JPH09218084A

JPH09218084A - メンディングテープ等の被検出物体の検出装置及びその検出方法

Info

Publication number: JPH09218084A
Application number: JP8052381A
Authority: JP
Inventors: Yoshimasa Osumi; 吉正大角; Hayami Hosokawa; 速美細川
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1996-02-14
Filing date: 1996-02-14
Publication date: 1997-08-19

Abstract

(57)【要約】【課題】被検出物体を検出する装置において、紙上に
貼られたメンディングテープの有無を正確に検出するこ
とができるようにする。【解決手段】光源から被検出物体へ入射する角度より
も大きな角度で反射する光を受光するように配置された
第１の受光素子と、この第１の受光素子とは異なる角度
に配置された第２の受光素子とにより形成された構成で
もって、メンディングテープの有無による反射光量の大
きな変化をとらえ、それに基づいて紙上に貼られたメン
ディングテープの有無を検出することができる。また、
処理回路にて正反射成分を抽出することができるので、
紙の色柄による誤動作を少なくすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、表面を粗面加工し
た透明テープ、例えばメンディングテープなどの被検出
物体の有無を検出する装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の透明テープを光学的に検出する光
学式センサ装置の構成を図１６及び図１７に示す。図１
６に示す光学式センサ装置はＬＥＤ等の光源１０１から
レンズ１０５を通してコリメート光１０６を被検出物体
１０３（以下、ワークという）に照射し、このワーク１
０３により反射された光をラインセンサ１０７等により
受光する。このラインセンサ１０７はＬＥＤ１０１から
ワーク１０３へ入射する角度とほぼ等しい角度でワーク
１０３から出射する反射光を受光するよう配置されてお
り、出射する光の受光量分布の傾きの最大値（以下、尖
塔度という）を計測することにより、ワークの判別、表
面状態の検出を行う。

【０００３】また、図１７に示す光学式センサ装置は、
ＬＥＤ等の光源１０１より照射される光を偏光フィルタ
１０４により偏光し、ワーク１０３に照射し、このワー
ク１０３において反射された光を、偏光ビームスプリッ
タ１０８により２つの偏光方向（偏光フィルタ１０４に
より偏光された光と同じ偏光方向と直交する偏光方向）
の光に分離し、この分離された光をそれぞれ第１の受光
素子１０２ａ及び第２の受光素子１０２ｂで受光する。
偏光ビームスプリッタ１０４は、ＬＥＤ１０１からワー
ク１０５へ入射する角度とほぼ等しい角度でワーク１０
３から出射する反射光を受光するよう配置されており、
この反射光に含まれる２つの偏光方向を持った光の光量
を比較することによりワークの判別、表面状態の検出を
行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図１６
に示すような構成のセンサ装置では、被検出対象物体で
ある表面を粗面加工した透明テープ（以下、メンディン
グテープという）を検出するのは困難である。以下、そ
の理由を図１８、及び図１９を参照して説明する。図１
８（ａ）に示すようにメンディングテープ６は１方向に
筋を入れることにより粗面加工が施されており、図１８
（ａ）におけるＡ−Ａ´線断面は図１８（ｂ）のごとく
である。このように凸凹があるため、図１８（ｃ）に示
すように、メンディングテープ６の表面に筋方向と直交
する方向からコリメート光１０６を照射すると表面の凸
凹により反射方向が変化し、高角度で反射する光ほど反
射率が高いため、表面反射光の分布も変化する。従っ
て、光源１からワーク１０３に入射角５５゜で光を入射
させたときのメンディングテープ表面での反射特性は、
図１８（ｄ）に示すように入射角と反射角とが等しくな
いところに正反射光のピークが生じる。

【０００５】また、図１９は入射角をθ゜として光を照
射したときの紙と紙上に貼られたメンディングテープの
反射光の分布を示す図であり、同図から分かるように、
紙とメンディングテープのいずれも尖塔度は正反射受光
量のピークの前にあり、それらの勾配は領域１１０にお
いてはほぼ同じであり、従って、両ワークの尖塔度は同
じと判断される。そのため、尖塔度でワークを判別する
図１６に示した光学式センサ装置では、紙上に貼られた
メンディングテープを検出することは困難である。

【０００６】また、図１７に示すような構成のセンサ装
置においても、紙上に貼られたメンディングテープを検
出するのは困難である。その理由を図２０を参照して説
明する。図２０は図１７に示した構成の光学系におい
て、光源１から紙とメンディングテープに入射角５５゜
で光を入射させたときの、紙とメンディングテープの正
反射光分布を示す図である。同図に示すように、入射角
（５５゜）と等しい反射角においては、紙とメンディン
グテープの正反射光量はほぼ等しく、偏光の成分もほぼ
等しい。従って、第１及び第２の受光素子１０２ａ，１
０２ｂの出力比はほぼ等しくなり、紙上に貼られたメン
ディングテープを検出するのは困難である。

【０００７】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、拡散反射系の被検出物体上で視
覚的にとらえにくくした透明粘着テープ、例えば、メン
ディングテープの正反射光分布のピークがある角度に受
光素子を配置することにより、メンディングテープの有
無による正反射光の分布の変化をとらえ、さらには、拡
散反射光の影響を少なくする演算を行うことにより、紙
上に貼られたメンディングテープの有無を正確に検出で
きるメンディングテープ等の被検出物体の検出装置及び
方法を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の発明は、メンディングテープ等の有無又は
表面状態を検出する検出装置において、被検出物体に向
けて光を投光する投光手段と、前記投光手段から被検出
物体へ入射する角度より大きな角度で該被検出物体から
出射する反射光を受光するよう配置された第１の受光手
段と、前記第１の受光手段とは異なる角度に配置された
第２の受光手段と、前記第１及び第２の受光手段の各出
力に基づいて被検出物体の有無又は表面状態を検出する
処理回路とを備えているものである。

【０００９】この構成においては、入射角よりも大きな
出射角度の方向にあるメンディングテープの正反射光の
ピークを第１の受光手段により受光し、この方向とは異
なる角度の光を第２の受光手段により受光する。この第
１の受光手段の反射光量と第２の受光手段の反射光量と
を比較することにより、メンディングテープの有無によ
る反射光量の大きな変化をとらえることができるので、
紙上に貼られたメンディングテープの有無を検出するこ
とができる。また、処理回路での演算により、正反射成
分を抽出することができるので、紙の色柄による誤動作
を少なくすることができる。

【００１０】また、本発明は、上記構成において、第１
の受光手段をメンディングテープ等の目標とする被検出
対象の物体とそれ以外の物体とで受光量差が大きくなる
ような位置に配置し、第２の受光手段を該メンディング
テープ等の目標とする被検出対象の物体とそれ以外の物
体とで受光量差が小さくなるような位置に配置してもよ
い。この構成においては、第１の受光手段による受光量
は入射角よりも大きな出射角度の方向に正反射光のピー
クがあるメンディングテープと、それ以外の物体とで反
射光量差が大きくなる。第２の受光手段による受光量は
それら両物体とで反射光量差が小さくなる。従って、第
１の受光手段の反射光量と第２の受光手段の反射光量と
を比較することにより、紙上に貼られたメンディングテ
ープの有無を検出することができる。

【００１１】また、本発明は上記構成において、投光手
段と第１及び第２の受光手段に偏光手段を備えてもよ
い。この構成においては、拡散反射成分を半分に減らす
ことができるので、請求項１記載の構成よりも、より正
確に紙上のメンディングテープの有無を検出でき、ま
た、紙の色柄による誤動作を、より少なくすることがで
きる。

【００１２】また、請求項４の発明はメンディングテー
プ等の被検出物体の有無又は表面状態を検出する検出装
置において、被検出物体に向けて光を投光する投光手段
と、前記投光手段から被検出物体へ入射する角度よりも
大きな角度で被検出物体から出射する反射光を受光する
よう配置された第１の受光手段と、前記投光手段から被
検出物体へ入射する角度とほぼ等しい角度で被検出物体
から出射する反射光を受光するよう配置された第２の受
光手段と、前記投光手段から被検出物体へ入射する角度
よりも小さな角度で被検出物体から出射する反射光を受
光するよう配置された第３の受光手段と、前記第１、第
２及び第３の受光手段の各出力に基づいて被検出物体の
有無又は表面状態を検出する処理回路とを備えているも
のである。

【００１３】この構成においては、入射角よりも大きな
出射角度の方向にあるメンディングテープの正反射成分
のピークを第１の受光手段により受光し、入射角と等し
い出射角度の方向にある紙の正反射光成分のピークを第
２の受光手段により受光し、拡散反射光を第３の受光手
段により受光する。この第１及び第２の受光手段の受光
量と第３の受光手段の受光量とを比較することにより、
正反射光成分を抽出することができるので、請求項１記
載の構成よりも、より正確に紙上に貼られたメンディン
グテープの有無を検出することができ、また、紙の色柄
による誤動作を少なくすることができ、さらに、光源の
光量変動による影響を少なくすることができる。

【００１４】また、本発明は、上記構成において、投光
手段と第１、第２及び第３の受光手段に偏光手段を備
え、第１及び第２の受光手段に備えられた偏光手段は、
投光手段に備えられた偏光手段が偏光する光と同じ偏光
方向の光を通過させるものであり、第３の受光手段に備
えられた偏光手段は、投光手段に備えられた偏光手段が
偏光する光と直交する光を通過させるものであってもよ
い。この構成においては、第１及び第２の受光手段によ
り受光されている反射光量中の拡散反射成分を半分に減
らすことができ、拡散反射成分の影響を減らすことがで
きるので、紙の色柄による誤動作を少なくすることがで
きる。また、紙上に貼られたメンディングテープの有無
をより正確に検出することができる。

【００１５】また、本発明は、上記請求項４の構成にお
いて、投光手段と第３の受光手段に偏光手段を備え、こ
の第３の受光手段に備えられた偏光手段は投光手段に備
えられた偏光手段が偏光する光と直交する偏光方向の光
を通過させるものであってもよく、この構成においても
拡散反射成分の影響を減らすことができるので、紙上に
貼られたメンディングテープの有無をより正確に検出す
ることができる。

【００１６】また、請求項７の発明は、メンディングテ
ープ等の被検出物体に向けて光を投光し被検出物体によ
り反射された光のうち、被検出物体へ入射する角度より
大きな角度で被検出物体から出射する光と、上記角度と
異なる角度で被検出物体から出射する光をそれぞれ受光
し、それらの受光量を電気信号に変換し、この電気信号
を処理回路にて処理することにより、被検出物体の有無
又は表面状態を検出するものであり、この方法によれ
ば、メンディングテープの有無による正反射光の分布の
変化をとらえることができるので、紙上に貼られたメン
ディングテープの有無を検出することができる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施の
形態を図面を参照して説明する。（第１実施例）図１は第１実施例によるメンディングテ
ープ等の被検出物体の検出装置の構成図である。この検
出装置は、光源１から被検出物体３（以下、ワークとい
う）に向けて光を照射し、このワーク３において反射さ
れた光を２つの受光素子２ａ，２ｂにより受光する構成
において、この第１の受光素子２ａは光源１からワーク
３へ入射する角度（θ₀ ）よりも大きな角度で反射する
光を受光する位置に配置されているものである。この第
１の受光素子の配置されている角度θ₁ は、（θ₀ ＋５
゜）〜（θ₀ ＋１５゜）の範囲が望ましい。第２の受光
素子２ｂは第１の受光素子２ａとは異なる角度で、例え
ば、光源１による投光のワーク３からの正反射光を受光
し得る角度位置（θ₀ ＝θ₂ ）に設ければよい。そし
て、第１及び第２の受光素子２ａ，２ｂの入射するワー
ク３からの反射光のなす角度が５゜〜１５゜程度とすれ
ばよい。また、第１及び第２の受光素子２ａ，２ｂは、
光源１より投光された光の光線方向とワーク３面に対し
垂直な方向で規定される面（以下、入射面という）上に
配置されている。

【００１８】従来のメンディングテープ等の被検出物体
の有無又は表面状態を検出する検出装置では、正反射光
の分布のピーク値は入射角＝反射角の関係を満す角度に
くるという前提で作られていた。そのため、目標とする
被検出対象の物体（メンディングテープ等）とそれ以外
の物体（紙等）の正反射光の光量差が大きくなる位置に
は受光素子は配置されておらず、紙上に貼られたメンデ
ィングテープの有無を検出することが困難なことがあっ
た。本実施例では、入射角よりも大きな出射角度の方向
にあるメンディングテープの正反射光のピークを第１の
受光素子２ａにより受光し、この方向とは異なる角度の
光を第２の受光素子２ｂにより受光し、この第１の受光
素子２ａの受光量と第２の受光素子２ｂの受光量を処理
回路にて比較することにより、メンディングテープの有
無による反射光量の大きな変化をとらえることができる
ので、紙上に貼られたメンディングテープの有無を検出
することができる。より詳細に説明すると、図１９に示
したように、紙と紙上に貼られたメンディングテープで
は、正反射光量のピーク位置がずれる。そこで、紙と紙
上に貼られたメンディングテープの正反射光のセンサに
よる受光光量差を最大にするには、メンディングテープ
等の目標とする被検出対象の物体のピーク位置と、紙等
の目標とする被検出対象の物体以外の物体のピーク位置
に受光素子を配置するのが最も効果的である。紙上に貼
られたメンディングテープの正反射光のピークは、上述
したように、光源１からワーク３へ入射する角度よりも
５゜から１５゜程大きな位置にあり、また、紙の正反射
光のピークは、光源１からワーク３へ入力する角度とほ
ぼ等しい位置にある。従って、それぞれの位置に第１及
び第２の受光素子２ａ，２ｂを配置すると、より正確な
メンディングテープの検出ができる。

【００１９】第１の実施例によるメンディングテープ等
の被検出物体の検出装置の処理回路図を図１０に示す。
発振回路２０からの発振出力を受けた投光パルス発生回
路２１は投光パルス信号を発生し、光源１を駆動する。
これにより光源１はパルス的に投光し、この投光のう
ち、ワーク３で反射した光は、２つの受光素子２ａ，２
ｂにより受光され、電気信号に変換される。これら電気
信号は各ピークホールド回路２２ａ，２２ｂによってピ
ーク値が検出され、演算回路２３に送られる。この演算
回路２３は各ピーク値を演算（減算）し、この演算値は
判断回路２４に送られ、しきい値２５と比較され、検出
信号が出力される。このように、光源１からワーク３へ
入射する角度よりも大きな角度で反射する光を受光する
第１の受光素子２ａにより、紙と紙上に貼られたメンデ
ィングテープにおける正反射光の光量の変化をとらえ、
この第１の受光素子２ａと他の受光素子（第２の受光素
子２ｂ）との光量差を処理回路にて比較することによ
り、紙上に貼られたメンディングテープを検出すること
ができる。

【００２０】なお、上記では、第２の受光素子２ｂを光
源１からの投光のワーク３への入射角（θ₀ ）とほぼ等
しい角度で反射する光を受光する位置に配置したものを
示したが、第２の受光素子２ｂの配置位置はこれに限ら
ず、第１の受光素子２ａとは異なる任意の角度位置を取
り得る。

【００２１】（第２実施例）図２にその構成を示す。第
２実施例は上述の第１実施例において、第２の受光素子
２ｂを、光源１からワーク３へ入射する角度（θ₀ ）よ
りも小さな角度（θ₂ ）で反射する光を受光する位置に
配置するものである。第１の受光素子２ａは前述と同じ
である。

【００２２】上述した実施例１のセンサ装置において
は、メンディングテープの検出は可能となるが、正反射
光と拡散反射光の両方の光を受光している上に正反射光
量が少ないため、紙の色によっては検出が難しくなる。

【００２３】以下、この理由を図３を参照して説明す
る。図３（ｂ），（ｃ）は、図３（ａ）に示す光学系に
おいて、ワークが紙である場合と紙上に貼られたメンデ
ィングテープである場合の、第２及び第１の受光素子２
ｂ，２ａの信号量（ＰＤ₂ ，ＰＤ₁ ）、及びその信号差
を示す。図３（ｃ）に示すように、メンディングテープ
における正反射光量の信号差はマイナスとなる。これは
第１の受光素子２ａにより、メンディングテープの正反
射光のピークをとらえるためである。また、図３（ｄ）
のように、これら信号差を判別スレッシュと比較するこ
とにより、紙とメンディングテープの判別を行ってい
る。なお、図３（ｂ），（ｃ）において、ＰＤ₁ ，ＰＤ
₂ の拡散反射光量は、それぞれ等しいものとしている。

【００２４】しかし、紙の色が黒く、拡散反射光量が減
少した場合は図３（ｅ）のように紙の信号差もメンディ
ングテープの信号差も判別スレッシュを越えることがで
きず、紙とメンディングテープを判別することはできな
くなる。これは、正反射光量は紙の色の影響を受けない
が、拡散反射光量は紙の色により増減するためである。
このように、実施例１の構成の光学式センサ装置におい
ては、紙の色柄によっては、紙上に貼られたメンディン
グテープを検出することが困難となることがある。

【００２５】この紙の色柄による影響を少なくするに
は、第２の受光素子２ｂの信号量に１以下の係数を掛け
ると効果がでる。特に、第２の受光素子２ｂにより受光
される拡散反射光量が第１の受光素子２ａにより受光さ
れる拡散反射光量と等しくなるような係数を掛けると最
も効果的である。

【００２６】以下、その理由を図４を参照して説明す
る。図４（ａ）及び図４（ｂ）は、ワークが紙とメンデ
ィングテープであるときの第２及び第１の受光素子２
ｂ，２ａの信号量（ＰＤ₂ ，ＰＤ₁ ）と、信号差を示す
図であり、これらは図３（ｂ），（ｃ）と同じ図であ
る。図４（ａ）と（ｂ）及び（ｃ）と（ｄ）において、
ＰＤ₁ ，ＰＤ₂ の拡散反射光量は、それぞれ等しいもの
としている。ここで、拡散反射光はランバート分布で仮
定することができるため、第２の受光素子２ｂにより受
光される拡散反射光量は、第１の受光素子２ａにより受
光される拡散反射光量の（ｃｏｓθ₂ ／ｃｏｓθ₁ ）倍
である。従って、係数を（ｃｏｓθ₁ ／ｃｏｓθ₂ ）と
し、この係数を第２の受光素子２ｂの信号量（ＰＤ₂ ）
に掛け、この値から第１の受光素子２ａの信号量（ＰＤ
₁ ）を差し引くと、図４（ｃ），（ｄ）に示すように、
正反射成分を抽出できる。即ち、上述したような演算に
より、拡散反射光量の影響を減らすことができる。な
お、第２の受光素子２ｂを正反射光の入らない位置に配
置すると、拡散反射光量をより正確にとらえることがで
きるので、信号中の拡散反射成分の影響をさらに減らす
ことができ、紙の色柄に関係なく紙上に貼られたメンデ
ィングテープを検出することができる。

【００２７】また、図１１は第２の実施例によるメンデ
ィングテープ等の被検出物体の有無又は表面状態を検出
する検出装置の処理回路図である。本実施例による処理
回路図は、図１０の処理回路において、ピークホールド
回路２２ｂと演算回路２３の間に第２の演算回路２３ｂ
を備えるものであり、この第２の演算回路２３ｂはピー
クホールド回路２２ｂにより検出された値に係数を掛け
るものである。この第２の演算回路２３ｂにより演算さ
れた値とピークホールド回路２３ａにより検出された値
を演算回路２３ａに送り演算（減算）する。このよう
に、拡散反射光量を打算することができるので、信号量
中の拡散反射成分の影響を減らすことができ、紙の色柄
による誤動作を少なくすることができる。

【００２８】（第３実施例）図５にその構成を示す。本
実施例は、上述の第１実施例の第１の受光素子２ａ及び
第２の受光素子２ｂに加えて、さらに、第３の受光素子
２ｃを、光源１からワーク３へ入射する角度より小さな
角度で反射する光を受光する位置に配置するものであ
る。即ち、第１の受光素子２ａによりメンディングテー
プの正反射光のピーク値を、第２の受光素子２ｂにより
紙の正反射光のピーク値を、第３の受光素子２ｃにより
拡散反射光をそれぞれ受光し、実施例２に上述したもの
と同様の演算を行うことにより、拡散反射光量を演算す
ることにより、紙上に貼られたメンディングテープの有
無を判別でき、さらに、紙の色柄による誤動作を少なく
することができる。

【００２９】また、図１２は第３の実施例によるメンデ
ィングテープ等の被検出物体の検出装置の処理回路図で
ある。本実施例による処理回路図は、図１１の処理回路
に、第３の受光素子２ｃ，第３のピークホールド回路２
２ｃ，第３の演算回路２３ｃを加えたものである。この
第３の演算回路２３ｃは第３のピークホールド回路２２
ｃにより検出された値に係数を掛けるものであり、この
第３の演算回路２３ｃにより演算された値は、第１の演
算回路２３ａ，第２の演算回路２３ｂに送られ、第１の
ピークホールド回路２２ａ，第２のピークホールド回路
２２ｂにより検出された値とそれぞれ演算（減算）され
る。

【００３０】上述したように、２つの受光素子で構成さ
れている検出装置（図１及び図２）では、１つの受光素
子により拡散光反射光量を検出し、この値と他の受光素
子による反射光量とを比較することにより正反射成分を
抽出している。従って、実質的には１つの受光素子の受
光量により判別を行っているため、光源の光量変動等に
より誤動作が生じるという問題がある。それに対して、
本実施例は、３つの受光素子により、２つの方向の正反
射光成分を抽出することができるので、光源の光量変動
の影響を少なくすることができる。また、実施例２と同
様、紙の色柄による誤動作を少なくすることができる。

【００３１】（第４実施例）図６は、第４の実施例によ
るメンディングテープ等の被検出物体の有無又は表面状
態を検出する検出装置の構成図である。本実施例は、図
１に示した構成の検出装置において、光源１、第１の受
光素子２ａ及び第２の受光素子２ｂのそれぞれに偏光手
段（偏光フィルタ）を配置するものであり、第２及び第
３の偏光フィルタ４ｂ，４ｃは第１の偏光フィルタ４ａ
と同じ偏光方向の光を通過させるものである。また、処
理回路図は図１０または図１１と同じである。前述の第
３実施例においては、拡散光反射光成分を除去するため
第３の受光素子２ｃを配置したが、本実施例は２つの受
光素子により同じような効果を得るものである。

【００３２】以下、その理由を図７を参照して説明す
る。図７（ａ）は、光源１よりＳ偏光の光を照射したと
きのワーク表面における拡散反射光の反射状態を示す図
であり、同図より拡散反射光はランバート分布をとって
おり、偏光状態はランダムである（どの方向で受光して
もＳ偏光とＰ偏光比は１：１である。）ことが分かる。
また、図７（ｂ）は、光源１よりＳ偏光方向の光を照射
したときの正反射光の反射状態を示す図であり、同図よ
り正反射光は入射角と等しい方向に進み、偏光方向は保
存されることが分かる。従って、図６に示すように、光
源１よりＳ偏光の光をワークに照射し、第２及び第３の
偏光フィルタ４ｂ，４ｃを介して第１及び第２の受光素
子２ａ，２ｂにより受光すると、それぞれの受光素子に
おける正反射成分量は変化せず、拡散反射成分量は半分
になる。従って、実施例１及び実施例２よりも正確に正
反射光成分の抽出をすることができ、紙の色柄による誤
動作をより少なくすることができる。

【００３３】（第５実施例）本実施例は、上述の図６に
示した第４実施例の構成において、第１の受光素子２ａ
は投光と同じ偏光方向の光を受光し、第２の受光素子は
２ｂは投光と直交する偏光方向の光を受光する構成とす
るものである。即ち、第２の偏光フィルタ４ｂは第１の
偏光フィルタ４ａと同じ偏光方向の光を通過させるもの
であり、第３の偏光フィルタ４ｃは第１の偏光フィルタ
４ａと直交する偏光方向の光を通過させるものとする。

【００３４】図７において、投光と直交する偏光方向の
成分は全て拡散反射成分であることを示したが、この投
光と直交する偏光方向の成分を、第３の偏光フィルタ４
ｃを介して第２の受光素子２ｂにより受光すると、第２
の受光素子２ｂでは拡散反射光量だけを得ることができ
ることが分かる。従って、第１の受光素子２ａでの受光
量ＰＤ₁ は、（正反射光量）＋１／２（拡散反射光量）
であり、第２の受光素子２ｂでの受光量ＰＤ₂ は、１／
２（拡散反射光量）であるため、（ＰＤ₁ ）−（ＰＤ₂ ）×ｋｋ：ｃｏｓθ₁ ／ｃｏｓθ₂ の演算により、正反射光成分を抽出することができ、紙
の色柄による誤動作を少なくすることができる。

【００３５】（第６実施例）図８にその構造を示す。第
６実施例は、上述の第３の実施例の光源１、第１の受光
素子２ａ、第２の受光素子２ｂ及び第３の受光素子２ｃ
それぞれに偏光フィルタを配置するものである。さら
に、第２及び第３の偏光フィルタ４ｂ，４ｃは第１の偏
光フィルタ４ａと同じ偏光方向の光を通過させるもので
あり、第４の偏光フィルタ４ｄは第１の偏光フィルタ４
ａと直交する偏光方向の光を通過させるものである。ま
た、処理回路は図１２と同じである。

【００３６】本実施例においては、第１の受光素子２ａ
の受光量ＰＤ₁ 、及び第２の受光素子２ｂでの受光量Ｐ
Ｄ₂ は、（正反射光量）＋１／２（拡散反射光量）であ
り、第３の受光素子２ｃでの受光量ＰＤ₃ は、１／２
（拡散反射光量）であるため、｛（ＰＤ₁ ）−（ＰＤ₃ ）×ｋ1 ｝−｛（ＰＤ₂ ）−
（ＰＤ₃ ）×ｋ2 ｝ｋ1 ：ｃｏｓθ₁ ／ｃｏｓθ₃ ，ｋ2 ：ｃｏｓθ₂
／ｃｏｓθ₃ の演算により、正反射光成分を抽出することができ、紙
の色柄による誤動作をさらに少なくすることができる。

【００３７】（第７実施例）図９にその構造を示す。第
７実施例は上述の第６の実施例の第２及び第３の偏光フ
ィルタ４ｂ，４ｃを取り除いたものであり、また、処理
回路は図１２と同じである。

【００３８】本実施例においては、第１の受光素子２ａ
での受光量ＰＤ₁ 、及び第２の受光素子２ｂでの受光量
ＰＤ₂ は、（正反射光量）＋（拡散反射光量）であり、
第３の受光素子２ｃでの受光量ＰＤ₃ は、１／２（拡散
反射光量）であるため、｛（ＰＤ₁ ）−２×（ＰＤ₃ ）×ｋ1 ｝−｛（ＰＤ₂ ）
−２×（ＰＤ₃ ）×ｋ2 ｝ｋ1 ：ｃｏｓθ₁ ／ｃｏｓθ₃ ，ｋ2 ：ｃｏｓθ₂
／ｃｏｓθ₃ の演算により、上述の実施例６と同様、正反射光成分を
抽出することができ、紙の色柄による誤動作を少なくす
ることができる。また、上述した実施例６の装置よりも
センサヘッド部の小型化を図ることができる。

【００３９】（第８実施例）次に、メンディングテープ
等の被検出物体の検出装置の第８の実施例について図１
３を参照して説明する。図１３は、Ｓ偏光とＰ偏光の透
明体反射率を示す図である。本実施例の検出装置は、第
４〜第７実施例の構成において、投光に用いる偏光方向
をＳ偏光とするものである。図１３に示すようにＳ偏光
の表面反射率はＰ偏光の表面反射率より大きい。従っ
て、Ｓ偏光の光を投光した方がＰ偏光の光を投光するよ
りも正確な検出を行うことができる。

【００４０】（第９実施例）次に、メンディングテープ
等の被検出物体の検出装置の第９の実施例について図１
４を参照して説明する。図１４は紙幣５上に貼られたメ
ンディングテープ６の検知方法を示しており、本発明の
応用例を示している。紙幣５は少し光沢があり、その反
射特性はメンディングテープ６と近似しているため、図
１６及び図１７に示した従来の検出装置においては、紙
幣上のメンディングテープ６の検出は困難であった。し
かし、本発明の検出装置においては、光源より入射する
角度よりも大きな角度で反射する光と、光源より入射す
る角度とほぼ同じ角度で反射する光の２つの光を受光す
ることにより検出を行うため、紙幣上のメンディングテ
ープの有無を検出することができる。

【００４１】（第１０実施例）次に、メンディングテー
プ等の被検出物体の検出装置の第１０の実施例につい
て、図１５を参照して説明する。本実施例は上述した実
施例１から７における検出装置において、受光素子を入
射面とは異なる位置に配置するものである。図１５
（ｂ）は、図１５（ａ）の測定系において、θy ＝０に
おけるＸ軸方向の紙とメンディングテープの反射特性を
示しており、同図より、θx ＝θ₀ ，θx ＝θ₁ の角度
に２つの受光素子を配置することにより、紙上に貼られ
たメンディングテープの有無を検出できることが分か
る。また、図１５（ｃ）は、θx ＝θ₁ （θ₁ は任意の
角度）におけるＹ軸方向の紙とメンディングテープの反
射特性であり、θy ＝０の角度、即ち入射面内において
最も大きな値となることを示しており、同図より、この
面内に配置された受光素子の感度が最も良いことが分か
る。しかし、θy ＝０以外の角度（入射面とは異なる面
上）においても正反射光の存在し、正反射光の存在する
角度であれば、正反射光の反射特性は保存される。この
ことから、受光素子は入射面上に限らず、入射面とは異
なる任意の面上に配置し得ることが分かる。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、光源から
被検出物体へ入射する角度よりも大きな角度で反射する
光を受光するように配置された第１の受光素子と、この
第１の受光素子とは異なる角度に配置された第２の受光
素子とにより形成された構成でもって、メンディングテ
ープの有無による反射光量の大きな変化をとらえ、それ
に基づいて紙上に貼られたメンディングテープの有無を
検出することができる。また、処理回路にて正反射成分
を抽出することができるので、紙の色柄による誤動作を
少なくすることができる。また、メンディングテープ等
の目標とする被検出対象の物体とそれ以外の物体とで受
光量差が大きくなる位置に配置された第１の受光素子
と、該メンディングテープ等の目標とする被検出対象の
物体とそれ以外の物体とで受光量差が小さくなるような
位置に配置された第２の受光素子により構成されていれ
ば、第１の受光手段による受光量は入射角よりも大きな
出射角度の方向に正反射光のピークがあるメンディング
テープと、それ以外の物体とで反射光量差が大きくな
る。第２の受光素子による受光量はそれら両物体とで反
射光量差が小さくなる。従って、第１の受光素子の反射
光量と第２の受光素子の反射光量とを比較することによ
り、紙上に貼られたメンディングテープの有無を検出す
ることができる。また、光源から偏光を持った光を投光
し、第１、第２の受光素子に投光された光と同じ偏光方
向の光を通過させる偏光フィルタを配置する構成として
もよく、その場合、受光素子での拡散反射光の受光量を
半分に減らすことができるので、検出感度が高くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるメンディングテープ
等の被検出物体の有無又は表面状態を検出する検出装置
の構成図である。

【図２】第２実施例によるメンディングテープ等の被検
出物体の有無又は表面状態を検出する検出装置の構成図
である。

【図３】（ａ）はワークへ光を投光したときの光学系を
示す図、（ｂ），（ｃ）はワークが紙と紙上のメンディ
ングテープであるときの第１及び第２の受光素子２ａ，
２ｂの信号量と信号差を示す図、（ｅ），（ｆ）はそれ
ぞれのワークにおける信号量を判別スレッシュと比較し
たときの結果を示す図である。

【図４】（ａ），（ｂ）はワークが紙と紙上のメンディ
ングテープであるときの第１及び第２の受光素子２ａ，
２ｂの信号量と信号差を示す図、（ｃ），（ｄ）はワー
クが紙と紙上のメンディングテープであるときの第２の
受光素子２ｂの反射光量値に係数（ｃｏｓθ₁ ／ｃｏｓ
θ₂ ）を掛けたときの信号量と信号差を示す図である。

【図５】第３実施例によるメンディングテープ等の被検
出物体の有無又は表面状態を検出する検出装置の構成図
である。

【図６】第４及び第５実施例によるメンディングテープ
等の被検出物体の有無又は表面状態を検出する検出装置
の構成図である。

【図７】（ａ）は光源１よりＳ偏光の光を照射したとき
の拡散反射光の反射状態を示す図、（ｂ）は光源１より
Ｓ偏光方向の光を照射したときの正反射光の反射状態を
示す図である。

【図８】第６実施例によるメンディングテープ等の被検
出物体の有無又は表面状態を検出する検出装置の構成図
である。

【図９】第７実施例によるメンディングテープ等の被検
出物体の有無又は表面状態を検出する検出装置の構成図
である。

【図１０】第１実施例による検出装置の処理回路図であ
る。

【図１１】第２実施例による検出装置の処理回路図であ
る。

【図１２】第３実施例による検出装置の処理回路図であ
る。

【図１３】実施例８によるＳ偏光とＰ偏光の透明体反射
率を示す図である。

【図１４】実施例９による紙幣５上に貼られたメンディ
ングテープ６の検知方法を示す図である。

【図１５】（ａ）は第１０実施例の測定系を示す図、
（ｂ）は、θy ＝０におけるＸ軸方向の紙とメンディン
グテープの反射特性を示す図、（ｃ）は、θx ＝θ₁ に
おけるＹ軸方向の紙とメンディングテープの反射特性を
示す図である。

【図１６】従来の透明テープを光学的に検出する光学式
センサ装置の構成図である。

【図１７】従来の透明テープを光学的に検出する光学式
センサ装置の構成図である。

【図１８】（ａ）はメンディングテープの構成図、
（ｂ）は（ａ）におけるメンディングテープのＡ−Ａ´
線における断面拡大図、（ｃ）はメンディングテープに
コリメート光を照射したときの表面での反射状態を示す
図、（ｄ）は入射光の入射角を５５゜としたときのメン
ディングテープ表面における反射特性を示す図である。

【図１９】入射角をθ゜として光を照射したときの紙と
紙上に貼られたメンディングテープの反射光の分布を示
す図である。

【図２０】光源から紙とメンディングテープに向けて、
入射角５５゜で光を入射したときの、紙とメンディング
テープの正反射光分布を示す図である。

【符号の説明】

１投光手段（光源）２ａ第１の受光手段（受光素子）２ｂ第２の受光手段２ｃ第３の受光手段３被検出物体４ａ第１の偏光手段（偏光フィルタ）４ｂ第２の偏光手段４ｃ第３の偏光手段４ｄ第４の偏光手段

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成８年４月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】図３

【補正方法】変更

【補正内容】

【図３】（ａ）はワークへ光を投光したときの光学系を
示す図、（ｂ），（ｃ）はワークが紙と紙上のメンディ
ングテープであるときの第１及び第２の受光素子２ａ，
２ｂの信号量と信号差を示す図、（ｄ），（ｅ）はそれ
ぞれのワークにおける信号量を判別スレッシュと比較し
たときの結果を示す図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】メンディングテープ等の有無又は表面状
態を検出する検出装置において、被検出物体に向けて光を投光する投光手段と、前記投光手段から被検出物体へ入射する角度より大きな
角度で該被検出物体から出射する反射光を受光するよう
配置された第１の受光手段と、前記第１の受光手段とは異なる角度に配置された第２の
受光手段と、前記第１及び第２の受光手段の各出力に基づいて被検出
物体の有無又は表面状態を検出する処理回路と、を備え
たことを特徴とするメンディングテープ等の被検出物体
の検出装置。
【請求項２】前記第１の受光手段は、メンディングテ
ープ等の目標とする被検出対象の物体とそれ以外の物体
とで受光量差が大きくなるような位置に配置され、前記
第２の受光手段は、該メンディングテープ等の目標とす
る被検出対象の物体とそれ以外の物体とで受光量差が小
さくなるような位置に配置されていることを特徴とする
請求項１に記載のメンディングテープ等の被検出物体の
検出装置。
【請求項３】前記投光手段と前記第１及び第２の受光
手段に偏光手段を備えたことを特徴とする請求項１又は
請求項２に記載のメンディングテープ等の被検出物体の
検出装置。
【請求項４】メンディングテープ等の有無又は表面状
態を検出する検出装置において、被検出物体に向けて光を投光する投光手段と、前記投光手段から被検出物体へ入射する角度よりも大き
な角度で被検出物体から出射する反射光を受光するよう
配置された第１の受光手段と、前記投光手段から被検出物体へ入射する角度とほぼ等し
い角度で被検出物体から出射する反射光を受光するよう
配置された第２の受光手段と、前記投光手段から被検出物体へ入射する角度よりも小さ
な角度で被検出物体から出射する反射光を受光するよう
配置された第３の受光手段と、前記第１、第２及び第３の受光手段の各出力に基づいて
被検出物体の有無又は表面状態を検出する処理回路と、
を備えたことを特徴とするメンディングテープ等の被検
出物体の検出装置。
【請求項５】前記投光手段と前記第１、第２及び第３
の受光手段に偏光手段を備え、前記第１及び第２の受光
手段に備えられた偏光手段は、前記投光手段に備えられ
た偏光手段が偏光する光と同じ偏光方向の光を通過させ
るものであり、前記第３の受光手段に備えられた偏光手
段は、前記投光手段に備えられた偏光手段が偏光する光
と直交する光を通過させるものであることを特徴とする
請求項４に記載のメンディングテープ等の被検出物体の
検出装置。
【請求項６】前記投光手段と前記第３の受光手段に偏
光手段を備え、この第３の受光手段に備えられた偏光手
段は、前記投光手段に備えられた偏光手段が偏光する光
と直交する偏光方向の光を通過させるものであることを
特徴とする請求項４に記載のメンディングテープ等の被
検出物体の検出装置。
【請求項７】メンディングテープ等の被検出物体に向
けて光を投光し、被検出物体により反射された光のう
ち、被検出物体へ入射する角度と異なる角度で被検出物
体から出射する光と、この第１の受光手段が受光する光
とは異なる角度で被検出物体から出射する光をそれぞれ
受光し、それらの受光量を電気信号に変換し、この電気
信号を処理回路にて処理することにより、被検出物体の
有無又は表面状態を検出することを特徴とするメンディ
ングテープ等の被検出物体の検出方法。