KR100193586B1

KR100193586B1 - 반사형 광전 감지장치

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Publication number: KR100193586B1
Application number: KR1019960010573A
Authority: KR
Inventors: 신지 미츠하타; 하야미 호소카와; 아라타 나카무라; 노부하루 이시카와; 히로유키 이노우에; 사토루 시모카와; 마사히로 쿠로카와; 코헤이 토미타; 노리마사 야마나카
Original assignee: 타테이시 요시오; 오무론 가부시키가이샤
Priority date: 1995-04-06
Filing date: 1996-04-04
Publication date: 1999-06-15
Also published as: CN1091254C; US5790259A; CN1142608A; KR960038361A

Abstract

예를들면 S-편광을 사용하여 검출 시료 대상물과 비검출 시료 대상물의 각각을 조명한다. 각 시료 대상물로부터 반사된 S-편광 및 P-편광은 상이한 광검출 요소들에 의해서 검출된다. 그 검출 시료 및 비검출 시료 대상물의 광택 및 광량은 광검출 요소들의 검출 결과에 근거해서 판단하고, 광택 차이와 광량 차이를 계산한다. 광택 차이와 광량 차이를 사용하여 변수로서 광택과 광량 중의 적어도 하나를 갖는 평가 함수를 결정한다. 그 검출시료 대상물과 비검출 시료 대상물의 평가 함수에 근거해서 대상물을 구별하기 위한 임계값을 계산한다.

Description

반사형 광전 감지장치

제1도는 본 발명의 실시예 1에 따른 광전 감지장치의 전체 구성을 나타내는 블록도.

제2도 및 제3도는 실시예 1에 따른 광전 감지장치의 작동을 나타내는 플로우챠트.

제4a도는 S-편광이 작은 광택을 갖는 대상물에서 일어나는 경우의 정반사광과 확산 반사광 사이의 관계를 개략적으로 나타낸 도면.

제4b도는 S-편광이 큰 광택을 갖는 대상물에서 일어나는 경우의 정반사광과 확산 반사광 사이의 관계를 개략적으로 나타낸 도면.

제5도는 평가 함수를 나타내는 그래프.

제6a도 및 제6b도는 광검출 값 및 실제 물체의 광택 및 광량 값을 나타낸 도면.

제7도는 본 발명의 실시예 2에 따른 광전 감지장치의 외관을 나타낸 도면.

제8도는 제7도의 장치의 센서 헤드 유닛의 부분적인 절단면을 나타낸 도면.

제9a도 및 제9b도는 제8도의 센서 헤드 유닛의 정면도 및 평면도.

제10도는 제8도의 센서 헤드 유닛의 커버 몸체의 내부를 나타내는 측면도.

제11도는 제8도의 센서 헤드 유닛의 분해도.

제12a도 및 제12b도는 실시예 2의 센서 헤드 유닛의 구조와 또 다른 구조 사이의 작동의 차이를 설명한 도면.

제13a도 및 제13b도는 실시예 2의 센서 헤드 유닛의 기본 몸체에 이미징 렌즈를 맞추기 위한 구조와 또다른 구조 사이의 차이를 설명한 도면.

제14a도 및 제14b도 내지 제18a도 내지 제18c도는 광케이블의 구조의 예를 도시한 도면.

제19도는 본 발명의 실시예 3에 따른 반사형 광전 감지장치를 보여주는 수직 단면도.

제20도는 제19도의 반사형 광전 감지장치의 전체 구성을 보여주는 투시도.

제21a도 내지 제21c도는 각각 제19도의 광전 감지장치의 헤드 유닛의 정면도, 측면도 및 평면도.

제22도는 제21a도 내지 제21c도의 헤드 유닛의 분해도.

제23도는 제21a도 내지 제21c도의 헤드 유닛의 기본 몸체를 나타내는 투시도.

제24도는 제21a도 내지 제21c도의 헤드 유닛의 커버 몸체의 내부를 보여주는 투시도.

제25도는 지지 폴(pole)과 커버 몸체가 서로 어떻게 결속되어 있는지를 나타내는 확대된 단면도.

제26a도 및 제26b도는 광섬유를 이끌어내는 부분을 나타내는 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 100 : 광전 감지 장치 2 : 신호 처리 장치

3, 101 : 헤드 유닛 4 : 조명 요소

5 : 조명 회로 6,7 : 광검출 요소

8, 9 : 광검출 회로 10 : 마이크로 컴퓨터

11 : 진동 회로 12 : 전원

13 : 모드 전환 스위치 14 : 감도 설정 버튼

15 : EEPROM(메모리) 21, 22, 23 : 광섬유

24 : 필터 25 : 렌즈

26 : 편광 빔 스플리터 27 : 물체

[발명의 배경]

[발명의 분야]

본 발명은 반사형 광전 감지장치, 더욱 상세하게는, 한 대상물의 존재 및 그의 표면상태를 검출하기 위한 반사형 광전 감지장치에 관한 것이다.

[종래기술의 설명]

반사형 광전 감지장치는 센서 헤드 유닛 및 증폭기 유닛으로 구성된 것으로 알려져 있다. 그 센서 헤드 유닛에는 LED, 라인 센서, 조명 및 수용 렌즈, 조명 및 광전 회로, 및 그밖에 다른 요소들과 같은 조명하는 발광 요소가 제공된다. 이 장치는 라인 센서를 이용하여 한 대상물로부터 반사광을 검출하여 그의 광도 분포(위치 정보)를 얻고 광량(light quantity) 차이를 결정함으로써 한 목적물의 광택 등을 검출한다.

그러나, 많은 광학 요소 및 회로가 그 센서 헤드 유닛에 장착되어 있기 때문에 이러한 종래의 감지 장치는 크고, 불필요한 조립작업이 필요하기 때문에 비씨다. 또한, 특정 환경에서 방수가 필요할지라도, 종래의 장치는 이러한 관점에서 불충분하다.

종래의 광택 검출 센서의 예는 일본 미심사된 특허공보 평성 4-369468호에 기재되어 있다. 이 장치에서는, 발광부분으로부터 방출된 광이 한 대상물의 검출영역에 적용되고, 그 결과 생성되는 반사광이 CCD에 의해서 검출된다. CCD의 출력신호를 구별화시키고, 형상화하고, 주어진 임계값을 사용해서 구별화시키기 위한 과정을 거친다. 이 장치는 높은 광택을 갖는 대상물의 검출을 가능케 한다. 그러나, 이 장치는 거의 동일한 광택을 갖는 대상물들 사이 및 서로 다른 반사광량을 갖는 대상물들 사이를 구별할 수 없는 결함이 있다.

[발명의 개요]

본 발명의 목적은 광택 또는 반사광량이 다른 대상물 사이를 잘 구별할 수 있도록 하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 조명하고 및 광검출 광섬유를 사용하여 센서 헤드 유닛으로부터 조명하는 발광 요소가 제거되고, 그 센서 헤드 유닛에 있는 각각의 광학 요소의 위치설정 및 각도 결정이 용이하고 정확하게 수행되는 반사형 광전 감지장치를 제공하는 것이다. 또한, 본 발명은 센서 헤드 유닛의 공간을 절약하고, 조립을 편리하게 하고, 비용과 크기를 줄이고 , 대상물을 안전하게 검출할 수 있게 한다.

본 발명의 또다른 목적은 센서 헤드 유닛의 방수성을 개선시키는 것이다.

본 발명에 따라, 검출시료 대상물 또는 비검출 시료 대상물, 또는 실제 대상물의 검출 영역에 조명광을 적용하기 위한 조명 수단; 그 시료 대상물 또는 실제 대상물로부터 반사된 제1 및 제2반사광 빔을 검출하기 위한 제1 및 제2광검출 수단; 상기 제1 및 제2광검출 수단의 검출결과를 기초로 시료 대상물 또는 실제 대상물의 광택을 판단하기 위한 광택 판단 수단; 상기 제1 및 제2광검출 수단의 검출결과를 기초로 시료 대상물 또는 실제 대상물의 광량을 판단하기 위한 광량 판단 수단; 검출 시료 대상물과 비검출 시료 대상물의 광택 차이 및 광량 차이를 계산하여 변수로서 광택과 광량 중의 적어도 하나를 갖는 평가 함수를 결정하기 위한 평가 함수 결정 수단; 검출 시료 대상물 및 비검출 시료 대상물의 평가 함수의 값을 기초로 해서 임계값을 계산하기 위한 임계값 계산 수단; 및 실제 대상물이 상기 임계값을 사용해서 실제 대상물의 평가 함수의 값을 비교하여 검출된 대상물인지 아닌지를 판단하기 위한 대상물 구별 수단을 포함하는 광전 감지 장치가 제공된다.

본 발명의 또 다른 관점에 따라, 대상물의 검출 영역이 선형으로 편광된 광으로 조명되고, 대상물로부터 반사된 반사광은 두 편광 성분으로 분리되고, 그 편광 방향이 편광된 광 분리 수단에 의해서 선형으로 편광된 광의 편광방향에 평행 및 수직고, 그 대상물의 존재, 표면 상태 또는 재료를 나타내는 신호는 상기 두 개의 편광된 성분의 각각의 검출 결과에 기초해서 생성되는 광전 감지장치에 있어서, 발광 요소, 광검출 요소 및 신호 처리 회로를 포함하는 증폭기 유닛; 상기 발광 요소로부터 방출된 광을 헤드 유닛으로 안내하기 위한 조명 광섬유; 상기 헤드 유닛에 의해서 수용된 두 개의 분리된 편광 성분을 광검출 요소로 안내하기 위한 광검출 광섬유; 및 조명 광섬유의 끝부분을 수용하는 단일 케이스, 조명 광섬유로부터 출력된 조명광으로부터 선형으로 편광된 광을 생성하기 위한 편광 요소, 편광된 광 분리수단, 및 광검출 광섬유의 끝부분을 갖는 헤드 유닛을 포함하는 광전 감지장치가 제공된다.

[양호한 실시예의 설명]

[실시예 1]

제1도는 본 발명의 실시예 1에 따른 광전 감지장치의 전체 구성을 나타내는 블록도이다. 제1도에 나타낸 바와 같이, 광전 감지장치(1)은 신호 처리 장치(2) 및 헤드 유닛(3)으로 구성된다. 신호 처리 장치(2)는 주어진 간격에서 조명 요소(4)를 구동시키기 위한 조명 회로(5), 및 각각 광검출 요소(6, 7)에 연결하기 위한 S- 측 및 P-측 광검출 회로(8, 9)를 포함한다. 광검출 회로(8, 9)는 각각 S- 편광 및 P-편광 성분의 광선을 수용한다. 진동 회로(11), 전원(12), 모드 전환 스위치(13), 감도 설정 버튼(14), EEPROM(메모리)(15), 및 출력 회로(15)는 마이크로컴퓨터(10)에 연결된다. 후술하는 바와 같이, 마이크로컴퓨터는 상기 성분으로부터 나온 입력치에 기초해서 주어진 시간에 주기적으로 조명 요소(5)를 구동시키고, 광검출 신호에 기초해서 임계값을 설정함으로써 대상물의 여러 가지 표면 상태를 검출한다.

헤드 유닛(3)의 구성은 아래에 설명할 것이다. 신호 처리 장치(2) 및 헤드 유닛(3)은 세 개의 광섬유(21 내지 23)을 통해서 연결된다. 조명 요소(4)에 한쪽 끝이 연결되고, 광섬유(21)은 조명 광섬유 역할을 한다. 렌즈(25)는 사이에 끼워진 필터(24)를 사용하여 광섬유(21)의 헤드측 끝에 인접하여 배치된다. 필터(24)는 S-편광 성분만을 내보내는 편광 필터이다. 편광 빔 스플리터(26)은 상기 조명광의 반사광의 수용 위치에 배치된다. 편광 빔 스플리터(26)은 수용된 광을 S-편광 성분 및 P-편광 성분으로 분리시킨다. 광검출 광섬유(22, 23)의 또다른 끝은 각각 신호 처리 장치(2) 광검출 요소(6) 및 (7)에 연결된다.

모드 전환 스위치(13)은 런(run) 모드의 학습(teach) 모드 사이를 스위칭하는 역할을 한다. 학습 모드에서, 감도 설정 버튼이 눌러지면 매번 광검출 요소(6, 7)의 신호를 검출하기 위한 반응으로 생성된 광검출 회로(8, 9)의 출력은 A/D-전환되고 마이크로컴퓨터(10)에 입력된다. 수신된 값에 기초해서, 마이크로컴퓨터(10)은 평가 기능 및 검출과 비검출 레벨의 계수를 설정한다. 런 모드에서, 커런트 신호 레벨은 그렇게 설정된 검출과 비검출 레벨과 비교되고, 온/오프 신호가 생성된다.

이 실시예의 작동은 이하 제2도 및 제3도의 플로우챠트를 참고하면서 설명될 것이다. 한 과정을 시작할 때, 모드 전환 스위치(13)이 학습-모드 쪽에 있는지 스텝(31)에서 점검된다. 판단 결과가 확실하면, 감도 설정 버튼(14)가 눌려졌는지 점검된다. 그 과정은 버튼(14)의 누름을 기다린다. 설정 감도에서, 물체(27)은 제1도에 나타낸 헤드 유닛(3)의 앞에 배치된다. 물체(27)은 검출되지 않아야 하는 백색 필드 영역(27a) 및 투명 테이프가 그 백색 필드에 부착된 테이프 영역(27b)를 갖는다. 이 두 영역(27a, 27b)는 서로로부터 구별된다.

첫째, 감도 설정 버튼(14)는 몸체(27)의 백색 필드 영역(27a)가 조명 요소(4)로부터 방출된 광으로 조명될 수 있도록 배열된 후 눌려진다. 다음에, 단계 33에서, 조명 요소(4)는 조명 회로(5)를 통해서 구동된다. 그 결과, 광이 광섬유(21)을 통해서 편광 필터(24)에 입력되고, S-편광 성분만 편광 필터(24)로부터 물체(27)의 백색 필드 영역(27a)에 적용된다. 생성되는 반사광은 S-편광 및 P-편광 성분으로 편광 빔 스플리터(26)에 의해서 분리되며, 이는 광섬유(22, 23)을 경유해서 신호 처리장치의 광검출 요소(6, 7)에 공급되고, 그렇게 함으로써 검출된다. 그 결과 생성되는 검출 신호는 각각 S-측 및 P-측 광검출 회로(8, 9)에 의해서 전압 신호로 전환되고, 다음에 마이크로컴퓨터(10)에서 A/D-전환된다. 단계 34에서, 마이크로컴퓨터(10)은 각각 S_A및 P_A'로서 S-편광 및 P-편광의 전압 신호에서 수용한다. 물체(27)이 그의 테이프 영역(27b)가 조명되도록 이동된 후, 감도 버튼(14)는 다시 단계35에서 눌려진다. 그 결과, 조명 회로(5)는 상기와 같은 방법으로 구동되고, 조명 광섬유(21)을 경유해서 조명 요소(4)로부터 오는 광의 S-편광 성분만이 그 섬유(24)에 의해서 추출되고, 물체(27)의 테이프 영역(27b)(영역 B)에 적용된다. 생성되는 반사광은 편광 빔 스플리터(26)에 의해서 S-편광 및 P-편광 성분으로 분리되고, 마이크로컴퓨터(10)은 상응하는 A/D-전환된 전압 신호 S_A및 P_A'(단계 37)에서 수용된다.

단계, 38에서, 후술하는 방법으로 S-편광 및 P-편광에 상응하는 전압 사이의 차이로부터 광택(X)까 판정된다. 단계 39에서, 광량(Y)는 그러한 전압들의 합으로부터 판정된다. 단계 40에서, 평가 함수(Z)를 정의하기 위한 계수 a 및 b는 광택 X와 광량 Y를 사용하여 결정된다. 단계 41에서, 검출 레벨 Th_on및 비검출 레벨 Th_off가 설정된다. 단계 42에서, 검출 레벨 Th_on및 비검출 레벨 Th_off및 계수 a 및 b가 EEPROM(15)에 기록된다. 그렇게 해서, 학습-모드 과정이 완성된다.

다음에, 계수 a와 b 및 검출 및 비검출 레벨 Th_on및 Th_off의 결정에 관해서 설명될 것이다. 제4a도 및 제4b도는 각각 입사광이 작은값 및 큰 값을 갖는 대상물에 의해서 어떻게 반사되는지를 개략적으로 설명한다. 제4a도에 나타낸 바와 같이, 두가지 타입의 편광 중의 한가지, 즉 S-편광의 입사광이 작은 광택을 갖는 대상물을 조사(照射)하면, S-편광 및 P-편광 성분이 동일한 레벨을 갖는 고강도 학산-반사광 및 편광-방향-보존된 정반사광이 생성된다. 한편, 제4b도에 나타낸 바와 같이, 큰 광택을 갖는 대상물의 경우, S-편광 및 P-편광 성분이 동일한 레벨을 갖고 편광-방향-보존된, 즉 상대적으로 낮은 레벨의 S-편광 정반사광을 갖는 저강도 확산-반사광이 생성된다. 따라서, S-편광과 P-편광 성분 사이의 차이로부터 광택이 결정될 수 있다.

이 실시예에서, 물체(27)은 작은 광택을 갖는 표면(27a) 및 큰 광택을 갖는 표면(27b)를 가지며, 이 표면들은 서로 구별된다. 그러나, 일반적으로, 검출될 대상물 A 및 검출되지 않을 대상물 B가 조명되고, 대상물 A와 B 사이를 구별하기 위해서 계수 및 임계값이 정해진다. 물체 표면 A로부터 생성된 S-편광 및 P-편광 성분의 전압은 각각 S_A및 P_A'로 나타내고, 물체 표면 B로부터 생성된 S-편광 및 P-편광 성분의 전압은 각각 S_B및 P_B'로 나타낸다. 이러한 기호를 사용하여, 광택 값 X_A와 X_B및 광량 Y_A와 Y_B는 다음과 같이 정의된다 :

또한, 물체 표면 A 및 B 사이의 광택 차이 X_S및 광량 Y_S는 다음과 같이 정의된다 :

이러한 정의로 사용하면, X_S및 Y_S는 0 내지 100의 범위 이내에서 다양하다. 평가함수 Z는 광택 X 및 광량 Y에 대해서 다음과 같이 정의된다 :

상기 식에서, 계수 a 및 b는 광택 차이 X_S및 광량 차이 Y_S로부터 다음과 같이 정의된다 :

물체 표면 A 및 B가 조명될 때 얻어진 평가 함수 Z는 각각 Z_A및 Z_B'로 한다. 또한, 검출될 대상물을 검출하기 위해서 사용되는 임계값 Th_on및 Th_off는 다음과 같이 정의된다 :

제5도는 Y_S-X_S ²와 계수 a와 b 사이의 관계를 나타내는 그래프이다. Y_S-X_S ²이 10보다 클 경우, b는 일정한 값 10을 갖는다. Y_S-X_S ²이 0보다 작을 경우, b는 0에서 고정된다. Y_S-X_S ²이 0과 10 사이에 있을 경우, b는 Y_S-X_S ²과 동일하고 계속 변한다. 따라서 a와 b의 합은 항상 10과 동일하다. 이러한 방법은 광택 또는 광량 중 어느 하나에 기초를 둔 구별과 광택 및 광량 모두에 기초를 둔 구별(비례적인 분포) 사이에서 선택된다. 제5도에 나타낸 바와 같이, b가 10인 경우, a는 0과 동일하여 따라서 평가 함수 Z는 Z=10Y로 표현되고, 즉, 광량 Y에 의해서만 구별된다. b가 0일 경우, a는 10과 같고, 따라서 평가함수 Z는 Z=10X, 즉 광택 X에 의해서만 결정된다. 이 두 범위 사이에서, 평가함수 Z는 Z=aX+bY로 광택 X 및 광량 Y의 비례적인 분포에 의해서 결정된다.

다음에, 검출에서 계산의 실례, 즉 큰 광택값을 갖는 대상물과 작은 광택값을 갖는 대상물 사이를 구별하는 실례에 대해서 설명할 것이다. 제6a도를 참고하면, 테이프가 영역 B에 있는 백색 도면에 부착되고 도면의 또다른 영역은 영역 A에 관계된다. 백색 도면의 백색 필드 영역 A는 작은 광택을 갖고, 테잎 영역 B는 큰 광택을 갖는다. 예를들면, 백색 필드 영역 A에서 반사에 의해서 얻어진 S-편광과 P-편광 성분의 A/D-전환된 값은 각각 70과 50으로 취하고, 테잎 영역 B에서 반사에 의해서 얻어진 S-편광과 P-편광 성분의 A/D-전환된 값은 각각 160과 50으로 취해진다. 이 경우에, X_A및 X_B는 각각 20 및 110과 같고, Y_A및 Y_B는 각각 120 및 210과 같다. 따라서, 광택 차이 X_S 및 광량 차이 Y_S는 각각 69 및 27로서 계산된다. 계수 a 및 b는

으로서 계산된다.

따라서, 평가함수 Z는 Z=10X 이다.

일단 평가 함수 Z가 상기와 같은 방법으로 결정되면, 영역 A의 평가 함수값 Z_A및 테이프 영역 B의 평가 함수값 Z_B는

로서 계산된다.

임계값 Th_on및 Th_off는

으로 결정된다.

이들 임계값은 출력 신호가 큰 광택을 갖는 영역(테이프 영역 B)에 대한 on 상태 및 작은 광택을 갖는 영역(백색 도면의 백색 필드 영역 A)에 대한 off 상태를 갖도록 해주는 값이다.

거의 동일한 광택과 상이한 색상을 갖는 대상물들 사이를 구별하여 검출하는 계산의 또다른 실례에 대해서 설명하려 한다. 제6b도를 참고하면, 물체 A는 백색의 광택있는 플라스틱이고 물체 B는 흑색의 광택있는 플라스틱이고, 이들 모두는 큰 광택값을 갖는다. 물체 A에서 반사에 의해서 얻어진 S-편광 및 P-편광 성분의 A/D-전환된 값 S_A및 P_A는 각각 160 및 50으로 취해지고, 물체 B에서 반사에 의해서 얻어진 S-편광 및 P-편광 성분의 A/D-전환된 값은 각각 110 및 2로 취해진다. 광택 X 및 광량 Y는 제6b도에 나타낸 값을 가지며, 광택 차이 X_S및 광량차이 Y_S는 각각 1 및 21로서 계산된다. 이 경우, 평가 함수 Z의 계수 a 및 b는

으로서 결정된다.

따라서, 평가함수 Z는 Z=10Y 이다.

평가 함수값 Z_A및 Z_B는

이다.

검출 및 비검출 레벨 임계값 Th_on및 Th_off는

으로 계산된다.

이러한 임계값은 출력 신호가 백색 광택 플라스틱으로 된 대상물 A에 대한 on 상태 및 흑색 광택 플라스틱으로된 B 대상물에 대한 off 상태를 갖고 그들 사이를 구별할 수 있도록 해주는 값이다.

상기 과정에서, 마이크로컴퓨터(10)은 단계 38에서 제1 및 제2광검출 수단의 출력에 기초하여 광택을 검출하기 위한 광택 판단 수단 및 단계 39에서 동일한 출력에 기초한 반사광량을 판단하기 위한 광량 판단 수단으로서 역할을 한다. 마이크로컴퓨터(10)은 또한 검출된 대상과 검출되지 않을 대상의 광택 차이와 광량 차이에 기초하여 결정하기 위한 평가 함수 결정 수단, 단계 40에서 광택과 광량 중의 적어도 하나가 변수인 평가 함수 Z, 및 단계 41에서 평가 함수의 값에 기초해서 임계값을 계산하기 위한 임계값 계산 수단을 구성한다. 제2도 및 제3도의 플로우챠트를 보면, 모드 전환 스위치(13)이 단계 31의 판단에서 런-모드측에 있을 경우, 그 과정은 단계 51(제3도)로가고, 거기서 검출 레벨 Th_on및 비검출 레벨 Th_on및 계수 a 및 b는 EEPROM(15)로부터 읽어진다. 단계 52에서, 조명 회로(5)가 구동된다. 그 결과, 조명 요소(4)로부터 광섬유(21)을 통해서 광이 방출되고, S-편광 성분만이 편광 필터(24)로부터 물체에 적용된다.

생성되는 반사광은 광검출 요소(6) 및 (7)에 의해서 수용된 S-편광광과 P-편광광으로 분리된다. 마이크로컴퓨터(10)은 단계 53에서 광검출 요소(6) 및 (7)의 출력의 A/D-전환된 값을 수용한다. 단계(54)에서, 평가 함수 Z의 값은 Z=aX+bY에 따라서 계산된다. 단계 55에서, 계산된 Z의 값을 검출 레벨 Th_on및 Th_off와 비교하고, on/off 신호를 출력한다.

단계 56에서, 모드 전환 스위치(13)이 학습-모드측에 있는지 점검된다. 만일 학습-모드측에 있지 않다면, 그 과정은 단계 52로 복귀하여 상기 과정을 반복한다. 반대로, 모드 전환 스위치(13)이 단계(56)에서 학습-모드측에 있다면, 그 과정은 단계 32로 복귀하여(제2도) 단계 33 내지 42를 수행하고, 그렇게 함으로써 계수 a와 b 및 검출레벨과 비검출 레벨 Th_on및 Th_off를 정한다.

상기와 같은 방법으로, 그렇게 정해진 임계값과 평가 함수를 사용하여 두 개의 대상물이 서로 구별될 수 있다.

마이크로컴퓨터(10)은 광택 판단 수단과 광량 판단 수단의 출력으로부터 계산된 평가 함수 값을 임계값과 비교함으로써, 검출될 대상물과 검출되지 않을 대상물 사이를 구별하기 위한 대상물 구별 수단으로서 역할을 한다.

이 실시예에서 조명 수단으로부터 한 대상물에 S-편광광만을 적용하여 생성되는 반사광 빔이 검출되지만, 대상물에 P-편광 광을 적용하고, 생성되는 반사광 빔을 검출하고 상기와 유사한 방법으로 작동을 수행함으로써 대상물 구별이 수행될 수 있음은 말할 나위도 없다.

상기 실시예에서 평가 함수는 광택차이와 광량차이로부터 자동적으로 결정될지라도, 예를들어 가변저항에 의해서 설정된 전압의 형태로 비례 출력으로부터 마이크로컴퓨터(10)에 비율이 입력되어 광택과 광량 사이의 비율에 기초해서 결정될 수도 있다.

상기 실시예에서, 광택 및 광량은 선형으로 편광된 광을 한 대상물에 적용시키고 두 개의 광검출 수단에 의해서 직각으로 편광된 반사광 빔을 검출함으로써 광택 및 광량이 결정된다. 광택을 배경기술에 기재된 종래의 방법에 의해서 결정하고, 광량을 CCD의 출력의 합으로부터 결정하고, 그렇게 해서 결정된 광택 및 광량에 의해서 대상물을 검출하는 수정된 방법도 가능하다.

상기에 기재된 바와 같이, 본 발명에 따라, 평가 함수 및 임계값을 설정하기 위해서 광택 및 광량 중 적어도 어느 하나가 상이한 다수개의 대상물에 대한 학습이 미리 수행된다. 그렇게 결정된 평가 함수와 임계값에 기초해서 대상물들 간의 구별이 잘 수행될 수 있다.

[실시예 2]

제7도는 이 실시예에 따른 광전 감지 장치의 외관을 보여준다. 광전 감지장치(100)은 센서 헤드 유닛(101), 증폭기 유닛(102), 및 광섬유 케이블(123) 및 그 유닛(101)과 (102)를 연결하기 위한 코넥터(124)로 구성된다. 센서 헤드 유닛(101)은 검출된 대상(104)를 조명하기 위한 조명부, 및 생성되는 반사광을 수용하기 위한 광수용부를 갖는다. 증폭기 유닛(102)는 상기 조명부에 공급될 광을 방출하기 위한 발광부, 대상물(104)의 존재 및 광택과 같은 그의 표면 상태를 판단하기 위한 회로, 및 기타 부재를 갖는다.

제8도는 센서 헤드 유닛(101)의 상세한 구성을 나타내는 부분적인 절단면도이다. 제9a도 및 제9b도는 상기 센서 헤드 유닛(101)의 정면도 및 평면도이다. 제10도는 센서 헤드 유닛(101)의 커버 몸체(121)의 내부를 보여주는 측면도이다. 제11도는 센서 헤드 유닛(101)의 분해도이다. 이들 도면에서 보는 바와 같이, 센서 헤드 유닛(101)의 구조는 기본 몸체(120) 및 커버 몸체(121)로 구성되어 있으며, 이들 둘은 함께 맞춰져 있다. 센서 헤드 유닛(101)에 삽입된 여러 가지 광학 요소들은 주로 주어진 위치에서 기본 몸체(120)에 고정시켜지고, 커버 몸체(121)은 광학 요소를 커버해서 설치할 수 있도록 되어있다. 센서 헤드 유닛(101)의 내부 구조를 보면, 조명부는 조명 섬유(111), 조명 렌즈(112) 및 편광 필터(112)로 구성되어 있고, 광수용부는 편광 필터(114, 115), 및 광검출 섬유(116, 117)로 구성되어 있다. 편광 빔 스플리터(118)은 대상물(104)와 광수용부 사이에 배치되어 있다. 편광 빔 스플리터(118)은 대상물(104)로부터 오는 반사광을 주로 S-편광 성분으로 이루어진 광선과 주로 P-편광 성분으로 이루어진 광선으로 분리시킨다. 광검출 광섬유(116,117)의 끝면은 주어진 각도에 의해서 광축으로부터 경사진다.

상기 광학 요소는 기본 몸체(120)에 의해서 고정되어 있고, 커버 몸체(121)은 상기 기본 몸체(120)의 개구측에 고정되어 있다. 그렇게 됨으로써, 광학 요소들이 몸체(120, 121) 사이에 끼어 고정된다. 조명 및 광 수용을 위해서 앞쪽에 먼지의 침입을 방지하기 위한 투명 창유리(122)가 구비되어 있다. 조명 섬유(111) 및 광검출 섬유(116, 및 117)의 각각은 섬유 다발이고, 그들은 기본 몸체(120)으로 모아진 섬유 안내 요소에 의해서 바람직한 방법으로 구부려진다. 따라서, 섬유(111, 116, 117)를 작은 공간에서 수용함으로써 센서 헤드 유닛(101)의 크기를 축소시킬 수 있다. 세 개의 섬유는 하나의 튜브를 사용하여 섬유 케이블(123)으로 다발로 만들어서 서로에 대해서 이동가능하도록 되어있다. 그 섬유들의 다른 끝은 코넥터(124)에 접속되어 있고(제8도에서, 두 섬유가 다른 섬유위에 포개져 있고, 증폭기 유닛(102)에 삽입되어 있는 발광 요소 및 광검출 요소에 연결되어 있다.

기본 몸체(120) 및 커버 몸체(121)의 경사진 면(측면도에서)을 포함하는 플랜지 부분은 각각 조립된 상태에서 함께 고착된 돌출부(126b)와 절단부(120)(스냅피트(126))으로 형성된다. 이러한 구조에서, 기본 몸체(120)과 커버 몸체(121) 사이에 아무런 역할도 일어나지 않으며, 그들은 옆으로 이탈하지 않고 서로 고정되어 있다.

또한, 이 구조는 센서 헤드 유닛(101)이 더 작은 수의 단계로 용이하게 조립될 수 있도록 해 준다. 기본 몸체(120) 및 커버 몸체(121)이 태핑 나사(125)를 사용함으로써 조립 및 분해된다.

제8도 및 제11도에 나타낸 바와 같이 조명 및 광 수용 경로를 따라 산란광을 감소시키기 위해서 관 차폐 요소(127, 128)로 통합적으로 형성된다. 차광 멤버(128)은 또한 센서 헤드 유닛(101)의 조립을 위한 하나의 나사 구멍(129)으로서 역할을 한다. 또 다른 나사 구멍(30)은 광섬유(116, 117)을 유도하기 위한 멤버로서 역할을 한다. 이 구조에서는, 광 섬유(116, 117)은 작은 반경으로서 굽어져서 센서 헤드 유닛(101)의 크기를 감소시킬 수 있다. 불필요한 멤버에 위한 비용 증가를 피할 수 있다. 또한, 산란광이 좋은 방법으로 감소될 수 있다.

상기 구성된 광전 감지장치(100)의 작동을 아래에 기재하려고 한다. 조명 섬유(111)로부터 방출된 빛은 조명 렌즈(112)에 의해서 대상물(104)에 초점이 맞춰진다. 이 경우, 편광 필터(113)으로부터 S-편광 광만 투과되고, 대상물(104)의 입사 표면에 적용된다. 대상물(104)로부터 반사광의 S-편광 광은 편광 빔 스플리터(118)에 의해서 반사되고 광검출 섬유(116)에 입력되고, 그의 P-편광 광은 투과되어 광검출 섬유(117)로 들어간다. 대상물(104)로부터 반사광의 전반사 성분의 편광 방향이 유지되기 때문에(S-편광이 유지된다), 모든 전반사 성분은 광검출 섬유(116)으로 입력된다. 한편, 여러 편광 방향들을 가지고, 확산, 반사 성분들을 광검출 섬유(116) 및 (117)로 거의 동일하게 분포된다. 따라서, 광검출 섬유(116) 및 (117)의 흡수광량 사이의 차이를 계산함으로써 전반사 광량, 즉 대상물(104)의 광택이 검출될 수도 있다.

광검출 섬유(116, 117)의 각각의 끝면을 주어진 각도(예를 들면, 약 25°)까지 광축으로부터 경사되기 때문에, 검출거리 ℓ(제8도 참조)의 변화에 의한 흡수광의 변화는 작다. 예를들면, 검출거리 범위가 10±3㎜인 경우, 면이 경사진 광검출 섬유(116, 117)의 흡수광량의 변화는 약 ±20%만큼 적지만, 면 기울기 없는 광검출 섬유(116, 117)의 변화가 약±50%이다. 섬유들은 광검출 목적으로 사용되면, 그들은 우수한 방향성을 갖기 때문에 그 섬유들은 약간 경사지게 함으로써 원하는 효과가 얻어질 수 있다. 따라서, 노이즈에 민감하지 않게, 이 장치는 안전한 방법으로 대상물(104)를 검출할 수 있다.

제12a도 및 제12b도는 이 실시예에서처럼 센서 유닛(101)의 경사면을 포함하는 플랜지 부분에 스냅 피트(26)이 구비된 경우와(제12a도) 경사지지 않은 플랜지 부분에 구비된 경우와의(제12b도)차이점을 나타낸다.(화살표로 나타낸) 평행 편차는 제12a도의 구조보다 제12a도의 구조에서 더 적게 일어난다. 따라서, 제12a도의 구조에서, 각 광학 요소들은 광축으로부터 거의 벗어나지 않기 때문에 조립이 용이하게 된다.

제13a도는 이 실시예에서 조명 렌즈(112)와 투명창유리(122)가 어떻게 기본 몸체에 고정되어 있는지를 보여준다. 비교를 위해서, 제13b도는 동일한 부분의 또다른 구조를 보여준다. 제13a도를 참고하여, 이 실시예에서, 조명 렌즈(112)의 한쪽끝부분은 구부러져서 투명창유리(122)와 함께 기본 몸체(120)에 고정되어 있다. 제13b도의 구조에서, 그들은 기본 몸체(122)에 따로 고정되어 있다. 센서 헤드 유닛(101)은 제13b도의 구조보다 이 실시예의 구조가 더 적게 만들어질 수 있다. 편광 필터(113)은 조명렌즈(112)에 고정되어 조명렌즈(112)와 접하도록 되어 있다. 각각의 광섬유(111, 116, 117)의 끝부분은 슬리브와 함께 형성되고, 그 슬리브는 기본 몸체(120)에 가압 삽입되어 있기 때문에, 센서 헤드 유닛(101)은 더 작게 될 수 있고, 광섬유와 다른 광학 요소 사이의 위치 정하기 및 그들 사이의 각도 결정이 용이하게 수행될 수도 있다.

다음에 제14a도와 제14b도 내지 제18a도와 제18b도를 참고하면서, 센서 헤드 유닛(101)과 코넥터(124) 사이의 광케이블의 일부의 구조에 대해서 설명될 것이며, 그 구조의 각각에서 다수개의 조명 광검출 섬유는 함께 다발로 되어 있다.

제14a도 및 제14b도의 구조는 제8도에 나타낸것과 동일하다. 제14a도의 A-A'라인을 따라 취해진 단면도인 제14b도에 나타낸 바와 같이, 조명 및 광흡수를 위한 세 개의 섬유(111, 116, 117)은 함께 가요성 튜브형 재킷(128)에 삽입된다. 제15도의 구조에서, 증폭기 유닛(102)에 연결될 섬유(111, 116, 117)은 끝부분은 서로 분리되어 있다. 제16도의 구조에서, 세개의 섬유(111, 116, 117)의 중간 부분들만이 재킷(123a)으로 커버되어 있다. 제17도의 구조에서, 제16도의 구조에 코넥터(124)가 추가되어 있다. 제18a도 내지 제18c도의 구조에서(제18b도 및 제18c도는 제18a도의 B-B'라인을 따라 취해진 단면도이다), 세 개의 섬유(111, 116, 117)은 삼각형(제18b도)으로 또는 평평한 형태(제18c도)로 접착되어 있다.

상기 구조들은 다음과 같은 이점을 제공한다. 다수개의 조명 및 광섬유가 함께 다발로 되어 있는 경우에, 예를 들면, 광검출 섬유중의 하나에 굽힘 또는 꼬임이 가해진 경우, 그 섬유의 흡광량의 손실이 일어나서 정확한 신호 처리 결과를 생성시킬 수 없게 된다. 또한, 광검출 섬유중의 하나가 손상되는 경우, 헤드 센서 유닛(101)의 결과는 잘못되고 바람직하지 않은 신호를 생성하게 된다. 반대로, 상기 구성에서, 스트레스는 상기 단계에서 조명 및 광검출 섬유 상에서 고르게 작용한다.

따라서, 응력이 신호 처리에 영향을 덜 끼치고, 섬유가 손상되더라도 그 장치는 안전한 쪽으로 작동한다. 또한, 다수개의 섬유가 함께 다발로 되어있기 때문에, 인장강도와 굽힘강도가 향상될 수 있다.

예를들면, 이 실시예의 광전 감지장치(100)은 광택의 차이에 기초해서 라벨이 병 등의 제조에서 컨베이어에 인접하여 배치된 라벨 접착 장치에 의해서, 병, 케이스 ,박스 등에 접착되었는지를 점검하기 위한 시험장치(도시되지 않음)의 센서로서 사용될 수 있다. 그것은 또한 포장 레지스터 마크 자체 또는 색상차이에 기초해서 그 마크가 제품에 정확하게 접착되었는지 점검하기 위한 컬러 마크 센서로서 사용될 수 있다. 상기에 기재된 바와 같이, 본 발명의 광전 감지장치에 따라, 센서 헤드 유닛은, 기본 몸체와 커버 몸체 내부의 조명 및 광검출 섬유를 포함하는 광학 요소가 스탭 피트 구조에 의해서 고정되고 안정되어 측방향에서 서로로부터 이탈되지 않도록 구성되어 있다. 따라서, 광학 요소의 위치 설정 및 각도 결정이 용이하고 정확하게 수행될 수 있다. 대상물들은 안전한 방법으로 검출될 수 있다. 또한, 조립이 용이하게 수행될 수 있고 비용이 감소될 수 있다. 또한, 발광 요소가 센서 헤드 유닛에 장착될 필요가 없고, 공간이 많이 절약되어 센서 헤드 유닛의 크기를 축소시키는 데에 기여한다.

[실시예 3]

제19도는 이 실시예에 따른 반사형 광전 감지장치의 수직 단면도이다. 제20도는 광전 감지장치의 전체 구성을 보여준다. 제21a도 내지 제21c도는 광전 감지장치의 정면도, 측면도 및 평면도이다. 제22ㄷ는 광전 감지장치의 분해도이다. 제20도에 나타낸 바와 같이, 반사형 광전 감지장치는 헤드 유닛(201), 증폭기 유닛(202), 및 광섬유 케이블(203) 및 유닛(201, 202)를 결속시키기 위한 코넥터(204)로 구성되어 있다. 헤드 유닛(201)은 검출된 대상물의 광수용부 및 그 결과 생성되는 반사광을 수용하기 위한 광 수용부를 갖는다. 증폭기 유닛(202)는 조명부에 공급될 광을 방출하기 위한 발광요소, 대상물(205)의 존재 및 광택과 같은 그의 표면상태를 판단하기 위한 신호 처리 회로, 및 디스플레이부를 갖는다.

제19도 및 제22도에 나타낸 바와 같이, 헤드 유닛(201)은 한쪽에 있는 개구를 갖는 기본 몸체(211) 및 그 개구를 커버하는 커버 몸체(212)로 구성되어 있다. 증폭기 유닛(202)에 구비된 발광다이오드(도시되지 않음)와 같은 발광 요소로부터 방출된 광은 광섬유 케이블(203)의 조명 광섬유(213)을 경유해서 헤드 유닛(201)로 유도된다. 헤드 유닛(201)에서, 조명광 전달방향에서 시준 렌즈(214) 및 확산 플레이트(215)가 구비되어 있다. 조명 렌즈(216) 및 편광 필터(217)은 확산 플레이트(215)로부터 주어진 거리만큼 떨어져서 배치되어 있다.

S-편광 및 P-편광 광은 조명 렌즈(216)으로부터 대상물 검출영역으로 적용되고, 생성되는 반사광은 수용부에 있는 편광 빔 스플리터에 의해서 두 개의 편광 성분으로 분리되어, 한쌍의 광 수용부에 입력된다. 편광 필터(219, 220)은 수용 렌즈(221,222)는 각각이 광 수용부에 제공된다. 각각의 광검출 광섬유(223, 224)에 의해서 P-편광 광 및 S-편광광이 수용된다.

제19도에 나타낸 바와 같이. 상기 광학 요소들은 명시된 위치에서 기본 몸체(211)에 장착된다. 제23도의 투시도에 나타낸 바와 같이, 조립된 상태에서 커버 몸체(212)의 내면과 접촉하는 지지 폴(225a 내지 225f) 및 여러개의 광학 요소를 유지하기 위한 돌출부가 기본 몸체(211)에 구비되어 있다. 지지 폴(225a 내지 225f)의 각각은 중앙에 개구를 갖는다. 제25도의 확대도에 나타낸 바와 같이, 중앙 영역에 있는 지지 폴(225a 내지 225f)의 각각의 끝면은 산모양과 단면 및 주위 개구를 갖는 라인 돌출부(226)와 함께 형성되어 있다.

기본 몸체(211)의 끝면도 끝면은 산모양의 단면 및 주위 개구를 갖는 라인 돌출부(226)와 함께 형성되어 있다. 라인 돌출부(226, 227)은 동일한 높이를 갖는다.

제24도는 커버 몸체(212)의 내부를 보여주는 투시도이다. 커버 몸체(212)는 상기 언급된 광학 요소를 유지하고 있고, 또한 많은 광 차폐 돌출부(228)과 함께 형성되어 있다. 커버 몸체(212)는 수직 부분에서 프레임과 같은 가이드(229)와 함께 형성되어 있다. 커버 몸체(212)는 기본 몸체(211)의 지지 폴(225a 내지 225f)에 상응하는 위치에서 구멍 및 가이드(230a 내지 230f)를 통해서 형성되어 있다. 가이드(129) 및 가이드(230a 내지 230f)는 동일한 높이를 가지며, 라인 돌출부(226, 227)에 인접해서 위치하도록 형성되어 있다. 후술하는 바와 같이, 예를들면 가이드(230a 내지 230d)를 통해 태핑 나사에 의해서 기본 몸체(211)의 지지 폴(225a 내지 225f)에 고정된다.

광학 요소들이 기본 몸체(211)에 실장된 후, 커버 몸체(212)가 씰링 고무 멤버(231)을 통해서 거기에 고정된다. 제22도에 나타낸 바와 같이, 씰링 고무 멤버(231)은 광학 요소의 저항 및 유지를 위해서(커버 몸체(121)의 내면에 구비된) 돌출부(228)에 상응하는 위치에 여러개의 개구를 갖는 얇은 고무 멤버이다. 기본 몸체(211)의 지지 폴(225a, 225e, 225f)에 상응하는 위치에 커버 몸체(212)의 외부 프레임 부분에 형성된 가이드(229, 230a, 230f)의 높이는 씰링 고무 멤버(231)의 두께와 거의 동일하다.

광학요소와 광섬유가 기본 몸체(211)에 실장된 후, 씰링 고무 멤버(231) 및 커버 몸체(212)가 계속해서 그 위에 놓아진다. 이러한 상태에서, 커버 몸체(212)의 돌출부(228)이 그의 개구를 통해서 씰링 고무 멤버(231)을 투과하고 그에 의해서 광학 요소들을 유지시키고, 기본 몸체(211)로 들어가서 차광 멤버로서 역할을 한다. 즉, 광의 경로를 막는다. 다음에, 커버 몸체(212)는 상기 커버 몸체(212)로부터 적용된 태핑 나사(232)에 의해서 기본 몸체(211)에 고정된다. 이러한 상태에서, 지지 폴(225e)와 커버 몸체(212)가 서로 어떻게 결속되어 있는지를 보여주는 확대된 단면도 제25도를 참고하면, 지지폴(225e)의 끝면 상에 형성된 라인 돌출부(26)은 씰링 고무 멤버(231)의 바닥면과 접하여, 커버 몸체(212)가 약간 들떠있다.

이 상태에서, 태핑 나사(232)가 더 회전하여 커버 몸체(212)가 씰링 고무 멤버(231)에 대항하여 눌러지도록 하면, 제25도에 나타낸 바와 같이 가이드(230e)의 바닥면이 지지폴(225e)와 접촉하는 거리가 되도록 그 씰링 고무 멤버(231)이 타성적으로 변현된다. 씰링 고무 요소(231)은 태핑 나사에 의해서 영향을 받는 각각의 위치에서 변형되기 때문에, 헤드 유닛(201)의 내부는 접착되고, 그에 의해서 방수성이 개선된다.

헤드 유닛(201)의 앞쪽에 투명 플라스틱 플레이트(233)이 구비되어 그의 전반부를 커버할 수 있도록 되어있다. 그 투명 플라스틱 플레이트(233)은 초음파 용접에 의한 헤드 유닛(201)에 결속시켜 헤드 유닛(201)을 접착시킨다. 별법으로는, 플레이트(233)은 커버 몸체(212)의 경우처럼 씰링 고무 멤버를 통해서 기본 몸체(211)에 고정될 수도 있다.

다음에는 광섬유들이 그 헤드 유닛(201)에 어떻게 접착되는지에 대해서 설명할 것이다. 제26a도는 헤드 유닛(201)의 광섬유 케이블 유도 부분을 나타내는 단면도이다. 이 경우에, 재킷(241)에 의해서 광섬유(213, 223, 224)가 봉입되며, 고무 부쉬(242)로 차례로 커버된다. 광섬유(213, 223 및 224)는 고무 부쉬(242)를 탄성적으로 변형시켜서 헤드 유닛(201)의 캡에 고착되어 있다. 이러한 구조를 사용하면, 광섬유가 재킷(241)과 접촉하는 위치에서 외력이 세 개의 광섬유(213, 223, 224)로부터 고무 부쉬(242)에 영향을 끼치더라도, 상기 접촉 위치 사이에서 그 부분으로부터 아무런 외력이 나오지 않는다. 따라서, 그 부분들을 통해서 물이 헤드 유닛으로 들어가서 불충분한 방수성을 초래한다. 그와 반대로, 제26a도에 나타낸 구조를 사용하는 이 실시예에서는 광섬유(213, 223, 224)가, 재킷(241)에 의해서 커버되고 차례로 고무 부쉬(242)로 커버되는 원통형 금속 파이프(243)과 같은 원통형 몸체에 의해서 한정된 축 길이 상으로 봉입된다. 이 구조를 사용하면, 제26b도의 화살표로 나타낸 바와 같이, 광섬유(213, 223, 224)의 접촉부로부터 보다는 금속 파이프(243)의 전체 원조로부터 고무 부쉬(242)에 외력이 미침으로써 고무 부쉬(242)를 탄성적으로 변형시킨다. 이 경우에, 물이 헤드 유닛에 전혀 침투되지 않기 때문에 방수성이 개선된다.

상기 실시예는 광이 조명 광섬유를 경유해서 헤드 유닛으로 유도되고, 주어진 편광 방향을 갖는 광이 한 대상물에 적용되고, 그 대상물로부터 나온 반사광 빔이 한쌍의 광수용부에 의해서 받아들여짐으로써, 그 대상물의 광택을 검출하는 반사형 광전 감지장치에 관한 것이다. 그러나, 본 발명은 또한 수용렌즈를 통해서 한 대상물로부터 반사광을 검출하여 그 대상물의 존재를 검출하기 위한 반사형 광전 감지장치에 적용될 수도 있다.

상세하게 설명된 바와 같이, 본 발명은 광학 요소가 한 방향으로부터 기본 몸체에 실장될 수 있기 때문에 헤드 유닛의 조립을 편리하게 할뿐만 아니라 광학 요소의 위치를 정확하게 정할 수 있다. 헤드 유닛의 케이스는 기본 몸체와 커버 몸체로 구성되어 있기 때문에, 부품의 수를 감소시켜 크기와 비용을 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 한 대상물을 안전하게 검출할 수 있다. 또한, 그 헤드 유닛은 용착될 수 있어서, 방수성이 개선될 수도 있다. 또한, 광섬유 유도부의 방수성도 개선될 수 있다.

Claims

검출시료 대상물 또는 비검출 시료 대상물, 또는 실제 대상물의 검출 영역에 조명광을 적용하기 위한 조명 수단, 그 시료 대상물 또는 실제 대상물로부터 반사된 제1 및 제2반사광 빔을 검출하기 위한 제1 및 제2광검출 수단, 상기 제1 및 제2광검출 수단의 검출결과를 기초로 시료 대상물 또는 실제 대상물의 광택을 판단하기 위한 광택 판단 수단, 상기 제1 및 제2광검출 수단의 검출결과를 기초로 시료 대상물 또는 실제 대상물의 광량을 판단하기 위한 광량 판단 수단, 검출 시료 대상물과 비검출 시료 대상물의 광택 차이 및 광량 차이를 계산하여 변수로서 광택과 광량 중의 적어도 하나를 갖는 평가 함수를 결정하기 위한 평가 함수 결정 수단, 및, 검출 시료 대상물 및 비검출 시료 대상물의 평가 함수의 값을 기초로 해서 임계값을 계산하기 위한 임계값 계산 수단 및, 실제 대상물이 상기 임계값을 사용해서 실제 대상물의 평가 함수의 값을 비교하여 검출된 대상물인지 아닌지를 판단하기 위한 대상물 구별 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 감지장치.
제1항에 있어서, 평가 함수가, 광택 차이가 광량 차이보다 훨씬 클 경우 변수로서 광택만을 사용하고, 광량 차이가 광택보다 훨씬 클 경우 광량만을 사용하고, 그렇지 않으면 광택과 광량을 모두 사용함을 특징으로 하는 광전 감지장치.
제1항에 있어서, 조명광이 선형으로 편광된 광이고, 제1 및 제2반사광 빔은 S-편광 및 P-편광 광 빔임을 특징으로 하는 광전 감지장치.
대상물의 검출 영역이 선형으로 편광된 광으로 조명되고, 대상물로부터 반사된 반사광은 두 편광 성분으로 분리되고, 그 편광 방향이 편광된 광 분리 수단에 의해서 선형으로 편광된 광의 편광방향에 평행 및 수직이고, 그 대상물의 존재, 표면 상태 또는 재료를 나타내는 신호는 상기 두 개의 편광된 성분의 각각의 검출 결과에 기초해서 생성되며는 광전 감지장치에 있어서, 발광 요소, 광검출 요소 및 신호처리 회로를 포함하는 증폭기 유닛, 상기 발광 요소로부터 방출된 광을 헤드 유닛으로 안내하기 위한 조명 광섬유, 상기 헤드 유닛에 의해서 수용된 두 개의 분리된 편광 성분을 광검출 요소로 안내하기 위한 광검출 광섬유 및, 조명 광섬유의 끝부분을 수용하는 단일 케이스, 조명 광섬유로부터 출력된 조명광으로부터 선형으로 편광된 광을 생성하기 위한 편광 요소, 편광된 광 분리수단, 및 광검출 광섬유의 끝부분을 갖는 헤드 유닛을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 감지장치.
제4항에 있어서, 헤드 유닛의 케이스가 편광 요소, 편광된 광 분리 수단, 및 조명 및 광검출 광섬유의 끝부분을 포함하는 광학 요소들이 장착된 기본 몸체, 상기 광학 요소들을 커버하도록 기본 몸체에 맞추어진 커버 몸체 및, 상기 기본 몸체와 커버 몸체가 측방향에서 서로로부터 이탈되지 않도록 하는 위치에 기본 몸체와 커버 몸체에 구비된 스냅 피트 구조물을 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 감지장치.
제4항에 있어서, 기본 몸체가 개구를 한정하는 플랜지 부분, 그 개구에 형성된 지지 폴(pole), 및 상기 플랜지 부분의 한쪽 끝면과 상기 지지 폴의 한쪽 끝면 상에 형성된 라인 돌출부를 갖고, 커버 몸체가 그 커버 몸체의 내면 상에 형성된 다수개의 돌출부 및 상기 라인 돌출부에 인접하도록 상기 커버 몸체의 내면으로부터 연장되고 동일한 높이를 갖는 가이드를 가지며, 헤드 유닛은 상기 기본 몸체와 커버 몸체를 맞추고 고착시키는 고무 시트를 통해서 커버 몸체의 돌출부와 가이드에 해당하는 위치에 개구를 갖는 고무 시트를 더 포함함으로써, 헤드 유닛이 상기 고무 시트의 탄성에 의해서 접착밀폐되면서, 편광 요소, 편광된 광 분리 수단 및 조명 및 광검출 광섬유의 끝부분을 포함하는 광학 요소들이 유지되는 것을 특징으로 하는 광전 감지장치.
제4항에 있어서, 헤드 유닛이, 조명 및 광검출 광섬유의 유도부분을 커버하는 원통형 몸체, 상기 원통형 몸체와 조명 및 광검출 광섬유를 커버하는 재킷 및, 상기 원통형 몸체와 재킷을 통해서 헤드 유닛에 대항하여 눌러서 헤드 유닛 밀폐부를 연결하는 광섬유를 유지하기 위한 재킷을 커버하는 원통형 고무 부쉬를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 광전 감지장치.