JPH09129916A - 光学センサ - Google Patents
光学センサInfo
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- JPH09129916A JPH09129916A JP28353195A JP28353195A JPH09129916A JP H09129916 A JPH09129916 A JP H09129916A JP 28353195 A JP28353195 A JP 28353195A JP 28353195 A JP28353195 A JP 28353195A JP H09129916 A JPH09129916 A JP H09129916A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 被検出物上にレーザー光を走査する光学セン
サは、安全規格を満足する構造を必要とするためコスト
が高くなる。 【解決手段】 発光ダイオード１から出射された光を集
光光学系６により集光しながら光走査機構３により被検
出物２上に出射し、その被検出物２からの反射光を出射
光路と同じ再帰光路に戻し、ハーフミラー８により分光
して受光素子７に入射することにより、被検出物２を検
出するようにする。この場合、被検出物２上を走査する
光源として、安価な市販の発光ダイオード１を用いるこ
とにより、レーザー光を走査する場合に適用される安全
規格を維持するための構造を不要にし、コストダウンを
図る。
サは、安全規格を満足する構造を必要とするためコスト
が高くなる。 【解決手段】 発光ダイオード１から出射された光を集
光光学系６により集光しながら光走査機構３により被検
出物２上に出射し、その被検出物２からの反射光を出射
光路と同じ再帰光路に戻し、ハーフミラー８により分光
して受光素子７に入射することにより、被検出物２を検
出するようにする。この場合、被検出物２上を走査する
光源として、安価な市販の発光ダイオード１を用いるこ
とにより、レーザー光を走査する場合に適用される安全
規格を維持するための構造を不要にし、コストダウンを
図る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光源から被検出物
に向けて光を出射し、被検出物から反射されて再帰光路
を戻る光を受光することにより、被検出物を検出する光
学センサに関する。
に向けて光を出射し、被検出物から反射されて再帰光路
を戻る光を受光することにより、被検出物を検出する光
学センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の光学センサは、複写機の原稿の
サイズや位置の検出、バーコード等の物品上の情報の認
識、工場等における物体の検出、等のために利用されて
いる。例えば、特開平６−２４２３９１号公報に記載さ
れているように、半導体レーザから出射されたレーザー
光を光走査手段により原稿面に向けて走査し、そのとき
の出射光路と同じ再帰光路を戻る原稿からの反射光を検
出するときに、その検知した光の強弱と走査線の位置情
報により、原稿の大きさと傾きを算出するようにした光
走査型原稿読取装置がある。
サイズや位置の検出、バーコード等の物品上の情報の認
識、工場等における物体の検出、等のために利用されて
いる。例えば、特開平６−２４２３９１号公報に記載さ
れているように、半導体レーザから出射されたレーザー
光を光走査手段により原稿面に向けて走査し、そのとき
の出射光路と同じ再帰光路を戻る原稿からの反射光を検
出するときに、その検知した光の強弱と走査線の位置情
報により、原稿の大きさと傾きを算出するようにした光
走査型原稿読取装置がある。
【０００３】また、特公昭５３−４２５７６号公報に記
載されているように、レーザー発振器から出射されたレ
ーザー光を穴開きミラーの中心に通した後、複数の偏向
鏡により被読取部に走査し、そのときの出射光路と同じ
再帰光路を戻る被読取部からの反射光を穴開きミラーの
背面で反射して光電変換器で検出して電気信号に変換す
ることにより、被読取部の情報を読み取るような光学的
読取装置がある。
載されているように、レーザー発振器から出射されたレ
ーザー光を穴開きミラーの中心に通した後、複数の偏向
鏡により被読取部に走査し、そのときの出射光路と同じ
再帰光路を戻る被読取部からの反射光を穴開きミラーの
背面で反射して光電変換器で検出して電気信号に変換す
ることにより、被読取部の情報を読み取るような光学的
読取装置がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、被検
出物に出射する光はレーザー光である。レーザー光を用
いる理由は被検出物上のスポット径を一定の大きさ以下
にするためである。しかし、レーザー光を民生機器に適
用した場合には、安全規格を守るために幾つもの安全装
置を必要とするため、コストが高くなり、さらに大型化
する欠点がある。
出物に出射する光はレーザー光である。レーザー光を用
いる理由は被検出物上のスポット径を一定の大きさ以下
にするためである。しかし、レーザー光を民生機器に適
用した場合には、安全規格を守るために幾つもの安全装
置を必要とするため、コストが高くなり、さらに大型化
する欠点がある。
【０００５】このため、従来のレーザー光を用いた走査
光学系において、適度な大きさの走査ビーム径を得るた
めに、レーザー光源に変えて発光領域が径で０．０５ｍ
ｍ以下となる点光源ＬＥＤ（発光ダイオード）を使用す
ることが考えられるが、点光源ＬＥＤは製作しているメ
ーカーが少なく、通常のＬＥＤよりもコストが高く、か
つ周波数が制限されているので、使うことができない。
安価な通常の市販のＬＥＤは発光領域が径で０．３ｍｍ
と大きいため、従来のレーザー光を用いた走査光学系の
光源として置換することはできない。
光学系において、適度な大きさの走査ビーム径を得るた
めに、レーザー光源に変えて発光領域が径で０．０５ｍ
ｍ以下となる点光源ＬＥＤ（発光ダイオード）を使用す
ることが考えられるが、点光源ＬＥＤは製作しているメ
ーカーが少なく、通常のＬＥＤよりもコストが高く、か
つ周波数が制限されているので、使うことができない。
安価な通常の市販のＬＥＤは発光領域が径で０．３ｍｍ
と大きいため、従来のレーザー光を用いた走査光学系の
光源として置換することはできない。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
発光ダイオードから出射された光を被検出物に向けて走
査する光走査機構と、前記発光ダイオードと前記光走査
機構との間に配置されて前記発光ダイオードから出射さ
れた光を前記被検出物上に集光する集光光学系と、前記
被検出物で反射する反射光を再帰光路上で分光して受光
素子に入射するハーフミラーとを備えた光学センサであ
る。したがって、発光ダイオードから出射された光は集
光光学系により集光されながら光走査機構により被検出
物上に出射され、その被検出物で反射された反射光は出
射光路と同じ再帰光路を戻り、ハーフミラーにより分光
されて受光素子に入射される。
発光ダイオードから出射された光を被検出物に向けて走
査する光走査機構と、前記発光ダイオードと前記光走査
機構との間に配置されて前記発光ダイオードから出射さ
れた光を前記被検出物上に集光する集光光学系と、前記
被検出物で反射する反射光を再帰光路上で分光して受光
素子に入射するハーフミラーとを備えた光学センサであ
る。したがって、発光ダイオードから出射された光は集
光光学系により集光されながら光走査機構により被検出
物上に出射され、その被検出物で反射された反射光は出
射光路と同じ再帰光路を戻り、ハーフミラーにより分光
されて受光素子に入射される。
【０００７】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、発光ダイオードとハーフミラーとの間に前
記発光ダイオードから出射される光を被検出物上に集光
する集光光学系を配設し、前記ハーフミラーと受光素子
との間に前記被検出物からの反射光を前記受光素子上に
集光する集光光学系を配設した光学センサである。した
がって、発光ダイオードから被検出物への出射光と、被
検出物から受光素子への反射光とは、それぞれ別個の集
光光学系により集光される。
明において、発光ダイオードとハーフミラーとの間に前
記発光ダイオードから出射される光を被検出物上に集光
する集光光学系を配設し、前記ハーフミラーと受光素子
との間に前記被検出物からの反射光を前記受光素子上に
集光する集光光学系を配設した光学センサである。した
がって、発光ダイオードから被検出物への出射光と、被
検出物から受光素子への反射光とは、それぞれ別個の集
光光学系により集光される。
【０００８】請求項３記載の発明は、請求項１記載の発
明において、ハーフミラーと光走査機構との間に、前記
発光ダイオードから出射される光を被検出物上に集光す
るとともに前記被検出物からの反射光を前記受光素子上
に集光する集光光学系を配設した光学センサである。し
たがって、発光ダイオードから被検出物への出射光と、
被検出物から受光素子への反射光とは、共通の集光光学
系により集光される。
明において、ハーフミラーと光走査機構との間に、前記
発光ダイオードから出射される光を被検出物上に集光す
るとともに前記被検出物からの反射光を前記受光素子上
に集光する集光光学系を配設した光学センサである。し
たがって、発光ダイオードから被検出物への出射光と、
被検出物から受光素子への反射光とは、共通の集光光学
系により集光される。
【０００９】請求項４記載の発明は、発光ダイオードか
ら出射された光を被検出物に向けて走査する光走査機構
と、前記発光ダイオードと前記光走査機構との間に配置
されて前記発光ダイオードから出射された光を前記被検
出物上に集光する集光光学系と、前記発光ダイオードか
ら前記被検出物への出射光路とは別な反射光路に配設さ
れて前記被検出物から反射する反射光を受光素子上に集
光する集光光学系とを備えた光学センサである。したが
って、発光ダイオードから出射された光は集光光学系に
より集光されながら光走査機構により被検出物上に出射
され、その被検出物で反射された反射光は出射光路とは
別な反射光路を戻り、別の集光光学系により集光されて
受光素子に入射される。
ら出射された光を被検出物に向けて走査する光走査機構
と、前記発光ダイオードと前記光走査機構との間に配置
されて前記発光ダイオードから出射された光を前記被検
出物上に集光する集光光学系と、前記発光ダイオードか
ら前記被検出物への出射光路とは別な反射光路に配設さ
れて前記被検出物から反射する反射光を受光素子上に集
光する集光光学系とを備えた光学センサである。したが
って、発光ダイオードから出射された光は集光光学系に
より集光されながら光走査機構により被検出物上に出射
され、その被検出物で反射された反射光は出射光路とは
別な反射光路を戻り、別の集光光学系により集光されて
受光素子に入射される。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の第一の形態を図１
ないし図３に基づいて説明する。図１は光学センサの光
路図、図２は光学センサの斜視図、図３は発光ダイオー
ドから被検出物への光の集光状態を示す説明図である。
図中、１は発光ダイオードである。この発光ダイオード
１は、広い分野で利用されている通常の安価なＬＥＤで
あり、発光面の径ＬＲが０．３ｍｍ程度に定められてい
る。そして、発光ダイオード１から出射された光を被検
出物２に向けて偏向走査する光走査機構３が設けられて
いる。この光走査機構３は、モータ４とこのモータ４の
回転軸に直結されたポリゴンミラー５とにより構成され
ているが、振動するミラーやプリズムにより入射光を走
査する型式、或いは、回転するホログラムディスクによ
り入射光を走査する型式等の光走査機構を用いてもよい
ものである。ただし、ホログラムディスクを用いた場合
には、ミラーで偏向走査する場合よりも走査ビーム径が
大きくなる。
ないし図３に基づいて説明する。図１は光学センサの光
路図、図２は光学センサの斜視図、図３は発光ダイオー
ドから被検出物への光の集光状態を示す説明図である。
図中、１は発光ダイオードである。この発光ダイオード
１は、広い分野で利用されている通常の安価なＬＥＤで
あり、発光面の径ＬＲが０．３ｍｍ程度に定められてい
る。そして、発光ダイオード１から出射された光を被検
出物２に向けて偏向走査する光走査機構３が設けられて
いる。この光走査機構３は、モータ４とこのモータ４の
回転軸に直結されたポリゴンミラー５とにより構成され
ているが、振動するミラーやプリズムにより入射光を走
査する型式、或いは、回転するホログラムディスクによ
り入射光を走査する型式等の光走査機構を用いてもよい
ものである。ただし、ホログラムディスクを用いた場合
には、ミラーで偏向走査する場合よりも走査ビーム径が
大きくなる。
【００１１】また、前記発光ダイオード１と前記光走査
機構３との間には、前記発光ダイオード１から出射され
た光を前記被検出物２上で集光する集光光学系６と、被
検出物で反射する反射光を再帰光路上で分光して受光素
子（ディテクタ）７に入射するハーフミラー８とが配列
されている。この例では、集光光学系６は単レンズを用
いているが複数枚のレンズを組み合わせた集光光学系を
用いてもよい。また、この集光光学系６は発光ダイオー
ド１とハーフミラー８との間に配設されている。そし
て、ハーフミラー８により分光された反射光を受光素子
７上に集光する集光光学系９が設けられている。この例
で、集光光学系９は単レンズを用いているが複数枚のレ
ンズを組み合わせた集光光学系を用いてもよい。
機構３との間には、前記発光ダイオード１から出射され
た光を前記被検出物２上で集光する集光光学系６と、被
検出物で反射する反射光を再帰光路上で分光して受光素
子（ディテクタ）７に入射するハーフミラー８とが配列
されている。この例では、集光光学系６は単レンズを用
いているが複数枚のレンズを組み合わせた集光光学系を
用いてもよい。また、この集光光学系６は発光ダイオー
ド１とハーフミラー８との間に配設されている。そし
て、ハーフミラー８により分光された反射光を受光素子
７上に集光する集光光学系９が設けられている。この例
で、集光光学系９は単レンズを用いているが複数枚のレ
ンズを組み合わせた集光光学系を用いてもよい。
【００１２】このような構成において、発光ダイオード
１から出射された光は、集光光学系６により集光されな
がら光走査機構３のポリゴンミラー５により走査され
る。この走査線１０（図２参照）上に被検出物２が存在
すれば、被検出物２からの反射光が、この被検出物２へ
の入射光路と同じ再帰光路を戻る。すなわち、被検出物
２からの反射光はポリゴンミラー５に入射され、ポリゴ
ンミラー５によりハーフミラー８の背面に入射される。
その入射された反射光はハーフミラー８により分光（反
射）され、集光光学系９により集光されて受光素子７に
入射される。受光素子７からの出力は、被検出物２から
の反射光とそれ以外の散乱光とにより光量レベルが異な
るので、所定の閾値により２値化され、被検出物２の有
無が判断される。
１から出射された光は、集光光学系６により集光されな
がら光走査機構３のポリゴンミラー５により走査され
る。この走査線１０（図２参照）上に被検出物２が存在
すれば、被検出物２からの反射光が、この被検出物２へ
の入射光路と同じ再帰光路を戻る。すなわち、被検出物
２からの反射光はポリゴンミラー５に入射され、ポリゴ
ンミラー５によりハーフミラー８の背面に入射される。
その入射された反射光はハーフミラー８により分光（反
射）され、集光光学系９により集光されて受光素子７に
入射される。受光素子７からの出力は、被検出物２から
の反射光とそれ以外の散乱光とにより光量レベルが異な
るので、所定の閾値により２値化され、被検出物２の有
無が判断される。
【００１３】このように被検出物２の有無を検出する場
合には、文字等の画像情報を認識する場合と異なり、被
検出物２上での走査スポット径ＳＲが数ｍｍのオーダー
になるように発光ダイオード１からの光を集光光学系６
により集光すればよい。ここで、図３に示すように、発
光ダイオード１と集光光学系６との間のパス長をＡ、集
光光学系６と被検出物２との間のパス長をＢとすると、
被検出物２上での走査スポット径ＳＲは、 ＳＲ＝ＬＲ×Ｂ／Ａ となる。ある装置内に本発明の光学センサを組み立てる
ために、この光学センサの全パス長（Ａ＋Ｂ）を３００
〜４００ｍｍ程度に設定しても、発光ダイオード１から
の光を数ｍｍの走査スポット径ＳＲで被検出物２上に集
光することができる。
合には、文字等の画像情報を認識する場合と異なり、被
検出物２上での走査スポット径ＳＲが数ｍｍのオーダー
になるように発光ダイオード１からの光を集光光学系６
により集光すればよい。ここで、図３に示すように、発
光ダイオード１と集光光学系６との間のパス長をＡ、集
光光学系６と被検出物２との間のパス長をＢとすると、
被検出物２上での走査スポット径ＳＲは、 ＳＲ＝ＬＲ×Ｂ／Ａ となる。ある装置内に本発明の光学センサを組み立てる
ために、この光学センサの全パス長（Ａ＋Ｂ）を３００
〜４００ｍｍ程度に設定しても、発光ダイオード１から
の光を数ｍｍの走査スポット径ＳＲで被検出物２上に集
光することができる。
【００１４】一般に、発光面の径ＬＲが０．３ｍｍ程度
の市販の発光ダイオード１は指向性が悪く広範囲に広が
って発光する特性があるため、光の利用効率の点で好ま
しくない。これを解決するにはレンズ系のＮＡ（開口
数）を大きくする必要があるが、図１に示すように、発
光ダイオード１から出射された光は集光光学系６により
広範囲に集光され、光路の途中の光束はかなり太い。す
なわち、ＮＡの値は大きく、発光ダイオード１からの光
を効率よく被検出物２に出射することができる。また、
被検出物２からの反射光を分光するハーフミラー８は、
光束が太いところに配設されているため、被検出物２か
らの反射光を効率よく被検出物２に入射することができ
る。これにより、被検出物２の検出精度を高めることが
できる。
の市販の発光ダイオード１は指向性が悪く広範囲に広が
って発光する特性があるため、光の利用効率の点で好ま
しくない。これを解決するにはレンズ系のＮＡ（開口
数）を大きくする必要があるが、図１に示すように、発
光ダイオード１から出射された光は集光光学系６により
広範囲に集光され、光路の途中の光束はかなり太い。す
なわち、ＮＡの値は大きく、発光ダイオード１からの光
を効率よく被検出物２に出射することができる。また、
被検出物２からの反射光を分光するハーフミラー８は、
光束が太いところに配設されているため、被検出物２か
らの反射光を効率よく被検出物２に入射することができ
る。これにより、被検出物２の検出精度を高めることが
できる。
【００１５】以上のように、被検出物２を検出する光源
として、安価な市販の発光ダイオード１を用いることが
できるため、安全規格を維持するための構造を不要に
し、コストダウンを図ることができる。これは請求項１
記載の発明に対応する効果である。
として、安価な市販の発光ダイオード１を用いることが
できるため、安全規格を維持するための構造を不要に
し、コストダウンを図ることができる。これは請求項１
記載の発明に対応する効果である。
【００１６】また、発光ダイオード１とハーフミラー８
との間に発光ダイオード１から出射される光を被検出物
２上に集光する集光光学系６を配設し、ハーフミラー８
と受光素子７との間に被検出物２からの反射光を受光素
子７上に集光する集光光学系９を配設したので、発光ダ
イオード１から被検出物２への出射光と、被検出物２か
ら受光素子７への反射光とは、それぞれ別個の集光光学
系６，９により集光されることになる。このようにする
と、発光ダイオード１からの光を被検出物２に集光する
集光光学系６として、ＮＡの値が大きいレンズを用いる
ことにより、発光ダイオード１からの光の利用効率を高
めることができる。また、被検出物２からの反射光を集
光する集光光学系９として、焦点距離の長いレンズを用
いることにより、被検出物２からの反射光の焦点を受光
素子７上に合わせ、被検出物２以外の部分からの反射光
の焦点を受光素子７上ではデフォーカスとなるように定
めることができる。
との間に発光ダイオード１から出射される光を被検出物
２上に集光する集光光学系６を配設し、ハーフミラー８
と受光素子７との間に被検出物２からの反射光を受光素
子７上に集光する集光光学系９を配設したので、発光ダ
イオード１から被検出物２への出射光と、被検出物２か
ら受光素子７への反射光とは、それぞれ別個の集光光学
系６，９により集光されることになる。このようにする
と、発光ダイオード１からの光を被検出物２に集光する
集光光学系６として、ＮＡの値が大きいレンズを用いる
ことにより、発光ダイオード１からの光の利用効率を高
めることができる。また、被検出物２からの反射光を集
光する集光光学系９として、焦点距離の長いレンズを用
いることにより、被検出物２からの反射光の焦点を受光
素子７上に合わせ、被検出物２以外の部分からの反射光
の焦点を受光素子７上ではデフォーカスとなるように定
めることができる。
【００１７】例えば、原稿読取装置のコンタクトガラス
上に載置した原稿のエッジを検出する光学センサとして
利用する場合、受光素子７には原稿（被検出物２）から
の反射光の他に、コンタクトガラス以外の装置内の種々
の壁面からの反射光が入射されるが、原稿からの反射光
の焦点が受光素子７上に合うように、集光光学系９の焦
点距離及び配置位置を定めることにより、原稿からの反
射光の光量のレベルを際立たせ、原稿の検出精度を向上
させることができる。この場合、受光素子７の前面にア
パーチャ（図示せず）を設けることがベターである。こ
のように、発光ダイオード１からの光と、被検出物２か
らの反射光とを、別々の集光光学系６，９で集光するこ
とによる効果は、請求項２記載の発明に対応する効果で
ある。
上に載置した原稿のエッジを検出する光学センサとして
利用する場合、受光素子７には原稿（被検出物２）から
の反射光の他に、コンタクトガラス以外の装置内の種々
の壁面からの反射光が入射されるが、原稿からの反射光
の焦点が受光素子７上に合うように、集光光学系９の焦
点距離及び配置位置を定めることにより、原稿からの反
射光の光量のレベルを際立たせ、原稿の検出精度を向上
させることができる。この場合、受光素子７の前面にア
パーチャ（図示せず）を設けることがベターである。こ
のように、発光ダイオード１からの光と、被検出物２か
らの反射光とを、別々の集光光学系６，９で集光するこ
とによる効果は、請求項２記載の発明に対応する効果で
ある。
【００１８】さらに、本発明の実施の第二の形態を図４
に基づいて説明する。図４は光学センサの光路図であ
る。前実施の形態において説明した部分と同一部分は同
一符号を用い説明も省略する（以下同様）。本実施の形
態では、ハーフミラー８と光走査機構３との間に集光光
学系６を配設した。
に基づいて説明する。図４は光学センサの光路図であ
る。前実施の形態において説明した部分と同一部分は同
一符号を用い説明も省略する（以下同様）。本実施の形
態では、ハーフミラー８と光走査機構３との間に集光光
学系６を配設した。
【００１９】したがって、発光ダイオード１から被検出
物２への出射光と、被検出物２から受光素子７への反射
光とを、共通の集光光学系６により集光することができ
る。これにより、コストダウンを一層促進するととも
に、光学センサの小型化を図ることができる。これは請
求項３記載の発明に対応する効果である。
物２への出射光と、被検出物２から受光素子７への反射
光とを、共通の集光光学系６により集光することができ
る。これにより、コストダウンを一層促進するととも
に、光学センサの小型化を図ることができる。これは請
求項３記載の発明に対応する効果である。
【００２０】さらに、本発明の実施の第三の形態を図５
に基づいて説明する。図５は光学センサの光路図であ
る。この例は、発光ダイオード１からの光を集光光学系
６により集光しながら光走査機構３のポリゴンミラー５
により被検出物２に向けて走査し、発光ダイオード１か
ら被検出物２への出射光路とは別な反射光路に配設した
集光光学系９により、被検出物２からの反射光を集光し
て受光素子７に入射するようにした構成した例である。
このような構成においても、前記実施の形態と同様に、
安価な市販の発光ダイオード１を用い、被検出物検出に
適した所望のスポット径を得ることができる。また、発
光ダイオード１から被検出物２への出射光路には前記実
施の形態で示したハーフミラーが存在せず、被検出物２
からの反射光を分光することなく受光素子７に入射する
ため、発光ダイオードからの光を効率よく利用すること
ができる。これは請求項４記載の発明に対応する効果で
ある。
に基づいて説明する。図５は光学センサの光路図であ
る。この例は、発光ダイオード１からの光を集光光学系
６により集光しながら光走査機構３のポリゴンミラー５
により被検出物２に向けて走査し、発光ダイオード１か
ら被検出物２への出射光路とは別な反射光路に配設した
集光光学系９により、被検出物２からの反射光を集光し
て受光素子７に入射するようにした構成した例である。
このような構成においても、前記実施の形態と同様に、
安価な市販の発光ダイオード１を用い、被検出物検出に
適した所望のスポット径を得ることができる。また、発
光ダイオード１から被検出物２への出射光路には前記実
施の形態で示したハーフミラーが存在せず、被検出物２
からの反射光を分光することなく受光素子７に入射する
ため、発光ダイオードからの光を効率よく利用すること
ができる。これは請求項４記載の発明に対応する効果で
ある。
【００２１】この場合、受光素子７は配置の場所により
外乱光を受けることになるが、発光ダイオード１から出
射され、被検出物２から反射た反射光は必ず受光素子７
に入射するため、発光ダイオード１を間歇的に点灯さ
せ、発光ダイオード１の点灯時と消灯時との受光素子７
の出力の差を見ることによって、被検出物２の有無を精
度よく検出することができる。
外乱光を受けることになるが、発光ダイオード１から出
射され、被検出物２から反射た反射光は必ず受光素子７
に入射するため、発光ダイオード１を間歇的に点灯さ
せ、発光ダイオード１の点灯時と消灯時との受光素子７
の出力の差を見ることによって、被検出物２の有無を精
度よく検出することができる。
【００２２】
【発明の効果】請求項１記載の発明は、発光ダイオード
から出射された光を被検出物に向けて走査する光走査機
構と、前記発光ダイオードと前記光走査機構との間に配
置されて前記発光ダイオードから出射された光を前記被
検出物上に集光する集光光学系と、前記被検出物で反射
する反射光を再帰光路上で分光して受光素子に入射する
ハーフミラーとを備えているので、発光ダイオードから
出射された光を集光光学系により集光しながら光走査機
構により被検出物上に出射し、その被検出物からの反射
光を出射光路と同じ再帰光路に戻し、ハーフミラーによ
り分光して受光素子に入射することにより、被検出物を
検出することができる。この場合、被検出物上を走査す
る光源として、安価な市販の発光ダイオードを用いるこ
とができるため、安全規格を維持するための構造を不要
にし、コストダウンを図ることができる。
から出射された光を被検出物に向けて走査する光走査機
構と、前記発光ダイオードと前記光走査機構との間に配
置されて前記発光ダイオードから出射された光を前記被
検出物上に集光する集光光学系と、前記被検出物で反射
する反射光を再帰光路上で分光して受光素子に入射する
ハーフミラーとを備えているので、発光ダイオードから
出射された光を集光光学系により集光しながら光走査機
構により被検出物上に出射し、その被検出物からの反射
光を出射光路と同じ再帰光路に戻し、ハーフミラーによ
り分光して受光素子に入射することにより、被検出物を
検出することができる。この場合、被検出物上を走査す
る光源として、安価な市販の発光ダイオードを用いるこ
とができるため、安全規格を維持するための構造を不要
にし、コストダウンを図ることができる。
【００２３】請求項２記載の発明は、発光ダイオードと
ハーフミラーとの間に前記発光ダイオードから出射され
る光を被検出物上に集光する集光光学系を配設し、前記
ハーフミラーと受光素子との間に前記被検出物からの反
射光を前記受光素子上に集光する集光光学系を配設した
ので、発光ダイオードからの光を被検出物に集光する集
光光学系としては、ＮＡの値を高めた特性のレンズを用
いて被検出物に出射する光の光量を高めることができ、
被検出物からの反射光を受光素子に集光する集光光学系
としては、被検出物及びそれ以外の反射面から反射され
る反射光のうち、被検出物からの反射光のみを受光素子
上に焦点を合わせる集光光学系を用いることにより、被
検出物の検出精度を向上させることができる。
ハーフミラーとの間に前記発光ダイオードから出射され
る光を被検出物上に集光する集光光学系を配設し、前記
ハーフミラーと受光素子との間に前記被検出物からの反
射光を前記受光素子上に集光する集光光学系を配設した
ので、発光ダイオードからの光を被検出物に集光する集
光光学系としては、ＮＡの値を高めた特性のレンズを用
いて被検出物に出射する光の光量を高めることができ、
被検出物からの反射光を受光素子に集光する集光光学系
としては、被検出物及びそれ以外の反射面から反射され
る反射光のうち、被検出物からの反射光のみを受光素子
上に焦点を合わせる集光光学系を用いることにより、被
検出物の検出精度を向上させることができる。
【００２４】請求項３記載の発明は、ハーフミラーと光
走査機構との間に、前記発光ダイオードから出射される
光を被検出物上に集光するとともに前記被検出物からの
反射光を前記受光素子上に集光する集光光学系を配設し
たので、発光ダイオードから被検出物への出射光と、被
検出物から受光素子への反射光とを、共通の集光光学系
により集光することができる。したがって、コストダウ
ンを一層促進するとともに、光学センサの小型化を図る
ことができる。
走査機構との間に、前記発光ダイオードから出射される
光を被検出物上に集光するとともに前記被検出物からの
反射光を前記受光素子上に集光する集光光学系を配設し
たので、発光ダイオードから被検出物への出射光と、被
検出物から受光素子への反射光とを、共通の集光光学系
により集光することができる。したがって、コストダウ
ンを一層促進するとともに、光学センサの小型化を図る
ことができる。
【００２５】請求項４記載の発明は、発光ダイオードか
ら出射された光を被検出物に向けて走査する光走査機構
と、前記発光ダイオードと前記光走査機構との間に配置
されて前記発光ダイオードから出射された光を前記被検
出物上に集光する集光光学系と、前記発光ダイオードか
ら前記被検出物への出射光路とは別な反射光路に配設さ
れて前記被検出物から反射する反射光を受光素子上に集
光する集光光学系とを備えているので、発光ダイオード
から被検出物への出射光路とは別な反射光路に配設した
集光光学系により、被検出物からの反射光を集光して受
光素子に入射することができる。これにより、安価な市
販の発光ダイオードを用い、被検出物検出に適した所望
のスポット径を得ることができる。また、被検出物から
の反射光を分光することなく受光素子に入射するため、
発光ダイオードからの光を効率よく利用することができ
る。
ら出射された光を被検出物に向けて走査する光走査機構
と、前記発光ダイオードと前記光走査機構との間に配置
されて前記発光ダイオードから出射された光を前記被検
出物上に集光する集光光学系と、前記発光ダイオードか
ら前記被検出物への出射光路とは別な反射光路に配設さ
れて前記被検出物から反射する反射光を受光素子上に集
光する集光光学系とを備えているので、発光ダイオード
から被検出物への出射光路とは別な反射光路に配設した
集光光学系により、被検出物からの反射光を集光して受
光素子に入射することができる。これにより、安価な市
販の発光ダイオードを用い、被検出物検出に適した所望
のスポット径を得ることができる。また、被検出物から
の反射光を分光することなく受光素子に入射するため、
発光ダイオードからの光を効率よく利用することができ
る。
【図１】本発明の実施の第一の形態における光学センサ
の光路図である。
の光路図である。
【図２】光学センサの斜視図である。
【図３】発光ダイオードから被検出物への光の集光状態
を示す説明図である。
を示す説明図である。
【図４】本発明の実施の第二の形態における光学センサ
の光路図である。
の光路図である。
【図５】本発明の実施の第三の形態における光学センサ
の光路図である。
の光路図である。
１ 発光ダイオード ２ 被検出物 ３ 光走査機構 ６ 集光光学系 ７ 受光素子 ８ ハーフミラー ９ 集光光学系
Claims (4)
- 【請求項１】 発光ダイオードから出射された光を被検
出物に向けて走査する光走査機構と、前記発光ダイオー
ドと前記光走査機構との間に配置されて前記発光ダイオ
ードから出射された光を前記被検出物上に集光する集光
光学系と、前記被検出物で反射する反射光を再帰光路上
で分光して受光素子に入射するハーフミラーとを備えた
ことを特徴とする光学センサ。 - 【請求項２】 発光ダイオードとハーフミラーとの間に
前記発光ダイオードから出射される光を被検出物上に集
光する集光光学系を配設し、前記ハーフミラーと受光素
子との間に前記被検出物からの反射光を前記受光素子上
に集光する集光光学系を配設したことを特徴とする請求
項１記載の光学センサ。 - 【請求項３】 ハーフミラーと光走査機構との間に、前
記発光ダイオードから出射される光を被検出物上に集光
するとともに前記被検出物からの反射光を前記受光素子
上に集光する集光光学系を配設したことを特徴とする請
求項１記載の光学センサ。 - 【請求項４】 発光ダイオードから出射された光を被検
出物に向けて走査する光走査機構と、前記発光ダイオー
ドと前記光走査機構との間に配置されて前記発光ダイオ
ードから出射された光を前記被検出物上に集光する集光
光学系と、前記発光ダイオードから前記被検出物への出
射光路とは別な反射光路に配設されて前記被検出物から
反射する反射光を受光素子上に集光する集光光学系とを
備えたことを特徴とする光学センサ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28353195A JPH09129916A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 光学センサ |
| US08/640,692 US5729024A (en) | 1995-05-08 | 1996-05-01 | Original edge detecting system and optical sensor |
| US08/912,368 US5929436A (en) | 1995-05-08 | 1997-08-18 | Optical sensor including a first and second converging optical system for edge detection |
| US08/912,359 US5818062A (en) | 1995-05-08 | 1997-08-18 | Original edge detecting system and optical sensor using distance detecting light-receiving means |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28353195A JPH09129916A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | 光学センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09129916A true JPH09129916A (ja) | 1997-05-16 |
Family
ID=17666745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28353195A Pending JPH09129916A (ja) | 1995-05-08 | 1995-10-31 | 光学センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09129916A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006013443A (ja) * | 2004-05-27 | 2006-01-12 | Sunx Ltd | レーザ光出射装置およびその製造方法並びに光電センサおよびその製造方法 |
-
1995
- 1995-10-31 JP JP28353195A patent/JPH09129916A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006013443A (ja) * | 2004-05-27 | 2006-01-12 | Sunx Ltd | レーザ光出射装置およびその製造方法並びに光電センサおよびその製造方法 |
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