JPH0658211B2 - マークセンサ - Google Patents
マークセンサInfo
- Publication number
- JPH0658211B2 JPH0658211B2 JP63039628A JP3962888A JPH0658211B2 JP H0658211 B2 JPH0658211 B2 JP H0658211B2 JP 63039628 A JP63039628 A JP 63039628A JP 3962888 A JP3962888 A JP 3962888A JP H0658211 B2 JPH0658211 B2 JP H0658211B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mark
- signal
- light
- background color
- background
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、背景に対し異なった色のマークを検出する
マークセンサにおいて背景色からの反射光量の信号を記
憶しておき、この信号とマークからの反射光量信号との
差をとることにより、背景色との色差が微妙なマークを
検出することができるマークセンサに関する。
マークセンサにおいて背景色からの反射光量の信号を記
憶しておき、この信号とマークからの反射光量信号との
差をとることにより、背景色との色差が微妙なマークを
検出することができるマークセンサに関する。
［従来の技術］ 従来、マークセンサとしては、カラーマークセンサが知
られている。カラーマークセンサにおいて、背景色から
マークを判別する方法としては、事前に背景色の検出レ
ベルおよび検出しようとするマークの色の検出レベルを
予め調べておき、その中間のレベルに判別レベルがくる
ようにコンパレータレベルをセットするという方法がと
られている。実際には、コンパレータレベルは固定し
て、光学的方法により参照光の入射光量を調整するとい
う方法が一般的に採用されている。
られている。カラーマークセンサにおいて、背景色から
マークを判別する方法としては、事前に背景色の検出レ
ベルおよび検出しようとするマークの色の検出レベルを
予め調べておき、その中間のレベルに判別レベルがくる
ようにコンパレータレベルをセットするという方法がと
られている。実際には、コンパレータレベルは固定し
て、光学的方法により参照光の入射光量を調整するとい
う方法が一般的に採用されている。
［発明が解決しようとする課題］ このため、入射光量の調整がむずかしく、さらにチャタ
リング防止のためのヒステリシスによって背景色とマー
クとが微小な色差（具体的には色の違いによる反射光量
の差）のときはその判別が困難であるという欠点を有し
ていた。
リング防止のためのヒステリシスによって背景色とマー
クとが微小な色差（具体的には色の違いによる反射光量
の差）のときはその判別が困難であるという欠点を有し
ていた。
また、背景およびマークの２つについて事前調整を必要
とするため、調整に手間がかかるという問題点をかかえ
ていた。
とするため、調整に手間がかかるという問題点をかかえ
ていた。
そこで、このような調整の手間を簡略化する目的で、最
近、受光素子として２分割型のフォトダイオードを使用
したレジスタマーク検出用のマークセンサが発売され
た。このマークセンサは光学的差動方式であるが、本方
式の欠点は、検出しようとするレジスタマークと背景と
の境界に投光ビームがかかっている場合は、背景とマー
クとの分離検出が可能であるが、投光ビームがレジスタ
マーク全体に投光されていて背景部分には投光されてい
ない場合は差動アンプからの出力値は０となり、マーク
が検出できなくなるという欠点を有している。すなわ
ち、レジスタマークサイズが大きいかまたは検出体の移
動速度が遅い場合に上述のような事態が発生するという
欠点があった。
近、受光素子として２分割型のフォトダイオードを使用
したレジスタマーク検出用のマークセンサが発売され
た。このマークセンサは光学的差動方式であるが、本方
式の欠点は、検出しようとするレジスタマークと背景と
の境界に投光ビームがかかっている場合は、背景とマー
クとの分離検出が可能であるが、投光ビームがレジスタ
マーク全体に投光されていて背景部分には投光されてい
ない場合は差動アンプからの出力値は０となり、マーク
が検出できなくなるという欠点を有している。すなわ
ち、レジスタマークサイズが大きいかまたは検出体の移
動速度が遅い場合に上述のような事態が発生するという
欠点があった。
本発明の目的は、上述の欠点を除去し、背景色とマーク
との色差が小さい場合でも確実にマークを検出すること
ができるマークセンサを提供することにある。
との色差が小さい場合でも確実にマークを検出すること
ができるマークセンサを提供することにある。
［課題を解決するための手段］ このような目的を達成するために、本発明は、マークを
有する移動中の被検出物に間欠的に投光する投光手段
と、該投光手段からの投光に基づく前記被検出物からの
反射光を光電変換する変換手段と、前記投光手段の投光
タイミング毎に前記被検出物の背景に相当する前記変換
手段からの反射光量に対応した信号値を記憶する記憶手
段と、前記投光手段の投光タイミング毎に前記変換手段
からの信号値と前記記憶手段からの信号値とを比較して
マーク検出信号を出力する出力手段とを具えたことを特
徴とする。
有する移動中の被検出物に間欠的に投光する投光手段
と、該投光手段からの投光に基づく前記被検出物からの
反射光を光電変換する変換手段と、前記投光手段の投光
タイミング毎に前記被検出物の背景に相当する前記変換
手段からの反射光量に対応した信号値を記憶する記憶手
段と、前記投光手段の投光タイミング毎に前記変換手段
からの信号値と前記記憶手段からの信号値とを比較して
マーク検出信号を出力する出力手段とを具えたことを特
徴とする。
［作用］ 本発明においては、移動中のマークを有する被検出物に
関して、所定タイミング毎に、予め記憶させた背景の反
射光量に対応する信号と被検出物からの反射光信号との
差を求めることにより、被検出物上のマークを確実に検
出することができる。
関して、所定タイミング毎に、予め記憶させた背景の反
射光量に対応する信号と被検出物からの反射光信号との
差を求めることにより、被検出物上のマークを確実に検
出することができる。
［実施例］ 以下、図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第１図はこの発明の原理図を示す。
ここで、１はLED（発光ダイオード）の形態の投光素子
であり、LED駆動回路２および発振器３によりパルス駆
動される。４は投光レンズ、５はハーフミラー、６は対
物レンズであり、投光素子１から出射された光はこれら
を通過して被検出物７に投光される。
であり、LED駆動回路２および発振器３によりパルス駆
動される。４は投光レンズ、５はハーフミラー、６は対
物レンズであり、投光素子１から出射された光はこれら
を通過して被検出物７に投光される。
８は受光レンズ、９はフォトダイオードなどの形態の受
光素子である。10は増幅器であり、受光素子９で光電変
換された受光信号を増幅する。11は背景色レベル記憶回
路であり、背景部からの反射の受光信号レベルを記憶す
る。12は差動アンプであり、受光信号レベルと背景色レ
ベルとの差を出力する。13はコンパレータであり、差動
アンプ12から出力された信号を予めコンパレータ13に設
定された基準値とを比較し、ON・OFF信号102を出力す
る。
光素子である。10は増幅器であり、受光素子９で光電変
換された受光信号を増幅する。11は背景色レベル記憶回
路であり、背景部からの反射の受光信号レベルを記憶す
る。12は差動アンプであり、受光信号レベルと背景色レ
ベルとの差を出力する。13はコンパレータであり、差動
アンプ12から出力された信号を予めコンパレータ13に設
定された基準値とを比較し、ON・OFF信号102を出力す
る。
次に、これらの動作について説明する。まず、外部トリ
ガ信号101の入力により発振器３を駆動し、投光素子１
をパルス発光させる。投光素子１より出射された光は投
光レンズ４，ハーフミラー５および対物レンズ６を通過
し、被検出物７に所定の距離をもって集束した光となっ
て投光される。そして、被検出物７からの反射光は対物
レンズ６に戻り、ハーフミラー５で反射され、受光レン
ズ８によって受光素子９に集光される。受光素子９によ
って光電変換された受光信号は増幅器10により増幅され
る。背景色レベル記憶回路11に背景色レベル記憶入力を
行なわせるための外部トリガ信号101が入力された場合
は、背景部に光をあてるようにしておき、その受光信号
レベルは背景色レベル記憶回路11に記憶される。背景色
レベル記憶をアナログ的に行なう場合は、背景色レベル
記憶回路11としてサンプル／ホールド回路を利用する。
この場合、サンプル／ホールド回路に記憶された信号
は、次の背景色記憶を行なわせる外部トリガ信号101が
入力されるまで、この回路に保持される。
ガ信号101の入力により発振器３を駆動し、投光素子１
をパルス発光させる。投光素子１より出射された光は投
光レンズ４，ハーフミラー５および対物レンズ６を通過
し、被検出物７に所定の距離をもって集束した光となっ
て投光される。そして、被検出物７からの反射光は対物
レンズ６に戻り、ハーフミラー５で反射され、受光レン
ズ８によって受光素子９に集光される。受光素子９によ
って光電変換された受光信号は増幅器10により増幅され
る。背景色レベル記憶回路11に背景色レベル記憶入力を
行なわせるための外部トリガ信号101が入力された場合
は、背景部に光をあてるようにしておき、その受光信号
レベルは背景色レベル記憶回路11に記憶される。背景色
レベル記憶をアナログ的に行なう場合は、背景色レベル
記憶回路11としてサンプル／ホールド回路を利用する。
この場合、サンプル／ホールド回路に記憶された信号
は、次の背景色記憶を行なわせる外部トリガ信号101が
入力されるまで、この回路に保持される。
背景色レベルが記憶回路11に記憶された以後は、発振器
３の発振周期毎に投光素子１がパルス発光させることに
より受光素子９に入射される受光信号と上述の背景色レ
ベルとの差を差動アンプ12により求め、差の信号をコン
パレータ13に出力する。コンパレータ13は、差動アンプ
12から出力された信号と予めコンパレータ13に設定され
た基準値とを比較し、ON・OFFの信号102を出力する。な
お、この際、コンパレータ13は発振器３と同期をとって
信号を出力する。このようにして背景色レベルと受光信
号との差を求めているので、これらの微小な色差を確実
に検出することができる。
３の発振周期毎に投光素子１がパルス発光させることに
より受光素子９に入射される受光信号と上述の背景色レ
ベルとの差を差動アンプ12により求め、差の信号をコン
パレータ13に出力する。コンパレータ13は、差動アンプ
12から出力された信号と予めコンパレータ13に設定され
た基準値とを比較し、ON・OFFの信号102を出力する。な
お、この際、コンパレータ13は発振器３と同期をとって
信号を出力する。このようにして背景色レベルと受光信
号との差を求めているので、これらの微小な色差を確実
に検出することができる。
なお、第１図における信号のタイミングチャートは後述
の第３図において、FF（フリップフロップ）出力とS/H
（サンプル／ホールド）信号を除いて同様である。
の第３図において、FF（フリップフロップ）出力とS/H
（サンプル／ホールド）信号を除いて同様である。
次に、外部トリガ信号として物体検出信号を利用する場
合について説明する。
合について説明する。
一般に、検出されるべきマークは物体の端ではない個所
に印刷されており、物体の存在を検出した直後に受光素
子９に入射してくる信号は背景部分からの反射光量信号
であると判断してほとんど問題がない。そこで背景色記
憶回路11のホールド信号回路に第２図(A)に示すような
回路を付加することにより検出物体からの最初の反射光
量をサンプル／ホールドすることができる。第２図(A)
において、２はＤタイプフリップフロップであり、Ｄ端
子およびクロック端子(CLK)を有している。22はワンシ
ョット発振器である。
に印刷されており、物体の存在を検出した直後に受光素
子９に入射してくる信号は背景部分からの反射光量信号
であると判断してほとんど問題がない。そこで背景色記
憶回路11のホールド信号回路に第２図(A)に示すような
回路を付加することにより検出物体からの最初の反射光
量をサンプル／ホールドすることができる。第２図(A)
において、２はＤタイプフリップフロップであり、Ｄ端
子およびクロック端子(CLK)を有している。22はワンシ
ョット発振器である。
第２図(B)は第２図(A)に示す回路を背景色記憶回路に付
加したときの信号タイミングを示す。なお、後述する第
３図に示す信号タイムチャートにおいて、FF出力および
S/H信号を除けば、このタイムチャートを次の実施例に
適用することができる。
加したときの信号タイミングを示す。なお、後述する第
３図に示す信号タイムチャートにおいて、FF出力および
S/H信号を除けば、このタイムチャートを次の実施例に
適用することができる。
次に、本発明の実施例としてダブルパルスを発光するこ
とによってマークを検出する方法について説明する。通
常、検出しようとするマークの幅は0.5mm〜数mmであ
り、マーク間隔は1mm以上ある。物体の搬送速度は数＋m
/分から速くても120m/分である。5mm幅のマークが120m/
分でマークセンサを通過するときのパルス幅は、 ５÷((120×103)÷60)＝2.5×10-3(S) であり、0.5mm幅のマークにおけるパルス幅は、 0.5÷((120×103)÷60)＝02.5×10-3(S) であり、1mm幅のマークにおけるパルス幅は、 １÷((120×103)÷60)＝0.5×10-3(S) であるから、0.5msの間隔をおいた２つのパルス（ダブ
ルパルス）を発振器３から発生させ、このダブルパルス
のうちの一方を背景色レベル記憶として使い、もう一方
をマーク検出用として使うようにすると、外部からトリ
ガ信号を入力しなくても、第２図に示した方法により差
動信号をとり出すことができる。そのタイミング関係を
第３図のダブルパルス方式における信号処理のタイムチ
ャートに示す。
とによってマークを検出する方法について説明する。通
常、検出しようとするマークの幅は0.5mm〜数mmであ
り、マーク間隔は1mm以上ある。物体の搬送速度は数＋m
/分から速くても120m/分である。5mm幅のマークが120m/
分でマークセンサを通過するときのパルス幅は、 ５÷((120×103)÷60)＝2.5×10-3(S) であり、0.5mm幅のマークにおけるパルス幅は、 0.5÷((120×103)÷60)＝02.5×10-3(S) であり、1mm幅のマークにおけるパルス幅は、 １÷((120×103)÷60)＝0.5×10-3(S) であるから、0.5msの間隔をおいた２つのパルス（ダブ
ルパルス）を発振器３から発生させ、このダブルパルス
のうちの一方を背景色レベル記憶として使い、もう一方
をマーク検出用として使うようにすると、外部からトリ
ガ信号を入力しなくても、第２図に示した方法により差
動信号をとり出すことができる。そのタイミング関係を
第３図のダブルパルス方式における信号処理のタイムチ
ャートに示す。
第３図においては、発振器３、Ｄタイプフリップフロッ
プ21出力、S/Hサンプル／ホールド信号、受光信号、S/H
出力および差動出力の出力タイミングを示す。発振器３
のタイミングチャートにおいて、Ａはダブルパルスであ
る。タイムチャートの受光信号におけるＢおよびＭはそ
れぞれ背景およびマークからの受光信号を示す。差動出
力は、背景色の記憶レベルをプラス入力端子に受光レベ
ルをマイナス入力端子に接続している。
プ21出力、S/Hサンプル／ホールド信号、受光信号、S/H
出力および差動出力の出力タイミングを示す。発振器３
のタイミングチャートにおいて、Ａはダブルパルスであ
る。タイムチャートの受光信号におけるＢおよびＭはそ
れぞれ背景およびマークからの受光信号を示す。差動出
力は、背景色の記憶レベルをプラス入力端子に受光レベ
ルをマイナス入力端子に接続している。
この実施例においては、まず、背景部分において短かい
インターバルの投光パルスを発し、次に発したダブルパ
ルスのうちのどちらかの受光パルスを一担Ｄタイプフリ
ップフロップ21に記憶させ、この値が上述の投光パルス
と同じ値のときはそのまま背景色信号として使用する。
異なっているときは、一担記憶させた値をリセットし、
ダブルパルスの最初もしくは２発目との差動信号を差動
アンプ12からとり出すようにする。
インターバルの投光パルスを発し、次に発したダブルパ
ルスのうちのどちらかの受光パルスを一担Ｄタイプフリ
ップフロップ21に記憶させ、この値が上述の投光パルス
と同じ値のときはそのまま背景色信号として使用する。
異なっているときは、一担記憶させた値をリセットし、
ダブルパルスの最初もしくは２発目との差動信号を差動
アンプ12からとり出すようにする。
本発明の別の実施例として第４図にマイクロコンピュー
タを用いた信号処理例を示す。第４図において、第１図
と同様の個所には同一の符号を付す。41はCPU（中央演
算処理装置）である。マイクロコンピュータを用いれ
ば、背景色レベルの記憶をデジタル的に行なうことがで
きる。
タを用いた信号処理例を示す。第４図において、第１図
と同様の個所には同一の符号を付す。41はCPU（中央演
算処理装置）である。マイクロコンピュータを用いれ
ば、背景色レベルの記憶をデジタル的に行なうことがで
きる。
また、マイクロコンピュータを用いると記憶した値の変
化などを監視すること、あるいはドリフトなどを補正す
ることも容易に行なうことができる。さらに、物体検知
から第１発目の反射光とそれ以降の反射光の識別なども
容易に行なうことができ、回路的にも容易化することが
できる。すなわち、CPU41を使用することにより、発振
器３，背景色レベル記憶回路11，差動アンプおよびコン
パレータ12が不要となる。
化などを監視すること、あるいはドリフトなどを補正す
ることも容易に行なうことができる。さらに、物体検知
から第１発目の反射光とそれ以降の反射光の識別なども
容易に行なうことができ、回路的にも容易化することが
できる。すなわち、CPU41を使用することにより、発振
器３，背景色レベル記憶回路11，差動アンプおよびコン
パレータ12が不要となる。
［発明の効果］ 本発明においては、背景色レベルを記憶しておき、背景
色からの反射光量信号と新たにとり入れた反射光量信号
との差を求めるようにしたので、微小な色差における２
信号であっても出力差が得られ、マークと背景との識別
を行なうことができるという効果がある。また、背景と
検出信号の２種類の検出レベルの事前調整を行なうとい
う手間を必要とせず、背景色を記憶手段に記憶させるだ
けでよいので、ほとんど無調整でマークセンサを使用で
きるという効果がある。
色からの反射光量信号と新たにとり入れた反射光量信号
との差を求めるようにしたので、微小な色差における２
信号であっても出力差が得られ、マークと背景との識別
を行なうことができるという効果がある。また、背景と
検出信号の２種類の検出レベルの事前調整を行なうとい
う手間を必要とせず、背景色を記憶手段に記憶させるだ
けでよいので、ほとんど無調整でマークセンサを使用で
きるという効果がある。
また、本発明においては、マーク幅が大きかったりある
いはマーク移動速度が遅い場合でも確実にマークを検出
することができるという効果がある。
いはマーク移動速度が遅い場合でも確実にマークを検出
することができるという効果がある。
さらに、受光素子は１分割のものを使用することができ
るので、光軸合せ等も厳密に行なう必要がなく、また、
受光素子の分割方向とマークの移動方向とを合わせなく
ともよいので操作が容易になるという効果がある。
るので、光軸合せ等も厳密に行なう必要がなく、また、
受光素子の分割方向とマークの移動方向とを合わせなく
ともよいので操作が容易になるという効果がある。
第１図および第２図は本発明の原理図、 第３図は本発明の実施例における信号のタイムチャート
を示す図、 第４図は本発明の別の実施例を示す図である。 １…投光素子、 ２…LED駆動回路、 ３…発振器、 ４…投光レンズ、 ５…ハーフミラー、 ６…対物レンズ、 ７…被検出物、 ８…受光レンズ、 ９…受光素子、 10…増幅器、 11…背景色レベル記憶回路、 12…差動アンプ、 13…コンパレータ、 41…CPU（中央演算処理装置）。
を示す図、 第４図は本発明の別の実施例を示す図である。 １…投光素子、 ２…LED駆動回路、 ３…発振器、 ４…投光レンズ、 ５…ハーフミラー、 ６…対物レンズ、 ７…被検出物、 ８…受光レンズ、 ９…受光素子、 10…増幅器、 11…背景色レベル記憶回路、 12…差動アンプ、 13…コンパレータ、 41…CPU（中央演算処理装置）。
Claims (1)
- 【請求項１】マークを有する移動中の被検出物に間欠的
に投光する投光手段と、 該投光手段からの投光に基づく前記被検出物からの反射
光を光電変換する変換手段と、 前記投光手段の投光タイミング毎に前記被検出物の背景
に相当する前記変換手段からの反射光量に対応した信号
値を記憶する記憶手段と、 前記投光手段の投光タイミング毎に前記変換手段からの
信号値と前記記憶手段からの信号値とを比較してマーク
検出信号を出力する出力手段とを具えたことを特徴とす
るマークセンサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63039628A JPH0658211B2 (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | マークセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63039628A JPH0658211B2 (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | マークセンサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01214703A JPH01214703A (ja) | 1989-08-29 |
| JPH0658211B2 true JPH0658211B2 (ja) | 1994-08-03 |
Family
ID=12558369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63039628A Expired - Lifetime JPH0658211B2 (ja) | 1988-02-24 | 1988-02-24 | マークセンサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0658211B2 (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5255652A (en) * | 1975-11-01 | 1977-05-07 | Hitachi Ltd | System for detecting object by light |
| JPS6189506A (ja) * | 1984-09-20 | 1986-05-07 | ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ | 冷却孔検査法 |
| JPS61105419A (ja) * | 1984-10-29 | 1986-05-23 | Mitsubishi Electric Corp | 距離計測装置 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60183806U (ja) * | 1984-05-17 | 1985-12-06 | 石川島播磨重工業株式会社 | 船のハツチ位置検出装置 |
-
1988
- 1988-02-24 JP JP63039628A patent/JPH0658211B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5255652A (en) * | 1975-11-01 | 1977-05-07 | Hitachi Ltd | System for detecting object by light |
| JPS6189506A (ja) * | 1984-09-20 | 1986-05-07 | ゼネラル・エレクトリツク・カンパニイ | 冷却孔検査法 |
| JPS61105419A (ja) * | 1984-10-29 | 1986-05-23 | Mitsubishi Electric Corp | 距離計測装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01214703A (ja) | 1989-08-29 |
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