DE102007058505B4 - Optischer Abstandssensor und optische Abstandsmesseinrichtung - Google Patents

Optischer Abstandssensor und optische Abstandsmesseinrichtung Download PDF

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Abstract

Optischer Abstandssensor, der umfasst:eine Lichtprojektionseinheit (101) zum Richten projizierten Lichts auf ein zu detektierendes Objekt (120);eine Lichtempfangseinheit (104), die zwei oder mehr Lichtempfangseinrichtungen aufweist, die in einer linearen Gestalt zum Empfangen von Licht, das von dem zu detektierenden Objekt reflektiert wird, außerhalb des projizierten Lichts und zum Ausgeben von Signalen, die der empfangenen Lichtmenge entsprechen, angeordnet sind;ein Detektionsmittel (31) eines empfangenen Lichtpunkts zum Detektieren eines oder mehrerer empfangener Lichtpunkte auf der Lichtempfangseinheit (104) auf der Basis der Ausgaben der jeweiligen Lichtempfangseinrichtungen;ein Punktanzahl-Bestimmungsmittel (32) zum Bestimmen, ob die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins oder größer als eins ist, auf der Basis des einen oder mehreren empfangenen Lichtpunkte, die durch das Detektionsmittel (31) eines empfangenen Lichtpunkts empfangen wurden;ein Punktpositions-Bestimmungsmittel (33) zum Bestimmen einer 1-dimensionalen Position des empfangenen Lichtpunkts auf der Basis des einen von dem Detektionsmittel (31) eines empfangenen Lichtpunkts empfangenen Lichtpunkts; undein Objekt-Detektionsmittel zum Bestimmen der Anwesenheit oder Abwesenheit des zu detektierenden Objekts auf der Basis wenigstens der Zahl der empfangenen Lichtpunkte und der 1-dimensionalen Position des empfangenen Lichtpunkts und zum Ausgeben eines Detektionssignals, das entweder die Anwesenheit oder Abwesenheit des zu detektierenden Objekts, welche basierend auf der Basis wenigstens der Anzahl der einen oder der mehreren Lichtpunkte bestimmt wurde, oder die 1-dimensionale Position des empfangenen Lichtpunkts bezeichnet,wobei das Objekt-Detektionsmittel bestimmt, dass das zu detektierende Objekt anwesend ist, wenn wenigstens entweder das Punktanzahl-Bestimmungsmittel (32) bestimmt, dass die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eine Anzahl ist, die sich von eins unterscheidet, oder die 1-dimensionale Position des empfangenen Lichtpunkts außerhalb eines vorher festgelegten Bereichs fällt, undwobei das Objekt-Detektionsmittel bestimmt, dass das zu detektierende Objekt abwesend ist, wenn wenigstens sowohl das Punktanzahl-Bestimmungsmittel (32) bestimmt, dass die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins ist, und die 1-dimensionale Position des empfangenen Lichtpunkts innerhalb eines vorher festgelegten Bereichs fällt.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Abstandssensor und eine optische Abstandsmesseinrichtung und betrifft spezieller einen optischen Abstandssensor und eine optische Abstandsmesseinrichtung, die ein zu detektierendes Objekt auf der Basis der Ausgaben einer Vielzahl von Lichtempfangseinrichtungen zum Empfangen von Licht detektieren, das von dem zu detektierenden Objekt reflektiert wird, wenn projiziertes Licht auf das zu detektierende Objekt gerichtet ist.
  • Beschreibung des Stands der Technik
  • Als Sensoren zum Detektieren der Anwesenheit oder Abwesenheit eines zu detektierenden Objekts durch Richten von Licht auf das zu detektierende Objekt waren fotoelektrische Sensoren und optischen Abstandssensoren bekannt. Solche fotoelektrische Sensoren sind Sensoren, welche die Anwesenheit oder Abwesenheit eines zu detektierenden Objekts auf der Basis bestimmen, ob oder ob nicht eine Lichtempfangseinrichtung projiziertes Licht, das von einer Lichtprojektion ausgestrahlt wird, empfängt. Optische Abstandssensoren sind Sensoren, die den Abstandsbetrag eines zu detektierenden Objekts auf der Basis von Licht berechnen, das von dem zu detektierenden Objekt reflektiert wird, wenn projiziertes Licht auf das zu detektierende Objekt gerichtet ist, und die Anwesenheit oder Abwesenheit des zu detektierenden Objekts auf der Basis des berechneten Abstandsbetrags bestimmen.
  • Solche optische Abstandssensoren sind im Stande, die Anwesenheit oder Abwesenheit von Objekten ohne durch Farben und Materialien des Objekts beeinflusst zu werden, zu bestimmen, verglichen mit fotoelektrischen Sensoren, die eine Bestimmung einfach auf der Basis der empfangenen Lichtmenge durchführen, da die Menge des empfangenen Lichts, das von der Lichtempfangseinrichtung detektiert wird, in Abhängigkeit der Farben und der Materialien, der zu detektierenden Objekte variiert. Ferner bestimmt ein Abstandssensor, der eine Lichtempfangseinrichtung enthält, die aus einer Vielzahl von Lichtempfangseinrichtungen gebildet ist, die in einer linearen Gestalt zum Empfangen von Licht, das von einem zu detektierenden Objekt reflektiert wird, angeordnet sind, eine 1-dimensionale Position des empfangenen Lichtpunkts auf der Lichtempfangseinrichtung, auf der Basis der empfangenen Lichtmenge, die von den jeweiligen Lichtempfangseinrichtungen empfangen wird (beispielsweise Patentliteratur 1, JP 2006 - 38 571 A ). Beispielsweise wird die Verteilung der Lichtmenge, die von den Lichtempfangseinrichtungen erhalten wird, in der Richtung der Anordnung der jeweiligen Lichtempfangseinrichtungen, erhalten, und die Position des Peaks der Lichtmengenverteilung wird als Position des empfangenen Lichtpunkts bestimmt, der Abstandsbetrag des zu detektierenden Objekts wird auf der Basis der Bestimmung der Position des empfangenen Lichtpunkts berechnet, der auf eine solche Weise erhalten wird.
  • Ein optischer Abstandssensor, wie er oben beschrieben ist, bestimmt die Position eines empfangenen Lichtpunkts auf der Basis der Verteilung der Lichtmenge, die von einer Vielzahl von Lichtempfangseinrichtungen erhalten wird, was den Fehler verringern kann, der von den Bedingungen der Oberfläche des zu detektierenden Objekts verursacht wird, verglichen mit Sensoren, die PSDs (position sensitive devices) zum Detektieren der Position des Schwerpunkts der empfangenen Lichtmenge verwenden. Wenn beispielsweise das zu detektierende Objekt eine Spiegeloberfläche aufweist und der Sensor selbst von der Objektoberfläche reflektiert wird, oder wenn das Objekt eine hoch glänzende Oberfläche aufweist und das projizierte Licht von der Objektoberfläche irregulär reflektiert wird, wodurch die Verteilung der Lichtmenge verfälscht wird und die Position des Schwerpunkts der empfangenen Lichtmenge verschiebt, ist der vorgenannte optische Abstandssensor im Stande die Anwesenheit oder Abwesenheit korrekt zu detektieren.
  • 18 ist eine Ansicht, welche den Aufbau eines herkömmlichen optischen Abstandssensor 100 darstellt, die schematisch einen Zustand darstellt, bei dem projiziertes Licht, das von einer Lichtprojektionseinheit 101 ausgestrahlt wird, von einer Lichtempfangseinheit 104 empfangen wird. Der optische Abstandssensor 100 wird von einer Lichtprojektionseinheit 101 und der Lichtempfangseinheit 104 gebildet, die von einer Lichtempfangslinse 102 und einer Lichtempfangseinrichtung 103 gebildet wird. Die Lichtempfangseinheit 103 ist eine Bildaufnahmeeinrichtung, die eine Vielzahl von Lichtempfangseinrichtungen enthält, die in zum Empfangen des reflektierten Lichts von dem Gegenstand 120 einer linearen Gestalt angeordnet sind, und die jeweiligen Lichtempfangseinrichtungen geben Signale aus, die der empfangenen Lichtmenge entsprechen. Das Licht, das von der Lichtprojektionseinheit 101 ausgestrahlt wird und zum Gegenstand 120 gerichtet ist, wird von dem Gegenstand 120 reflektiert und an einer Position auf der Lichtempfangseinrichtung 103 gebündelt, die in Abhängigkeit von der Höhe des Einstrahlungspunkts auf dem Gegenstand 120, d. h. der Position des Einstrahlungspunkts in der Richtung der optischen Achse des projizierten Lichts, variiert wird. Der Abstandssensor 100 bestimmt eine 1-dimensionale Position des empfangenen Lichtpunkts auf die vorgenannte Lichtempfangseinheit 103 auf der Basis der Ausgaben der jeweiligen Lichtempfangseinrichtungen und berechnet den Abstandsbetrag des Gegenstands 120 auf der Basis des Resultats der Bestimmung.
  • 19 ist eine Ansicht, die Lichtmengen darstellt, die von den jeweiligen Lichtempfangseinrichtungen in dem optischen Abstandssensor 100 empfangen werden, welche die Position auf der Lichtempfangseinheit 103 der horizontalen Achse zuordnet, während die empfangene Lichtmenge der vertikalen Achse zugeordnet ist. Die Kurve 131 ist eine Kurve, die eine Verteilung der empfangenen Lichtmenge kennzeichnet, die erhalten wird, wenn das projizierte Licht von dem Arbeitstisch 110 reflektiert wird, die eine hügelförmige Verteilung kennzeichnet, die eine maximal empfangene Lichtmenge an einer Position a1 aufweist. Die Kurve 132 ist eine Kurve, die ein Verteilung der empfangenen Lichtmenge kennzeichnet, die erhalten wird, wenn das projizierte Licht von einem Gegenstand 120 reflektiert wird, die ein Verteilung kennzeichnet, die eine Position aufweist, bei der die empfangene Lichtmenge maximal ist (Position a2), die von der der Kurve 131 nach links verschoben ist. Die Streuung der hügelförmigen Verteilung kennzeichnet die Größe des empfangenen Lichtpunkts und die Peak-Position bzw. das Maximum kennzeichnet die Position des empfangenen Lichtpunkts. Der Arbeitsablauf zum Detektieren der Anwesenheit oder Abwesenheit des Gegenstands 120 ist wie folgt. Zunächst werden eine Peak-Position a2, die erhalten wird, wenn der Gegenstand 120 auf dem Arbeitstisch 110 vorhanden ist, und eine Peak-Position a1, die erhalten wird, wenn der Gegenstand 120 auf dem Arbeitstisch 110 nicht vorhanden ist, bestimmt, und ein Schwellwert a3 wird zwischen diesen Peak-Positionen definiert. Anschließend wird im eigentlichen Betrieb eine Peak-Position, die auf der Basis der Verteilung der empfangenen Lichtmenge, d. h. der Position des empfangen Lichtpunkts, bestimmt wird, mit dem Schwellwert a3 verglichen, und auf der Basis des Resultats des Vergleichs wird die Bestimmung der Anwesenheit oder der Abwesenheit des Gegenstands 120 durchgeführt.
  • 20 ist eine Ansicht, die den optischen Abstandssensor 100, der in einer Herstellungsstrecke angeordnet ist, darstellt. Der Abstandssensor 100 wird zum Detektieren der Anwesenheit oder Abwesenheit von Gegenständen 120, die in der Richtung der Strecke entlang des Arbeitstischs 110 übertragen werden, verwendet. Wenn in diesem Fall ein Gegenstand 120 an einer Position unterhalb des Abstandssensors 100 vorhanden ist, auf den das projizierte Licht gerichtet ist, unterscheidet sich die Peak-Position in der Verteilung der empfangenen Lichtmenge von der Peak-Position, wenn kein Gegenstand 120 darauf vorhanden ist. Der Abstandssensor 100 detektiert die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gegenstands 120 unter Ausnutzung der Tatsache, dass die Peak-Position in der Verteilung der empfangenen Lichtmenge, d. h. der Abstandsbetrag des Gegenstands 120, in Abhängigkeit davon ob oder ob nicht der Gegenstand 120 vorhanden ist variiert.
  • 21 ist ein Zeitablaufdiagramm, das Abläufe des optischen Abstandssensors 100 zur Detektion von Gegenständen darstellt, das detektierte Werte von Abstandsbeträgen und Sensorausgaben, die für die Anwesenheit oder Abwesenheit von Gegenständen 120 kennzeichnend sind, darstellt. Der detektierte Wert des Abstandsbetrags ist der Abstand zum Einstrahlungspunkt in der Richtung der optischen Achse des projizierten Lichts und wird auf der Basis der Peak-Position in der Verteilung der empfangenen Lichtmenge berechnet. Der detektierte Wert des Abstandsbetrags (der Abstand b2), der erfasst, wenn ein Gegenstand 120 vorhanden ist, ist kleiner als der detektierte Wert (der Abstand b1), wenn kein Gegenstand 120 vorhanden ist. Der Schwellwert b3 ist ein Schwellwert zur Verwendung beim Bestimmen der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gegenstands 120 und entspricht dem Schwellwert a3 betreffend die Position des empfangenen Lichtpunkts (b2 < b3 < b1). Wenn der detektierte Wert des Abstandsbetrags unter den Schwellwert b3 abfällt, wird die Sensorausgabe eingeschaltet und deren Spannungsniveau wird von einem niedrigen Niveau in ein höheres Niveau umgeschaltet. Ferner, wenn der detektierte Wert des Abstandsbetrags über den Schwellwert b3 erhöht wird, wird die Sensorausgabe abgeschaltet und deren Spannungsniveau wird von dem oberen Niveau in das untere Niveau umgeschaltet. Der Abstandssensor 100 bestimmt die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gegenstands 120 mittels Durchführen eines Vergleichs zwischen der Position des empfangenen Lichtpunkts, d. h. dem Abstandsbetrag des Gegenstands 120, und dem Schwellwert, wie es oben beschrieben ist.
  • Die US 6 166 810 A beschreibt eine Abstandsmesseinrichtung aus dem Stand der Technik. Die DE 10 2004 003 386 A1 , DE 197 21 105 C2 und DE 199 11 419 A1 sind weiterer Stand der Technik.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Wenn Gegenstände, die eine hohe Reflektivität aufweisen oder hoch glänzend sind, detektiert werden, treten Fälle auf, bei denen das projizierte Licht aufgrund des Flatterns oder der Oberflächengestalten der Gegenstände irregulär reflektiert wird, wodurch die Verteilung der empfangenen Lichtmenge verfälscht wird. In diesem Fall war es unmöglich, die Position des empfangenen Lichtpunkts zu messen, oder die Position des empfangenen Lichtpunkts wurde in vielen Fällen falsch bestimmt, selbst wenn sie bestimmt werden kann. Das hat das Problem der Verschlechterung der Genauigkeit der Detektion der Anwesenheit oder Abwesenheit von Gegenständen hervorgerufen.
  • 22 ist eine Ansicht, die einen optischen Abstandssensor 100 zum Detektieren eines Gegenstands 121, der hoch glänzend ist, der auf einem Arbeitstisch 110 angeordnet ist, darstellt. Der Gegenstand 121 ist ein zu detektierendes Objekt, das eine hoch glänzende Oberfläche oder eine kompliziert gestaltete Oberfläche aufweist. Projiziertes Licht wird von einer Lichtprojektionseinheit 101 ausgestrahlt und irregulär von dem Gegenstand 121 reflektiert. Spezieller werden reflektiertes Licht 141, das aus der Reflexion des projizierten Lichts an dem Einstrahlungspunkt auf der Oberfläche 121 resultiert, und reflektiertes Licht 142, das aus einer erneuten Reflexion an einem Punkt auf dem Gegenstand 121, der von dem Einstrahlungspunkt versetzt ist, resultiert, von einer Lichtempfangseinheit 104 empfangen. In diesem Fall wird die Verteilung der empfangenen Lichtmenge aufgrund des Einflusses der Mehrfachreflexion des projizierten Lichts stark verfälscht.
  • 23 ist eine Ansicht, die Lichtmengen darstellt, die von den jeweiligen Lichtempfangseinrichtungen in dem optischen Abstandssensor 100 empfangen werden, die ein Kurve 143 darstellt, die eine Verteilung der empfangenen Lichtmenge kennzeichnet. Die Kurve 143 weist zwei Punkte auf, an denen die empfangene Lichtmenge maximal ist, wodurch Peak-Positionen bzw. Maxima a11 und a12 ausgebildet werden. Wenn die Verteilung der empfangenen Lichtmenge stark verfälscht ist, wie es oben beschrieben ist, wird es unmöglich, die Position des empfangenen Lichtpunkts korrekt zu identifizieren. Im Besonderen wird das projizierte Licht irregulär von dem Gegenstand 121 reflektiert, wodurch es schwierig ist, die Position des empfangenen Lichtpunkts aus den Beträgen der empfangenen Lichtmenge an den Maximalpunkten und die Lagebeziehung zwischen den jeweiligen Maximalpunkten zu identifizieren. Folglich ruft der herkömmliche optische Abstandssensor 100 das Problem der Verschlechterung der Genauigkeit der Detektion von Gegenständen hervor.
  • Hinsichtlich der oben genannten Umstände besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen optischen Abstandssensor und eine optische Abstandsmesseinrichtung bereitzustellen, die im Stande sind, die Detektionsgenauigkeit beim Detektieren der Anwesenheit oder Abwesenheit von zu detektierenden Objekten zu verbessern. Im Besonderen zielt die vorliegende Erfindung darauf ab, einen optischen Abstandssensor bereitzustellen, der im Stande ist, die Anwesenheit oder Abwesenheit von Objekten korrekt zu detektieren, selbst wenn die zu detektierenden Objekte eine hohe Reflektivität aufweisen oder hochglänzend sind. Ferner zielt die vorliegenden Erfindung darauf ab, einen optischen Abstandssensor bereitzustellen, der im Stande ist, die Anwesenheit von Verfälschungen in der Verteilung der empfangenen Lichtmenge, die von einer Vielzahl von Lichtempfangseinrichtungen, die in einer geraden Gestalt angeordnet sind, erhalten wird, zu detektieren.
  • Die Erfindung wird durch die unabhängigen Ansprüche definiert.
  • Ein optischer Abstandssensor gemäß einer ersten vorliegenden Erfindung enthält eine Lichtprojektionseinheit zum Richten projizierten Lichts auf ein zu detektierendes Objekt; eine Lichtempfangseinheit, die zwei oder mehr Lichtempfangseinrichtungen enthält, die in einer linearen Gestalt zum Empfangen von Licht, das von dem zu detektierenden Objekt reflektiert wird, außerhalb des vorgenannten projizierten Lichts, und Ausgeben von Signalen entsprechend der empfangenen Lichtmenge angeordnet sind; ein Detektionsmittel eines empfangenen Lichtpunkts zum Detektieren eines empfangenen Lichtpunkts auf der Lichtempfangseinheit auf der Basis der Ausgaben der jeweiligen Lichtempfangseinrichtungen; ein Punktanzahl-Bestimmungsmittel zum Bestimmen der Anzahl der empfangenen Lichtpunkte auf der Basis des Resultats der Detektion von dem Detektionsmittel eines empfangenen Lichtpunkts; und ein Objekt-Detektionsmittel zum Bestimmen der Anwesenheit oder Abwesenheit des zu bestimmenden Objekts auf der Basis des Resultats der Bestimmung von dem Punktanzahl-Bestimmungsmittel und Ausgeben von Detektionssignalen, die für das Resultat der Bestimmung kennzeichnend sind.
  • Der optische Abstandssensor detektiert einen empfangenen Lichtpunkt auf der Lichtempfangseinheit auf der Basis der Ausgaben der jeweiligen Lichtempfangseinrichtungen und bestimmt die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte auf der Basis des Resultats der Detektion. Ferner bestimmt der optische Abstandssensor die Anwesenheit oder Abwesenheit eines zu detektierenden Objekts auf der Basis des Resultats der Bestimmung der Anzahl von Punkten und gibt die Detektionssignale aus, die für das Resultat der Bestimmung kennzeichnend sind. Mit diesem Aufbau ist es möglich, die Anwesenheit oder Abwesenheit eines zu detektierenden Objekts zu bestimmen und Detektionssignale auf der Basis der Anzahl der detektierten empfangenen Lichtpunkte auszugeben, wodurch die Anwesenheit oder Abwesenheit des zu detektierenden Objekts korrekt detektiert wird, selbst wenn das zu detektierende Objekt eine hohe Reflektivität aufweist oder hochglänzend ist.
  • Ein optischer Abstandssensor gemäß einer zweiten vorliegenden Erfindung enthält zusätzlich zum vorgenannten Aufbau ein Punktpositions-Bestimmungsmittel zum Bestimmen einer 1-dimensionalen Position des vorgenannten empfangenen Lichtpunkts auf der Basis des Resultats der Bestimmung von dem vorgenannten Detektionsmittel eines empfangenen Lichtpunkts, wobei das vorgenannte Objekt-Detektionsmittel die Anwesenheit oder Abwesenheit eines zu detektierenden Objekts auf der Basis des Resultats der Bestimmung von dem Punktpositions-Bestimmungsmittel bestimmt, wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins ist. Mit diesem Aufbau ist es möglich, die Anwesenheit oder Abwesenheit des zu detektierenden Objekts auf der Basis der Anzahl der empfangenen Lichtpunkte und die 1-dimensionale Position davon zu bestimmen, wodurch die Detektionsgenauigkeit beim Detektieren der Anwesenheit oder Abwesenheit des Objekts weiter verbessert wird.
  • Ein optischer Abstandssensor gemäß einer dritten vorliegenden Ausführungsform ist zusätzlich zum vorgenannten Aufbau so aufgebaut, dass wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins ist und die 1-dimensionale Position des empfangenen Lichtpunkts in einen vorbestimmten Bereich fällt, das vorgenannte Objekt-Detektionsmittel Detektionssignale ausgibt, die sich von denen in anderen Fällen unterscheiden.
  • Ein optischer Abstandssensor gemäß einer vierten vorliegenden Erfindung ist zusätzlich zum vorgenannten Aufbau so aufgebaut, dass das vorgenannte Punktpositions-Bestimmungsmittel die Breite des empfangenen Lichtpunkts bestimmt und, wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins ist, die 1-dimensionale Position des empfangenen Lichtpunkts in einen vorbestimmten Bereich fällt und die Breite des empfangenen Lichtpunkts in einen vorbestimmten Bereich fällt, das vorgenannte Objekt-Detektionsmittel Detektionssignale ausgibt, die sich von denen in anderen Fällen unterscheiden. Mit diesem Aufbau ist es möglich, Detektionssignale auf der Basis der Anzahl der empfangenen Lichtpunkte und die 1-dimensionalen Positionen und Breiten davon auszugeben, wodurch die Detektionsgenauigkeit beim Detektieren der Anwesenheit oder Abwesenheit des Objekts weiter verbessert wird.
  • Ein optischer Abstandssensor gemäß einer fünften vorliegenden Erfindung enthält zusätzlich zum vorgenannten Aufbau ein Abstandsbetrag-Displaymittel zum Berechnen des Abstandsbetrags des zu detektierenden Objekts auf der Basis des Resultats der Bestimmung des Punktpositions-Bestimmungsmittel und Anzeigen des Resultats der Berechnung und ein Mehrfachreflexions-Displaymittel zum unterscheidbaren Anzeigen der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Mehrfachreflexion, die von dem zu detektierenden Objekt verursacht wird, auf der Basis des Resultats der Bestimmung von dem vorgenannten Punktanzahl-Bestimmungsmittel. Bei diesem Aufbau ist es möglich, die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Mehrfachreflexion, die von dem zu detektierten Objekt verursacht wird, auf der Basis der Anzahl der detektierten empfangenen Lichtpunkte unterscheidbar anzuzeigen, was den Benutzer in die Lage versetzt zu erkennen, ob oder ob nicht die Lichteverteilung, die von der Vielzahl der Lichtempfangseinrichtungen, die in einer linearen Gestalt angeordnet sind, erhalten werden, verfälscht ist. Folglich ist es in Fällen des ständigen Anzeigens des Abstandsbetrags des zu detektierenden Objekts als Messwert möglich, den Benutzer in die Lage zu versetzen zu erkennen, ob eine Mehrfachreflexion auftritt oder nicht.
  • Ein optischer Abstandssensor gemäß einer sechsten vorliegenden Erfindung ist ferner zum vorgenannten Aufbau so aufgebaut, dass wenn die Anzahl der empfangen Lichtpunkte eins ist, das Mehrfachreflexions-Displaymittel eine Anzeige durchführt, die sich von der in den anderen Fällen unterscheidet.
  • Ein optischer Abstandssensor gemäß einer siebten vorliegenden Erfindung ist zusätzlich zum vorgenannten Aufbau so aufgebaut, dass das Punktpositions-Bestimmungsmittel die Breite des empfangenen Lichtpunkts auf der Basis der Ausgaben der jeweiligen Lichtempfangseinrichtungen bestimmt, und wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins ist und die Breite des empfangenen Lichtpunkts in einen vorbestimmten Bereich fällt, das Mehrfachreflexions-Displaymittel eine Anzeige durchführt, die sich von der in anderen Fällen unterscheidet.
  • Eine optische Abstandsmesseinrichtung gemäß einer achten vorliegenden Erfindung enthält eine Lichtprojektionseinheit zum Richten projiziertem Lichts auf ein zu detektierendes Objekt; eine Lichtempfangseinheit, die zwei oder mehr Lichtempfangseinrichtungen enthält, die in einer linearen Gestalt zum Empfangen von Licht, das von dem zu reflektierenden Objekt reflektiert wird, außerhalb des projizierten Lichts, und Ausgeben von Signalen, die der empfangenen Lichtmenge entsprechen, angeordnet sind; ein Detektionsmittel eines empfangenen Lichtpunkts zum Detektieren eines empfangenen Lichtpunkts auf der Lichtempfangseinheit auf der Basis der Ausgaben der jeweiligen Lichtempfangseinrichtungen; ein Punktanzahl-Bestimmungsmittel zum Bestimmen der Anzahl der empfangenen Lichtpunkte auf der Basis des Resultats der Bestimmung des Detektionsmittels des empfangenen Lichtpunkts; ein Punktpositions-Bestimmungsmittel zum Bestimmen einer 1-dimensionalen Position des empfangen Lichtpunkts, bei der die empfangene Lichtmenge maximal ist, auf der Basis des Resultats der Detektion von dem Detektionsmittel eines empfangen Lichtpunkts; ein Objekt-Detektionsmittel zum Bestimmen der Anwesenheit oder Abwesenheit des zu detektierten Objekts auf der Basis des Resultats der Bestimmung von dem Punktanzahl-Bestimmungsmittel und Ausgeben von Detektionssignalen, die für das Resultat der Bestimmung kennzeichnend sind; ein Abstandsbetrag-Berechnungsmittel zum Berechnen des Abstandsbetrags des detektierten Objekts auf der Basis des Resultats der Bestimmung von dem Punktpositions-Bestimmungsmittel; und ein Modusumschaltmittel zum Umschalten auf der Basis eines Benutzerbedienung zwischen einem Sensormodus, in dem die Detektionssignale auf der Basis der Position eines Referenzpunkts, der von einem Benutzer spezifiziert wird, ausgegeben werden und einem Messmodus, in dem das Resultat der Berechnung von dem Abstandsbetrag-Berechnungsmittel auf der Basis eines Schwellwerts ausgegeben wird, der zwischen zwei Referenzpunkten definiert ist, die von dem Benutzer spezifiziert sind.
  • Eine optische Abstandsmesseinrichtung gemäß einer neunten vorliegenden Erfindung ist zusätzlich zum vorgenannten Aufbau so aufgebaut, dass das Punktpositions-Bestimmungsmittel die Breite des empfangenen Lichtpunkts auf der Basis der Ausgaben der jeweiligen Lichtempfangseinrichtungen bestimmt, und das Abstandsbetrag-Berechnungsmittel den Abstandsbetrag berechnet, wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins ist und die Breite des empfangenen Lichtpunkts in einen vorbestimmten Bereich fällt.
  • Eine optische Abstandsmesseinrichtung gemäß einer zehnten vorliegenden Erfindung enthält zusätzlich zum vorgenannten Aufbau ein Abstandsbetrag-Speichermittel zum Speichern des Abstandsbetrags, der von dem Abstandsbetrag-Berechnungsmittel berechnet wird, und ein Abstandsbetrag-Aktualisierungsmittel zum Auswählen entweder des Resultats von der Berechnung des Abstandsbetrag-Berechnungsmittels oder dem Abstandsbetrag, der von dem Abstandsbetrag-Speichermittel gelesen wird, auf der Basis des Resultats der Bestimmung des Punktanzahl-Bestimmungsmittels, und Umschreiben des Inhalts des Abstandsbetrag-Speichermittels, wenn ein Resultat der Detektion eines empfangenen Lichtpunkts neu erhalten wird.
  • Eine optische Abstandsmesseinrichtung gemäß einer elften vorliegenden Erfindung enthält zusätzlich zum vorgenannten Aufbau ein Referenzpunkt-Spezifikationsmittel zum Spezifizieren des (der) Referenzpunkts(-e) auf der Basis eines Benutzervorgangs und ein Referenzspezifikations-Aufhebungsmittel zum ungültig machen bzw. Aufheben des (der) Referenzpunkts(-e), der (die) von dem Referenzpunkt-Spezifikationsmittel spezifiziert wird (werden), wenn zwei oder mehr empfangene Lichtpunkte vorhanden sind.
  • Mit optischen Abstandssensor und der optischen Abstandsmesseinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich die Anwesenheit oder Abwesenheit eines zu detektierten Objekts auf der Basis der Anzahl der detektierten empfangenen Lichtpunkte zu bestimmen, wodurch die Anwesenheit oder Abwesenheit des Objekts korrekt detektiert wird und die Detektionsgenauigkeit beim Detektieren der Anwesenheit oder Abwesenheit des Objekts verbessert wird, selbst wenn das zu detektierende Objekt eine hohe Reflektivität aufweist oder hochglänzend ist. Ferner ist es möglich, die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Mehrfachreflexion, die von dem zu detektierenden Objekt verursacht wird, auf der Basis der Anzahl der detektierten empfangenen Lichtpunkte unterscheidbar anzuzeigen, was den Benutzer in die Lage versetzt zu erkennen, ob oder ob nicht die Verteilung des Lichts, das von der Vielzahl der Lichtempfangseinrichtung, die in einer linearen Gestalt angeordnet sind, erhalten wird, verfälscht ist.
  • Figurenliste
    • 1 ist eine Außenansicht, die einen beispielhaften schematische Aufbau eines optischen Abstandssensors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, die eine optische Abstandsmesseinrichtung 1 zum Detektieren der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gegenstands A1 darstellt;
    • 2 ist eine externe Ansicht eines beispielhaften Aufbaus einer Kopfeinheit 2 in der optischen Abstandsmesseinrichtung 1 von 1;
    • 3 ist eine externe Ansicht eines beispielhaften Aufbaus einer Hauptkörpereinheit 4 in der optischen Abstandsmesseinrichtung 1 von 1, die den Zustand einer Gehäuseseitenoberfläche darstellt;
    • 4 ist ein Blockdiagramm, das eines beispielhaften Aufbaus von Hauptteilen der optischen Abstandsmesseinrichtung 1 von 1 darstellt, das einen beispielhaften funktionalen Aufbau der Hauptkörpereinheit 4 darstellt;
    • 5 ist ein Blockdiagramm, das einen beispielhaften Aufbau eines Messverarbeitungsabschnitts 39 in der Hauptkörpereinheit 4 von 4 darstellt;
    • 6 ist eine Ansicht, die empfangene Lichtmengen von den jeweiligen Lichtempfangseinrichtungen in der optischen Abstandsmesseinrichtung 1 von 1 darstellt, welche die Position auf einer Lichtempfangseinheit 14 der horizontalen Achse zuordnet, während die empfangene Lichtmenge entlang der horizontalen Achse zugeordnet wird;
    • 7 ist ein Flussdiagramm, das beispielhafte Abläufe der optischen Abstandsmesseinrichtung 1 von 1 zum Festlegen eines Referenzpunkts darstellt, das Verarbeitungsarbeitsabläufe zum Spezifizieren eines Referenzpunkts in dem Sensormodus darstellt;
    • 8 ist ein Flussdiagramm, das beispielhafte Abläufe der optischen Abstandsmesseinrichtung 1 von 1 zum Detektieren von Gegenständen darstellt, das Verarbeitungsarbeitsabläufe zum Detektieren von Gegenständen in dem Sensormodus darstellt;
    • 9 ist eine Ansicht, die beispielhafte Abläufe der optischen Abstandsmesseinrichtung 1 von 1 darstellt, die eine Verteilung der empfangenen Lichtmenge darstellt, die erhalten wird, wenn das projizierte Licht auf einen Gegenstand A1 gerichtet ist, der aus einem verpackten Element besteht, das hochglänzend ist;
    • 10 ist eine Ansicht, die beispielhafte Abläufe der optischen Abstandseinrichtung 1 von 1 darstellt, die abläuft zum Detektieren eines Gegenstands A11 darstellt, das aus einem verpackten Element besteht, das eine hohe Transparenz aufweist;
    • 11 ist eine Ansicht, die andere beispielhafte Abläufe der optischen Abstandsmesseinrichtung 1 von 1 darstellt;
    • 12 ist eine Ansicht, die andere beispielhafte Abläufe der optischen Abstandsmesseinrichtung 1 von 1 darstellt, die Fälle darstellt, bei denen ein Metall verarbeiteter Artikel ein zu detektierendes Objekt ist und dessen Vorder- und Rückseiten detektiert werden;
    • 13 ist eine Ansicht, die andere beispielhafte Abläufe der optischen Abstandsmesseinrichtung 1 von 1 darstellt, die einen Fall darstellt, bei dem ein Metall verarbeiteter Artikel ein zu detektierendes Objekt ist und eine Bestimmung der Anwesenheit oder Abwesenheit davon durchgeführt wird;
    • 14 ist eine Ansicht, die andere beispielhafte Abläufe der optischen Abstandsmesseinrichtung 1 von 1 darstellt, die einen Fall darstellt, bei dem das Resultat der Detektion eines Gegenstands A16 zum Positionieren des Gegenstands A16 ausgenutzt wird;
    • 15 ist eine perspektivische Ansicht, die einen beispielhaften Ablauf der optischen Abstandsmesseinrichtung 1 von 1 darstellt, die einen Zustand darstellt, bei dem die Höhe eines Gegenstands A1, der seine Position ändert, in einem Messmodus bestimmt wird;
    • 16 ist ein Übergangsdiagramm, das beispielhafte Abläufe der optischen Abstandsmesseinrichtung 1 von 1 darstellt, das Verteilungen der empfangenen Lichtmenge darstellt, die erhalten wird, wenn das projizierte Licht L1 auf einen Gegenstand A1 gerichtet ist, der sich in der Richtung der Strecke bewegt;
    • 17 ist ein Zeitablaufdiagramm, das einen beispielhaften Messablauf der optischen Abstandsmesseinrichtung 1 von 1 darstellt, das die Messwertausgaben darstellt, die erhalten werden, wenn ein Gegenstand A1, der sich in der Richtung der Strecke bewegt, gemessen wird;
    • 18 ist eine Ansicht, welche den Aufbau eines herkömmlichen optischen Abstandssensors 100 darstellt, die schematisch einen Zustand darstellt, bei dem projiziertes Licht, das von einer Lichtprojektionseinheit 101 ausgestrahlt wird, empfangen wird;
    • 19 ist eine Ansicht, die empfangene Lichtmengen von den jeweiligen Lichtempfangseinrichtungen in dem optischen Abstandssensor 100 darstellt, wobei die Position auf einer Lichtempfangseinheit 103 der horizontalen Achse zugeordnet ist, während die empfangenen Lichtmengen der vertikalen Achse zugeordnet sind;
    • 20 ist eine Ansicht, die den optischen Abstandssensor 100, der in einer Herstellungsstrecke angeordnet ist, darstellt;
    • 21 ist ein Zeitablaufdiagramm, das Abläufe des optischen Abstandssensors 100 zum Detektieren von Gegenständen darstellt, das den Abstand zu einem Gegenstand 120 und die Sensorausgabe darstellt;
    • 22 ist eine Ansicht, die einen optischen Abstandssensor 100 zum Detektieren eines Gegenstands 121 darstellt, der hochglänzend ist, der auf einem Arbeitstisch 110 angeordnet ist; und
    • 23 ist eine Ansicht, die empfangene Lichtmengen von den jeweiligen Lichtempfangseinrichtungen in dem optischen Abstandssensor 100 darstellt, die eine Kurve 143 darstellt, die eine Verteilung der empfangenen Lichtmenge kennzeichnet.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
  • 1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen beispielhaften schematischen Aufbau eines optischen Abstandssensors gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, die als einen beispielhaften optischen Abstandssensor eine optische Abstandsmesseinrichtung 1 zum Detektieren der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gegenstands A1 auf der Basis von reflektierten Licht L2 darstellt, das aus einer Einstrahlung von projiziertem Licht L1 resultiert. Die optische Abstandsmesseinrichtung 1 ist eine Detektionseinrichtung, die von einer Kopfeinheit 2, einem Übertragungskabel 2 und einer Hauptkörpereinheit 4 gebildet wird und den Gegenstand A1, der auf einem Arbeitstisch A2 angeordnet ist, detektiert.
  • Die Kopfeinheit 2 ist eine rechteckförmige parallelepipedförmige Einheit, die eine Lichtprojektionseinrichtung zum Richten projizierten Lichts L1 auf den Gegenstand A1 und eine Lichtempfangseinrichtung zum Empfangen des Lichts L2, das von dem Gegenstand A1 reflektiert wird, außerhalb des projizierten Lichts L1 enthält und die Ausgabe der Lichtprojektionseinrichtung auf der Basis der Ausgabe der Lichtempfangseinrichtung anpasst bzw. einstellt. Die Kopfeinheit 2 ist beispielsweise auf einer Herstellungsstrecke für den Gegenstand A1 angeordnet und strahlt das projizierte Licht L1 direkt in der Abwärtsrichtung aus.
  • Das Übertragungskabel 3 ist ein Kabel zum Zuführen einer elektrischen Spannung zur Kopfeinheit 2 zum Übertragen der Ausgabe der Lichtempfangseinrichtung zur Hauptkörpereinheit 4 und zum Übertragen von Steuersignalen von der Hauptkörpereinheit 4 zur Kopfeinheit 2.
  • Die Hauptkörpereinheit 4 ist eine Einheit, die den empfangenen Lichtpunkt auf der Lichtempfangseinrichtung detektiert und auf der Basis des Resultats der Detektion die Anwesenheit oder Abwesenheit des Gegenstands A1 bestimmt und den Abstandsbetrag davon berechnet. Auf einer Oberfläche des Gehäuses der Hauptkörpereinheit 4 sind verschiedene Arten von Betriebstasten und ein Displayabschnitt zum Anzeigen der Anwesenheit oder Abwesenheit des Gegenstands A1 und der Messresultate angeordnet.
  • Die optische Abstandsmesseinrichtung 1 kann zwischen einem Sensormodus, in dem Detektionssignale, die für die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gegenstands A1 kennzeichnend sind, als Sensorausgaben ausgegeben werden, und einem Messmodus, in dem die Berechnungsresultate der Abstandsbeträge als Messwerte ausgegeben werden, auf der Basis von Benutzerbetätigungen umgeschaltet werden. Ferner wird eine Detektion eines empfangenen Lichtpunkts basierend auf der Ausgabe der Lichtempfangseinheit in vorbestimmten Zeitintervallen durchgeführt, oder wird unter Verwendung von Zeitsignalen, die von einer externen Vorrichtung, wie beispielsweise einem PLC (Programmable Logic Controller), der nicht dargestellt ist, durchgeführt.
  • 2 ist eine Außenansicht, die einen beispielhaften Aufbau der Kopfeinheit 2 in der optischen Abstandsmesseinrichtung 1 von 1 darstellt. Diese Kopfeinheit 2 enthält eine Lichtprojektionseinrichtung 11, eine Lichtprojektionslinse 12, eine Lichtempfangslinse 13 und eine Lichtempfangseinrichtung 14 in einem Gehäuse, und ein Kopfkennzeichner 15, der aus LED-Kennzeichnungslichtern 15a-15c gebildet wird, ist auf einer Seitenoberfläche des Gehäuses angeordnet.
  • Die Lichteprojektionseinrichtung 11 ist eine Lichtquelleneinrichtung zum Erzeugen des projizierten Lichts L1 und wird von einer Lichtausstrahlungseinrichtung, wie beispielsweise einer LD (laser diode) und dergleichen gebildet. Die Lichtprojektionslinse 12 ist ein Kondensor zum Bündeln des projizierten Lichts LI, das von der Lichtprojektionseinrichtung 11 ausgestrahlt wird, und ist an einer Position näher zum Gegenstand A1 als die Lichtprojektionseinrichtung 11 angeordnet. Das projizierte Licht L1, das durch die Lichtprojektionslinse 12 durchgetreten ist, wird durch ein rechteckförmiges Lichtprojektionsfenster 2a, das in der Vorderoberfläche des Gehäuses vorgesehen ist, auf den Gegenstand A1 gerichtet.
  • Die Lichtempfangslinse 13 ist ein Kondensor zum Bündeln des Lichts L2 auf die Lichtempfangseinrichtung 14, das von dem Gegenstand A1 reflektiert wird, wenn das projizierte Licht L1 auf den Gegenstand A1 gerichtet ist, wobei das reflektierte Licht L2 in die Lichtempfangslinse 13 durch ein Lichtempfangsfenster 2b eintritt, das in der Vorderoberfläche des Gehäuses vorgesehen ist. Die Lichtempfangseinrichtung 14 ist eine Bildaufnahmeeinrichtung, die aus einer Vielzahl von Lichtempfangseinrichtungen gebildet ist, die in einer linearen Gestalt zum Empfangen des reflektierten Lichts L2 von dem Gegenstand A1 angeordnet sind, und den jeweiligen Lichtempfangseinrichtungen geben Signale entsprechend der empfangenen Lichtmenge aus. Spezieller wird eine Zeilen CCD (Charge Coupled Device), die aus einer Vielzahl von PDs (photo diodes) gebildet wird, die entlang einer geraden Linie angeordnet sind, als die Lichtempfangseinrichtung 14 verwendet.
  • Das Licht, das von der Lichtprojektionseinrichtung 11 ausgestrahlt wird und auf den Gegenstand A1 gerichtet ist, wird von dem Gegenstand A1 reflektiert und an einer Position auf der Lichtempfangseinrichtung 14 gebündelt, die in Abhängigkeit der Höhe des Einstrahlungspunkts auf den Gegenstand A1, d. h. dem Abstand zum Einstrahlungspunkt von dem Arbeitstisch A2, variiert wird. Ferner ist es möglich, als die Lichtempfangseinrichtung 14 eine Bildaufnahmeeinrichtung zu verwenden, die aus einer Vielzahl von Lichtempfangseinrichtungen gebildet ist, die in einer ebenen Gestalt angeordnet sind, vorausgesetzt, dass die Änderung der Position des empfangenen Lichtpunkts auf der Lichtempfangseinrichtung 14, die von der Änderung der Höhe der Einstrahlungshöhe verursacht wird, damit bestimmt werden kann.
  • Im Allgemeinen wird, wenn das projizierte Licht L1 direkt nach unten gerichtet ist, wenn sich die Höhe des Einstrahlungspunkts verändert, dies den Einfallswinkel des reflektierten Lichts L2 bezüglich der Lichtempfangslinse 13 ändern. In einem solchen Fall ist es durch Anordnen der Lichtempfangslinse 13 und der Lichtempfangseinrichtung 14, so dass sich die Ebene, welche die Hauptoberfläche der Lichtempfangslinse 13 enthält, und die gerade Linie, die für die Richtung der Anordnung der Lichtempfangseinrichtungen in der Lichtempfangseinrichtung 14 kennzeichnend ist, miteinander auf der optischen Achse des projizierten Lichts L1 schneiden, möglich, das reflektierte Licht L2 zu veranlassen, ein Bild auf der Lichtempfangseinrichtung 14 aufgrund des Scheimpflug-Prinzips auszubilden.
  • Das LED-Kennzeichnungslicht 15a ist ein Kennzeichnungslicht, das für den Zustand der Ausgabe der projizierten Lichts L1 kennzeichnend ist und wird von einer LED (Light Emitting Diode) gebildet. Das LED-Kennzeichnungslicht 15a leuchtet beispielsweise während einer Einstrahlung des projizierten Lichts L1 grün, wird aber während einer Nicht-Einstrahlung ausgeschaltet. Das LED-Kennzeichnungslicht 15b ist ein Kennzeichnungslicht, das für einen Zustand der Ausgabe eines Sensors in der Hauptkörpereinheit 4 kennzeichnend ist, und wird beispielsweise ausgeschaltet, wenn die Sensorausgabe sich in einem AN-Zustand befindet, leuchtet aber in einer roten Farbe, wenn sich die Sensorausgabe in einem AUS-Zustand befindet.
  • Das LED-Kennzeichnungslicht 15c ist ein Kennzeichnungslicht, das für die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Mehrfachreflexion auf dem Gegenstand A1 kennzeichnend ist, und leuchtet beispielsweise grün, wenn das reflektierte Licht L2 von dem Gegenstand A1 Licht enthält, das von einer Mehrfachreflexion verursacht wird, aber wird ausgeschaltet, wenn es kein Licht enthält, das von einer Mehrfachreflexion verursacht wird.
  • 3 ist eine Außenansicht, die einen beispielhaften Aufbau einer Hauptkörpereinheit 4 in einer optischen Abstandsmesseinrichtung 1 von 1 darstellt, die den Zustand einer Seitenoberfläche des Gehäuses darstellt, das mit einem Displayabschnitt 21, einer Einstelltaste 22 und einer Richtungstaste 23 vorgesehen ist. Der Displayabschnitt 21 wird von verschiedenen Arten von LED-Kennzeichnungslichtern 24, 25, 27 und 28 und einem 7-Segment LED-Displayabschnitt 26 gebildet. Das LED-Kennzeichnungslicht 24 ist ein Kennzeichnungslicht, das für einen Zustand der Ausgabe des projizierten Lichts L1 kennzeichnend ist und wird von einer LED (Light Emitting Diode) gebildet. Das LED-Kennzeichnungslicht 24 leuchtet beispielsweise grün während einer Einstrahlung des projizierten Lichts LI, wird aber während einer Nicht-Ausstrahlung ausgeschaltet.
  • Das LED-Kennzeichnungslicht 25 ist ein Kennzeichnungslicht, das für einen Zustand der Ausgabe des Sensors in der Hauptkörpereinheit 4 kennzeichnend ist, und wird beispielsweise ausgeschaltet, wenn die Sensorausgabe sich in einem AN-Zustand befindet, aber leuchtet in einer roten Farbe, wenn die Sensorausgabe sich in einem AUS-Zustand befindet. Das LED-Kennzeichnungslicht 27 ist ein Kennzeichnungslicht, das kennzeichnet, ob oder ob nicht der Betriebsmodus der Sensormodus ist und leuchtet, wenn beispielsweise der Betriebsmodus der Sensormodus ist, wird aber ausgeschaltet, wenn er nicht der Sensormodus ist.
  • Das LED-Kennzeichnungslicht 28 ist ein Kennzeichnungslicht, das für die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Mehrfachreflexion kennzeichnend ist, die von dem Gegenstand A1 verursacht wird, und leuchtet beispielsweise in einer grünen Farbe, wenn die Reflexion durch den Gegenstand A1 eine Mehrfachreflexion enthält, wird aber ausgeschaltet, wenn sie keine Mehrfachreflexion enthält.
  • Der 7-Segment LED-Displayabschnitt 26 ist eine Displayeinrichtung zum Anzeigen von Zeichnen, die für das Resultat der Detektion des Abstandsbetrags kennzeichnend sind, und wird von sechs 7-Segment-LEDs gebildet, die in der Mitte des Displayabschnitts 21 angeordnet sind. Die jeweiligen 7-Segment LEDs sind in der Längsrichtung der Seitenoberfläche des Gehäuses angeordnet. Die Einstelltaste 22 ist eine Betriebstaste zum Spezifizieren eines Referenzpunkts zur Verwendung beim Bestimmen der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gegenstands A1 und zum Berechnen des Abstandsbetrags, und ist an dem linken Endabschnitt der Gehäuseseitenoberfläche angeordnet. In diesem Fall können zwei Arten von Betriebseingaben, die ein normales Drücken und ein langes Drücken sind, mit der Einstelltaste 22 durchgeführt werden, und Eingaben werden gemäß den Betriebsverfahren durchgeführt. Das normale Drücken ist ein Betriebsverfahren zum Beenden eines Eingabevorgangs (ein Eingabe AN-Zustand) vor dem Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer (beispielsweise 2 Sekunden). Auf der anderen Seite ist das lange Drücken ein Betriebsverfahren zum Aufrechterhalten eines Eingabebetriebs (ein Eingabe AN-Zustand) über eine vorbestimmte Zeitdauer (z. B. 3 Sekunden). Die Richtungstaste 23 ist eine Betriebstaste zum Ändern über den Betriebsmodus und ist an dem rechten Endabschnitt der Gehäuseseitenoberfläche angeordnet.
  • 4 ist ein Blockdiagramm, das einen beispielhaften Aufbau von Hauptteilen der optischen Abstandsmesseinrichtung 1 von 1 darstellt, das einen beispielhaften funktionalen Aufbau in der Hauptkörpereinheit 4 darstellt. Die Hauptkörpereinheit 4 wird von einer Detektionseinrichtung eines empfangenen Lichtpunkts 31, einem Punktanzahl-Bestimmungsabschnitt 32, einem Punktpositions-Bestimmungsabschnitt 33, einem Modusänderungsabschnitt 34, einem Referenzpunktspezifikationsabschnitt 35, einem Objektdetektions-Verarbeitungsabschnitt 36, einem Objektoberflächenzustandsdisplay-Steuerungsabschnitt 37, einem Abstandsbetrag-Berechnungsabschnitt 38, einem Messverarbeitungsabschnitt 39 und einem Displayverarbeitungsabschnitt 40 gebildet. Der Detektionsabschnitt eines empfangenen Lichtpunkts 31 führt Abläufe bzw. Arbeitsschritte zum Detektieren eines empfangenen Lichtpunkts auf der Lichtempfangseinheit 14 auf der Basis der Ausgaben der jeweiligen Lichtempfangseinrichtungen in der Lichtempfangseinheit 14 durch. Spezieller werden die empfangenen Lichtmengen, die von den jeweiligen Lichtempfangseinrichtungen detektiert werden, bestimmt, und ein empfangener Lichtpunkt wird von der 1-dimensionalen Verteilung der empfangenen Lichtmenge in der Richtung der Anordnung der Lichtempfangseinrichtungen gewonnen. Beispielsweise wird ein 1-dimensionaler Bereich, in dem die empfangene Lichtmenge einen vorbestimmten Schwellwert T1 übersteigt, als ein empfangener Lichtpunkt gewonnen. Mit anderen Worten wird ein kontinuierlicher Bereich, in dem die empfangene Lichtmenge den vorbestimmten Schwellwert T1 übersteigt, als ein empfangener Lichtpunkt von der Gruppe der Lichtempfangseinrichtungen, die benachbart zueinander angeordnet sind, gewonnen. Ferner, wenn es eine Vielzahl von kontinuierlichen Bereichen gibt, in denen die empfangene Lichtmenge den vorbestimmten Schwellwert T1 so übersteigt, dass diese kontinuierlichen Bereiche dazwischen Bereiche einschließen, in denen die empfange Lichtmenge den Schwellwert T1 nicht übersteigt, werden die jeweiligen kontinuierlichen Bereiche, in denen die empfangene Lichtmenge den Schwellwert T1 übersteigt, als Lichtpunkte gewonnen bzw. extrahiert.
  • Die Punktanzahl-Bestimmungseinrichtung 32 führt Abläufe zum Bestimmen der Anzahl der empfangenen Lichtpunkte der auf der Basis des Resultats der Detektion von dem Bestimmungsabschnitt eines empfangenen Lichtpunkts 31 durch. Der Punktpositions-Bestimmungsabschnitt 33 führt Abläufe zum Bestimmen einer 1-dimensionalen Position an der die empfangene Lichtmenge maximal ist, innerhalb des empfangenen Lichtpunkts, auf der Basis des Resultats der Detektion des Detektionsabschnitts eines empfangenen Lichtpunkts 31 durch. Spezieller wird die Position, bei der die empfangene Lichtmenge maximal ist, d. h. die Peak-Position, aus dem 1-dimensionalen Bereich bestimmt, der als ein empfangener Lichtpunkt von der 1-dimensionalen Verteilung der empfangenen Lichtmenge gewonnen wird. In diesem Fall wird die bestimmte Peak-Position, wie es oben beschrieben ist, als die Position des empfangenen Lichtpunkts bezeichnet.
  • Der Punktpositions-Bestimmungsabschnitt 33 bestimmt, ob oder ob nicht die Position des empfangenen Lichtpunkts in einen vorbestimmten Bereich fällt, und bestimmt ferner die Breite des empfangenen Lichtpunkts, d. h. die Länge des 1-dimensionalen Bereichs, der als ein empfangener Lichtpunkt von der 1-dimensionalen Verteilung der empfangenen Lichtmenge gewonnen wird, auf der Basis des Resultats der Detektion des Detektionsabschnitt eines empfangenen Lichtpunkts 31.
  • Der Objektdetektions-Verarbeitungsabschnitt 36 führt eine Verarbeitung zum Erzeugen von Detektionssignalen, die für die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gegenstands A1 kennzeichnend sind, auf der Basis der Resultate der Bestimmungen von dem Punktanzahl-Bestimmungsabschnitt 32 und dem Punktpositions-Bestimmungsabschnitt 33 durch, wenn der Betriebsmodus der Sensormodus ist. Spezieller, wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte, die von der 1-dimensionalen Verteilung der empfangenen Lichtmenge gewonnen wird, 0 oder 2 oder größer ist, wird bestimmt, dass ein Gegenstand A1 vorhanden ist. Wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte 1 ist, wird auf das Resultat der Bestimmung der Position des empfangenen Lichtpunkts Bezug genommen, und, wenn die Position des empfangenen Lichtpunkts nicht in den vorbestimmten Bereich fällt, wird bestimmt, dass ein Gegenstand A1 vorhanden ist. Wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte 1 ist und ferner die Position des empfangenen Lichtpunkts in den vorgenannten vorbestimmten Bereich fällt, wird auf das Resultat der Bestimmung der Breite des empfangenen Lichtpunkts Bezug genommen, und wenn die Breite des empfangenen Lichtpunkts nicht in den vorbestimmten Bereich fällt, wird bestimmt, dass ein Gegenstand A1 vorhanden ist. Auf der anderen Seite, wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte 1 ist, die Position des empfangenen Lichtpunkts in den vorbestimmten Bereich fällt und die Breite des empfangenen Lichtpunkts in den vorbestimmten Bereich fällt, wird bestimmt, dass kein Gegenstand 1 vorhanden ist.
  • In diesem Fall wird die Verarbeitung zum Bestimmen der Anzahl von empfangenen Lichtpunkten vorrangig zur Verarbeitung der Bestimmung der Position des empfangenen Lichtpunkts und der Verarbeitung zur Bestimmung der Breite davon durchgeführt. D. h., die Verarbeitung der Bestimmung der Position und die Verarbeitung der Bestimmung der Breite werden nur dann durchgeführt, wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins ist, aber wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte nicht eins ist, wird die Bestimmung der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gegenstands A1 ohne Durchführen der Verarbeitung zur Bestimmung der Position und der Verarbeitung zur Bestimmung der Breite durchgeführt. Ferner wird die Verarbeitung zur Bestimmung der Position des empfangenen Lichtpunkts vorrangig zur Verarbeitung der Bestimmung der Breite des empfangenen Lichtpunkts durchgeführt. D. h., lediglich wenn die Position des empfangenen Lichtpunkts in den vorbestimmten Bereich fällt, wird ein Bezug auf das Resultat der Bestimmung der Breite durchgeführt, aber wenn die Position des empfangenen Lichtpunkts nicht in den vorbestimmten Bereich fällt, wird die Bestimmung der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gegenstands A1 ohne Bezugnahem auf das Resultat der Bestimmung der Breite durchgeführt.
  • Detektionssignale, die für die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gegenstands A1 kennzeichnend sind, werden als Zustandssignale ausgegeben, die beispielsweise zwei verschiedene Spannungsniveaus aufweisen, und das Spannungsniveau der Detektionssignale wird dazwischen auf der Basis des Resultats der Bestimmung der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gegenstands A1 durchgeführt. Spezieller, wenn bestimmt wird, dass ein Gegenstand A1 vorhanden ist, werden die Detektionssignale eingeschaltet und deren Spannungsniveau wird von einem niedrigen Niveau in ein hohes Niveau umgeschaltet. Auf der anderen Seite, wenn bestimmt wird, dass kein Gegenstand A1 vorhanden ist, werden die Detektionssignale ausgeschaltet und deren Spannungsniveau wird von dem hohen Niveau in das niedrige Niveau umgeschaltet.
  • In der vorliegenden Ausführungsform werden, wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins ist, die Position des empfangenen Lichtpunkts in den vorbestimmten Bereich fällt und ferner die Breite des empfangenen Lichtpunkts in den vorbestimmten Bereich fällt, Detektionssignale, die ein Spannungsniveau aufweisen, das sich von dem der Detektionssignale in anderen Fällen unterscheidet, ausgegeben. Ferner, wenn die Anzahl von empfangenen Lichtpunkten eins ist und die Position des empfangenen Lichtpunkts in den vorbestimmten Bereich fällt, können Detektionssignale, die sich von denen in anderen Fällen unterscheiden, ohne Durchführen der Verarbeitung zur Bestimmung der Breite des empfangenen Lichtpunkts ausgegeben werden. Ferner, wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins ist, können Detektionssignale, die sich von denen anderer Fälle unterscheiden, ohne Durchführen der Verarbeitung zur Bestimmung der Position des empfangenen Lichtpunkts und der Verarbeitung der Bestimmung der Breite des empfangenen Lichtpunkts ausgegeben werden.
  • Auf der anderen Seite, wenn der Betriebsmodus der Messmodus ist, führt der Objektdetektions-Verarbeitungsabschnitt 36 eine Verarbeitung zum Erzeugen von Detektionssignalen, die für die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gegenstands A1 kennzeichnend sind, auf der Basis der Resultate der Bestimmungen des Punktanzahl-Bestimmungsabschnitts 32 und des Punktpositions-Bestimmungsabschnitts 33 ähnlich dazu durch, wenn der Betriebsmodus der Sensormodus ist, aber die Details der Verarbeitung unterscheiden sich davon. D. h. in dem Messmodus, wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins ist und die Breite des empfangenen Lichtpunkts in einen vorbestimmten Breitenbereich fällt, wird bestimmt, dass die Detektion normal ist. Auf der anderen Seite, wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte 0 oder 2 oder größer ist oder die Breite des empfangenen Lichtpunkts nicht in den vorbestimmten Breitenbereich fällt, wird bestimmt, dass die Detektion anormal ist.
  • Wenn bestimmt wird, dass die Detektion normal ist, werden Detektionssignale, die für die Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gegenstands A1 kennzeichnend sind, gemäß dazu erzeugt, ob oder ob nicht die Position des empfangenen Lichtpunkts in einen vorbestimmten Bereich fällt. Auf der anderen Seite, wenn bestimmt wird, dass die Detektion anormal ist, werden Detektionssignale entsprechend ob oder ob nicht die Position des empfangenen Lichtpunkts, der von einer nächsten vorausgehenden Normalbestimmung erhalten wird, in den vorbestimmten Bereich fällt, erzeugt.
  • Der Objektoberflächenzustanddisplay-Steuerungsabschnitt 37 ist ein Mehrfachreflexionsdisplay-Steuerungsmittel zum Steuern des Displayverarbeitungsabschnitts 40 auf der Basis der Resultate der Bestimmungen des Punktanzahl-Bestimmungsabschnitts 32 und des Punktpositions-Bestimmungsabschnitts 33, um zu bewirken, dass die Anwesenheit oder Abwesenheit einer Mehrfachreflexion, die von dem Gegenstand A1 bewirkt wird, unterscheidbar dargestellt wird. In diesem Fall werden die Fälle, bei denen das projizierte Licht L1 irregulär von der Arbeitsoberfläche reflektiert wird, wodurch die 1-dimensionale Verteilung der empfangenen Lichtmenge verfälscht wird, da die Arbeitsoberfläche hochglänzend ist, enthaltend die Fälle, bei denen das projizierte Licht L1 in einer anderen Richtung von der Richtung zur Lichtempfangseinheit 14 reflektiert wird, wodurch verhindert wird, dass das reflektierte Licht empfangen wird, da die Arbeitsoberfläche eine Spiegeloberfläche bildet, als Fälle bezeichnet, bei denen die Reflexion von dem Gegenstand A1 eine Mehrfachreflexion enthält.
  • Spezieller, wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte 0 oder 2 oder mehr ist, und wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins ist, aber die Breite des empfangenen Lichtpunkts nicht in den vorbestimmten Bereich fällt, wird bestimmt, dass eine Mehrfachreflexion auftritt, aber in andere Fällen wird bestimmt, dass keine Mehrfachreflexion auftritt. Auf der Basis des Resultats der vorgenannten Bestimmung wird eine Anzeige gemäß dem Zustand der Oberfläche des Gegenstands A1 durchgeführt. Beispielsweise scheinen das LED-Kennzeichnungslicht 28 und der Displayabschnitt 21 und das LED-Kennzeichnungslicht 15c in der Kopfeinheit 2 in verschiedenen Lichtzuständen oder in verschiedenen Farben gemäß der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Mehrfachreflexion.
  • Ferner, wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte 0 oder 2 oder mehr ist, können die LED-Kennzeichnungslichter 29 und 15c in Lichtzuständen oder in Farben scheinen, die sich von denen unterscheiden, wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins ist, ohne auf das Resultat der Bestimmung der Breite des empfangenen Lichtpunkts Bezug zu nehmen. Ferner wird lediglich in den Fällen, wo die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte zwei oder mehr ist, die nicht die Fälle enthalten, wo das reflektierte Licht nicht empfangen wird, bestimmt, dass eine Mehrfachreflexion auftritt und, wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte zwei oder größer ist, können die LED-Kennzeichnungslichter 29 und 15c in verschiedenen Lichtzuständen oder Farben scheinen, die sich von denen unterscheiden, wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins ist.
  • Der Abstandsbetrag-Berechnungsabschnitt 38 führt eine Verarbeitung zum Berechnen des Abstandsbetrags des Gegenstands A1 auf der Basis der Resultate der Bestimmungen des Punktanzahl-Bestimmungsabschnitts 32 und des Punktspositions-Bestimmungsabschnitts 33 durch. In diesem Fall wird die Verarbeitung der Berechnung des Abstandsbetrags durchgeführt, wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins ist und die Breite des empfangenen Lichtpunkts in den vorbestimmten Bereich fällt, aber in anderen Fällen wird die Verarbeitung der Berechnung des Abstandsbetrags nicht durchgeführt. D. h. die Verarbeitung der Berechnung des Abstandsbetrags wird nur dann durchgeführt, wenn keine Mehrfachreflexion auftritt.
  • Der Messverarbeitungsabschnitt 39 führt Abläufe bzw. Arbeitschritte zur Ausgabe des Resultats der Berechnung des Abstandsbetrags von dem Abstandsbetrag-Berechnungsabstand 38 als ein Messwert durch. Der Displayverarbeitungsabschnitt 40 führt eine Verarbeitung durch, um den Displayabschnitt 21 in der Hauptkörpereinheit 4 und den Kopfkennzeichner 15 in der Kopfeinheit zu veranlassen, die Sensorausgabe, die Ausgabe des Messwerts und die Anwesenheit und Abwesenheit einer Mehrfachreflexion gemäß dem Betriebsmodus anzuzeigen.
  • Der Modusänderungsabschnitt 34 führt eine Verarbeitung zum Umschalten des Betriebsmodus zwischen dem Sensormodus und dem Messmodus auf der Basis von Benutzerbedienungen des Richtungsschalters 23 durch. Der Referenzpunktspezifikationsabschnitt 35 führt eine Verarbeitung zur Spezifizierung von Referenzpunkten zur Verwendung beim Detektieren der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gegenstands A1 und zum Berechnen des Abstandsbetrags auf der Basis von Benutzerbedienungen der Richtungstaste 22 durch.
  • In dem Sensormodus wird die Position eines empfangenen Lichtpunkts, der zur Zeit eines normalen Drückens der Einstelltaste 22 erhalten wird, als ein Referenzpunkt eingestellt bzw. festgelegt. Normalerweise wird ein normales Drücken der Einstelltaste 22 in einem Zustand durchgeführt, bei dem kein Gegenstand A1 auf dem Arbeitstisch A2 vorhanden ist. Der Bedingung folgend wird die Position eines empfangenen Lichtpunkts, der zur Zeit bzw. zum Timing eines langen Drückens der Einstelltaste 22 in einem Zustand erhalten wird, bei dem ein Gegenstand A1 auf dem Arbeitstisch A2 vorhanden ist, als ein Referenzpunkt festgelegt. Auf der Basis der Positionen der zwei Referenzpunkte, die, wie es oben beschrieben ist, erhalten werden, wird ein Schwellwert zur Verwendung beim Bestimmen der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gegenstands A1 automatisch zwischen den zwei Referenzpunkten definiert.
  • In dem Fall werden zwei Schwellwerte T21 und T22, die einen bezüglich eines Referenzpunkts symmetrischen Bereich definieren, in der oberen und unteren Richtung in der Richtung der Anordnung der Lichtempfangseinrichtungen bestimmt, und auf der Basis der zwei Schwellwerte, wird die Bestimmung der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gegenstands A1 durchgeführt. Spezieller wird der Abstandsbetrag auf der Basis der Position des empfangenen Lichtpunkts berechnet, und der Absolutwert der Differenz zwischen dem berechneten Abstandsbetrag und dem Abstandsbetrag (der Position) des Referenzpunkts, der zur Zeit des normalen Drückens der Einstelltaste 22 erhalten wird, wird bestimmt, um ein detektierter Wert in dem Sensormodus zu sein. Der detektierte Wert, der, wie es oben beschrieben ist, berechnet ist, wird bei der Bestimmung der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gegenstands A1 verwendet, was bedeutet, dass Schwellwerte T21 und T22, die einen symmetrischen Bereich bezüglich des Referenzpunkts in den oberen und unteren Richtungen definieren, durch Definieren lediglich eines einzelnen Schwellwerts bestimmt werden. Der detektierte Wert kann auf dem 7-Segement LED-Displayabschnitt 26 angezeigt werden. Vorzugsweise wird der detektierte Wert auf dem 7-Segement-LED-Display-Abschnitt 26 zusammen mit den Schwellwerten angezeigt. Ferner kann der Abstandsbetrag des Referenzpunkts durch Benutzerbedienungen auf der Richtungstaste 23 fein eingestellt werden, während er auf dem 7-Segement LED-Displayabschnitt 26 angezeigt wird.
  • Der Messmodus wird beispielsweise von einem Abstandsmessmodus und einem Bereichsdetektionsmodus gebildet, und ein Umschalten dazwischen kann durch eine Bedingung der Richtungstaste 23 durchgeführt werden. Der Abstandsmessmodus ist ein Betriebsmodus, bei dem die Bestimmung der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gegenstands A1 auf der Basis eines Schwellwerts T3, der zwischen zwei Referenzpunkten definiert ist, die von dem Benutzer spezifiziert werden, durchgeführt wird, und Messwerte ausgegeben werden. Der Bereichsdetektionsmodus ist ein Betriebsmodus, bei dem zwei Referenzpunkte als zwei Schwellwerte definiert werden, wobei eine Bestimmung, ob ein Gegenstand A1 in dem Bereich vorhanden ist, der durch die zwei Schwellwerte definiert wird, durchgeführt wird, und Messwerte ausgegebenen werden.
  • In dem Abstandsmessmodus wird die Position eines empfangenen Lichtpunkts, der zur Zeit eines normalen Drückens der Einstelltaste 22 erhalten wird, als ein Referenzpunkt festgelegt, und der Abstandsbetrag wird auf der Basis des ersten Referenzpunkts berechnet, der aus der ersten Bedienung der Einstelltaste erhalten wird. Der Schwellwert T3 zur Verwendung beim Bestimmen der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gegenstands A1 wird automatisch auf der Basis des ersten Referenzpunkts und eines zweiten Referenzpunkts bestimmt, der bei einer zweiten Bedienung der Einstelltaste 22 erhalten wird, die zu einer Zeit durchgeführt, die sich von der ersten Bedienung unterscheidet.
  • Gewöhnlich wird die erste Bedienung der Einstelltaste 22 in einem Zustand durchgeführt, bei dem sich kein Gegenstand A1 auf dem Arbeitstisch A2 befindet, und die zweite Bedienung der Einstelltaste 22 wird in einem Zustand durchgeführt, bei dem ein Gegenstand A2 auf dem Arbeitstisch A2 vorhanden ist. In diesem Fall wird der Schwellwert T3 als ein Zwischenpunkt zwischen dem ersten Referenzpunkt und dem zweiten Referenzpunkt in der Richtung der Anordnung der Lichtempfangseinrichtungen definiert, und auf der Basis dieses Schwellwerts wird die Bestimmung der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gegenstands A1 durchgeführt. Messwerte werden nur dann ausgegeben, wenn ein Gegenstand A1 vorhanden ist, aber kein Messwert wird ausgegeben, wenn kein Gegenstand A1 vorhanden ist.
  • In dem Bereichsdetektionsmodus wird die Position eines empfangenen Lichtpunkts, der zu einer Zeit eines normalen Drückens der Einstelltaste 22 erhalten wird, als ein Referenzpunkt festgelegt. Ein Bereich wird in der Hochrichtung auf der Basis eines ersten Referenzpunkts, der durch eine erste Bedienung der Einstelltaste 22 erhalten wird, und eines zweiten Referenzpunkts definiert, der durch eine zweite Bedienung der Einstelltaste 22 zu einer Zeit erhalten wird, die sich von der ersten Bedienung unterscheidet. Es wird bestimmt, ob ein Gegenstand A1 in diesem Bereich vorhanden ist oder nicht.
  • Gewöhnlich wird die erste Bedienung der Einstelltaste 22 in einem Zustand durchgeführt, wo ein erster Gegenstand auf dem Arbeitstisch A2 vorhanden ist, und die zweite Bedienung der Einstelltaste 22 wird in einem Zustand durchgeführt, wo ein zweiter Gegenstand, der eine Höhe aufweist, die sich von der des ersten Gegenstands unterscheidet, auf dem Arbeitstisch A2 vorhanden ist. Messwerte werden nur dann ausgegeben, wenn ein Gegenstand A1 in dem Bereich vorhanden ist, aber kein Messwert wird ausgegeben, wenn kein Gegenstand A1 darin vorhanden ist.
  • 5 ist ein Blockdiagramm, das einen beispielhaften Aufbau des Messverarbeitungsabschnitts 39 in der Hauptkörpereinheit 4 von 4 darstellt. Der Messverarbeitungsabschnitt 39 wird von einem Abstandsbetrag-Aktualisierungsverarbeitungsabschnitt 51, einem Abstandsbetrag-Speicherabschnitt 52, einem Referenzspezifikations-Aufhebungsabschnitt 53 und einem Messwertausgabeabschnitt 54 gebildet. Der Abstandsbetrag-Speicherabschnitt 52 ist ein Speicher zum Speichern des Abstandsbetrags, der von dem Abstandsbetrag-Berechnungsabschnitt 38 berechnet wird, so dass er umschreibbar ist.
  • Der Abstandsbetrag-Aktualisierungsverarbeitungsabschnitt 51 führt eine Aktualisierung der Verarbeitung zum Umschreiben des Abstandsbetrags, der in dem Abstands-Speicherabschnitt 52 gespeichert ist, durch, wenn ein Resultat der Detektion eines empfangenen Lichtpunkts neu erhalten wird. Diese Aktualisierungsverarbeitung wird durch Auswählen entweder des Resultats der Berechnung von dem Abstandsbetrag-Berechnungsabschnitt 38 oder des Abstandsbetrag, der in dem Abstandsbetrag-Speicherabschnitt 52 gespeichert ist, auf der Basis der Resultate der Bestimmungen von dem Punktanzahl-Bestimmungsabschnitt 32 und dem Punktpositions-Bestimmungsabschnitt 33 durchgeführt.
  • Spezieller, wenn das Resultat der Berechnung eines Abstandsbetrags nicht neu aus dem Resultat der gegenwärtigen Detektion eines empfangenen Lichtpunkts aufgrund des Auftretens einer Mehrfachreflexion erhalten werden kann, wird der vorherige Abstandsbetrag beibehalten. Auf der anderen Seite, wenn das Resultat der Berechnung eines Abstandsbetrags neu erhalten werden kann, wird der vorherige Abstandsbetrag mit dem Abstandsbetrag, der zu dieser Zeit erhalten wird, ersetzt.
  • Der Messwertausgabeabschnitt 54 führt Abläufe bzw. Arbeitschritte zur Ausgabe zum Displayverarbeitungsabschnitt 40 eines Messwerts, der von dem Abstandsbetrag erhalten wird, der in dem Abstandsbetrag-Speicherabschnitt 52 gehalten wird, als eine Messwertausgabe durch. Der Messwertausgabeabschnitt 54 berechnet beispielsweise den Abstand von einem Referenzpunkt zum Einstrahlungspunkt des projizierten Lichts L1 von dem Abstandsbetrag des Gegenstands A1 und gibt den berechneten Abstand aus.
  • Der Referenzspezifikations-Aufhebungsabschnitt 53 führt eine Verarbeitung zur Aufhebung bzw. zum ungültig machen der Spezifikation des Referenzpunkts für den Messwertausgabeabschnitt 54 auf der Basis der Resultate der Bestimmungen des Punktanzahl-Bestimmungsabschnitts 32 und des Punktpositions-Bestimmungsabschnitts 33 durch. Spezieller, wenn ein Referenzpunkt durch Bedienen der Einstelltaste 22 spezifiziert wird, wenn zwei oder mehr empfangene Lichtpunkte vorliegen, wird eine Verarbeitung der Aufhebung der Spezifikation des Referenzpunkts durchgeführt, aber in anderen Fällen wird die Aufhebungsverarbeitung nicht durchgeführt.
  • In diesem Fall wird die Spezifikation des Referenzpunkts ungültig gemacht, wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte 0 oder 2 oder mehr ist und wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins ist, aber die Breite des empfangen Lichtpunkts nicht in den vorbestimmten Bereich fällt, aber in anderen Fällen wird die Ungültigmachung nicht durchgeführt. D. h. lediglich, wenn eine Mehrfachreflexion auftritt, wird die Spezifikation des Referenzpunkts ungültig gemacht, um die Abläufe und Eingaben, die durch eine Bedienung der Einstelltaste 22 durchgeführt werden, aufzuheben.
  • 6 ist eine Ansicht, die Lichtmengen darstellt, die von den jeweiligen Lichtempfangseinrichtungen in der optischen Abstandsmesseinrichtung 1 von 1 empfangen werden, durch Zuordnen der Position auf der Lichtempfangseinheit 14 entlang der horizontalen Achse, während die empfangenen Lichtmengen der vertikalen Achse zugeordnet sind. Die Kurve 41 ist eine Kurve, die eine Verteilung der empfangenen Lichtmenge kennzeichnet, die von der Ausgabe der Lichtempfangseinheit 14 erhalten wird, wenn das projizierte Licht L1 gerichtet ist, die ein hügelförmige Verteilung kennzeichnet, die eine maximale empfangene Lichtmenge an einer Position x1 aufweist. D. h. die Kurve 41 steigt monoton von einer Position, die einen kleineren Wert auf der Lichtempfangseinheit 14 aufweist, bis zu der Position x1 an und fällt anschließend monoton hinter der Position x1 ab.
  • Die Streuung der hügelförmigen Verteilung kennzeichnet die Breite des empfangen Lichtpunkts, und die Position des Maximalpunkts P1 (die Peak-Position) x1 kennzeichnet die Position des empfangenen Lichtpunkts. In diesem Fall wird angenommen, dass die Breite W1 des empfangenen Lichtpunkts auf der Basis von Positionen auf der Lichtempfangseinheit 14 bestimmt wird, bei der die empfangene Lichtmenge halb so groß ist wie die empfangene Lichtmenge y1 an der Peak-Position x1. Auf der Basis der Verteilung der empfangenen Lichtmenge, wie es oben beschrieben ist, wird die Bestimmung der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gegenstands A1 durchgeführt.
  • 7 ist ein Flussdiagramm, das beispielhafte Abläufe der optischen Abstandsmesseinrichtung 1 von 1 zum Festlegen eines Referenzpunkts in Schritten S101-S105 darstellt, das einen Verarbeitungsarbeitsablauf zum Spezifizieren eines Referenzpunkts in dem Sensormodus darstellt. Zunächst, wenn ein langes Drücken der Einstelltaste 22 durchgeführt wird, befiehlt der Referenzpunkt-Spezifikationsabschnitt 35 dem Objektdetektions-Verarbeitungsabschnitt 36 auf der Basis der eingegebenen Bedienung einen Referenzpunkt zu bestimmen. Der Objektdetektions-Verarbeitungsabschnitt 36 bestimmt als ein Referenzpunkt die Position eines empfangenen Lichtpunkts, der zu der Zeit bzw. zum Timing detektiert wird, wenn die Einstelltaste 22 bedient wurde (Schritte S101 und S102).
  • Zu dieser Zeit, wenn eine Mehrfachreflexion auftritt, hebt der Objektdetektions-Verarbeitungsabschnitt 36 die Spezifikation des Referenzpunkts auf und steht in Bereitschaft bis die Einstelltaste 22 abermals bedient wird (Schritt S103). Wenn keine Mehrfachreflexion auftritt, wird die Position des bestimmten Referenzpunkts gespeichert, und auf der Basis dieses Referenzpunkts werden Schwellwerte T21 und T22 zur Verwendung beim Detektieren der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gegenstands A1 definiert (Schritte S104 und S105) .
  • 8 ist ein Flussdiagramm, das beispielhafte Abläufe der optischen Abstandsmesseinrichtung 1 von 1 zum Detektieren von Gegenständen mit Schritten S201-S207 darstellt, das einen Verarbeitungsarbeitsablauf zum Detektieren der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gegenstands A1 in dem Sensormodus darstellt. Zunächst, wenn der Detektionsabschnitt eines empfangenen Lichtpunkts 31 einen empfangenen Lichtpunkt detektiert, bestimmt der Punktanzahl-Bestimmungsabschnitt 32 die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte auf der Basis des Resultats der Detektion (Schritte S201 und S202). Zu dieser Zeit, wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte nicht eins ist, bestimmt der Objektdetektions-Verarbeitungsabschnitt 36, dass ein Gegenstand A1 vorhanden ist, schaltet anschließend die Sensorausgabe ein und schaltet das Spannungsniveau der Detektionssignale von einem geringen Niveau auf ein hohes Niveau (Schritte S203 und S207). Auf der anderen Seite, wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins ist, führt der Punktpositions-Bestimmungsabschnitt 33 eine Verarbeitung zum Bestimmen der Position des empfangenen Lichtpunkts durch. Zu dieser Zeit, wenn die Position des empfangenen Lichtpunkts nicht in einen vorbestimmten Bereich fällt, obwohl die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins ist, bestimmt der Objektdetektions-Verarbeitungsabschnitt 36, dass ein Gegenstand A1 vorhanden ist, schaltet anschließend die Sensorausgabe ein und schaltet das Spannungsniveau der Detektionssignale von dem niedrigen Niveau auf das hohe Niveau (Schritte S204 und S207).
  • Auf der anderen Seite, wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins ist und ferner die Position des empfangenen Lichtpunkts in den vorbestimmten Bereich fällt, führt anschließend der Punktpositions-Bestimmungsabschnitt 33 eine Verarbeitung zur Bestimmung der Größe des empfangenen Lichtpunkts, d. h. der Breite des empfangenen Lichtpunkts, durch. Zu dieser Zeit, wenn die Größe des empfangenen Lichtpunkts nicht in einen vorbestimmten Bereich fällt, obwohl die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins ist und die Position des empfangenen Lichtpunkts in den vorbestimmten Bereich fällt, bestimmt der Objektdetektions-Verarbeitungsabschnitt 36, dass ein Gegenstand A1 vorhanden ist, schaltet anschließend die Sensorausgabe ein und schaltet das Spannungsniveau der Detektionssignale von dem niedrigen Niveau in das hohe Niveau (Schritte S205 und S207).
  • Auf der anderen Seite, wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins ist, die Position des empfangen Lichtpunkts in den vorbestimmten Bereich fällt und die Größe des empfangenen Lichtpunkts in den vorbestimmten Bereich fällt, bestimmt der Objektdetektions-Verarbeitungsabschnitt 36, dass kein Gegenstand A1 vorhanden ist, schaltet anschließend die Sensorausgabe aus und schaltet das Spannungsniveau der Detektionssignale von dem hohen Niveau in das niedrige Niveau (Schritt S205 und S206).
  • 9A bis 9E sind Ansichten, die beispielhafte Abläufe der optischen Abstandsmesseinrichtung 1 von 1 darstellen, die eine Verteilung der empfangenen Lichtmenge darstellen, die erhalten wird, wenn das projizierte Licht auf einen Gegenstand A1 gerichtet ist, der aus einem verpackten Element besteht, das hochglänzend ist. In diesem Fall wird eine Bestimmung der Anwesenheit oder Abwesenheit des Gegenstands A1 eines verpackten Elements, das hochglänzend ist, wie beispielsweise ein Element, das mit einer Aluminiumfolie verpackt ist, durchgeführt.
  • 9A stellt eine Verteilung der empfangenen Lichtmenge dar, die erhalten wird, wenn kein Gegenstand A1 auf dem Arbeitstisch A2 vorhanden ist. Die Verteilung der empfangenen Lichtmenge ist eine hügelförmige Verteilung, die eine Maximalmenge von empfangenem Licht an einer Position x1 (ein Maximalpunkt P1) aufweist. Gewöhnlich wird ein Referenzpunkt in diesem Zustand spezifiziert, und die Schwellwerte x11 und x12 zur Verwendung in der Anwesenheits-/Abwesenheitsbestimmung werden definiert. D. h. es wird die Bestimmung der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Gegenstands A1 auf der Basis ob oder ob nicht die Peak-Position des empfangenen Lichtpunkts in den Bereich von dem Schwellwert x11 zum Schwellwert x12 fällt, durchgeführt.
  • 9B stellt eine Verteilung der empfangenen Lichtmenge dar, die erhalten wird, wenn projiziertes Licht, das auf den Gegenstand A1 gerichtet ist, irregulär von der Gegenstandsoberfläche reflektiert wird und Licht, das an einem Punkt auf dem Gegenstand A1 reflektiert wird, der sich von dem Einstrahlungspunkt stark unterscheidet, empfangen wird. In der Verteilung der empfangenen Lichtmenge weist die empfangene Lichtmenge Peaks an Maximalpunkten P11 und P12 auf, wodurch zwei empfangene Lichtpunkte, die zu detektieren sind, verursacht werden. An dem Maximalpunkt P12 ist die empfangene Lichtmenge kleiner als die an dem Maximalpunkt P11, und der empfangene Lichtpunkt, enthaltend den Maximalpunkt P12 als einen Peak, bildet ein virtuelles Bild aus, das von einer Mehrfachreflexion herrührt, und wird als reflektiertes Licht angesehen, das an einer Position reflektiert wird, die höher als der Einstrahlungspunkt des projizierten Lichts liegt. Die Positionen der empfangenen Lichtpunkte sind bezüglich der in 9A in 9 nach links gemäß der Höhe des Einstrahlungspunkts oder des Reflexionspunkts mit Bezug zum Arbeitstisch A2 verschoben. In einem solchen Fall gibt es eine Vielzahl von empfangenen Lichtpunkten, was eine Bestimmung zur Folge hat, dass der Gegenstand A1 vorhanden ist, wodurch die Sensorausgabe veranlasst wird eingeschaltet zu werden.
  • 9C stellt eine Verteilung der empfangenen Lichtmenge dar, die erhalten wird, wenn das projizierte Licht, das auf den Gegenstand A1 gerichtet ist, von der Gegenstandsoberfläche reflektiert wird und das reflektierte Licht empfangen wird. In der Verteilung der empfangenen Lichtmenge weist die empfange Lichtmenge einen Peak lediglich an einem Maximalpunkt P21 auf, wodurch ein einzelner empfangener Lichtpunkt, der zu detektieren ist, verursacht wird. Der Maximalpunkt P21 ist bezüglich dem in 9A nach links gemäß der Höhe des Einstrahlungspunkts verschoben. In einem solchen Fall, obwohl ein einzelner empfangener Lichtpunkt vorliegt, fällt die Position x21 des empfangenen Lichtpunkts nicht in den Bereich von x11 bis x12, was eine Bestimmung zur Folge hat, dass der Gegenstand A1 vorhanden ist, wodurch die Sensorausgabe veranlasst wird, eingeschaltet zu werden.
  • 9D stellt eine Verteilung der empfangenen Lichtmenge dar, die erhalten wird, wenn das projizierte Licht, das zum Gegenstand A1 gerichtet ist, irregulär von der Arbeitsoberfläche reflektiert wird, und es wird Licht, das an einem Punkt auf dem Gegenstand A1 reflektiert wird, der sich leicht von dem Einstrahlungspunkt unterscheidet, wird empfangen. In der Verteilung der empfangenen Lichtmenge weist die empfangene Lichtmenge einen Peak lediglich an einem Maximalpunkt P31 auf, wodurch ein einzelner empfangener Lichtpunkt veranlasst wird, detektiert zu werden. Der empfangene Lichtpunkt, enthaltend den Maximalpunkt P31 als ein Peak, weist eine Breite W31 auf, die größer als die von 9A ist, aufgrund des Einflusses einer Mehrfachreflexion. In einem solchen Fall, obwohl es einen einzelnen empfangenen Lichtpunkt gibt und die Position x31 des empfangenen Lichtpunkts in den Bereich von x11 bis x12 fällt, fällt die Breite W31 des empfangenen Lichtpunkts nicht in den vorbestimmten Bereich, was eine Bestimmung zur Folge hat, dass der Gegenstand A1 vorhanden ist, wodurch die Sensorausgabe veranlasst wird, eingeschaltet zu werden.
  • 9E stellt eine Verteilung der empfangenen Lichtmenge dar, die erhalten wird, wenn das projizierte Licht, das auf den Gegenstand A1 gerichtet ist, von der Gegenstandsoberfläche in eine Richtung reflektiert wird, die sich von der Richtung zur Lichtempfangseinheit unterscheidet und das reflektierte Licht dadurch nicht empfangen wird. In diesem Fall wird kein empfangener Lichtpunkt detektiert, was eine Bestimmung zur Folge hat, dass der Gegenstand A1 vorhanden ist, wodurch die Sensorausgabe veranlasst wird, eingeschaltet zu werden. Wie es oben beschrieben ist, ist es in dem Fall, bei dem der Gegenstand A1, der aus einem verpackten Element besteht, das hochglänzend ist, detektiert wird, möglich, die Anwesenheit oder Abwesenheit des Gegenstands A1 ungeachtet der Position des Einstrahlungspunkts auf dem Gegenstand A1 korrekt zu detektieren.
  • 10A bis 10C sind Ansichten, die beispielhafte Abläufe der optischen Abstandseinrichtung 1 von 1 darstellen, die Abläufe zum Detektieren eines Gegenstands A11 darstellen, der aus einem verpackten Element besteht, das eine hohe Transparenz aufweist. In diesem Fall ist der Gegenstand A11, der aus einem Element besteht, das in einem transparenten Verpackungselement, wie beispielsweise einem Vinylbogen, eingepackt ist, ein Objekt, das der Anwesenheits-/Abwesenheitsdetektion unterzogen wird.
  • 10A stellt den Fall dar, wo kein Gegenstand A11 auf dem Arbeitstisch 21 vorhanden ist. In diesem Fall wird ein empfangener Lichtpunkt mit einer geeigneten Breite an einer geeigneten Position detektiert, und es wird bestimmt, dass kein Gegenstand A1 vorhanden ist, wodurch die Sensorausgabe veranlasst wird, ausgeschaltet zu werden.
  • 10B stellt einen Fall dar, bei dem das projizierte Licht, das zum Gegenstand A11 gerichtet ist, durch das Verpackungselement tritt und das Licht, das von der Gegenstandsoberfläche und der Innenseite davon reflektiert wird, empfangen wird. In diesem Fall wird eine Vielzahl von empfangenen Lichtpunkten detektiert. In diesem Fall, da eine Vielzahl von empfangenen Lichtpunkten vorliegt, wird bestimmt, dass der Gegenstand A11 vorhanden ist, wodurch die Sensorausgabe veranlasst wird, eingeschaltet zu werden.
  • 10C stellt einen Fall dar, bei dem das projizierte Licht, das zum Gegenstand A11 gerichtet ist, von der Gegenstandsoberfläche reflektiert wird und das reflektierte Licht empfangen wird. In diesem Fall wird ein einzelner empfangener Lichtpunkt detektiert. In einem solchen Fall, obwohl ein einzelner Lichtpunkt empfangen wird, fällt die Position des empfangenen Lichtpunkts nicht in einen vorbestimmten Bereich und folglich wird bestimmt, dass der Gegenstand A11 vorhanden ist, wodurch die Sensorausgabe veranlasst wird, eingeschaltet zu werden. Wie es oben beschrieben ist, selbst wenn ein Gegenstand A11, der aus einem Verpackungsmaterial besteht, dass eine hohe Transparenz aufweist, detektiert wird, ist es möglich, die Anwesenheit oder Abwesenheit des Gegenstands A11 zu jeder Zeit korrekt zu bestimmen.
  • 11A und 11B sind Ansichten, die andere Beispielabläufe der optischen Abstandsmesseinrichtung A1 von 1 darstellen. 11A stellt einen Fall dar, bei dem ein Gegenstand A12, der aus einem Element besteht, das eine Spiegeloberfläche aufweist, detektiert wird, und 11B stellt einen Fall dar, bei dem ein Gegenstand A13, der aus einem halbtransparenten Element besteht, das eine komplizierte Gestalt aufweist, detektiert wird.
  • Das projizierte Licht, das auf den Gegenstand A12 gerichtet ist, kann von der Gegenstandsoberfläche in einer Richtung reflektiert werden, die sich von der Richtung zur Lichtempfangseinheit unterscheidet, und folglich kann das reflektierte Licht in Abhängigkeit von der Position des Einstrahlungspunkts dadurch nicht empfangen werden. Selbst in einem solchen Fall wird bestimmt, dass ein Gegenstand A12 vorhanden ist, wodurch die Sensorausgabe veranlasst wird, korrekt eingeschaltet zu werden, da kein empfangener Lichtpunkt detektiert wird. Ferner wird angenommen, dass der Arbeitstisch A21 zur Verwendung beim Detektieren des Gegenstands A12 eine geringere Spekularität als die des Gegenstands A12 aufweist, und das Licht, das dadurch reflektiert wird, korrekt empfangen wird, wenn der Gegenstand A12 nicht vorhanden ist.
  • Es ist ein Fall dargestellt, bei dem das projizierte Licht, das auf den Gegenstand A13 gerichtet ist, durch das halbtransparente Element tritt und das Licht, das von der Gegenstandsoberfläche und der Innenseite davon reflektiert wird, empfangen wird. In diesem Fall wird eine Vielzahl von empfangenen Lichtpunkten detektiert. Selbst in einem solchen Fall wird bestimmt, dass der Gegenstand A13 vorhanden ist, wodurch die Sensorausgabe veranlasst wird, korrekt eingeschaltet zu werden, da eine Vielzahl von empfangenen Lichtpunkten vorhanden ist. Wie es oben beschrieben ist, ist es, selbst wenn ein Gegenstand A12, der aus einem Element besteht, das eine Spiegeloberfläche aufweist, oder ein Gegenstand A13, der aus einem halbtransparenten Element besteht, das eine komplizierte Gestalt aufweist, detektiert wird, möglich, die Anwesenheit oder Abwesenheit des Gegenstands zu jeder Zeit korrekt zu bestimmen.
  • 12A bis 12C sind Ansichten, die andere beispielhafte Abläufe der optischen Abstandsmesseinrichtung 1 von 1 darstellen, die Fälle darstellen, bei denen ein Metall verarbeiteter Artikel ein zu detektierendes Objekt ist und die Vorder- und Hinterseiten davon detektiert werden. In diesem Fall ist ein Gegenstand A14, der aus einem Metall verarbeitenden Artikel, wie beispielsweise einem Lager, besteht an seinen Vorder- und Rückseiten zu detektieren. Ferner ist die hintere Oberfläche des Gegenstands A1 als ein Referenzpunkt definiert, während die Vorderseite davon eine komplizierte Gestalt oder eine hochglänzende Oberfläche aufweist.
  • 12A stellt einen Fall dar, bei dem das projizierte Licht, das auf den Gegenstand A11 gerichtet ist, irregulär von der Gegenstandsoberfläche reflektiert wird und Licht, das an einem Punkt auf dem Gegenstand A14 reflektiert wird, der sich von dem Einstrahlungspunkt unterscheidet, empfangen wird. In diesem Fall gibt es eine Vielzahl von empfangenen Lichtpunkten, und folglich wird bestimmt, dass der Gegenstand A14 angeordnet ist, wobei seine Vorderoberfläche frei gelegt ist, wodurch veranlasst wird, dass die Sensorausgabe ausgeschaltet wird.
  • 12B stellte einen Fall dar, bei dem das projizierte Licht, das zum Gegenstand A14 gerichtet ist, an einer Position reflektiert wird, die sich von der in 12B unterscheidet, und das reflektierte Licht empfangen wird. In diesem Fall gibt es einen einzelnen empfangenen Lichtpunkt, aber die Position des empfangenen Lichtpunkts fällt nicht in den vorbestimmten Bereich, und folglich wird bestimmt, dass der Gegenstand A14 angeordnet ist, wobei seine Vorderoberfläche frei gelegt ist, wodurch veranlasst wird, dass die Sensorausgabe ausgeschaltet wird.
  • 12C stellt einen Fall dar, bei dem das projizierte Licht, das zum Gegenstand A14 gerichtet ist, von der Gegenstandsoberfläche reflektiert wird und das reflektierte Licht empfangen wird. In diesem Fall wird ein empfangenes Licht mit einer geeigneten Breite an einer geeigneten Position detektiert, und es wird bestimmt, dass der Gegenstand A14 angeordnet ist, wobei seine hintere Oberfläche frei gelegt ist, wodurch veranlasst wird, dass die Sensorausgabe eingeschaltet wird. Wie es oben beschrieben ist, selbst wenn der Gegenstand A14, der aus einem Metall verarbeiteten Artikel gefertigt ist, an seinen Vorder- und Rückseiten detektiert wird, ist es möglich, dessen Vorder- und Rückseiten zu jeder Zeit korrekt zu bestimmen.
  • 13A bis 13C sind Ansichten, die andere beispielhafte Abläufe der optischen Abstandsmesseinrichtung 1 von 1 darstellen, die einen Fall darstellen, bei dem ein Metall verarbeiteter Artikel ein zu detektierendes Objekt ist und die Bestimmung der Anwesenheit oder Abwesenheit davon durchgeführt wird. In diesem Fall ist ein bearbeiteter Abschnitt A15a, wie beispielsweise eine ausgeschnittene Nut, die in dem Gegenstand A15 ausgebildet ist, zu detektieren. Ferner ist die Oberfläche des Gegenstands A15, die sich von dem bearbeiteten Abschnitt A15a unterscheidet als ein Referenzpunkt definiert.
  • 13A stellt einen Fall dar, bei dem das projizierte Licht, das auf den bearbeiteten Abschnitt A15a in dem Gegenstand A15 gerichtet ist, irregulär ist und von der Innenseite des bearbeiteten Abschnitts reflektiert wird und Licht, das von einem Punkt in dem bearbeiteten Abschnitt reflektiert wird, der sich von dem Einstrahlungspunkt unterscheidet, empfangen wird. In diesem Fall gibt es eine Vielzahl von empfangenen Lichtpunkten und folglich wird bestimmt, dass der bearbeitete Abschnitt A15a in dem Gegenstand A15 vorhanden ist, wodurch ein Ausschalten der Sensorausgabe veranlasst wird.
  • 13B stellt einen Fall dar, bei dem das projizierte Licht, das auf den Gegensand A15 gerichtet ist, von der Innenseite des bearbeiteten Abschnitts reflektiert wird und das reflektierte Licht empfangen wird. In diesem Fall gibt es einen einzelnen empfangenen Lichtpunkt, aber die Position des empfangenen Lichtpunkts fällt nicht in den vorbestimmten Bereich, und es wird folglich bestimmt, dass der bearbeitete Abschnitt A15a in dem Gegenstand A15 vorhanden ist, wodurch das Ausschalten der Sensorausgabe veranlasst wird.
  • 13C stellt einen Fall dar, bei dem das projizierte Licht, das auf den Gegenstand A15 gerichtet ist, von der Gegenstandsoberfläche reflektiert wird und das reflektierte Licht empfangen wird. In diesem Fall wird das empfange Licht mit einer geeigneten Breite an einer geeigneten Position detektiert und es wird bestimmt, dass kein bearbeiteter Abschnitt A15a in dem Gegenstand A15 vorhanden ist, wodurch ein Einschalten der Sensorausgabe veranlasst wird. Wie es oben beschrieben ist, selbst wenn ein Metall verarbeiteter Artikel ein zu detektierendes Objekt ist und die Bestimmung der Anwesenheit oder Abwesenheit davon durchgeführt wird, ist es möglich, die Anwesenheit oder Abwesenheit davon korrekt zu bestimmen.
  • 14A und 14B sind Ansichten, die andere beispielhafte Abläufe der optischen Abstandsmesseinrichtung 1 von 1 darstellen, die einen Fall darstellen, bei dem ein Gegenstand A16, der aus einer Vielzahl von Glassubstraten gefertigt ist, an den Substratendoberflächen zu detektieren ist und das Resultat der Detektion des Gegenstands A16 zum Positionieren des Gegenstands A16 verwendet wird. In diesem Fall sind der Gegenstand A16, der aus einer Vielzahl von Glassubstraten gefertigt ist, auf dem Halbleitereinrichtungen, wie beispielsweise Transistoren, ausgebildet sind, an den Substratendoberflächen zu detektieren. Ferner sind die Substratendoberflächen in dem Gegenstand A16 als ein Referenzpunkt definiert.
  • 14A stellt einen Fall dar, bei dem projiziertes Licht, das auf den Gegenstand A16 gerichtet ist, von der Endoberfläche eines Glassubstrats reflektiert wird und das reflektierte Licht empfangen wird. In diesem Fall wird ein empfangener Lichtpunkt mit einer geeigneten Breite an einer geeigneten Position detektiert, und es wird bestimmt, dass der Gegenstand A16 an einer geeigneten Position vorhanden ist, wodurch ein Einschalten der Sensorausgabe veranlasst wird.
  • 14B stellt einen Fall dar, bei dem das projizierte Licht, das zum Gegenstand A16 gerichtet ist, irregulär an Abschnitten zwischen Glassubstraten oder innerhalb von Glassubstraten reflektiert wird und Licht, das an Positionen reflektiert wird, die sich von dem Einstrahlungspunkt unterscheiden, empfangen wird. In diesem Fall gibt es eine Vielzahl von empfangenen Lichtpunkten und folglich wird bestimmt, dass die Position des Gegenstands A16 nicht geeignet ist, wodurch ein Ausschalten der Sensorausgabe veranlasst wird.
  • 15 ist eine perspektivische Ansicht, die einen beispielhaften Ablauf der optischen Abstandsmesseinrichtung 1 von 1 darstellt, die einen Zustand darstellt, bei dem die Höhe eines Gegenstands A1, der sich in der Richtung der Strecke bewegt, kontinuierlich bestimmt wird. In dem Fall, bei dem die Höhe des Gegenstands A1, der sich langsam entlang eines Arbeitstischs A2, wie beispielsweise einem Förderband, bewegt, wiederholend in Zeitintervallen, die kleiner als die Geschwindigkeit der Bewegung des Gegenstands A1 sind, detektiert wird, werden die Endabschnitte des Gegenstands A1 wiederholend detektiert. Während das projizierte Licht L1 über die Endabschnitt des Gegenstands A1 scannt, wird die Verteilung der empfangenen Lichtmenge durch einen Einfluss einer Mehrfachreflexion an den Gegenstandsendabschnitten verfälscht, und ferner wird die Verteilung der empfangenen Lichtmenge stark bei jeder Detektion verändert, wodurch die Genauigkeit der Bestimmung der Höhe verringert wird.
  • 16A bis 16C sind Übergangsdiagramme, die beispielhafte Abläufe der optischen Abstandsmesseinrichtung 1 von 1 darstellen, die Verteilungen der empfangenen Lichtmenge darstellen, die erhalten werden, wenn das projizierte Licht L1 auf einen Gegenstand A1 gerichtet ist, der sich in der Richtung der Strecke bewegt. 16A stellt eine Verteilung der empfangenen Lichtmenge dar, die durch Licht verursacht wird, das von Abschnitten vor dem Gegenstand A1 reflektiert wird. 16B stellt eine Verteilung der empfangenen Lichtmenge dar, die durch Licht verursacht wird, das von einem Endabschnitt des Gegenstands A1 reflektiert wird. 16C stellt eine Verteilung der empfangenen Lichtmenge dar, die durch Licht verursacht wird, das von Abschnitten des Gegenstands A1 reflektiert wird, die sich von dessen Endabschnitten unterscheiden.
  • Wenn die Kopfeinheit 2 vor dem Gegenstand A1 vorhanden ist, wird Licht, das von dem Arbeitstisch A2 reflektiert wird, empfangen, und ein einzelner empfangener Lichtpunkt wird detektiert. Wenn ein Endabschnitt des Gegenstands A1 unter die Kopfeinheit 2 bewegt wird, wird die Verteilung der empfangenen Lichtmenge aufgrund des Einflusses einer Mehrfachreflexion an dem Endabschnitt des Gegenstands verfälscht, und eine Vielzahl von empfangenen Lichtpunkten wird detektiert. In der vorliegenden Ausführungsform wird während des Auftretens solcher Mehrfachreflexionen die Verarbeitung zum Berechnen des Abstandsbetrags nicht durchgeführt, und das Resultat der vorangegangenen Berechnung wird beibehalten.
  • 17 ist ein Zeitablaufdiagramm, das einen beispielhaften Messablauf der optischen Abstandsmesseinrichtung 1 von 1 darstellt, das Messwerte darstellt, die aus kontinuierlichen Messungen der Höhe eines Gegenstands A1 resultieren, der sich in der Richtung der Strecke bewegt. Während des Zeitraums, währenddessen eine Mehrfachreflexion auftritt, wird ein Messwert von d1, der aus einer Messung resultiert, wenn die Kopfeinheit 2 vor dem Gegenstand A1 vorhanden ist, beibehalten und als eine Messwertausgabe ausgegeben. Wenn der Mehrfachreflexionszustand aufgrund der Bewegung des Gegenstands A1 überwunden wurde, wird der Messwert des Abstandsbetrags aktualisiert. In diesem Beispiel wird er auf einen Messwert von d2 zur Zeit T12 aktualisiert.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung werden Detektionssignale auf der Basis der Anzahl von detektierten empfangenen Lichtpunkten ausgegebenen, was ein korrektes Detektieren der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Objekts ermöglicht, selbst wenn das zu detektierende Objekt eine hohe Reflektivität aufweist oder hochglänzend ist. Im Besonderen werden Detektionssignale auf der Basis der Anzahl von empfangenen Lichtpunkten und den 1-dimensionalen Positionen der empfangenen Lichtpunkte ausgegeben, was die Detektionsgenauigkeit beim Detektieren der Anwesenheit oder Abwesenheit eines Objekts weiter verbessern kann. Ferner wird eine Anzeige der Anwesenheit oder Abwesenheit der Mehrfachreflexion, die von den zu detektierenden Objekt verursacht wird, unterscheidbar auf der Basis der Anzahl der detektierten empfangenen Lichtpunkte durchgeführt, was einen Benutzer in die Lage versetzt, zu erkennen, ob oder ob nicht die Verteilung der empfangenen Lichtmenge verfälscht ist. Folglich ist es in Fällen eines ständigen Anzeigens des Abstandsbetrags des zu detektierenden Objekts als ein Messwert möglich, den Benutzer in die Lage zu versetzen zu erkennen, ob eine Mehrfachreflexion auftritt oder nicht.

Claims (9)

  1. Optischer Abstandssensor, der umfasst: eine Lichtprojektionseinheit (101) zum Richten projizierten Lichts auf ein zu detektierendes Objekt (120); eine Lichtempfangseinheit (104), die zwei oder mehr Lichtempfangseinrichtungen aufweist, die in einer linearen Gestalt zum Empfangen von Licht, das von dem zu detektierenden Objekt reflektiert wird, außerhalb des projizierten Lichts und zum Ausgeben von Signalen, die der empfangenen Lichtmenge entsprechen, angeordnet sind; ein Detektionsmittel (31) eines empfangenen Lichtpunkts zum Detektieren eines oder mehrerer empfangener Lichtpunkte auf der Lichtempfangseinheit (104) auf der Basis der Ausgaben der jeweiligen Lichtempfangseinrichtungen; ein Punktanzahl-Bestimmungsmittel (32) zum Bestimmen, ob die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins oder größer als eins ist, auf der Basis des einen oder mehreren empfangenen Lichtpunkte, die durch das Detektionsmittel (31) eines empfangenen Lichtpunkts empfangen wurden; ein Punktpositions-Bestimmungsmittel (33) zum Bestimmen einer 1-dimensionalen Position des empfangenen Lichtpunkts auf der Basis des einen von dem Detektionsmittel (31) eines empfangenen Lichtpunkts empfangenen Lichtpunkts; und ein Objekt-Detektionsmittel zum Bestimmen der Anwesenheit oder Abwesenheit des zu detektierenden Objekts auf der Basis wenigstens der Zahl der empfangenen Lichtpunkte und der 1-dimensionalen Position des empfangenen Lichtpunkts und zum Ausgeben eines Detektionssignals, das entweder die Anwesenheit oder Abwesenheit des zu detektierenden Objekts, welche basierend auf der Basis wenigstens der Anzahl der einen oder der mehreren Lichtpunkte bestimmt wurde, oder die 1-dimensionale Position des empfangenen Lichtpunkts bezeichnet, wobei das Objekt-Detektionsmittel bestimmt, dass das zu detektierende Objekt anwesend ist, wenn wenigstens entweder das Punktanzahl-Bestimmungsmittel (32) bestimmt, dass die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eine Anzahl ist, die sich von eins unterscheidet, oder die 1-dimensionale Position des empfangenen Lichtpunkts außerhalb eines vorher festgelegten Bereichs fällt, und wobei das Objekt-Detektionsmittel bestimmt, dass das zu detektierende Objekt abwesend ist, wenn wenigstens sowohl das Punktanzahl-Bestimmungsmittel (32) bestimmt, dass die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins ist, und die 1-dimensionale Position des empfangenen Lichtpunkts innerhalb eines vorher festgelegten Bereichs fällt.
  2. Optischer Abstandssensor nach Anspruch 1, bei dem das Punktpositions-Bestimmungsmittel (33) ferner die Breite des empfangenen Lichtpunkts bestimmt, wobei das Objekt-Detektionsmittel bestimmt, dass das zu detektierende Objekt anwesend ist, wenn wenigstens entweder das Punktanzahl-Bestimmungsmittel (32) bestimmt, dass die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eine Anzahl ist, die sich von eins unterscheidet, die 1-dimensionale Position des empfangenen Lichtpunkts außerhalb eines vorher festgelegten Bereichs fällt, oder die Breite des erfassten Lichtpunkts außerhalb eines vorher festgelegten Bereichs fällt, wobei das Objekt-Detektionsmittel bestimmt, dass das zu detektierende Objekt abwesend ist, wenn sowohl das Punktanzahl-Bestimmungsmittel (32) bestimmt, dass die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins ist, die 1-dimensionale Position des empfangenen Lichtpunkts in einen vorbestimmten Bereich fällt und die Breite des empfangenen Lichtpunkts in einen vorbestimmten Bereich fällt
  3. Optischer Abstandssensor nach Anspruch 1 oder 2, ferner umfassend ein Abstandsbetrag-Displaymittel (38) zum Berechnen des Abstandsbetrags des zu detektierenden Objekts auf der Basis des Resultats der Bestimmung des Punktpositions-Bestimmungsmittels (33) und Anzeigen des Resultats der Berechnung und ein Mehrfachreflexions-Displaymittel zum unterscheidbaren Anzeigen der Anwesenheit oder Abwesenheit einer Mehrfachreflexion, die von dem zu detektierenden Objekt verursacht wird, auf der Basis des Resultats der Bestimmung des Punktanzahl-Bestimmungsmittels.
  4. Optischer Abstandssensor nach Anspruch 3, bei dem, wenn das Punktanzahl-Bestimmungsmittel (32) bestimmt, dass die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins ist, das Mehrfachreflexions-Displaymittel ein Anzeigen durchführt, das sich von dem unterscheidet, wenn das Punktanzahl-Bestimmungsmittel (32) bestimmt, dass die Anzahl der empfangenden Lichtpunkte eine Anzahl ist, die sich von eins unterscheidet.
  5. Optischer Abstandssensor nach Anspruch 2, bei dem, wenn sowohl das Punktanzahl-Bestimmungsmittel (32) bestimmt, dass die Anzahl von empfangenen Lichtpunkten eins ist und die Breite des empfangenen Lichtpunkts in einen vorbestimmten Bereich fällt, das Mehrfachreflexions-Displaymittel eine Anzeige durchführt, die sich von der unterscheidet, dass die Anzahl von empfangenen Lichtpunkten eine Anzahl ist, die sich von eins unterscheidet, oder die Breite des empfangenen Lichtpunkts außerhalb eines vorbestimmten Bereichs fällt.
  6. Optische Abstandsmesseinrichtung, die umfasst: eine Lichtprojektionseinheit (101) zum Richten projizierten Lichts auf ein zu detektierendes Objekt (120); eine Lichtempfangseinheit (104), die zwei oder mehr Lichtempfangseinrichtungen umfasst, die in einer linearen Gestalt zum Empfangen von Licht, das von dem zu detektierenden Objekt reflektiert wird, außerhalb des projizierten Lichts und Ausgeben von Signalen, die der empfangenen Lichtmenge entsprechen, angeordnet sind; ein Detektionsmittel (31) eines empfangenen Lichtpunkts zum Detektieren eines oder mehrerer empfangener Lichtpunkte auf der Lichtempfangseinheit auf der Basis der Ausgaben der jeweiligen Lichtempfangseinrichtungen; ein Punktanzahl-Bestimmungsmittel (32) zum Bestimmen, ob die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins oder eine Anzahl größer als eins ist, auf der Basis der einen oder mehreren empfangenen Lichtpunkte, die von dem Detektionsmittel (31) eines empfangenen Lichtpunkts detektiert wurden; ein Punktpositions-Bestimmungsmittel (33) zum Bestimmen einer 1-dimensionalen Position des empfangenen Lichtpunkts, bei dem die empfangene Lichtmenge maximal ist, auf der Basis des einen, vom Detektionsmittel (31) eines empfangenen Lichtpunkts empfangenen Lichtpunkts; ein Objekt-Detektionsmittel zum Bestimmen der Anwesenheit oder Abwesenheit des zu detektierenden Objekts auf der Basis wenigstens der Anzahl der empfangenen Lichtpunkte und der 1-dimensionalen Position des empfangenen Lichtpunkts und zum Ausgeben eines Detektionssignals, das für die Anwesenheit oder Abwesenheit des zu erfassenden Objekts kennzeichnend sind, welches auf der Basis wenigstens der Anzahl der empfangenen Lichtpunkte und der 1-dimensionalen Position des empfangenen Lichtpunkts bestimmt wurde; ein Abstandsbetrag-Berechnungsmittel (38) zum Berechnen des Abstandsbetrags des zu detektierenden Objekts auf der Basis des Resultats der Bestimmung des Punktpositions-Bestimmungsmittels; und ein Modusumschaltmittel (34) zum Umschalten auf der Basis von Benutzerbedienungen zwischen einem Sensormodus, in dem die Detektionssignale auf der Basis der Position eines Referenzpunkts, der von einem Benutzer spezifiziert wird, ausgegeben werden und einem Messmodus, in dem das Resultat der Berechnung des Abstandsbetrags-Berechnungsmittels auf der Basis eines Schwellwerts ausgegeben wird, der zwischen zwei Referenzpunkten, die von dem Benutzer spezifiziert werden, definiert ist, wobei das Objekt-Detektionsmittel bestimmt, dass das zu detektierende Objekt anwesend ist, wenn wenigstens entweder das Punktanzahl-Bestimmungsmittel (32) bestimmt, dass die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eine Anzahl ist, die sich von eins unterscheidet, oder die 1-dimensionale Position des empfangenen Lichtpunkts außerhalb eines vorher festgelegten Bereichs fällt, und wobei das Objekt-Detektionsmittel bestimmt, dass das zu detektierende Objekt abwesend ist, wenn wenigstens sowohl das Punktanzahl-Bestimmungsmittel (32) bestimmt, dass die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins ist, und die 1-dimensionale Position des empfangenen Lichtpunkts innerhalb eines vorher festgelegten Bereichs fällt.
  7. Optische Abstandsmesseinrichtung nach Anspruch 6, bei der das Punktpositions-Bestimmungsmittel (33) die Breite des empfangenen Lichtpunkts auf der Basis der Ausgaben der jeweiligen Lichtempfangseinrichtungen bestimmt, und das Abstandsbetrag-Berechnungsmittel (38) den Abstandsbetrag berechnet, wenn die Anzahl der empfangenen Lichtpunkte eins ist und die Breite des empfangenen Lichtpunkts in einen vorbestimmten Bereich fällt.
  8. Optische Abstandsmesseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, umfassend ein Abstandsbetrag-Speichermittel zum Speichern des Abstandsbetrags, der von dem Abstandsbetrag-Berechnungsmittel berechnet wird, und ein Abstandsbetrag-Aktualisierungsmittel zum Auswählen entweder des Resultats der Berechnung des Abstandsbetrags-Berechnungsmittels oder des Abstandsbetrags, der von dem Abstandsbetrag-Speichermittel gelesen wird, auf der Basis des Resultats der Bestimmung des Punktanzahl-Bestimmungsmittels, und Umschreiben des Inhalts des Abstandsbetrags-Speichermittels, wenn ein Resultat der Bestimmung eines empfangenen Lichtpunkts neu erhalten wird.
  9. Optische Abstandsmesseinrichtung nach Anspruch 6 oder 7, umfassend ein Referenzpunkt-Spezifikationsmittel (35) zum Spezifizieren des (der) Referenzpunkts (Referenzpunkte) auf der Basis von Benutzerbedienungen und ein Referenzspezifikations-Aufhebungsmittel zum ungültig machen des (der) Referenzpunkts (Referenzpunkte), die von dem Referenzpunkt-Spezifikationsmittel spezifiziert werden, wenn zwei oder mehr empfangen Lichtpunkte vorhanden sind.
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