JP2003222634A - 光学式移動検出装置および搬送システムおよび搬送処理システム - Google Patents

光学式移動検出装置および搬送システムおよび搬送処理システム

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JP2003222634A JP2002023433A JP2002023433A JP2003222634A JP 2003222634 A JP2003222634 A JP 2003222634A JP 2002023433 A JP2002023433 A JP 2002023433A JP 2002023433 A JP2002023433 A JP 2002023433A JP 2003222634 A JP2003222634 A JP 2003222634A
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Akishi Yamaguchi
陽史 山口
Hisakazu Sugiyama
尚和 椙山
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Sharp Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡単な構成で小型化と低コスト化ができると
共に、比較的滑らかな表面を有する被測定物であっても
移動速度と移動量を測定できる光学式移動検出装置およ
び搬送システムおよび搬送処理システムを提供する。 【解決手段】 発光素子１０からの光線をコリメートレ
ンズ１１,対物レンズ１２を介して被測定物２に照射し
て、被測定物２上に形成された光スポットからの反射光
のうちの対物レンズ１２を介して集光された反射光をビ
ームスプリッタ１３,受光レンズ１４により分離集光す
る。上記光スポット内の被測定物２の移動方向に平行な
直線上に所定の間隔をあけて位置する２つの領域からの
反射光が２つのピンホール１５a,１５bを夫々通過し、
通過した反射光が２つの受光素子１６,１６に入射され
る。そして、上記２つの受光素子１６,１６の出力信号
に基づいて、演算処理部１により被測定物２の移動速
度,移動量を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、プリンタや複写
機等の各種機器の紙送り速度や紙の移動量を検出した
り、その他の表面が鏡面でない物体の速度や移動量を被
接触で測定する光学式移動検出装置および搬送システム
および搬送処理システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光学式移動検出装置としては、図
９に示すように、２つの測距センサ１０１,１０２と演
算処理部１０３とを有するものがある。この光学式移動
検出装置の測距センサ１０１,１０２の原理について図
１０を用いて説明する。上記測距センサ１０１,１０２
は、図１０に示すように、発光部１０４と、上記発光部
１０４からの拡散光を集光するレンズ１０５と、被測定
物１０６での反射光を受光する受光部１０７と、上記受
光部１０７に被測定物１０６での反射光を集光するレン
ズ１０８とを有している。ここで、上記発光部１０４か
らの光線は、被測定物１０６に対して垂直に入射し、こ
の位置からの反射光をレンズ１０８により受光部１０７
に集光する。上記受光部１０７には、ＰＳＤ(PPosition
SensitiveDevice；位置検出素子)ＰＳＤを使用してお
り、受光面上に集光されたスポット光の位置に対応して
出力１と出力２の比が変化する。このＰＳＤと被測定物
の距離に応じて出力１/出力２の値が変わることを利用
して距離を計測することができる。
【０００３】図９において、被測定物１０６が矢印の方
向に移動すると、２つの測距センサ１０１,１０２で被
測定物６の凸凹に応じた出力が得られ、この出力は、測
距センサ１０１,１０２と被測定物１０６の距離が凸凹
の量だけ変動する。このときに得られる出力波形は、図
１１(A),(B)に示すように、被測定物６の移動速度に応
じてＡの測距センサ１０１(図１１(A)に示す)よりＢの
測距センサ１０２(図１１(B)に示す)の方が△ｔ遅れた
形になる。この遅れ△ｔを演算処理部１０３で計算し、
被測定物１０６の移動速度および移動量を求める。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記光学式
移動検出装置では、発光部１０４と受光部１０７と２個
のレンズ１０５,１０８を使用する２つの測距センサ１
０１,１０２を必要とするため、部品点数が多く、形状
的にも大型であり、製造コストが高くつくという問題が
ある。また、被測定物の表面に測距センサ１０１,１０
２で距離の差として検出できる凸凹があればよいが、比
較的滑らかな表面(微小な凸凹を有する表面)を有する被
測定物では、測定が困難であるという問題がある。
【０００５】また、従来の他の光学式移動検出装置とし
ては、レーザドップラー方式のものもあるが、このレー
ザドップラー方式の光学式移動検出装置は大型で高価で
ある。
【０００６】そこで、この発明の目的は、簡単な構成で
部品点数を少なくでき、小型化と低コスト化ができると
共に、被測定物の表面状態が鏡面でない限り、比較的滑
らかな表面を有する被測定物であっても移動速度または
移動量の少なくとも一方を測定できる光学式移動検出装
置および搬送システムおよび搬送処理システムを提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、この発明の光学式移動検出装置は、発光素子と、上
記発光素子から発せられた光線をコリメートするコリメ
ートレンズと、上記コリメートレンズによりコリメート
された光線を集光して、所定の方向に移動する被測定物
に照射して、上記被測定物上に所定のスポット径を有す
る光スポットを形成する対物レンズと、上記被測定物の
上記光スポットからの反射光のうちの上記対物レンズを
介して集光された反射光を分離するビームスプリッタ
と、上記ビームスプリッタにより分離された反射光を集
光する受光レンズと、上記受光レンズにより集光された
上記反射光のうちの上記光スポット内の上記被測定物の
移動方向に平行な直線上に所定の間隔をあけて位置する
２つの領域からの反射光が夫々通過する２つのピンホー
ルと、上記２つのピンホールを通過した反射光が夫々入
射される２つの受光部と、上記２つの受光部の出力に基
づいて、上記被測定物の移動速度または移動量の少なく
とも一方を測定する測定部とを備えたことを特徴として
いる。
【０００８】上記構成の光学式移動検出装置によれば、
上記発光素子より発せられる光線は、コリメータレンズ
でコリメート後、上記対物レンズを介して所定の方向に
移動する被測定物に照射され、被測定物上に光スポット
を形成する。この光スポットからの反射光のうちの上記
対物レンズを介して集光される反射光を、ビームスプリ
ッタで分離して受光レンズにより集光した後、上記光ス
ポット内の被測定物移動方向に平行な直線上に所定の間
隔をあけて位置する２つの領域からの反射光のみを２つ
のピンホールに別々に通過させて、その２つのピンホー
ルを夫々通過した上記反射光を２つの受光部に入射させ
る。そして、上記２つの受光部の出力に基づいて、上記
測定部により被測定物の移動速度または移動量の少なく
とも一方を測定する。すなわち、上記被測定物が移動す
ると、２つの受光部で検出された一方の出力波形が他方
の出力波形を時間的に遅らせた形になり、光スポット内
の２つの領域の距離を予め設定しておくことにより、こ
の受光部の出力波形の遅れ時間と光スポット内の２つの
領域の距離に基づいて、被測定物の移動速度または移動
量を求めることができる。したがって、簡単な構成で部
品点数を少なくでき、形状的に小型にできると共に製造
コストを低減できる。また、被測定物の表面状態(凸凹
の状態)が鏡面でない限り、比較的滑らかな表面を有す
る被測定物であっても測定可能である。
【０００９】また、一実施形態の光学式移動検出装置
は、上記発光素子が半導体レーザであることを特徴とし
ている。
【００１０】上記実施形態の光学式移動検出装置によれ
ば、上記発光素子に発光部が小さく点光源に近い半導体
レーザを用いているので、レンズで効率よく集光でき、
受光素子で信号検出に必要な光量の反射光を被測定物か
ら得ることができる。
【００１１】また、一実施形態の光学式移動検出装置
は、上記対物レンズにより集光された照射光の光軸が上
記被測定物に対して垂直であることを特徴としている。
【００１２】上記実施形態の光学式移動検出装置によれ
ば、上記対物レンズにより集光し、所定の方向に移動す
る被測定物に照射する照射光の光軸が被測定物に対して
略垂直であるので、焦点深度が深くなり、被測定物の位
置バラツキにより被測定物と対物レンズとの間隔が変動
しても、被測定物上の光スポットの形状は、被測定物に
対して光線が垂直に照射されない場合よりも変動を少な
くできる。
【００１３】また、一実施形態の光学式移動検出装置
は、上記被測定物は、上記対物レンズにより集光された
照射光の焦点位置よりも、上記対物レンズに対して遠い
位置にあることを特徴としている。
【００１４】上記実施形態の光学式移動検出装置によれ
ば、上記被測定物は、対物レンズにより光線を集光する
焦点位置よりも対物レンズに対して遠い位置にあるの
で、被測定物上に所定の間隔をあけて位置する２つの領
域を確保でき、さらにこの２つの領域からの反射光を上
記対物レンズで集光できる光学系の形成が可能となる。
【００１５】また、一実施形態の光学式移動検出装置
は、上記２つの受光部が１つの受光素子に設けられ、上
記２つの受光部の受光面上に設けられたマスクに上記２
つのピンホールが形成されていることを特徴としてい
る。
【００１６】上記実施形態の光学式移動検出装置によれ
ば、上記１つの受光素子に設けられた２つの受光部の受
光面上にマスクが設けられ、上記受光素子の２つの受光
部に対応するマスクの位置に２つのピンホールが夫々形
成されて、２つのピンホールと受光素子(２つの受光部
を有する)が一体となっているので、サイズ・位置の精
度の高いピンホールが実現でき、別部材にピンホールを
設けるよりもコストダウンができる。
【００１７】また、一実施形態の光学式移動検出装置
は、上記光スポット内の被測定物の移動方向に平行な直
線上に所定の間隔をあけて位置する２つの領域の大きさ
Ａは、直径１０μｍ以上かつ１００μｍ以下であり、上
記２つのピンホールの大きさは、上記２つの領域の大き
さＡおよび光学の結像式で求められる大きさであること
を特徴としている。
【００１８】上記実施形態の光学式移動検出装置によれ
ば、上記光スポット内の２つの領域の大きさＡが直径１
０μｍ以上かつ１００μｍ以下であり、２つのピンホー
ルの大きさは上記Ａと光学の結像式で求められる大きさ
であるので、信絶対量,Ｓ/Ｎともに十分な信号が得ら
れ、被測定物の表面状態の変化を確実に検出できる。こ
こで、光学の結像式とは、物体がレンズを通して反対側
に像を結ぶとき、物体からレンズまでの距離をＬ１とし
レンズから像までの距離をＬ2とすると、倍率(物体サイ
ズに対する像サイズの比)がＬ2／Ｌ1となる関係を表す
式である。
【００１９】また、一実施形態の光学式移動検出装置
は、上記光スポット内の上記被測定物の移動方向に平行
な直線上に所定の間隔をあけて位置する２つの領域の中
心の間隔Ｂは、Ａ ≦ Ｂ ≦ Ｓ・Ａ／ｔａｎθ(た
だし、Ｓは上記光スポット内の２つの領域の被測定物移
動方向の面内直角方向への相対ズレ量のＡに対する比、
θは上記被測定物移動方向と所定の移動方向とのなす
角、０.４＞Ｓ＞ｔａｎθ)の条件を満足することを特徴
としている。
【００２０】上記実施形態の光学式移動検出装置によれ
ば、被測定物上で大きさＡの領域がずれた場合、上記光
スポット内の２つの領域の被測定物移動方向の面内直角
方向への相対ズレ量のＡに対する比をＳとし、被測定物
移動方向と所定の移動方向とのなす角をθとし、０.４
＞Ｓ＞ｔａｎθとするとき、上記２つの領域の中心の間
隔ＢはＡ〜Ｓ・Ａ／ｔａｎθであるので、実際の被測定
物移動方向の所定移動方向に対するズレに対して誤差の
少ない検出ができる。
【００２１】また、一実施形態の光学式移動検出装置
は、上記２つのピンホールの形状は、長手方向が上記被
測定物の移動方向に対して略直角な楕円または長方形で
あることを特徴としている。
【００２２】上記実施形態の光学式移動検出装置によれ
ば、所定移動方向に対する実際の被測定物移動方向のズ
レは、被測定物の移動方向に対して略直角な方向のズレ
となり、上記２つのピンホールの形状を円形ではなく長
手方向が被測定物の移動方向に対して略直角な楕円また
は長方形することによって、被測定物の表面状態の情報
の誤差が少なくなり、上記ズレに対して誤差の少ない検
出ができる。
【００２３】また、一実施形態の光学式移動検出装置
は、上記被測定物を案内するガイドを有するケースを備
えたことを特徴としている。
【００２４】上記実施形態の光学式移動検出装置によれ
ば、上記被測定物が対物レンズから所定の距離に位置す
るように被測定物を案内するガイドを有するケースを備
えているので、被測定物と対物レンズとの距離バラツキ
を小さくでき、これにより上記光スポット内の２つの領
域のサイズＡや中心の間隔Ｂの変動を小さくでき、精度
のよい検出が可能となる。
【００２５】また、この発明の搬送システムは、上記光
学式移動検出装置を用いた搬送システムであって、被測
定物を搬送装置により搬送するとき、上記光学式移動検
出装置により測定された上記被測定物の移動速度または
移動量の少なくとも一方を表す信号に基づいて、上記搬
送装置により上記被測定物の速度を制御することを特徴
としている。
【００２６】上記構成の搬送システムによれば、上記光
学式移動検出装置を用いて測定した被測定物の移動速度
または移動量の少なくとも一方を搬送系にフィードバッ
クすることによって、被測定物の移動速度または移動量
の少なくとも一方を正確に制御する搬送システムが可能
である。
【００２７】また、この発明の搬送処理システムは、上
記光学式移動検出装置を用いた搬送処理システムであっ
て、被測定物を搬送しながら上記被測定物を処理装置に
より処理するとき、上記光学式移動検出装置により測定
された上記被測定物の移動速度または移動量の少なくと
も一方を表す信号に基づいて、上記処理装置により上記
被測定物の処理を所定の位置で行うことを特徴としてい
る。
【００２８】上記構成の搬送処理システムによれば、上
記被測定物を搬送しながら被測定物になんらかの処理を
するとき、上記光学式移動検出装置を用いて測定した被
測定物の移動速度または移動量の少なくとも一方をその
処理装置にフィードバックし、処理のタイミングをコン
トロールするので、被測定物の処理を所定の位置で正確
に行うことができる搬送処理システムが実現できる。
【００２９】
【発明の実施の形態】以下、この発明の光学式移動検出
装置および搬送システムおよび搬送処理システムを図示
の実施の形態により詳細に説明する。
【００３０】図１はこの発明の実施の一形態の光学式移
動検出装置の概略構成を示す図であり、１０は発光素
子、１１はコリメータレンズ、１２は対物レンズ、１３
はビームスプリッタ、１４は受光レンズ、１５はピンホ
ール１５a,１５bが設けられたマスク、１６,１６は受光
素子である。また、１は上記受光素子１６,１６の信号
を受けて、被測定物２の移動速度を測定する測定部とし
ての演算処理部である。
【００３１】図１に示すように、この発明の光学式移動
検出装置は、発光素子１０(望ましくは半導体レーザ)か
ら発射された光線をコリメータレンズ１１でコリメート
(すべて平行な光線にすること)した後、対物レンズ１２
を介して光軸が被測定物２に対して垂直になるように被
測定物２に照射し、所定の方向に移動する被測定物２に
光スポットを形成する。このとき、被測定物２は、対物
レンズ１２により光線が集光される焦点位置ｆよりも、
対物レンズ１２に対して遠い位置にある。上記被測定物
２に対して光軸が垂直になるように被測定物２に光線を
照射するので、焦点深度が深くなる。このため、上記被
測定物２の位置バラツキによって被測定物２と対物レン
ズ１２との間隔が変動しても、被測定物２に対して光線
が垂直に照射されない場合よりも、被測定物２上の光ス
ポットの形状の変動を少なくできる。
【００３２】また、図２は図１の集光部分Ｓの拡大図を
示している。図２に示すように、対物レンズ１２(図１
に示す)により集光された光線１７は、焦点位置ｆでビ
ーム径が最小になり、その後、広がりながら被測定物２
に光スポット１８を形成する。次に、この光スポット１
８からの反射光は、あらゆる方向に進むが、対物レンズ
１２を通過した後、ビームスプリッタ１３(図１に示す)
で反射光が所定の方向に分離される。さらに、上記ビー
ムスプリッタ１３により分離された反射光は、受光レン
ズ１４(図１に示す)を通過し、マスク１５の２つのピン
ホール１５a,１５b(図１に示す)を通過して、２つの受
光素子１６,１６(図１に示す)に入射する。
【００３３】上記２つの受光素子１６,１６(図１に示
す)に入射する光線は、被測定物２上の被測定物移動方
向に平行な直線上に所定の間隔をあけて位置する２つの
領域１９a,１９bから反射し、対物レンズ１２を通過す
る反射光２０a,２０bのみである。逆にいえば、ピンホ
ール１５a,１５bを含む光学系を所定の内容に決定する
ことで、２つの受光素子１６,１６(図１に示す)に入射
する光線は、被測定物２上の２つの領域１９a,１９bか
ら反射する光線のみとすることができる。
【００３４】すなわち、図２に示す上記被測定物２上の
２つの領域１９a,１９bから反射した光線のうちの対物
レンズ１２(図１に示す)を介して集光される反射光２０
a,２０bを、ビームスプリッタ１３(図１に示す)で分離
して受光レンズ１４(図１に示す)により集光した後、２
つのピンホール１５a,１５b(図１に示す)を別々に通過
させて、２つの受光素子１６,１６に夫々入射させる。
【００３５】ここで、上記被測定物２上の光スポット内
の２つの領域の大きさＡは、直径１０μｍ以上かつ１０
０μｍ以下程度であり、２つのピンホール１５a,１５b
の大きさは、上記２つの領域１９a,１９bの大きさＡお
よび光学の結像式で求められる大きさである。上記２つ
の領域の大きさＡが１０μｍより小さい場合は、受光素
子に入射する光量が少なくなり、十分な出力が得られな
い。また、２つの領域の大きさＡが１００μｍより大き
い場合は、被測定物の表面状態を平均化した信号を受け
ることになるので、絶対量は大きいがＳ/Ｎの悪い信号
となってしまう。
【００３６】また、図３に示す２つの領域１９a,１９b
の中心の間隔Ｂは、 Ａ ≦ Ｂ ≦ Ｓ・Ａ／ｔａｎθ (ただし、Ｓは光スポット内の２つの領域１９a,１９bの
被測定物移動方向の面内直角方向への相対ズレ量のＡに
対する比、θは被測定物移動方向が所定の移動方向とな
す角 、０.４＞Ｓ＞ｔａｎθ)である。上記被測定物２
上の２つの領域１９a,１９bの中心の間隔Ｂが小さいほ
ど、所定の移動方向(図３の実線方向)に対する被測定物
移動方向(図３の点線方向)のズレに対して強くなるが、
２つの領域１９a,１９bの大きさＡよりＢを小さくでき
ない。なお、受光側には、被測定物２上の光スポット内
の２つの領域１９a,１９bと、ずれた場合の領域とが重
なった部分の領域分だけしか光が入射しない。したがっ
て、Ｓが０.４以上になると被測定物上でもとの光スポ
ット内の２つの領域１９a,１９bの位置とずれた領域と
が重なった部分の領域が半分以下になり、受光側への光
量が不足する。
【００３７】図１では、２つの受光素子１６,１６を用
いたが、２つのピンホール１５a,１５bは、図４(A),(B)
に示すように、１つの受光素子２１の２分割された受光
部２１a,２１b上に２つのピンホール１５a,１５bを有す
るマスク１５を設け、２つのピンホール１５a,１５bと
受光素子２１(２つの受光部２１a,２１bを有する)が一
体となっている構造が望ましい。このマスク１５は、受
光素子２１を作製するときの半導体プロセスにおいて、
例えばＡｌマスク等が考えられる。このように半導体プ
ロセス中に作製できれば、ピンホールのサイズ・位置に
ついてサブミクロンの精度が実現できる。
【００３８】さらに、２つのピンホールの形状は、図５
(A)に示すマスク１５に形成された円形のピンホール１
５a,１５bではなく、図５(B)に示すマスク２２に形成さ
れた楕円のピンホール２２a,２２bまたは図５(C)に示す
マスク２３に形成された長方形のピンホール２３a,２３
bであることが望ましい。楕円または長方形とすること
で、被測定物移動方向が所定の移動方向に対してある程
度ズレが生じても円形の場合に比べて信号変化(被測定
物の表面状態の情報量の変化)が少なくなるので、ズレ
に対して強くなる。
【００３９】図６(A)は、これら光学部品を所定の位置
関係に保持するケース３を備えた光学式移動検出装置の
構成を示す断面図であり、図１に示す光学式移動検出装
置と同一の構成部は、同一参照番号を付して説明を省略
する。また、このケース３には、被測定物２が対物レン
ズ１２から所定の距離に位置するように被測定物２を案
内するガイド４(図６(B)に示す)を有し、ガイド４の対
物レンズ１２側に窓３aを形成している。このガイド４
により被測定物２上の光スポット内の２つの領域１９a,
１９b(図２に示す)のサイズＡ・中心の間隔Ｂの変動を
小さくでき、精度のよい検出が可能となる。
【００４０】上記構成の光学式移動検出装置によれば、
被測定物２が移動すると、２つの受光素子１６,１６で
検出される信号は、一方の波形が他方の波形より時間的
に遅れた形になり、被測定物２上の２つの領域１９a,１
９b(図２に示す)の中心の間隔Ｂが既知であるので、こ
の遅れ時間を演算処理部１(図１に示す)により電気回路
上の処理をすることにより求めると、被測定物２の移動
速度および移動量が測定できる。
【００４１】また、図７に示すように、上記実施の形態
の光学式移動検出装置(図７では３１)を用いて測定した
被測定物３５の移動速度および移動量を搬送系(ローラ
ー制御部３２)にフィードバックし、ローラー３３,３４
の回転速度を制御することによって、被測定物３５の速
度を一定に保つことができ、速度制御が正確に行える搬
送システムを実現することができる。上記ローラー制御
部３２とローラー３３,３４で搬送装置を構成してい
る。なお、光学式移動検出装置３１は、被測定物３５の
移動速度または移動量のいずれか一方を測定し、それを
搬送系にフィードバックしてもよい。
【００４２】さらに、図８に示すように、上記実施の形
態の光学式移動検出装置(図８では４１)を用いて測定し
た被測定物４５のスピードを、ローラー４３,４４によ
り搬送を行いながら処理装置４２により被測定物４５に
なんらかの処理をするとき、その処理装置４２にフィー
ドバックして、処理装置４２の処理のタイミングをコン
トロールすることによって、被測定物４５の処理を所定
の位置で正確に行なえる搬送処理システムを実現するこ
とができる。なお、光学式移動検出装置４１は、被測定
物４５の移動速度または移動量のいずれか一方を測定
し、それを処理装置４２にフィードバックしてもよい。
【００４３】この発明の光学式移動検出装置によれば、
プリンタや複写機に適用して紙送り速度や紙の移動量を
検出することができるが、プリンタや複写機に限らず、
この発明の光学式移動検出装置は、表面が鏡面でない物
体の速度や移動量を被接触で測定するあらゆる分野に適
用することができる。
【００４４】
【発明の効果】以上より明らかなように、この発明の光
学式移動検出装置によれば、簡単な構成で部品点数を少
なくでき、形状的にも小型であり製造コストが低くでき
る。また、被測定物の表面状態(凸凹の状態)が鏡面でな
い限り、比較的滑らかな表面を有する被測定物であって
も測定可能である。
【００４５】また、上記発光素子に半導体レーザを用い
ているので、レンズで効率よく集光でき、受光素子で信
号検出に必要な光量を被測定物からの反射光で得ること
ができる。
【００４６】また、上記対物レンズにより集光し、所定
の方向に移動する被測定物に照射する照射光の光軸が被
測定物に対して略垂直であるので、焦点深度が深くな
り、被測定物の位置バラツキによって被測定物と対物レ
ンズとの間隔が変動しても、被測定物上の光スポットの
形状は、被測定物に光線が垂直に照射されない場合より
も変動を少なくできる。
【００４７】また、上記被測定物の位置は、光線を対物
レンズにより集光する焦点位置よりも、対物レンズに対
して遠くにあるので、被測定物上の光スポット内で所定
の間隔をあけて位置する２つの領域を確保でき、さらに
この２つの領域からの反射光は対物レンズで集光できる
光学系が可能となる。
【００４８】また、上記２つのピンホールが１つの受光
素子の２つの受光部の受光面上に設けられたマスクに形
成され、２つのピンホールと、２つの受光部を有する受
光素子とを一体とすることによって、高精度のサイズ・
位置のピンホールが実現できると共に、半導体製造プロ
セスにより２つのピンホールを製造でき、コストダウン
も可能である。
【００４９】また、上記被測定物上の２つの領域の大き
さＡが直径１０μｍ以上かつ１００μｍ以下であり、２
つのピンホールの大きさが上記２つの領域の大きさＡと
光学の結像式で求められるので、絶対量,Ｓ/Ｎともに十
分な信号により被測定物の表面状態を確実に検出でき
る。
【００５０】また、上記被測定物上で大きさＡの領域が
ずれた場合、上記光スポット内の２つの領域の被測定物
移動方向の面内直角方向への相対ズレ量のＡに対する比
をＳ、被測定物移動方向と所定の移動方向とのなす角
θ、０.４＞Ｓ＞ｔａｎθとしたとき、被測定物上の２
つの領域の中心の間隔ＢがＡ〜Ｓ・Ａ／ｔａｎθである
ので、実際の被測定物移動方向の所定移動方向に対する
ズレに対して強い検出装置が実現できる。
【００５１】また、上記２つのピンホールの形状が円形
でなく、長手方向が被測定物の移動方向に対して略直角
な楕円または長方形とすることによって、実際の被測定
物移動方向の所定移動方向に対してズレに対して強い検
出装置が実現できる。
【００５２】また、上記被測定物を案内するガイドを有
するケースを備えているので被測定物と対物レンズの距
離バラツキが小さくでき、これにより上記被測定物上の
２つの領域のサイズＡ・中心の間隔Ｂの変動を小さくで
き、精度のよい検出が可能となる。
【００５３】また、この発明の搬送システムは、上記光
学式移動検出装置を用いて測定した被測定物の移動速度
または移動量の少なくとも一方を搬送系(ローラー制御
部)にフィードバックするので、被測定物の移動速度ま
たは移動量の少なくとも一方を正確に制御する搬送シス
テムが可能になる。
【００５４】また、この発明の搬送処理システムは、搬
送しながら被測定物になんらかの処理をするとき、上記
光学式移動検出装置を用いて測定した被測定物の移動速
度または移動量の少なくとも一方をその処理装置にフィ
ードバックし、処理のタイミングをコントロールするの
で、被測定物の処理を所定の位置で正確に行なえる搬送
処理システムが実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１はこの発明の実施の一形態の光学式移動
検出装置の概略構成を示す図である。
【図２】 図２は上記光学式移動検出装置の対物レンズ
による集光部分の拡大図である。
【図３】 図３は上記光学式移動検出装置が測定する被
測定物上の２つの領域を示す図である。
【図４】 図４(A)は２つのピンホールと受光素子(受光
面を２分割)が一体となった受光素子の平面図であり、
図４(B)は図４(A)のIV−IV線から見た断面図である。
【図５】 図５(A)は形状が円形のピンホールを示す図
であり、図５(B)は形状が楕円のピンホールを示す図で
あり、図５(C)は形状が長方形のピンホールを示す図で
ある。
【図６】 図６(A)は上記光学式移動検出装置の要部の
断面図であり、図６(B)は図６(A)のVI−VI線から見た被
測定物を案内するガイド部分の断面図である。
【図７】 図７はこの発明の光学式移動検出装置を用い
た被測定物の速度を一定に保つ搬送システムの概略図で
ある。
【図８】 図８はこの発明の光学式移動検出装置を用い
た被測定物の処理を所定の位置で行なえる搬送処理シス
テムの概略図である。
【図９】 図９は従来の光学式移動検出装置の概略構成
を示す図である。
【図１０】 図１０は上記光学式移動検出装置に使用さ
れる測距センサの概略構成を示す図である。
【図１１】 図１１(A)は上記光学式移動検出装置のＡ
の測距センサの出力波形を示す図であり、図１１(B)は
上記光学式移動検出装置のＢの測距センサの出力波形を
示す図である。
【符号の説明】
１…演算処理部、 ２…被測定物、 ３…ケース、 ４…ガイド、 １０…発光素子、 １１…コリメートレンズ、 １２…対物レンズ、 １３…ビームスプリッタ、 １４…受光レンズ、 １５…ピンホール、 １６…受光素子、 １７…対物レンズにより集光される光線、 １８…光スポット、 １９a,１９b…２つの領域、 ２０a,２０b…反射光、 ２１…受光素子、 ２１a,２１b…受光部、 １０１…測距センサ、 １０２…測距センサ、 １０３…演算処理部、 １０４…発光部、 １０５…レンズ、 １０６…被測定物、 １０７…受光部、 １０８…レンズ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2F065 CC02 DD02 FF44 GG06 GG12 HH04 JJ01 JJ05 LL04 LL30 LL46

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 発光素子と、 上記発光素子から発せられた光線をコリメートするコリ
    メートレンズと、 上記コリメートレンズによりコリメートされた光線を集
    光して、所定の方向に移動する被測定物に照射して、上
    記被測定物上に所定のスポット径を有する光スポットを
    形成する対物レンズと、 上記被測定物の上記光スポットからの反射光のうちの上
    記対物レンズを介して集光された反射光を分離するビー
    ムスプリッタと、 上記ビームスプリッタにより分離された反射光を集光す
    る受光レンズと、 上記受光レンズにより集光された上記反射光のうちの上
    記光スポット内の上記被測定物の移動方向に平行な直線
    上に所定の間隔をあけて位置する２つの領域からの反射
    光が夫々通過する２つのピンホールと、 上記２つのピンホールを通過した反射光が夫々入射され
    る２つの受光部と、 上記２つの受光部の出力に基づいて、上記被測定物の移
    動速度または移動量の少なくとも一方を測定する測定部
    とを備えたことを特徴とする光学式移動検出装置。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載の光学式移動検出装置に
    おいて、 上記発光素子が半導体レーザであることを特徴とする光
    学式移動検出装置。
  3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の光学式移動検
    出装置において、 上記対物レンズにより集光された照射光の光軸が上記被
    測定物に対して垂直であることを特徴とする光学式移動
    検出装置。
  4. 【請求項４】 請求項１乃至３のいずれか１つに記載の
    光学式移動検出装置において、 上記被測定物は、上記対物レンズにより集光された照射
    光の焦点位置よりも、上記対物レンズに対して遠い位置
    にあることを特徴とする光学式移動検出装置。
  5. 【請求項５】 請求項１乃至４のいずれか１つに記載の
    光学式移動検出装置において、 上記２つの受光部が１つの受光素子に設けられ、 上記２つの受光部の受光面上に設けられたマスクに上記
    ２つのピンホールが形成されていることを特徴とする光
    学式移動検出装置。
  6. 【請求項６】 請求項１乃至５のいずれか１つに記載の
    光学式移動検出装置において、 上記光スポット内の被測定物の移動方向に平行な直線上
    に所定の間隔をあけて位置する２つの領域の大きさＡ
    は、直径１０μｍ以上かつ１００μｍ以下であり、 上記２つのピンホールの大きさは、上記２つの領域の大
    きさＡおよび光学の結像式で求められる大きさであるこ
    とを特徴とする光学式移動検出装置。
  7. 【請求項７】 請求項１乃至５のいずれか１つに記載の
    光学式移動検出装置において、 上記光スポット内の上記被測定物の移動方向に平行な直
    線上に所定の間隔をあけて位置する２つの領域の中心の
    間隔Ｂは、 Ａ ≦ Ｂ ≦ Ｓ・Ａ／ｔａｎθ (ただし、Ｓは上記光スポット内の２つの領域の被測定
    物移動方向の面内直角方向への相対ズレ量のＡに対する
    比、θは上記被測定物移動方向と所定の移動方向とのな
    す角、０.４＞Ｓ＞ｔａｎθ)の条件を満足することを特
    徴とする光学式移動検出装置。
  8. 【請求項８】 請求項１乃至５のいずれか１つに記載の
    光学式移動検出装置において、 上記２つのピンホールの形状は、長手方向が上記被測定
    物の移動方向に対して略直角な楕円または長方形である
    ことを特徴とする光学式移動検出装置。
  9. 【請求項９】 請求項１乃至８のいずれか１つに記載の
    光学式移動検出装置において、 上記被測定物を案内するガイドを有するケースを備えた
    ことを特徴とする光学式移動検出装置。
  10. 【請求項１０】 請求項１乃至９のいずれか１つに記載
    の光学式移動検出装置を用いた搬送システムであって、 被測定物を搬送装置により搬送するとき、上記光学式移
    動検出装置により測定された上記被測定物の移動速度ま
    たは移動量の少なくとも一方を表す信号に基づいて、上
    記搬送装置により上記被測定物の速度を制御することを
    特徴とする搬送システム。
  11. 【請求項１１】 請求項１乃至９のいずれか１つに記載
    の光学式移動検出装置を用いた搬送処理システムであっ
    て、 被測定物を搬送しながら上記被測定物を処理装置により
    処理するとき、上記光学式移動検出装置により測定され
    た上記被測定物の移動速度または移動量の少なくとも一
    方を表す信号に基づいて、上記処理装置により上記被測
    定物の処理を所定の位置で行うことを特徴とする搬送処
    理システム。
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