠使信號處理裝置進(jìn)一步小型化。另一方面，也可以設(shè)置多個具備檢測信號端子的連接器，同時連接多個檢測部。
在上述信號處理裝置的優(yōu)選實施形態(tài)中，控制部選擇性地執(zhí)行使用位移傳感器型檢測部的一對檢測信號的計測處理方式和使用光量型檢測部的檢測信號的計測處理方式。根據(jù)該實施形態(tài)，可以將信號處理裝置的一個機(jī)種連接到位移傳感器型檢測部上，也可以連接到光量型檢測部上。
在優(yōu)選實施形態(tài)中，上述計測處理方式輸入部是用于將來自所連接的檢測部的識別數(shù)據(jù)中繼到上述控制部的端子；上述控制部能夠根據(jù)由上述識別數(shù)據(jù)中繼端子中繼的識別數(shù)據(jù)的內(nèi)容或識別數(shù)據(jù)是否已被中繼來選擇執(zhí)行上述計測處理方式中的一個。在此情況下，識別數(shù)據(jù)的內(nèi)容、識別數(shù)據(jù)已被輸入、識別數(shù)據(jù)未被輸入等成為用來選擇計測處理方式的指示。
可以將識別數(shù)據(jù)中繼端子設(shè)置在具備檢測信號端子的連接器中。此外，也可以共用檢測信號端子和識別數(shù)據(jù)中繼端子，按不同的定時來取入檢測信號和識別數(shù)據(jù)。
在另一優(yōu)選實施形態(tài)中，作為計測處理方式輸入部，可以設(shè)置手動的模式切換開關(guān)，通過手動操作該開關(guān)來輸入用于選擇計測處理方式的指示。根據(jù)該實施形態(tài)，即使不使檢測部側(cè)具有識別數(shù)據(jù)，也能夠選擇適合該檢測部的計測處理方式。
在另一優(yōu)選實施形態(tài)中，作為計測處理方式輸入部，可以具備從外部輸入模式切換信號的模式切換信號輸入部。在此情況下，模式切換信號的內(nèi)容成為用于選擇計測處理方式的指示。在該實施形態(tài)中，即使不使檢測部側(cè)具有識別數(shù)據(jù)，也能夠選擇適合該檢測部的計測處理方式。
適合特定種類的檢測部的計測處理方式不限于一種，有時可以對同一檢測部應(yīng)用不同的計測處理方式。例如，對位移傳感器型檢測部，不限于用一對檢測信號來求位移量這樣通常的計測處理，也可以用位置檢測元件的2個輸出的和信號，通過將該和信號與閾值進(jìn)行比較來進(jìn)行判別受光量大小的處理。在此情況下，位移傳感器型檢測部起到與反射光量型檢測部同樣的作用。有時希望根據(jù)應(yīng)用來區(qū)分使用基于位移量的判別和基于光量的判別，或者組合兩個判別結(jié)果后進(jìn)行判斷，而如果像上述實施形態(tài)那樣，使用能夠選擇性地執(zhí)行使用位移傳感器型檢測部的一對檢測信號的計測處理方式和使用光量型檢測部的輸出信號的計測處理方式的控制部，并且通過手動的模式切換開關(guān)或來自外部的模式切換信號來輸入用于選擇計測處理方式的指示，則在這種應(yīng)用中，也能夠只用1個檢測部和1個信號處理裝置的組合來應(yīng)付。特別是在通過來自外部的模式切換信號來輸入指示的情況下，通過外部的控制裝置等發(fā)出指示，根據(jù)通過檢測部前方的對象物的種類來切換計測處理方式等，能夠進(jìn)行高度自動化的檢測處理。


圖1是本發(fā)明一實施例的信號處理裝置的外觀的透視圖。
圖2示出信號處理裝置的電路結(jié)構(gòu)。
圖3是位移傳感器型檢測部的結(jié)構(gòu)方框圖及其與連接器的連接例。
圖4是透射光量型檢測部的結(jié)構(gòu)方框圖及其與連接器的連接例。
圖5是現(xiàn)有的位移傳感器的結(jié)構(gòu)方框圖。
圖6是現(xiàn)有的透射光量型傳感器的結(jié)構(gòu)方框圖。
具體實施例方式
圖1示出本發(fā)明一實施例的信號處理裝置1的外觀。該信號處理裝置1在機(jī)體100的內(nèi)部包含后述的圖2所示的各電路，并且在機(jī)體100的頂面上形成有顯示部103和設(shè)定部104。此外，從機(jī)體100的端面引出軟線102，進(jìn)而在該軟線102的前端安裝有用于電連接到檢測部上的連接器101。
上述設(shè)定部104配備有用于可變設(shè)定數(shù)值或機(jī)體工作模式等的多個按鈕開關(guān)105。顯示部103由可變顯示數(shù)值或字母的類型的多個數(shù)字顯示器106、和通知指示燈107等構(gòu)成。在這些設(shè)定部104及顯示部103上覆蓋有可開閉的蓋子108。
此外，在機(jī)體100的兩個側(cè)面上形成有面對信號傳遞連接器110的開口部109。在將該信號處理裝置1用作位移傳感器時，為了計測物體的高度差或厚度等，將這些連接器110連接到其他信號處理裝置1上以用于交換信號。在各開口部109上分別經(jīng)導(dǎo)向槽111、112配合有可滑動的蓋部113，在無需上述連接的情況下，開口部109處于由上述蓋部封閉的狀態(tài)。
該信號處理裝置1被設(shè)定為除了可以連接到投光部及受光部被一體化的位移傳感器型檢測部上來進(jìn)行用于計測對象物位移的計測處理以外，還可以被連接到投光部及受光部分離的透射光量型檢測部上來進(jìn)行檢測物體的處理。
圖2示出上述機(jī)體100內(nèi)包含的電路結(jié)構(gòu)。
本實施例的信號處理裝置1基本上具備與上述圖5所示的現(xiàn)有位移傳感器專用的信號處理裝置1a同樣結(jié)構(gòu)的電路，這里通過對與圖5相同的結(jié)構(gòu)附以同一標(biāo)號，來省略詳細(xì)說明。該圖2的各電路在被安裝到基板上的狀態(tài)下被包含在上述機(jī)體100內(nèi)。此外，這里未圖示在CPU 15上，作為輸入輸出部，連接有上述操作部104的各開關(guān)105和顯示部103的顯示器106及指示燈107等。
圖中的18是上述圖5中未圖示的電源電路。該電源電路18從外部電源接受12～24V的直流電源供給，除了將其供給到機(jī)體內(nèi)的各部以外，還作為檢測部的供給電源，生成并輸出5V電位。
CPU 15與現(xiàn)有裝置同樣，被設(shè)定為除了生成并輸出發(fā)光驅(qū)動脈沖信號P以外，還經(jīng)各采樣保持電路11、12及A/D變換電路13、14輸入一對檢測信號A、A+B，通常根據(jù)這些信號來執(zhí)行位移傳感器用的距離計測。此外，本實施例的CPU 15在接通電源時或復(fù)位處理時被設(shè)定為向檢測部側(cè)發(fā)送用于讀出后述識別數(shù)據(jù)j的讀出信號i并取入識別數(shù)據(jù)j，在未得到該識別數(shù)據(jù)j的情況下，被設(shè)定為切換到透射光量型傳感器用的計測處理，只用一個檢測信號A+B來進(jìn)行計測。
如果以規(guī)定的時間間隔來連續(xù)輸出上述讀出信號i并經(jīng)常取入識別數(shù)據(jù)，則在接通電源后連接檢測部、或者在執(zhí)行計測處理時切換連接的情況下，都能夠迅速應(yīng)付。
上述連接器101除了配備有分別具有5V、0V電位的2根電源線以外，還配備有用于傳輸發(fā)光驅(qū)動脈沖信號P的信號線、用于輸入一對檢測信號A、A+B的2根信號線、上述讀出信號i的傳輸用信號線、及用于中繼識別數(shù)據(jù)j的輸入用信號線的端子。該用于中繼識別數(shù)據(jù)j的端子相當(dāng)于上述計測處理方式輸入部。
此外，在該信號處理裝置1上連接有透射光量型檢測部的情況下，需要向投光部、受光部分別供給電源，所以在本實施例中，在信號處理裝置1內(nèi)使5V、0V各電源線分別分支，并且在連接器101上對每個分支出的線設(shè)有端子。
圖3示出將位移傳感器型檢測部2連接到上述圖1、2所示的信號處理裝置1的連接器101上的具體例。該位移傳感器型檢測部2除了具備與上述圖5所示的結(jié)構(gòu)同樣的結(jié)構(gòu)以外，還包含保存有上述識別數(shù)據(jù)j的ROM 46。在該ROM 46中，還以表的形式保存有為了校正真的位移量和傳感器的輸出值之間的線性而需要的數(shù)據(jù)。信號處理裝置1從ROM 46中還讀出用于校正線性的數(shù)據(jù)，利用該數(shù)據(jù)來進(jìn)行線性校正處理。這樣，即使將信號處理裝置1上連接的位移傳感器型檢測部2與其他位移傳感器型檢測部進(jìn)行互換，也能夠維持測定精度。
對于該圖3中與圖5同樣的結(jié)構(gòu)，通過附以與上述相同的標(biāo)號來省略說明。
該位移傳感器型檢測部2經(jīng)中繼用連接器102被連接到上述連接器101，并且在必要時，能夠在中繼用連接器102和位移傳感器型檢測部2之間插入電纜。從中繼用連接器102中繼上述2組電源線中的一組、驅(qū)動脈沖信號P、各檢測信號A、A+B、讀出信號i、識別數(shù)據(jù)j的各信號用的信號線。通過這種連接，在檢測部2的投受光部3、4和信號處理裝置1的CPU 15之間，以與以往同樣的形式來交換信號。此外，根據(jù)從CPU 15發(fā)送的讀出信號i來取出上述ROM 46內(nèi)的識別數(shù)據(jù)j，輸出到CPU 15。
圖4示出用于將構(gòu)成透射光量型檢測部9的投光部6及受光部7連接到上述信號處理裝置1的連接器101上的具體例。該透射光量型檢測部9的結(jié)構(gòu)與圖6的結(jié)構(gòu)完全相同，這里通過附以與上述相同的標(biāo)號，來省略各結(jié)構(gòu)的說明。
在該圖4的例子中，在上述連接器101上安裝分支連接器200，將信號線路二分，進(jìn)而對分支出的各信號線路分別經(jīng)中繼用連接器或電纜(未圖示。)連接投光部6、受光部7。
如上所述，從連接器101中繼5V、0V兩組電源線。該電源線在分支連接器200內(nèi)被分為每個組，一組被導(dǎo)向投光部6側(cè)，另一組被導(dǎo)向受光部7側(cè)。此外，在分支連接器200上對投光部6形成有電源線及驅(qū)動脈沖信號P的中繼線，并且對受光部7形成有電源線及檢測信號A+B用的中繼線。對于檢測信號A、識別數(shù)據(jù)j、讀出信號i，分支連接器200均不中繼。
通過上述圖4的連接，經(jīng)連接器101及分支連接器200向投光部6供給驅(qū)動信號P，激光二極管62發(fā)光。此外，在按照該發(fā)光工作從受光部7側(cè)的光電二極管72輸出檢測信號Q時，該檢測信號Q由分支連接器200及連接器101的檢測信號A+B的端子中繼后，被輸入到信號處理裝置1的采樣保持電路12中。
在上述實施例中，在信號處理裝置1內(nèi)使電源線分支，將分支出的各電源線經(jīng)連接器101及分支連接器200導(dǎo)向投光部6及受光部7，但是不限于此，也可以從信號處理裝置1只中繼1組電源線，在分支連接器200內(nèi)使電源線分支，導(dǎo)向投光部6及受光部7。
在上述結(jié)構(gòu)的信號處理裝置1中，在接通電源時或復(fù)位時，CPU 15輸出讀出信號i來檢查檢測部的種類。這里，如圖上述圖3所示，在連接器101上連接有位移傳感器型檢測部2時，按照上述讀出信號i來讀出ROM 46內(nèi)的識別數(shù)據(jù)j并輸入到CPU 15。通過輸入該識別數(shù)據(jù)j，CPU 15判斷為應(yīng)該進(jìn)行位移傳感器用的信號處理，用檢測信號A、A+B來計測到對象物的距離。此外，將該計測結(jié)果與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較，判別對象物的長度(或高度)是否合適等。
另一方面，如圖4所示，在連接器101上連接有透射光量型檢測部9的投光部6及受光部7的情況下，與上述讀出信號i對應(yīng)的識別數(shù)據(jù)j未被發(fā)送過來，所以判斷為應(yīng)該進(jìn)行透射光量型傳感器用的信號處理。然后，只用檢測信號A+B(實際上為檢測信號Q)來執(zhí)行計測遮光程度的處理，進(jìn)而將其計測結(jié)果與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較，來判別物體是否侵入到投受光部6、7之間等。
在上述連接器101上連接透射光量型傳感器9的投受光部6、7的情況下，來自受光部7的檢測信號Q不限于連接到檢測信號A+B用的輸入端子上，也可以連接到檢測信號A用的輸入端子上。此外，在用作位移傳感器的情況下，也可以原封不動地輸入加法前的受光信號A、B，來取代A、A+B各檢測信號，在CPU 15內(nèi)進(jìn)行信號的加法處理。
此外，在上述實施例中，根據(jù)識別數(shù)據(jù)j的有無來切換信號處理裝置1進(jìn)行的計測處理，但是也可以代之以在上述操作部104上設(shè)定模式切換開關(guān)，通過手動操作來切換計測處理。如果這樣用手動來切換模式，則能夠使用圖5所示的現(xiàn)有型位移傳感器型檢測部2a。
此外，如果在連接有圖3所示的位移傳感器型檢測部2的狀態(tài)下用手動來切換模式，則能夠用檢測信號A+B來執(zhí)行光量型計測處理，能夠?qū)⑽灰苽鞲衅餍蜋z測部2用作反射光量型檢測部。此外，也可以設(shè)置用于輸入來自外部的模式切換信號的信號輸入部，來取代手動的模式切換開關(guān)，接受模式切換信號的指示來切換計測處理。
發(fā)明的效果如上所述，在本發(fā)明中，從所連接的檢測部取入檢測信號，對取入的檢測信號應(yīng)用從預(yù)先準(zhǔn)備的多個計測處理方式中選擇出的計測處理方式來執(zhí)行計測處理，所以能夠用相同結(jié)構(gòu)的信號處理裝置來支持不同種類的檢測部，能夠大幅度減少制作信號處理裝置所花費的成本或按傳感器的種類來設(shè)計信號處理裝置的勞動。此外，能夠提供下述便利性使用信號處理裝置的一個機(jī)種，就能夠通過選擇所連接的檢測部或計測處理方式來支持各種應(yīng)用。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)式傳感器裝置，具備位移傳感器型檢測部，出射光并根據(jù)該出射光的來自檢測區(qū)域的反射光的受光量來輸出一對檢測信號；透射光量型檢測部，出射光并根據(jù)該出射光的來自檢測區(qū)域的透射光的受光量來輸出檢測信號；以及信號處理裝置，用于處理來自這些檢測部的檢測信號；其中，上述信號處理裝置具備連接器，能夠電連接到上述位移傳感器型檢測部及透射光量型檢測部中的任一個上，而且不能同時連接這些檢測部；多個檢測信號端子，被包括在上述連接器中，用于中繼來自上述位移傳感器型檢測部的一對檢測信號及來自上述透射光量型檢測部的檢測信號；以及控制部，取入由上述檢測信號端子中繼的檢測信號，選擇性地執(zhí)行使用來自上述位移傳感器型檢測部的一對檢測信號的第1計測處理方式、和使用來自上述透射光量型檢測部的檢測信號的第2計測處理方式。
2.一種光學(xué)式傳感器的信號處理裝置，具備連接器，具備用于中繼檢測信號的多個檢測信號端子；以及控制部，取入由上述檢測信號端子中繼的檢測信號，選擇性地執(zhí)行使用從上述檢測信號端子中的2個端子輸入的2個檢測信號的第1計測處理方式、和使用從上述檢測信號端子中的1個端子輸入的1個檢測信號的第2計測處理方式。
3.一種光學(xué)式傳感器的信號處理裝置，具備連接器，能夠電連接到位移傳感器型檢測部及透射光量型檢測部中的任一個上，而且不能同時連接這些檢測部，該位移傳感器型檢測部出射光并根據(jù)該出射光的來自檢測區(qū)域的反射光的受光量來輸出一對檢測信號，該透射光量型檢測部出射光并根據(jù)該出射光的來自檢測區(qū)域的透射光的受光量來輸出檢測信號；多個檢測信號端子，被包括在上述連接器中，用于中繼來自上述位移傳感器型檢測部的一對檢測信號及來自上述透射光量型檢測部的檢測信號；以及控制部，取入由上述檢測信號端子中繼的檢測信號，選擇性地執(zhí)行使用來自上述位移傳感器型檢測部的一對檢測信號的第1計測處理方式、和使用來自上述透射光量型檢測部的檢測信號的第2計測處理方式。
4.如權(quán)利要求2或3所述的光學(xué)式傳感器的信號處理裝置，其中，上述連接器具備用于將表示所連接的檢測部的種類的識別數(shù)據(jù)中繼到控制部的端子，上述控制部按照經(jīng)連接器取入的識別數(shù)據(jù)的內(nèi)容來選擇執(zhí)行上述第1、第2計測處理方式中的某一個。
5.如權(quán)利要求2或3所述的光學(xué)式傳感器的信號處理裝置，其中，上述連接器具備能夠與包含登錄有表示本裝置種類的識別數(shù)據(jù)的存儲器的位移傳感器型檢測部相連、并且用于將識別數(shù)據(jù)的讀出信號中繼到該位移傳感器型檢測部的存儲器的端子；以及用于將從存儲器中讀出的識別數(shù)據(jù)中繼到控制部的端子；上述控制部輸出上述讀出信號后，在識別數(shù)據(jù)被傳輸?shù)那闆r下選擇執(zhí)行上述第1計測處理方式，而在識別數(shù)據(jù)未被傳輸?shù)那闆r下選擇執(zhí)行上述第2計測處理方式。
6.一種光學(xué)式傳感器用的分支連接器，具備用于分別連接到透射光量型檢測部的投光部和受光部上的連接部，該透射光量型檢測部出射光并根據(jù)該出射光的來自檢測區(qū)域的透射光的受光量來輸出檢測信號；并且具備與權(quán)利要求2～5中某一個信號處理裝置的連接器對應(yīng)的連接口；配置在上述連接器和上述透射光量型檢測部之間來使用。
7.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)式傳感器用的分支連接器，其中，在與上述信號處理裝置的連接器對應(yīng)的連接口上設(shè)有一組電源線的中繼端子，并且對上述投光部及受光部各設(shè)有一組上述電源線的中繼線，使從上述信號處理裝置中繼的電源線分支并連接到投光部側(cè)及受光部側(cè)的各中繼線上。
8.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)式傳感器用的分支連接器，其中，在與上述信號處理裝置的連接器對應(yīng)的連接口上設(shè)有兩組電源線的中繼端子，并且對上述投光部及受光部各設(shè)有一組上述電源線的中繼線，使從上述信號處理裝置中繼的兩組電源線按組分開并連接到投光部側(cè)及受光部側(cè)的各中繼線上。
9.一種光學(xué)式傳感器的信號處理裝置，具備連接器，具備用于中繼來自所連接的檢測部的檢測信號的檢測信號端子；計測處理方式輸入部，輸入對要執(zhí)行的計測處理方式的指示；以及控制部，根據(jù)輸入到上述計測處理方式輸入部中的指示來選擇預(yù)先準(zhǔn)備的多個計測處理方式中的一個，取入由上述檢測信號端子中繼的上述檢測信號，對該檢測信號應(yīng)用上述選擇出的計測處理方式來執(zhí)行計測處理。
10.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)式傳感器的信號處理裝置，其中，上述控制部選擇性地執(zhí)行使用位移傳感器型檢測部的一對檢測信號的計測處理方式和使用光量型檢測部的檢測信號的計測處理方式。
11.如權(quán)利要求9或10所述的光學(xué)式傳感器的信號處理裝置，其中，上述計測處理方式輸入部是用于將來自所連接的檢測部的識別數(shù)據(jù)中繼到上述控制部的端子；上述控制部根據(jù)由上述識別數(shù)據(jù)中繼端子中繼的識別數(shù)據(jù)的內(nèi)容或識別數(shù)據(jù)是否已被中繼來選擇執(zhí)行上述計測處理方式中的一個。
全文摘要
一種光學(xué)式傳感器裝置、光學(xué)式傳感器的信號處理裝置以及光學(xué)式傳感器用的分支連接器，能夠用1個信號處理裝置來支持各種應(yīng)用。連接器(101)對位移傳感器型檢測部中繼電源線、驅(qū)動脈沖信號(P)、一對檢測信號(A、A+B)、讀出信號(i)、識別數(shù)據(jù)(j)，但是也可以經(jīng)分支連接器連接到透射光量型傳感器的投光部及受光部上。位移傳感器型檢測部包含保持識別數(shù)據(jù)(j)的ROM，CPU(15)在通過發(fā)送讀出信號(i)而從檢測部發(fā)送來識別數(shù)據(jù)(j)時，用一對檢測信號(A、A+B)來執(zhí)行計測處理。另一方面，在未發(fā)送來識別數(shù)據(jù)(j)的情況下，只用一個檢測信號來執(zhí)行透射型傳感器用的計測處理。
文檔編號G02B7/28GK1392390SQ02123310
公開日2003年1月22日 申請日期2002年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2001年6月19日
發(fā)明者井上佑一, 富田公平, 井上宏之 申請人:歐姆龍株式會社