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公開番号2025106521
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-15
出願番号2025065935,2023216339
出願日2025-04-11,2020-04-10
発明の名称変位スイッチ
出願人株式会社キーエンス
代理人個人
主分類H01H 35/00 20060101AFI20250708BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】しきい値を自動設定するチューニングモードにおいて、安定した運用が可能なしきい値の設定が可能な状態であることをユーザに直感的に認識又は確認させる。
【解決手段】検出対象の変位としきい値とを横並びに表示する。距離モードでは、検出対象の変位をヘッド部2の位置を基準とした符号なしの距離の現在値として表示する。高さモードでは、検出対象の変位をあらかじめ設定した基準からヘッド部2に近づくと正となる符号付きの距離の現在値として表示する。
【選択図】図19
特許請求の範囲【請求項１】
ヘッド部と、
前記ヘッド部に配置され、検出領域に向けて測定光を投光する投光部と、
前記ヘッド部に配置され、前記検出領域からの前記測定光を光電変換して、受光信号を生成する受光部と、
前記受光部により生成された前記受光信号に基づいて検出対象の変位を測定する測定部と、
しきい値と前記測定部が測定した前記検出対象の変位との比較に基づいて判定信号を生成する判定部と、
前記測定部が測定した検出対象の変位と前記しきい値とを横並びに表示する表示画面を生成するとともに、距離モードにおいて、前記測定部が測定した検出対象の変位を前記ヘッド部の位置を基準とした符号なしの距離の現在値として表示する表示画面を生成し、高さモードにおいて、前記測定部が測定した検出対象の変位をあらかじめ設定した基準から前記ヘッド部に近づくと正となる符号付きの距離の現在値として表示する表示画面を生成する表示生成部と、
前記表示画面生成部が生成した表示画面を表示する細長のドットマトリクスディスプレイと、を備えることを特徴とする変位センサ。
続きを表示（約 1,800 文字）【請求項２】
前記表示生成部は、さらに、前記距離モードと前記高さモードとに対応して、前記測定部が測定した検出対象の変位と前記ヘッド部と対応関係を視覚的に示すためのヘッド部キャラクタを前記ドットマトリクスディスプレイの長手方向の端に表示する表示画面を更に生成する、請求項１に記載の変位センサ。
【請求項３】
前記表示生成部は、前記距離モードと前記高さモードとに対応して、前記ドットマトリクスディスプレイの長手方向の端に配置される前記ヘッド部キャラクタと、前記距離の現在値の０基準と、前記ドットマトリクスディスプレイの長手方向に沿って示す前記距離の現在値の増加方向とを表示する表示画面を更に生成する、請求項１に記載の変位センサ。
【請求項４】
前記表示生成部は、前記距離モードと前記高さモードとにおいて、前記距離の現在値を前記ドットマトリクスディスプレイの長手方向の一端側に配置される単位とともに表示し、前記ドットマトリクスディスプレイの長手方向の他端側にしきい値を表示する表示画面を更に生成する、請求項１に記載の変位センサ。
【請求項５】
前記ドットマトリクスディスプレイは、バー表示に切り替え可能であり、
前記表示生成部は、バー表示に切り替えると、前記距離の現在値を前記ドットマトリクスディスプレイの長手方向に沿って伸びるバーとして表示し、前記距離モードと前記高さモードとに対応して、当該バーと対応する位置にヘッド部キャラクタを表示するバー表示モードの表示画面を生成する、請求項１に記載の変位センサ。
【請求項６】
前記バー表示モードの表示画面では、前記バーとともに当該バーに対応する位置に前記しきい値を示すしきい値キャラクタを表示し、表示される当該しきい値キャラクタが当該しきい値の設定変更に追従して前記ドットマトリクスディスプレイの長手方向に沿って移動する、請求項５に記載の変位センサ。
【請求項７】
前記バー表示モードの表示画面では、前記バーとともに当該バーに対応する位置に前記しきい値を示すしきい値キャラクタと、距離の最大値を示すラインとを表示する、請求項５に記載の変位センサ。
【請求項８】
前記変位センサは、三角測距センサであり、
前記受光部は、複数画素を有し、前記受光信号として各画素での受光量を示す受光波形を生成し、
前記測定部は、前記受光部により生成された前記受光波形のピークに基づいて検出対象の変位を測定し、
前記表示生成部は、前記受光波形のピーク位置を表示する際に、前記ドットマトリクスディスプレイの長手方向の対応する位置に前記受光波形のピーク位置を表示し、前記受光波形のピーク位置が複数の場合は前記ドットマトリクスディスプレイの長手方向の対応する位置に各ピーク位置を表示し、前記ドットマトリクスディスプレイの長手方向の端にヘッド部キャラクタを表示するピーク位置表示モードの表示画面を生成する、請求項１に記載の変位センサ。
【請求項９】
前記表示生成部は、前記ピーク位置とともに当該ピーク位置に対応する位置に前記しきい値を示すしきい値キャラクタを表示し、表示される当該しきい値キャラクタが当該しきい値の設定変更に追従して前記ドットマトリクスディスプレイの長手方向に沿って移動する表示画面を生成する、請求項８に記載の変位センサ。
【請求項１０】
前記ドットマトリクスディスプレイは、バー表示モードに切り替え可能であり、
前記表示生成部は、バー表示モードに切り替えると、前記距離の現在値を前記ドットマトリクスディスプレイの長手方向に沿って伸びるバーとして表示し、前記距離モードと前記高さモードとに対応して、当該バーと対応する位置にヘッド部キャラクタを表示し、前記ドットマトリクスディスプレイの長手方向の端には、距離モードにおいて、前記測定部が測定した検出対象の変位を前記ヘッド部の位置を基準とした符号なしの距離の現在値として表示し、高さモードにおいて、前記測定部が測定した検出対象の変位をあらかじめ設定した基準から前記ヘッド部に近づくと正となる符号付きの距離の現在値として表示する表示画面を生成する、請求項１に記載の変位センサ。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、変位を検出してＯＮ/ＯＦＦ信号を出力する変位スイッチに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
変位スイッチは、光電変換を行うイメージセンサを含むタイプと、イメージセンサを含まないタイプの２種類があり、様々な用途に対応して使い分けられている。変位スイッチには、具体的には、近接スイッチ、接触式スイッチ、超音波式スイッチなどの他に、三角測距式センサ、ＴＯＦ（Time Of Flight）、光電スイッチなどが含まれる。これらは、検出対象物の高さ、検出対象物の表面の凹凸、検出対象物の有無などの検出に適用される。
【０００３】
特許文献１は、７セグメント表示部を備えた光電スイッチを開示している。光電スイッチは、７セグメント表示部に隣接して複数の操作ボタンを有し、ユーザが複数の操作ボタンを使い分ける又は各操作ボタンを短押し、長押しすることにより、しきい値、現在値、ピークホールド値などの表示を切り替えることができる。
【０００４】
この光電スイッチは、しきい値の自動設定に関する機能として、２点チューニングモードとフルオートチューニングモードなどを有している。２点チューニングモードでは、ユーザが第１回目の操作ボタンを操作した時点での第１検出値と、第２回目の操作ボタンを操作した時点での第２検出値とが取り込まれる。そして、第１検出値と第２検出値との間の例えば中間の値がしきい値として設定され、この自動設定されたしきい値が７セグメント表示部に数値表示される。
【０００５】
フルオートチューニングモードは、例えば複数の検出対象物が搬送ラインを走行する状態でしきい値を自動設定するのに用いられる。すなわち、フルオートチューニングモードでは、複数の検出値を取り込み、この複数の検出値の分布の中で最大値（ピーク値）と最小値（ボトム値）との間の例えば中間の値がしきい値として自動設定される。そして、このしきい値が７セグメント表示部に数値表示される。
【０００６】
特許文献２は、表示部としてドットマトリックス方式のディスプレイを採用した光電スイッチを開示している。ドットマトリックス方式のディスプレイの典型的としてカラー液晶ディスプレイを開示し、変形例として有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ）を挙げている。
【０００７】
特許文献３は、複数のスイッチ本体をＤＩＮレールに固定する形式の光電スイッチを開示している。「ＤＩＮ」とはドイツ規格協会の略称である。ＤＩＮレールは、周囲が開放した露出した場所に固定的に配置され、そして、ＤＩＮレールに数多くのスイッチ本体が隣り合わせで固定される。このことから、この種の光電スイッチは「連設型光電スイッチ」と呼ばれている。ＤＩＮレールを設置するのに都合の良い場所にスイッチ本体が設置されることからＤＩＮレールに固定したスイッチ本体は、検出部を構成するヘッド部から距離的に離れて配置される。
【０００８】
連設型光電スイッチにおいて、スイッチ本体には７セグメント表示部又はドットマトリックス表示部が配置されている。この表示部には現在値及び／又はしきい値などが表示される。このスイッチ本体の表示を確認したいときには、ユーザはヘッド部から比較的離れた位置のＤＩＮレールに固定されているスイッチ本体にアクセスする必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２０１３－１２７９４３号公報
特開２０１５－８１８７０号公報
特開２０１９－６１８８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
変位スイッチは、上述したように、検出対象物(ワーク)の高さ、ワークの表面の凹凸、ワークの有無など「段差」の検出に用いられる。例えば薄いシートの「有る」／「無し」を検出する場合、この薄いシートが変位スイッチの検出能力の限界を越えた薄さであったときには、安定した運用が可能なしきい値を自動設定することが事実上困難であるにも関わらずしきい値が自動設定され、そして、表示される。ユーザは、表示部にしきい値が表示されたのを見て、この自動設定されたしきい値の下で安定した運用が可能であると信じて実際に運用してしまう。
（【００１１】以降は省略されています）

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