JP3067033B2 - 物品検出装置 - Google Patents

物品検出装置

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JP3067033B2 JP41480090A JP41480090A JP3067033B2 JP 3067033 B2 JP3067033 B2 JP 3067033B2 JP 41480090 A JP41480090 A JP 41480090A JP 41480090 A JP41480090 A JP 41480090A JP 3067033 B2 JP3067033 B2 JP 3067033B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は発光素子と、物品から反
射した光を検出し電気信号を発生する受光素子との組み
合わせからなる光電式反射型の物品検出装置に関し、よ
り詳しくは物品からの反射光強度と背景からの反射光強
度とを相対比較して所定の検出領域における物品存在の
有無を判別する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来から所定の検出領域に光を入射し該
領域に進入した物品の表面から反射した光の強度を所定
の参照値と比較して物品を検出する光電式反射型物品検
出装置が知られている。
【0003】図4に従来の物品検出装置の一例を示す。
発光素子101は駆動回路102によって駆動され所定
の検出領域に光を照射する。発光素子101の近傍には
受光素子103が配置されており物品104からの反射
光を受光する。受光素子103には変換回路105が接
続されており受光量に応じた電気量を有する電気信号を
出力する。判別部106の入力端子には参照値設定回路
107が接続されている。判別部106は設定された参
照値と変換回路105から供給される電気信号が有する
電気量とを比較し判別信号を出力する。参照値設定回路
107は例えばボリュームにより較正可能な定電圧源か
らなり、物品検出装置の設置された場所の背景条件に合
わせて所望の参照値が得られる様に手動で較正される。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来例におい
ては、特定の場所に物品検出装置を設置した後、実際に
物品の出し入れを繰り返し行なって検出動作を試行しな
がら、手動により定電圧源の較正を行なう。最適な判別
結果が得られた段階で較正を終了し所定の参照値を設定
する。しかしながら、かかる較正作業は極めて煩雑であ
り多大の作業時間を要するという問題点があった。加え
て、設置場所の移動に伴なう背景条件の変化や、発光素
子あるいは受光素子の汚染に伴なう光量変化が生じるた
びに、参照値の変更を行なう必要があり装置の保守点検
に多大の労力を要するという問題点があった。又、周囲
の条件等が変化したにもかかわらず、参照値の較正作業
を怠った場合には誤検出を生ずるという問題点があっ
た。
【0005】上述した従来の技術の問題点に鑑み、本発
明は電源の投入に同期して参照値の変更が自動的に行な
われる改良された物品検出装置を提供する事を目的とす
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明にかかる物品検出
装置は、物品の検出領域に向って入射光を発する為の発
光部と、検出領域からの反射光を受光し且つ受光量に応
じた電気量例えば電圧レベルを有する電気信号を出力す
る為の受光部と、電源投入に同期してサンプリング信号
を発生する為の制御部とを備えている。さらに、本発明
にかかる物品検出装置は該サンプリング信号に応答して
一時的に電気信号をバイパスあるいは切り換える為の切
り換え部と、切り換えられた電気信号が有する電気量あ
るいは電圧レベルに応じて電源投入時点における参照値
を設定し且つ保持する為の参照値保持部とを有してい
る。加えて、判別部を具備しておりサンプリング信号解
除後該受光部からの電気信号を受け入れその電気量と
源投入時点で設定された参照値とを比較し検出領域にお
ける物品の有無を表わす判別信号を出力する。
【0007】好ましくは、該制御部は電源投入後電源電
圧が立ち上がり所定の閾値を越えた後一定時間が経過し
た時点でリセット信号を出力する為のリセット回路と、
リセット信号の立ち上がりに同期して所定の時間幅を有
するサンプリング信号を出力するサンプリング信号発生
回路とから構成されている。
【0008】さらに好ましくは、判別部の出力端子にゲ
ート部が接続されており、サンプリング信号に応答して
サンプリング処理中に限り判別信号の出力を強制的に禁
止している。
【0009】
【作用】上述した本発明の構成によれば、特定の場所に
物品検出装置を設置した後、電源電圧を投入するとサン
プリング信号が自動的に発生する。この時同時に、受光
部も動作を開始し背景から直接入射される反射光を受光
し、その受光量に応じた電気量あるいは電圧レベルを有
する電気信号を出力する。従って、この電気量は物品検
出装置が設置された場所の背景条件を表わす。サンプリ
ング信号に応答して、電気信号は一時的にバイパスある
いは切り換えられ参照値保持部に供給される。参照値保
持部はバイパスされた電気信号の電圧レベルに応じて参
照値を設定し保持する。この結果、電源投入に同期して
自動的に最適な参照値が与えられる。判別部はこの参照
値に基づいて、サンプリング信号解除後受光部から直接
供給される電気信号の電圧レベルを比較評価し判別信号
を出力する。
【0010】
【実施例】以下図面を参照して本発明の好適な実施例を
詳細に説明する。図1は本発明にかかる光電式反射型物
品検出装置の一実施例を示す模式的回路ブロック図であ
る。本物品検出装置は、物品1の出し入れが随時行なわ
れる検出領域に向って入射光を発する為の発光部と、該
検出領域からの反射光を受光し且つ受光量に応じた電気
量を有する電気信号を出力する為の受光部とを備えてい
る。
【0011】該発光部は発光ダイオード等からなる発光
素子2と該発光素子2を駆動する為の駆動回路3とから
構成されている。駆動回路3は直流駆動電流を供給する
為の定電流源で構成しても良いが、好ましくは発振回路
を内蔵し所定の高周波駆動電流を発光素子2に供給し交
流駆動を行なっている。
【0012】受部は物品1あるいは背景4から反射さ
れた光を受光する為の受光素子5を含んでいる。受光素
子5は例えばフォトダイオードあるいはフォトトランジ
スタ等から構成されており受光量に応じた振幅を有する
所定周波数の交流光電電流を出力する。受光素子5には
変換回路6が接続されている。この変換回路6は所定の
周波数を有する光電電流高周波成分のみを選択的に検波
し且つ増幅する為の増幅回路と、増幅された交流成分を
平滑化し振幅値に対応した電圧レベルを有する直流電気
信号を出力する為の平滑回路とから構成されている。
【0013】本物品検出装置はさらに電源VCCの投入
に同期してサンプリング信号SMPを発生する為の制御
部を具備している。この制御部は、好ましくは電源投入
後電源電圧VCCが立ち上がった時点でリセット信号R
STを出力する為のリセット回路7と、リセット信号R
STに同期して所定の時間幅を有するサンプリング信号
SMPを出力するサンプリング信号発生回路8とから構
成されている。リセット回路7は例えば電源投入後電源
電圧VCCが所定の閾値電圧を越えた時点を検出する閾
値回路と、閾値を越えた時点から所定時間経過後にリセ
ット信号RSTを発生する為の遅延回路とから構成でき
る。この様にして、電源電圧が完全に立ち上がった後に
リセット信号RSTが出力される様になっている。又、
サンプリング信号発生回路はリセット信号RSTに同期
してトリガパルスを発生するトリガ回路と、該トリガパ
ルスに同期して所定の時間幅あるいはパルス幅を有する
サンプリング信号SMPを出力する為のワンショット単
安定マルチバイブレータとから構成できる。
【0014】変換回路6の出力端子には切り換え部9が
接続されている。切り換え部9はサンプリング信号SM
Pに応答して一時的に電気信号をバイパスする。切り換
え部9は例えば一対のトランスミッションゲート10及
び11とインバータ12とから構成される。一方のトラ
ンスミッションゲート10はサンプリング信号SMPが
出力されている間導通状態になり、他方のトランスミッ
ションゲート11はサンプリング信号SMPの解除後イ
ンバータ12を介して導通状態に保持される。
【0015】切り換え部9の一方のトランスミッション
ゲート10には参照値保持部13が接続されている。こ
の参照値保持部13はサンプルアンドホールド回路等か
らなり、一方のトランスミッションゲート10を介して
バイパスされた直流電気信号を受け入れ、その電気量即
ち電圧レベルに応じて所定の参照値を設定し且つ保持す
る。
【0016】さらに、変換回路6の出力端子には切り換
え部9の他方のトランスミッションゲート11を介して
判別部14が接続されている。この判別部14は参照値
保持部13にも接続されており設定保持された参照値の
供給を受ける。判別部14は、サンプリング信号SMP
の解除後直流電気信号を受け入れその電圧レベルと参照
値とを比較し検出領域における物品の有無を表わす判別
信号SIGを出力する。判別部14は例えばウィンドウ
コンパレータを内蔵しており、直流電気信号の電圧レベ
ルが参照値に対して所定の許容幅から外れた時出力が反
転する様になっている。
【0017】最後に、判別部14の出力端子にはゲート
部15が接続されており、サンプリング信号SMPが出
力されている間、判別信号SIGの出力を強制的に禁止
している。このゲート部15は例えばアンドゲート回路
から構成する事ができる。
【0018】次に図2は図1に示す物品検出装置の光学
的構成を示し、特定の場所に設置された直後の状態を示
す。物品検出装置16は、発光素子2、光学系及び受光
素子5を内蔵している。光学系は発光素子2から放射さ
れた発光をビーム又は平行光線として物品検出領域の背
後に存在する背景4に入射する為のレンズ17と、該レ
ンズ17と発光素子2との中間に挿入され物品検出領域
から戻って来た反射光を入射光から分離する為のビーム
スプリッタ18より構成されている。設置直後におい
て、電源を投入すると発光素子2は発光を始める。この
時点では、物品は存在していないので、背景4から直接
反射された光がビームスプリッタ18を介して受光素子
5により受光される。この結果、受光部は背景4の光学
的な条件に従った電圧レベルを有する電気信号を出力す
る事となる。
【0019】次に図3を参照して本物品検出装置の動作
を説明する。電源スイッチを手動により操作する事によ
り電源を投入すると電源電圧VCCは立ち上がり定常状
態に達する。電源電圧VCCが所定の閾値を越えた後一
定時間が経過するとリセット回路7はリセット信号RS
Tを出力する。リセット信号RSTの立ち上がりは電源
電圧VCCが安定状態に達した後行なわれる事となる。
リセット信号RSTの立ち上がりに同期してサンプリン
グ信号発生回路8は所定の時間幅を有するサンプリング
信号SMPを出力する。サンプリング信号SMPが出力
されている間、変換回路6から供給される直流電気信号
は切り換え部9によりバイパスされ参照値保持部13に
直接入力される。前述した様に、この時点では物品が不
存在であるので直流電気信号の電圧レベルは背景4の光
学的な条件を表わしている。この電圧レベルに従って参
照値保持部13には最適な参照値が設定保持される。こ
の時、同時にゲート部15はサンプリング信号SMPに
より遮断され判別信号SIGの出力が禁止される。
【0020】サンプリング信号SMPが解除された後に
は、変換回路6から供給される直流電気信号は直接判別
部14に入力される。判別部14は電源投入時に設定さ
れた参照値と入力された直流電気信号の電圧レベルとを
比較する事により物品の有無を表わす判別信号SIGを
出力する。
【0021】上述した実施例においては、物品不存在の
時得られる電気信号の電圧レベルに基いて参照値を設定
し、物品の進入を検知している。しかしながら、本発明
はこれに限られるものではなく、逆に物品を配置した時
得られる電気信号の電圧レベルに基いて参照値を設定
し、物品の不存在を検知する様にしても良い。
【0022】
【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、物品
検出装置を設置した後電源を投入すると、電源の立ち上
がりに同期して設置場所の背景の光学的条件が自動的に
検知され検知結果に合わせて参照値が最適に設定保持さ
れる。この参照値が以後の物品判別の為の基準として用
いられる。従って、本発明にかかる物品検出装置は従来
と異なり、電源投入に同期して自動的に参照値が更新又
は変更されるので、従来に比し物品検出装置の調整作業
が著しく容易になるという効果がある。例えば、設置場
所を移す毎に自動的に参照値の更新が行なわれる。ある
いは、発光素子や受光素子が汚染され発光量又は受光量
が変動しても電源投入毎に参照値の最適な調整が自動的
に行なわれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかる物品検出装置の一例を示す模式
的回路ブロック図である。
【図2】図1に示す物品検出装置の光学的な配置を示す
模式図である。
【図3】図1に示す物品検出装置の動作を説明する為の
タイミングチャートである。
【図4】従来の物品検出装置を示す回路ブロック図であ
る。
【符号の説明】
1 物品 2 発光素子 3 駆動回路 4 背景 5 受光素子 6 変換回路 7 リセット回路 8 サンプリング信号発生回路 9 切り換え部 13 参照値保持部 14 判別部 15 ゲート部 16 物品検出装置

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 物品の検出領域に向って入射光を発する
    為の発光部と、検出領域からの反射光を受光し且つ受光
    量に応じた電気量を有する電気信号を出力する為の受光
    部と、電源投入に同期してサンプリング信号を発生する
    為の制御部と、サンプリング信号に応答して一時的に電
    気信号を切り換える為の切り換え部と、切り換えられた
    電気信号が有する電気量に応じて電源投入時点における
    参照値を設定し且つ保持する為の参照値保持部と、サン
    プリング信号解除後該受光部からの電気信号を受け入れ
    その電気量と電源投入時点における参照値とを比較し検
    出領域における物品の有無を表わす判別信号を出力する
    為の判別部とからなる物品検出装置。
  2. 【請求項2】 該制御部は、電源投入後電源電圧が立ち
    上がり所定の閾値を越えた後一定時間が経過した時点で
    リセット信号を出力する為のリセット回路と、リセット
    信号の立ち上がりに同期して所定の時間幅を有するサン
    プリング信号を出力するサンプリング信号発生回路とか
    らなる請求項1に記載の物品検出装置。
  3. 【請求項3】 サンプリング信号に応答して判別信号の
    出力を禁止する為前記判別部の出力と該サンプリング信
    号を受入れる位置に設けたゲート部を有する請求項1に
    記載の物品検出装置。
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