JP3264143B2 - 光学式センサ装置 - Google Patents
光学式センサ装置Info
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- JP3264143B2 JP3264143B2 JP15838495A JP15838495A JP3264143B2 JP 3264143 B2 JP3264143 B2 JP 3264143B2 JP 15838495 A JP15838495 A JP 15838495A JP 15838495 A JP15838495 A JP 15838495A JP 3264143 B2 JP3264143 B2 JP 3264143B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は物体の表面状態の変化に
よって物体の表面に貼られたテープ等を検出する光学式
センサ装置に関するものである。
よって物体の表面に貼られたテープ等を検出する光学式
センサ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来物体の表面状態の光沢を検出する光
沢検出センサとして、特開平４−369468号が知られてい
る。この発明では発光部からの光を物体検知領域に照射
し、物体からの反射光をＣＣＤで受光する。そしてＣＣ
Ｄからの出力信号を微分し整形して所定の閾値で弁別す
ることによって、光沢度の高い物体を検出するようにし
ている。
沢検出センサとして、特開平４−369468号が知られてい
る。この発明では発光部からの光を物体検知領域に照射
し、物体からの反射光をＣＣＤで受光する。そしてＣＣ
Ｄからの出力信号を微分し整形して所定の閾値で弁別す
ることによって、光沢度の高い物体を検出するようにし
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしこの発明では、
光沢度がほぼ同一で反射光量の異なった物体を識別する
ことができないという欠点があった。
光沢度がほぼ同一で反射光量の異なった物体を識別する
ことができないという欠点があった。
【０００４】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、光沢度又は反射光量が異なる物
体を確実に識別できるようにすることを目的とする。
なされたものであって、光沢度又は反射光量が異なる物
体を確実に識別できるようにすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、物体検知領域に照射する投光手段と、反射光を受光
する第１，第２の受光手段と、第１，第２の受光手段の
出力差に基づいて光沢度を判別する光沢度判別手段と、
第１，第２の受光手段の出力和に基づいて反射された受
光量を判別する光量判別手段と、検出物体における光量
と非検出物体における光量の光量差及び検出物体におけ
る光沢と非検出物体における光沢との光沢差に基づい
て、光量差及び光沢差の少なくとも一方を変数とする評
価関数Ｚを算出する評価関数算出手段と、評価関数算出
手段によって算出された評価関数値に基づいて閾値を算
出する閾値算出手段と、光沢度判別手段及び受光量判別
手段の出力に基づいて得られる評価関数値と閾値算出手
段によって算出された閾値とを比較することにより、検
出物体と非検出物体とを判別する物体判別手段と、を具
備することを特徴とするものである。又本願の請求項２
の発明は、これに加えて、評価関数算出手段は、光沢差
が光量差より十分大きければ光沢差を変数とし、光量差
が光沢差より十分大きければ光量差を変数とし、その間
は光量と光沢差の双方を変数とする関数として設定する
ことを特徴とするものである。
は、物体検知領域に照射する投光手段と、反射光を受光
する第１，第２の受光手段と、第１，第２の受光手段の
出力差に基づいて光沢度を判別する光沢度判別手段と、
第１，第２の受光手段の出力和に基づいて反射された受
光量を判別する光量判別手段と、検出物体における光量
と非検出物体における光量の光量差及び検出物体におけ
る光沢と非検出物体における光沢との光沢差に基づい
て、光量差及び光沢差の少なくとも一方を変数とする評
価関数Ｚを算出する評価関数算出手段と、評価関数算出
手段によって算出された評価関数値に基づいて閾値を算
出する閾値算出手段と、光沢度判別手段及び受光量判別
手段の出力に基づいて得られる評価関数値と閾値算出手
段によって算出された閾値とを比較することにより、検
出物体と非検出物体とを判別する物体判別手段と、を具
備することを特徴とするものである。又本願の請求項２
の発明は、これに加えて、評価関数算出手段は、光沢差
が光量差より十分大きければ光沢差を変数とし、光量差
が光沢差より十分大きければ光量差を変数とし、その間
は光量と光沢差の双方を変数とする関数として設定する
ことを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】このような特徴を有する本発明によれば、投光
手段より光を物体検知領域に照射し、受光手段によって
受光する。そしてこれらの出力からワークとして検出す
べき物体及び検出すべきでない物体をセンサの前面に配
置し、受光量と光沢度を夫々判別する。そして検出物体
と非検出物体との光量差及び光沢差に基づいて、それら
の少なくとも一方を変数とする評価関数を算出し、この
評価関数値から閾値を算出する。こうして閾値と評価関
数を算出した後、実際の物体の検出時には光沢度判別手
段及び受光量判別手段より得られる出力に基づいて評価
関数の出力を定め、これと閾値を比較することによって
検出物体と非検出物体とを判別するようにしている。
手段より光を物体検知領域に照射し、受光手段によって
受光する。そしてこれらの出力からワークとして検出す
べき物体及び検出すべきでない物体をセンサの前面に配
置し、受光量と光沢度を夫々判別する。そして検出物体
と非検出物体との光量差及び光沢差に基づいて、それら
の少なくとも一方を変数とする評価関数を算出し、この
評価関数値から閾値を算出する。こうして閾値と評価関
数を算出した後、実際の物体の検出時には光沢度判別手
段及び受光量判別手段より得られる出力に基づいて評価
関数の出力を定め、これと閾値を比較することによって
検出物体と非検出物体とを判別するようにしている。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の一実施例による光学式センサ
装置の全体構成を示すブロック図である。本図において
この光学式センサ装置１は信号処理部２とヘッド部３か
ら成り立っている。信号処理部２は所定周期毎に投光素
子４を駆動する投光回路５と、受光素子６，７に接続さ
れたＳ側受光回路８及びＰ側受光回路９を有している。
受光回路８，９は夫々Ｓ偏光成分及びＰ偏光成分の光を
受光する受光回路であって、その出力はマイクロコンピ
ュータ（ＣＰＵ）１０に与えられる。マイクロコンピュ
ータ１０には発振回路１１，電源回路１２，モード切換
スイッチ１３，感度設定ボタン１４が接続され、メモリ
としてＥＥＰＲＯＭ１５，出力回路１６が接続されてい
る。マイクロコンピュータ１０は後述するようにこれら
の入力に基づいて所定のタイミングで投光回路５を周期
的に駆動し、受光信号によって閾値を設定して物体の表
面状態の変化を検出するものである。
装置の全体構成を示すブロック図である。本図において
この光学式センサ装置１は信号処理部２とヘッド部３か
ら成り立っている。信号処理部２は所定周期毎に投光素
子４を駆動する投光回路５と、受光素子６，７に接続さ
れたＳ側受光回路８及びＰ側受光回路９を有している。
受光回路８，９は夫々Ｓ偏光成分及びＰ偏光成分の光を
受光する受光回路であって、その出力はマイクロコンピ
ュータ（ＣＰＵ）１０に与えられる。マイクロコンピュ
ータ１０には発振回路１１，電源回路１２，モード切換
スイッチ１３，感度設定ボタン１４が接続され、メモリ
としてＥＥＰＲＯＭ１５，出力回路１６が接続されてい
る。マイクロコンピュータ１０は後述するようにこれら
の入力に基づいて所定のタイミングで投光回路５を周期
的に駆動し、受光信号によって閾値を設定して物体の表
面状態の変化を検出するものである。
【０００８】次にヘッド部３の構成について説明する。
信号処理部２とヘッド部３との間は３本の光ファイバ２
１〜２３で接続される。光ファイバ２１は投光素子４に
一端が接続された投光用の光ファイバであって、そのヘ
ッド側端部にはフィルタ２４を介してレンズ２５が配置
される。フィルタ２４はＳ偏光成分のみを出力する偏光
フィルタである。そして受光側にはこの照射された光の
反射光を受光する位置に偏光ビームスプリッタ２６が配
置される。偏光ビームスプリッタ２６は受光した光をＳ
偏光成分とＰ偏光成分とに分離するビームスプリッタで
あり、Ｓ偏光成分は受光用光ファイバ２２に、Ｐ偏光成
分は受光用光ファイバ２３に入射される。受光用光ファ
イバ２２，２３の他端は夫々信号処理部２の受光素子６
及び７に接続されている。
信号処理部２とヘッド部３との間は３本の光ファイバ２
１〜２３で接続される。光ファイバ２１は投光素子４に
一端が接続された投光用の光ファイバであって、そのヘ
ッド側端部にはフィルタ２４を介してレンズ２５が配置
される。フィルタ２４はＳ偏光成分のみを出力する偏光
フィルタである。そして受光側にはこの照射された光の
反射光を受光する位置に偏光ビームスプリッタ２６が配
置される。偏光ビームスプリッタ２６は受光した光をＳ
偏光成分とＰ偏光成分とに分離するビームスプリッタで
あり、Ｓ偏光成分は受光用光ファイバ２２に、Ｐ偏光成
分は受光用光ファイバ２３に入射される。受光用光ファ
イバ２２，２３の他端は夫々信号処理部２の受光素子６
及び７に接続されている。
【０００９】さてモード切換スイッチ１３はランモード
とティーチモードとを切換えるスイッチである。ティー
チモードは感度設定ボタン１４が押下される毎に、一対
の受光素子から得られる受光回路の出力をマイクロコン
ピュータ１０に取込み、Ａ／Ｄ変換してその値により後
述する評価関数の係数及び検出レベルと非検出レベルを
設定するためのモードである。又ランモードはティーチ
モードで設定した検出レベル及び非検出レベルと現在の
信号レベルとを比較し、オンオフ信号を出力するもので
ある。
とティーチモードとを切換えるスイッチである。ティー
チモードは感度設定ボタン１４が押下される毎に、一対
の受光素子から得られる受光回路の出力をマイクロコン
ピュータ１０に取込み、Ａ／Ｄ変換してその値により後
述する評価関数の係数及び検出レベルと非検出レベルを
設定するためのモードである。又ランモードはティーチ
モードで設定した検出レベル及び非検出レベルと現在の
信号レベルとを比較し、オンオフ信号を出力するもので
ある。
【００１０】次に本実施例の動作についてフローチャー
トを参照しつつ説明する。図２，図３は本実施例の動作
を示すフローチャートである。動作を開始するとまずス
テップ３１において、モード切換スイッチ１３がティー
チモードかどうかをチェックする。ティーチモードであ
れば、ステップ３２に進んで感度設定ボタン１４が押下
されたかどうかをチェックし、押下されるまで待受け
る。感度設定時にはヘッド部３の前方にワーク２７を図
１のように配置する。ワーク２７は検知しない白紙の白
地領域２７ａとその上に貼られた透明のテープの領域２
７ｂがあり、これらの物体を識別するものとする。
トを参照しつつ説明する。図２，図３は本実施例の動作
を示すフローチャートである。動作を開始するとまずス
テップ３１において、モード切換スイッチ１３がティー
チモードかどうかをチェックする。ティーチモードであ
れば、ステップ３２に進んで感度設定ボタン１４が押下
されたかどうかをチェックし、押下されるまで待受け
る。感度設定時にはヘッド部３の前方にワーク２７を図
１のように配置する。ワーク２７は検知しない白紙の白
地領域２７ａとその上に貼られた透明のテープの領域２
７ｂがあり、これらの物体を識別するものとする。
【００１１】まずワーク２７の白地領域２７ａに投光素
子４からの光を照射できるように配置して感度設定ボタ
ン１４を投入する。感度設定ボタン１４が投入される
と、ステップ３３に進んで投光回路５を介して投光素子
４を駆動する。そうすれば投光用光ファイバ２１を介し
て光が照射され、偏光フィルタ２４を介してＳ偏光成分
の光のみがワーク２７の白地領域２７ａに照射される。
そしてその反射光が偏光ビームスプリッタ２６によりＳ
偏光成分とＰ偏光成分とに分離され、夫々光ファイバ２
２，２３を介して信号処理部２の受光素子６及び７によ
って受光される。この受光された信号はＳ側受光回路
８，Ｐ側受光回路９によって夫々電圧信号に変換され、
マイクロコンピュータ１０内でＡ／Ｄ変換される。マイ
クロコンピュータ１０はステップ３４に進んでＳ偏光成
分及びＰ偏光成分を夫々ＳA ，ＰA として取込む。次い
でヘッド部３の前方の所定のワーク２７にテープを貼り
付けたテープ領域２７ｂに光が照射されるようにワーク
２７を移動し、ステップ３５に進んで感度設定ボタン１
４を再び押下する。そうすると同様にして投光回路５が
駆動され、投光素子４からの光のうち投光用光ファイバ
２１及びフィルタ２４を介してＳ偏光成分のみがワーク
の領域Ｂに入射する。この反射光を偏光ビームスプリッ
タ２６で分離し、夫々Ｓ偏光成分ＳB 及びＰ偏光成分Ｐ
B をＡ／Ｄ変換回路を介してマイクロコンピュータ１０
に取込む（ステップ３７）。そしてステップ３８に進ん
で後述するように光沢度ＸをＳ偏光成分とＰ偏光成分と
の出力の差によって判別する。又ステップ３９に進んで
Ｓ偏光成分とＰ偏光成分の光量の和により光量Ｙを判別
する。次いでステップ４０に進んでこれらの値を用いて
評価関数Ｚを決める係数ａ，ｂを決定する。次いでステ
ップ４１に進んで検出レベルＴｈon及び非検出レベルＴ
ｈoff を設定し、ＥＥＰＲＯＭ１５に検出レベル，非検
出レベルと係数ａ，ｂを書込んで（ステップ４２）、テ
ィーチモードでの処理を終える。
子４からの光を照射できるように配置して感度設定ボタ
ン１４を投入する。感度設定ボタン１４が投入される
と、ステップ３３に進んで投光回路５を介して投光素子
４を駆動する。そうすれば投光用光ファイバ２１を介し
て光が照射され、偏光フィルタ２４を介してＳ偏光成分
の光のみがワーク２７の白地領域２７ａに照射される。
そしてその反射光が偏光ビームスプリッタ２６によりＳ
偏光成分とＰ偏光成分とに分離され、夫々光ファイバ２
２，２３を介して信号処理部２の受光素子６及び７によ
って受光される。この受光された信号はＳ側受光回路
８，Ｐ側受光回路９によって夫々電圧信号に変換され、
マイクロコンピュータ１０内でＡ／Ｄ変換される。マイ
クロコンピュータ１０はステップ３４に進んでＳ偏光成
分及びＰ偏光成分を夫々ＳA ，ＰA として取込む。次い
でヘッド部３の前方の所定のワーク２７にテープを貼り
付けたテープ領域２７ｂに光が照射されるようにワーク
２７を移動し、ステップ３５に進んで感度設定ボタン１
４を再び押下する。そうすると同様にして投光回路５が
駆動され、投光素子４からの光のうち投光用光ファイバ
２１及びフィルタ２４を介してＳ偏光成分のみがワーク
の領域Ｂに入射する。この反射光を偏光ビームスプリッ
タ２６で分離し、夫々Ｓ偏光成分ＳB 及びＰ偏光成分Ｐ
B をＡ／Ｄ変換回路を介してマイクロコンピュータ１０
に取込む（ステップ３７）。そしてステップ３８に進ん
で後述するように光沢度ＸをＳ偏光成分とＰ偏光成分と
の出力の差によって判別する。又ステップ３９に進んで
Ｓ偏光成分とＰ偏光成分の光量の和により光量Ｙを判別
する。次いでステップ４０に進んでこれらの値を用いて
評価関数Ｚを決める係数ａ，ｂを決定する。次いでステ
ップ４１に進んで検出レベルＴｈon及び非検出レベルＴ
ｈoff を設定し、ＥＥＰＲＯＭ１５に検出レベル，非検
出レベルと係数ａ，ｂを書込んで（ステップ４２）、テ
ィーチモードでの処理を終える。
【００１２】次に係数ａ，ｂと検出レベル，非検出レベ
ルＴｈon，Ｔｈoff の設定について説明する。図４は光
沢度が小さい物体及び大きい物体に対する入射光の反射
状態を示す概略図である。本図において入射光をいずれ
か一方の偏光成分、例えばＳ偏光成分を有する光とする
と、図４（ａ）に示す光沢度が小さい物体では偏光方向
が保存された正反射光も得られるが、それ以外にＳ偏光
成分とＰ偏光成分とが夫々等しい拡散反射光のレベルが
高くなる。一方光沢度が大きければ、図４（ｂ）に示す
ようにＰ偏光成分とＳ偏光成分とのレベルが等しい拡散
反射光の全体の光量が低くなり、偏光方向を保存するＳ
偏光の正反射光のレベルが相対的に高くなる。従ってＳ
偏光成分とＰ偏光成分との差から光沢度を検出すること
ができる。
ルＴｈon，Ｔｈoff の設定について説明する。図４は光
沢度が小さい物体及び大きい物体に対する入射光の反射
状態を示す概略図である。本図において入射光をいずれ
か一方の偏光成分、例えばＳ偏光成分を有する光とする
と、図４（ａ）に示す光沢度が小さい物体では偏光方向
が保存された正反射光も得られるが、それ以外にＳ偏光
成分とＰ偏光成分とが夫々等しい拡散反射光のレベルが
高くなる。一方光沢度が大きければ、図４（ｂ）に示す
ようにＰ偏光成分とＳ偏光成分とのレベルが等しい拡散
反射光の全体の光量が低くなり、偏光方向を保存するＳ
偏光の正反射光のレベルが相対的に高くなる。従ってＳ
偏光成分とＰ偏光成分との差から光沢度を検出すること
ができる。
【００１３】前述した実施例ではワークが図１に示すよ
うに、光沢度の小さい面２７ａと光沢度の大きい面２７
ｂとを有し、これらを識別するものとしているが、一般
的には検出物体（Ａ）に光を照射したときと非検出物体
（Ｂ）に光を照射し、これらを識別するために係数と閾
値を設定するものとする。そしてワークの面ＡでのＳ偏
光成分の入力値をＳA ，Ｐ偏光成分をＰA とする。又ワ
ークの面ＢでのＳ偏光成分をＳB ，Ｐ偏光成分をＰB と
する。このとき光沢度ＸA ，ＸB 反射光量ＹA，ＹB を
以下のように定義する。 ＸA ＝ＳA −ＰA ＸB ＝ＳB −ＰB ＹA ＝ＳA ＋ＰA ＹB ＝ＳB ＋ＰB 次いでワークの面Ａ，Ｂの光沢差ＸS ，光量差ＹS を次
式で定義する。
うに、光沢度の小さい面２７ａと光沢度の大きい面２７
ｂとを有し、これらを識別するものとしているが、一般
的には検出物体（Ａ）に光を照射したときと非検出物体
（Ｂ）に光を照射し、これらを識別するために係数と閾
値を設定するものとする。そしてワークの面ＡでのＳ偏
光成分の入力値をＳA ，Ｐ偏光成分をＰA とする。又ワ
ークの面ＢでのＳ偏光成分をＳB ，Ｐ偏光成分をＰB と
する。このとき光沢度ＸA ，ＸB 反射光量ＹA，ＹB を
以下のように定義する。 ＸA ＝ＳA −ＰA ＸB ＝ＳB −ＰB ＹA ＝ＳA ＋ＰA ＹB ＝ＳB ＋ＰB 次いでワークの面Ａ，Ｂの光沢差ＸS ，光量差ＹS を次
式で定義する。
【数１】 こうすればＸS ，ＹS は夫々０〜１００の値をとる。そ
して光沢度Ｘ，光量Ｙに対して評価関数Ｚを次式により
定める。 Ｚ＝ａＸ＋ｂＹ ここで光沢差ＸS ，光量差ＹS から係数ａ，ｂを次式で
定める。
して光沢度Ｘ，光量Ｙに対して評価関数Ｚを次式により
定める。 Ｚ＝ａＸ＋ｂＹ ここで光沢差ＸS ，光量差ＹS から係数ａ，ｂを次式で
定める。
【数２】 こうして得られた評価値Ｚは２つのワークの面Ａ，Ｂに
夫々光を入射したときに得られる評価値をＺA ，ＺB と
する。このとき検知物体を検出するための閾値Ｔｈon及
びＴｈoff は次式のようにして定める。
夫々光を入射したときに得られる評価値をＺA ，ＺB と
する。このとき検知物体を検出するための閾値Ｔｈon及
びＴｈoff は次式のようにして定める。
【数３】
【００１４】図５は光量差ＹS と光沢差ＸS の二乗との
差（ＹS −ＸS 2 ）に対する係数ａ，ｂの関係を示すグ
ラフである。ＹS −ＸS 2 の値が１０以上であればｂ＝
１０で一定値とし、ＹS −ＸS 2 が負の場合にはｂを０
に固定し、０と１０との間はｂをこれと等しい値として
連続的に変化させる。そしてａ，ｂの和が常に１０で一
定となるようにしている。これは光沢度と光量とのいず
れかで判別するか、又は双方で比例配分して判別するか
を選択するための手法であって、図５に示すようにｂが
１０のときにはａが０となるため、評価関数ＺはＺ＝１
０Ｙ、即ち光量のみとなる。又Ｙ S −Ｘ S 2 が負のとき
はｂは０で固定値となるため、ａが１０となり、評価関
数Ｚは光沢度Ｘのみで決まり、Ｚ＝１０Ｘとなる。又こ
の間は連続的に光沢度Ｘと光量Ｙとを比例配分して評価
関数Ｚを定めるものとし、Ｚ＝ａＸ＋ｂＹがそのまま用
いられる。このときの値ａ，ｂはＹS −ＸS 2 によって
決まる。
差（ＹS −ＸS 2 ）に対する係数ａ，ｂの関係を示すグ
ラフである。ＹS −ＸS 2 の値が１０以上であればｂ＝
１０で一定値とし、ＹS −ＸS 2 が負の場合にはｂを０
に固定し、０と１０との間はｂをこれと等しい値として
連続的に変化させる。そしてａ，ｂの和が常に１０で一
定となるようにしている。これは光沢度と光量とのいず
れかで判別するか、又は双方で比例配分して判別するか
を選択するための手法であって、図５に示すようにｂが
１０のときにはａが０となるため、評価関数ＺはＺ＝１
０Ｙ、即ち光量のみとなる。又Ｙ S −Ｘ S 2 が負のとき
はｂは０で固定値となるため、ａが１０となり、評価関
数Ｚは光沢度Ｘのみで決まり、Ｚ＝１０Ｘとなる。又こ
の間は連続的に光沢度Ｘと光量Ｙとを比例配分して評価
関数Ｚを定めるものとし、Ｚ＝ａＸ＋ｂＹがそのまま用
いられる。このときの値ａ，ｂはＹS −ＸS 2 によって
決まる。
【００１５】次に光沢度の大きい物体と小さい物体とを
識別して検出するときの演算例について説明する。図６
（ａ）は白い画用紙とその画用紙上に貼られたテープを
夫々領域Ａ，Ｂとする。白い画用紙の白地部分は光沢度
が小さく、テープ部分は光沢度が大きい。従って白地の
領域Ａで受光したＳ偏光成分及びＰ偏光成分のＡ／Ｄ変
換値を例えば７０，５０とし、テープ領域ＢでのＳ偏光
成分及びＰ偏光成分ＳB ，ＰB を１６０，５０とする。
こうすればＸA ，ＸB は夫々２０，１１０となり、
ＹA ，ＹB は夫々１２０，２１０となる。従って光沢差
ＸS は６９，光量差ＹS は２７となり、係数ａ，ｂは次
のように定まる。 ｂ＝ＹS −ＸS 2 ＝−4734→０ ａ＝１０−ｂ＝10 従って評価関数Ｚは次式となる。 Ｚ＝１０Ｘ
識別して検出するときの演算例について説明する。図６
（ａ）は白い画用紙とその画用紙上に貼られたテープを
夫々領域Ａ，Ｂとする。白い画用紙の白地部分は光沢度
が小さく、テープ部分は光沢度が大きい。従って白地の
領域Ａで受光したＳ偏光成分及びＰ偏光成分のＡ／Ｄ変
換値を例えば７０，５０とし、テープ領域ＢでのＳ偏光
成分及びＰ偏光成分ＳB ，ＰB を１６０，５０とする。
こうすればＸA ，ＸB は夫々２０，１１０となり、
ＹA ，ＹB は夫々１２０，２１０となる。従って光沢差
ＸS は６９，光量差ＹS は２７となり、係数ａ，ｂは次
のように定まる。 ｂ＝ＹS −ＸS 2 ＝−4734→０ ａ＝１０−ｂ＝10 従って評価関数Ｚは次式となる。 Ｚ＝１０Ｘ
【００１６】こうして評価関数Ｚを決めると、白地部分
の評価関数値ＺA ，テープ領域Ｂの評価関数値ＺB は次
式のようになる。 ＺA ＝１０ＸA ＝200 ＺB ＝１０ＸB ＝1100 次に閾値Ｔｈon，Ｔｈoff を次式のように定める。 Ｔｈon＝（ＺA ＋ＺB ）／２＋20＝670 Ｔｈoff ＝（ＺA ＋ＺB ）／２−20＝630 となる。こうすれば光沢度の高い領域、即ち白い画用紙
のテープ領域Ｂ上でオンし、光沢度の低い白画用紙の白
地部分Ａでオフするように閾値を設定することができ
る。
の評価関数値ＺA ，テープ領域Ｂの評価関数値ＺB は次
式のようになる。 ＺA ＝１０ＸA ＝200 ＺB ＝１０ＸB ＝1100 次に閾値Ｔｈon，Ｔｈoff を次式のように定める。 Ｔｈon＝（ＺA ＋ＺB ）／２＋20＝670 Ｔｈoff ＝（ＺA ＋ＺB ）／２−20＝630 となる。こうすれば光沢度の高い領域、即ち白い画用紙
のテープ領域Ｂ上でオンし、光沢度の低い白画用紙の白
地部分Ａでオフするように閾値を設定することができ
る。
【００１７】同様にして光沢度がほぼ等しく色が異なる
２つの物体を識別する場合について例をあげて説明す
る。図６（ｂ）のワークＡは白で光沢を有するプラスチ
ック、ワークＢは黒い光沢を有するプラスチックであっ
て、いずれも光沢度は大きいものとする。このときワー
クＡのＳ偏光成分及びＰ偏光成分を夫々図示のようにＳ
A を１６０、ＰA を５０とし、ワークＢのＳB を１１
０、ＰB を２とする。そうすれば光沢度Ｘ，光量Ｙは夫
々図示のようになり、光沢差ＸS ＝１，光量差ＹS＝３
０と算出できる。この場合には評価関数Ｚの係数ａ，ｂ
は次のように定められる。 ｂ＝ＹS −ＸS 2 ＝29→10 ａ＝１０−ｂ＝０ 従って評価関数Ｚは次式のように算出される。 Ｚ＝１０Ｙ このとき評価関数値ＺA ，ＺB は次のようになる。 ＺA ＝2100 ＺB ＝1120 同様にして検出レベルＴｈon，非検出レベルＴｈoff は
次式で示される。 Ｔｈon＝1630 Ｔｈoff ＝1590 このように閾値を設定すると、白い光沢のプラスチック
の物体Ａでオン、黒い光沢のプラスチックＢでオフとな
り、これらを識別するように設定できる。
２つの物体を識別する場合について例をあげて説明す
る。図６（ｂ）のワークＡは白で光沢を有するプラスチ
ック、ワークＢは黒い光沢を有するプラスチックであっ
て、いずれも光沢度は大きいものとする。このときワー
クＡのＳ偏光成分及びＰ偏光成分を夫々図示のようにＳ
A を１６０、ＰA を５０とし、ワークＢのＳB を１１
０、ＰB を２とする。そうすれば光沢度Ｘ，光量Ｙは夫
々図示のようになり、光沢差ＸS ＝１，光量差ＹS＝３
０と算出できる。この場合には評価関数Ｚの係数ａ，ｂ
は次のように定められる。 ｂ＝ＹS −ＸS 2 ＝29→10 ａ＝１０−ｂ＝０ 従って評価関数Ｚは次式のように算出される。 Ｚ＝１０Ｙ このとき評価関数値ＺA ，ＺB は次のようになる。 ＺA ＝2100 ＺB ＝1120 同様にして検出レベルＴｈon，非検出レベルＴｈoff は
次式で示される。 Ｔｈon＝1630 Ｔｈoff ＝1590 このように閾値を設定すると、白い光沢のプラスチック
の物体Ａでオン、黒い光沢のプラスチックＢでオフとな
り、これらを識別するように設定できる。
【００１８】ここでマイクロコンピュータ１０はステッ
プ３８において第１，第２の受光手段の出力に基づいて
光沢度を判別する光沢度判別手段の機能を達成してお
り、ステップ３９において反射された受光量を判別する
光量判別手段の機能を達成している。又ステップ４０は
検出物体と非検出物体との光量差及び光沢差に基づいて
光量差及び光沢差のうち、少なくとも一方を変数とする
評価関数Ｚを算出する評価関数算出手段を構成してお
り、ステップ４１において評価関数算出手段によって算
出された評価関数値に基づいて閾値を算出する閾値算出
手段の機能を達成している。
プ３８において第１，第２の受光手段の出力に基づいて
光沢度を判別する光沢度判別手段の機能を達成してお
り、ステップ３９において反射された受光量を判別する
光量判別手段の機能を達成している。又ステップ４０は
検出物体と非検出物体との光量差及び光沢差に基づいて
光量差及び光沢差のうち、少なくとも一方を変数とする
評価関数Ｚを算出する評価関数算出手段を構成してお
り、ステップ４１において評価関数算出手段によって算
出された評価関数値に基づいて閾値を算出する閾値算出
手段の機能を達成している。
【００１９】次に図２に示すフローチャートにおいて、
ステップ３１の判断時にモード切換スイッチ１３がラン
モードであれば、図３のステップ５１に進んでＥＥＰＲ
ＯＭから検出レベルＴｈon，非検出レベルＴｈoff 及び
評価関数Ｚの係数値ａ，ｂを読出す。そしてステップ５
２に進んで投光回路を駆動する。そうすれば投光素子４
より光が光ファイバ２１を介して出射され、偏光フィル
タ２４によってＳ偏光成分のみがワークに照射される。
その反射光がＳ偏光とＰ偏光とに分離して受光素子によ
って受光される。この出力のＡ／Ｄ変換値をマイクロコ
ンピュータ１０に読込む（ステップ５３）。そしてステ
ップ５４に進み、評価関数Ｚの演算を次式に基づいて行
う。 Ｚ＝ａＸ＋ｂＹ そしてステップ５５において検出レベルＴｈon，非検出
レベルＴｈoff とＺとを比較し、オンオフ信号を出力す
る。そしてステップ５６に進んでモード切換スイッチ１
３がティーチモードかどうかをチェックし、ティーチモ
ードでなければステップ５２に戻って同様の処理を繰り
返す。又ステップ５６においてモード切換スイッチ１３
がティーチモードに設定されていれば、図２のステップ
３２に戻って同様の処理を繰り返し、係数値ａ，ｂと検
出レベルＴｈon，非検出レベルＴｈoff を設定する。こ
うすれば設定した閾値と評価関数を用いて２つの物体を
識別することができる。ここでマイクロコンピュータ１
０はステップ５２〜５５において光沢度判別手段及び受
光量判別手段の出力より得られる評価関数値と閾値とを
比較することによって、検出物体と非検出物体とを判別
する物体判別手段の機能を達成している。
ステップ３１の判断時にモード切換スイッチ１３がラン
モードであれば、図３のステップ５１に進んでＥＥＰＲ
ＯＭから検出レベルＴｈon，非検出レベルＴｈoff 及び
評価関数Ｚの係数値ａ，ｂを読出す。そしてステップ５
２に進んで投光回路を駆動する。そうすれば投光素子４
より光が光ファイバ２１を介して出射され、偏光フィル
タ２４によってＳ偏光成分のみがワークに照射される。
その反射光がＳ偏光とＰ偏光とに分離して受光素子によ
って受光される。この出力のＡ／Ｄ変換値をマイクロコ
ンピュータ１０に読込む（ステップ５３）。そしてステ
ップ５４に進み、評価関数Ｚの演算を次式に基づいて行
う。 Ｚ＝ａＸ＋ｂＹ そしてステップ５５において検出レベルＴｈon，非検出
レベルＴｈoff とＺとを比較し、オンオフ信号を出力す
る。そしてステップ５６に進んでモード切換スイッチ１
３がティーチモードかどうかをチェックし、ティーチモ
ードでなければステップ５２に戻って同様の処理を繰り
返す。又ステップ５６においてモード切換スイッチ１３
がティーチモードに設定されていれば、図２のステップ
３２に戻って同様の処理を繰り返し、係数値ａ，ｂと検
出レベルＴｈon，非検出レベルＴｈoff を設定する。こ
うすれば設定した閾値と評価関数を用いて２つの物体を
識別することができる。ここでマイクロコンピュータ１
０はステップ５２〜５５において光沢度判別手段及び受
光量判別手段の出力より得られる評価関数値と閾値とを
比較することによって、検出物体と非検出物体とを判別
する物体判別手段の機能を達成している。
【００２０】尚本実施例は投光手段よりＳ偏光成分の光
を物体に照射しその反射光を受光するようにしている
が、Ｐ偏光成分の光を照射してその反射光を受光し同様
の処理を行うことによって物体を識別するように構成で
きることはいうまでもない。
を物体に照射しその反射光を受光するようにしている
が、Ｐ偏光成分の光を照射してその反射光を受光し同様
の処理を行うことによって物体を識別するように構成で
きることはいうまでもない。
【００２１】尚前述した第１実施例は光沢差と光量差と
から評価関数を自動的に算出するようにしているが、マ
イクロコンピュータ１０にこれらの配分を定める入力手
段、例えば可変抵抗器で設定される電圧によって配分値
を入力してこれに基づいて評価関数を算出するように構
成することも可能である。
から評価関数を自動的に算出するようにしているが、マ
イクロコンピュータ１０にこれらの配分を定める入力手
段、例えば可変抵抗器で設定される電圧によって配分値
を入力してこれに基づいて評価関数を算出するように構
成することも可能である。
【００２２】尚本実施例は直線偏光成分の光を投光し、
互いに垂直の偏光方向の反射光を２つの受光手段によっ
て受光して光量と光沢度とを判別しているが、光沢を前
述した従来例の方法で判別し、光量をＣＣＤからの出力
の加算により判別し、得られた光沢度及び光量から物体
を検出するようにしてもよい。
互いに垂直の偏光方向の反射光を２つの受光手段によっ
て受光して光量と光沢度とを判別しているが、光沢を前
述した従来例の方法で判別し、光量をＣＣＤからの出力
の加算により判別し、得られた光沢度及び光量から物体
を検出するようにしてもよい。
【００２３】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、光沢差と光量差のいずれか一方に差のある複数の物
体をあらかじめティーチングし閾値を設定しておくこと
によって、これらを組合せて閾値を算出することがで
き、これに基づいてこれらの物体を確実に識別すること
ができるという効果が得られる。
ば、光沢差と光量差のいずれか一方に差のある複数の物
体をあらかじめティーチングし閾値を設定しておくこと
によって、これらを組合せて閾値を算出することがで
き、これに基づいてこれらの物体を確実に識別すること
ができるという効果が得られる。
【図１】本発明の一実施例による光学式センサ装置の全
体構成を示すブロック図である。
体構成を示すブロック図である。
【図２】本実施例のティーチングモードでの動作を示す
フローチャートである。
フローチャートである。
【図３】本実施例のランモードでの動作を示すフローチ
ャートである。
ャートである。
【図４】光沢度の小さい物体及び大きい物体に一方に偏
光方向を有する光を入射したときの正反射光と拡散反射
光との関係を示す概略図である。
光方向を有する光を入射したときの正反射光と拡散反射
光との関係を示す概略図である。
【図５】光量差及び光沢差のいずれを評価関数に選択す
るかを示すグラフである。
るかを示すグラフである。
【図６】本実施例を実際のワークに適用した受光量の変
化と光量及び光沢の出力関係を示す図である。
化と光量及び光沢の出力関係を示す図である。
１ 光学式センサ装置 ２ 信号処理部 ３ ヘッド部 ４ 投光素子 ５ 投光回路 ６，７ 受光素子 ８ Ｓ側受光回路 ９ Ｐ側受光回路 １０ マイクロコンピュータ １１ 発振回路 １２ 電源回路 １３ モード切換スイッチ １４ 感度設定スイッチ １５ ＥＥＰＲＯＭ １６ 出力回路 ２１〜２３ 光ファイバ ２４ 偏光フィルタ ２５ レンズ ２６ 偏光ビームスプリッタ ２７ ワーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 展玄 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オムロン株式会社内 (56)参考文献 特開 平４−299237（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−170810（ＪＰ，Ａ) 実開 昭57−114956（ＪＰ，Ｕ) 水畑伸治，ファイバ光沢センサ：アン プユニット，ＯＭＲＯＭ ＴＥＣＨＮＩ ＣＳ，1996年 １月10日，35／４，296 −300 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01N 21/00 - 21/01 G01N 21/17 - 21/61 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (2)
- 【請求項１】 物体検知領域に照射する投光手段と、 反射光を受光する第１，第２の受光手段と、 前記第１，第２の受光手段の出力差に基づいて光沢度を
判別する光沢度判別手段と、 前記第１，第２の受光手段の出力和に基づいて反射され
た受光量を判別する光量判別手段と、 検出物体における光量と非検出物体における光量の光量
差及び検出物体における光沢と非検出物体における光沢
との光沢差に基づいて、光量差及び光沢差の少なくとも
一方を変数とする評価関数Ｚを算出する評価関数算出手
段と、 前記評価関数算出手段によって算出された評価関数値に
基づいて閾値を算出する閾値算出手段と、 前記光沢度判別手段及び受光量判別手段の出力に基づい
て得られる評価関数値と前記閾値算出手段によって算出
された閾値とを比較することにより、検出物体と非検出
物体とを判別する物体判別手段と、を具備することを特
徴とする光学式センサ装置。 - 【請求項２】 前記評価関数算出手段は、 光沢差が光量差より十分大きければ光沢差を変数とし、
光量差が光沢差より十分大きければ光量差を変数とし、
その間は光量と光沢差の双方を変数とする関数として設
定するものであることを特徴とする請求項１記載の光学
式センサ装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15838495A JP3264143B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | 光学式センサ装置 |
| KR1019960010573A KR100193586B1 (ko) | 1995-04-06 | 1996-04-04 | 반사형 광전 감지장치 |
| US08/628,257 US5790259A (en) | 1995-04-06 | 1996-04-05 | Reflection-type photoelectric sensing apparatus |
| CN96105768A CN1091254C (zh) | 1995-04-06 | 1996-04-06 | 反射式光电传感装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15838495A JP3264143B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | 光学式センサ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08327544A JPH08327544A (ja) | 1996-12-13 |
| JP3264143B2 true JP3264143B2 (ja) | 2002-03-11 |
Family
ID=15670549
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15838495A Expired - Fee Related JP3264143B2 (ja) | 1995-04-06 | 1995-05-31 | 光学式センサ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3264143B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10281991A (ja) * | 1997-04-11 | 1998-10-23 | Stanley Electric Co Ltd | 光沢センサ |
| CN107340006A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-11-10 | 深圳市志奋领科技有限公司 | 一种传感器主体及回归反射型光电传感器 |
-
1995
- 1995-05-31 JP JP15838495A patent/JP3264143B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 水畑伸治，ファイバ光沢センサ：アンプユニット，ＯＭＲＯＭ ＴＥＣＨＮＩＣＳ，１９９６年 １月１０日，３５／４，２９６−３００ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08327544A (ja) | 1996-12-13 |
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