JPH0385477A

JPH0385477A - 物体検出装置

Info

Publication number: JPH0385477A
Application number: JP1221750A
Authority: JP
Inventors: Hirokazu Tanaka; 宏和田中; Kazuo Kishi; 岸　和勇
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 1989-08-30
Filing date: 1989-08-30
Publication date: 1991-04-10

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」この発明は、光学的に物体を検出する装置に関し、例え
ば、複写機の紙サイズの検出や紙送りの異常検出を行な
うセンサーなどとして利用するところの検出装置に係る
。

「従来の技術」光学的に物体を検出する装置としては第６図に示したよ
うな投光の反射を利用した検出装置が知られている。

この検出装置は、発光ダイオード等からなる光源１の光
をレンズを通して集光し、ビーム状の光を所定の照射角
度で検出物体２に投光する。

なお、ビーム状の光は周囲光と区別するためパルス光と
して投光するものが多い。

光源１の光は検出物体２によって反射され、この反射光
が受光素子３により受光される。受光素子３にはフォト
・トランジスタ、フォト・ダイオードなどが用いられ、
この受光素子３の出力信号から検出物体２の存在が検出
される。

ｒ発明が解決しようとする課題」上記した検出装置では、パルス光として投光する関係で
、光源１の光をパルスに変換するパルス駆動回路が必要
となる。

また、このようにパルス光として投光した光は、商用電
源の螢光灯やインバータ電源の螢光灯が存在すると、こ
れらの光が周囲光となるため、投光された光と周囲光と
の区別が困難となり誤動作の原因となる。

検出物体２までの距ＪＩＤが長くなると受光素子３の出
力信号が小さくなる。また、反射率の低い検出物体は距
離りが長くないときでも受光素子３の出力信号が小さく
なる。

このため、受光素子３の出力信号からの判断では。

検出物体２が遠くに存在するのか、所定の検出領域にあ
る検出物体３の反射率が低いのか、この区別ができない
。

周囲光の影響で受光素子３の光電流が増加するが、この
影響が大きくなると、受光素子３に負荷抵抗があるため
、その微分出力が小さくなり、受光素子３の出力信号が
判定レベルに達しないことが生ずる。

本発明は上記した実情にかんがみ開発したもので、周囲
光の影響を少なくして装置構成を簡単にした物体検出装
置を開発することを目的とする。

「課題を解決するための手段」上記した目的を達成するため、本発明では、光源の光を
投光レンズを介して照射する投光機構と、この投光機構
の投光路に対し受光路が交わるように配置した一つの受
光レンズと第１、第２の受光素子とからなる受光機構と
を備えると共に、上記第１の受光素子については検出物
体が投光路の第１領域にあるときその反射光を、上記第
２の受光素子については検出物体が投光路の第２領域に
あるときその反射光を各々受光する位置に設け、第１、
第２の受光素子の出力信号を比較し、この比較結果より
検出物体を検出する構成としたことを特徴とする物体検
出装置を提案する。

また、上記光源は投光レンズの焦点距離より離した位置
に、上記第１、第２の受光素子は受光レンズの焦点距離
より離した位置に各々設けたことを特徴とする物体検出
装置を提案する。

「作　　用」検出物体が投光路の第１領域にあるときには、第１受光
素子が検出物体の反射光を受光し、第２受光素子はその
反射光をほとんど受光しない。

この結果、第１受光素子の出力信号をＳ工、第２受光素
子の出力信号を８２とすれば、ｓ、＞Ｓ、となり、それ
らの出力信号の比較によって検出物体が第１領域に存在
することが確認できる。

検出物体が第２領域にある場合には、第２受光素子が検
出物体の反射光を受光し、第１受光素子はその反射光を
ほとんど受光しない。

この結果、Ｓ　１＜　Ｓ　ｘとなり、第１．第２受光素
子の出力信号を比較することによって、検出物体が第２
領域に存在することが確認できる。

「実施例」次に、本発明の実施例について図面に沿って説明する。

第１図は物体検出装置の光学系図で、１１は発光ダイオ
ードなどからなる光源、１２は光源１１の光を集光して
検出物体に投光する投光レンズを示し、これらが投光機
構を構成している。

この投光機構は、投光レンズ１２の焦点距離より離して
光源１１を設け、この光源１１の結像工３が距離Ｄ□の
位置に生ずるようになっている。

一方、１４．１５はフォト・トランジスタなどからなる
第１、第２受光素子、１６は第１．第２受光素子に光を
入射させる受光レンズで、これらが受光機構を構成して
いる。

この受光機構は、第１受光素子１４と第２受光素子１５
とを受光レンズ１６の焦点距離より離れた位置に横並び
として設け、光源１１の結像１３が受光レンズ１６を通
って第１受光素子１４の受光面に結像するようになって
いる。

また、第２受光素子１５は光源１１の結像１３と同距離
に位置をずらせて像１７を設けたとき、この像１７がそ
の受光面に結像する構成としである。

このように構成した検出装置は、検出物体が距離Ｄ１に
ある場合、光源１１の光の投光によって。

光源１１の結像１３が検出物体に鮮明に写し出される。

そして、この結像１３が検出物体による反射光として受
光レンズ１６を通って第１受光素子１４に入射する。

上記の場合、像１７の位置には投光がなく、第２受光素
子１５には検出物体からの反射光は入射しない。

この結果、第１受光素子１４の出力信号ｓ１と、第２受
光素子１５の出力信号Ｓ２との関係が、Ｓ工〉８つとな
り、これら出力信号Ｓ８、Ｓ２の比較によって、検出物
体が距Ｉ　Ｄｔを含む投光路の第１領域に存在すること
が分かる。

検出物体が距Ｉｔ　Ｄｚにある場合、光源１１の光の投
光によって、ボケた光源１１の像１８が検出物体に写し
出され、この像１８が検出物体による反射光として受光
レンズ１６を通り第２受光素子１５に入射する。

また、距ＩＩ　Ｄｔに仮定した像１９の位置には光源１
１の光の投光がないから、第１受光素子１４には検出物
体による反射光が入射しない。

この結果、Ｓｌ＜Ｓ、となり、第１受光素子１４の出力
信号Ｓ、と第２受光素子１５の出力信号Ｓ２との比較か
ら、検出物体が距離Ｄ２を含む投光路の第２領域に存在
することが分かる。

第２図は第１受光素子１４の出力信号Ｓ□と第２受光素
子１５の出力信号Ｓ２との比較結果を求める回路図であ
る。

図示する如く、第１受光素子１４の光電流Ｉ工が抵抗２
０を流れることによって電圧Ｖ工が発生し。

同様に、第２受光素子１５の光電流工２が抵抗２１を流
れることによって電圧ｖ２が発生する。これら電圧Ｖ工
、ｖ２はコンパレータ２２によって比較され、Ｖ□〉ｖ
３であるときにはコンパレータ出力が　”１”となり、
この逆に、Ｖ　Ｘ　＜　Ｖ　＊であれば、コンパレータ
出力が　”０”となる。

したがって、上記出力　”１”より検出物体が第１領域
にあることが、また、上記出力　Ｏ”より検出物体が第
２領域にあることが確認できる。

上記した物体検出装置では、距離Ｄ１の位置に移動した
物体を検出するセンサーなどとして利用することが多い
、このように利用する場合には、距離Ｄ２に検出物体が
存在するか否かにかかわらず、通常状態においてコンパ
レータ出力を　”０”に保つようにすることが好ましい
。

しかし、上記第２図の回路構成では、光源１１の光が投
光されない通常状態において、周囲光が第１受光素子１
４と第２受光素子１５とに均等に入射すると、Ｖ□＝ｖ
２となり、コンパレータ２２の出力が不安定となる。暗
黒中で光を受けない場合も同様であって、この場合には
、■□、工、が”０”か非常に少ない状態となり、コン
パレータ２２の出力が不安定となる。

第３図は上記の問題を解決するため、第２受光素子１５
に並列接続した抵抗２３を設け、通常状態ではＶ　＊　
＜　Ｖ　＊となるようにし、コンパレータ２２が　”０
”を安定して出力するように回路構成しである。

上記した実施例では、投光レンズ１２と受光レンズ１６
とを同一平面上に配置しているが、第４図に示した如く
、受光レンズ１６はその光軸が投光路に交わるように配
置してもよい、ただ、このようにすると、距離り、に生
ずる結像１３と像１７が第１受光素子１４と第２受光素
子１５で正確ニＭｆｌｌシなくなるが、物体の検出装置
としては実用上問題がない。

また、上記実施例に示した投光機構と受光機構は第５図
に示したように各機構側に一体構成することができる。

すなわち、光源１１は投光レンズ１２の材質中に、第１
受光素子１４と第２受光素子１５は受光レンズ１６の材
質中に一体的に設ける。

「発明の効果」上記した通り、本発明に係る検出装置では、２つの受光
素子の出力信号を比較して物体の存在を検出する構成と
したので、周囲光がある場合でもその光が２つの受光素
子に入射するから、受光素子の出力信号の比較結果には
影響しなく、その上。

周囲光に影響されないために、光源の光をパルス光とし
て投光する必要がない。

また、光源と受光素子とを物体の検出位置で結像される
ように、投光機構と受光機構との光学系を構成すること
によって物体の検出位置精度を向上させることができる
。

この結果、本発明によれば、検出精度を高め、構成の簡
単化を図った物体検出装置となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す物体検出装置の光学系
図、第２図は上記物体検出装置に備えた第１、第２受光
素子の出力信号を比較して検出結果を求める回路図、第
３図は改良例として示した第２図同様の回路図、第４図
は他の実施例を示す物体検出装置の簡略的な光学系図、
第５図は投光機構と受光機構の構成例を示す簡略図、第
６図は従来の物体検出装置を示す光学系図である。１１・・・光源１２・・・投光レンズ１３・・・結像１４・・・第１受光素子１５・・・第２受光素子１６・・・受光レンズ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光源の光を投光レンズを介して照射する投光機構
と、この投光機構の投光路に対し受光路が交わるように
配置した一つの受光レンズと第１、第２の受光素子とか
らなる受光機構とを備えると共に、上記第１の受光素子
については検出物体が投光路の第１領域にあるときその
反射光を、上記第２の受光素子については検出物体が投
光路の第２領域にあるときその反射光を各々受光する位
置に設け、第１、第２の受光素子の出力信号を比較し、
この比較結果より検出物体を検出する構成としたことを
特徴とする物体検出装置。
（２）上記光源は投光レンズの焦点距離より離した位置
に、上記第１、第２の受光素子は受光レンズの焦点距離
より離した位置に各々設けたことを特徴とする請求項（
１）記載の物体検出装置。