JPH10122965A - 光学式センサ装置 - Google Patents
光学式センサ装置Info
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- JPH10122965A JPH10122965A JP30124396A JP30124396A JPH10122965A JP H10122965 A JPH10122965 A JP H10122965A JP 30124396 A JP30124396 A JP 30124396A JP 30124396 A JP30124396 A JP 30124396A JP H10122965 A JPH10122965 A JP H10122965A
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- time
- sensor device
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 互いに波長の異なる２つ以上の光源を用い
て、２つ以上の検出物体の有無又は表面状態の判別を行
う光学式センサ装置において、処理時間や消費電力を増
大することなく検出性能の向上を図る。 【解決手段】 予めティーチングされた２つ以上の検出
物体の光学特性に関する情報に基づいて、光学特性に差
の出る光源の投光時間、投光回数又は投光強度を増加さ
せ、差の出ない光源の投光時間、投光回数又は投光強度
を減少させる。これにより、投光回数又は投光強度を変
化させる場合に、一定時間内の投光回数又は投光強度の
総和を変化させなければ、処理時間又は消費電力を増大
することなく、検出性能の向上を図ることができる。
て、２つ以上の検出物体の有無又は表面状態の判別を行
う光学式センサ装置において、処理時間や消費電力を増
大することなく検出性能の向上を図る。 【解決手段】 予めティーチングされた２つ以上の検出
物体の光学特性に関する情報に基づいて、光学特性に差
の出る光源の投光時間、投光回数又は投光強度を増加さ
せ、差の出ない光源の投光時間、投光回数又は投光強度
を減少させる。これにより、投光回数又は投光強度を変
化させる場合に、一定時間内の投光回数又は投光強度の
総和を変化させなければ、処理時間又は消費電力を増大
することなく、検出性能の向上を図ることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、検出物体の光学特
性の違いから物体の有無検出又は物体の表面状態の判別
を行う光学式センサ装置に関するものである。
性の違いから物体の有無検出又は物体の表面状態の判別
を行う光学式センサ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の複数の光源を備えた光学式センサ
装置としては、例えば、特開平２−１７３５３２号公報
に記載されているようなカラーセンサがある。このカラ
ーセンサは、３つの発光ダイオードから順次検出物体に
向けて３原色の光を照射し、その反射率から検出物体の
色又は色の差を判別するものである。
装置としては、例えば、特開平２−１７３５３２号公報
に記載されているようなカラーセンサがある。このカラ
ーセンサは、３つの発光ダイオードから順次検出物体に
向けて３原色の光を照射し、その反射率から検出物体の
色又は色の差を判別するものである。
【０００３】このようなカラーセンサにおいて、色の差
が微妙な検出物体を判別する場合には、発光ダイオード
の投光パワーを上げること、または投光回数、投光時間
を増やし平均処理を行うことにより、ＳＮ比を上げて判
別を行っていた。
が微妙な検出物体を判別する場合には、発光ダイオード
の投光パワーを上げること、または投光回数、投光時間
を増やし平均処理を行うことにより、ＳＮ比を上げて判
別を行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の光学式センサ装置では、発光ダイオードの投
光パワーを上げた場合には、消費電力が増加するという
問題があった。また、投光回数や投光時間を増やした場
合には、処理時間が長くなり応答時間が遅くなるという
問題があった。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、互いに波長の異なる少なくと
も２つ以上の光源を用いて検出物体の有無又は表面状態
の判別を行うセンサ装置において、判別すべき２つ以上
の検出物体をティーチングして光源の投光パワー又は回
数を適宜制御することにより、消費電力を増大すること
なく、また、処理時間を増大することなく検出性能の向
上を図ることができる光学式センサ装置を提供すること
を目的とする。
うな従来の光学式センサ装置では、発光ダイオードの投
光パワーを上げた場合には、消費電力が増加するという
問題があった。また、投光回数や投光時間を増やした場
合には、処理時間が長くなり応答時間が遅くなるという
問題があった。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、互いに波長の異なる少なくと
も２つ以上の光源を用いて検出物体の有無又は表面状態
の判別を行うセンサ装置において、判別すべき２つ以上
の検出物体をティーチングして光源の投光パワー又は回
数を適宜制御することにより、消費電力を増大すること
なく、また、処理時間を増大することなく検出性能の向
上を図ることができる光学式センサ装置を提供すること
を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、互いに波長の異なる少なくとも２つ以上
の光源と、これらの光源を駆動する駆動部とを備えた投
光手段と、この投光手段から投光した光の検出物体によ
る反射光又は透過光を受光する受光手段と、検出物体の
反射又は透過の光学特性に応じて受光手段より得られる
信号に基づいて検出物体の有無又は種類を検出する光学
式センサ装置において、駆動部は予めティーチングされ
た少なくとも２つ以上の検出物体の光学特性に関する情
報に基づいて、２つ以上の光源のそれぞれの投光時間、
投光回数又は投光強度のいずれかを変化させるものであ
る。
に、本発明は、互いに波長の異なる少なくとも２つ以上
の光源と、これらの光源を駆動する駆動部とを備えた投
光手段と、この投光手段から投光した光の検出物体によ
る反射光又は透過光を受光する受光手段と、検出物体の
反射又は透過の光学特性に応じて受光手段より得られる
信号に基づいて検出物体の有無又は種類を検出する光学
式センサ装置において、駆動部は予めティーチングされ
た少なくとも２つ以上の検出物体の光学特性に関する情
報に基づいて、２つ以上の光源のそれぞれの投光時間、
投光回数又は投光強度のいずれかを変化させるものであ
る。
【０００６】この構成においては、予め判別すべき２つ
以上の検出物体についてティーチングが行われ、検出物
体の光学特性を把握しておき、このティーチングされた
情報に基づいて、駆動部は最も受光手段より得られる信
号に変化の出る光源の投光時間、投光回数又は投光強度
のいずれかを増加させ、逆に他の光源については投光時
間、投光回数又は投光強度を減少させる。これにより、
各々の光源の一回の投光時間を変化させず、投光回数を
変化させる場合において、その一定時間内の投光回数の
総和を変化させないようにすれば、処理時間を増大する
ことなく、検出性能の向上を図ることができる。また、
各々の光源の一回の投光時間を変化させる場合において
も、上述と同様に、処理時間を増大することなく、検出
性能の向上を図ることができる。さらに、各々の光源の
投光強度を変化させる場合においても、その一定時間内
の投光強度の総和を変化させないようにすれば、消費電
力を増大することなく、検出性能の向上を図ることがで
きる。
以上の検出物体についてティーチングが行われ、検出物
体の光学特性を把握しておき、このティーチングされた
情報に基づいて、駆動部は最も受光手段より得られる信
号に変化の出る光源の投光時間、投光回数又は投光強度
のいずれかを増加させ、逆に他の光源については投光時
間、投光回数又は投光強度を減少させる。これにより、
各々の光源の一回の投光時間を変化させず、投光回数を
変化させる場合において、その一定時間内の投光回数の
総和を変化させないようにすれば、処理時間を増大する
ことなく、検出性能の向上を図ることができる。また、
各々の光源の一回の投光時間を変化させる場合において
も、上述と同様に、処理時間を増大することなく、検出
性能の向上を図ることができる。さらに、各々の光源の
投光強度を変化させる場合においても、その一定時間内
の投光強度の総和を変化させないようにすれば、消費電
力を増大することなく、検出性能の向上を図ることがで
きる。
【０００７】また、本発明は、上記構成において、駆動
部が、ティーチングされた少なくとも２つ以上の検出物
体の反射又は透過率に差が出る光源の投光時間又は投光
時間の割合を増加させるものであってもよい。この構成
においても、上述と同様に、処理時間を増大することな
く検出性能の向上を図ることができる。
部が、ティーチングされた少なくとも２つ以上の検出物
体の反射又は透過率に差が出る光源の投光時間又は投光
時間の割合を増加させるものであってもよい。この構成
においても、上述と同様に、処理時間を増大することな
く検出性能の向上を図ることができる。
【０００８】また、本発明は、上記構成において、駆動
部により駆動される少なくとも２つ以上の光源の単位時
間あたりの投光時間又は投光回数の和が、検出物体の光
学特性によらず一定であってもよい。この構成において
は、上記と同様に、処理時間を増大することなく検出性
能の向上を図ることができる。
部により駆動される少なくとも２つ以上の光源の単位時
間あたりの投光時間又は投光回数の和が、検出物体の光
学特性によらず一定であってもよい。この構成において
は、上記と同様に、処理時間を増大することなく検出性
能の向上を図ることができる。
【０００９】また、本発明は、上記構成において、駆動
部が、ティーチングされた少なくとも２つ以上の検出物
体の反射又は透過率に差が小さい光源を駆動しないもの
であってもよい。この構成においても、一定時間内の投
光回数の総和を変化させないようにすれば、処理時間を
増大することなく、検出性能の向上を図ることができ
る。
部が、ティーチングされた少なくとも２つ以上の検出物
体の反射又は透過率に差が小さい光源を駆動しないもの
であってもよい。この構成においても、一定時間内の投
光回数の総和を変化させないようにすれば、処理時間を
増大することなく、検出性能の向上を図ることができ
る。
【００１０】また、本発明は、上記構成において、検出
物体の光学特性の差を、２つ以上の光源による受光手段
からの信号の比を用いて出力するものであってもよい。
この構成においては、２つ以上の光源による受光手段か
らの信号の比は、装置と検出物体間の距離が変動する場
合においても一定であるので、この比を用いて検出物体
の光学特性の差を出力することにより、装置と検出物体
間の距離が変動する場合においても正確な検出を行うこ
とが可能となる。
物体の光学特性の差を、２つ以上の光源による受光手段
からの信号の比を用いて出力するものであってもよい。
この構成においては、２つ以上の光源による受光手段か
らの信号の比は、装置と検出物体間の距離が変動する場
合においても一定であるので、この比を用いて検出物体
の光学特性の差を出力することにより、装置と検出物体
間の距離が変動する場合においても正確な検出を行うこ
とが可能となる。
【００１１】また、本発明は、上記構成において、検出
物体の色を検出するものであってもよい。この構成にお
いては、検出物体間の色の差が微小な場合においても、
消費電力と処理時間を増大することなく、正確な色判別
が可能となる。
物体の色を検出するものであってもよい。この構成にお
いては、検出物体間の色の差が微小な場合においても、
消費電力と処理時間を増大することなく、正確な色判別
が可能となる。
【００１２】
【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。図１は本実施形態によ
る光学式センサ装置の構成を示す断面図である。この光
学式センサ装置１は、赤、緑、青の３原色の光を時分割
に投光し、それぞれのタイミングにおける検出物体２か
らの反射光強度より、検出物体２の色の検出を行う装置
である。同図において、３つのＬＥＤ３ａ，３ｂ，３ｃ
（光源）は異なる波長の光（赤：λ＝６８０ｎｍ、緑：
λ＝５６５ｎｍ、青：λ＝４５０ｎｍ）を出射するもの
であり、この３つのＬＥＤ３ａ，３ｂ，３ｃから出射さ
れた光は、２枚のダイクロイックミラー４ａ，４ｂによ
り合成され、集光レンズ５、光軸部分に開口を有する絞
り部材６、及び投光レンズ７を介して検出物体２に向け
て照射される。検出物体２において反射された光は受光
レンズ９において集光され、受光素子１０において受光
信号に変換される。回路基板１１は３つのＬＥＤ３ａ，
３ｂ，３ｃを駆動する駆動回路（駆動部）と受光素子１
０による受光信号をＣＰＵに伝達するための回路を有し
ている。駆動回路はＬＥＤ３ａ，３ｂ，３ｃ駆動のパル
ス幅や投光強度を変更可能である。
形態を図面を参照して説明する。図１は本実施形態によ
る光学式センサ装置の構成を示す断面図である。この光
学式センサ装置１は、赤、緑、青の３原色の光を時分割
に投光し、それぞれのタイミングにおける検出物体２か
らの反射光強度より、検出物体２の色の検出を行う装置
である。同図において、３つのＬＥＤ３ａ，３ｂ，３ｃ
（光源）は異なる波長の光（赤：λ＝６８０ｎｍ、緑：
λ＝５６５ｎｍ、青：λ＝４５０ｎｍ）を出射するもの
であり、この３つのＬＥＤ３ａ，３ｂ，３ｃから出射さ
れた光は、２枚のダイクロイックミラー４ａ，４ｂによ
り合成され、集光レンズ５、光軸部分に開口を有する絞
り部材６、及び投光レンズ７を介して検出物体２に向け
て照射される。検出物体２において反射された光は受光
レンズ９において集光され、受光素子１０において受光
信号に変換される。回路基板１１は３つのＬＥＤ３ａ，
３ｂ，３ｃを駆動する駆動回路（駆動部）と受光素子１
０による受光信号をＣＰＵに伝達するための回路を有し
ている。駆動回路はＬＥＤ３ａ，３ｂ，３ｃ駆動のパル
ス幅や投光強度を変更可能である。
【００１３】図２に上記光学式センサ装置１の投受光の
タイミングのタイムチャートを示す。３つのＬＥＤ３
ａ，３ｂ，３ｃは時分割に駆動されており、それぞれの
タイミングで検出物体２からの反射光強度を受光素子１
０により検出する。これら３つのＬＥＤ３ａ，３ｂ，３
ｃの光の反射光強度の違いを検知することにより、検出
物体２の色の違いを検出することができる。
タイミングのタイムチャートを示す。３つのＬＥＤ３
ａ，３ｂ，３ｃは時分割に駆動されており、それぞれの
タイミングで検出物体２からの反射光強度を受光素子１
０により検出する。これら３つのＬＥＤ３ａ，３ｂ，３
ｃの光の反射光強度の違いを検知することにより、検出
物体２の色の違いを検出することができる。
【００１４】図３はこの光学式センサ装置１の処理系を
示すブロック図である。ＣＰＵ２０は、駆動回路２１
ａ，２１ｂ，２１ｃ（駆動部）とサンプルホールド回路
２２ａ，２２ｂ，２２ｃをそれぞれ時分割で駆動するよ
うに各回路にタイミングパルスを供給する。受光素子１
０の出力はＩ／Ｖ変換回路２３で電流−電圧変換された
後、サンプルホールド回路２２ａ，２２ｂ，２２ｃに供
給されサンプルホールドされるようになっている。ま
た、サンプルホールド回路２２ａ，２２ｂ，２２ｃに
は、駆動回路２１ａ，２１ｂ，２１ｃに供給するパルス
と同一のパルスがサンプリングパルスとして供給され
る。ＣＰＵ２０はサンプルホールド回路２２ａ，２２
ｂ，２２ｃの出力から、色差判別処理を実行し、その判
別結果を出力する。
示すブロック図である。ＣＰＵ２０は、駆動回路２１
ａ，２１ｂ，２１ｃ（駆動部）とサンプルホールド回路
２２ａ，２２ｂ，２２ｃをそれぞれ時分割で駆動するよ
うに各回路にタイミングパルスを供給する。受光素子１
０の出力はＩ／Ｖ変換回路２３で電流−電圧変換された
後、サンプルホールド回路２２ａ，２２ｂ，２２ｃに供
給されサンプルホールドされるようになっている。ま
た、サンプルホールド回路２２ａ，２２ｂ，２２ｃに
は、駆動回路２１ａ，２１ｂ，２１ｃに供給するパルス
と同一のパルスがサンプリングパルスとして供給され
る。ＣＰＵ２０はサンプルホールド回路２２ａ，２２
ｂ，２２ｃの出力から、色差判別処理を実行し、その判
別結果を出力する。
【００１５】次に、ＣＰＵ２０の行う色差判別処理につ
いて、図４乃至図７を参照して説明する。いま、図４に
示すように、光学式センサ装置１が搬送ライン３０上を
移送される検出物体２の検出を行うとする。検出物体の
色をＸ、搬送ライン（背景）の色をＹとする。ここで各
ＬＥＤ３ａ，３ｂ，３ｃの出射光の赤（Ｒ），緑
（Ｇ），青（Ｂ）の分光強度分布と、色Ｘ，Ｙの分光反
射率が図５に示すごとくである場合を例にとって以下に
処理アルゴリズムを説明する。
いて、図４乃至図７を参照して説明する。いま、図４に
示すように、光学式センサ装置１が搬送ライン３０上を
移送される検出物体２の検出を行うとする。検出物体の
色をＸ、搬送ライン（背景）の色をＹとする。ここで各
ＬＥＤ３ａ，３ｂ，３ｃの出射光の赤（Ｒ），緑
（Ｇ），青（Ｂ）の分光強度分布と、色Ｘ，Ｙの分光反
射率が図５に示すごとくである場合を例にとって以下に
処理アルゴリズムを説明する。
【００１６】まず、図６に示すように、検出物体の色Ｘ
からの反射光を受光素子１０により受光した場合の受光
出力と、搬送ライン（背景）の色Ｙからの反射光を受光
した場合の受光出力から、各Ｒ，Ｇ，Ｂの信号に対して
しきい値を設定する。しきい値設定は、各Ｒ，Ｇ，Ｂに
ついて、Ｘからの反射光を受光した時の値ＳX と、Ｙか
らの反射光を受光した時の値ＳY の間にしきい値Ｔｈを
設定する。ただし、Ｂの信号のように、その差が信号ノ
イズの大きさに較べて十分大きくならない場合は、しき
い値を設定しないものとする。しきい値設定が終了すれ
ば、受光した各Ｒ，Ｇ，Ｂの信号が各しきい値に対して
大きいか、小さいかを検出することにより、Ｘであるか
Ｙであるかを判別する。
からの反射光を受光素子１０により受光した場合の受光
出力と、搬送ライン（背景）の色Ｙからの反射光を受光
した場合の受光出力から、各Ｒ，Ｇ，Ｂの信号に対して
しきい値を設定する。しきい値設定は、各Ｒ，Ｇ，Ｂに
ついて、Ｘからの反射光を受光した時の値ＳX と、Ｙか
らの反射光を受光した時の値ＳY の間にしきい値Ｔｈを
設定する。ただし、Ｂの信号のように、その差が信号ノ
イズの大きさに較べて十分大きくならない場合は、しき
い値を設定しないものとする。しきい値設定が終了すれ
ば、受光した各Ｒ，Ｇ，Ｂの信号が各しきい値に対して
大きいか、小さいかを検出することにより、Ｘであるか
Ｙであるかを判別する。
【００１７】図７は、しきい値設定動作と色差判別動作
の処理を示すフローチャートである。本処理において
は、まず、しきい値の初期設定がなされる（Ｓ１）。セ
ンサ装置出荷時に登録してある設定値ａ，ｂ，ｃをしき
い値ＴｈR ，ＴｈG ，ＴｈB に代入する。次いで、検出
物体を新たに登録し直す場合はティーチングモードと
し、そうでない場合はランモードとする（Ｓ２）。ティ
ーチングモードでは、少なくとも検出物体と背景につい
ての光学特性に関する情報を記憶させる。具体的には、
検出物体の色Ｘを登録し（Ｔ１R ，Ｔ１G ，Ｔ１B ）
（Ｓ３）、背景である搬送ライン３０の色Ｙを登録する
（Ｔ２R ，Ｔ２G ，Ｔ２B ）（Ｓ４）。これらを基に、
次式によりしきい値（ＴｈR ，ＴｈG ，ＴｈB ）を設定
する（Ｓ５）。 ＴｈR ＝（Ｔ１R ＋Ｔ２R ）／２ ＴｈG ＝（Ｔ１G ＋Ｔ２G ）／２ ＴｈB ＝（Ｔ１B ＋Ｔ２B ）／２ 次いで、検出物体からの信号Ｔ１R ，Ｔ１G ，Ｔ１B が
各しきい値ＴｈR ，ＴｈG ，ＴｈB よりも各々大きい時
は検出物体ありとして（ＯＮ）、フラグＸR ，ＸG ，Ｘ
B を夫々１と設定する（Ｓ６）。以上により、ティーチ
ングが終了する。
の処理を示すフローチャートである。本処理において
は、まず、しきい値の初期設定がなされる（Ｓ１）。セ
ンサ装置出荷時に登録してある設定値ａ，ｂ，ｃをしき
い値ＴｈR ，ＴｈG ，ＴｈB に代入する。次いで、検出
物体を新たに登録し直す場合はティーチングモードと
し、そうでない場合はランモードとする（Ｓ２）。ティ
ーチングモードでは、少なくとも検出物体と背景につい
ての光学特性に関する情報を記憶させる。具体的には、
検出物体の色Ｘを登録し（Ｔ１R ，Ｔ１G ，Ｔ１B ）
（Ｓ３）、背景である搬送ライン３０の色Ｙを登録する
（Ｔ２R ，Ｔ２G ，Ｔ２B ）（Ｓ４）。これらを基に、
次式によりしきい値（ＴｈR ，ＴｈG ，ＴｈB ）を設定
する（Ｓ５）。 ＴｈR ＝（Ｔ１R ＋Ｔ２R ）／２ ＴｈG ＝（Ｔ１G ＋Ｔ２G ）／２ ＴｈB ＝（Ｔ１B ＋Ｔ２B ）／２ 次いで、検出物体からの信号Ｔ１R ，Ｔ１G ，Ｔ１B が
各しきい値ＴｈR ，ＴｈG ，ＴｈB よりも各々大きい時
は検出物体ありとして（ＯＮ）、フラグＸR ，ＸG ，Ｘ
B を夫々１と設定する（Ｓ６）。以上により、ティーチ
ングが終了する。
【００１８】ランモードは受光信号から、それが検出物
体の色Ｘか背景の色Ｙかを判断してセンサ出力を出すモ
ードである。このモードでは、まず、受光信号（ＳR ，
ＳG，ＳB ）を取り込み（Ｓ７）、各受光信号が各しき
い値（ＴｈR ，ＴｈG ，ＴｈB ）よりも大きいか小さい
かを判断し、大きければＺR ，ＺG ，ＺB を夫々１とす
る（Ｓ８）。その結果がＳ６の設定結果と等しいか否か
を判断し（Ｓ９）、全てが等しければ（Ｓ９でＹＥ
Ｓ）、検出物体が有るとしてＯＮ信号を出力する（Ｓ１
０）。受光信号ＳR ，ＳG ，ＳB の各しきい値ＴｈR ，
ＴｈG ，ＴｈB との比較結果の設定結果と等しくなけれ
ば（Ｓ９でＮＯ）、検出物体なしと判断し、Ｓ２に戻り
検出を続ける。
体の色Ｘか背景の色Ｙかを判断してセンサ出力を出すモ
ードである。このモードでは、まず、受光信号（ＳR ，
ＳG，ＳB ）を取り込み（Ｓ７）、各受光信号が各しき
い値（ＴｈR ，ＴｈG ，ＴｈB ）よりも大きいか小さい
かを判断し、大きければＺR ，ＺG ，ＺB を夫々１とす
る（Ｓ８）。その結果がＳ６の設定結果と等しいか否か
を判断し（Ｓ９）、全てが等しければ（Ｓ９でＹＥ
Ｓ）、検出物体が有るとしてＯＮ信号を出力する（Ｓ１
０）。受光信号ＳR ，ＳG ，ＳB の各しきい値ＴｈR ，
ＴｈG ，ＴｈB との比較結果の設定結果と等しくなけれ
ば（Ｓ９でＮＯ）、検出物体なしと判断し、Ｓ２に戻り
検出を続ける。
【００１９】次に、色差判別のＳ／Ｎを向上するための
光学式センサ装置１の投光方法の設定手法を図８、図９
を参照して説明する。いずれも処理の詳細フローチャー
トを示していないが、ティーチングモードの処理にて設
定する。その第１の実施例として、Ｓ／Ｎのノイズ成分
Ｎを下げる方法として、各受光信号ＳR ，ＳG ，ＳBに
ついて、一定時間内に受光する信号パルスの平均値をと
る方法がある。ここで、平均値をとる信号パルスの数を
増やせば、信号は安定する。すなわち、ノイズ成分Ｎが
低下したことになるが、信号パルス数を増やすと、セン
サの応答速度が遅くなる問題がある。いま、図８に示す
ように、検出物体の色Ｘと背景の色Ｙについての受光量
（それぞれ実線、破線で示す）に関し、Ｒ、Ｇでは差が
なく、Ｂで差が出るとする。ＸとＹで最も受光信号に差
の出る光Ｂのノイズ成分を下げるために、その光源の投
光パルスの数を増す。すなわち、図９（ａ）に示すよう
なＲ，Ｇ，Ｂの一定時間内の投光回数が等しい投光方法
から、図９（ｂ）に示すような、最も受光信号に差の出
るＢの光の投光回数を増加させ、逆に受光信号に差の出
ないＲ，Ｇの光の投光回数を減少させるような投光方法
に切り替える。各光源のデューティ比は、Ｒ：１／２
倍、Ｇ：１／２倍、Ｂ：２倍となる。ここに、一定時間
内の投光パルス数の総和を変化させないようにすれば
（パルス幅一定とする）、応答速度を変化させずに検出
性能の向上を図ることができる。
光学式センサ装置１の投光方法の設定手法を図８、図９
を参照して説明する。いずれも処理の詳細フローチャー
トを示していないが、ティーチングモードの処理にて設
定する。その第１の実施例として、Ｓ／Ｎのノイズ成分
Ｎを下げる方法として、各受光信号ＳR ，ＳG ，ＳBに
ついて、一定時間内に受光する信号パルスの平均値をと
る方法がある。ここで、平均値をとる信号パルスの数を
増やせば、信号は安定する。すなわち、ノイズ成分Ｎが
低下したことになるが、信号パルス数を増やすと、セン
サの応答速度が遅くなる問題がある。いま、図８に示す
ように、検出物体の色Ｘと背景の色Ｙについての受光量
（それぞれ実線、破線で示す）に関し、Ｒ、Ｇでは差が
なく、Ｂで差が出るとする。ＸとＹで最も受光信号に差
の出る光Ｂのノイズ成分を下げるために、その光源の投
光パルスの数を増す。すなわち、図９（ａ）に示すよう
なＲ，Ｇ，Ｂの一定時間内の投光回数が等しい投光方法
から、図９（ｂ）に示すような、最も受光信号に差の出
るＢの光の投光回数を増加させ、逆に受光信号に差の出
ないＲ，Ｇの光の投光回数を減少させるような投光方法
に切り替える。各光源のデューティ比は、Ｒ：１／２
倍、Ｇ：１／２倍、Ｂ：２倍となる。ここに、一定時間
内の投光パルス数の総和を変化させないようにすれば
（パルス幅一定とする）、応答速度を変化させずに検出
性能の向上を図ることができる。
【００２０】第１の実施例の変形例として、ＸとＹで受
光信号に差の出ない少なくとも１つの光源色（ここでは
Ｇ）は点灯させず、他の光源の投光回数を増加させても
よい。すなわち、図１０（ａ）の投光方法から図１０
（ｂ）の投光方法に変える。各光源のデューティ比は、
Ｒ：２倍、Ｇ：点灯しない、Ｂ：２倍となる。この場合
においても、一定時間内の投光パルス数の総和を変化さ
せないようにすれば（パルス幅一定とする）、応答速度
を変えることなく、より一層検出性能の向上を図ること
ができる。
光信号に差の出ない少なくとも１つの光源色（ここでは
Ｇ）は点灯させず、他の光源の投光回数を増加させても
よい。すなわち、図１０（ａ）の投光方法から図１０
（ｂ）の投光方法に変える。各光源のデューティ比は、
Ｒ：２倍、Ｇ：点灯しない、Ｂ：２倍となる。この場合
においても、一定時間内の投光パルス数の総和を変化さ
せないようにすれば（パルス幅一定とする）、応答速度
を変えることなく、より一層検出性能の向上を図ること
ができる。
【００２１】上述の第１の実施例においてはノイズ成分
Ｎを下げることによりＳ／Ｎを向上させていたが、投光
パワーを上げ、信号成分Ｓを上げることによりＳ／Ｎを
向上させるものであってもよい。この投光方法の設定手
法を第２の実施例とし、図１１、図１２を参照して説明
する。いま、図１１に示すように、検出物体の色Ｘと背
景の色Ｙについての受光量（それぞれ実線、破線で示
す）に関し、Ｒ、Ｇでは差がなく、Ｂで差が出るとす
る。この色Ｘ、色Ｙの光学特性は上述の図８に示したも
のと同様である。ＸとＹで最も受光信号に差の出る光Ｂ
の信号成分を上げるために、その投光パワーを上げる。
すなわち、図１２（ａ）に示すような、Ｒ，Ｇ，Ｂの投
光パワーが等しい投光方法から、図１２（ｂ）に示すよ
うな、最も受光信号に差の出るＢの光の投光パワーを上
げ、逆に受光信号に差の出ないＧの光の投光パワーを下
げるような投光方法に切り替える。ここに、投光パワー
の総和を変化させないようにすれば、消費電力を増やす
ことなく、検出性能の向上を図ることができる。
Ｎを下げることによりＳ／Ｎを向上させていたが、投光
パワーを上げ、信号成分Ｓを上げることによりＳ／Ｎを
向上させるものであってもよい。この投光方法の設定手
法を第２の実施例とし、図１１、図１２を参照して説明
する。いま、図１１に示すように、検出物体の色Ｘと背
景の色Ｙについての受光量（それぞれ実線、破線で示
す）に関し、Ｒ、Ｇでは差がなく、Ｂで差が出るとす
る。この色Ｘ、色Ｙの光学特性は上述の図８に示したも
のと同様である。ＸとＹで最も受光信号に差の出る光Ｂ
の信号成分を上げるために、その投光パワーを上げる。
すなわち、図１２（ａ）に示すような、Ｒ，Ｇ，Ｂの投
光パワーが等しい投光方法から、図１２（ｂ）に示すよ
うな、最も受光信号に差の出るＢの光の投光パワーを上
げ、逆に受光信号に差の出ないＧの光の投光パワーを下
げるような投光方法に切り替える。ここに、投光パワー
の総和を変化させないようにすれば、消費電力を増やす
ことなく、検出性能の向上を図ることができる。
【００２２】第２の実施例の変形例として、ＸとＹで最
も受光信号に差の出ない１つの光源色（ここではＧ）を
点灯させず、他の光源の投光パワーを上げてもよい。す
なわち、図１３（ａ）の投光方法から図１３（ｂ）の投
光方法に変える。この場合においても、投光パワーの総
和を変化させないようにすれば、消費電力を増やすこと
なく、より一層検出性能の向上を図ることができる。
も受光信号に差の出ない１つの光源色（ここではＧ）を
点灯させず、他の光源の投光パワーを上げてもよい。す
なわち、図１３（ａ）の投光方法から図１３（ｂ）の投
光方法に変える。この場合においても、投光パワーの総
和を変化させないようにすれば、消費電力を増やすこと
なく、より一層検出性能の向上を図ることができる。
【００２３】尚、本実施例に係る投光方法を行うには、
図１４に示すように回路構成の一部を変更し、ＣＰＵ２
０が電圧調整器３０を介してＬＥＤ３ａ，３ｂ，３ｃの
駆動電圧を調整するような構成とすればよい。
図１４に示すように回路構成の一部を変更し、ＣＰＵ２
０が電圧調整器３０を介してＬＥＤ３ａ，３ｂ，３ｃの
駆動電圧を調整するような構成とすればよい。
【００２４】なお、本発明は上記実施の形態に限られず
種々の変形が可能である。例えば、上述の信号処理方法
では、受光素子１０からの出力ＳR ，ＳG ，ＳB により
処理を行っていたが、検出物体２までの距離が変動する
場合には、全受光素子の総出力に対する各受光素子の出
力の比率、すなわち、ＳR ／（ＳR ＋ＳG ＋ＳB ），Ｓ
G ／（ＳR ＋ＳG ＋ＳB ），ＳB ／（ＳR ＋ＳG ＋ＳB
）により処理する方が望ましい（前述した検出物体と
背景の登録におけるＴ１，Ｔ２についても同様）。すな
わち、検出物体２までの距離の変動に伴う出力ＳR ，Ｓ
G ，ＳB の増減は比例的であるので、総出力に対する各
出力の比率は、検出物体２までの距離の変動に関わらず
一定である。従って、この比率を用いて処理を行うこと
により、検出物体２までの距離が変動した場合に起こる
誤検知を抑えることができる。尚、この信号処理方法で
色判別を行うには、３つのＬＥＤ３ａ，３ｂ，３ｃのう
ち、少なくとも２つを点灯する必要があり、例えば、Ｓ
R ／（ＳR ＋ＳG ），ＳG ／（ＳR ＋ＳG ）の２つの値
を得れば色判別を行うことができる。
種々の変形が可能である。例えば、上述の信号処理方法
では、受光素子１０からの出力ＳR ，ＳG ，ＳB により
処理を行っていたが、検出物体２までの距離が変動する
場合には、全受光素子の総出力に対する各受光素子の出
力の比率、すなわち、ＳR ／（ＳR ＋ＳG ＋ＳB ），Ｓ
G ／（ＳR ＋ＳG ＋ＳB ），ＳB ／（ＳR ＋ＳG ＋ＳB
）により処理する方が望ましい（前述した検出物体と
背景の登録におけるＴ１，Ｔ２についても同様）。すな
わち、検出物体２までの距離の変動に伴う出力ＳR ，Ｓ
G ，ＳB の増減は比例的であるので、総出力に対する各
出力の比率は、検出物体２までの距離の変動に関わらず
一定である。従って、この比率を用いて処理を行うこと
により、検出物体２までの距離が変動した場合に起こる
誤検知を抑えることができる。尚、この信号処理方法で
色判別を行うには、３つのＬＥＤ３ａ，３ｂ，３ｃのう
ち、少なくとも２つを点灯する必要があり、例えば、Ｓ
R ／（ＳR ＋ＳG ），ＳG ／（ＳR ＋ＳG ）の２つの値
を得れば色判別を行うことができる。
【００２５】また、上述した検出方法では、検出物体２
からの反射光により検出をおこなっていたが、検出物体
２が、透明ガラス、透明なＰＥＴボトルや透明ビンな
ど、透明な素材で形成されている場合には、これらの透
過光により検出を行うものであってもよい。
からの反射光により検出をおこなっていたが、検出物体
２が、透明ガラス、透明なＰＥＴボトルや透明ビンな
ど、透明な素材で形成されている場合には、これらの透
過光により検出を行うものであってもよい。
【００２６】
【発明の効果】以上のように本発明の光学式センサ装置
によれば、駆動部は予めティーチングされた２つ以上の
検出物体の光学特性に関する情報に基づいて、それぞれ
の光源の投光時間、投光回数又は投光強度のいずれかを
変化させるものである。即ち、光学特性に差の出る光源
の投光時間、投光回数又は投光強度を増加させ、逆に、
光学特性に差の出ない投光時間、投光回数又は投光強度
を減少させる。従って、各々の光源の一回の投光時間を
変化させず、投光回数を変化させる場合において、その
一定時間内の投光回数の総和を変化させないようにすれ
ば、処理時間を増大することなく、検出性能の向上を図
ることができる。また、各々の光源の一回の投光時間を
変化させる場合においても、上述と同様に、処理時間を
増大することなく、検出性能の向上を図ることができ
る。さらに、各々の光源の投光強度を変化させる場合に
おいても、その一定時間内の投光強度の総和を変化させ
ないようにすれば、消費電力を増大することなく、検出
性能の向上を図ることができる。また、本発明の光学式
センサ装置によれば、上記構成における駆動部がティー
チングされた少なくとも２つ以上の検出物体の反射又は
透過率に差が出る光源の投光時間又は投光時間の割合を
増加させることによって、上記と同様に、処理時間を変
化させずに、検出性能の向上を図ることができる。ま
た、本発明の光学式センサ装置によれば、上記構成にお
ける駆動部により駆動される少なくとも２つ以上の光源
の単位時間あたりの投光時間又は投光回数の和を、検出
物体の光学特性によらず一定にすることによって、上記
と同様に、処理時間を増大することなく検出性能の向上
を図ることができる。
によれば、駆動部は予めティーチングされた２つ以上の
検出物体の光学特性に関する情報に基づいて、それぞれ
の光源の投光時間、投光回数又は投光強度のいずれかを
変化させるものである。即ち、光学特性に差の出る光源
の投光時間、投光回数又は投光強度を増加させ、逆に、
光学特性に差の出ない投光時間、投光回数又は投光強度
を減少させる。従って、各々の光源の一回の投光時間を
変化させず、投光回数を変化させる場合において、その
一定時間内の投光回数の総和を変化させないようにすれ
ば、処理時間を増大することなく、検出性能の向上を図
ることができる。また、各々の光源の一回の投光時間を
変化させる場合においても、上述と同様に、処理時間を
増大することなく、検出性能の向上を図ることができ
る。さらに、各々の光源の投光強度を変化させる場合に
おいても、その一定時間内の投光強度の総和を変化させ
ないようにすれば、消費電力を増大することなく、検出
性能の向上を図ることができる。また、本発明の光学式
センサ装置によれば、上記構成における駆動部がティー
チングされた少なくとも２つ以上の検出物体の反射又は
透過率に差が出る光源の投光時間又は投光時間の割合を
増加させることによって、上記と同様に、処理時間を変
化させずに、検出性能の向上を図ることができる。ま
た、本発明の光学式センサ装置によれば、上記構成にお
ける駆動部により駆動される少なくとも２つ以上の光源
の単位時間あたりの投光時間又は投光回数の和を、検出
物体の光学特性によらず一定にすることによって、上記
と同様に、処理時間を増大することなく検出性能の向上
を図ることができる。
【００２７】また、本発明の光学式センサ装置によれ
ば、上記構成における駆動部が、ティーチングされた検
出物体の反射又は透過率に差が小さい光源を駆動させ
ず、差の大きい光源の投光時間、投光回数又は投光強度
を増加させることによって、全ての光源の投光時間の総
和が変化しなければ、処理時間を増大することなく、よ
り一層検出性能の向上を図ることができる。また、本発
明の光学式センサ装置によれば、上記検出物体の光学特
性の差を、２つ以上の光源による受光手段からの信号の
比を用いて出力することによって、上述と同様の効果に
加えて、装置と検出物体間の距離が変動する場合におい
ても正確な検出を行うことができる。また、本発明の光
学式センサ装置によれば、上記構成において、検出物体
の色を検出するものとし、検出物体の色間で光学特性の
差の出る光源の投光回数等を増加させ、色の差の出ない
光源の投光回数等を減少させるので、色の差が微小な検
出物体間の判別を行う場合においても、消費電力と処理
時間を増大することなく正確な色判別を行うことができ
る。
ば、上記構成における駆動部が、ティーチングされた検
出物体の反射又は透過率に差が小さい光源を駆動させ
ず、差の大きい光源の投光時間、投光回数又は投光強度
を増加させることによって、全ての光源の投光時間の総
和が変化しなければ、処理時間を増大することなく、よ
り一層検出性能の向上を図ることができる。また、本発
明の光学式センサ装置によれば、上記検出物体の光学特
性の差を、２つ以上の光源による受光手段からの信号の
比を用いて出力することによって、上述と同様の効果に
加えて、装置と検出物体間の距離が変動する場合におい
ても正確な検出を行うことができる。また、本発明の光
学式センサ装置によれば、上記構成において、検出物体
の色を検出するものとし、検出物体の色間で光学特性の
差の出る光源の投光回数等を増加させ、色の差の出ない
光源の投光回数等を減少させるので、色の差が微小な検
出物体間の判別を行う場合においても、消費電力と処理
時間を増大することなく正確な色判別を行うことができ
る。
【図１】本発明による光学式センサ装置の構成を示す断
面図である。
面図である。
【図２】本発明による光学式センサ装置の投受光のタイ
ミングを示すタイムチャートである。
ミングを示すタイムチャートである。
【図３】本発明による光学式センサ装置の処理系を示す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図４】本発明による光学式センサ装置の使用例を示す
図である。
図である。
【図５】色Ｘ，Ｙの分光反射率と、各ＬＥＤの分光強度
分布を示す図である。
分布を示す図である。
【図６】各ＬＥＤの投光のタイミングと、このタイミン
グにおける色Ｘ，Ｙの受光出力を示す図である。
グにおける色Ｘ，Ｙの受光出力を示す図である。
【図７】ティーチングによるしきい値設定方法と、色判
定方法を示すフローチャートである。
定方法を示すフローチャートである。
【図８】赤、緑、青の色の光に対する色Ｘ，Ｙの反射率
を示す図である。
を示す図である。
【図９】本発明の第１の実施例による投光方法のタイミ
ングを示すタイムチャートであり、（ａ）は変化前、
（ｂ）は変化後のパルス信号を示している。
ングを示すタイムチャートであり、（ａ）は変化前、
（ｂ）は変化後のパルス信号を示している。
【図１０】本発明の第１の実施例の変形例による投光方
法のタイミングを示すタイムチャートであり、（ａ）は
変化前、（ｂ）は変化後のパルス信号を示している。
法のタイミングを示すタイムチャートであり、（ａ）は
変化前、（ｂ）は変化後のパルス信号を示している。
【図１１】赤、緑、青の色の光に対する色Ｘ，Ｙの反射
率を示す図である。
率を示す図である。
【図１２】本発明の第２の実施例による投光方法のタイ
ミングを示すタイムチャートであり、（ａ）は変化前、
（ｂ）は変化後のパルス信号を示している。
ミングを示すタイムチャートであり、（ａ）は変化前、
（ｂ）は変化後のパルス信号を示している。
【図１３】本発明の第２の実施例の変形例による投光方
法のタイミングを示すタイムチャートであり、（ａ）は
変化前、（ｂ）は変化後のパルス信号を示している。
法のタイミングを示すタイムチャートであり、（ａ）は
変化前、（ｂ）は変化後のパルス信号を示している。
【図１４】本発明の第２の実施例による投光方法を行う
ための回路構成の一部を示す図である。
ための回路構成の一部を示す図である。
１ 光学式センサ装置 ２ 検出物体 ３ａ，３ｂ，３ｃ ＬＥＤ（光源） １０ 受光素子（受光手段） ２１ａ，２１ｂ，２１ｃ 駆動回路（駆動部）
Claims (6)
- 【請求項１】 互いに波長の異なる少なくとも２つ以上
の光源と、これらの光源を駆動する駆動部とを備えた投
光手段と、この投光手段から投光した光の検出物体によ
る反射光又は透過光を受光する受光手段と、検出物体の
反射又は透過の光学特性に応じて前記受光手段より得ら
れる信号に基づいて検出物体の有無又は種類を検出する
光学式センサ装置において、 前記駆動部は予めティーチングされた少なくとも２つ以
上の前記検出物体の光学特性に関する情報に基づいて、
前記２つ以上の光源のそれぞれの投光時間、投光回数又
は投光強度のいずれかを変化させることを特徴とする光
学式センサ装置。 - 【請求項２】 前記駆動部は、前記ティーチングされた
少なくとも２つ以上の検出物体の反射又は透過率に差が
出る光源の投光時間又は投光時間の割合を増加させるこ
とを特徴とする請求項１に記載の光学式センサ装置。 - 【請求項３】 前記駆動部により駆動される前記少なく
とも２つ以上の光源の単位時間あたりの投光時間又は投
光回数の和は、前記検出物体の光学特性によらず一定で
あることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の光
学式センサ装置。 - 【請求項４】 前記駆動部は、前記ティーチングされた
少なくとも２つ以上の検出物体の反射又は透過率に差が
小さい光源を駆動しないことを特徴とする請求項１乃至
請求項３のいずれかに記載の光学式センサ装置。 - 【請求項５】 前記検出物体の光学特性の差を、前記２
つ以上の光源による前記受光手段からの信号の比を用い
て出力することを特徴とする請求項１乃至請求項４のい
ずれかに記載の光学式センサ装置。 - 【請求項６】 前記検出物体の色を検出するものである
ことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記
載の光学式センサ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30124396A JPH10122965A (ja) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | 光学式センサ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30124396A JPH10122965A (ja) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | 光学式センサ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10122965A true JPH10122965A (ja) | 1998-05-15 |
Family
ID=17894504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30124396A Withdrawn JPH10122965A (ja) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | 光学式センサ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10122965A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000111315A (ja) * | 1998-09-30 | 2000-04-18 | Omron Corp | 光電センサおよびその製造方法 |
| WO2000047053A1 (fr) * | 1999-02-10 | 2000-08-17 | Hitec Co., Ltd. | Dispositif de fabrication de saucisson |
| JP2008096241A (ja) * | 2006-10-11 | 2008-04-24 | Shimadzu Corp | 分光光度計 |
| JP5308150B2 (ja) * | 2006-03-14 | 2013-10-09 | Ｇａｓｔ Ｊａｐａｎ 株式会社 | 土壌検査装置 |
| JPWO2012070433A1 (ja) * | 2010-11-22 | 2014-05-19 | エイディシーテクノロジー株式会社 | 物体検出装置および光照射装置 |
-
1996
- 1996-10-24 JP JP30124396A patent/JPH10122965A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000111315A (ja) * | 1998-09-30 | 2000-04-18 | Omron Corp | 光電センサおよびその製造方法 |
| WO2000047053A1 (fr) * | 1999-02-10 | 2000-08-17 | Hitec Co., Ltd. | Dispositif de fabrication de saucisson |
| JP5308150B2 (ja) * | 2006-03-14 | 2013-10-09 | Ｇａｓｔ Ｊａｐａｎ 株式会社 | 土壌検査装置 |
| JP2008096241A (ja) * | 2006-10-11 | 2008-04-24 | Shimadzu Corp | 分光光度計 |
| JPWO2012070433A1 (ja) * | 2010-11-22 | 2014-05-19 | エイディシーテクノロジー株式会社 | 物体検出装置および光照射装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040106 |