JPH0476071B2 - - Google Patents

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JPH0476071B2
JPH0476071B2 JP59030763A JP3076384A JPH0476071B2 JP H0476071 B2 JPH0476071 B2 JP H0476071B2 JP 59030763 A JP59030763 A JP 59030763A JP 3076384 A JP3076384 A JP 3076384A JP H0476071 B2 JPH0476071 B2 JP H0476071B2
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JP
Japan
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light
receiving means
light receiving
lens
circuit
Prior art date
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Application number
JP59030763A
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Japanese (ja)
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JPS60173487A (en
Inventor
Yoshiaki Kanbe
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
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Publication of JPS60173487A publication Critical patent/JPS60173487A/en
Publication of JPH0476071B2 publication Critical patent/JPH0476071B2/ja
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01SRADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/04Systems determining the presence of a target

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、被検出物体の存在の有無などを光学
的に検出する光学的検出装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field The present invention relates to an optical detection device that optically detects the presence or absence of an object to be detected.

背景技術 第1図は、先行技術を示す検出装置1の断面図
である。投光用光フアイバ2と、受光用光フアイ
バ3は或る角度をもつて支持台4によつて支持さ
れている。投光用光フアイバ2によつて投光され
る投光領域と、受光用光フアイバ3によつて受光
される受光領域との交差領域である検知領域5
は、被検出物体(図示せず)の存在の有無を検知
するための領域である。検知領域5に被検出物体
があるとき、受光用光フアイバ3によつて受光さ
れる光量が変化することによつて、被検出物体の
存在の有無を検知することができる。
BACKGROUND ART FIG. 1 is a sectional view of a detection device 1 showing a prior art. The light emitting optical fiber 2 and the light receiving optical fiber 3 are supported by a support base 4 at a certain angle. A detection area 5 is an intersection area between a light projection area emitted by the light emitting optical fiber 2 and a light receiving area received by the light receiving optical fiber 3.
is an area for detecting the presence or absence of a detected object (not shown). When there is an object to be detected in the detection area 5, the presence or absence of the object can be detected by changing the amount of light received by the light-receiving optical fiber 3.

この先行技術の検出装置では、被検出物体の反
射率の相違により誤動作が生じることがあつた。
また投光用光フアイバ2と受光用フアイバ3を、
或る角度をもつて支持しているため装置が大きく
なるという欠点もあつた。
In this prior art detection device, malfunctions sometimes occurred due to differences in reflectance of objects to be detected.
In addition, the light emitting optical fiber 2 and the light receiving fiber 3 are
Another drawback was that the device was large because it was supported at a certain angle.

目 的 本発明の目的は、反射率の異なる被検出物体に
対しても誤動作を生じることなく、被検出物体の
存在の有無を検知することができ、また被検出物
体の移動距離も測定することができ、形状を小さ
くすることができる光学的検出装置を提供するこ
とである。
Purpose An object of the present invention is to be able to detect the presence or absence of a detected object without causing malfunction even for detected objects with different reflectances, and to also measure the moving distance of the detected object. An object of the present invention is to provide an optical detection device that can be configured to have a small size.

発明の構成 本発明は、集束レンズと、 集束レンズの光軸からずれた位置に設けられ、
集束レンズの光軸方向一方端側で集束レンズに光
を投光する投光手段と、 集束レンズの前記光軸方向一方端側で光軸に関
して投光手段と対称な位置に設けられ、集束レン
ズの光軸方向他方端側に設けられる被検出物体に
よる集束レンズを介する直接反射光を受光する第
1受光手段と、 集束レンズの前記光軸方向一方端側で光軸上に
設けられ、被検出物体による集束レンズを介する
拡散反射光を受光する第2受光手段と、 第1受光手段の出力の対数値を求める第1対数
回路と、 第2受光手段の出力の対数値を求める第2対数
回路と、 第1対数回路と第2対数回路との各出力の差を
求める減算回路とを含むことを特徴とする光学的
検出装置である。
Configuration of the Invention The present invention includes a focusing lens, a focusing lens provided at a position offset from the optical axis of the focusing lens,
a light projecting means for projecting light onto the focusing lens on one end side in the optical axis direction of the focusing lens; a first light-receiving means for receiving direct reflected light via a converging lens from the object to be detected, which is provided on the other end side in the optical axis direction of the converging lens; a second light-receiving means for receiving diffusely reflected light from an object via a converging lens; a first logarithmic circuit for calculating a logarithmic value of the output of the first light-receiving means; and a second logarithmic circuit for calculating a logarithmic value of the output of the second light-receiving means. and a subtraction circuit for determining the difference between the outputs of the first logarithm circuit and the second logarithm circuit.

実施例 第2図は、本発明の一実施例の光学的検出装置
10の光の経路を示す簡略化された図である。光
学的検出装置10は投光手段11、第1受光手段
12、第2受光手段13、および集束レンズ14
から成る。以下の説明では、この集束レンズ14
を、レンズ14と略称することがある。投光手段
11、第1受光手段12および第2受光手段13
は光フアイバによつて実現される。光学的検出装
置10は、光フアイバとレンズで構成されるので
形状を小さくすることができる。投光手段11か
ら投光された光はレンズ14によつて収束され被
検出物体15に照射される。投光手段11から投
光された光の経路は、参照符g1によつて示され
ている。被検出物体15は光の経路g1とレンズ
14の光軸g2の交差地点Gに位置している。
Embodiment FIG. 2 is a simplified diagram showing the light path of an optical detection device 10 according to an embodiment of the present invention. The optical detection device 10 includes a light projecting means 11, a first light receiving means 12, a second light receiving means 13, and a focusing lens 14.
Consists of. In the following description, this focusing lens 14
is sometimes abbreviated as lens 14. Light projecting means 11, first light receiving means 12 and second light receiving means 13
is realized by optical fiber. Since the optical detection device 10 is composed of an optical fiber and a lens, its shape can be made small. The light projected from the light projecting means 11 is converged by the lens 14 and irradiated onto the object 15 to be detected. The path of the light projected from the light projecting means 11 is indicated by reference numeral g1. The object to be detected 15 is located at the intersection point G of the light path g1 and the optical axis g2 of the lens 14.

被検出物体15から反射された直接反射光は第
1受光手段12に入射される。このときの直接反
射光の経路は参照符g3によつて示されている。
Directly reflected light reflected from the object to be detected 15 is incident on the first light receiving means 12 . The path of the directly reflected light at this time is indicated by reference numeral g3.

距離r1はレンズ14からの出射地点と光軸g
2との間の距離である。距離r1aはレンズ14
への入射地点と光軸g2との間の距離である。経
路g1と光軸g2との交差地点Gで示される位置
に被検出物15があるため距離r1aは距離r1
と等しくなる。距離r2は投光手段11の出射位
置と光軸g2との間の距離である。距離r2aは
第1受光手段12の入射位置と光軸g2との間の
距離である。距離r1,r1aが等しいため、距
離r2aは距離r2と等しくなる。
The distance r1 is between the exit point from the lens 14 and the optical axis g.
It is the distance between 2 and 2. The distance r1a is the lens 14
It is the distance between the point of incidence on the optical axis g2 and the optical axis g2. Since the detected object 15 is located at the intersection point G of the path g1 and the optical axis g2, the distance r1a is the distance r1
is equal to The distance r2 is the distance between the emission position of the light projecting means 11 and the optical axis g2. The distance r2a is the distance between the incident position of the first light receiving means 12 and the optical axis g2. Since the distances r1 and r1a are equal, the distance r2a is equal to the distance r2.

このようにして経路g1,g3は、光軸g2に
関して対称であり、したがつて透光手段11と第
1受光手段12とは、光軸g2に関して対称な位
置に設けられている。
In this way, the paths g1 and g3 are symmetrical with respect to the optical axis g2, and therefore the light transmitting means 11 and the first light receiving means 12 are provided at symmetrical positions with respect to the optical axis g2.

レンズ14によつて拡散された拡散反射光を経
路g4,g5によつて示されている。このときの
経路g4,g5の交差地点が第2受光手段13の
受光端面上になるように第2受光手段13を配置
している。
The diffusely reflected light diffused by the lens 14 is shown by paths g4 and g5. The second light receiving means 13 is arranged so that the intersection point of the paths g4 and g5 at this time is on the light receiving end surface of the second light receiving means 13.

投光手段11は、レンズ14の光軸g2から第
2図の上方にずれた位置に設けられ、この投光手
段11は、レンズ14の光軸方向g2の一方端側
(第2図の左方)でレンズ14に光を投光する。
第1受光手段12は、レンズ14の前記光軸方向
一方端側(第2図の左方)で光軸g2に関して投
光手段11と対称な位置に設けられる。この第14
受光手段12は、レンズ14の光軸方向他方端側
(第2図の右方)に設けられる被検出物体15に
よるレンズ14を介する直接反射光を受光する。
第2受光手段13は、レンズ14の前記光軸方向
一方端側(第2図の左方)で光軸g2上に設けら
れ、被検出物体15によるレンズ14を介する拡
散反射光を受光する。こうして本件光学的検出装
置は、拡散反射光と直接反射光とを、1つの構成
で受光して検出することができるように構成され
る。投光手段11からの光の直接反射光を受光す
る役目をするのは第1受光手段12であり、拡散
反射光を受光する役目をするのは第2受光手段1
3である。第1受光手段12は、投光手段11か
らの直線反射光を受光するために、光軸g2に対
して投光手段11と光軸g2に関して対称に配置
されており、これによつて直接反射光は入射角と
反射角とが等しくなるように第1受光手段12に
入射される。拡散反射光を受光する第2受光手段
13は、光軸g2に関して投光手段11と対称な
位置からずれた位置に配置され、すなわちこの実
施例では第2受光手段13は集束レンズの光軸上
に設けられる。
The light projecting means 11 is provided at a position shifted upward in FIG. 2 from the optical axis g2 of the lens 14. (direction) to project light onto the lens 14.
The first light receiving means 12 is provided at a position symmetrical to the light projecting means 11 with respect to the optical axis g2 on one end side of the lens 14 in the optical axis direction (left side in FIG. 2). This 14th
The light receiving means 12 receives directly reflected light via the lens 14 from the detected object 15 provided on the other end side in the optical axis direction of the lens 14 (right side in FIG. 2).
The second light receiving means 13 is provided on the optical axis g2 at one end of the lens 14 in the optical axis direction (left side in FIG. 2), and receives the diffusely reflected light from the object 15 to be detected via the lens 14. In this way, the present optical detection device is configured to be able to receive and detect diffusely reflected light and directly reflected light with one configuration. The first light receiving means 12 serves to receive the direct reflected light from the light projecting means 11, and the second light receiving means 1 serves to receive the diffusely reflected light.
It is 3. The first light receiving means 12 is arranged symmetrically with the light projecting means 11 with respect to the optical axis g2 in order to receive the linearly reflected light from the light projecting means 11, thereby directly reflecting the light. The light is incident on the first light receiving means 12 such that the angle of incidence and the angle of reflection are equal. The second light receiving means 13 that receives the diffusely reflected light is arranged at a position shifted from the symmetrical position with respect to the light projecting means 11 with respect to the optical axis g2, that is, in this embodiment, the second light receiving means 13 is located on the optical axis of the focusing lens. established in

レンズ14aの一端面14aから時点Gまでの
距離を距離l1とする。光の経路g1と光軸g2
との角度をθ1とする。このときの距離l1は第
1式で示される。
The distance from one end surface 14a of the lens 14a to time point G is defined as distance l1. Light path g1 and optical axis g2
Let the angle with θ1 be θ1. The distance l1 at this time is expressed by the first equation.

l1=r11/tanθ1 ……(1) レンズ14の中心部の屈折率をn0とし、レンズ
14の屈折率分布定数を√としピツチをPとす
る。このときのレンズの長さはZ=P2π/√Aとな る。レンズ14の他端面14bと第2受光手段1
3との距離で距離l2とする。l1とl2との関
係は(2)式で表わせる。
l1=r11/tanθ1 (1) Let n 0 be the refractive index at the center of the lens 14, let the refractive index distribution constant of the lens 14 be √, and let P be the pitch. The length of the lens at this time is Z=P2π/√A. The other end surface 14b of the lens 14 and the second light receiving means 1
3 is the distance l2. The relationship between l1 and l2 can be expressed by equation (2).

l1=1/n0√A×n0l2√A(co
s√AZ+sin√AZ)/n0l2√A(sin√AZ−sin√AZ)……
(2) レンズの入射位置と出射位置との関係は第3式
にて表わせる。
l1=1/n 0 √A×n 0 l2√A(co
s√AZ+sin√AZ)/n 0 l2√A(sin√AZ−sin√AZ)……
(2) The relationship between the incident position and the exit position of the lens can be expressed by the third equation.

第1、2、3式によつて光学的検出装置10の
各部の距離を求めることができる。
The distances of each part of the optical detection device 10 can be determined by the first, second, and third equations.

投光手段11から投光された光は被検出物体1
5に照射され、被検出物体15からの直接反射光
および拡散反射光を検出することによつて、被検
出物体の存在の有無を検知することができる。
The light projected from the light projecting means 11 is directed towards the object to be detected 1
By detecting the direct reflected light and the diffusely reflected light from the detected object 15, the presence or absence of the detected object can be detected.

予め定めた反射率を有する被検出物体15を地
点Gに配置したとき第1受光手段12および第2
受光手段13に入射される受光量をそれぞれ基準
受光量P1,P2とする。被検出物体15を変える
ことによつて反射率が変化し、受光量が基準受光
量のS%になつたときを想定する。このときの第
1受光手段12および第2受光手段13の受光量
をそれぞれ受光量PS1,PS2とする。受光量PS
1,PS2はそれぞれ第4式、第5式によつて表
すことができる。
When a detected object 15 having a predetermined reflectance is placed at a point G, the first light receiving means 12 and the second light receiving means 12
The amounts of received light incident on the light receiving means 13 are defined as reference amounts of received light P1 and P2, respectively. Assume that the reflectance changes by changing the detected object 15 and the amount of received light becomes S% of the reference amount of received light. The amounts of light received by the first light receiving means 12 and the second light receiving means 13 at this time are assumed to be the received light amounts PS1 and PS2, respectively. Received light amount PS
1 and PS2 can be expressed by the fourth and fifth equations, respectively.

PS1=P1×S/100 ……(4) PS2=P2×S/100 ……(5) 受光量PS1,PS2の比率は第6式で示されて
いる。
PS1=P1×S/100...(4) PS2=P2×S/100...(5) The ratio of the received light amounts PS1 and PS2 is shown by the sixth equation.

PS1/PS2=P1×S/100/P2×S/100=P1/P2……(6
) 第6式で示されるように受光量PS1,PS2の比
率は基準となる受光量P1,P2の比率で表すこと
ができる。すなわち反射率の異なる被検出物体で
あつても比率をとることによつて正しい値を求め
ることができる。
PS1/PS2=P1×S/100/P2×S/100=P1/P2……(6
) As shown in equation 6, the ratio of the received light amounts PS1 and PS2 can be expressed as the ratio of the reference received light amounts P1 and P2. That is, even if objects to be detected have different reflectances, correct values can be obtained by calculating the ratio.

第3図は第1受光手段12の簡略化された断面
図、第4図は第2受光手段13の簡略化された断
面図である。第1受光手段12は、コア12aと
クラツド12bから成る。コア12aは、クラツ
ド12bより屈折率が高い。このため第1受光手
段12は、コア12aに入射された光を伝搬する
ことができる。コア12aの直径は直径d1aで
ありクラツド12bの直径、直径d1である。第
2受光手段13は、またコア13aとクラツド1
3bから成る。第2受光手段13の構成は、第1
受光手段12と同様である。コア13aの直径
は、直径d2aであるクラツド13bの直径は直
径d2である。
3 is a simplified sectional view of the first light receiving means 12, and FIG. 4 is a simplified sectional view of the second light receiving means 13. The first light receiving means 12 consists of a core 12a and a cladding 12b. Core 12a has a higher refractive index than cladding 12b. Therefore, the first light receiving means 12 can propagate the light incident on the core 12a. The diameter of the core 12a is d1a, and the diameter of the clad 12b is d1. The second light receiving means 13 also includes a core 13a and a cladding 1.
Consisting of 3b. The configuration of the second light receiving means 13 is similar to that of the first light receiving means 13.
It is similar to the light receiving means 12. The diameter of the core 13a is the diameter d2a, and the diameter of the clad 13b is the diameter d2.

第5図は、被検出物体15が距離Δlaだけ移動
したときの光学的検出装置10の光の経路を示す
簡略化した図である。被検出物体15が参照符
GLで示される位置より距離Δlaだけ移動したと
きを想定する。投光手段11から投光された光の
経路g1は地点Gを通つて参照符GMで示される
地点に到達する。このときの直接反射光は、光の
経路g3aを通つて第1受光手段12の受光端面
に入射される。距離r1bは光の路g3aの入射
位置から光軸g2までの距離である。被検出物体
15が参照符GLで示される位置から距離Δlaだ
け離れているため距離r1bは、このとき距離rl
1より長くなる。そのため距離r2bもまた距離
r2よりも長くなる。このため光の経路g3aは
第1受光手段12の受光端面の中心部からはずれ
ることになる。第1受光手段12に入射される受
光量はこのため小さくなる。
FIG. 5 is a simplified diagram showing the path of light of the optical detection device 10 when the detected object 15 moves by a distance Δla. Detected object 15 is the reference mark
Assume that you have moved a distance Δla from the position indicated by GL. A path g1 of the light projected from the light projecting means 11 passes through a point G and reaches a point indicated by the reference mark GM. The directly reflected light at this time is incident on the light receiving end surface of the first light receiving means 12 through the light path g3a. The distance r1b is the distance from the incident position of the light path g3a to the optical axis g2. Since the detected object 15 is separated by a distance Δla from the position indicated by the reference mark GL, the distance r1b is then the distance rl
It will be longer than 1. Therefore, distance r2b is also longer than distance r2. Therefore, the light path g3a deviates from the center of the light-receiving end face of the first light-receiving means 12. Therefore, the amount of light received by the first light receiving means 12 becomes small.

一方、光の経路g4a,g5aによつて示され
る拡散反射光は第2受光手段13の受光端面から
距離xだけ離れた地点xa上で結像する。地点xa
上で想像した拡散反射光は第2受光手段13の受
光端面に達したとき幅2δ分の大きさを有する像と
なる。幅2δが第2受光手段13のコア13aの直
径d2aよりも小さいとき拡散反射光の中心が光
軸g2を通るため第2受光手段13に入射される
受光量は不変と考えることができる。レンズの明
るさをFとしたとき、幅2δとコア13aの直径d
2aとの関係は、次式で示される。
On the other hand, the diffusely reflected light indicated by the light paths g4a and g5a forms an image on a point xa that is a distance x away from the light-receiving end surface of the second light-receiving means 13. point xa
When the diffusely reflected light imagined above reaches the light-receiving end face of the second light-receiving means 13, it forms an image having a width of 2δ. When the width 2δ is smaller than the diameter d2a of the core 13a of the second light receiving means 13, the center of the diffusely reflected light passes through the optical axis g2, so it can be considered that the amount of light received by the second light receiving means 13 remains unchanged. When the brightness of the lens is F, the width 2δ and the diameter d of the core 13a are
The relationship with 2a is shown by the following equation.

d2a≧2δ=2×F ……(7) 第1受光手段12に入射される受光量を、受光
量P1とし、第2受光手段13に入射される受光
量を受光量P2とする。受光量P1は被検出物体
15の移動距離によつて変化し受光量P2は不変
のままである。
d2a≧2δ=2×F (7) Let the amount of light received that enters the first light receiving means 12 be the amount of received light P1, and the amount of light received that enters the second light receiving means 13 as the amount of received light P2. The amount of received light P1 changes depending on the moving distance of the object to be detected 15, and the amount of received light P2 remains unchanged.

第6図は被検出物体15の移動距離と受光量P
1,P2の比の関係を示すためのグラフである。
第6図で示されるように被検出物体15が参照符
GLで示される位置から移動する距離に応じて、
受光量P1,P2の比P1/P2は小さくなる。
比P1/P2を検出することによつて被検出物体
15の移動距離を測定することができる。
Figure 6 shows the moving distance of the detected object 15 and the amount of received light P.
1 is a graph showing the relationship between the ratio of P2 and P2.
As shown in FIG.
Depending on the distance traveled from the position indicated by GL,
The ratio P1/P2 of the amounts of received light P1 and P2 becomes smaller.
By detecting the ratio P1/P2, the moving distance of the detected object 15 can be measured.

第7図は光学的検出装置10の構成を示すブロ
ツク図である。投光系回路20は発振回路21、
駆動回路22、および投光素子23からなる。発
振回路21は投光手段11に光を投光させるため
に信号を発生させる。駆動回路22は発振回路2
1からの信号によつて投光素子23を能動化させ
る。投光素子23は光を発生させる。投光素子2
3によつて発生された光は投光手段11を介して
投光される。
FIG. 7 is a block diagram showing the configuration of the optical detection device 10. The light projection system circuit 20 includes an oscillation circuit 21,
It consists of a drive circuit 22 and a light projecting element 23. The oscillation circuit 21 generates a signal to cause the light projecting means 11 to project light. The drive circuit 22 is the oscillation circuit 2
The light projecting element 23 is activated by the signal from 1. The light projecting element 23 generates light. Light projecting element 2
The light generated by 3 is projected through the light projecting means 11.

発振回路21は信号を発生させると同時に信号
を発生させたという情報を信号処理回路24に出
力する。受光系回路25は受光素子25a,25
bからなる。受光素子25aは第1受光手段12
からの光を受光する。受光素子25bは第2受光
手段13からの光を受光する。受光素子25a,
25bによつて受光された光信号は処理系回路2
6に入力される。受光回路27は受光素子25a
からの光信号を電気信号V1に変換させる。対数
増幅回路28は、受光回路27からの電気信号V
1を対数増幅させる。対数増幅回路28によつ
て、対数増幅された電気信号は電気信号lnV1に
変換され、減算回路29に出力される。
The oscillation circuit 21 generates a signal and at the same time outputs information indicating that the signal has been generated to the signal processing circuit 24. The light receiving system circuit 25 includes light receiving elements 25a, 25
Consists of b. The light receiving element 25a is the first light receiving means 12
Receives light from The light receiving element 25b receives light from the second light receiving means 13. Light receiving element 25a,
The optical signal received by 25b is sent to the processing system circuit 2.
6 is input. The light receiving circuit 27 includes a light receiving element 25a.
The optical signal from V1 is converted into an electrical signal V1. The logarithmic amplifier circuit 28 receives the electric signal V from the light receiving circuit 27.
Logarithmically amplify 1. The logarithmically amplified electrical signal is converted into an electrical signal lnV1 by the logarithmic amplifier circuit 28, and is output to the subtraction circuit 29.

一方、受光素子25bによつて受光された光信
号は受光回路30に入力される。受光回路30は
受光素子25bからの光信号を電気信号V2に変
換させる。対数増幅回路31は受光回路30から
の電気信号V2を対数増幅させ、電気信号lnV2
に変換させる。対数増幅回路31によつて対数増
幅された電気信号lnV2は減算回路29に出力さ
れる。減算回路29は電気信号lnV1,lnV2の
差を求める。
On the other hand, the optical signal received by the light receiving element 25b is input to the light receiving circuit 30. The light receiving circuit 30 converts the optical signal from the light receiving element 25b into an electrical signal V2. The logarithmic amplifier circuit 31 logarithmically amplifies the electric signal V2 from the light receiving circuit 30, and generates an electric signal lnV2.
Convert it to The electrical signal lnV2 logarithmically amplified by the logarithmic amplifier circuit 31 is output to the subtraction circuit 29. A subtraction circuit 29 calculates the difference between the electrical signals lnV1 and lnV2.

対数増幅された電気信号の差を求めることはす
なわち電気信号V1,V2の比を求めることと等
しくなる。減算回路29によつて減算された出力
は比較回路32に入力される。比較回路32は、
可変抵抗器32aを有している。比較回路32
は、減算回路29から入力された信号と可変抵抗
器32aによつて定められた値と比較することに
よつて被検出物体15の存在の有無を検出するこ
とができる。また比較回路32は被検出物体15
の移動距離も求めることができる。比較回路32
によつて比較された結果は信号処理回路24に入
力される。信号処理回路24は、比較回路32か
らの信号を処理し出力回路33に処理結果を出力
する。出力回路33は被検出物体15の存在の有
無または被検出物体15の移動距離を表示させ
る。
Determining the difference between the logarithmically amplified electrical signals is equivalent to determining the ratio of the electrical signals V1 and V2. The output subtracted by the subtraction circuit 29 is input to the comparison circuit 32. The comparison circuit 32 is
It has a variable resistor 32a. Comparison circuit 32
can detect the presence or absence of the object to be detected 15 by comparing the signal input from the subtraction circuit 29 with the value determined by the variable resistor 32a. Further, the comparison circuit 32
The distance traveled can also be determined. Comparison circuit 32
The results of the comparison are input to the signal processing circuit 24. The signal processing circuit 24 processes the signal from the comparison circuit 32 and outputs the processing result to the output circuit 33. The output circuit 33 displays the presence or absence of the detected object 15 or the moving distance of the detected object 15.

投光手段11、第1受光手段12および第2受
光手段13は光フアイバによつて実現されるが投
光素子および受光素子をレンズ14に直接接続す
ることによつて光フアイバを用いなくてもよい。
また光フアイバのかわりに他の装置を用いてもよ
い。
The light projecting means 11, the first light receiving means 12, and the second light receiving means 13 are realized by optical fibers, but by directly connecting the light projecting element and the light receiving element to the lens 14, it is possible to eliminate the use of optical fibers. good.
Also, other devices may be used in place of the optical fiber.

レンズ14は、自己集束形のレンズによつて実
現されるが投光手段11からの光を被検出物体1
5に照射するものであり被検出物体15からの直
接反射光および拡散反射光を受光するものである
ならば、他のレンズを用いてもよい。また自己集
束形のレンズ14のかわりに光を被検出物体15
に照射するレンズと、被検出物体15からの直接
反射光を受光するレンズと、被検出物体15から
の拡散反射光を受光するレンズなどの組合わせに
よつて実現してもよい。
The lens 14 is realized by a self-focusing lens, and directs the light from the light projecting means 11 to the detected object 1.
Any other lens may be used as long as it illuminates the object 15 and receives the direct reflected light and diffuse reflected light from the object 15 to be detected. Also, instead of the self-focusing lens 14, the light is directed to the detected object 15.
It may be realized by a combination of a lens that emits light to the target object, a lens that receives direct reflected light from the detected object 15, a lens that receives diffuse reflected light from the detected object 15, and the like.

効 果 以上のように本発明によれば第1受光手段によ
つて被検出物体からの直接反射光を受光し、第2
受光手段によつて被検出物体からの拡散反射光を
受光することによつて反射率の異なる被検出物体
に対しても誤動作を生じることなく、被検出物体
の存在の有無を検知することができる。また被検
出物体の移動距離も測定することができ、光学的
検出装置の形状を小さくすることができる。
Effects As described above, according to the present invention, the first light receiving means receives directly reflected light from the object to be detected, and the second light receiving means receives directly reflected light from the object to be detected.
By receiving the diffusely reflected light from the object to be detected by the light receiving means, the presence or absence of the object to be detected can be detected without causing malfunction even for objects to be detected with different reflectances. . Furthermore, the moving distance of the object to be detected can be measured, and the shape of the optical detection device can be made smaller.

しかも本発明では、集束レンズの一方側に投光
手段と第1受光手段と第2受光手段とを配置し、
集束レンズをこれらの各手段に共通に用いるよう
にして、構成の小形化を図ることができるように
なる。
Moreover, in the present invention, the light projecting means, the first light receiving means, and the second light receiving means are arranged on one side of the focusing lens,
By using a condensing lens in common for each of these means, it is possible to downsize the configuration.

さらに本発明によれば、第1および第2受光手
段の各出力を第1および第2対数回路に与え、さ
らにそれらの第1および第2対数回路の出力を減
算することによつて、直接反射光と拡散反射光と
の比を求めることができ、これによつて被検出物
体15の検出感度を高くすることができ、また測
定中に投光手段の光出力が変動したときの誤動作
を防ぐことができるようになる。
Further, according to the present invention, by applying the respective outputs of the first and second light receiving means to the first and second logarithmic circuits and further subtracting the outputs of the first and second logarithmic circuits, direct reflection is achieved. The ratio between the light and the diffusely reflected light can be determined, thereby increasing the detection sensitivity of the object to be detected 15 and preventing malfunctions when the light output of the light projecting means fluctuates during measurement. You will be able to do this.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は先行技術を示す検出装置1の断面図、
第2図は本発明の一実施例の光学的検出装置10
の光の経路を示す簡略化された図、第3図は第1
受光手段12の簡略化された断面図、第4図は第
2受光手段13の簡略化された断面図、第5図は
被検出物体15が距離Δlaだけ移動したときの光
学的検出装置10の光の経路を示す簡略化された
図、第6図は第1受光手段12および第2受光手
段13の受光量を比と被検出物体15の移動距離
の関係を示すためのグラフ、第7図は光学的検出
装置10の構成を示すためのブロツク図である。 10……光学的検出装置、11……投光手段、
12……第1受光手段、13……第2受光手段、
14……レンズ、15……被検出物体、20……
投光系回路、25……受光系回路、26……処理
系回路。
FIG. 1 is a sectional view of a detection device 1 showing a prior art;
FIG. 2 shows an optical detection device 10 according to an embodiment of the present invention.
Figure 3 is a simplified diagram showing the path of light in Figure 1.
FIG. 4 is a simplified cross-sectional view of the light receiving means 12, FIG. 4 is a simplified cross-sectional view of the second light receiving means 13, and FIG. FIG. 6 is a simplified diagram showing the path of light; FIG. 6 is a graph showing the relationship between the ratio of the amount of light received by the first light receiving means 12 and the second light receiving means 13 and the moving distance of the object to be detected 15; FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an optical detection device 10. FIG. 10... optical detection device, 11... light projecting means,
12...first light receiving means, 13...second light receiving means,
14... Lens, 15... Object to be detected, 20...
Light emitting system circuit, 25... Light receiving system circuit, 26... Processing system circuit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 集束レンジと、 集束レンズの光軸からずれた位置に設けられ、
集束レンズの光軸方向一方端側で集束レンズに光
を投光する投光手段と、 集束レンズの前記光軸方向一方端側で光軸に関
して投光手段と対称な位置に設けられ、集束レン
ズの光軸方向他方端側に設けられる被検出物体に
よる集束レンズを介する直接反射光を受光する第
1受光手段と、 集束レンズの前記光軸方向一方端側で光軸上に
設けられ、被検出物体による集束レンズを介する
拡散反射光を受光する第2受光手段と、 第1受光手段の出力の対数値を求める第1対数
回路と、 第2受光手段の出力の対数値を求める第2対数
回路と、 第1対数回路と第2対数回路との各出力の差を
求める減算回路とを含むことを特徴とする光学的
検出装置。
[Claims] 1. A focusing range, provided at a position offset from the optical axis of the focusing lens,
a light projecting means for projecting light onto the focusing lens on one end side in the optical axis direction of the focusing lens; a first light-receiving means for receiving direct reflected light via a converging lens from the object to be detected, which is provided on the other end side in the optical axis direction of the converging lens; a second light-receiving means for receiving diffusely reflected light from an object via a converging lens; a first logarithmic circuit for calculating a logarithmic value of the output of the first light-receiving means; and a second logarithmic circuit for calculating a logarithmic value of the output of the second light-receiving means. and a subtraction circuit that calculates the difference between the outputs of the first logarithm circuit and the second logarithm circuit.
JP59030763A 1984-02-20 1984-02-20 Optical detector Granted JPS60173487A (en)

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