JPS6219964Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は受光素子として固体撮像素子を用い
た走査形の光電スイツチに関するもので、撮像素
子における検査視野の両端の明暗状態を各別に可
視表示する表示器を備えたものである。

例えば各種生産ラインにおける製品の計測なら
びに欠点検査の無接触検出手段として用いられる
光電スイツチは、反射形・透過形いずれの構造の
ものにおいても所定のスポツトエリア内に被検査
物体が位置するか否かをスイツチ信号として出力
するのみであるため、いわゆる走査タイプのよう
なある程度の幅をもつた多様性のある検査を行な
うことは不可能である。一方、走査タイプの代表
的なものとして、固体撮像素子を用いて被検査物
体の面計測を行なえるようにした撮像装置が近年
著しく使用されるに至つているが、これにあつて
はパターン認識という高度で、しかもある程度の
幅をもつた検査を行なうことができる反面、コス
ト的にきわめて高価なものとなるのみならず大が
かりな付帯装置を必要とするために従来の光電ス
イツチと同等に取り扱うことは難しい。

そこで本出願人は上記の光電スイツチならびに
撮像装置の中間に類するものとして固体撮像素子
を用いた光電スイツチを提案・開発している。こ
の光電スイツチの主目的は従来の光電スイツチの
取扱性ならびにスイツチとしての商品イメージを
保持しつつ、なおかつ撮像装置のような多様性の
ある検査機能を具備させようとするもので、その
将来性が多いに期待されている。

ところで上記のような撮像素子を用いた光電ス
イツチを所定の位置に設置するにあたつては、光
源面（被写体面）と撮像素子の受光面が互いに平
行となるように設置しなければならず、その平行
度が保たれないとたとえ被写体の走査面全体が均
一な明あるいは暗状態であつても撮像素子から出
力される映像信号はその走査方向両端間において
レベル誤差が生ずることになる。

このような撮像素子と被写体との相対関係を含
む走査箇所の位置決めならびに走査範囲の設定を
問題とする場合、既存の撮像装置にズームレンズ
とクローズアツプレンズとを併用し、そのセツテ
イングにあたつてはフアインダをのぞきながらカ
メラの向きを調整・固定し、併せてズームレンズ
の焦点を決めるようにしたものが一部において実
用化されているが、この方式のものにあつては光
学系にかなりの設置スペースを必要とするために
全体として大型なものとなるばかりでなく、コス
ト的にみてもかなり高価なものとなるため、既存
の撮像装置と異なり上述のような取扱い性を重要
視する光電スイツチには不適である。

そこでこの考案は上記のような背景のもとにな
されたもので、被写体を撮像するレンズ系と、こ
のレンズ系の結像面に設けられた一次元の固体撮
像素子と、この固体撮像素子を駆動するための駆
動回路と、上記固体撮像素子で得られた信号を明
暗２値化する２値化回路とよりなる光電スイツチ
において、 前記駆動回路の出力に応じて作動し、測定範囲
間ゲート信号を出力する測定ゲート信号発生回路
と、 前記ゲート信号の立上りおよび立下り時の明暗
状態を判定する表示回路と、 上記表示回路の出力に応じてそれぞれ点灯する
２つの表示素子とを有することを特徴としたもの
で以下この考案の一実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

最初にこの考案に係る光電スイツチの回路構成
の概略を第１図および第２図に基づいて説明する
と、一点鎖線で囲まれた部分が後述のケースに内
蔵される部分である。

一次元の固体撮像素子すなわちラインセンサー
１は駆動回路２からの走査パルスφおよび走査ス
タートパルスPsを受けて動作し、レンズ３で得
られた像の映像信号が直列に出力される。この映
像信号は二値化回路４において所定の弁別レベル
Ｅ１で二値化されるとともに連続信号に整形さ
れ、その出力端子ａからは、映像の明部に対応し
た部分で“１”となり、暗部に対応した部分で
“０”となるような信号が出力され、またこの出
力の論理を反転した信号が出力端子より出力さ
れる。したがつてOR回路８に対する出力状態を
スイツチ９で切換えることにより明動作か暗動作
かを選択的に切換えることができるようになつて
いる。

５は測定範囲を設定する測定ゲート信号発生回
路で、第２図に示すように上記駆動回路２からの
スタートパルスPsを受けて動作し、同パルスPs
の発生点から可変抵抗器６および７で任意に可変
設定できるｔ時間経過後からＴ時間までの期間に
“１”となる測定ゲート信号ｂが出力される。こ
の信号ｂにおけるＴ期間は光電スイツチの判別視
野に対応するもので、その立上がり点を可変抵抗
器６で、また立下がり点を可変抵抗器７でそれぞ
れ可変設定することによりその判別視野がビツト
単位で任意に設定できるようになつている。

上記ゲート信号ｂはインバータ１０で反転され
てとなり、OR回路８において上記スイツチ９
で選択された二値化映像信号ａまたはとの間で
論理和がとられる。このOR回路８により暗動作
のときは測定範囲Ｔ中に含まれる映像信号ａの暗
信号a₁のみが選択され、逆に明動作のときは測定
範囲Ｔ中に含まれる映像信号の明信号のみが選
択される。

そしてパルス幅弁別回路１１において、OR回
路８の出力中に含まれる暗信号または明信号に対
応するパルス幅が可変抵抗器１２で可変設定され
た値より大きい場合にのみ出力信号を発し、出力
回路１３はこの出力信号を受けて出力リレーを駆
動するようになつている。

表示回路１４は前述の測定ゲート信号ｂおよび
映像信号ａを入力とし、測定ゲート信号ｂの立上
がり時点および立下がり時点における映像信号ａ
の論理状態、つまり測定範囲Ｔの走査方向両端の
明暗状態を読取り、それぞれに発光ダイオード１
５および１６で表示するものである。

第４図は上記光電スイツチの機械的構成を示す
もので、箱状をなすケース２０はカバー２１のほ
かにレンズ３、このレンズ３の結像面に取付基板
２２を介して配設されたラインセンサー１ならび
にプリント基板２３等を内蔵している。このプリ
ント基板２３は前述の駆動回路２、二値化回路
４、出力回路１３等を構成する実装部品の他に、
可変抵抗器６，７，１２と発光ダイオード１５，
１６ならびに切換スイツチ９、感動調整機構等を
備えている。尚、発光ダイオード１５，１６は同
図に示すように被写体の走査方向に対応させて並
設すれば直観的に判別できるので、きわめて実用
的なものとなる。

このような構成において、まず光電スイツチの
正規の位置決めを説明すると、第４図に示すよう
に今仮りにラインセンサー１の走査可能な範囲を
フルに利用して検査視野（判別視野）の幅が
R₁，L₁間に設定されているものとし、この状態
で光源２４の照光面（被検査物体は取除かれてい
る）に対してラインセンサー１の受光面が平行に
設置されていない場合には、被写体に対する走査
方向両端の距離が異なるためにラインセンサー１
の出力は、第３図１または２に示すように、距離
の短い方が大きく、また距離の長い方が小さくな
り、このため、二値化回路４の映像出力ａは第３
図１もしくは２のようにこの出力Ｖに対応して右
または左側に偏るようになり、発光ダイオード１
５，１６のいずれか一方が点灯するのみである。
そこで光電スイツチの向きを調整して発光ダイオ
ード１５，１６の両者がともに点灯するまで調整
する。この両者の点灯で初めて走査方向両端の出
力レベルＶが第３図３に示すように同一となり、
被写体に対する走査方向両端の距離が一致し、光
電スイツチの正規の設置位置が決定されることに
なる。尚、検査視野がR₂，L₂間に設定されてい
る場合にもそのセツテイングの要領は上記と全く
同様である。

次に上記の表示機構を利用して検査視野を設定
する際の手順について説明する。今仮りに第４図
に示すR₂，L₂間に検査視野を設定するものとす
ると、先ず照光面上のR₂，L₂位置にそれぞれバ
ー状の遮光板を設置して検査視野の両端を物理的
に決定する。そしてこの状態で可変抵抗器６およ
び７をそれぞれ調整してラインセンサー１の電気
的な検査視野の両端部、つまり測定ゲート信号発
生回路５のゲート信号ｂを第２図に示す期間Ｔの
立上がり点および立下がり点をそれぞれ変化なら
しめ、これらの立上がり点および立下がり点が上
記のR₂，L₂に一致すると二値化回路４からの映
像信号ａとで表示回路１４を作動させて発光ダイ
オード１５，１６が点灯することになる。よつて
R₂，L₂を立上がり点および立下がり点とする判
別視野Ｔが確認・決定されることになる。

以上の説明から明らかなようにこの考案におけ
る光電スイツチにあつては、測定範囲間出力する
測定ゲート信号発生回路を設け、この回路からの
ゲート信号の立上りおよび立下り時の明暗状態を
判定し、その状態に応じてそれぞれ点灯する２つ
の表示素子を設けたものであり、したがつてその
表示状態によつてスイツチの設置位置の正否判断
ならびに視野の設定・確認を行なうことができる
ので、スイツチの取付けあるいは視野の変更等の
セツテイング作業を簡略化することができ、また
既存の撮像装置のように大がかりな光学系ならび
に付帯装置を必要としないので、所期の目的であ
るところの安価にして取扱性のすぐれた光電スイ
ツチを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案に係る光電スイツチの回路構
成を示すブロツク図、第２図および第３図は同じ
くその動作を説明するためのタイムチヤート、第
４図は上記光電スイツチの機械的構成を示す要部
断面図である。 １……一次元固体撮像素子（ラインセンサ
ー）、２……駆動回路、４……二値化回路、１３
……出力回路、１４……表示回路、１５，１６…
…発光ダイオード。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 被写体を撮像するレンズ系と、このレンズ系
   の結像面に設けられた一次元の固体撮像素子
   と、この固体撮像素子を駆動するための駆動回
   路と、上記固体撮像素子で得られた信号を明暗
   二値化する二値化回路とよりなる光電スイツチ
   において、 前記駆動回路の出力に応じて作動し、測定範
   囲間ゲート信号を出力する測定ゲート信号発生
   回路と、 前記ゲート信号の立上りおよび立下り時の明
   暗状態を判定する表示回路と、 上記表示回路の出力に応じてそれぞれ点灯す
   る２つの表示素子とを有することを特徴とする
   光電スイツチ。 (2) 上記２つの表示素子を被写体の走査方向に対
   応させて並設したことを特徴とする実用新案登
   録請求の範囲第１項に記載の光電スイツチ。