JPH06117821A - 光学的測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光源や受光器の劣化等に関係なく受光器を常
に基準出力レベルに保持し、被測定物の大きさを正確に
測定できるようにした光学的測定装置の開発を目的とす
る。 【構成】 コントロ−ラ５２には、被測定物３の存在し
ないときに出力する受光器３の光電変換信号から定めた
基準出力レベルと被測定物３の測定前において被測定物
３の非通過状態で測定した受光器３の出力レベルとから
補正係数Ｋを算出する演算手段を設け、このコントロ−
ラ５２がその補正係数を乗じた駆動電流で光源１の発光
を制御する構成としてある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、被測定物の大きさを
光学的に測定する装置に関し、特に、対向させて配置し
た光源と受光器との間に被測定物を通過させ、その通過
中における受光器の出力レベルを測定して被測定物の大
きさを判別する光学的測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来におけるこの種の光学的測定装置を
図４に示す。１は測定光を投光するＬＥＤなどの光源、
２は一定面積の受光面２ａを有するフォト・ダイオ−ド
などの受光器である。上記した光源１と受光器２とは、
受光器２の受光面２ａを光源１に対向させて配置されて
いる。受光器２は光源１からの光を受光して光電変換信
号を出力し、この光電変換信号は受光器２の受光面２ａ
全体の出力レベルとして図示しないコントロ−ラに入力
される。

【０００３】この測定装置は、上記した光源１と受光器
２との間に被測定物３を通過させ、その通過中における
受光器２の出力レベルを検出し、この出力レベルを予め
コントロ−ラに設定された被測定物３の判別値（しきい
値）と比較して、この比較結果に基づき被測定物３の大
きさを判別する。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記した測定装置は、
光源１の発光面や受光器２の受光面２ａに汚れなどが付
着したり、光源１や受光器２が劣化したりすると受光器
２の出力レベルが低下してしまい、被測定物３の大きさ
を正確に判別することができなくなるという問題があ
る。

【０００５】なぜならば、光源１からの光が弱くなった
り、受光器２の受光感度が悪くなったりして受光器２の
受光レベルが低下すると、被測定物３の通過中に検出し
た出力レベルも相対的に低下したものとなり、このよう
な出力レベルを被測定物３の判別値と比較しても正確な
結果を得ることができないからである。

【０００６】本発明は上記した問題点にかんがみ、予め
定めた補正係数によって発光器の駆動電流を変化させる
ようにして正確な測定精度を得るようにした光学的測定
装置を開発することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明では、測定光を投光する光源と、この光源に
対向させて配置し、上記測定光を受光して光電変換信号
を出力させるようにした受光器と、これら光源と受光器
との間を通過する被測定物に応じて受光器が出力する光
電変換信号と予め定めた被測定物の判別値とを比較し、
この比較結果に基づいて被測定物の大きさを判別するコ
ントロ−ラとを備えた光学的測定装置において、上記コ
ントロ−ラには、被測定物が存在しないときに出力する
受光器の光電変換信号から予め定めた基準出力レベル
と、被測定物の測定前において被測定物の非通過状態で
検出した受光器の出力レベルとから補正係数を算出する
演算手段を設けると共に、このコントロ−ラが、その補
正係数を乗じた駆動電流で上記光源を発光駆動させる構
成としたことを特徴とする光学的測定装置を提案する。

【０００８】また、上記した光学的測定装置は、上記補
正係数が被測定物の測定前において被測定物の非通過状
態で検出した受光器の出力レベルを受光器の上記基準出
力レベルで除算した値となっている。

【０００９】

【作用】対向させて配置した光源と受光器との間に被測
定物を通過させると、光源の光が被測定物にさえぎられ
て受光器の受光面に入射する光量が減少し、受光器が出
力する光電変換信号の受光面全体としての出力レベルは
低下する。この出力レベルはコントロ−ラに取り込ま
れ、コントロ−ラが上記の出力レベルと被測定物の判別
値とを比較し、この比較結果に基づいて被測定物の大き
さを判別する。

【００１０】コントロ−ラの演算手段は、受光器の基準
出力レベルと被測定物の測定前において被測定物の非通
過状態で出力する受光器の出力レベルとから補正係数を
算出する。さらに、上記の演算手段が光源の発光駆動電
流に上記の補正係数を乗じた新たな発光駆動電流値を算
出し、この新たな電流値で光源を発光駆動させるように
制御する。

【００１１】この結果、受光器は被測定物の測定前にお
いて、その出力レベルが基準出力レベルに調整されるの
で、被測定物の測定がコントロ−ラに予め定めた被測定
物の判別値で正確に判別することが可能となる。

【００１２】上記した補正係数は、被測定物の測定前に
おいて被測定物の非通過状態で検出した受光器の出力レ
ベルを受光器の上記基準出力レベルで割った値となって
いる。

【００１３】

【実施例】次に、本発明の実施例について図面に沿って
説明する。なお、本実施例の説明の中で従来例と同一部
材については同一符号を付してその説明を省略してあ
る。

【００１４】図１は受光器２の出力レベルの特性図で、
横軸は被測定物３の大きさによる遮光度を、縦軸は受光
器２の出力レベルを各々示している。

【００１５】一点鎖線で表わした直線５０は受光器２の
出力レベルとして予め特定した基準特性で、この基準特
性はこの受光器２の被測定物３に対する最適出力レベル
であり、受光器２の出力レベルが低下した場合、常にこ
の基準特性に補正する。

【００１６】一方、実線で表わした直線５１は、受光器
２の受光感度が悪くなったり、光源１からの光が弱くな
ったりして受光器２の受光レベルが低下したときなど受
光器２の出力レベル特性である。

【００１７】上記した特性５０、５１を比較すると、被
測定物３が存在しない状態での受光器基準特性５０の出
力レベルがａとなるに対し、受光器特性５１の出力レベ
ルがａ’となり、これより、受光器基準特性５０と受光
器特性５１との出力レベルの割合は、ａ／ａ’＝ｋとな
る。そして、この値ｋは２つの特性５０、５１の間で常
に一定値となる。

【００１８】つまり、受光面２ａを占める遮光度がχ％
となる被測定物３を光源１と受光器２との間に通過させ
た場合、各々の判定点はＰ、Ｐ’であり、このときの出
力レベルはｂ、ｂ’である。そして、受光器基準特性５
０と受光器特性５１との出力レベルの割合、すなわち、
ｂ／ｂ’＝ｋとなる。このことから、上記したｋを補正
係数として定める。

【００１９】一方、受光器特性５１を与える光源１の光
出力特性は、飽和していない領域において、この光源１
を発光駆動させる電流値と比例関係にあり、このことか
ら、上記補正係数ｋを乗じた電流で光源１を発光駆動す
ることにより、受光器２の判定点を常に受光器基準特性
５０上に定めることができる。上記した補正係数ｋの算
出は、後述するコントロ−ラ５２の演算手段によって行
なわれる。

【００２０】図２は、本発明の実施例を示すブロック図
で、図３は、発光器１を駆動するＡ／Ｄ変換回路５３と
定電流ドライバ５４との具体的な回路例である。

【００２１】この測定装置は、光源１の発光量がコント
ロ−ラ５２によって制御される構成となっている。

【００２２】始めに、コントロ−ラ５２が電源投入直後
等、光源１と受光器２との間に被測定物３が存在しない
時における受光器２の出力レベルａ’を検出する。この
検出値ａ’の信号は受光器２の受光アンプ５５からコン
トロ−ラ５２に入力される。

【００２３】この検出は一定の時間間隔をおいて数回実
施し、受光器２の安定した出力レベルの値を用いること
が望ましい。

【００２４】コントロ−ラ５２は、上記した検出値ａ’
が入力されると、コントロ−ラ５２の演算手段が、コン
トロ−ラ５２に予め設定した基準特性５０の出力レベル
ａのデ−タと上記した検出値ａ’とを比較し、上記２つ
のデ−タから補正係数ｋを算出する。そして、演算手段
は、光源１の駆動電流の値に上記算出した補正係数ｋを
乗じて新たな駆動電流の値を算出する。そして、これら
補正係数ｋと新たな駆動電流の値とはコントロ−ラ５２
に記憶される。

【００２５】コントロ−ラ５２は、光源１を発光駆動す
る定電流ドライバ５４に上記のように補正された駆動電
流を与えて、光源１を発光駆動させる。

【００２６】これより、被測定物３の測定前において、
光源１は受光器２の出力レベルが基準特性５０となるよ
うに発光駆動する。このようにして光源１の発光を補正
した後、コントロ−ラ５２は被測定物３の測定に移る。

【００２７】すなわち、コントロ−ラ５２は被測定物３
の通過中に、この被測定物３が受光器２の受光面２ａを
遮光した時に出力する受光器２の出力レベルｂと、受光
器２の出力レベルの基準値ａとから被測定物３の大きさ
を判定して出力する。

【００２８】このように構成した測定装置は、受光器２
の受光レベルが低下した場合においても、光源１の発光
量を増加させて常に受光器２の出力レベルを一定に保つ
ことができるので、被測定物３を正確に測定でき、装置
の信頼性を向上させることができる。

【００２９】また、この測定装置は、受光器２の出力レ
ベルａ’の出力限界値をコントロ−ラ５２に設定してお
き、出力レベルａ’がこの出力限界値以下となる場合、
コントロ−ラ５２が被測定物３の測定動作を停止するよ
うに構成することができる。このときのコントロ−ラ５
２による測定動作の停止は、光源１の発光を停止させた
り、また、測定値信号を出力させないようにするなどの
手段によって行なう。

【００３０】図３において、符号５６〜６２の各部材は
加算器を、６３〜６５の各部材は反転増幅器を、６６〜
６８の各部材は定電流増幅回路を各々構成している。

【００３１】

【発明の効果】上記した通り、本発明に係る光学的測定
装置によれば、被測定物の測定前において受光器の出力
レベルを測定し、この出力レベルが予め定めた特定の基
準出力レベルとなっていないとき、光源の発光量を増大
させて受光器の出力レベルを基準出力レベルに調整する
構成としたので、受光器は被測定物の測定時において、
常に基準出力レベルを保持し、これより、光源や受光器
に汚れが付着したり、光源や受光器の劣化等によって受
光器の受光レベルが低下しても常に正確な測定を行なう
ことができ信頼性の高い測定装置となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る測定装置に備えた受光器の出力レ
ベルの特性図である。

【図２】本発明に係る測定装置の一実施例を示すブロッ
ク図である。

【図３】上記測定装置に備えたＡ／Ｄ変換回路と定電流
ドライバとの具体例を示す回路図である。

【図４】光学的測定装置の測定状態を示す簡略図であ
る。

【符号の説明】

１ 光源 ２ 受光器 ２ａ 受光面 ３ 被測定物 ５２ コントロ−ラ ５３ Ａ／Ｄ変換回路 ５４ 定電流ドライバ ５５ 受光アンプ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 測定光を投光する光源と、この光源に対
   向させて配置し、上記測定光を受光して光電変換信号を
   出力させるようにした受光器と、これら光源と受光器と
   の間を通過する被測定物に応じて受光器が出力する光電
   変換信号と予め定めた被測定物の判別値とを比較し、こ
   の比較結果に基づいて被測定物の大きさを判別するコン
   トロ−ラとを備えた光学的測定装置において、上記コン
   トロ−ラには、被測定物が存在しないときに出力する受
   光器の光電変換信号から予め定めた基準出力レベルと、
   被測定物の測定前において被測定物の非通過状態で検出
   した受光器の出力レベルとから補正係数を算出する演算
   手段を設けると共に、このコントロ−ラが、その補正係
   数を乗じた駆動電流で上記光源を発光駆動させる構成と
   したことを特徴とする光学的測定装置。
2. 【請求項２】 上記補正係数が、被測定物の測定前にお
   いて被測定物の非通過状態で測定した受光器の出力レベ
   ルを受光器の上記基準出力レベルで除算した値であるこ
   とを特徴とする請求項（１）記載の光学的測定装置。