JPH09139162A - Reflection type photoelectric sensor - Google Patents

Reflection type photoelectric sensor

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JPH09139162A
JPH09139162A JP32215295A JP32215295A JPH09139162A JP H09139162 A JPH09139162 A JP H09139162A JP 32215295 A JP32215295 A JP 32215295A JP 32215295 A JP32215295 A JP 32215295A JP H09139162 A JPH09139162 A JP H09139162A
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light
light source
photoelectric sensor
lens
type photoelectric
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公平 冨田
Hayami Hosokawa
速美 細川
Norimasa Yamanaka
規正 山中
Arata Nakamura
新 中村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a reflection type photoelectric sensor which is hardly susceptible to the influence of a distance, an angle, surface irregularities or the like by converging light from a surface light source on the surface of a body through a light projecting lens, diffusing light from the circumference and making it to be incident thereupon. SOLUTION: Light from a light source 2 is led to the detecting region of a detection body 10 through a light projecting lens 3, and reflected light undergoing positive reflection is detected by a light receiving element 5 through a light receiving lens 4, and its detection signal is sent to a comparator 7 through an amplifier 6 to determine the existence of a body, the state of surface gloss or the like and to deliver an output from an output circuit 8. In the above-mentioned reflection type photoelectric sensor 1, a surface light source is used as the light source 2 to radiate light from the surface opposite to the light projecting lens 3. Light from the center of the light source 2 is converged on the surface of the body 10 and besides, light from the circumference is diffused so as to be incident upon the surface of the body. Therefore, the reflection type photoelectric sensor 1 is hardly susceptible to the influence of the distance change and the angle change of the detection body and also the possibility of erroneous detection due to very small irregularities can be reduced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は反射型光電センサに
関し、特に入射光を正反射する物体の有無やその表面状
態を検出するための反射型光電センサに関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflection-type photoelectric sensor, and more particularly to a reflection-type photoelectric sensor for detecting the presence or absence of an object that regularly reflects incident light and the surface state thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来表面が光沢を有して入射光を正反射
する検出物体を検出するための光電センサとして、光を
検出物体の表面に集光させる集光型の光電センサと、光
を拡散させて検出物体に入射する発散ビーム型の光電セ
ンサが用いられている。図8,図9は集光ビーム型光電
センサ100であり、投光素子101の光を集光レンズ
102を介して検出物体に入射させる。そしてその反射
光を受光レンズ103を介して受光素子104によって
受光し、受光レベルにより物体の有無を検出する。図1
0,図11は発散ビーム型光電センサ110であり、投
光レンズ111が物体の広い範囲に投光する点を除いて
集光ビーム型光電センサと同様である。これらの光電セ
ンサは、いずれも光沢のある検出物体の有無を検出する
正反射検出型のセンサである。しかるに集光ビーム型及
び発散ビーム型光電センサ100,110は、物体の変
動や表面状態に応じて検出特性が異なる。即ち図8
(b),図10(b)に示すように、ある角度だけ物体
が傾いても検出可能な角度の許容範囲±θ1,θ2を比
較すると、発散ビーム型光電センサ110の方が角度の
許容範囲が広い(θ1<θ2)。又距離変動の影響は、
図9(c),図11(c)に示すように一定距離だけ変
位したときの受光範囲の比d2′/d2の方がd1′/
d1より小さい。即ち発散ビーム型光電センサ110の
方が距離変動の影響を受けにくく、良い特性が得られ
る。しかしながら検出物体の表面に微小な凹凸がある場
合に、図9(d)に示すように集光ビーム型光電センサ
100は一定の範囲であれば受光可能となるが、発散ビ
ーム型光電センサ110は例えば図11(d)に示すよ
うに微小な山形の凹凸があれば反射光が分離され、図中
ハッチングの部分では反射光が得られず、受光素子10
4側に入射しなくなることがあって、検知できなくなる
という欠点がある。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a photoelectric sensor for detecting a detection object that has a glossy surface and specularly reflects incident light, a photoelectric sensor of a condensing type that collects light on the surface of the detection object and A divergent beam type photoelectric sensor that diffuses and enters the detection object is used. 8 and 9 show a condensing beam type photoelectric sensor 100 in which light from a light projecting element 101 is incident on a detection object via a condensing lens 102. The reflected light is received by the light receiving element 104 via the light receiving lens 103, and the presence or absence of an object is detected based on the light receiving level. FIG.
0 and FIG. 11 show a diverging beam type photoelectric sensor 110, which is the same as the condensing beam type photoelectric sensor except that the light projecting lens 111 projects light onto a wide range of the object. Each of these photoelectric sensors is a specular reflection detection type sensor that detects the presence or absence of a glossy detection object. However, the condensing beam type and diverging beam type photoelectric sensors 100 and 110 have different detection characteristics depending on the variation of the object and the surface condition. That is, FIG.
As shown in (b) and FIG. 10 (b), when the allowable range of angles ± θ1 and θ2 that can be detected even when the object is tilted by a certain angle is compared, the divergence beam photoelectric sensor 110 has a larger allowable range of angles. Is wide (θ1 <θ2). In addition, the influence of distance fluctuation
As shown in FIGS. 9 (c) and 11 (c), the ratio d2 '/ d2 of the light receiving range when displaced by a constant distance is d1' /
It is smaller than d1. That is, the diverging beam type photoelectric sensor 110 is less susceptible to the influence of the distance variation, and has better characteristics. However, when the surface of the detection object has minute irregularities, the focused beam photoelectric sensor 100 can receive light within a certain range as shown in FIG. For example, as shown in FIG. 11D, if there are minute mountain-shaped irregularities, the reflected light is separated, the reflected light is not obtained at the hatched portion in the figure, and the light receiving element 10
It may not be incident on the 4th side, and there is a drawback that it cannot be detected.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このように発散ビーム
型及び集光ビーム型はいずれも検出特性が異なってお
り、角度変動,距離変動,微小凹凸の影響を受けにくい
光電センサとすることができないという欠点があった。
As described above, the divergent beam type and the convergent beam type have different detection characteristics, and cannot be photoelectric sensors that are not easily affected by angle fluctuations, distance fluctuations, and minute irregularities. There was a drawback.

【0004】本発明はこのような従来の問題点に着目し
てなされたものであって、検出物体の距離変動や角度変
動の影響を受けにくく、しかも微小な凹凸によって誤検
知の可能性が少ない反射型光電センサを実現することを
目的とする。
The present invention has been made by paying attention to such a conventional problem, is not easily influenced by the distance variation and the angle variation of a detected object, and has a small possibility of erroneous detection due to minute unevenness. The object is to realize a reflective photoelectric sensor.

【0005】又本願の請求項2の発明では、これに加え
て物体の光沢を検知する光沢度検知用の光電センサにこ
のような機能を設けるようにすることを目的とする。
In addition to the above, an object of the present invention is to provide a photoelectric sensor for detecting the glossiness for detecting the gloss of an object with such a function.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本願の請求項1の発明
は、光源と、前記光源より入射した光を物体検知領域に
導く投光レンズと、光を正反射させる物体からの反射光
を受光する受光手段と、前記受光手段より受光された正
反射光のレベルによって物体のレベルを判別する判別手
段と、を有する反射型光電センサにおいて、前記光源は
前記投光レンズに対向する面から光を照射する面光源で
あり、前記投光レンズは前記面光源の中心からの光を前
記検知物体の表面に集束すると共に、前記面光源の周辺
からの光を前記検知物体面に拡散させて入射するように
配置したことを特徴とするものである。
According to a first aspect of the present invention, a light source, a light projecting lens for guiding the light incident from the light source to an object detection region, and a reflected light from an object for specularly reflecting the light are received. In the reflection type photoelectric sensor, the light source emits light from a surface facing the light projecting lens, and a light receiving unit that determines the level of an object based on the level of specularly reflected light received by the light receiving unit. It is a surface light source for irradiating, and the light projecting lens focuses the light from the center of the surface light source on the surface of the detection object, and diffuses the light from the periphery of the surface light source into the detection object surface and makes it incident. It is characterized by being arranged as follows.

【0007】本願の請求項2の発明は、P偏光又はS偏
光のいずれか一方の偏光成分を有する光を出射する光源
と、前記光源より入射した光を物体検知領域に導く投光
レンズと、光を正反射させる物体からの反射光のうち、
P偏光成分及びS偏光成分の光を夫々分離して受光する
受光手段と、前記受光手段によるP偏光及びS偏光成分
の出力レベルに基づいて物体の表面状態を判別する判別
手段と、を有する反射型光電センサにおいて、前記光源
は前記投光レンズに対向する面から光を照射する面光源
であり、前記投光レンズは前記面光源の中心からの光を
前記検知物体の表面に集束すると共に、前記面光源の周
辺からの光を前記検知物体面に拡散させて入射するよう
に配置したことを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, a light source that emits light having a polarization component of either P-polarized light or S-polarized light, and a projection lens that guides the light incident from the light source to an object detection area, Of the reflected light from an object that specularly reflects light,
Reflection having a light receiving means for separately receiving the light of the P-polarized component and the light of the S-polarized component, and a determination means for determining the surface state of the object based on the output levels of the P-polarized component and the S-polarized component by the light receiving means. In the photoelectric sensor, the light source is a surface light source that emits light from a surface facing the light projecting lens, and the light projecting lens focuses light from the center of the surface light source on the surface of the detection object, It is arranged such that light from the periphery of the surface light source is diffused and incident on the detection object surface.

【0008】本願の請求項3の発明では、前記光源は、
投光素子と、前記投光素子の光を拡散する拡散手段と、
を有することを特徴とするものである。
In the invention of claim 3 of the present application, the light source is
A light projecting element, and a diffusing means for diffusing the light of the light projecting element,
It is characterized by having.

【0009】本願の請求項4の発明では、前記光源は、
投光素子と、前記投光素子の光を平行光とするコリメー
トレンズと、前記コリメートレンズの背後に設けられ平
行光を拡散させる拡散手段と、を有することを特徴とす
るものである。
In the invention of claim 4 of the present application, the light source is
It is characterized by comprising a light projecting element, a collimating lens for collimating the light of the light projecting element into parallel light, and a diffusing means provided behind the collimating lens for diffusing the parallel light.

【0010】このような特徴を有する本願の請求項1の
発明によれば、光源より投光レンズを介して光を物体検
知領域に照射し、検出物体からの反射光を受光手段によ
って受光して、その受光レベルに基づいて物体の有無を
判別している。このとき光源を面光源とすれば、その光
源の中心から出た光は検出物体の表面で集束され、周辺
からの光は検出物体の表面に拡散して入射することとな
り、集光型光電センサ及び拡散型光電センサの双方の特
性を有する光電センサとすることができる。又請求項2
の発明では、いずれか一方の偏光成分を有する光を出射
し、その反射光の偏光成分が保存されているかどうかに
よって光沢を判別する光電センサに光源面積を拡大する
ようにしたものである。請求項3では、光源を投光素子
とその光を拡散する拡散手段により構成しており、請求
項4では、更にコリメートレンズを設けることによって
光の利用効率を向上させることができる。
According to the invention of claim 1 of the present application having such characteristics, light is emitted from the light source to the object detection area through the light projecting lens, and the reflected light from the detected object is received by the light receiving means. The presence or absence of an object is determined based on the received light level. At this time, if the light source is a surface light source, the light emitted from the center of the light source is focused on the surface of the detection object, and the light from the periphery is diffused and incident on the surface of the detection object. And a diffusion type photoelectric sensor. Claim 2
In the invention, the light source area is expanded to a photoelectric sensor that emits light having one of the polarization components and discriminates gloss based on whether or not the polarization component of the reflected light is preserved. In the third aspect, the light source is constituted by the light projecting element and the diffusing means for diffusing the light. In the fourth aspect, the light utilization efficiency can be improved by further providing the collimating lens.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】図1は本発明の第1実施形態によ
る反射型光電センサ1を示す図である。本図に示すよう
に反射型光電センサ1は光源2と投光レンズ3を有して
おり、この投光レンズ3によって照射される物体からの
反射光を受光する受光レンズ4及び受光素子5を有して
いる。受光素子5の出力は増幅器6を介して比較器7に
出力される。比較器7は一定の閾値レベルで物体の有無
を判別するものであり、出力回路8を介して物体検知信
号を出力する。ここで光源2と投光レンズ3との間隔と
検出レンズ3より検出物体10までの間隔は、結像の式
が成り立つような位置に配置する。即ち投光レンズの焦
点距離をf、投光レンズ3と光源2との距離をa、投光
レンズ3と検出物体10までの距離をbとすると、次式 1/f=1/a+1/b が成り立つ距離となるように配置する。ここでこの光源
2が点光源であれば前述した集光型光電センサとなる
が、本実施形態では光源2を点光源でなく、焦点距離f
に対して比較的大きい面光源としておく。こうすれば光
源2から出射された光のうち、その中心部分から出射し
た光は検出物体10の表面に集束される。又光源2の光
源面積が大きいため、光源2の周辺部から出射した光は
コマ収差により図中破線で示すように拡散するため、検
出物体10の広い範囲に入射することとなる。このため
前述した従来例の発散ビーム型及び集光ビーム型光電セ
ンサの双方の光の出射状態に等しくなり、これらの双方
の特性を兼ね備えた光電センサとすることができる。即
ち角度変動,距離変動に対して強く、しかも検出物体の
表面の微小な凹凸があってもその影響を受け難い光電セ
ンサとすることができる。ここで図1のA−A′で示す
受光レンズの位置における強度分布は図2(b)に示す
ものとなって、この範囲内で光を受光することができ
る。
1 is a view showing a reflection type photoelectric sensor 1 according to a first embodiment of the present invention. As shown in the figure, the reflective photoelectric sensor 1 has a light source 2 and a light projecting lens 3, and a light receiving lens 4 and a light receiving element 5 for receiving the reflected light from an object illuminated by the light projecting lens 3. Have The output of the light receiving element 5 is output to the comparator 7 via the amplifier 6. The comparator 7 determines the presence or absence of an object at a constant threshold level, and outputs an object detection signal via the output circuit 8. Here, the distance between the light source 2 and the light projecting lens 3 and the distance from the detection lens 3 to the detection object 10 are arranged at positions where the image formation formula is satisfied. That is, assuming that the focal length of the light projecting lens is f, the distance between the light projecting lens 3 and the light source 2 is a, and the distance between the light projecting lens 3 and the detection object 10 is b, the following equation 1 / f = 1 / a + 1 / b Arrange them so that the distance is satisfied. If the light source 2 is a point light source, the above-described condensing photoelectric sensor is used. However, in the present embodiment, the light source 2 is not a point light source but a focal length f.
A relatively large surface light source is used. In this way, of the light emitted from the light source 2, the light emitted from the central portion thereof is focused on the surface of the detection object 10. Further, since the light source area of the light source 2 is large, the light emitted from the peripheral portion of the light source 2 is diffused as shown by the broken line in the figure due to coma aberration, so that it is incident on a wide range of the detection object 10. For this reason, the light emission states of both the divergent beam type condensing beam type photoelectric sensor and the condensing beam type photoelectric sensor of the conventional example described above are equal, and a photoelectric sensor having both characteristics can be obtained. That is, it is possible to obtain a photoelectric sensor that is resistant to angle fluctuations and distance fluctuations and is not easily affected by minute irregularities on the surface of the detection object. The intensity distribution at the position of the light receiving lens indicated by AA 'in FIG. 1 is as shown in FIG. 2B, and light can be received within this range.

【0012】次に光源を比較的光源面積の大きい面光源
とするための構成について説明する。光源を面光源とす
るためには、例えば図3(a)に示すようにほぼ点光源
と考えられる投光素子、例えば発光ダイオード11を光
源とし、その所定位置にコリメートレンズ12を設け
る。コリメートレンズ12は発光ダイオード11より出
射する光をその光軸に平行な光に変換するものである。
コリメートレンズ12は本実施形態では裏面を平面のも
のとしておき、その裏面に密着させて拡散手段として拡
散板13を配置する。拡散板13は平行光を拡散させる
ため、等価的に面光源となって光源の面積を拡散板13
の大きさまで大きくすることが可能である。図4は拡大
された光源と検出物体との間を光の追跡図として示した
ものである。ここでは図を分かりやすくするために検出
物体10をそのまま透過して受光レンズ4に入射するよ
うに示しているが、実際には検出物体10の表面で光は
反射されて受光レンズ4及び受光素子5に加わる。この
図から明らかなように光源の中心を出射した光は検出物
体10の表面で集束し、その反射光が受光素子5に得ら
れる。更に光源の周辺から出射した光は検出物体10の
比較的広い範囲に入射し、その反射光の一部が受光素子
5に入射する。このため前述したように発散ビーム型及
び集光ビーム型の双方の特性を有する光電センサとする
ことができる。このような拡散板13を用いると、投光
レンズ3の曲率,形状を適宜選択することによって、容
易に図2(a)に示すように受光位置A−A′での強度
分布を一定の範囲内で平坦にすることができ、角度変動
や距離変動及び微小凹凸の影響をより受け難い光電セン
サとすることができる。
Next, a structure for making the light source a surface light source having a relatively large light source area will be described. In order to use the light source as a surface light source, for example, as shown in FIG. 3A, a light emitting element which is considered to be a point light source, for example, a light emitting diode 11 is used as a light source, and a collimator lens 12 is provided at a predetermined position thereof. The collimator lens 12 converts the light emitted from the light emitting diode 11 into light parallel to its optical axis.
In this embodiment, the back surface of the collimator lens 12 is a flat surface, and the back surface of the collimator lens 12 is in close contact with the back surface of the collimator lens 12. Since the diffuser plate 13 diffuses parallel light, it equivalently serves as a surface light source and reduces the area of the light source.
It is possible to increase the size to. FIG. 4 shows a light trace between the enlarged light source and the detection object. Here, in order to make the figure easy to understand, it is shown that the detection object 10 is directly transmitted and is incident on the light receiving lens 4, but in reality, the light is reflected on the surface of the detection object 10 and the light receiving lens 4 and the light receiving element. Join 5 As is apparent from this figure, the light emitted from the center of the light source is focused on the surface of the detection object 10, and the reflected light is obtained by the light receiving element 5. Further, the light emitted from the periphery of the light source enters a relatively wide range of the detection object 10, and a part of the reflected light enters the light receiving element 5. Therefore, as described above, a photoelectric sensor having both characteristics of a diverging beam type and a converging beam type can be obtained. When such a diffusion plate 13 is used, the intensity distribution at the light receiving position A-A 'can be easily set within a certain range by properly selecting the curvature and shape of the light projecting lens 3, as shown in FIG. The photoelectric sensor can be made flat inside and is less likely to be affected by angle fluctuations, distance fluctuations, and minute irregularities.

【0013】図3(b)は光を拡散させ光源面積を拡大
するための他の方法について示している。この例ではコ
リメートレンズ14の背面14aをシボ加工し、コリメ
ートレンズ14から出射される光を拡散するようにして
いる。又図3(c)に示すようにフレネルレンズ15を
用い、このフレネルレンズ15の発光ダイオード11側
を凸レンズとし、フレネルレンズ15の投光レンズ3側
の面15aを回折格子とする。こうすればこれらの作用
によって光を一旦平行とし、しかもフレネルレンズ15
の全面より拡散する光を出射することができる。従って
いずれの場合も光が拡散し、拡散した位置から新たな光
源となって等価的に光源の面積が拡大できることとな
る。
FIG. 3B shows another method for diffusing light and expanding the light source area. In this example, the back surface 14a of the collimator lens 14 is embossed so that the light emitted from the collimator lens 14 is diffused. As shown in FIG. 3C, a Fresnel lens 15 is used, the light emitting diode 11 side of the Fresnel lens 15 is a convex lens, and the surface 15a of the Fresnel lens 15 on the light projecting lens 3 side is a diffraction grating. By doing so, the light is once made parallel by these actions, and the Fresnel lens 15
The diffused light can be emitted from the entire surface. Therefore, in either case, the light diffuses and becomes a new light source from the diffused position, so that the area of the light source can be equivalently expanded.

【0014】又光電センサには光を投受光するヘッド部
と信号処理するアンプ部とを分離し、光ファイバによっ
て接続した分離型の光電センサも用いられている。光源
として発光ダイオード11でなくこのような光ファイバ
を用いた場合の面光源化について説明する。図5(a)
は光源が光ファイバ21を介してヘッド部に与えられる
ものとすると、その先端部に円柱状のロッド22を設け
て光源面積を拡大するようにしたものである。円柱状ロ
ッド22は例えばガラス又はプラスチック製の透明円筒
状部材であり、その側面を光が反射することによって広
い範囲で光が出射できる。
As the photoelectric sensor, there is also used a separation type photoelectric sensor in which a head section for projecting and receiving light and an amplifier section for signal processing are separated and connected by an optical fiber. A description will be given of making a surface light source when such an optical fiber is used as the light source instead of the light emitting diode 11. FIG. 5 (a)
If the light source is provided to the head portion through the optical fiber 21, a rod 22 having a cylindrical shape is provided at the tip end portion thereof to enlarge the light source area. The cylindrical rod 22 is, for example, a transparent cylindrical member made of glass or plastic, and the light is emitted in a wide range by reflecting the side surface of the light.

【0015】又図5(b)は光ファイバ21の先端にロ
ート23を設けている。ロート23は円錐台形状で光の
出射面が広がるように構成されている。ロート23はロ
ッド22と同様にガラス又はプラスチック製の透明部材
で構成する。このように光源を拡大すれば焦点距離の短
いレンズを用いなくてもよいこととなる。
In FIG. 5B, a funnel 23 is provided at the tip of the optical fiber 21. The funnel 23 has a truncated cone shape and is configured so that a light emitting surface is widened. Like the rod 22, the funnel 23 is made of a transparent member made of glass or plastic. By enlarging the light source in this way, it is not necessary to use a lens having a short focal length.

【0016】図6(a)は本発明の第2実施形態による
光学系部分の構成を示す図である。図6(a)は図3
(a)においてコリメートレンズ12を用いることなく
拡散板のみを用いて構成したものである。図6(a)は
拡散板のみを用いた場合の光の分布を示す図であり、投
光素子である発光ダイオード11からの光が拡散板13
に入射して拡散する状態を示している。その他の構成は
第1実施形態と同一である。この場合にも前述した実施
形態とほぼ同様の効果を得ることができる。しかし光が
拡散する方向に分布するため全ての光が投光レンズ3に
入射することがなく、光の利用効率が高くない。又図1
のA−A′線上での光の分布は図2(b)に示すように
不均一となる。そのため図6(b)に示すようにコリメ
ートレンズ12を用いて一旦光を平行にした後、拡散板
13により光を拡散するようにすれば、光の利用効率を
向上することができる。又拡散板に代えて図3(b),
(c)に示す面14a,15aのシボ加工や回折格子を
用いても、同様に光の利用効率を向上することができ
る。
FIG. 6A is a diagram showing the construction of an optical system portion according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6A shows FIG.
In (a), the collimating lens 12 is not used and only the diffusion plate is used. FIG. 6A is a diagram showing a light distribution when only the diffuser plate is used. Light from the light emitting diode 11 which is a light projecting element is diffused by the diffuser plate 13.
It shows a state of being incident on and diffusing. Other configurations are the same as those of the first embodiment. Also in this case, it is possible to obtain substantially the same effect as that of the above-described embodiment. However, since the light is distributed in the diffusing direction, all the light does not enter the light projecting lens 3, and the light utilization efficiency is not high. FIG. 1
The light distribution on the line A-A 'is non-uniform as shown in FIG. Therefore, as shown in FIG. 6B, if the light is once made parallel by using the collimator lens 12 and then the light is diffused by the diffusion plate 13, the light utilization efficiency can be improved. Also, instead of the diffusion plate, as shown in FIG.
Even if the surfaces 14a and 15a shown in (c) are textured or a diffraction grating is used, the light utilization efficiency can be similarly improved.

【0017】図7は本発明の第3の実施形態による光電
センサの一例を示す図である。本図において光学系部分
は前述した実施形態と同様に、ヘッド部51には光源5
2とコリメートレンズ53,拡散板54が設けられる。
又拡散板54の背後には一定間隔を隔てて投光レンズ5
5が配置され、更に投光レンズ55の前面側には光の偏
光方向を揃えるための偏光フィルタ56が設けられる。
光源を面光源とすること、及び光源と投光レンズ55及
び検出物体との位置関係は第1の実施形態と同様とす
る。偏光フィルタ56は光源の光を特定の偏光方向、例
えばP偏光及びS偏光のいずれか一方、この場合S偏光
成分の光のみを検出物体に出射するものである。検出物
体からの反射光は図示のように偏光ビームスプリッタ5
7によりS偏光成分は反射、P偏光成分は透過させるこ
とにより分離される。そしてこれらの反射光は一対の受
光部、即ち受光レンズ58と受光素子59及び受光レン
ズ60,受光素子61によって受光される。この受光レ
ンズ58,60の前面にはP偏光成分のみを透過させる
偏光フィルタ、S偏光成分のみを透過させる偏光フィル
タ63が配置されている。これらの受光素子59,61
の出力は夫々増幅器64,65を介して増幅され、差分
回路66に入力される。差分回路66はこれらの入力信
号の差のレベルに基づいて検出物体の表面状態を判別す
るものである。即ち検出物体の表面の光沢度が高ければ
光源部から出射された光の偏光方向が保存されるため、
入射した光と同一の偏光成分の反射光のレベルが他方の
偏光成分より高く、差分回路66の出力レベルは高くな
る。一方光沢度の低い検出物体では偏光分が保存されな
いため両方向の偏光成分の反射光のレベル差、即ち差分
回路の出力は低くなる。このため差分出力に基づいて検
出物体の光沢度を判別することができる。又差分回路に
代えて増幅回路64,65の出力比に基づいて光沢度を
算出することもできる。本実施形態においても第1,第
2実施形態と同様に、検出物体の傾きや距離変動,表面
の微小な凹凸の影響をあまり受けることなく検出物体の
表面状態が検出できる。
FIG. 7 is a view showing an example of a photoelectric sensor according to the third embodiment of the present invention. In this figure, the optical system part is provided in the head part 51 with the light source 5 as in the above-described embodiment.
2, a collimator lens 53, and a diffusion plate 54 are provided.
Further, the projection lens 5 is provided behind the diffusion plate 54 at a constant interval.
5, and a polarizing filter 56 for aligning the polarization direction of light is provided on the front side of the light projecting lens 55.
The light source is a surface light source, and the positional relationship among the light source, the light projecting lens 55, and the detection object is the same as in the first embodiment. The polarization filter 56 emits the light of the light source to a detection object only in a specific polarization direction, for example, one of the P polarization and the S polarization, in this case, only the S polarization component. The reflected light from the detection object is polarized beam splitter 5 as shown in the figure.
By S 7, the S-polarized component is reflected and the P-polarized component is transmitted to be separated. Then, these reflected lights are received by the pair of light receiving portions, that is, the light receiving lens 58, the light receiving element 59, the light receiving lens 60, and the light receiving element 61. On the front surfaces of the light receiving lenses 58 and 60, a polarization filter that transmits only the P-polarized component and a polarization filter 63 that transmits only the S-polarized component are arranged. These light receiving elements 59, 61
Are amplified through amplifiers 64 and 65, respectively, and input to the difference circuit 66. The difference circuit 66 determines the surface state of the detected object based on the level of the difference between these input signals. That is, if the glossiness of the surface of the detection object is high, the polarization direction of the light emitted from the light source unit is preserved,
The level of reflected light having the same polarization component as the incident light is higher than that of the other polarization component, and the output level of the difference circuit 66 is high. On the other hand, in a detection object having a low glossiness, the polarization component is not preserved, so the level difference of the reflected light of the polarization components in both directions, that is, the output of the difference circuit becomes low. Therefore, it is possible to determine the glossiness of the detected object based on the difference output. Further, the glossiness can be calculated based on the output ratio of the amplifier circuits 64 and 65 instead of the difference circuit. In the present embodiment as well, similar to the first and second embodiments, the surface state of the detection object can be detected without being significantly affected by the inclination and distance variation of the detection object and the minute irregularities on the surface.

【0018】ここで投光素子と受光素子の位置に夫々光
ファイバの端部を配置し、ヘッド部と信号処理部とを分
離するように構成することができることはいうまでもな
い。又光源面積を拡大する手段は図3のいずれでもよ
い。更に第2の実施形態のようにコリメートレンズを用
いずに投光部を構成することもできる。
It goes without saying that the end portions of the optical fibers may be arranged at the positions of the light projecting element and the light receiving element, respectively, and the head section and the signal processing section may be separated. Further, the means for enlarging the light source area may be any of those shown in FIG. Further, the light projecting portion can be configured without using the collimator lens as in the second embodiment.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上詳細に説明したように本願の請求項
1,2の発明によれば、正反射する物体を検出する反射
型光電センサにおいて、物体が傾いた場合や距離変動が
生じた場合、又はその表面に微小な凹凸がある場合のい
ずれの場合にもその影響を受け難く、確実に物体の有無
や光沢度を検出することができる光電センサとすること
が可能である。又請求項3の発明では、拡散板を用いる
ことによって受光位置での受光レベルをほぼ一定にする
ことができ、請求項4の発明では、コリメートレンズを
用いて投光素子の光を一旦平行光とすることにより、光
の利用効率を向上させることができるという効果か得ら
れる。
As described in detail above, according to the first and second aspects of the present invention, in the reflection type photoelectric sensor for detecting an object which is specularly reflected, when the object is tilted or when the distance is varied. In addition, it is possible to provide a photoelectric sensor that is not easily affected by any of the cases where the surface has minute irregularities, and can reliably detect the presence or absence of an object and the gloss level. Further, in the invention of claim 3, the light receiving level at the light receiving position can be made substantially constant by using the diffusion plate, and in the invention of claim 4, the light of the light projecting element is once collimated by using the collimating lens. With this, it is possible to obtain the effect that the light utilization efficiency can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態による反射型光電セン
サの全体構成を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing an overall configuration of a reflective photoelectric sensor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本実施形態による光電センサの受光位置での受
光強度分布を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing a received light intensity distribution at a light receiving position of the photoelectric sensor according to the present embodiment.

【図3】本実施形態の光学系部分の投光部の種々の構成
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing various configurations of a light projecting unit of an optical system portion of the present embodiment.

【図4】本実施形態の光線軌跡を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a ray trace of the present embodiment.

【図5】本実施形態において光源に光ファイバを用いた
場合の光源面積を拡大する手法を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a method of enlarging a light source area when an optical fiber is used as a light source in the present embodiment.

【図6】(a)はコリメートレンズを使用しない第2図
実施形態による反射型光電センサの投光部の構成、
(b)はコリメートレンズを使用した第1の実施形態の
構成を示す図である。
6A is a configuration of a light projecting portion of the reflective photoelectric sensor according to the second embodiment, which does not use a collimating lens, FIG.
FIG. 6B is a diagram showing a configuration of the first embodiment using a collimator lens.

【図7】本発明の第3実施形態による光電センサの全体
構成を示すブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing an overall configuration of a photoelectric sensor according to a third embodiment of the present invention.

【図8】従来の集光ビーム型光電センサと検出物体が傾
いたときの状態を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a state in which a conventional focused beam photoelectric sensor and a detection object are tilted.

【図9】従来の集光ビーム型光電センサの距離変動及び
表面状態に対する影響を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing influences on a distance variation and a surface state of a conventional focused beam photoelectric sensor.

【図10】従来の発散ビーム型光電センサと検出物体が
傾いたときの状態を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a state in which a conventional divergent beam photoelectric sensor and a detection object are tilted.

【図11】従来の発散ビーム型光電センサの距離変動及
び表面状態に対する影響を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing influences on a distance variation and a surface state of a conventional divergent beam photoelectric sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 反射型光電センサ 2 光源 3,55 投光レンズ 4 受光レンズ 5 受光素子 6 増幅器 7 比較器 8 出力回路 10 検出物体 11 発光ダイオード 12,14,53 コリメートレンズ 13,54 拡散板 15 フレネルレンズ 21 光ファイバ 22 ロッド 23 ロート 51 ヘッド部 56,62,63 偏光フィルタ 64,65 増幅回路 66 差分回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reflection type photoelectric sensor 2 Light source 3,55 Light emitting lens 4 Light receiving lens 5 Light receiving element 6 Amplifier 7 Comparator 8 Output circuit 10 Detecting object 11 Light emitting diode 12, 14, 53 Collimating lens 13, 54 Diffusing plate 15 Fresnel lens 21 Light Fiber 22 Rod 23 Funnel 51 Head 56, 62, 63 Polarizing filter 64, 65 Amplifying circuit 66 Differential circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 新 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shin Nakamura 10 Odoron-cho, Hanazono Todo-cho, Ukyo-ku, Kyoto-shi, Kyoto Prefecture

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光源と、 前記光源より入射した光を物体検知領域に導く投光レン
ズと、 光を正反射させる物体からの反射光を受光する受光手段
と、 前記受光手段より受光された正反射光のレベルによって
物体のレベルを判別する判別手段と、を有する反射型光
電センサにおいて、 前記光源は前記投光レンズに対向する面から光を照射す
る面光源であり、 前記投光レンズは前記面光源の中心からの光を前記検知
物体の表面に集束すると共に、前記面光源の周辺からの
光を前記検知物体面に拡散させて入射するように配置し
たことを特徴とする反射型光電センサ。
1. A light source, a light projecting lens that guides the light incident from the light source to an object detection region, a light receiving unit that receives reflected light from an object that specularly reflects the light, and a positive light received by the light receiving unit. In a reflection type photoelectric sensor having a discriminating unit that discriminates the level of an object by the level of reflected light, the light source is a surface light source that emits light from a surface facing the light projecting lens, and the light projecting lens is The reflection type photoelectric sensor is characterized in that light from the center of the surface light source is focused on the surface of the detection object, and light from the periphery of the surface light source is diffused and incident on the surface of the detection object. .
【請求項2】 P偏光又はS偏光のいずれか一方の偏光
成分を有する光を出射する光源と、 前記光源より入射した光を物体検知領域に導く投光レン
ズと、 光を正反射させる物体からの反射光のうち、P偏光成分
及びS偏光成分の光を夫々分離して受光する受光手段
と、 前記受光手段によるP偏光及びS偏光成分の出力レベル
に基づいて物体の表面状態を判別する判別手段と、を有
する反射型光電センサにおいて、 前記光源は前記投光レンズに対向する面から光を照射す
る面光源であり、 前記投光レンズは前記面光源の中心からの光を前記検知
物体の表面に集束すると共に、前記面光源の周辺からの
光を前記検知物体面に拡散させて入射するように配置し
たことを特徴とする反射型光電センサ。
2. A light source that emits light having a polarization component of either P-polarized light or S-polarized light, a light projecting lens that guides the light incident from the light source to an object detection area, and an object that specularly reflects light. Of the reflected light of P, the light of the P-polarized component and the light of the S-polarized component are separately received, and the discrimination for discriminating the surface state of the object based on the output levels of the P-polarized component and the S-polarized component by the light receiving unit. In the reflection type photoelectric sensor having the means, the light source is a surface light source that emits light from a surface facing the light projecting lens, and the light projecting lens receives light from a center of the surface light source of the detection object. A reflection-type photoelectric sensor, wherein the reflection-type photoelectric sensor is arranged such that the light from the periphery of the surface light source is diffused and incident on the detection object surface while being focused on the surface.
【請求項3】 前記光源は、 投光素子と、 前記投光素子の光を拡散する拡散手段と、を有するもの
であることを特徴とする請求項1又は2記載の反射型光
電センサ。
3. The reflection type photoelectric sensor according to claim 1, wherein the light source includes a light projecting element and a diffusing means for diffusing the light of the light projecting element.
【請求項4】 前記光源は、 投光素子と、 前記投光素子の光を平行光とするコリメートレンズと、 前記コリメートレンズの背後に設けられ平行光を拡散さ
せる拡散手段と、を有するものであることを特徴とする
請求項1又は2記載の反射型光電センサ。
4. The light source includes: a light projecting element; a collimating lens that collimates the light of the light projecting element; and a diffusing unit that is provided behind the collimating lens to diffuse the parallel light. The reflective photoelectric sensor according to claim 1, wherein the photoelectric sensor is a reflective photoelectric sensor.
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JP2003315282A (en) * 2000-04-10 2003-11-06 Ccs Inc Surface inspection unit

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001077652A1 (en) * 2000-04-10 2001-10-18 Ccs Co., Ltd. Surface inspection device
US6538729B2 (en) 2000-04-10 2003-03-25 Ccs Co., Ltd. Unit for inspecting a surface
JP2003315282A (en) * 2000-04-10 2003-11-06 Ccs Inc Surface inspection unit
JP4712284B2 (en) * 2000-04-10 2011-06-29 シーシーエス株式会社 Surface inspection device

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