JP3445324B2 - Photoelectric sensor - Google Patents

Photoelectric sensor

Info

Publication number
JP3445324B2
JP3445324B2 JP24428993A JP24428993A JP3445324B2 JP 3445324 B2 JP3445324 B2 JP 3445324B2 JP 24428993 A JP24428993 A JP 24428993A JP 24428993 A JP24428993 A JP 24428993A JP 3445324 B2 JP3445324 B2 JP 3445324B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
distance
detected object
output
amount
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP24428993A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH07106939A (en
Inventor
寿 田口
Original Assignee
サンクス株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by サンクス株式会社 filed Critical サンクス株式会社
Priority to JP24428993A priority Critical patent/JP3445324B2/en
Publication of JPH07106939A publication Critical patent/JPH07106939A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3445324B2 publication Critical patent/JP3445324B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【産業上の利用分野】本発明は、例えばラベルの表面に
印刷されたマークの検出に好適する光電センサに関す
る。 【0002】 【従来の技術】この種の光電センサによる検出例を図9
を参照して説明する。この図9は、光電センサにより白
色のシートに印刷された黒色マークの検出状態を示すも
ので、光電センサ1はシート2から所定距離離間した位
置に配置されている。この光電センサ1は投光部及び受
光部を並設して構成されており、投光部からスポット光
を投光すると共に、受光部によりシート2からの反射光
を受光するようになっている。この場合、白色のシート
2において下地部分の反射強度は大きく、黒色のマーク
2a部分の反射強度は小さいので、光電センサ1は、受
光部1bの受光量の差に基づいてシート2に印刷された
マーク2aを検出することができる。 【0003】図10は上記光電センサの構成の一例を示
している。この図10において、投光素子3は、投光回
路4からのパルス信号に応じたパルス光をシート2に集
光状態で投射し、受光素子5はシート2からの反射光を
受光して受光信号を出力する。そして、受光素子5から
の受光信号は、増幅回路6により増幅されると共に同期
回路6により投光回路4のパルス信号の出力タイミング
で同期検波されてから積分回路8で積分される。従っ
て、積分回路8による積分出力を比較回路9において所
定の検出レベルと比較することにより、出力回路10か
らマークを検出したことを示す検出信号を外部に出力す
ることができる。 【0004】上記構成の光電センサを用いた検出の具体
例としては、包装紙等のシートを一定の長さに切断する
切断装置に適用したものがある。つまり、図11に示す
ようにローラ11により送り出されるシート2の裏側に
は一定間隔毎にマーク2aが印刷されているので、シー
ト2に印刷されたマーク2aの移動軌跡に対応して光電
センサ1を配置し、その光電センサ1から検出信号が出
力されたタイミングでカッター12を作動させることに
よりシート2を一定の長さ毎に切断することができる。 【0005】ここで、切断されたシート2には、切断位
置検出のためのマーク2aが存在することになるが、斯
様なマーク2aはシート2の見映えという観点からはシ
ート2の切断端部にできるだけ近付けるのが望ましいの
で、マーク2aを検出するための光電センサ1をカッタ
ー12に隣接して配置するようにしている。 【0006】また、光電センサ1の検出対象としては、
コンベアにより搬送される異なる色の箱の中から特定の
色の箱を仕分ける仕分け装置に適用したものがある。つ
まり、箱からの反射光量は箱の色に応じて異なるので、
光電センサ1として受光量を示す受光信号をアナログ出
力する構成のものを用いることにより、受光信号の信号
レベルに基づいて任意の色の箱を検出することができ
る。 【0007】 【発明が解決しようとする課題】ところで、光電センサ
1をシートの切断装置に適用したものの場合、送りロー
ラ11の回転むら、或いはローラ11とシート2との間
の滑りによって光電センサ1の検出位置においてシート
2に撓みが生じ易い。特に、上述したように光電センサ
1をカッター12に隣接して配置した場合には、カッタ
ー12によるシート2の切断位置にシート2を支持する
ためのガイドを設けることができないので、シート2が
上下方向に不安定となって大きく撓んでしまう。このた
め、図10中に(b)で示す適正位置から(a),
(c)で示すようにシート2の位置が大きく変動してし
まうので、このような状態で光電センサ1によるシート
2のマーク2aの検出が行われた場合には、光電センサ
1によるマーク2aの検出が困難となる。つまり、図1
0中に(b)で示すようにシート2が適正位置に位置し
ているときは、図12中に(b)で示すようにマーク2
aの検出時における受光量レベルのみが検出レベルより
も低くなるので、シート2に印刷されたマーク2aの検
出が可能となる。 【0008】しかしながら、図10中に(a)で示すよ
うにシート2が撓んで光電センサ1に接近した場合に
は、図12中に(a)で示すようにシート2の下地部分
及びマーク2a部分の検出時における受光量レベルの何
れも検出レベルを上回るので、マーク2aを検出するこ
とは不可能となる。また、図10中に(c)で示すよう
にシート2が撓んで光電センサ1から遠ざかった場合に
は、図12中に(c)で示すようにシート2の下地部分
及びマーク2a部分の検出時における受光量レベルの何
れも検出レベルを下回るので、この場合もマーク2aを
検出することは不可能となる。 【0009】一方、光電センサ1を箱の仕分け装置に適
用した場合には、箱の大きさが異なったり、或いはコン
ベア上の箱の位置がずれて光電センサからの距離が変動
することがあり、このような場合には、光電センサ1か
らの受光量を示す受光信号が変動してしまうので、受光
信号に基づく特定色の箱の検出ができなくなる。 【0010】この場合、光電センサ1とシート2との間
の距離を測定する距離センサを設け、その距離センサに
よる検出距離に基づいて光電センサ1の積分回路8の積
分出力を補正することが考えられるが、それでは、全体
構成が複雑化して大形化すると共にコストが大幅に上昇
するという欠点がある。 【0011】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、被検出物体から反射した受光量に基づ
いて被検出物体の明暗を検出する構成において、被検出
物体までの距離の変動にかかわらず被検出物体の明暗を
確実に検出しながら大形化することがないと共にコスト
が大幅に上昇することがない光電センサを提供すること
にある。 【0012】 【課題を解決するための手段】本発明の光電センサは、
被検出物体に投光する投光素子を設け、前記被検出物体
からの反射光を当該被検出物体までの距離に応じた位置
で受光すると共にその受光位置及び受光量を示す第1及
び第2の出力信号を出力する1次元位置検出素子を設
け、この1次元位置検出素子からの第1及び第2の出力
信号の比率に基づいて前記被検出物体までの距離を求め
ると共にそれらの加算に基づいて前記1次元位置検出素
子による受光量を求めた上で、当該受光量に応じた受光
信号を前記被検出物体までの距離の影響を無効化するよ
うに補正した状態で出力する補正手段とを備えた設けた
ものである。 【0013】 【作用】1次元位置検出素子は、被検出物体で反射した
投光素子からの光を被検出物体までの距離に応じた位置
で受光して受光位置及び受光量に応じた第1及び第2の
出力信号を出力する。そして、補正手段は、1次元位置
検出素子からの第1及び第2の出力信号の比率に基づい
て被検出物体までの距離を求めると共にそれらの加算に
基づいて1次元位置検出素子による受光量を求めた上
で、当該受光量に応じた受光信号を被検出物体までの距
の影響を無効化するように補正した状態で出力する。
これにより、1次元位置検出素子による受光量が被検出
物体までの距離に応じて変動するにしても、その変動は
無効化されるので、被検出物体の明暗を確実に検出する
ことができる。 【0014】 【実施例】以下、本発明の第1実施例を図1乃至図6を
参照して説明する。図1は電気的構成を概略的に示して
いる。この図1において、投光手段21は投光駆動回路
22及び投光素子23から成り、投光駆動回路22によ
る駆動に応じて投光素子23から被検出物体24にスポ
ット光を投光する。受光手段25は位置検出素子26を
主体として成り、被検出物体24からの反射光を集光状
態で位置検出素子26上に受光する。この位置検出素子
26は、受光位置及び受光量を示す第1の出力信号Va
及び第2の出力信号Vb をアンプ27を通じて出力す
る。この場合、第1及び第2の出力信号Va ,Vb の和
は位置検出素子26の受光量を示し、第1及び第2の出
力信号Va,Vbの比率は位置検出素子26の受光位置
を示している。 【0015】補正手段28は距離演算手段29及び受光
量演算手段30から成る。距離演算手段29は、第1及
び第2の出力信号Va ,Vb の比率に基づいて位置検出
素子26の受光位置を検出すると共にその受光位置に基
づいて三角測量の原理で被検出物体24までの距離を演
算する。受光量演算手段30は、第1及び第2の出力信
号Va ,Vb の和に基づいて受光手段25による受光量
を検出すると共に、その受光量を距離演算手段29によ
る被検出物体24までの距離に応じて補正した状態で出
力する。つまり、受光手段25の位置検出素子26が受
光する被検出物体24からの反射光は被検出物体24ま
での距離に応じて変動するので、その変動による影響を
無効化するように補正するのである。従って、受光量演
算手段30からの出力信号は被検出物体24までの距離
にかかわらず被検出物体24の明暗に応じた大きさにな
るので、受光量演算手段30からの出力信号に基づいて
被検出物体24の明暗を確実に検出することができる。 【0016】図2は上記構成の具体例を示している。こ
の図2において、投光手段21は投光駆動回路22及び
投光素子たるLED23から成り、LED23は投光駆
動回路22からのパルス信号に基づいてパルス光を投光
レンズ21aを通じて平行光として被検出物体24に投
光する。 【0017】受光手段25は1次元位置検出素子である
PSD(Position Sensitive Device )26及び電流電
圧変換用アンプ27から成り、PSD26は被検出物体
24からの反射光を受光レンズ25aを通じて集光状態
で受光する。 【0018】図3はPSD26の構造を模式的に示して
いる。この図3において、PSD26はシリコンフォト
ダイオードを応用したスポット光の位置検出素子で、シ
リコンの表面のP層と裏面のN層との中間にI層を形成
して成る。ここで、PSD26は、入射した光を入光量
に応じて光電変換して光電流Iとして発生すると共に、
発生した光電流IをP層に設けられた電極26a,26
bから分割出力する。この場合、P層は抵抗層として機
能するように全面に均一な抵抗値を有するように形成さ
れているので、電極26a,26bからの光電流は入射
光と電極26a,26b までの距離(抵抗値)に逆比例
して出力される。 【0019】つまり、図3に示すようにPSD26の電
極26a ,26b 間をZs 、電極26a ,26b からの
光の入射距離をZa ,Zb (Zs =Za +Zb )、入射
エネルギにより発生する電流をIとすると、電極26a
,26b から出力される第1及び第2の出力信号たる
電流信号Ia ,Ib はI=Ia +Ib 、Ia =(Zb /
Zs )・I、Ib =(Za /Zs )・Iで表すことがで
きる。従って、上記各式に基づいてPSD6の受光量及
び入射光の位置を求めることができる。 【0020】図2において、受光手段25の電流電圧変
換用のアンプ27は、PSD26からの第1及び第2の
電流信号Ia ,Ib を第1及び第2の電圧信号Va ,V
b に電流電圧変換する。 【0021】補正手段28を構成する距離演算手段29
は、減算回路31、加算回路32及び除算回路33から
成る。減算回路31は、受光手段25からの第1及び第
2の電圧信号Va ,Vb を減算してVa −Vb を求め
る。加算回路32は、受光手段25からの第1及び第2
の電圧信号Va ,Vb を加算してVa +Vb を求める。
そして、除算回路33は、減算回路31及び加算回路3
2の演算結果に基づいて(Va −Vb )/(Va +Vb
)を求める。 【0022】距離演算手段29と共に補正手段28を構
成する受光量演算手段30は、加算回路32及び可変増
幅回路34から成り、この場合、加算回路32は前記距
離演算手段29のものを共用している。可変増幅回路3
4は、加算回路32による演算値を除算回路33による
演算値に基づいて後述するように被検出物体24までの
距離による影響を無効化するように補正して出力する。 【0023】比較回路35は、可変増幅回路34からの
出力と検出レベルとを比較して検出信号を出力する。出
力回路36は、比較回路35からの検出信号に応じて図
示しない負荷を駆動する。 【0024】次に上記構成の作用について説明する。投
光手段21の投光駆動回路22の駆動に応じてLED2
3からパルス光が出力され、そのパルス光は投光レンズ
21aにより略平行光に変換されて被検出物体24に照
射される。そして、被検出物体24からの反射光は受光
レンズ25aによる集光状態でPSD26に受光され
る。このとき、PSD26の受光位置は、PSD26と
被検出物体までの距離とに応じた位置になり、その受光
位置に応じてPSD26からは第1の電流信号Ia (=
(Zb /Zs )・I)及び第2の電流信号Ib (=(Z
a /Zs )・I)が出力される(但し、Zs =Za +Z
b 、I=Ia +Ib )と共に、その第1及び第2の電流
信号Ia ,Ib はアンプ27により第1及び第2の電圧
信号Va ,Vb に電流電圧変換される。 【0025】そして、距離演算手段29は、受光手段2
5からの第1及び第2の電圧信号Va ,Vbに基づいて
(Va −Vb )/(Va +Vb )を演算して距離信号と
して出力する。この演算値は、PSD26におけるスポ
ット光の受光位置、ひいては被検出物体24までの距離
に略対応している。従って、受光量演算手段25からの
距離信号は、図4に示すように被検出物体24までの距
離と比例関係にあり、被検出物体24が図2中に
(a),(b),(c)で示す位置に位置するのに応じ
て距離演算手段29からの距離信号は図4中に(a),
(b),(c)で示す出力となる。この場合、距離出力
手段29からの距離信号にはPSD26による発生電流
Iが含まれていないので、被検出物体24の明暗に伴っ
てPSD26の受光量が変動した場合であっても、図4
に示した距離と出力信号との関係が影響を受けることは
ない。従って、被検出物体24の表面が白色或いは黒色
のように色が異なる場合であっても、距離出力手段か2
9らの距離信号が変動することはない。 【0026】一方、距離演算手段29における加算回路
32は受光量演算手段30の構成要素であり、加算回路
32による演算値Va +Vb はPSD26による受光量
である。この場合、PSD26の受光量は、図5に示す
ように被検出物体24の表面の明暗(反射率)に応じて
変化する。また、被検出物体24の明暗が一定であって
も、被検出物体24までの距離が大きい程PSD26へ
の入光量が減少するので、PSD26の受光量は、図5
に示すように距離に応じても変化する。 【0027】さて、受光量演算手段30の可変増幅回路
34は、図4に示した距離演算手段29からの距離信号
に基づいて増幅率を調整しており、その調整により図5
に示した加算回路32による演算値を補正して図6に示
すように距離にかかわらず被検出物体24の明暗だけに
応じた受光信号を出力する。つまり、加算回路32によ
る演算値は、被検出物体24の明暗が一定であっても被
検出物体24までの距離に応じて影響を受けるので、そ
の影響を無効化するために被検出物体24までの距離に
応じて補正した状態で出力するのである。 【0028】そして、比較回路35は、受光量演算手段
30からの受光信号が検出レベルを越えたか否かに基づ
いて検出信号を出力する。また、出力回路36は、比較
回路35から検出信号が出力されたときに図示しない負
荷を駆動する。従って、白色のシートに印刷された黒色
のマークを検出する場合には、比較回路35は、受光量
演算手段30からの出力信号が検出レベルを下回ったと
きに検出信号を出力するように設定される。また、従来
例で説明したようにシートのマーク位置で切断する場合
には、出力回路36は、比較回路35から検出信号が出
力されたタイミングでカッターを駆動する。 【0029】上記構成のものによれば、受光量演算手段
30において、被検出物体24の明暗を示す加算回路3
2による演算値を被検出物体24までの距離を示す距離
演算手段29による演算値により補正することにより、
PSD26による受光量に応じた受光信号を被検出物体
24までの距離による影響を無効化した状態で出力する
ようにしたので、受光素子の受光量に応じた信号を単に
出力するだけの構成のものに比べて、被検出物体24ま
での距離変動にかかわらず被検出物体24の明暗のみに
応じた信号を出力することができる。従って、被検出物
体24の明暗差に応じた検出信号を確実に検出すること
ができるので、被検出物体24の色が僅かに異なる場合
であっても確実に検出することができる。 【0030】また、1つの受光手段25から受光信号に
加えて距離信号を得ることができるので、受光手段25
を2つ設ける必要がなく、部品点数を大幅に削減するこ
とができる。従って、反射形光電センサから出力される
受光量に応じた受光信号を距離センサからの距離信号に
基づいて補正する構成のものに比べて、全体の小形化を
図ることができると共にコストも低減することができ
る。 【0031】しかも、本実施例では、加算回路32を距
離演算手段29と受光量演算手段30とで兼用するよう
にしたので、距離演算手段29及び受光量演算手段30
に夫々加算回路32を設ける構成に比べて、構成を簡略
化することができる。 【0032】図7は本発明の第2実施例を示しており、
第1実施例と同一部分には同一符号を付して説明を省略
し、異なる部分についてのみ説明する。即ち、図7にお
いて、受光量演算手段30は加算回路32のみであると
共に、受光量演算手段29と共に補正手段28を構成す
る投光駆動回路22は距離演算手段29による演算値に
基づいてLED23に対する駆動電流を調整するように
なっている。この場合、投光駆動回路22は、被検出物
体24が近距離のときは投光駆動電流を低下させ、被検
出物体24が遠距離のときは投光駆動電流を増加するよ
うになっており、これにより、被検出物体24までの距
離にかかわらずPSD26が受光する受光量が変動しな
いようにしている。従って、受光量演算手段30からの
出力は図6に示す特性となるので、第1実施例と同様
に、被検出物体24までの距離にかかわらず被検出物体
24の明暗を確実に検出することができる。 【0033】図8は本発明の第3実施例における距離演
算手段29の他の例を示している。この図8において、
受光手段25から与えられる第1及び第2の電圧信号V
a,Vbは、2つの対数増幅回路37,38に与えられ
ていると共に、対数増幅回路37,38からの出力は減
算回路39により減算されてから出力される。ここで、
対数増幅回路37,38はlog Va ,log Vb を夫々演
算して出力すると共に、減算回路39はlog Va /Vb
を出力する。従って、減算回路39からの出力は被検出
物体24までの距離に応じた信号であるので、減算回路
39からの出力に基づいてPSD26の受光量を補正し
たり、LED23からの投光量を補正することにより被
検出物体24までの距離にかかわらず被検出物体24の
明暗を確実に検出することができる。 【0034】尚、上記実施例では、比較回路35におい
て受光量演算手段30からの受光信号と所定の検出レベ
ルと比較して検出信号を出力するようにしているが、受
光量演算手段30からの出力を直接外部に出力するよう
に構成してもよい。斯様な構成によれば、光電センサか
らの出力は、被検出物体24までの距離の影響を受ける
ことがなく被検出物体24の明暗或いは色にのみに応じ
た大きさとなる。 【0035】また、距離演算手段29、受光量演算手段
30及び比較回路35をマイクロコンピュータにより構
成するようにしてもよい。この場合、マイクロコンピュ
ータのROMに被検出物体24までの距離に応じた補正
データのテーブルを予め記憶し、演算された距離データ
に基づいて補正データのテーブルから補正値を読出すこ
とによりPSD26の受光量を補正するようにしてもよ
い。 【0036】また、距離演算手段29及び受光量演算手
段30において共用している加算回路32を、個別に設
けるようにしてもよい。 【0037】さらに、LED23に代えて半導体レーザ
を用いるようにしてもよいと共に、PSD26に代えて
二分割フォトダイオードを用いるようにしてもよい。 【0038】加えて、上記各実施例では、距離演算手段
29からの出力は被検出物体24までの距離に略比例す
るものとして説明したが、光電センサの検出精度が要求
されるときは、距離演算手段29からの出力を距離と比
例関係となるように補正するようにしてもよい。 【0039】 【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の光電センサによれば、被検出物体に投光する投光素子
を設け、前記被検出物体からの反射光を当該被検出物体
までの距離に応じた位置で受光すると共にその受光位置
及び受光量を示す第1及び第2の出力信号を出力する
次元位置検出素子を設け、この1次元位置検出素子から
の第1及び第2の出力信号の比率に基づいて前記被検出
物体までの距離を求める共にそれらの加算に基づいて前
記受光手段による受光量を求めた上で、当該受光量に応
じた受光信号を前記被検出物体までの距離の影響を無効
化するように補正した状態で出力する補正手段を設け、
1次元位置検出素子の受光量に応じた受光信号が被検出
物体までの距離に影響を受けることを防止するようにし
たので、被検出物体から反射した受光量に基づいて被検
出物体の明暗を検出する構成において、被検出物体まで
の距離の変動にかかわらず被検出物体の明暗を確実に検
出しながら大形化することがないと共にコストが大幅に
上昇することがないという優れた効果を奏する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoelectric sensor suitable for detecting, for example, a mark printed on the surface of a label. 2. Description of the Related Art FIG. 9 shows an example of detection by a photoelectric sensor of this type.
This will be described with reference to FIG. FIG. 9 shows a detection state of a black mark printed on a white sheet by the photoelectric sensor. The photoelectric sensor 1 is arranged at a position separated from the sheet 2 by a predetermined distance. The photoelectric sensor 1 includes a light projecting unit and a light receiving unit arranged side by side, and emits spot light from the light projecting unit and receives light reflected from the sheet 2 by the light receiving unit. . In this case, since the reflection intensity of the base portion is high and the reflection intensity of the black mark 2a is low in the white sheet 2, the photoelectric sensor 1 is printed on the sheet 2 based on the difference in the amount of light received by the light receiving section 1b. The mark 2a can be detected. FIG. 10 shows an example of the configuration of the photoelectric sensor. In FIG. 10, the light projecting element 3 projects pulse light corresponding to the pulse signal from the light projecting circuit 4 onto the sheet 2 in a condensed state, and the light receiving element 5 receives the reflected light from the sheet 2 and receives it. Output a signal. The light receiving signal from the light receiving element 5 is amplified by the amplifier circuit 6, synchronously detected by the synchronizing circuit 6 at the output timing of the pulse signal of the light projecting circuit 4, and then integrated by the integrating circuit 8. Therefore, by comparing the integration output of the integration circuit 8 with a predetermined detection level in the comparison circuit 9, a detection signal indicating that the mark has been detected can be output from the output circuit 10 to the outside. As a specific example of the detection using the photoelectric sensor having the above-mentioned configuration, there is one applied to a cutting device for cutting a sheet such as wrapping paper into a predetermined length. That is, as shown in FIG. 11, the marks 2a are printed at regular intervals on the back side of the sheet 2 sent out by the rollers 11, so that the photoelectric sensors 1 correspond to the movement locus of the marks 2a printed on the sheet 2. The sheet 2 can be cut at predetermined lengths by operating the cutter 12 at the timing when the detection signal is output from the photoelectric sensor 1. Here, the cut sheet 2 has a mark 2a for detecting the cutting position. Such a mark 2a is a cut end of the sheet 2 from the viewpoint of the appearance of the sheet 2. Since it is desirable to move the photoelectric sensor 1 as close as possible to the portion, the photoelectric sensor 1 for detecting the mark 2 a is arranged adjacent to the cutter 12. [0006] In addition, as a detection target of the photoelectric sensor 1,
There is an apparatus applied to a sorting device for sorting boxes of a specific color from boxes of different colors conveyed by a conveyor. In other words, the amount of light reflected from the box depends on the color of the box,
By using a photoelectric sensor 1 having a configuration in which a light reception signal indicating a light reception amount is output in an analog manner, a box of an arbitrary color can be detected based on the signal level of the light reception signal. In the case where the photoelectric sensor 1 is applied to a sheet cutting apparatus, the photoelectric sensor 1 may be rotated due to uneven rotation of the feed roller 11 or slippage between the roller 11 and the sheet 2. The sheet 2 is likely to bend at the detection position. In particular, when the photoelectric sensor 1 is disposed adjacent to the cutter 12 as described above, a guide for supporting the sheet 2 cannot be provided at the cutting position of the sheet 2 by the cutter 12, so that the sheet 2 is It becomes unstable in the direction and bends greatly. Therefore, from the proper position shown in FIG.
Since the position of the sheet 2 greatly fluctuates as shown in (c), when the mark 2a of the sheet 2 is detected by the photoelectric sensor 1 in such a state, the mark 2a by the photoelectric sensor 1 is detected. Detection becomes difficult. That is, FIG.
When the sheet 2 is located at the proper position as shown by (b) in FIG. 12, the mark 2 as shown by (b) in FIG.
Since only the received light amount level at the time of detecting a is lower than the detection level, the mark 2a printed on the sheet 2 can be detected. However, when the sheet 2 is bent and approaches the photoelectric sensor 1 as shown by (a) in FIG. 10, the base portion of the sheet 2 and the mark 2a are shown by (a) in FIG. Since any of the light reception level at the time of detecting the portion exceeds the detection level, it is impossible to detect the mark 2a. When the sheet 2 is bent and moves away from the photoelectric sensor 1 as shown in FIG. 10C, the detection of the base portion and the mark 2a of the sheet 2 is performed as shown in FIG. Since any of the received light amount levels at the time is lower than the detection level, it is impossible to detect the mark 2a in this case as well. On the other hand, when the photoelectric sensor 1 is applied to a box sorting device, the size of the box may be different, or the position of the box on the conveyor may be shifted and the distance from the photoelectric sensor may fluctuate. In such a case, the light receiving signal indicating the amount of light received from the photoelectric sensor 1 fluctuates, so that a box of a specific color cannot be detected based on the light receiving signal. In this case, it is conceivable to provide a distance sensor for measuring the distance between the photoelectric sensor 1 and the sheet 2, and to correct the integral output of the integrating circuit 8 of the photoelectric sensor 1 based on the distance detected by the distance sensor. However, this has the disadvantage that the overall configuration is complicated and large, and the cost is greatly increased. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a configuration in which the brightness of a detected object is detected based on the amount of light received from the detected object. It is an object of the present invention to provide a photoelectric sensor that does not increase in size while reliably detecting the brightness of a detected object regardless of the size of the object and does not significantly increase the cost. [0012] The photoelectric sensor of the present invention comprises:
A light emitting element for projecting light onto the detected object is provided, and light reflected from the detected object is received at a position corresponding to the distance to the detected object, and first and second light receiving positions and amounts of received light are indicated. a one-dimensional position detecting element for outputting an output signal of providing, obtains a distance to the target object based on a ratio of the first and second output signals from the one-dimensional position detecting element
And the one-dimensional position detecting element
After obtaining the amount of light received by the child, a light receiving signal corresponding to the amount of received light is used to nullify the effect of the distance to the detected object .
And a correction means for outputting the output in a corrected state. The one-dimensional position detecting element receives light from the light projecting element reflected by the detected object at a position corresponding to the distance to the detected object, and receives the light at a position corresponding to the distance to the detected object. And a second output signal. And the correction means is a one-dimensional position
The distance to the detected object is determined based on the ratio of the first and second output signals from the detection element ,
Based on the amount of light received by the one-dimensional position detection element
Then, the light receiving signal corresponding to the light receiving amount is output in a state where the light receiving signal is corrected so as to nullify the influence of the distance to the detected object.
Thus, even if the amount of light received by the one-dimensional position detecting element changes according to the distance to the detected object, the change is invalidated, so that the brightness of the detected object can be reliably detected. The first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 schematically shows the electrical configuration. In FIG. 1, a light projecting unit 21 includes a light projecting drive circuit 22 and a light projecting element 23, and projects a spot light from the light projecting element 23 to the detected object 24 in accordance with driving by the light projecting drive circuit 22. The light receiving means 25 mainly includes the position detecting element 26, and receives the reflected light from the detected object 24 on the position detecting element 26 in a condensed state. The position detection element 26 outputs a first output signal Va indicating the light receiving position and the light receiving amount.
And the second output signal Vb through the amplifier 27. In this case, the sum of the first and second output signals Va and Vb indicates the amount of light received by the position detecting element 26, and the ratio of the first and second output signals Va and Vb indicates the light receiving position of the position detecting element 26. ing. The correcting means 28 comprises a distance calculating means 29 and a received light amount calculating means 30. The distance calculating means 29 detects the light receiving position of the position detecting element 26 on the basis of the ratio of the first and second output signals Va and Vb, and based on the light receiving position, detects the light receiving position of the position detecting element 26 up to the detected object 24 by the principle of triangulation. Calculate the distance. The received light amount calculating means 30 detects the received light amount by the light receiving means 25 based on the sum of the first and second output signals Va and Vb, and calculates the received light amount to the distance to the detected object 24 by the distance calculating means 29. Is output in a state corrected according to. That is, since the reflected light from the detected object 24 received by the position detecting element 26 of the light receiving means 25 varies according to the distance to the detected object 24, correction is made to nullify the influence of the fluctuation. . Accordingly, the output signal from the received light amount calculating means 30 has a size corresponding to the brightness of the detected object 24 regardless of the distance to the detected object 24. Brightness and darkness of the detection object 24 can be reliably detected. FIG. 2 shows a specific example of the above configuration. In FIG. 2, the light projecting means 21 includes a light projecting drive circuit 22 and an LED 23 serving as a light projecting element. The LED 23 receives pulsed light as parallel light through a light projecting lens 21a based on a pulse signal from the light projecting drive circuit 22. Light is projected on the detection object 24. The light receiving means 25 comprises a PSD (Position Sensitive Device) 26, which is a one-dimensional position detecting element, and a current-voltage conversion amplifier 27. The PSD 26 focuses the light reflected from the object 24 through the light receiving lens 25a. Receive light. FIG. 3 schematically shows the structure of the PSD 26. In FIG. 3, a PSD 26 is a spot light position detecting element to which a silicon photodiode is applied, and is formed by forming an I layer between a P layer on the front surface and an N layer on the back surface of silicon. Here, the PSD 26 photoelectrically converts the incident light according to the amount of incident light to generate a photocurrent I, and
The generated photocurrent I is applied to the electrodes 26a and 26 provided on the P layer.
Output divided from b. In this case, the P layer is formed so as to have a uniform resistance value over the entire surface so as to function as a resistance layer, so that the photocurrent from the electrodes 26a and 26b reflects the distance between the incident light and the electrodes 26a and 26b (resistance Value) is output in inverse proportion to That is, as shown in FIG. 3, Zs is between the electrodes 26a and 26b of the PSD 26, the incident distance of light from the electrodes 26a and 26b is Za and Zb (Zs = Za + Zb), and the current generated by the incident energy is I. Then, the electrode 26a
, 26b output as current signals Ia, Ib as I = Ia + Ib, Ia = (Zb /
Zs) .I, Ib = (Za / Zs) .I Therefore, the amount of light received by the PSD 6 and the position of the incident light can be obtained based on the above equations. In FIG. 2, an amplifier 27 for converting current and voltage of the light receiving means 25 converts the first and second current signals Ia and Ib from the PSD 26 into first and second voltage signals Va and V, respectively.
Convert current to voltage to b. Distance calculation means 29 constituting correction means 28
Comprises a subtraction circuit 31, an addition circuit 32, and a division circuit 33. The subtraction circuit 31 subtracts the first and second voltage signals Va and Vb from the light receiving means 25 to obtain Va-Vb. The adder circuit 32 is provided with the first and second
Are added to obtain Va + Vb.
The division circuit 33 includes the subtraction circuit 31 and the addition circuit 3
(Va−Vb) / (Va + Vb)
). The received-light-amount calculating means 30 which constitutes the correcting means 28 together with the distance calculating means 29 comprises an adding circuit 32 and a variable amplifying circuit 34. In this case, the adding circuit 32 shares with the distance calculating means 29. I have. Variable amplification circuit 3
Numeral 4 corrects the operation value of the addition circuit 32 based on the operation value of the division circuit 33 so as to invalidate the influence of the distance to the detected object 24 as described later, and outputs the result. The comparison circuit 35 compares the output from the variable amplifier circuit 34 with the detection level and outputs a detection signal. The output circuit 36 drives a load (not shown) according to the detection signal from the comparison circuit 35. Next, the operation of the above configuration will be described. The LED 2 is driven according to the driving of the light emitting drive circuit 22 of the light emitting means 21.
The pulse light is output from 3 and converted into substantially parallel light by the light projecting lens 21a, and is irradiated on the detection target 24. Then, the reflected light from the detected object 24 is received by the PSD 26 in a condensed state by the light receiving lens 25a. At this time, the light receiving position of the PSD 26 is a position corresponding to the PSD 26 and the distance to the detected object, and the first current signal Ia (=
(Zb / Zs) .I) and the second current signal Ib (= (Z
a / Zs) .I) is output (however, Zs = Za + Z)
b, I = Ia + Ib), and the first and second current signals Ia, Ib are current-voltage converted by the amplifier 27 into first and second voltage signals Va, Vb. The distance calculating means 29 is provided with the light receiving means 2
Based on the first and second voltage signals Va and Vb from (5), (Va-Vb) / (Va + Vb) is calculated and output as a distance signal. This calculated value substantially corresponds to the light receiving position of the spot light on the PSD 26, and thus the distance to the detected object 24. Accordingly, the distance signal from the received light amount calculating means 25 is in a proportional relationship with the distance to the detected object 24 as shown in FIG. 4, and the detected object 24 is shown in (a), (b), ( The distance signal from the distance calculating means 29 corresponding to the position indicated by c) is shown in FIG.
Outputs shown in (b) and (c) are obtained. In this case, since the distance signal from the distance output unit 29 does not include the current I generated by the PSD 26, even if the amount of light received by the PSD 26 fluctuates with the brightness of the detected object 24, FIG.
The relationship between the distance and the output signal shown in is not affected. Therefore, even if the surface of the detected object 24 has a different color such as white or black, the distance output means 2
9 does not change. On the other hand, the adding circuit 32 in the distance calculating means 29 is a component of the light receiving amount calculating means 30, and the calculated value Va + Vb by the adding circuit 32 is the light receiving amount by the PSD 26. In this case, the amount of light received by the PSD 26 changes according to the brightness (reflectance) of the surface of the detected object 24 as shown in FIG. Further, even if the brightness of the detected object 24 is constant, the larger the distance to the detected object 24 is, the smaller the amount of light entering the PSD 26 is.
As shown in the figure, the value changes depending on the distance. Now, the variable amplification circuit 34 of the received light amount calculation means 30 adjusts the amplification factor based on the distance signal from the distance calculation means 29 shown in FIG.
And outputs a light receiving signal corresponding to only the brightness of the detected object 24 irrespective of the distance as shown in FIG. That is, the value calculated by the addition circuit 32 is affected according to the distance to the detected object 24 even if the brightness of the detected object 24 is constant. Is output in a state corrected according to the distance. Then, the comparison circuit 35 outputs a detection signal based on whether or not the light reception signal from the light reception amount calculation means 30 has exceeded the detection level. The output circuit 36 drives a load (not shown) when the detection signal is output from the comparison circuit 35. Accordingly, when detecting a black mark printed on a white sheet, the comparison circuit 35 is set so as to output a detection signal when the output signal from the light reception amount calculation means 30 falls below the detection level. You. When cutting is performed at the mark position on the sheet as described in the conventional example, the output circuit 36 drives the cutter at the timing when the detection signal is output from the comparison circuit 35. According to the above configuration, in the received light amount calculating means 30, the addition circuit 3 indicating the brightness of the detected object 24 is provided.
2 is corrected by the calculated value of the distance calculating means 29 indicating the distance to the detected object 24,
Since the light receiving signal corresponding to the light receiving amount by the PSD 26 is output in a state where the influence of the distance to the detected object 24 is nullified, the signal is simply output according to the light receiving amount of the light receiving element. As compared with the above, a signal corresponding to only the brightness of the detected object 24 can be output irrespective of the distance variation to the detected object 24. Accordingly, since a detection signal corresponding to the difference in brightness of the detected object 24 can be reliably detected, even if the color of the detected object 24 is slightly different, the detection can be reliably performed. Since a distance signal can be obtained from one light receiving means 25 in addition to the light receiving signal, the light receiving means 25
Need not be provided, and the number of parts can be greatly reduced. Therefore, compared to a configuration in which a light reception signal corresponding to the amount of light received from the reflective photoelectric sensor is corrected based on the distance signal from the distance sensor, the overall size can be reduced and the cost can be reduced. be able to. Further, in the present embodiment, the addition circuit 32 is shared by the distance calculating means 29 and the received light amount calculating means 30, so that the distance calculating means 29 and the received light amount calculating means 30 are used.
The configuration can be simplified as compared with the configuration in which the adder circuit 32 is provided for each of them. FIG. 7 shows a second embodiment of the present invention.
The same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Only different parts will be described. That is, in FIG. 7, the received light amount calculating means 30 is only the addition circuit 32, and the light emitting drive circuit 22 which constitutes the correcting means 28 together with the received light amount calculating means 29, The drive current is adjusted. In this case, the light emission drive circuit 22 decreases the light emission drive current when the detected object 24 is at a short distance, and increases the light emission drive current when the detected object 24 is at a long distance. Thus, the amount of light received by the PSD 26 does not change regardless of the distance to the detected object 24. Accordingly, since the output from the light receiving amount calculating means 30 has the characteristic shown in FIG. 6, it is possible to reliably detect the brightness of the detected object 24 regardless of the distance to the detected object 24 as in the first embodiment. Can be. FIG. 8 shows another example of the distance calculating means 29 in the third embodiment of the present invention. In FIG. 8,
First and second voltage signals V provided from the light receiving means 25
a and Vb are given to the two logarithmic amplifier circuits 37 and 38, and the outputs from the logarithmic amplifier circuits 37 and 38 are output after being subtracted by the subtraction circuit 39. here,
The logarithmic amplifiers 37 and 38 calculate and output log Va and log Vb, respectively, and the subtraction circuit 39 calculates log Va / Vb.
Is output. Therefore, since the output from the subtraction circuit 39 is a signal corresponding to the distance to the detected object 24, the amount of light received by the PSD 26 or the amount of light emitted from the LED 23 is corrected based on the output from the subtraction circuit 39. Accordingly, the brightness of the detected object 24 can be reliably detected regardless of the distance to the detected object 24. In the above embodiment, the comparison circuit 35 compares the received light signal from the received light amount calculating means 30 with a predetermined detection level and outputs a detection signal. The output may be directly output to the outside. According to such a configuration, the output from the photoelectric sensor is not affected by the distance to the detected object 24 and has a size corresponding to only the brightness or color of the detected object 24. Further, the distance calculating means 29, the received light amount calculating means 30, and the comparing circuit 35 may be constituted by a microcomputer. In this case, a table of correction data corresponding to the distance to the detected object 24 is stored in advance in the ROM of the microcomputer, and a correction value is read from the correction data table based on the calculated distance data, so that the PSD 26 receives light. The amount may be corrected. The addition circuit 32 shared by the distance calculation means 29 and the received light quantity calculation means 30 may be provided separately. Further, a semiconductor laser may be used instead of the LED 23, and a two-division photodiode may be used instead of the PSD 26. In addition, in each of the above embodiments, the output from the distance calculating means 29 has been described as being substantially proportional to the distance to the detected object 24. However, when the detection accuracy of the photoelectric sensor is required, the distance The output from the calculating means 29 may be corrected so as to be proportional to the distance. As is apparent from the above description, according to the photoelectric sensor of the present invention, the light projecting element for projecting light to the object to be detected is provided, and the reflection from the object to be detected is provided. outputs the first and second output signals indicative of the light receiving position and the light-receiving amount with receiving the light at a position corresponding to the distance to the target object 1
A one-dimensional position detecting element, and a distance to the object to be detected is determined based on a ratio of the first and second output signals from the one-dimensional position detecting element, and based on an addition thereof,
After obtaining the amount of light received by the light receiving means, the received light signal corresponding to the amount of received light is invalidated by the influence of the distance to the detected object.
Provided a correction means for outputting the correction state as of,
Since the light receiving signal corresponding to the amount of light received by the one-dimensional position detecting element is prevented from being affected by the distance to the object to be detected, the brightness of the object to be detected is determined based on the amount of light reflected from the object to be detected. In the detection configuration, there is an excellent effect that the size of the detected object is not increased while the brightness of the detected object is reliably detected regardless of the fluctuation of the distance to the detected object, and the cost is not significantly increased. .

【図面の簡単な説明】 【図1】本発明の第1実施例における概念図 【図2】電気的構成を示す概略図 【図3】PSDの構造を示す模式図 【図4】被検出物体までの距離と距離出力との関係を示
す特性図 【図5】被検出物体までの距離と受光出力との関係を示
す特性図 【図6】補正された状態で示す図5相当図 【図7】本発明の第2実施例を示す図2相当図 【図8】本発明の第3実施例を示す要部の概略図 【図9】従来例における検出状態を示す光電センサの側
面図 【図10】図1相当図 【図11】光電センサによる検出状態を示す斜視図 【図12】被検出物体までの距離と受光量レベルとの関
係を示す特性図 【符号の説明】 21は投光手段、22は投光駆動回路、23は投光素
子、24は被検出物体、25は受光手段、26は位置検
出素子、28は補正手段、29は距離演算手段、30は
受光量演算手段である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a conceptual diagram of a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic diagram showing an electrical configuration. FIG. 3 is a schematic diagram showing a PSD structure. FIG. FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the distance to the object and the distance output. FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the distance to the detected object and the received light output. FIG. 6 is a diagram corresponding to FIG. 5 in a corrected state. FIG. 8 corresponding to FIG. 2 showing a second embodiment of the present invention. FIG. 8 is a schematic view of a main part showing a third embodiment of the present invention. FIG. 9 is a side view of a photoelectric sensor showing a detection state in a conventional example. 10 Equivalent to FIG. 1 FIG. 11 is a perspective view showing a detection state by a photoelectric sensor. FIG. 12 is a characteristic diagram showing a relationship between a distance to an object to be detected and a received light amount level. , 22 is a light emitting drive circuit, 23 is a light emitting element, 24 is an object to be detected, 25 is light receiving means, 26 is a position detecting element 28 correction means 29 the distance calculating means, 30 is a light amount calculating section.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−46820(JP,A) 特開 平2−27214(JP,A) 実開 昭63−48178(JP,U) 実開 昭63−108289(JP,U) 実開 昭59−139520(JP,U) 実開 昭61−102817(JP,U) 実開 平3−36985(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H03K 17/00 G01S 7/48 G01S 17/00 Continuation of the front page (56) References JP-A-3-46820 (JP, A) JP-A-2-27214 (JP, A) JP-A 63-48178 (JP, U) JP-A 63-108289 (JP , U) Fully open sho 59-139520 (JP, U) Fully open sho 61-102817 (JP, U) Full open hei 3-36985 (JP, U) (58) Fields surveyed (Int. Cl. 7 , DB) Name) H03K 17/00 G01S 7/48 G01S 17/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 被検出物体に投光する投光素子と、 前記被検出物体からの反射光を当該被検出物体までの距
離に応じた位置で受光するように設けられその受光位置
及び受光量を示す第1及び第2の出力信号を出力する
次元位置検出素子と、 この1次元位置検出素子からの第1及び第2の出力信号
の比率に基づいて前記被検出物体までの距離を求めると
共にそれらの加算に基づいて前記1次元位置検出素子に
よる受光量を求めた上で、当該受光量に応じた受光信号
を前記被検出物体までの距離の影響を無効化するように
補正した状態で出力する補正手段とを備えたことを特徴
とする光電センサ。
(57) [Claim 1] A light projecting element for projecting light on a detected object, and a light reflected from the detected object is received at a position corresponding to a distance to the detected object. outputs the first and second output signals indicative of the light receiving position and the light receiving amount provided 1
A one-dimensional position detecting element, and first and second output signals from the one-dimensional position detecting element
When calculating the distance to the detected object based on the ratio of
Both are added to the one-dimensional position detecting element based on the addition thereof.
And a correction means for outputting a light reception signal corresponding to the light reception amount in a corrected state so as to nullify the influence of the distance to the detected object. A photoelectric sensor characterized by the above-mentioned.
JP24428993A 1993-09-30 1993-09-30 Photoelectric sensor Expired - Fee Related JP3445324B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24428993A JP3445324B2 (en) 1993-09-30 1993-09-30 Photoelectric sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP24428993A JP3445324B2 (en) 1993-09-30 1993-09-30 Photoelectric sensor

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH07106939A JPH07106939A (en) 1995-04-21
JP3445324B2 true JP3445324B2 (en) 2003-09-08

Family

ID=17116531

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP24428993A Expired - Fee Related JP3445324B2 (en) 1993-09-30 1993-09-30 Photoelectric sensor

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3445324B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006214850A (en) * 2005-02-03 2006-08-17 Sokkia Co Ltd Laser surveying instrument
JP6398950B2 (en) * 2015-11-09 2018-10-03 東芝三菱電機産業システム株式会社 Device for photographing the surface of a plate-like body

Also Published As

Publication number Publication date
JPH07106939A (en) 1995-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6201236B1 (en) Detection system with improved noise tolerance
US4633077A (en) Photoelectric switch with limit setting means to prevent disablement when the amplifier is saturated
US6492652B2 (en) Opto-electronic distance sensor and method for the opto-electronic distance measurement
JP3445324B2 (en) Photoelectric sensor
JP2007225565A (en) Optical ranging sensor
GB2083313A (en) Distance detecting device
KR100493982B1 (en) Detection system with improved noise tolerance
JPH07248374A (en) Distance measuring device
JP4022562B2 (en) Bill identification method
JP3967861B2 (en) Bill identification method
JP3930621B2 (en) Ranging module
JP3270176B2 (en) Triangular ranging photoelectric sensor
JPH0688726A (en) Distance measuring sensor
JP2816257B2 (en) Non-contact displacement measuring device
JPS6231655A (en) Paper end mark detector
JPH07103755A (en) Photoelectric sensor and method for correcting received signal level
JP3930620B2 (en) Ranging module
JP2592055Y2 (en) Photoelectric sensor
JPH084750Y2 (en) Reflective photoelectric switch
JP2008151702A (en) Optical ranging sensor and warm water wash toilet seat
JPH06129850A (en) Optical sensor
JPH06249649A (en) Triangulation type photoelectric sensor
JPH04268816A (en) Photoelectric switch for object detection
JPH0453589Y2 (en)
JP3533789B2 (en) Paper thickness detector

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees