JPH1026524A - Range finding sensor, range finding unit, and carrying device, automatic inspection device, and printing device for sheet paper or the like - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a high-accuracy output proportional to the distance to an object to be measured from a distance measuring sensor. SOLUTION: A light projecting lens 17 is positioned in front of a light emitting element 16 and a shielding plate 20 having a slit 19 is provided in front of a position detector 18. The detector 18 has two light receiving surfaces 21a and 21b which are electrically separated from each other by a hyperbolic parting line 22. A light beam (r) projected upon an object 24 to be measured from the element 16 forms a narrow and long light spot 25 on the position detector 18 after passing through the slit 19. The spot 25 moves in the width direction as the distance L to the object 24 changes. When the spot 24 moves, a linear output is obtained from a distance measuring sensor against the distance L.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、計測対象物まで
の距離を計測する測距センサ及び測距ユニットに関す
る。特に、受光面を曲線で２分割することにより、出力
のリニアリティを高めるようにした測距センサ及び測距
ユニットに関する。また、当該測距センサ又は測距ユニ
ットを用いた紙葉類搬送装置、自動検査装置及び印刷装
置に関する。The present invention relates to a distance measuring sensor and a distance measuring unit for measuring a distance to an object to be measured. In particular, the present invention relates to a distance measuring sensor and a distance measuring unit that increase the linearity of output by dividing a light receiving surface into two by a curve. In addition, the present invention relates to a sheet conveying device, an automatic inspection device, and a printing device using the distance measuring sensor or the distance measuring unit.

【０００２】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

（第１の従来例）従来より用いられている測距センサに
おいては、図示しないが、発光ダイオード等の発光素子
から出射した光ビームを投光レンズで絞って測定対象物
に投射し、測定対象物で反射した光ビームを受光レンズ
で集光させて１次元ＰＳＤ（位置検出素子）や２分割Ｐ
Ｄ（２分割フォトダイオード）等の位置検出器上に光ス
ポットを結像させ、三角測距の原理に基づいて位置検出
器上の結像位置から測定対象物の距離を求めている。(First Conventional Example) In a conventional distance measuring sensor, although not shown, a light beam emitted from a light emitting element such as a light emitting diode is narrowed by a light projecting lens and projected on a measurement object to be measured. The light beam reflected by the object is condensed by a light-receiving lens to form a one-dimensional PSD (position detection element)
A light spot is imaged on a position detector such as D (two-segment photodiode), and the distance of the object to be measured is obtained from the imaged position on the position detector based on the principle of triangulation.

【０００３】しかしながら、このような三角測距の原理
に基づいて距離計測を行なう測距センサによれば、測定
対象物までの距離Ｌと位置検出器上の結像位置（座標）
Ｘとの間にはＬ＝Ｋ／Ｘ（但し、Ｋは測距センサの光学
的配置から決まる定数である）の関係があり、測距セン
サからは位置検出器上の結像位置Ｘに比例した信号（す
なわち、位置検出器から出力された２つの電流値の比ま
たは差を信号処理回路で求めたもの）が出力されている
から、測距センサから出力されている測距信号は測定対
象物の距離Ｌに反比例しており、距離Ｌが大きくなると
測距センサによる距離計測の分解能が悪くなる。このた
め、測定対象物の距離Ｌに比例したリニア出力を得るた
めには、信号処理回路にリニアリティ補正回路を接続す
る必要があり、測距センサの小型化、低コスト化が困難
であるという問題があった。However, according to the distance measuring sensor that performs distance measurement based on the principle of such triangular distance measuring, the distance L to the object to be measured and the image forming position (coordinate) on the position detector.
X has a relationship of L = K / X (where K is a constant determined by the optical arrangement of the distance measuring sensor), and is proportional to the imaging position X on the position detector from the distance measuring sensor. (Ie, the ratio or difference of the two current values output from the position detector obtained by the signal processing circuit), the distance measurement signal output from the distance measurement sensor is It is inversely proportional to the distance L of the object, and as the distance L increases, the resolution of distance measurement by the distance measurement sensor deteriorates. Therefore, in order to obtain a linear output proportional to the distance L of the object to be measured, it is necessary to connect a linearity correction circuit to the signal processing circuit, which makes it difficult to reduce the size and cost of the distance measurement sensor. was there.

【０００４】（第２の従来例）そこで、特公平３−３２
７５７号公報に開示されている反射型光電スイッチで
は、図１に示すように、双曲線状の分割線２によって２
分割された２つの受光面３，４からなる位置検出器１を
用い、位置検出器１の各受光面３，４から各受光量に応
じて出力される電流信号の比または差を信号処理回路で
求めたとき、当該測距信号が測定対象物の距離Ｌに比例
するようにしている。(Second Conventional Example) Therefore, Japanese Patent Publication No. 3-32
In the reflection type photoelectric switch disclosed in Japanese Patent No. 757, as shown in FIG.
A signal processing circuit uses a position detector 1 composed of two divided light receiving surfaces 3 and 4 to determine a ratio or a difference between current signals output from the respective light receiving surfaces 3 and 4 of the position detector 1 according to each amount of received light. In this case, the distance measurement signal is made to be proportional to the distance L of the object to be measured.

【０００５】しかしながら、かかる第２の従来例におい
ては、円形断面の光ビームを用いており、位置検出器１
上に結像される光スポット５も円形となっている。しか
も、光スポット５は、測定対象物の距離Ｌの変化に伴っ
て、双曲線状の分割線２を隔てた２つの受光面３，４間
を跨ぐようにしながら位置検出器１上を移動する必要が
あるので、位置検出器１の寸法に比べて光スポット５の
直径をあまり小さくすることができない。このため、受
光面３，４を分割した分割方向と直交する方向、すなわ
ち光スポット５の移動方向にも光スポット５が広がって
おり、その結果測距センサからの出力のリニアリティが
低下し、測定精度を低下させていた。However, in the second conventional example, a light beam having a circular cross section is used, and the position detector 1 is used.
The light spot 5 imaged on the top is also circular. Moreover, the light spot 5 needs to move on the position detector 1 while straddling the two light receiving surfaces 3 and 4 separated by the hyperbolic dividing line 2 with the change of the distance L of the measurement object. Therefore, the diameter of the light spot 5 cannot be made much smaller than the size of the position detector 1. For this reason, the light spot 5 also spreads in the direction orthogonal to the direction in which the light receiving surfaces 3 and 4 are divided, that is, in the moving direction of the light spot 5, and as a result, the linearity of the output from the distance measuring sensor decreases, and Accuracy was reduced.

【０００６】また、位置検出器上における光スポットの
広がりを考慮して測定対象物の距離Ｌに比例した信号を
出力させようとすれば、受光面間の分割線が複雑とな
り、設計が困難になるという問題があった。If a signal proportional to the distance L of the object to be measured is to be output in consideration of the spread of the light spot on the position detector, the dividing line between the light receiving surfaces becomes complicated, and the design becomes difficult. There was a problem of becoming.

【０００７】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は叙上の従来例
の欠点に鑑みてなされたものであり、その目的とすると
ころは、曲線で２分割された受光面を有する受光部とス
リット状の細い光スポットとを組み合わせることによ
り、補正回路なしに測定対象物の距離に比例したリニア
出力を得られるようにすると共に測距精度の高精度化を
図ることにある。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the prior art, and has as its object to provide a light receiving portion having a light receiving surface divided into two by a curved line and a slit-shaped light receiving portion. It is an object of the present invention to obtain a linear output proportional to the distance to the object to be measured without a correction circuit and to improve the accuracy of distance measurement by combining a light spot with a small diameter.

【０００８】[0008]

【発明の開示】請求項１に記載の測距センサは、光ビー
ムを投射する投光部と測定対象物からの反射光を受光す
る受光部とからなり、測定対象物の距離変化に応じて受
光面上の光スポットが移動することを利用して測定対象
物の距離または距離変化を検出する測距センサであっ
て、前記投光部及び受光部のうち少なくとも一方はスリ
ットを備え、前記受光部は、受光光量の差又は比によっ
て構成される演算結果が測定対象物の移動に対して線形
関係となるように曲線によって２つに分割された受光面
を備えていることを特徴としている。A distance measuring sensor according to a first aspect of the present invention includes a light projecting section for projecting a light beam and a light receiving section for receiving light reflected from the object to be measured. A distance measuring sensor that detects a distance or a change in distance of a measurement object by using a movement of a light spot on a light receiving surface, wherein at least one of the light emitting unit and the light receiving unit includes a slit, and the light receiving unit includes a slit. The unit is characterized in that it has a light receiving surface divided into two by a curve so that a calculation result formed by a difference or a ratio of received light amounts has a linear relationship with the movement of the measurement object.

【０００９】請求項１に記載の発明にあっては、受光光
量の差又は比によって構成される演算結果が測定対象物
の移動に対して線形関係となるように曲線によって２つ
に分割された受光面を備えており、測定対象物の距離に
比例したリニア出力を得ることができるので、リニアリ
ティ補正回路が必要なく、信号処理部の構成を簡略にす
ることができる。従って、測距センサを小型化し、低コ
スト化することができる。According to the first aspect of the present invention, the calculation result constituted by the difference or ratio of the received light amount is divided into two by a curve so as to have a linear relationship with the movement of the object to be measured. Since a light receiving surface is provided and a linear output proportional to the distance of the object to be measured can be obtained, a linearity correction circuit is not required, and the configuration of the signal processing unit can be simplified. Therefore, the distance measuring sensor can be reduced in size and cost.

【００１０】しかも、投光部と受光部のうち少なくとも
一方はスリットを有しているので、受光面上にはスリッ
ト状の細長い光スポットが形成される。よって、双曲線
状などの単純な曲線で受光面間を分割することによって
リニア出力を得ることができ、測距センサによる計測精
度を高めることができる。In addition, since at least one of the light projecting portion and the light receiving portion has a slit, a slit-like elongated light spot is formed on the light receiving surface. Therefore, a linear output can be obtained by dividing the light receiving surfaces by a simple curve such as a hyperbolic shape, and the measurement accuracy by the distance measuring sensor can be improved.

【００１１】請求項２に記載の実施態様は、請求項１記
載の測距センサにおいて、前記投光部はシリンドリカル
レンズを備え、当該シリンドリカルレンズは、その軸線
方向を前記スリットの長手方向と平行に向けて配置され
ていることを特徴としている。According to a second aspect of the present invention, in the distance measuring sensor according to the first aspect, the light projecting section includes a cylindrical lens, and the cylindrical lens has an axial direction parallel to a longitudinal direction of the slit. It is characterized by being arranged facing.

【００１２】請求項２に記載に実施態様は、投光部にシ
リンドリカルレンズを備えているから、投光素子から出
射された光ビームはシリンドリカルレンズによって一方
向に細く集光され、光ビームはスリットの長手方向に長
いビーム形状に変換される。従って、投光部から出射さ
れる光をスリットに集めることができ、受光部における
スリット状の光スポットの光強度を高め、受光感度を高
めることができる。According to an embodiment of the present invention, since the light projecting section is provided with a cylindrical lens, the light beam emitted from the light projecting element is narrowly condensed in one direction by the cylindrical lens, and the light beam is slit. Is converted into a beam shape that is long in the longitudinal direction. Therefore, the light emitted from the light projecting unit can be collected in the slit, the light intensity of the slit-shaped light spot in the light receiving unit can be increased, and the light receiving sensitivity can be increased.

【００１３】請求項３に記載の実施態様は、請求項１記
載の測距センサにおいて、前記受光部からの信号を処理
するための信号処理部と、投光部のうち少なくとも発光
素子と、受光部のうち少なくとも位置検出手段を構成す
る部分とを一体にパッケージングした測距センサであっ
て、１つの前記発光素子に対して、複数の前記位置検出
手段を構成する部分が設けられていることを特徴として
いる。According to a third aspect of the present invention, in the distance measuring sensor according to the first aspect, a signal processing section for processing a signal from the light receiving section, at least a light emitting element of the light projecting section, and a light receiving section. A distance measuring sensor in which at least a part constituting the position detecting means of the part is integrally packaged, wherein a part constituting a plurality of the position detecting means is provided for one light emitting element; It is characterized by.

【００１４】請求項４に記載の実施態様は、請求項１記
載の測距センサにおいて、前記受光部からの信号を処理
するための信号処理部と、投光部のうち少なくとも発光
素子と、受光部のうち少なくとも位置検出手段を構成す
る部分とを一体にパッケージングした測距センサであっ
て、複数の前記発光素子と複数の前記位置検出手段を構
成する部分とが設けられていることを特徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, in the distance measuring sensor according to the first aspect, a signal processing section for processing a signal from the light receiving section, at least a light emitting element of the light projecting section, and a light receiving section. A distance measuring sensor in which at least a part constituting the position detecting means of the part is integrally packaged, wherein a plurality of the light emitting elements and a part constituting the plurality of the position detecting means are provided. And

【００１５】請求項３又は４に記載の測距センサのよう
に、例えばＩＣ化された信号処理部と発光素子と位置検
出手段を構成する部分を一体にパッケージ化することに
より、別途信号処理回路等を必要とすることなく、測距
センサのほぼ全体を一体にまとめることができる。従っ
て、測距センサの構成部品をプリント基板等に実装して
組み立てる手間を省くことができ、測距センサの組立工
数を大幅に減らすことが可能になる。よって、距離セン
サのコンパクト化と低コスト化を図ることができる。According to a third aspect of the present invention, a signal processing circuit is separately formed by integrally packaging a signal processing unit, a light emitting element, and a part constituting a position detecting means, which are integrated into an IC. It is possible to integrate substantially the entire distance measuring sensor integrally without the necessity. Therefore, it is possible to save the trouble of mounting and assembling the components of the distance measuring sensor on a printed circuit board or the like, and it is possible to greatly reduce the number of assembling steps of the distance measuring sensor. Therefore, it is possible to reduce the size and cost of the distance sensor.

【００１６】特に、１つの発光素子に対して複数の位置
検出手段を構成する部分を設けたものでは、検出距離の
長距離化（ワイドレンジ化）を図ることができる。ま
た、発光素子や位置検出手段を構成する部分を複数ずつ
設けた測距センサでは、１次元状や２次元状の測距が可
能になる。In particular, in the case where one light emitting element is provided with a portion constituting a plurality of position detecting means, the detection distance can be extended (wide range). Further, in a distance measuring sensor provided with a plurality of portions each constituting a light emitting element or a position detecting means, a one-dimensional or two-dimensional distance measuring can be performed.

【００１７】請求項５に記載の測距ユニットは、請求項
１に記載の測距センサをアレイ状に配列させたことを特
徴としている。A distance measuring unit according to a fifth aspect is characterized in that the distance measuring sensors according to the first aspect are arranged in an array.

【００１８】請求項５に記載の測距ユニットにあって
は、１次元状や２次元状の測距が可能になり、測距領域
を広くすることができる。また、予め測距センサをアレ
イ状に配列しているので、測距ユニットをコンパクトに
まとめることができる。According to the distance measuring unit of the present invention, one-dimensional or two-dimensional distance measurement can be performed, and the distance measurement area can be widened. Further, since the distance measuring sensors are arranged in an array in advance, the distance measuring units can be compactly assembled.

【００１９】請求項６に記載の紙葉類搬送装置は、請求
項１、２、３もしくは４に記載の測距センサ又は請求項
５に記載の測距ユニットを備え、前記測距センサ又は測
距ユニットによって紙やシート等の紙葉類の厚さ又は枚
数を検出することを特徴としている。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a sheet transport apparatus including the distance measuring sensor according to the first, second, third or fourth aspect or the distance measuring unit according to the fifth aspect, wherein the distance measuring sensor or the distance measuring unit is provided. The distance unit detects the thickness or the number of sheets such as paper and sheets.

【００２０】本発明にかかる測距センサや測距ユニット
を用いることにより、長距離においても測定対象物の距
離を高精度で検出できるので、紙葉類搬送装置に本発明
の測距センサや測距ユニットを用いると、離れた位置か
らでも紙葉類の厚さや枚数を高精度で検出でき、薄い紙
葉類の厚みや枚数も精度よく検出することができる。By using the distance measuring sensor and the distance measuring unit according to the present invention, the distance of the object to be measured can be detected with high accuracy even over long distances. When the distance unit is used, the thickness and the number of sheets can be detected with high accuracy even from a distant position, and the thickness and the number of sheets can be detected with high accuracy.

【００２１】請求項７に記載の自動検査装置は、請求項
１、２、３もしくは４に記載の測距センサ又は請求項５
に記載の測距ユニットを備え、前記測距センサによって
検査対象物を検出することにより、当該検査対象物の欠
陥や寸法等の検査項目を検出することを特徴としてい
る。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided an automatic inspection apparatus, comprising: the distance measuring sensor according to the first, second, third, or fourth aspect;
Wherein the inspection object is detected by the distance measurement sensor to detect an inspection item such as a defect or a dimension of the inspection object.

【００２２】自動検査装置に本発明の測距センサや測距
ユニットを用いると、離れた位置からでも微細な検査対
象項目を精度よく検査することができる。When the distance measuring sensor or the distance measuring unit of the present invention is used in an automatic inspection apparatus, a minute inspection target item can be inspected with high accuracy even from a remote position.

【００２３】請求項８に記載の印刷装置は、請求項１、
２、３もしくは４に記載の測距センサ又は請求項５に記
載の測距ユニットを備え、測距センサによって紙やシー
ト等の紙葉類の残量を検出することを特徴としている。The printing apparatus according to claim 8 is the printing apparatus according to claim 1,
A distance measuring sensor according to claim 2, 3, or 4 or a distance measuring unit according to claim 5 is provided, and the distance measuring sensor detects the remaining amount of sheets such as paper and sheets.

【００２４】印刷装置に本発明の測距センサや測距ユニ
ットを用いることにより、薄い紙葉類でも残量を高精度
に検出できる。By using the distance measuring sensor and the distance measuring unit of the present invention in a printing apparatus, the remaining amount can be detected with high accuracy even for thin paper sheets.

【００２５】[0025]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

（第１の実施形態）図２は本発明の一実施形態による測
距センサ１１の光学系の配置（センサ部１２）を示す図
である。測距センサ１１のセンサ部１２は投光部１４と
受光部１５とからなる。投光部１４は、発光ダイオード
や半導体レーザー素子のような発光素子１６と、発光素
子１６から出射された光ビームｒをほぼコリメート光に
変換して測定対象物２４に向けて照射する投光レンズ１
７とからなる。受光部１５は、２分割ＰＤのように２つ
の受光面を有する位置検出器１８と、測定対象物２４で
反射された光ビームｒを通過させて位置検出器１８へ導
くためのスリット１９を開口された遮蔽板２０とからな
っている。図３に示すように、位置検出器１８は２つの
受光面２１ａ，２１ｂを有しており、両受光面２１ａ，
２１ｂは双曲線状の分割線２２によって電気的に分割さ
れ、各受光面２１ａ，２１ｂからは信号端子２３ａ，２
３ｂが引き出されている。ここで投光レンズ１７と遮蔽
板２０とは基線長Ｂだけ離して同一面内に配置され、位
置検出器１８は遮蔽板２０からｆの距離に配置されてい
る。(First Embodiment) FIG. 2 is a diagram showing an arrangement (sensor unit 12) of an optical system of a distance measuring sensor 11 according to an embodiment of the present invention. The sensor unit 12 of the distance measuring sensor 11 includes a light projecting unit 14 and a light receiving unit 15. The light projecting unit 14 includes a light emitting element 16 such as a light emitting diode or a semiconductor laser element, and a light projecting lens that converts the light beam r emitted from the light emitting element 16 into substantially collimated light and irradiates the light to the measuring object 24. 1
7 The light receiving unit 15 has a position detector 18 having two light receiving surfaces, such as a two-segment PD, and a slit 19 for passing the light beam r reflected by the measurement target 24 and guiding the light beam r to the position detector 18. And a shielding plate 20 which is provided. As shown in FIG. 3, the position detector 18 has two light receiving surfaces 21a and 21b.
21b is electrically divided by a hyperbolic dividing line 22, and signal terminals 23a, 2b are connected from the respective light receiving surfaces 21a, 21b.
3b is pulled out. Here, the light projecting lens 17 and the shielding plate 20 are arranged on the same plane apart from each other by the base line length B, and the position detector 18 is arranged at a distance f from the shielding plate 20.

【００２６】しかして、発光素子１６から出射された光
ビームｒは投光レンズ１７でほぼコリメート光に変換さ
れ、投光レンズ１７の光軸に沿って測定対象物２４に投
射される。測定対象物２４で反射された光ビームｒは、
スリット１９を通過して位置検出器１８上に結像される
と共にスリット１９によって細長いスリット状の光スポ
ット２５に整形される。Thus, the light beam r emitted from the light emitting element 16 is substantially converted into collimated light by the light projecting lens 17 and projected on the measuring object 24 along the optical axis of the light projecting lens 17. The light beam r reflected by the measurement object 24 is
After passing through the slit 19, an image is formed on the position detector 18 and formed into an elongated slit-like light spot 25 by the slit 19.

【００２７】図４は上記測距センサ１１の回路構成を示
すブロック図である。測距センサ１１は、センサ部１２
と処理回路部１３とからなる。センサ部１２は、上記の
ように投光部１４と受光部１５とからなっている。処理
回路部１３は、同期信号発生回路２６、発光素子駆動回
路２７、２つのＩ／Ｖ（電流／電圧）変換回路２８ａ，
２８ｂ、増幅率の等しい２つの増幅回路２９ａ，２９ｂ
および除算処理回路３０からなる。FIG. 4 is a block diagram showing a circuit configuration of the distance measuring sensor 11. The distance measuring sensor 11 includes a sensor unit 12
And a processing circuit unit 13. The sensor unit 12 includes the light projecting unit 14 and the light receiving unit 15 as described above. The processing circuit unit 13 includes a synchronization signal generation circuit 26, a light emitting element driving circuit 27, two I / V (current / voltage) conversion circuits 28a,
28b, two amplifier circuits 29a and 29b having the same amplification factor
And a division processing circuit 30.

【００２８】しかして、同期信号発生回路２６から発光
素子駆動回路２７に同期トリガ信号が出力されると、発
光素子駆動回路２７は同期トリガ信号に同期して発光素
子１６を発光させる。発光素子１６から出射された光ビ
ームｒは投光レンズ１７を通過して測定対象物２４に投
射される。測定対象物２４で反射された光ビームｒはス
リット１９を通して位置検出器１８の上に結像する。位
置検出器１８の信号端子２３ａ，２３ｂからは各受光面
２１ａ，２１ｂの受光量に比例した受光電流Ｉ１，Ｉ２
が出力される。位置検出器１８の信号端子２３ａ，２３
ｂに流れる受光電流Ｉ１，Ｉ２はＩ／Ｖ変換回路２８
ａ，２８ｂで受光電流Ｉ１，Ｉ２に比例した電圧に変換
され、増幅回路２９ａ，２９ｂで増幅されて除算処理回
路３０へ電圧信号Ｖ１，Ｖ２が出力される。除算処理回
路３０は、同期信号発生回路２６の同期トリガ信号と同
期して、電圧信号Ｖ１，Ｖ２の商Ｖ２／Ｖ１を演算し、
測距信号Ｓとして出力する。When a synchronization trigger signal is output from the synchronization signal generating circuit 26 to the light emitting element driving circuit 27, the light emitting element driving circuit 27 causes the light emitting element 16 to emit light in synchronization with the synchronization trigger signal. The light beam r emitted from the light emitting element 16 passes through the light projecting lens 17 and is projected on the measuring object 24. The light beam r reflected by the measurement object 24 forms an image on the position detector 18 through the slit 19. From the signal terminals 23a and 23b of the position detector 18, light receiving currents I1 and I2 proportional to the light receiving amounts of the respective light receiving surfaces 21a and 21b are output.
Is output. Signal terminals 23a and 23 of the position detector 18
The light receiving currents I1 and I2 flowing through the I / V conversion circuit 28
The signals are converted into voltages proportional to the received light currents I1 and I2 at a and 28b, amplified by the amplifier circuits 29a and 29b, and output to the division processing circuit 30 as voltage signals V1 and V2. The division processing circuit 30 calculates the quotient V2 / V1 of the voltage signals V1 and V2 in synchronization with the synchronization trigger signal of the synchronization signal generation circuit 26,
It is output as a ranging signal S.

【００２９】つぎに、本発明による測距センサ１１の原
理を説明する。図５は分割線２２によって電気的に分割
された２つの受光面２１ａ，２１ｂを有する位置検出器
１８を示す図であって、測定対象物２４の距離Ｌが変化
するときに光スポット２５が移動する方向にＸ軸方向を
とり、直交する方向にＹ軸方向をとる。また、無限遠点
にある測定対象物２４で反射した光ビームｒにより位置
検出器１８上に生じる光スポット２５の位置をＸ軸方向
の原点とする。スリット状の光スポット２５はＹ軸方向
に伸びていて、位置検出器１８のＹ軸方向の寸法Ｙhよ
りも長く、位置検出器１８上におけるＸ軸方向の幅がΔ
Ｘであるとする。Next, the principle of the distance measuring sensor 11 according to the present invention will be described. FIG. 5 is a diagram showing the position detector 18 having two light receiving surfaces 21a and 21b electrically divided by the division line 22, and the light spot 25 moves when the distance L of the measurement object 24 changes. The direction is the X-axis direction, and the orthogonal direction is the Y-axis direction. The position of the light spot 25 generated on the position detector 18 by the light beam r reflected by the measurement object 24 at the point at infinity is defined as the origin in the X-axis direction. The slit-like light spot 25 extends in the Y-axis direction, is longer than the Y-axis dimension Yh of the position detector 18, and has a width in the X-axis direction on the position detector 18 of Δ.
Suppose X.

【００３０】また、２つの受光面２１ａ，２１ｂを電気
的に分離している分割線２２は、 Ｙ＝（Ｙh・Ｘ）／（Ｘ＋Ａ・Ｂ・ｆ） で表わされるとする。ここに、Ａは適当な定数、Ｙhは
位置検出器１８のＹ軸方向の寸法、Ｂはセンサ部１２の
基線長、ｆはスリット１９と位置検出器１８の距離であ
る。The dividing line 22 electrically separating the two light receiving surfaces 21a and 21b is represented by Y = (Yh.X) / (X + A.B.f). Here, A is an appropriate constant, Yh is the dimension of the position detector 18 in the Y-axis direction, B is the base line length of the sensor unit 12, and f is the distance between the slit 19 and the position detector 18.

【００３１】いま、位置検出器１８上の位置Ｘに光スポ
ット２５が結像されているとすると、一方の受光面２１
ａ上における光スポット２５の長さｙ１は、 ｙ１＝Ｙ＝（Ｙh・Ｘ）／（Ｘ＋Ａ・Ｂ・ｆ） であり、幅はΔＸであるから、その受光面積は、 ｙ１・ΔＸ＝（Ｙh・Ｘ）・ΔＸ／（Ｘ＋Ａ・Ｂ・ｆ） … となる。また、もう一方の受光面２１ｂ上における光ス
ポット２５の長さｙ２は、 ｙ２＝Ｙh−ｙ１＝Ｙh・（Ａ・Ｂ・ｆ）／（Ｘ＋Ａ・Ｂ
・ｆ） であり、幅はΔＸであるから、その受光面積は、 ｙ２・ΔＸ＝Ｙh・（Ａ・Ｂ・ｆ）・ΔＸ／（Ｘ＋Ａ・Ｂ・ｆ） … となる。受光電流Ｉ１，Ｉ２は各受光面２１ａ，２１ｂ
における受光面積に比例するから、除算処理回路３０か
ら出力される測距信号Ｓは、 Ｓ＝（ｙ２・ΔＸ）／（ｙ１・ΔＸ） ＝（Ａ・Ｂ・ｆ）／Ｘ … に比例することになる（比例定数を１とした）。ここで
測定対象物２４の距離Ｌと光スポット２５の結像位置Ｘ
との間には、 Ｌ＝Ｂ・ｆ／Ｘ … の関係があるから、式を式に代入すると、 Ｓ＝Ａ・Ｌ となる。よって、測定対象物２４の距離Ｌに比例したリ
ニア出力を得ることができる。Assuming that a light spot 25 is imaged at a position X on the position detector 18, one light receiving surface 21
The length y1 of the light spot 25 on a is y1 = Y = (Yh.X) / (X + A.B.f), and the width is .DELTA.X. Therefore, the light receiving area is y1.DELTA.X = (Yh · X) · ΔX / (X + A · B · f) The length y2 of the light spot 25 on the other light receiving surface 21b is given by: y2 = Yh-y1 = YhＹ (A ・ B ・ f) / (X + A ・ B)
· F) and the width is ΔX, so that the light receiving area is y2 · ΔX = Yh · (A · B · f) · ΔX / (X + A · B · f). The light receiving currents I1 and I2 correspond to the respective light receiving surfaces 21a and 21b.
Since the distance measurement signal S output from the division processing circuit 30 is proportional to: S = (y2２ΔX) / (y1 ・ ΔX) = (A ・ B ・ f) / X. (The proportionality constant is set to 1). Here, the distance L of the measurement object 24 and the imaging position X of the light spot 25 are shown.
Since there is a relation of L = B · f / X..., When the equation is substituted into the equation, S = A · L. Therefore, a linear output proportional to the distance L of the measuring object 24 can be obtained.

【００３２】従って、本発明の測距センサ１１によれ
ば、リニアリティ補正回路を用いることなくリニア出力
を得ることができる。しかも、スリット光を用いている
ので、高精度のリニア出力を得ることができる。また、
スリット光を用いることにより、受光面２１ａ，２１ｂ
間の分割線２２の形状を簡略にすることができる。Therefore, according to the distance measuring sensor 11 of the present invention, a linear output can be obtained without using a linearity correction circuit. Moreover, since slit light is used, a highly accurate linear output can be obtained. Also,
By using the slit light, the light receiving surfaces 21a, 21b
The shape of the dividing line 22 between them can be simplified.

【００３３】（第２の実施形態）図６は本発明の別な実
施形態による測距センサ３１の構成を示すブロック図で
ある。この測距センサ３１にあっては、減算回路３２で
増幅回路２９ａ，２９ｂの出力Ｖ１，Ｖ２の差Ｖ１−Ｖ
２を求め、加算回路３３でＶ１，Ｖ２の和Ｖ１＋Ｖ２を
求め、除算回路３４でこれらの商（Ｖ１−Ｖ２）／（Ｖ
１＋Ｖ２）を求めて測距信号Ｓとして出力するようにし
ている。(Second Embodiment) FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a distance measuring sensor 31 according to another embodiment of the present invention. In the distance measuring sensor 31, the difference V1-V between the outputs V1 and V2 of the amplifier circuits 29a and 29b is calculated by the subtraction circuit 32.
2, a sum V1 + V2 of V1 and V2 is obtained by an adder circuit 33, and a quotient (V1-V2) / (V
1 + V2) is calculated and output as the distance measurement signal S.

【００３４】この場合には、分割線２２を Ｙ＝（Ｃ・Ｂ・ｆ＋Ｘ）・Ｙh／（２Ｘ） … となるように決定する。ここで、Ｃは適当な定数であ
る。このとき除算回路３４から出力される測距信号Ｓ
は、 Ｓ＝（ｙ１・ΔＸ−ｙ２・ΔＸ）／（ｙ１・ΔＸ＋ｙ２・ΔＸ） ＝（２ｙ１−Ｙh）／Ｙh … となり、この式のｙ１に式を当てはめると（ｙ１＝
Ｙ）、測距信号Ｓは、 Ｓ＝Ｃ・Ｂ・ｆ／Ｘ ＝Ｃ・Ｌ となる。従って、このような構成によっても測定対象物
２４の距離Ｌに比例したリニア出力を得ることができ
る。In this case, the dividing line 22 is determined so that Y = (C ・ B ・ f + X) ・ Yh / (2X). Here, C is an appropriate constant. At this time, the distance measurement signal S output from the division circuit 34
S = (y1ΔX−y2ΔX) / (y1ΔX + y2ΔX) = (2y1-Yh) / Yh... By applying y1 to this equation, (y1 =
Y), and the distance measurement signal S is given by S = C ・ B ・ f / X = C L. Therefore, even with such a configuration, a linear output proportional to the distance L of the measurement target 24 can be obtained.

【００３５】なお、詳細は省略するが、容易に確かめら
れるように、Ｖ１−Ｖ２、Ｖ１／（Ｖ１＋Ｖ２）、Ｖ２
／（Ｖ１＋Ｖ２）などによって求めた値を測距信号Ｓと
して出力する場合も、容易に必要な双曲線を求めること
ができる。Although not described in detail, V1-V2, V1 / (V1 + V2), V2
Also in the case where the value obtained by / (V1 + V2) or the like is output as the distance measurement signal S, a necessary hyperbola can be easily obtained.

【００３６】（第３の実施形態）図７に示すものは本発
明のさらに別な実施形態による測距センサ４１の光学系
を示す概略構成図である。この測距センサ４１にあって
は、投光部１４において、スリット１９を有する遮蔽板
４２を発光素子１６と対向させて配置してあり、受光部
１５においては、位置検出器１８と対向させて結像用の
受光レンズ４３を配置している。(Third Embodiment) FIG. 7 is a schematic structural view showing an optical system of a distance measuring sensor 41 according to still another embodiment of the present invention. In this distance measuring sensor 41, a shielding plate 42 having a slit 19 is arranged in the light projecting section 14 so as to face the light emitting element 16, and in the light receiving section 15, it is opposed to the position detector 18. A light receiving lens 43 for image formation is arranged.

【００３７】しかして、発光素子１６から出射された光
ビームｒはスリット１９を通過することによって細長い
スリット状の光ビームｒとして測定対象物２４に照射さ
れる。こうして測定対象物２４の表面に照射されたスリ
ット状の光ビームｒの像が受光レンズ４３を通して位置
検出器１８の表面に結像され、位置検出器１８の表面に
はスリット状の光スポット２５が生成される。Thus, the light beam r emitted from the light emitting element 16 passes through the slit 19 and irradiates the measuring object 24 as an elongated slit-shaped light beam r. In this way, the image of the slit-shaped light beam r applied to the surface of the measuring object 24 is formed on the surface of the position detector 18 through the light receiving lens 43, and a slit-shaped light spot 25 is formed on the surface of the position detector 18. Generated.

【００３８】この測距センサ４１にあっても、位置検出
器１８や処理回路部１３は第１の実施形態と同様に構成
されており、第１の実施形態と同様な作用効果を奏す
る。Also in the distance measuring sensor 41, the position detector 18 and the processing circuit section 13 are configured in the same manner as in the first embodiment, and have the same functions and effects as those in the first embodiment.

【００３９】（第４の実施形態）図８は本発明のさらに
別な実施形態による測距センサ４４を示す概略構成図で
ある。この測距センサ４４にあっては、投光部１４にお
いて発光素子１６に対向させてスリット１９を有する第
１の遮蔽板４５を配置し、受光部１５において位置検出
器１８と対向させてピンホール４６を有する第２の遮蔽
板４７を配置している。(Fourth Embodiment) FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing a distance measuring sensor 44 according to still another embodiment of the present invention. In this distance measuring sensor 44, a first shielding plate 45 having a slit 19 is arranged in the light projecting section 14 so as to face the light emitting element 16, and a pinhole is formed in the light receiving section 15 so as to face the position detector 18. A second shielding plate 47 having 46 is arranged.

【００４０】しかして、発光素子１６から出射された光
ビームｒはスリット１９を通過することによって細長い
スリット状の光ビームｒとして測定対象物２４に照射さ
れる。こうして測定対象物２４の表面に照射されたスリ
ット状の光ビームｒの像はピンホール４６を通して位置
検出器１８の表面に結像され、位置検出器１８の表面に
はスリット状の光スポット２５が生成される。The light beam r emitted from the light emitting element 16 passes through the slit 19 and irradiates the measuring object 24 as an elongated slit-shaped light beam r. Thus, the image of the slit-shaped light beam r applied to the surface of the measuring object 24 is formed on the surface of the position detector 18 through the pinhole 46, and the slit-shaped light spot 25 is formed on the surface of the position detector 18. Generated.

【００４１】この測距センサ４４にあっても、位置検出
器１８や処理回路部１３は第１の実施形態と同様に構成
されており、第１の実施形態と同様な作用効果を奏す
る。Also in the distance measuring sensor 44, the position detector 18 and the processing circuit section 13 are configured in the same manner as in the first embodiment, and have the same operation and effects as those in the first embodiment.

【００４２】（第５の実施形態）図９は本発明のさらに
別な実施形態による測距センサ４８を示す概略構成図で
ある。この測距センサ４８にあっては、投光部１４にお
いて発光素子１６に対向させてシリンドリカルレンズ４
９を配置し、受光部１５において位置検出器１８と対向
させてスリット１９を有する遮蔽板２０を配置してい
る。ここで、シリンドリカルレンズ４９の軸線方向はス
リット１９の長さ方向と平行となるように配置されてい
る。(Fifth Embodiment) FIG. 9 is a schematic structural view showing a distance measuring sensor 48 according to still another embodiment of the present invention. In this distance measuring sensor 48, the cylindrical lens 4 is opposed to the light emitting element 16 in the light projecting section 14.
9 and a shielding plate 20 having a slit 19 is arranged in the light receiving unit 15 so as to face the position detector 18. Here, the axial direction of the cylindrical lens 49 is arranged so as to be parallel to the length direction of the slit 19.

【００４３】しかして、発光素子１６から出射された光
ビームｒはシリンドリカルレンズ４９によって一方向に
集光され、細長い線状の光ビームｒとして測定対象物２
４に照射される。こうして測定対象物２４の表面に照射
された光ビームｒはスリット１９を通して位置検出器１
８の表面に結像され、位置検出器１８の表面にはスリッ
ト状の光スポット２５が生成される。The light beam r emitted from the light emitting element 16 is converged in one direction by the cylindrical lens 49, and is converted into an elongated linear light beam r.
4 is irradiated. The light beam r illuminated on the surface of the measuring object 24 in this way passes through the slit 19 and the position detector 1
8 and a slit-like light spot 25 is generated on the surface of the position detector 18.

【００４４】この測距センサ４８にあっても、位置検出
器１８や処理回路部１３は第１の実施形態と同様に構成
されており、第１の実施形態と同様な作用効果を奏す
る。さらに、この実施形態にあっては、シリンドリカル
レンズ４９の集光作用によってスリット１９を通過する
光量を増加させることができるので、受光部１５におけ
る受光量を増加させることができ、測距感度を向上させ
ることができる。Also in the distance measuring sensor 48, the position detector 18 and the processing circuit section 13 are configured in the same manner as in the first embodiment, and have the same functions and effects as those in the first embodiment. Further, in this embodiment, the light condensing action of the cylindrical lens 49 can increase the amount of light passing through the slit 19, so that the amount of light received by the light receiving unit 15 can be increased, and the distance measurement sensitivity can be improved. Can be done.

【００４５】（第６の実施形態）図１０は本発明のさら
に別な実施形態による測距センサ５０の構成を示すブロ
ック図である。この処理回路部１３は、同期信号発生回
路２６、発光素子駆動回路２７、Ｉ／Ｖ変換回路２８
ａ，２８ｂ及び増幅回路２９ａ，２９ｂを１つのＩＣチ
ップ上に構成したものである。この処理回路部１３では
除算処理回路３０が除かれており、増幅回路２９ａ，２
９ｂからの出力や同期信号発生回路２６からの同期トリ
ガ信号を別途ＩＣチップに構成された除算処理回路や減
算回路などに接続することにより、任意の形式の測距信
号を得ることができる。(Sixth Embodiment) FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a distance measuring sensor 50 according to still another embodiment of the present invention. The processing circuit unit 13 includes a synchronization signal generation circuit 26, a light emitting element driving circuit 27, an I / V conversion circuit 28
a and 28b and amplifier circuits 29a and 29b are formed on one IC chip. In the processing circuit section 13, the division processing circuit 30 is omitted, and the amplification circuits 29a, 2
By connecting the output from 9b and the synchronization trigger signal from the synchronization signal generation circuit 26 to a division processing circuit, a subtraction circuit, or the like separately formed on an IC chip, a ranging signal of any format can be obtained.

【００４６】（第７の実施形態）図１１は本発明のさら
に別な実施形態による測距センサ５１の構成を示すブロ
ック図である。この処理回路部１３は、同期信号発生回
路２６、発光素子駆動回路２７、Ｉ／Ｖ変換回路２８
ａ，２８ｂ、増幅回路２９ａ，２９ｂ及びＡＰＣ回路
（オートパワーコントローラ）５２を１つのＩＣチップ
上に構成したものである。この処理回路部１３では、Ａ
ＰＣ回路５２で受光信号の信号強度を監視しており、常
に一定強度の信号が得られるよう発光素子駆動回路２７
により発光素子１６のパワーをコントロールしている。(Seventh Embodiment) FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a distance measuring sensor 51 according to still another embodiment of the present invention. The processing circuit unit 13 includes a synchronization signal generation circuit 26, a light emitting element driving circuit 27, an I / V conversion circuit 28
a and 28b, amplification circuits 29a and 29b, and an APC circuit (auto power controller) 52 on a single IC chip. In this processing circuit unit 13, A
The signal intensity of the light receiving signal is monitored by the PC circuit 52, and the light emitting element driving circuit 27 is controlled so that a signal of a constant intensity is always obtained.
Controls the power of the light emitting element 16.

【００４７】従って、この実施形態によれば、ＡＰＣ回
路５２により測距動作を安定させたい場合にも測距セン
サの全体が大きくなるのを回避し、全体をコンパクトに
まとめることができる。Therefore, according to this embodiment, even when the distance measurement operation is desired to be stabilized by the APC circuit 52, the entire distance measuring sensor can be prevented from becoming large, and the entire distance measuring sensor can be made compact.

【００４８】（第８の実施形態）図１２に示すものは本
発明のさらに別な実施形態による測距センサの一部を搭
載したパッケージ素子５３である。この実施形態におい
ては、処理回路部１３を構成するＩＣチップ５４と位置
検出器１８を、リード端子５５を有する実装基板５６上
にハイブリッド実装し、その表面を透明なモールド用樹
脂（図示せず）で覆って処理回路部１３と位置検出器１
８を一体にパッケージングする。(Eighth Embodiment) FIG. 12 shows a package element 53 on which a part of a distance measuring sensor according to still another embodiment of the present invention is mounted. In this embodiment, the IC chip 54 and the position detector 18 constituting the processing circuit section 13 are hybrid-mounted on a mounting substrate 56 having lead terminals 55, and the surface thereof is made of a transparent molding resin (not shown). Processing circuit 13 and position detector 1
8 are packaged together.

【００４９】このような実施形態によれば、位置検出器
１８と処理回路部１３を一体に構成されているので、製
造工程を簡略化できて測距センサを低コスト化すること
ができる。また、測距センサのコンパクト化を図ること
ができる。According to such an embodiment, since the position detector 18 and the processing circuit section 13 are integrally formed, the manufacturing process can be simplified and the distance measuring sensor can be reduced in cost. Further, the distance measuring sensor can be made compact.

【００５０】（第９の実施形態）図１３に示すものは本
発明のさらに別な実施形態による測距センサの一部を搭
載したパッケージ素子５７である。この実施形態におい
ては、処理回路部１３と位置検出器１８を半導体基板５
８上にモノリシックに構成したＩＣチップ５９を実装基
板５６上に実装し、その表面を透明なモールド用樹脂で
覆って処理回路部１３と位置検出器１８を一体にパッケ
ージングしたものである。(Ninth Embodiment) FIG. 13 shows a package element 57 on which a part of a distance measuring sensor according to still another embodiment of the present invention is mounted. In this embodiment, the processing circuit unit 13 and the position detector 18 are connected to the semiconductor substrate 5.
A monolithic IC chip 59 is mounted on a mounting substrate 56, and its surface is covered with a transparent molding resin to package the processing circuit unit 13 and the position detector 18 integrally.

【００５１】このような実施形態によれば、位置検出器
１８と処理回路部１３を同一工程で製造することができ
て測距センサを低コスト化することができる。また、測
距センサのコンパクト化を図ることができる。According to such an embodiment, the position detector 18 and the processing circuit section 13 can be manufactured in the same process, and the cost of the distance measuring sensor can be reduced. Further, the distance measuring sensor can be made compact.

【００５２】（第１０の実施形態）図１４は本発明のさ
らに別な実施形態による測距センサの一部を搭載したパ
ッケージ素子６０を示す斜視図である。この実施形態に
おいては、処理回路部１３を形成したＩＣチップ５４と
位置検出器１８と発光素子１６を実装基板５６上にハイ
ブリッド実装し、その表面を透明なモールド用樹脂で覆
って処理回路部１３と発光素子１６と位置検出器１８を
一体にパッケージングしたものである。(Tenth Embodiment) FIG. 14 is a perspective view showing a package element 60 on which a part of a distance measuring sensor according to still another embodiment of the present invention is mounted. In this embodiment, the IC chip 54 on which the processing circuit section 13 is formed, the position detector 18 and the light emitting element 16 are hybrid-mounted on a mounting substrate 56, and the surface thereof is covered with a transparent molding resin. And the light emitting element 16 and the position detector 18 are integrally packaged.

【００５３】このような実施形態によれば、測距センサ
をよりコンパクト化することができる。According to such an embodiment, the distance measuring sensor can be made more compact.

【００５４】（第１１の実施形態）図１５は本発明のさ
らに別な実施形態による測距センサ６１を示す斜視図で
ある。この実施形態は第５の実施形態（図９）に対応す
るものであって、実装基板５６上に処理回路部１３を構
成するＩＣチップ５４と発光素子１６と位置検出器１８
を配置し、発光素子１６を覆う透明なモールド用樹脂６
２を半円柱状に成形することによってシリンドリカルレ
ンズ４９を形成し、位置検出器１８を覆う透明なモール
ド用樹脂６２中にスリット１９を有する遮蔽板２０をイ
ンサート成形している。(Eleventh Embodiment) FIG. 15 is a perspective view showing a distance measuring sensor 61 according to still another embodiment of the present invention. This embodiment corresponds to the fifth embodiment (FIG. 9), in which an IC chip 54, a light emitting element 16, and a position detector 18 which constitute the processing circuit section 13 are mounted on a mounting board 56.
And a transparent molding resin 6 covering the light emitting element 16.
2 is formed in a semi-cylindrical shape to form a cylindrical lens 49, and a shielding plate 20 having a slit 19 is insert-molded in a transparent molding resin 62 covering the position detector 18.

【００５５】このような実施形態によれば、測距センサ
６１の全体を１素子化することができ、測距センサ６１
を非常にコンパクトにできると共に測距センサ６１の取
り扱いが容易になる。According to such an embodiment, the entire distance measuring sensor 61 can be made into one element.
And the distance measuring sensor 61 can be easily handled.

【００５６】（第１２の実施形態）図１６は本発明のさ
らに別な実施形態による測距センサ６３を示す斜視図で
ある。この測距センサ６３にあっては、実装基板５６上
に処理回路部１３を構成するＩＣチップ５４と位置検出
器１８と発光素子１６を一列に配列し、それを直交する
方向へ一定ピッチ毎に配置している。従って、この測距
センサ６３によれば、測定対象物２４の上のライン状に
並んだ複数の測定点を計測することができる。(Twelfth Embodiment) FIG. 16 is a perspective view showing a distance measuring sensor 63 according to still another embodiment of the present invention. In the distance measuring sensor 63, the IC chip 54, the position detector 18, and the light emitting element 16 which constitute the processing circuit section 13 are arranged in a line on a mounting substrate 56, and are arranged at regular intervals in a direction orthogonal to each other. Have been placed. Therefore, according to the distance measurement sensor 63, a plurality of measurement points arranged in a line on the measurement target 24 can be measured.

【００５７】（第１３の実施形態）図１７は本発明のさ
らに別な実施形態による測距センサ６４を示す斜視図で
ある。この測距センサ６４にあっては、実装基板５６上
に処理回路部１３を構成するＩＣチップ５４と１つの発
光素子１６と複数の位置検出器１８ａ，１８ｂ，…を一
列に配置している。(Thirteenth Embodiment) FIG. 17 is a perspective view showing a distance measuring sensor 64 according to still another embodiment of the present invention. In the distance measuring sensor 64, an IC chip 54 constituting the processing circuit section 13, one light emitting element 16, and a plurality of position detectors 18a, 18b,...

【００５８】この測距センサ６４によれば、発光素子１
６から出射された光ビームｒは、測定対象物２４の距離
が異なるエリア６５ａ，６５ｂ，…に属する場合には異
なる位置検出器１８ａ，１８ｂ，…で受光されるように
なっており、１つの位置検出器の場合に比較して測距セ
ンサにより計測可能な距離を長くすることができ、検出
範囲を長距離（ワイドレンジ）化することができる。According to the distance measuring sensor 64, the light emitting element 1
6 are received by different position detectors 18a, 18b,... When they belong to areas 65a, 65b,. The distance measurable by the distance measuring sensor can be made longer than in the case of the position detector, and the detection range can be made longer (wide range).

【００５９】（第１４の実施形態）図１８は第４の実施
形態（図８）に対応する測距センサ６６の具体的形態を
示す図である。この測距センサ６６にあっては、下面開
口したケース６７の上面にスリット１９とピンホール４
６を開口してあり、スリット１９と対向させるようにし
てケース６７内に発光素子１６（樹脂モールド品）を納
め、ピンホール４６と対向させるようにしてケース６７
内に位置検出器１８（樹脂モールド品）を納めている。
発光素子１６のリード端子６８はケース６７側面から突
出し、位置検出器１８のリード端子６９はケース６７の
下面から突出している。(Fourteenth Embodiment) FIG. 18 is a view showing a specific form of a distance measuring sensor 66 corresponding to the fourth embodiment (FIG. 8). In the distance measuring sensor 66, the slit 19 and the pinhole 4 are formed on the upper surface of the case 67 opened on the lower surface.
6, the light emitting element 16 (resin molded product) is placed in the case 67 so as to face the slit 19, and the case 67 is facing the pinhole 46.
A position detector 18 (resin molded product) is placed in the inside.
The lead terminal 68 of the light emitting element 16 projects from the side of the case 67, and the lead terminal 69 of the position detector 18 projects from the lower surface of the case 67.

【００６０】図１９はこの測距センサ６６を回路基板７
０に実装した状態を示す斜視図である。測距センサ６６
のリード端子６８，６９を回路基板７０の電極部分に接
続することによって回路基板７０上に測距センサ６６を
実装している。この測距センサ６６を搭載した回路基板
７０は、コネクタ７１によって機器と接続され、取付孔
７２によって機器に固定される。FIG. 19 shows that the distance measuring sensor 66 is mounted on the circuit board 7.
It is a perspective view showing the state where it was mounted on 0. Distance sensor 66
The distance measuring sensor 66 is mounted on the circuit board 70 by connecting the lead terminals 68 and 69 to the electrode portions of the circuit board 70. The circuit board 70 on which the distance measuring sensor 66 is mounted is connected to a device by a connector 71 and is fixed to the device by a mounting hole 72.

【００６１】（第１５の実施形態）図２０は本発明のさ
らに別な実施形態による測距ユニット７３を示す斜視図
である。この測距ユニット７３は、本発明の測距センサ
７４をセンサ取付基板７５上に一列（あるいは、複数
列）に配列したものである。測距ユニット７３上の各測
距センサ７４は測定対象物２４上の各１点を検出できる
ので、この測距ユニット７３によれば、測定対象物２４
上にライン状もしくは面状に並んだ複数の測定点を計測
することができる。(Fifteenth Embodiment) FIG. 20 is a perspective view showing a distance measuring unit 73 according to still another embodiment of the present invention. In the distance measuring unit 73, the distance measuring sensors 74 of the present invention are arranged in a line (or a plurality of lines) on a sensor mounting board 75. Since each of the distance measuring sensors 74 on the distance measuring unit 73 can detect one point on the measuring object 24, according to the distance measuring unit 73,
A plurality of measurement points arranged in a line or a plane above can be measured.

【００６２】（第１６の実施形態）図２１は本発明によ
る紙厚検知装置８１を示す概略斜視図である。厚みを検
知しようとする紙８２は、ローラ８３に巻き付けるよう
にしてローラ８３に沿って搬送されるようになってお
り、ローラ８３の外周面（周胴面）に対向させて本発明
による測距センサ８４が配置されている。(Sixteenth Embodiment) FIG. 21 is a schematic perspective view showing a paper thickness detecting device 81 according to the present invention. The paper 82 whose thickness is to be detected is conveyed along the roller 83 so as to be wound around the roller 83, and is opposed to the outer peripheral surface (peripheral body surface) of the roller 83 to measure the distance according to the present invention. A sensor 84 is provided.

【００６３】測距センサ８４は、紙８２が存在しない場
合には、ローラ８３表面までの距離を計測しており、紙
８２が送られてくると紙８２の表面までの距離を計測す
るので、その計測値の差から紙８２の厚みを検知するこ
とができる。When the paper 82 does not exist, the distance measuring sensor 84 measures the distance to the surface of the roller 83. When the paper 82 is sent, the distance measuring sensor 84 measures the distance to the surface of the paper 82. The thickness of the paper 82 can be detected from the difference between the measured values.

【００６４】また、このような構成により、順次搬送さ
れてくる紙の枚数を計数することもできる。Further, with such a configuration, the number of sheets sequentially conveyed can be counted.

【００６５】（第１７の実施形態）図２２は上記紙厚検
知装置８１を備えた電子複写装置８５を示す概略断面図
である。この電子複写装置８５は、給紙トレイ８６にス
トックされている紙８２を呼出コロ８７で送り出して給
紙コロ８８と逆転コロ８９の間を通過させ、感光体ドラ
ム９０でトナーを紙８２の表面へ転写し、さらに紙８２
をファン９１の上方を通過させて加圧ローラ９２及び定
着ローラ９３間でトナーを紙８２に定着させた後、排紙
ローラ９４で紙８２をコピー受け９５へ送り出すように
なっている。このような構造のうち、例えば逆転コロ８
９と対向する位置や定着ローラ９３と対向する位置に紙
厚検知装置８１を設けることにより、紙８２の厚みを検
知し、厚みの大き過ぎる紙や薄すぎる紙は受け付けない
ようにすることができる。なお、破線８２ａは紙８２の
送られる経路を示す。(Seventeenth Embodiment) FIG. 22 is a schematic sectional view showing an electronic copying apparatus 85 provided with the paper thickness detecting device 81. The electronic copier 85 feeds out the paper 82 stocked in the paper feed tray 86 by a call roller 87 and passes between the paper feed roller 88 and the reverse rotation roller 89. Transferred to paper 82
Is passed above the fan 91 to fix the toner on the paper 82 between the pressure roller 92 and the fixing roller 93, and then the paper 82 is sent to the copy receiver 95 by the paper discharge roller 94. Among such structures, for example, the reversing roller 8
By providing the paper thickness detecting device 81 at a position facing the fixing roller 93 or at a position facing the fixing roller 93, the thickness of the paper 82 can be detected, and paper that is too thick or too thin can be rejected. . Note that a broken line 82a indicates a route along which the paper 82 is sent.

【００６６】（第１８の実施形態）図２３はプリンタ給
紙トレイ９６内に構成された紙残量検知装置９７を示す
断面図である。プリンタ給紙トレイ９６は、トレイ９８
内の底面に紙支持板９９の一端を固定し、紙支持板９９
のバネ性によって紙支持板９９の他端を上方へ浮き上が
らせるようにしている。また、紙支持板９９の固定側端
部には紙支持板９９の上に重ねられた紙の端部を位置決
めして揃えるためのストッパー１００が設けられてお
り、紙支持板９９のフリー側の端部に対向させるように
して紙押さえ１０１が固定されている。紙残量検知装置
９７を構成する測距センサ１０２は紙支持板９９のフリ
ー側の下方においてトレイ９８の底面に固定されてお
り、紙支持板９９の下面までの距離を検知している。(Eighteenth Embodiment) FIG. 23 is a sectional view showing a remaining paper amount detecting device 97 provided in a printer paper feeding tray 96. The printer paper tray 96 includes a tray 98.
One end of the paper support plate 99 is fixed to the bottom inside the paper support plate 99.
The other end of the paper support plate 99 is caused to float upward by the spring property of the paper support plate 99. Further, a stopper 100 for positioning and aligning the end of the paper superimposed on the paper support plate 99 is provided at the fixed end of the paper support plate 99, and the stopper 100 on the free side of the paper support plate 99 is provided. The paper presser 101 is fixed so as to face the end. A distance measuring sensor 102 constituting the paper remaining amount detection device 97 is fixed to the bottom surface of the tray 98 below the free side of the paper support plate 99, and detects the distance to the lower surface of the paper support plate 99.

【００６７】しかして、もっとも上層の紙８２は紙押さ
え１０１によって位置決めされているので、プリンタ給
紙トレイ９６から紙８２が送り出されてゆくにつれて紙
支持板９９は次第に上方へ上がってゆく。従って、測距
センサ１０２によって紙支持板９９の底面までの距離を
検出することにより、送り出された紙の量を検出するこ
とができ、あるいは紙の残量の多い少ない、あるいは紙
の残枚数等を検出することができる。However, since the uppermost paper 82 is positioned by the paper holder 101, the paper support plate 99 gradually rises upward as the paper 82 is sent out from the printer paper feed tray 96. Therefore, by detecting the distance to the bottom surface of the paper support plate 99 by the distance measuring sensor 102, the amount of paper sent out can be detected, or the remaining amount of paper is small, or the number of remaining papers is small. Can be detected.

【００６８】なお、このような紙残量検知装置は、プリ
ンタやファクシミリ等にも用いることができる。Note that such a device for detecting the amount of remaining paper can also be used for a printer, a facsimile or the like.

【００６９】（第１９の実施形態）図２４は本発明の測
距ユニットを用いた自動検査装置１０３を示す斜視図で
ある。この自動検査装置１０３は、例えばＱＦＰのよう
な表面実装部品１０４のリード端子１０５の欠損や曲が
り等を検査するものである。この自動検査装置１０３
は、図１６の測距センサ６３のように、実装基板５６上
に複数の発光素子１６や位置検出器１８等を配列したも
のであって、これらの間隔は測定対象であるリード端子
１０５の間隔と等しくなっている。(Nineteenth Embodiment) FIG. 24 is a perspective view showing an automatic inspection apparatus 103 using the distance measuring unit of the present invention. The automatic inspection device 103 is for inspecting a lead terminal 105 of a surface mount component 104 such as a QFP for a defect or a bend. This automatic inspection device 103
In FIG. 16, a plurality of light emitting elements 16 and position detectors 18 are arranged on a mounting board 56 like a distance measuring sensor 63 in FIG. Is equal to

【００７０】しかして、検査工程へ送り込まれた表面実
装部品１０４は所定位置で位置決めされ、自動検査装置
１０３によってリード端子１０５の有無が検査される。
この時、リード端子１０５が欠損していたり、曲がった
りしている場合には、所定距離にリード端子１０５が検
出されないので、不良品と判断される。Thus, the surface-mounted component 104 sent to the inspection step is positioned at a predetermined position, and the automatic inspection device 103 inspects the presence or absence of the lead terminal 105.
At this time, if the lead terminal 105 is missing or bent, the lead terminal 105 is not detected at a predetermined distance, and is determined to be defective.

【００７１】なお、この自動検査装置は、任意の用途に
使用することができるものであって、例えばスクリーン
印刷されたハンダ層の厚みを検査する用途などにも用い
ることができる。The automatic inspection apparatus can be used for any purpose, for example, for inspecting the thickness of a screen-printed solder layer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】従来例の光電スイッチにおける位置検出器の構
造を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a structure of a position detector in a conventional photoelectric switch.

【図２】本発明の一実施形態による測距センサの光学系
の構成を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a configuration of an optical system of a distance measuring sensor according to an embodiment of the present invention.

【図３】同上の測距センサにおける位置検出器の構造を
示す平面図である。FIG. 3 is a plan view showing a structure of a position detector in the distance measuring sensor according to the first embodiment.

【図４】同上の測距センサの構成を示すブロック図であ
る。FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of a distance measuring sensor according to the embodiment.

【図５】本発明の作用説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory view of the present invention.

【図６】本発明の別な実施形態による測距センサの構成
を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a distance measuring sensor according to another embodiment of the present invention.

【図７】本発明のさらに別な実施形態による測距センサ
の光学系を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing an optical system of a distance measuring sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図８】本発明のさらに別な実施形態による測距センサ
の光学系を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing an optical system of a distance measuring sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図９】本発明のさらに別な実施形態による測距センサ
の光学系を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing an optical system of a distance measuring sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図１０】本発明のさらに別な実施形態による測距セン
サの構成を示すブロック図である。FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of a distance measuring sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図１１】本発明のさらに別な実施形態による測距セン
サの構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing a configuration of a distance measuring sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図１２】本発明のさらに別な実施形態による測距セン
サの一部を構成するパッケージング素子を示す斜視図で
ある。FIG. 12 is a perspective view showing a packaging element constituting a part of a distance measuring sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図１３】本発明のさらに別な実施形態による測距セン
サの一部を構成するパッケージング素子を示す斜視図で
ある。FIG. 13 is a perspective view showing a packaging element constituting a part of a distance measuring sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図１４】本発明のさらに別な実施形態による測距セン
サの一部を構成するパッケージング素子を示す斜視図で
ある。FIG. 14 is a perspective view showing a packaging element constituting a part of a distance measuring sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図１５】本発明のさらに別な実施形態による測距セン
サを示す斜視図である。FIG. 15 is a perspective view showing a distance measuring sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図１６】本発明のさらに別な実施形態による測距セン
サを示す斜視図である。FIG. 16 is a perspective view showing a distance measuring sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図１７】本発明のさらに別な実施形態による測距セン
サを示す斜視図である。FIG. 17 is a perspective view showing a distance measuring sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図１８】本発明のさらに別な実施形態による測距セン
サを示す斜視図である。FIG. 18 is a perspective view showing a distance measuring sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図１９】同上の測距センサを回路基板上に実装した状
態を示す斜視図である。FIG. 19 is a perspective view showing a state where the distance measuring sensor is mounted on a circuit board.

【図２０】本発明のさらに別な実施形態による測距ユニ
ットを示す斜視図である。FIG. 20 is a perspective view showing a distance measuring unit according to still another embodiment of the present invention.

【図２１】本発明による紙厚検知装置を示す斜視図であ
る。FIG. 21 is a perspective view showing a paper thickness detecting device according to the present invention.

【図２２】同上の紙厚検知装置を備えた電子複写装置の
概略断面図である。FIG. 22 is a schematic cross-sectional view of an electronic copying apparatus provided with the above-described paper thickness detecting device.

【図２３】本発明による紙残量検知装置を備えたプリン
タ給紙トレイの断面図である。FIG. 23 is a sectional view of a printer paper feed tray provided with the remaining paper amount detecting device according to the present invention.

【図２４】本発明による自動検査装置を示す斜視図であ
る。FIG. 24 is a perspective view showing an automatic inspection device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１２ センサ部 １３ 処理回路部 １４ 投光部 １５ 受光部 １６ 発光素子 １７ 投光レンズ １８ 位置検出素子 １９ スリット ２１ａ，２１ｂ 受光面 ２２ 分割線 ２４ 測定対象物 ２５ 光スポット ３０ 除算処理回路 ３２ 減算回路 ３３ 加算回路 ３４ 除算回路 ４６ ピンホール ４９ シリンドリカルレンズ ５２ ＡＰＣ回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 12 Sensor part 13 Processing circuit part 14 Light emitting part 15 Light receiving part 16 Light emitting element 17 Light emitting lens 18 Position detecting element 19 Slit 21a, 21b Light receiving surface 22 Dividing line 24 Object to be measured 25 Light spot 30 Division processing circuit 32 Subtraction circuit 33 Adder circuit 34 Divider circuit 46 Pinhole 49 Cylindrical lens 52 APC circuit

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 光ビームを投射する投光部と測定対象物
からの反射光を受光する受光部とからなり、 測定対象物の距離変化に応じて受光面上の光スポットが
移動することを利用して測定対象物の距離または距離変
化を検出する測距センサであって、 前記投光部及び受光部のうち少なくとも一方はスリット
を備え、 前記受光部は、受光光量の差又は比によって構成される
演算結果が測定対象物の移動に対して線形関係となるよ
うに曲線によって２つに分割された受光面を備えている
ことを特徴とする測距センサ。1. A light projecting unit for projecting a light beam and a light receiving unit for receiving reflected light from an object to be measured, wherein a light spot on a light receiving surface moves according to a change in the distance of the object to be measured. A distance measuring sensor for detecting a distance or a change in distance of a measurement object using the light emitting unit, wherein at least one of the light emitting unit and the light receiving unit includes a slit, and the light receiving unit is configured by a difference or a ratio of received light amounts. A distance measuring sensor comprising a light receiving surface divided into two by a curve so that a calculation result to be obtained has a linear relationship with a movement of a measurement target. 【請求項２】 前記投光部はシリンドリカルレンズを備
え、 当該シリンドリカルレンズは、その軸線方向を前記スリ
ットの長手方向と平行に向けて配置されていることを特
徴とする、請求項１に記載の測距センサ。2. The light emitting device according to claim 1, wherein the light projecting unit includes a cylindrical lens, and the cylindrical lens is arranged so that an axial direction thereof is parallel to a longitudinal direction of the slit. Distance measuring sensor. 【請求項３】 前記受光部からの信号を処理するための
信号処理部と、投光部のうち少なくとも発光素子と、受
光部のうち少なくとも位置検出手段を構成する部分とを
一体にパッケージングした測距センサであって、 １つの前記発光素子に対して、複数の前記位置検出手段
を構成する部分が設けられていることを特徴とする、請
求項１に記載の測距センサ。3. A signal processing unit for processing a signal from the light receiving unit, at least a light emitting element of the light projecting unit, and at least a part of the light receiving unit constituting a position detecting unit are integrally packaged. 2. The distance measuring sensor according to claim 1, wherein a portion constituting a plurality of the position detecting means is provided for one light emitting element. 3. 【請求項４】 前記受光部からの信号を処理するための
信号処理部と、投光部のうち少なくとも発光素子と、受
光部のうち少なくとも位置検出手段を構成する部分とを
一体にパッケージングした測距センサであって、 複数の前記発光素子と複数の前記位置検出手段を構成す
る部分とが設けられていることを特徴とする、請求項１
に記載の測距センサ。4. A signal processing unit for processing a signal from the light receiving unit, at least a light emitting element of the light projecting unit, and at least a part constituting a position detecting unit of the light receiving unit are integrally packaged. 2. A distance measuring sensor, comprising: a plurality of said light emitting elements; and a plurality of portions constituting said position detecting means.
The distance measuring sensor according to 1. 【請求項５】 請求項１に記載の測距センサをアレイ状
に配列させたことを特徴とする測距ユニット。5. A distance measuring unit, wherein the distance measuring sensors according to claim 1 are arranged in an array. 【請求項６】 請求項１、２、３もしくは４に記載の測
距センサ又は請求項５に記載の測距ユニットを備え、 前記測距センサ又は測距ユニットによって紙やシート等
の紙葉類の厚さ又は枚数を検出することを特徴とする紙
葉類搬送装置。6. A sheet, such as paper or a sheet, provided with the distance measuring sensor according to claim 1, 2, 3, or 4, or the distance measuring unit according to claim 5. A sheet transport device for detecting the thickness or the number of sheets. 【請求項７】 請求項１、２、３もしくは４に記載の測
距センサ又は請求項５に記載の測距ユニットを備え、 前記測距センサによって検査対象物を検出することによ
り、当該検査対象物の欠陥や寸法等の検査項目を検出す
ることを特徴とする自動検査装置。7. An object to be inspected, comprising the distance measuring sensor according to claim 1, 2, 3 or 4, or the distance measuring unit according to claim 5, wherein the object to be inspected is detected by the distance measuring sensor. An automatic inspection device for detecting inspection items such as defects and dimensions of objects. 【請求項８】 請求項１、２、３もしくは４に記載の測
距センサ又は請求項５に記載の測距ユニットを備え、 測距センサによって紙やシート等の紙葉類の残量を検出
することを特徴とする印刷装置。8. A distance measuring sensor according to claim 1, 2, 3, or 4, or a distance measuring unit according to claim 5, wherein the distance measuring sensor detects the remaining amount of paper sheets such as paper and sheets. A printing device, comprising: