JPH06267380A

JPH06267380A - 光電スイッチ

Info

Publication number: JPH06267380A
Application number: JP5611393A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Nishihara; 一寛西原
Original assignee: Idec Izumi Corp
Current assignee: Idec Izumi Corp
Priority date: 1993-03-16
Filing date: 1993-03-16
Publication date: 1994-09-22

Abstract

(57)【要約】【目的】検出対象の色に応じて正確な検出を行うこと
ができ、かつ構成が簡易で安価な光電スイッチを提供す
ることを目的とする。【構成】白色光源４は多波長を有する検出光を発し、
この検出光は導出ファイバＸ１等を通じて検出ポイント
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に導かれる。各検出ポイントからの反
射光は導入ファイバＹ１等を介して取り込まれ、統合フ
ァイバ２によって統合されて、Ｂ、Ｇ、Ｒの各フィルタ
２５、２６、２７で各波長ごとに分解される。そして、
分解された検出光を各フォトダイオード３１、３２、３
３で受光する。このように、多波長の検出光が各波長成
分ごとに分解されて受光されるため、検出対象の色に応
じた正確な検出を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は検出光を分岐し、複数の
検出ポイントの色を検出する光電スイッチの構造に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】工場の搬送ライン等においては、例えば
製品ラベルの位置ずれを検出する必要がある。図５Ａに
示すように、搬送ライン５２上を次々と搬送される製品
５０にはラベル５１が付けられており、このラベル５１
が適正に位置しているか否かを判別する。

【０００３】図５Ｂは搬送ライン５２上を移動する各製
品の平面図である。図５Ｂにおける製品５０ａのラベル
５１ａが適正位置であるのに対し、製品５０ｂのラベル
５１ｂは、ずれた状態で貼り付けられている。また製品
５０ｃは、搬送ライン５２上で逆向きに置かれている。
このような不良状態の製品５０を検出するため、図４に
示すように、例えばラベル５１の３箇所の検出ポイント
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を光電スイッチで検出する。搬送ライ
ン５２上を移動する製品が所定の箇所に位置した時点
で、各検出ポイントの検出を行う。

【０００４】ここで、ラベル５１は複数の色で塗り分け
られており、範囲Ｍ１は青色、範囲Ｍ３、Ｍ５は赤色、
範囲Ｍ２、Ｍ４、Ｍ６は白色であるとする。また、製品
５０の表面は白色であるとする。

【０００５】従来の光電スイッチの回路構成を図６Ａに
掲げる。この光電スイッチは３本の投受光ファイバーＷ
１、Ｗ２、Ｗ３を備えており、各々検出ポイントＰ１、
Ｐ２、Ｐ３に向けて位置決めされている。マイクロプロ
セッサ６４は、発振回路６２を通じて赤色ＬＥＤ６０か
ら検出光を発光する。この検出光は３つに分岐され、投
受光ファイバーＷ１、Ｗ２、Ｗ３によって各検出ポイン
トに導かれる。

【０００６】各検出ポイントからの反射光は、再び投受
光ファイバーＷ１、Ｗ２、Ｗ３を通じて取り込まれ、フ
ォトダイオード６１に統合的に受光される。フォトダイ
オード６１からの受光信号は、Ａ／Ｄ変換器６３を介し
てマイクロプロセッサ６４に与えられる。そして、マイ
クロプロセッサ６４はこの受光信号に基づいてラベル５
１の位置を判別し、入出力回路６５を介してオン信号ま
たはオフ信号を出力する。

【０００７】図７Ａのように、ラベル５１が適正に位置
している場合は、検出ポイントＰ１は青色、検出ポイン
トＰ２およびＰ３は赤色になる。検出光は赤色ＬＥＤ６
０から発光されているため、反射光は検出ポイントＰ
２、Ｐ３から生じ、フォトダイオード６１の受光量は図
７Ｂに示すレベルＬ２になる。

【０００８】これに対して、ラベル５１が矢印９０方向
（図７Ａ）にずれ、図７Ｃに示すように位置していると
すると、検出ポイントＰ１は白色、検出ポイントＰ２は
赤色、検出ポイントＰ３は白色になる。この場合、全て
の検出ポイントから反射光が生じて、フォトダイオード
６１の受光量はレベルＬ３（図７Ｄ）になる。これは、
ラベル５１が適正に位置している場合の受光量のレベル
Ｌ２（図７Ｂ）よりも多く、マイクロプロセッサ６４は
この受光量の違いを認識してラベル５１に位置ずれが生
じていると判別する。

【０００９】また図５Ｂの製品５０ｃのように、製品が
逆向きにおかれている場合、検出ポイントＰ１、Ｐ２、
Ｐ３は製品５０表面の白色となる。この場合も受光量は
レベルＬ３（図７Ｆ）になって、製品の不良状態が検出
される。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記従来の光電スイッ
チには以下のような問題があった。仮に、ラベル５１の
範囲Ｍ６が、図７Ｇに示すように黒色であり、図７Ｃの
場合と同様にラベルに位置ずれが生じているとする。こ
の場合、検出ポイントＰ１は白色、検出ポイントＰ２は
赤色、検出ポイントＰ３は黒色になる。

【００１１】したがって、反射光は検出ポイントＰ１、
Ｐ２において生じ、検出ポイントＰ３からは生じない。
このため、フォトダイオード６１の受光量はレベルＬ２
（図７Ｈ）になる。この受光量レベルＬ２は、ラベル５
１が適正である場合と同じであり（図７Ｄ参照）、マイ
クロプロセッサ６４は図７Ｈのラベル５１を適正位置で
あると誤認識してしまう。

【００１２】このような位置ずれを正確に判別するた
め、カラー画像処理装置を用いる方法がある。撮影機
（図示せず）によって製品ラベルの画像を読み取り、予
め記憶されている適正な画像と照合して位置ずれを判別
する。ところがこの画像処理装置は一般に高価であり、
また画像処理に時間を要して迅速な検出処理ができない
という問題がある。

【００１３】そこで本発明は、検出対象の色に応じて正
確な検出を行うことができ、かつ構成が簡易で安価な光
電スイッチを提供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る光電スイッ
チは、複数の波長を有する検出光を発する発光部、検出
光を２以上に分岐し、検出対象面上の複数の検出ポイン
トに向けて投射する２以上の分岐導出路、検出ポイント
で反射した各検出光を導く２以上の分岐導入路、分岐導
入路が導いた各検出光を統合する統合手段、統合手段が
統合した検出光を、波長に応じた複数の受光信号に変換
する受光部、受光部からの受光信号を取り込み、当該受
光信号と予め記憶されている基準信号とを比較して、オ
ン信号またはオフ信号を出力する処理部、を備えたこと
を特徴としている。

【００１５】

【作用】本発明に係る光電スイッチにおいては、発光部
は複数の波長を有する検出光を発する。この検出光は分
岐導出路によって２以上に分岐されて投射され、検出ポ
イントで反射した各検出光は２以上の分岐導入路によっ
て導かれる。そして、受光部は波長に応じた複数の受光
信号を出力し、処理部はこの受光信号と予め記憶されて
いる基準信号とを比較してオン信号またはオフ信号を出
力する。

【００１６】このように、波長に応じた複数の受光信号
を出力することにより、検出対象面の多様な色を認識す
ることができる。また、処理部において受光信号と基準
信号を比較することによって、検出された色が基準信号
によって予め設定されている色であるか否かを判別で
き、これにしたがってオン信号またはオフ信号を出力す
ることができる。

【００１７】さらに、分岐導入路によって導びかれた各
検出光は統合手段によって統合され、受光部に受光され
る。したがって、分岐された検出光ごとに色判別を行う
必要がない。

【００１８】

【実施例】本発明に係る光電スイッチの一実施例を図面
に基づいて説明する。まず、図１Ａに光電スイッチの外
観を示す。本体５には３本の投受光ファイバＷ１、Ｗ
２、Ｗ３が接続されており、これらの各投受光ファイバ
は図４に示す製品５０のラベル５１の検出ポイントＰ
１、Ｐ２、Ｐ３に向けて位置決めされる。製品５０が搬
送ライン５２上を移動し（図５参照）、所定の箇所に位
置した時点で、検出ポイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３の検出を
行なう。

【００１９】図１Ｂは投受光ファイバＷ１、Ｗ２、Ｗ３
の正面図である。図１Ｂでは各投受光ファイバの端面の
みが示されており、他の部分は省略されている。投受光
ファイバＷ１、Ｗ２、Ｗ３には、それぞれ、分岐導出路
としての導出ファイバＸ１、Ｘ２、Ｘ３と、分岐導入路
としての導入ファイバＹ１、Ｙ２、Ｙ３が組み込まれて
いる。導出ファイバＸ１、Ｘ２、Ｘ３は本体５内からの
検出光を検出ポイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３に導き、導入フ
ァイバＹ１、Ｙ２、Ｙ３はその反射光を本体５内に取り
込む。

【００２０】図２に、この光電スイッチの回路構成を示
す。マイクロプロセッサ６は、発振回路３６を介して発
光部である白色光源４を制御し、検出光を生じさせる。
この検出光が導出ファイバＸ１、Ｘ２、Ｘ３を通じて検
出ポイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３に投射される。

【００２１】各検出ポイントで反射した検出光は導入フ
ァイバＹ１、Ｙ２、Ｙ３によって取り込まれ、統合手段
としての統合ファイバ２に入射する。この統合ファイバ
２によって、検出ポイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３からの反射
光は統合されることになる。統合ファイバ２には、さら
に３本のファイバ２１、２２、２３が接続されており、
統合された検出光が３等分される。

【００２２】３等分された検出光は、各々Ｂ（青色）フ
ィルタ２５、Ｇ（緑色）フィルタ２６、Ｒ（赤色）フィ
ルタ２７を透過し、各波長に応じたＢ成分、Ｇ成分、Ｒ
成分が抽出される。なお、ファイバ２１、２２、２３を
設けず、統合ファイバ２から直接、検出光をＢフィルタ
２５、Ｇフィルタ２６、Ｒフィルタ２７に導いてもよ
い。各フィルタを透過した検出光はそれぞれフォトダイ
オード３１、３２、３３に入射し、Ａ／Ｄ変換器３５を
経てＢ信号、Ｇ信号、Ｒ信号としてマイクロプロセッサ
６に与えられる。

【００２３】ここで、マイクロプロセッサ６には、予め
基準信号である基準Ｂ信号、基準Ｇ信号、基準Ｒ信号が
設定、記憶されている。マイクロプロセッサ６は、これ
らの基準信号に対し、与えられたＢ信号、Ｇ信号、Ｒ信
号を比較、演算して、一定の許容範囲、例えば±５％を
越える信号のずれがある場合は、ラベル５１が不良状態
であると判別する。そして判別結果に基づき、入出力回
路３８を介してオン信号またはオフ信号を出力する。

【００２４】次に図３に基づいて、検出対象となるラベ
ル５１と、フォトダイオードにおける受光量との関係を
具体的に説明する。図３Ａはラベル５１が適正に位置し
ている状態を示している。このラベル５１は複数の色で
塗り分けられており、範囲Ｍ１は青色、範囲Ｍ３、Ｍ５
は赤色、範囲Ｍ２、Ｍ４は白色であり、範囲Ｍ６は黒色
であるとする。また、製品５０の表面は白色であるとす
る。

【００２５】図３Ａのようにラベル５１が適正に位置し
ている場合、検出ポイントＰ１は青色、検出ポイントＰ
２およびＰ３は赤色になる。上述のように、検出光は白
色光源４から発せられており、全波長にわたってスペク
トルを有しているので、各検出ポイントからはその色彩
に応じた反射光が生じる。この場合のフォトダイオード
３１、３２、３３の受光量は図３Ｂのようになる。すな
わち、Ｂ成分の光量がレベルＬ１であるのに対し、Ｒ成
分の光量はレベルＬ２となり、Ｇ成分の光量は０であ
る。

【００２６】マイクロプロセッサ６に予め記憶されてい
る上述の基準Ｂ信号、基準Ｇ信号、基準Ｒ信号は、図３
Ｂの光量の組合わせパターンを示す内容として設定され
ている。検出したＢ信号、Ｇ信号、Ｒ信号に基づく光量
が、図３Ｂの光量の組合わせパターンと異なるレベルで
受光された場合、ラベル５１が不良状態であると判別す
ることになる。

【００２７】例えば、図５Ｂの製品５０ｃのように、製
品が逆向きにおかれている場合（図３Ｃ）、検出ポイン
トＰ１、Ｐ２、Ｐ３は製品５０表面の白色となる。この
場合検出光は、全ての検出ポイントＰ１、Ｐ２、Ｐ３で
反射し、フォトダイオード３１、３２、３３で受光され
る。この時の受光量の組合わせパターンが図３Ｄであ
る。Ｂ成分、Ｇ成分、Ｒ成分ともレベルＬ３の光量が受
光され、マイクロプロセッサ６はこの場合の製品５０を
適正な状態でないと判別する。

【００２８】また、ラベル５１が矢印９０方向（図３
Ａ）にずれ、図３Ｅに示すように位置しているとする
と、検出ポイントＰ１は白色、検出ポイントＰ２は赤
色、検出ポイントＰ３は黒色になる。この場合、検出ポ
イントＰ１（白色）からは全波長の反射光が生じ、検出
ポイントＰ２（赤色）からは赤色反射光が生じる。検出
ポイントＰ３は黒色であるので反射光は生じない。

【００２９】この結果、フォトダイオード３１、３２、
３３における受光量の組合わせパターンは図３Ｆのよう
になる。すなわち、Ｂ成分およびＧ成分についてはレベ
ルＬ１、Ｒ成分についてはレベルＬ２となる。これは基
準信号によって示される図３Ｂの光量の組合わせパター
ン受と比較し、Ｇ成分に関して明らかに異なるものであ
り、ラベル５１の不良状態が判別される。以上のよう
に、発光部として多波長のスペクトルを有する白色光源
４を用い、各検出ポイントからの反射光を波長に応じて
Ｂ信号、Ｇ信号、Ｒ信号に分解して色判別を行なう。こ
のため、例えば従来、判別できなかった図３Ｅのような
不良状態を正確に検出することができる（図７Ｇ、Ｈ参
照）。

【００３０】なお、上記実施例では発光部として白色光
源４を用いたが、複数の波長を有する検出光を発するも
のであれば他の光源を用いてもよい。上に掲げた実施例
では、検出ポイントからの反射光をＢ成分、Ｇ成分、Ｒ
成分に分解して判別するので、少なくともこれらＢ成
分、Ｇ成分、Ｒ成分が含まれた光源であればよい。例え
ば、発光部として、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥ
Ｄを一体としたものを用いることもできる。

【００３１】また、取り込んだ検出光はファイバ２１、
２２、２３によって３等分され、Ｂフィルタ２５、Ｇフ
ィルタ２６、Ｒフィルタ２７を透過しているが、これら
の代りにプリズムを用いてもよい。さらに、上記実施例
においては、３本の投受光ファイバＷ１、Ｗ２、Ｗ３を
用いているが、２本以上であればこれより多くまたは少
なくてもよい。またマイクロプロセッサ６に、予め多種
のパターンの基準信号を記憶しておき、検出対象となる
製品が変った場合に対応する基準信号を選択して検出す
るようにしてもよい。これにより、異なる製品の検出を
行なうたびに、改めて基準信号を入力しなおす必要がな
い。

【００３２】さらに、上記の実施例においては、検出光
をＢ成分、Ｇ成分、Ｒ成分に分解して色判別を行なった
が、Ｂ成分とＧ成分、Ｇ成分とＲ成分、Ｂ成分とＲ成分
のように、検出光から２種の成分を抽出して判別を行な
うこともできる。これによって、フォトダイオード等の
部品数を削減することができ、より安価な光電スイッチ
を得ることができる。また、検出光から２種、３種より
も多い成分を抽出して色判別を行なってもよい。

【００３３】

【発明の効果】本発明に係る光電スイッチにおいては、
発光部は複数の波長を有する検出光を発する。この検出
光は分岐導出路によって２以上に分岐されて投射され、
検出ポイントで反射した各検出光は２以上の分岐導入路
によって導かれる。そして、受光部は波長に応じた複数
の受光信号を出力し、処理部はこの受光信号と予め記憶
されている基準信号とを比較してオン信号またはオフ信
号を出力する。

【００３４】このように、波長に応じた複数の受光信号
を出力することにより、検出対象面の多様な色を認識す
ることができる。したがって、光電スイッチの適用範囲
を広げることができ、検出対象面の色に応じて正確な検
出を行なうことができる。

【００３５】また、処理部において受光信号と基準信号
を比較することによって、検出された色が基準信号によ
って予め設定されている色であるか否かを判別でき、こ
れにしたがってオン信号またはオフ信号を出力すること
ができる。

【００３６】さらに、分岐導入路によって導びかれた各
検出光は統合手段によって統合され、受光部に受光され
る。すなわち、分岐された検出光ごとに色判別を行う必
要がない。したがって、簡易な構成によって製品のコス
トを低く抑え、安価な光電スイッチを提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光電スイッチの一実施例を示す図
であり、Ａは光電スイッチの外観側面図、Ｂは各投受光
ファイバの正面図である。

【図２】図１に示す光電スイッチの回路構成を示す図で
ある。

【図３】検出対象となるラベルと、図２の各フォトダイ
オードにおける受光量との関係を示す図である。

【図４】ラベルと検出ポイントとの位置関係を示す図で
ある。

【図５】搬送ライン上を移動する製品を示す図である。

【図６】従来の光電スイッチの回路構成を示す図であ
る。

【図７】検出対象となるラベルと、図７のフォトダイオ
ードにおける受光量との関係を示す図である。

【符号の説明】

２・・・・・統合ファイバ４・・・・・白色光源６・・・・・マイクロプロセッサ２５・・・・・Ｂフィルタ２６・・・・・Ｇフィルタ２７・・・・・Ｒフィルタ３１、３２、３３・・・・・フォトダイオード５１・・・・・ラベルＸ１、Ｘ２、Ｘ３・・・・・導出ファイバＹ１、Ｙ２、Ｙ３・・・・・導入ファイバＰ１、Ｐ２、Ｐ３・・・・・検出ポイント

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の波長を有する検出光を発する発光
部、検出光を２以上に分岐し、検出対象面上の複数の検出ポ
イントに向けて投射する２以上の分岐導出路、検出ポイントで反射した各検出光を導く２以上の分岐導
入路、分岐導入路が導いた各検出光を統合する統合手段、統合手段が統合した検出光を、波長に応じた複数の受光
信号に変換する受光部、受光部からの受光信号を取り込み、当該受光信号と予め
記憶されている基準信号とを比較して、オン信号または
オフ信号を出力する処理部、を備えたことを特徴とする光電スイッチ。