JPH08327544A - 光学式センサ装置 - Google Patents
光学式センサ装置Info
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- JPH08327544A JPH08327544A JP15838495A JP15838495A JPH08327544A JP H08327544 A JPH08327544 A JP H08327544A JP 15838495 A JP15838495 A JP 15838495A JP 15838495 A JP15838495 A JP 15838495A JP H08327544 A JPH08327544 A JP H08327544A
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Abstract
態を検出する光学式センサ装置を提供すること。 【構成】 いずれかの偏光成分を有する光を投光手段よ
り照射し、S偏光成分及びP偏光成分の反射光を異なっ
た受光手段で受光する。この受光手段の出力に基づいて
光沢度及び光量を判別する。そして光量差と光沢差に基
づいてその少なくとも一方を変数とする評価関数を算出
する。又この評価関数に基づいて得られる関数値から2
つの状態を区別するための閾値を算出する。こうすれば
光沢の相違が少ない場合、光量の相違が少ない場合にも
2つの物体を識別することができる。
Description
よって物体の表面に貼られたテープ等を検出する光学式
センサ装置に関するものである。
沢検出センサとして、特開平4−369468号が知られてい
る。この発明では発光部からの光を物体検知領域に照射
し、物体からの反射光をCCDで受光する。そしてCC
Dからの出力信号を微分し整形して所定の閾値で弁別す
ることによって、光沢度の高い物体を検出するようにし
ている。
光沢度がほぼ同一で反射光量の異なった物体を識別する
ことができないという欠点があった。
なされたものであって、光沢度又は反射光量が異なる物
体を確実に識別できるようにすることを目的とする。
照射する投光手段と、反射光を受光する第1,第2の受
光手段と、受光手段の出力に基づいて光沢度を判別する
光沢度判別手段と、受光手段の出力に基づいて反射され
た受光量を判別する光量判別手段と、検出物体と非検出
物体の光量差及び光沢差に基づいて光量差及び光沢差の
少なくとも一方を変数とする評価関数Zを算出する評価
関数算出手段と、評価関数算出手段によって算出された
評価関数値に基づいて閾値を算出する閾値算出手段と、
光沢度判別手段及び受光量判別手段の出力に基づいて得
られる評価関数値と閾値算出手段によって算出された閾
値とを比較することにより、検出物体と非検出物体とを
判別する物体判別手段と、を具備することを特徴とする
ものである。
手段より光を物体検知領域に照射し、受光手段によって
受光する。そしてこれらの出力からワークとして検出す
べき物体及び検出すべきでない物体をセンサの前面に配
置し、受光量と光沢度を夫々判別する。そして検出物体
と非検出物体との光量差及び光沢差に基づいて、それら
の少なくとも一方を変数とする評価関数を算出し、この
評価関数値から閾値を算出する。こうして閾値と評価関
数を算出した後、実際の物体の検出時には光沢度判別手
段及び受光量判別手段より得られる出力に基づいて評価
関数の出力を定め、これと閾値を比較することによって
検出物体と非検出物体とを判別するようにしている。
装置の全体構成を示すブロック図である。本図において
この光学式センサ装置1は信号処理部2とヘッド部3か
ら成り立っている。信号処理部2は所定周期毎に投光素
子4を駆動する投光回路5と、受光素子6,7に接続さ
れたS側受光回路8及びP側受光回路9を有している。
受光回路8,9は夫々S偏光成分及びP偏光成分の光を
受光する受光回路であって、その出力はマイクロコンピ
ュータ(CPU)10に与えられる。マイクロコンピュ
ータ10には発振回路11,電源12,モード切換スイ
ッチ13,感度設定ボタン14が接続され、メモリとし
てEEPROM15,出力回路16が接続されている。
マイクロコンピュータ10は後述するようにこれらの入
力に基づいて所定のタイミングで投光素子5を周期的に
駆動し、受光信号によって閾値を設定して物体の表面状
態の変化を検出するものである。
信号処理部2とヘッド部3との間は3本の光ファイバ2
1〜23で接続される。光ファイバ21は投光素子4に
一端が接続された投光用の光ファイバであって、そのヘ
ッド側端部にはフィルタ24を介してレンズ25が配置
される。フィルタ24はS偏光成分のみを出力する偏光
フィルタである。そして受光側にはこの照射された光の
反射光を受光する位置に偏光ビームスプリッタ26が配
置される。偏光ビームスプリッタ26は受光した光をS
偏光成分とP偏光成分とに分離するビームスプリッタで
あり、S偏光成分は受光用光ファイバ22に、P偏光成
分は受光用光ファイバ23に入射される。受光用光ファ
イバ22,23の他端は夫々信号処理部2の受光素子6
及び7に接続されている。
とティーチモードとを切換えるスイッチである。ティー
チモードは感度設定ボタン14が投入される毎に、一対
の受光素子から得られる受光回路の出力をA/D変換し
てマイクロコンピュータ10に取込み、その値により後
述する評価関数の係数及び検出レベルと非検出レベルを
設定するためのモードである。又ランモードはティーチ
モードで設定した検出レベル及び非検出レベルと現在の
信号レベルとを比較し、オンオフ信号を出力するもので
ある。
トを参照しつつ説明する。図2,図3は本実施例の動作
を示すフローチャートである。動作を開始するとまずス
テップ31において、モード切換スイッチ13がティー
チモードかどうかをチェックする。ティーチモードであ
れば、ステップ32に進んで感度設定ボタン14が押下
されたかどうかをチェックし、押下されるまで待受け
る。感度設定時にはヘッド部3の前方にワーク27を図
1のように配置する。ワーク27は検知しない白紙の白
地領域27aとその上に貼られた透明のテープの領域2
7bがあり、これらの物体を識別するものとする。
子4からの光を照射できるように配置して感度設定ボタ
ン14を投入する。感度設定ボタン14が投入される
と、ステップ33に進んで投光回路5を介して投光素子
4を駆動する。そうすれば投光用光ファイバ21を介し
て光が照射され、偏光フィルタ24を介してS偏光成分
の光のみがワーク27の白地領域27aに照射される。
そしてその反射光が偏光ビームスプリッタ26によりS
偏光成分とP偏光成分とに分離され、夫々光ファイバ2
2,23を介して信号処理部2の受光素子6及び7によ
って受光される。この受光された信号はS側受光回路
8,P側受光回路9によって夫々電圧信号に変換され、
マイクロコンピュータ10内でA/D変換される。マイ
クロコンピュータ10はステップ34に進んでS偏光成
分及びP偏光成分を夫々SA ,PA として取込む。次い
でヘッド部3の前方の所定のワーク27にテープを貼り
付けたテープ領域27bに光が照射されるようにワーク
27を移動し、ステップ35に進んで感度設定ボタン1
4を再び押下する。そうすると同様にして投光回路5が
駆動され、投光素子4からの光のうち投光用光ファイバ
21及びフィルタ24を介してS偏光成分のみがワーク
の領域Bに入射する。この反射光を偏光ビームスプリッ
タ26で分離し、夫々S偏光成分SB 及びP偏光成分P
B をA/D変換回路を介してマイクロコンピュータ10
に取込む(ステップ37)。そしてステップ38に進ん
で後述するように光沢度XをS偏光成分とP偏光成分と
の出力の差によって判別する。又ステップ39に進んで
S偏光成分とP偏光成分の光量の和により光量Yを判別
する。次いでステップ40に進んでこれらの値を用いて
評価関数Zを決める係数a,bを決定する。次いでステ
ップ41に進んで検出レベルThon及び非検出レベルT
hoff を設定し、EEPROM15に検出レベル,非検
出レベルと係数a,bを書込んで(ステップ42)、テ
ィーチモードでの処理を終える。
ルThon,Thoff の設定について説明する。図4は光
沢度が小さい物体及び大きい物体に対する入射光の反射
状態を示す概略図である。本図において入射光をいずれ
か一方の偏光成分、例えばS偏光成分を有する光とする
と、図4(a)に示す光沢度が小さい物体では偏光方向
が保存された正反射光も得られるが、それ以外にS偏光
成分とP偏光成分とが夫々等しい拡散反射光のレベルが
高くなる。一方光沢度が大きければ、図4(b)に示す
ようにP偏光成分とS偏光成分とのレベルが等しい拡散
反射光の全体の光量が低くなり、偏光方向を保存するS
偏光の正反射光のレベルが相対的に高くなる。従ってS
偏光成分とP偏光成分との差から光沢度を検出すること
ができる。
うに、光沢度の小さい面27aと光沢度の大きい面27
bとを有し、これらを識別するものとしているが、一般
的には検出物体(A)に光を照射したときと非検出物体
(B)に光を照射し、これらう識別するために係数と閾
値を設定するものとする。そしてワークの面AでのS偏
光成分の入力値をSA ,P偏光成分をPA とする。又ワ
ークの面BでのS偏光成分をSB ,P偏光成分をPB と
する。このとき光沢度XA ,XB 反射光量YA,YB を
以下のように定義する。 XA =SA −PA XB =SB −PB YA =SA +PA YB =SB +PB 次いでワークの面A,Bの光沢差XS ,光量差YS を次
式で定義する。
して光沢度X,光量Yに対して評価関数Zを次式により
定める。 Z=aX+bY ここで光沢差XS ,光量差YS から係数a,bを次式で
定める。
夫々光を入射したときに得られる評価値をZA ,ZB と
する。このとき検知物体を検出するための閾値Thon及
びThoff は次式のようにして定める。
差(YS −XS 2 )に対する係数a,bの関係を示すグ
ラフである。YS −XS 2 の値が10以上であればb=
10で一定値とし、YS −XS 2 が負の場合にはbを0
に固定し、0と10との間はbをこれと等しい値として
連続的に変化させる。そしてa,bの和が常に10で一
定となるようにしている。これは光沢度と光量とのいず
れかで判別するか、又は双方で比例配分して判別するか
を選択するための手法であって、図5に示すようにbが
10のときにはaが0となるため、評価関数ZはZ=1
0Y、即ち光量のみとなる。又bが負のときは0で固定
値となるため、aが10となり、評価関数Zは光沢度X
のみで決まり、Z=10Xとなる。又この間は連続的に
光沢度Xと光量Yとを比例配分して評価関数Zを定める
ものとし、Z=aX+bYがそのまま用いられる。この
ときの値はbがYS −XS 2 によって決まる。
識別して検出するときの演算例について説明する。図6
(a)は白い画用紙とその画用紙上に貼られたテープを
夫々領域A,Bとする。白い画用紙の白地部分は光沢度
が小さく、テープ部分は光沢度が大きい。従って白地の
領域Aで受光したS偏光成分及びP偏光成分のA/D変
換値を例えば70,50とし、テープ領域BでのS偏光
成分及びP偏光成分SB ,PB を160,50とする。
こうすればXA ,XB は夫々20,110となり、
YA ,YB は夫々120,210となる。従って光沢差
XS は69,光量差YS は27となり、係数a,bは次
のように定まる。 b=YS −XS 2 =−4734→0 a=10−b=10 従って評価関数Zは次式となる。 Z=10X
の評価関数値ZA ,テープ領域Bの評価関数値ZB は次
式のようになる。 ZA =10XA =200 ZB =10XB =1100 次に閾値Thon,Thoff を次式のように定める。 Thon=(ZA +ZB )/2+20=670 Thoff =(ZA +ZB )/2−20=630 となる。こうすれば光沢度の高い領域、即ち白い画用紙
のテープ領域B上でオンし、光沢度の低い白画用紙の白
地部分Aでオフするように閾値を設定することができ
る。
2つの物体を識別する場合について例をあげて説明す
る。図6(b)のワークAは白で光沢を有するプラスチ
ック、ワークBは黒い光沢を有するプラスチックであっ
て、いずれも光沢度は大きいものとする。このときワー
クAのS偏光成分及びP偏光成分を夫々図示のようにS
A を160、PA を50とし、ワークBのSB を11
0、PB を2とする。そうすれば光沢度X,光量Yは夫
々図示のようになり、光沢差XS =1,光量差YS=2
1と算出できる。この場合には評価関数Zの係数a,b
は次のように定められる。 b=YS −XS 2 =20→10 a=10−b=0 従って評価関数Zは次式のように算出される。 Z=10Y このとき評価関数値ZA ,ZB は次のようになる。 ZA =2100 ZB =1120 同様にして検出レベルThon,非検出レベルThoff は
次式で示される。 Thon=1630 Thoff =1590 このように閾値を設定すると、白い光沢のプラスチック
の物体Aでオン、黒い光沢のプラスチックBでオフとな
り、これらを識別するように設定できる。
プ38において第1,第2の受光手段の出力に基づいて
光沢度を判別する光沢度判別手段の機能を達成してお
り、ステップ39において反射された受光量を判別する
光量判別手段の機能を達成している。又ステップ40は
検出物体と非検出物体との光量差及び光沢差に基づいて
光量差及び光沢差のうち、少なくとも一方を変数とする
評価関数Zを算出する評価関数算出手段を構成してお
り、ステップ41において評価関数算出手段によって算
出された評価関数値に基づいて閾値を算出する閾値算出
手段の機能を達成している。
ステップ31の判断時にモード切換スイッチ13がラン
モードであれば、図3のステップ51に進んでEEPR
OMから検出レベルThon,非検出レベルThoff 及び
評価関数Zの係数値a,bを読出す。そしてステップ5
2に進んで投光回路を駆動する。そうすれば投光素子4
より光が光ファイバ21を介して出射され、偏光フィル
タ24によってS偏光成分のみがワークに照射される。
その反射光がS偏光とP偏光とに分離して受光素子によ
って受光される。この出力のA/D変換値をマイクロコ
ンピュータ10に読込む(ステップ53)。そしてステ
ップ55に進み、評価関数Zの演算を次式に基づいて行
う。 Z=aX+bY そしてステップ55において検出レベルThon,非検出
レベルThoff とZとを比較し、オンオフ信号を出力す
る。そしてステップ56に進んでモード切換スイッチ1
3がティーチモードかどうかをチェックし、ティーチモ
ードでなければステップ52に戻って同様の処理を繰り
返す。又ステップ56においてモード切換スイッチ13
がティーチモードに設定されていれば、図2のステップ
32に戻って同様の処理を繰り返し、係数値a,bと検
出レベルThon,非検出レベルThoff を設定する。こ
うすれば設定した閾値と評価関数を用いて2つの物体を
識別することができる。ここでマイクロコンピュータ1
0はステップ52〜55において光沢度判別手段及び受
光量判別手段の出力より得られる評価関数値と閾値とを
比較することによって、検出物体と非検出物体とを判別
する物体判別手段の機能を達成している。
を物体に照射しその反射光を受光するようにしている
が、P偏光成分の光を照射してその反射光を受光し同様
の処理を行うことによって物体を識別するように構成で
きることはいうまでもない。
から評価関数を自動的に算出するようにしているが、マ
イクロコンピュータ10にこれらの配分を定める入力手
段、例えば可変抵抗器で設定される電圧によって配分値
を入力してこれに基づいて評価関数を算出するように構
成することも可能である。
互いに垂直の偏光方向の反射光を2つの受光手段によっ
て受光して光量と光沢度とを判別しているが、光沢を前
述した従来例の方法で判別し、光量をCCDからの出力
の加算により判別し、得られた光沢度及び光量から物体
を検出するようにしてもよい。
ば、光沢差と光量差のいずれか一方に差のある複数の物
体をあらかじめティーチングし閾値を設定しておくこと
によって、これらを組合せて閾値を算出することがで
き、これに基づいてこれらの物体を確実に識別すること
ができるという効果が得られる。
体構成を示すブロック図である。
フローチャートである。
ャートである。
光方向を有する光を入射したときの正反射光と拡散反射
光との関係を示す概略図である。
るかを示すグラフである。
化と光量及び光沢の出力関係を示す図である。
Claims (2)
- 【請求項1】 物体検知領域に照射する投光手段と、 反射光を受光する第1,第2の受光手段と、 前記受光手段の出力に基づいて光沢度を判別する光沢度
判別手段と、 前記受光手段の出力に基づいて反射された受光量を判別
する光量判別手段と、 検出物体と非検出物体の光量差及び光沢差に基づいて光
量差及び光沢差の少なくとも一方を変数とする評価関数
Zを算出する評価関数算出手段と、 前記評価関数算出手段によって算出された評価関数値に
基づいて閾値を算出する閾値算出手段と、 前記光沢度判別手段及び受光量判別手段の出力に基づい
て得られる評価関数値と前記閾値算出手段によって算出
された閾値とを比較することにより、検出物体と非検出
物体とを判別する物体判別手段と、を具備することを特
徴とする光学式センサ装置。 - 【請求項2】 前記評価関数算出手段は、 光沢差が光量差より十分大きければ光沢差を変数とし、
光量差が光沢差より十分大きければ光量差を変数とし、
その間は光量と光沢差の双方を変数とする関数として設
定するものであることを特徴とする請求項1記載の光学
式センサ装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15838495A JP3264143B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | 光学式センサ装置 |
KR1019960010573A KR100193586B1 (ko) | 1995-04-06 | 1996-04-04 | 반사형 광전 감지장치 |
US08/628,257 US5790259A (en) | 1995-04-06 | 1996-04-05 | Reflection-type photoelectric sensing apparatus |
CN96105768A CN1091254C (zh) | 1995-04-06 | 1996-04-06 | 反射式光电传感装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15838495A JP3264143B2 (ja) | 1995-05-31 | 1995-05-31 | 光学式センサ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08327544A true JPH08327544A (ja) | 1996-12-13 |
JP3264143B2 JP3264143B2 (ja) | 2002-03-11 |
Family
ID=15670549
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15838495A Expired - Fee Related JP3264143B2 (ja) | 1995-04-06 | 1995-05-31 | 光学式センサ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3264143B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10281991A (ja) * | 1997-04-11 | 1998-10-23 | Stanley Electric Co Ltd | 光沢センサ |
WO2018209957A1 (zh) * | 2017-05-18 | 2018-11-22 | 深圳市志奋领科技有限公司 | 一种传感器主体及回归反射型光电传感器 |
-
1995
- 1995-05-31 JP JP15838495A patent/JP3264143B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10281991A (ja) * | 1997-04-11 | 1998-10-23 | Stanley Electric Co Ltd | 光沢センサ |
WO2018209957A1 (zh) * | 2017-05-18 | 2018-11-22 | 深圳市志奋领科技有限公司 | 一种传感器主体及回归反射型光电传感器 |
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---|---|
JP3264143B2 (ja) | 2002-03-11 |
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