JPH0290039A - 検出照明の照度変動補正回路 - Google Patents

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〕 本発明は光学的にパターンを検出する装置に係り、検出
照明光の照度の変動を検出信号側で補正する回路に関す
る。

〔従来の技術〕

光学的パターン検出器でパターン検出精度に悪影響を与
える要因として、（１）検出域での照明の照度むら、（
２）光電素子自体の感度むら、（３）照明光自体の照度
変動が挙げられる。（１）。

（２）については「むら」の程度が不変なので。

予め補正係数を記憶しておき、実際の検出信号をサンプ
リングしデジタル化した後、上記係数どの間で演算して
見かけ上［むらｊのない信号を得る方法が従来から使わ
れてきた。しかし、照明光の照度変動については、不定
期に変動（リップル変動、長時間周期変動等）するので
、上記の方法では到底まかなうことはできない、一つの
解決手段として、バンドパスフィルタでパターン以外の
変動成分を除去する方法が考えられるが、検出パターン
の周波数成分と同程度の変動（リップル）が生ずると、
この方法は全く効を奏さない。

又、特開昭６０−１８１７４．６号公報には検出域の明
るさを専用の光学経路でモニタし光源の出口にある偏光
板を回転させて光量を自動調整する方法が論じられてい
る。しかしこの方法でも短い時間での変動に応答できな
いという不都合がある。

〔発明が解決しようとする課題〕

このように従来技術は光源の照度の変化に完全に適用で
きるものではない１本発明の目的は光源の照度の変化を
検出信号側で補正しようとするものである。

Ｃ課題を解決するための手段〕 本発明は上記目的達成のため、（１）照明光を光源側で
一部取り出し、これを光電変換して基準信号とし、この
基準信号でパターン検出信号を除算するようにした。（
２）更に、上記除算結果のパターンのない部分で基＊＊
＊圧との比を求め、これを上記除算結果に乗算すること
にした。

〔作用〕

上記手段において、（１）は照明光源自体に照度の変動
があっても、除算器出力にこの影響を受けないパターン
検出信号が得られることを意味している。更に、（２）
は検出光学系側で反射率。

透過率等の影響で検出光量が変化したにしても。

乗算出力には、ベース電圧が一定のパターン検出信号が
得られることを意味し°Ｃいる。

〔実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図と第２図で説明する。

第１図は構成を示す図、第２図は第１図主要部の出力波
形を示す図である。第２図において波形の名称を示すア
ルファベットは、第１図の４８％線上のアルファベット
に対応する。

第１図において、１は光源、２はハーフミラ−３は光学
系を主成分とする検出ユニット、４は検出ユニット３で
結像された光学像を受光する光電素子、５もハーフミラ
−２でスプリットされた光源１からの光を受光する受光
素子、６，７はそれぞれ受光素子４，５から得られた電
圧を増幅する（［流を電圧変換する）増幅器、８，１２
は除算器、９はサンプル開始信号でサンプルホールド回
路１０に保持タイミングを与えるもの、１１は乗算器、
１３はローパスフィルタ、１４は目的とするパターン検
出信号の出力線、１５は基準電圧である。

次に本発明の動作を第１図、第２図で詳しく説明する。

光＊ｉから出た光は、ハーフミラ−２に導かれ、ここで
光の一部は透過光となって検出ユニット３内に導かれ、
残りは反射光となって光な索子Ｓに導かれる。検出ユニ
ット３内では、光は光学系を通じて検出範囲に照射され
、パターンが光電素子４に投影される。光電素子４には
ホトダイオード、１次元イメージセンサ、２次元イメー
ジセンサ等が利用される。ホトダイオードは１個の受光
面での光の照度（光量）を電気信号に変換するものであ
るが、これに１次元及び２次元イメージセンサと同じ効
果を生み出させるために、スリットとホトダイオードの
位置関係を固定にし光学像上を走査する方法が考えられ
ている。光電素子５は光源１の光の照度変化のみを検出
するためにｔ！１けたものである。増幅器６，７はそれ
ぞれ光ｆｌｔ索子４，６の微小出力を増幅するために設
けてあり、ゲインは同じである必要はなく、光電素子４
．５が受ける光の強さと後述する除算器８の入力仕様に
より決定される。増幅器７の出力すを第２図のように仮
定し、波形の変動は光Ｈ１の照度変化によるものとする
。一方、増幅器６の出力ａに目を向けると、第２図に示
すような波形が得られる。すなわち、波形ａは波形すと
全く変化の位相が同じで、ゲインを異にする波形にパタ
ーンｐを含んでいる。波形ａ、ｂの間に照度変化による
波形の変化の位相ずれがないのは光の速さから考えて当
然である。又、波形ａとｂでゲイン（レベル）が異なる
のは、ハーフミラ−２及び検出ユニット３の光学系の光
の透過率や反射率及び増幅器６．７のゲインの違いによ
るものである。ここで。

除算器８により波形ａを波形すで除算すると演算結果と
して波形Ｃが得られる。波形ａと波形すにおいて光源１
の照度変化による波形変動部分の位相が同じであれば、
波形Ｃのベースは第２図に示すように検出域の照度むら
だけで決定され、このベースの中にパターンが含まれる
形となる。第２図では検出域の照度むらは一様と仮定し
であるので、波形Ｃのベースは平坦となることは容易に
想像がつく、波形ａと波形すの位相に影響を与えるのは
、光電素子４，５間の応答速度の相違及び増幅器６．７
間の周波数応答の相違であり、光電素子４，５は同じ品
種とし、増幅器６，７についてはゲインが異なっても周
波数応答が同程度とする方がよい。

さて、除算器８の出力には光′ｇ１の照度変化に影響さ
れない波形Ｃが現われる訳であるが、次に第２の動作と
して、サンプルホールド回路１０で。

波形Ｃでパターンのないタイミングｔｓを狙って、波形
Ｃをサンプルホールドする。このサンプルホールドはサ
ンプル開始信号９で開始される。上記で保持された波形
Ｃ上の電圧ｖｈは波形ａの波形すに対するゲインを示す
ものでもある。そこで更に除算器１２において基準電圧
１３（Ｖｓ）を上記保持電圧ｖｈで除算し、その筈Ｖｓ
／Ｖｈを乗算器１１に導いて、波形Ｃとの乗算を行なう
と５ベースラインの電圧が基準電圧Ｖｓまで増幅された
波形ｄが得られる（第２図）、基準電圧Ｖｓは、出力＄
１４に得られる信号を扱う回路の入力仕様から決定すれ
ばよい、これまでの回路は波形ａ、ｂに含まれるホワイ
トノイズ（ランダムノイズ）は除去することができない
、ノイズはランダムなので波形ｄまで現われてくる。そ
こで最終的にローパスフィルター１３を設は波形ｄから
高い周波数成分のノイズを除去すると、出力線１４には
、光源ｌの照度変動の影響を受けず高周波ノイズのない
目的とする検出波形ｄが得られる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、第１動作で光源の照度変化を検出信号
側で補正し、第２動作で検出信号レベルを自動設定する
ので、常に安定したパターン検出信号を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図。 第２図は第１図主要部の出力波形図である。 １・・光源、２・・・ハーフミラ−１４，５・・・光’
Ｉ、ｉ１４子、６，７・増幅器、８・・除算器、９・・
・サンプル開始信号、１０・・サンプルホールド回路。 １１・・・乗算器、１２・・・除算器、１３・・・ロー
パスフィルタ、１４・・・出力線、１５・・・基準電圧
。 く＼↑ 勇２　尼

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、光電素子を用いたパターン検出器において、検出照
   明光の一部を取り出して電気信号に変換する手段と、パ
   ターン検出器側からの検出信号を上記電気信号で除算す
   る第１の除算手段と、この除算手段の出力信号を任意の
   時刻に保持できるサンプルホールド手段と、このサンプ
   ルホールド手段の出力を一定の基準電圧で除算する第２
   の除算手段と、この除算手段の出力と上記第１の除算手
   段の出力を乗算する乗算手段とを具備したことを特徴と
   する検出照明の照度変動補正回路。