JPH02226626A

JPH02226626A - 色識別光センサ

Info

Publication number: JPH02226626A
Application number: JP4815989A
Authority: JP
Inventors: Koichi Imanaka; 今仲　行一
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1989-02-27
Filing date: 1989-02-27
Publication date: 1990-09-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本発明は、色識別光センサに関する。

〈従来技術〉従来の色識別光センサとして例えば、被検出物の一面に
対して斜めから光を照射し、この被検出物からの反射光
を集束レンズを介して三分割の受光素子の全面に対して
入射させるように構成したものがある。

この受光素子の三つの領域には、赤、緑、青の個々に対
して透過率の高い三つの干渉フィルタ膜が付着されてい
る。そのため、各領域へは、それぞれに付着される干渉
フィルタ膜によって選択された単一の波長の光のみが入
射可能となる。

この受光素子は、各領域で受光した光量に応じた大きさ
の電気信号をそれぞれ出力するものであって、各領域か
ら出力される電気信号の大きさを制御回路により比較し
て被検出物の色を識別するようにしている。゛〈発明が解決しようとする課題〉しか′しながら、このような構成を有する従来例には、
次のような不都合がある。

三つの干渉フィルタ膜はそれぞれ透過率にばらつきがあ
り、そのために、受光素子の各領域に入射される波長別
の光が仮にそれぞれ同一の強度であっても、受光素子の
各領域から構成される装置信号に強度差が生じてしまい
、正確な色認識が不可能になる。そのため、前記制御回
路には前記強度差を補正する機能を持たさねばならず、
制御回路が複雑にかつ高価になってしまう。

また、受光素子の各領域に対してそれぞれ異なる干渉フ
ィルタ膜を付着するための製造プロセスが煩雑で、製造
コストが高くなっていた。さらに、受光素子に干渉フィ
ルタ膜を付着せねばならないので、受光素子の外形を小
さくできなかった。

〈発明の目的〉本発明は、このような事情に鑑みて創案されたもので、
干渉フィルタ膜を不要として、上記従来の不都合を解決
することを目的としている。

く課題を解決するための手段〉本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
な構成をとる。

本発明の色識別光センサは、複数の受光素子よりなる光検出器と、入射光の波長に応じて前記光検出器のうちのいずれかの
受光素子へ選択的に入射させるフレーズ型回折格子と、被検出物に照射した光を、フレーズ型回折格子の所定部
分に集束させる片面レンズと、前記片面レンズとフレー
ズ型回折格子が表裏面に接着され、かつ片面レンズの焦
点距離にほぼ等しい厚みに設定された透明なスペーサと
、を備えている構成に特徴を有する。

く作用〉この構成によると、被検出物に照射した光が片面レンズ
により、スペーサの内部を通じてフレーズ型回折格子へ
導かれ、このフレーズ型回折格子によって前記光が波長
別に偏向させられ、光検出器における所定の受光素子へ
選択的に入射させられることになる。

つまり、光検出器における受光素子個々に対して波長別
に振り分けて入射させるだけであって、従来のように干
渉フィルタ膜を用いないので、光の強度差が生じない、
このため、従来のように制御回路に複雑な補正機能を持
たせる必要がなくなる。

さらに、光検出器に干渉フィルタ膜を付着しないから、
光検出器の外形を可及的に小さくできるようになる。

〈実施例〉以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。第１図に本発明の一実施例を示している。

図中、１は複数の受光素子ＩＡ〜ＩＮからなる光検出器
、・２・は被検出物３に白色光を照射する光源、４は被
検出物３に照射した光を波長毎に光検出器１の受光素子
ＩＡ〜ＩＮそれぞれに導く光学系である。なお、光検出
器ｌとしては、例えば受光素子アレイやポジジョンセン
ステイブディテクタなどが用いられる。

光学系４は、平坦な透明基板の片面に凸レンズ機能を有
するフレネルレンズパターン５が形成された片面レンズ
６と、平坦な透明基板の片面に複数のフレーズ７が形成
されたフレーズ型回折格子８と、片面レンズ６の焦点距
離にほぼ等しい厚みに設定された長方体形の透明ガラス
などよりなるスペーサ９とで構成されており、スペーサ
９の表面に片面レンズ６が、また裏面にフレーズ型回折
格子８がそれぞれ透明接着剤により接着されて単一の構
造物として取り扱えるようになっている。

なお、片面レンズ６のフレネルレンズパターン５が上向
きに、フレーズ型回折格子８のフレーズ７が下向きにな
っており、片面レンズ６の上方に被検出物３が、また、
フレーズ型回折格子８の下方に光検出器１がそれぞれ配
置される。

上記各構成部品は、それぞれ微小に形成できるものなの
で１パツケージ化することができ、それにより使用応用
範囲を拡大することができる。

動作としては、光源２から被検出物３の正面へ白色光を
照射して、被検出物３で反射させると、この反射光は片
面レンズ６のフレネルレンズパターン５側から入射し、
この片面レンズ６によりスペーサ９内を通じてフレーズ
型回折格子８の平坦面側のほぼ中央位置にスポット的に
照射される。

この光はフレーズ型回折格子８により波長別にそれぞれ
次式ｆｌｌに基づく角度θで偏向され、光検出器りにお
ける所定の受光素子ＩＡ〜ＩＮに入射させられる。

θ−５ｉｎ７’　（λ／ｘ）　　・・・（１１θ：偏向
角度、λ：入射光の波長、Ｘ：フレーズ型回折格子８の
フレーズ７間のピッチ。

各受光素子ＩＡ−ＩＮのうちのどの受光素子から電気信
号が出力されるかを、図示しない制御回路により観測す
ることで入射光の波長すなわち色が識別される。

上記実施例において、フレーズ型回折格子８の全面に光
を入射させるようにした場合、波長が同じであれば端部
のフレーズ９と中央のフレーズ９とで同じ角度に偏向さ
せるものの、フレーズ９の位置が離れているために、同
一の波長の光であっても到達する位置がずれてしまうと
いった不都合があるが、上述したように片面レンズ６に
よってフレーズ型回折格子８の一部のフレーズ９に光を
入射させるようにしていれば、前記到達位置のずれを防
ぐことができる。

次に、本発明の他の実施例を第２図および第３図に示し
て説明する。これらの図において、上記実施例の第１図
に示した符号と同一の符号は、本実施例においても、そ
の符号が示す部品１部分等と同様のものを指す。

第２図においては、光源２を被検出物３の背面側に配置
した例を挙げている。この場合、光源２から出射され被
検出物３を透過した光が光学系４を介して光検出器１に
おける受光素子ＩＡ〜ＩＮのどれかに入射するのである
。

また、第３図においては、スペーサ９の代わりに偏向ビ
ームスプリッタ９Ａを用い、この偏向ビームスプリンタ
９Ａの側方に光源２を配置した例を挙げている。この場
合、光源２からの出射光は片面レンズ６によって集束さ
れて被検出物３の微小部分へ照射され、被検出物３で反
射された光が片面レンズ６によってフレーズ型回折格子
８の所定位置へと入射され、上述した各実施例と同様に
光検出器１に入射される。つまり、この実施例では、光
源２からの出射光を集束して被検出物３を照射するよう
にしているので、被検出物３の微小領域への照射が可能
で、被検出物３の部分的な色識別が容易に行える効果が
ある。

なお、上記各実施例において、片面レンズ６を凸レンズ
機能を有するフレネルレンズとして説明しているが、−
船釣な非球面凸レンズとしてもかまわない。

〈発明の効果〉以上のことから、本発明によれば、複雑な制御回路を必
要とせずに、正確な色識別を行えるだけでなく、片面レ
ンズとフレーズ型回折格子とをスペーサを介して単一の
構造物としたことにより小型化、低コスト化を実現でき
るようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の各実施例にかかり、いず
れも色識別光センサの概略構成を示す模式図である。ｌ・・・光検出器、　ＩＡ−ＩＮ・・・受光素子、２・
・・光源、　　　　　３・・・被検出物、６・・・片面
レンズ、　　８・・・フレーズ型回折格子、９・・・ス
ペーサ。第３図ＩＡ　ｌｉｄＮ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）複数の受光素子よりなる光検出器と、入射光の波
長に応じて前記光検出器のうちのいずれかの受光素子へ
選択的に入射させるフレーズ型回折格子と、被検出物に照射した光を、フレーズ型回折格子の所定部
分に集束させる片面レンズと、前記片面レンズとフレーズ型回折格子が表裏面に接着さ
れ、かつ片面レンズの焦点距離にほぼ等しい厚みに設定
された透明なスペーサと、を備えていることを特徴とする色識別光センサ。