JPH0528942U - 反射型光センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構成】 パルス発生器１からのパルスに応じて、第１
発光素子８Ａが所定周期毎に発光駆動される。上記パル
スは遅延回路３により半周期分遅延され、この遅延され
たパルスに応じて、第２発光素子８Ｂが所定周期毎に発
光駆動される。第１発光素子８Ａからの光は、第１偏光
フィルタ１１Ａ、被検査物体Ｔ、第１偏光フィルタ１１
Ａを介して、第１受光素子１３Ａに受光される。第２発
光素子８Ｂからの光は、第２偏光フィルタ１１Ｂ、被検
査物体Ｔ、第２偏光フィルタ１１Ｂを介して、第２受光
素子１３Ｂに受光される。第１受光素子１３Ａの出力
と、第２受光素子１３Ｂの出力との差分が、減算回路１
８により、とられる。 【効果】 物体の欠陥検出やバーコードリーダー等の読
取りを、外乱に影響されずに行える。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、物体の欠陥を検出する物体検査装置や、バーコードリーダー等の読 取り装置等に用いられる反射型光センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】

この種の従来の反射型光センサでは、発光素子を所定周期毎に発光駆動して、 被検査物体に光を照射し、被検査物体からの反射光を受光素子により受光して、 その光量により、被検査物体の欠陥検出や読取りを行うように構成されている。 ところで、上記のような反射型光センサでは、周辺雰囲気の変化に伴う自然光 の変化や、周辺に配置された蛍光灯等の電子機器からのノイズが、照射光及び反 射光に外乱として作用して、受光素子により受光される光量に影響を及ぼす。 然しながら、従来においては、発光素子と受光素子は、夫々、単一とされてい た。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

このため、上記従来においては、受光量に占める外乱の割合を全く識別できず 、それ故、受光される光量から外乱の影響を除去できず、欠陥検出や読取りを精 度良く良好に行えないという問題があった。 本考案の目的は、上記の問題点を解決した反射型光センサを提供することであ る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案の特徴とするところは、所定周期毎に発光 駆動され、被検査物体に光を照射する第１発光素子と、第１発光素子の発光周期 に対して半周期分遅れて所定周期毎に発光駆動され、被検査物体に光を照射する 第２発光素子と、第１発光素子の前方に配設された第１偏光フィルタと、第２発 光素子の前方に配設されて、第１偏光フィルタの偏光軸と直交する偏向軸を有す る第２偏光フィルタと、被検査物体からの第１発光素子の照射光に関連した反射 光を受光する第１受光素子と、被検査物体からの第２発光素子の照射光に関連し た反射光を受光する第２受光素子と、第１受光素子の前方に配設されて、第１偏 光フィルタの偏光軸と平行な偏光軸を有する第３偏光フィルタと、第２受光素子 の前方に配設されて、第２偏光フィルタの偏光軸と平行な偏光軸を有する第４偏 光フィルタと、第１受光素子からの出力と、第２受光素子からの出力との差分を とる減算回路とを含む点にある。 尚、第１偏光フィルタと第３偏光フィルタが兼用され、第２偏光フィルタと第 ４偏光フィルタが兼用されることもある。

【０００５】

【作用】

本考案に従えば、第１発光素子が所定周期毎に発光駆動されて、被検査物体に 光を照射すると共に、第２発光素子が、第１発光素子の発光周期に対して半周期 分遅れて所定周期毎に発光駆動されて、被検査物体に光を照射する。 そして、第１発光素子からの光は、第１偏光フィルタ、被検査物体、第３偏光 フィルタを介して第１受光素子に受光され、受光量に応じた電気信号に変換され る。同様に、第２発光素子からの光は、第２偏光フィルタ、被検査物体、第４偏 光フィルタを介して第２受光素子に受光され、受光量に応じた電気信号に変換さ れる。 上記の際において、照射光及び反射光に外乱が作用する場合があるが、減算回 路により、第１受光素子の出力と第１受光素子の出力との差分がとられるため、 外乱が除去される。従って、物体の欠陥検出やバーコードリーダー等による読取 りを、外乱に影響を受けずに行える。

【０００６】

【実施例】

図１は本考案に係る反射型光センサを用いた物体検査装置の一実施例のブロッ ク図である。この物体検査装置は、被検査物体Ｔの欠陥の有無を検査するもので 、パルス発生器１と、パルス発生器１からのパルスを受けて被検査物体Ｔに光を 照射する第１発光装置２Ａと、上記パルスを半周期分遅延させる遅延回路３と、 上記遅延されたパルスを受けて被検査物体Ｔに光を照射する第２発光装置２Ｂと 、被検査物体Ｔからの第１発光装置２Ａの照射光に関連した反射光を受光する第 １受光装置４Ａと、被検査物体Ｔからの第２発光装置２Ｂの照射光に関連した反 射光を受光する第２受光装置４Ｂと、上記受光された光量を検出する検出部５と 、検出された光量に応じて表示する表示部６とから構成されている。

【０００７】 第１発光装置２Ａは、赤外線ＬＥＤ（発光ダイオード）等によって実現される 第１発光素子８Ａと、パルス発生器１からのパルスに応じて第１発光素子８Ａを 所定周期毎に発光駆動する第１駆動回路９Ａとを有し、又、前記第２発光装置２ Ｂは、赤外線ＬＥＤ（発光ダイオード）等によって実現される第２発光素子８Ｂ と、遅延回路３により遅延されたパルスに応じて第２発光素子８Ｂを発光駆動す る第２駆動回路９Ｂとを有する。

【０００８】 図２に示すように、第１発光素子８Ａの前方には、第１発光素子８Ａからの光 を直線偏光する第１偏光フィルタ１１Ａが配設され、第２発光素子８Ｂの前方に は、第２発光素子８Ｂからの光を直線偏光する第２偏光フィルタ１１Ｂが配設さ れている。第１偏光フィルタ１１Ａ及び第２偏光フィルタ１１Ｂは、それぞれの 偏光軸方向Ｈ１，Ｈ２が互いに直交した光学偏光特性を有する。従って、第１偏 光フィルタ１１Ａを通過して得られる直線偏光の振動面と、第２偏光フィルタ１ １Ｂを通過して得られる直線偏光の振動面とが、直交しているため、これらの２ つの直線偏光は、相互に干渉することはない。

【０００９】 前記第１受光装置４Ａは、被検査物体Ｔからの第１発光素子８Ａの照射光に関 連した反射光を受光するピンフォトダイオード等によって実現される第１受光素 子１３Ａと、第１アンプ１４Ａとを有する。又、前記第２受光装置４Ｂは、被検 査物体Ｔからの第２発光素子８Ｂの照射光に関連した反射光を受光するピンフォ トダイオード等によって実現される第２受光素子１３Ｂと、第２アンプ１４Ｂと を有する。

【００１０】 第１受光素子１３Ａの前方には、第１偏光フィルタ１１Ａが配設され、第２受 光素子１３Ｂの前方には、第２偏光フィルタ１１Ｂが配設されている。従って、 第１発光素子８Ａからの光は、第１偏光フィルタ１１Ａ、被検査物体Ｔ、第１偏 光フィルタ１１Ａを介して第１受光素子１３Ａに受光され、又、第２発光素子８ Ｂからの光は、第２偏光フィルタ１１Ｂ、被検査物体Ｔ、第２偏光フィルタ１１ Ｂを介して第２受光素子１３Ｂに受光されることになる。

【００１１】 検出部５は、第１受光装置４Ａからの出力と第２受光装置４Ｂからの出力との 差分をとる減算回路１８と、減算回路１８からの出力を半波整流する整流回路１ ９と、整流回路１９からの出力を積分する積分回路２０と、積分回路２０からの 出力と基準値とを比較して、積分回路２０からの出力が基準値以上であるときは ハイレベルの信号を出力し、積分回路２０からの出力が基準値未満であるときは ローレベルの信号を出力する比較器２２とから成る。 表示部６は、積分回路２０からハイレベルの信号を受けたとき、「欠陥なし」 との表示をし、積分回路２０からローレベルの信号を受けたとき、「欠陥あり」 との表示をする。

【００１２】 図３は物体検査装置の各構成部分の出力波形図である。この図３を参照して、 上記構成の物体検査装置の動作について以下に説明する。物体検査に当たっては 、パルス発生器１をオン操作して、パルスを発生させる。これにより、第１発光 装置２Ａの第１駆動回路９Ａは、パルス発生器１からのパルスに応じて第１発光 素子８Ａを所定周期毎に発光駆動して、第１発光素子８Ａは、図３（１）に示す ように、所定周期で発光する。 又、パルス発生器１からのパルスは遅延回路３により半周期遅延されて、この 遅延されたパルスに応じて、第２発光装置２Ｂの第２駆動回路９Ｂは、第２発光 素子８Ｂを所定周期毎に発光駆動して、第２発光素子８Ｂは、図３（２）に示す ように、所定周期で発光する。

【００１３】 上記のようにして、例えば、第１発光素子８Ａからの光は第１偏光フィルタ１ １Ａを介して被検査物体Ｔの「欠陥のない」領域２５及び「欠陥のある」領域２ ６に照射され、この照射光に関連した被検査物体Ｔからの反射光が第１偏光フィ ルタ１１Ａを介して、第１受光素子１３Ａに受光されて、受光量に応じた電気信 号に変換され、第１アンプ１４Ａで増幅されて出力される。又、第２発光素子８ Ｂからの光は第２偏光フィルタ１１Ｂを介して被検査物体Ｔ「欠陥のない」領域 ２５及び「欠陥のある」領域２６に照射され、この照射光に関連した被検査物体 Ｔからの反射光が第２偏光フィルタ１１Ｂを介して第２受光素子１３Ｂに受光さ れて、受光量に応じた電気信号に変換され、第２アンプ１４Ｂで増幅されて出力 される。

【００１４】 上記の場合において、被検査物体Ｔの「欠陥のない」領域２５からの反射光は 強く、それ故、この場合の受光量は大で、大きな振幅のパルスが第１アンプ１４ Ａから出力される。又、「欠陥のある」領域２６からの反射光は弱く、それ故、 この場合の受光量は小で、小さな振幅のパルスが第２アンプ１４Ｂから出力され る。 ところで、上記の際において、周辺雰囲気の変化に伴う自然光の変化や、周辺 に配置された蛍光灯等の電子機器からのスパイクノイズが外乱として照射光及び 反射光に重畳される場合がある。

【００１５】 例えば、周辺雰囲気の変化に伴う自然光の波形状の変化Ｎが、照射光及び反射 光に重畳された場合を考えると、第１、第２各アンプ１４Ａ，１４Ｂからの出力 は、図３（３）及び（４）に示すように、自然光の変化Ｎが重畳されたものとな る。尚、図３において、（３）、（４）及びそれ以降の出力波形図の左側部分は 、「欠陥のない」領域２５からの反射光を受光した場合の出力波形図であり、又 、右側部分は、「欠陥のある」領域２６からの反射光を受光した場合の出力波形 図である。又、勿論、第１、第２各アンプ１４Ａ，１４Ｂからの出力に重畳され た自然光の変化Ｎは同相である。

【００１６】 ところで、上記のように、周辺雰囲気の変化に伴う自然光の変化Ｎが照射光及 び反射光に重畳されても、減算回路１８により、第１アンプ１４Ａからの出力と 、第２アンプ１４Ｂからの出力との差分がとられると、自然光の変化Ｎが同相で あるため、減算回路１８の出力は、図３（５）に示すように自然光の変化Ｎが除 去された交流波形となる。

【００１７】 その後、整流回路１９により、図３（６）に示すように、半波整流されて、そ の出力が積分回路２０により積分されて、図３（７）に示すような積分波形とし て出力されるのであり、「欠陥のない」領域２５からの反射光を受光した場合に は、図３（７）の左側部分で示すように、振幅の大きな略三角形のパルスを出力 し、又、「欠陥のある」領域２６からの反射光を受光した場合には、図３（７） の右側部分で示すように、振幅の小さな略三角形のパルスを出力する。

【００１８】 そして、比較器２２により、積分回路２０からの出力パルスが基準値と比較さ れ、「欠陥のない」領域２５からの反射光を受光した場合には、図３（７）の左 側部分で示すように、積分回路２０からの出力が基準値以上となって、比較器２ ２からハイレベルの信号が出力され、表示部６が「欠陥なし」の表示をする。又 、「欠陥のある」領域２６からの反射光を受光した場合には、積分回路２０から の出力が基準値未満となって、比較器２２からローレベルの信号が出力され、表 示部６が「欠陥あり」の表示をする。

【００１９】 上記のように、減算回路１８により、周辺雰囲気の変化に伴う自然光の変化Ｎ が除去されるため、物体の欠陥検出時に、外乱の影響を除去でき、物体の欠陥検 出を精度よく良好に行える。 尚、この実施例では、外乱は周辺雰囲気の変化に伴う自然光の変化Ｎとして説 明したが、スパイクノイズによる外乱であっても同様な処理により除去すること ができる。

【００２０】 尚、前述の実施例では、第１偏光フィルタと第３偏光フィルタを兼用し、第２ 偏光フィルタと第４偏光フィルタを兼用したが、別体としてもよい。 又、前述の実施例では、物体検査装置について説明したけれども、本考案はこ れに限定されるものではなく、バーコードリーダー等の読取り装置等にも好適に 実施することができる。

【００２１】

【考案の効果】

以上のように本考案によれば、 （１）発光側では、第１発光素子を所定周期毎に発光駆動すると共に、第２発光 素子を、第１発光素子の発光周期に対して半周期分遅れて所定周期毎に発光駆動 し、又、受光側では、減算回路により、第１受光素子の出力と第１受光素子の出 力との差分をとるように構成したので、外乱の種類に拘わらず、外乱に影響を受 けない反射型光センサを実現できる。

【００２２】 （２）又、本考案によれば、偏光軸が相互に直交する第１偏光フィルタ及び第２ 偏光フィルタ、第１偏光フィルタの偏光軸と平行な偏光軸を有する第３偏光フィ ルタ、並びに、第２偏光フィルタの偏光軸と平行な偏光軸を有する第４偏光フィ ルタを設けるようにしたので、第１及び第２発光素子からの被検査物体への照射 光及び被検査物体からの第１及び第２受光素子への反射光が相互に干渉すること がなく、精度を高くできる。 又、請求項２のように、第１偏光フィルタと第３偏光フィルタを兼用し、第２ 偏光フィルタと第４偏光フィルタを兼用すれば、構造を簡易にできて、コストダ ウンを図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案に係る反射型光センサを用いた物体検査
装置の一実施例のブロック図である。

【図２】各偏光フィルタの配置状態を示す斜視図であ
る。

【図３】物体検査装置の各構成部分の出力波形図であ
る。

【符号の説明】

１…パルス発生器、３…遅延回路、８Ａ…第１発光素
子、９Ａ…第１駆動回路、８Ｂ…第２発光素子、９Ｂ…
第２駆動回路、１１Ａ…第１偏光フィルタ、１１Ｂ…第
２偏光フィルタ、１３Ａ…第１受光素子、１３Ｂ…第２
受光素子、１８…減算回路、Ｔ…被検査物体。

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】所定周期毎に発光駆動され、被検査物体に
   光を照射する第１発光素子と、 第１発光素子の発光周期に対して半周期分遅れて所定周
   期毎に発光駆動され、 被検査物体に光を照射する第２発光素子と、 第１発光素子の前方に配設された第１偏光フィルタと、 第２発光素子の前方に配設されて、第１偏光フィルタの
   偏光軸と直交する偏向軸を有する第２偏光フィルタと、 被検査物体からの第１発光素子の照射光に関連した反射
   光を受光する第１受光素子と、 被検査物体からの第２発光素子の照射光に関連した反射
   光を受光する第２受光素子と、 第１受光素子の前方に配設されて、第１偏光フィルタの
   偏光軸と平行な偏光軸を有する第３偏光フィルタと、 第２受光素子の前方に配設されて、第２偏光フィルタの
   偏光軸と平行な偏光軸を有する第４偏光フィルタと、 第１受光素子からの出力と、第２受光素子からの出力と
   の差分をとる減算回路とを含むことを特徴とする反射型
   光センサ。
2. 【請求項２】第１偏光フィルタと第３偏光フィルタが兼
   用され、第２偏光フィルタと第４偏光フィルタが兼用さ
   れた請求項１記載の反射型光センサ。