JPH0650928Y2

JPH0650928Y2 - 光電センサ

Info

Publication number: JPH0650928Y2
Application number: JP779987U
Authority: JP
Inventors: 新中村
Original assignee: Omron Corp
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1987-01-22
Filing date: 1987-01-22
Publication date: 1994-12-21
Anticipated expiration: 2002-01-22
Also published as: JPS63117118U

Description

【考案の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野この考案は、光電センサ、特に搬送されるシート等に付
せられたマークを検出する光電センサに関する。

（ロ）従来の技術一般に、自動包装機等で、ローラによって搬送されるマ
ークを検出するのに、反射型光電センサや透過型光電セ
ンサが使用される。従来の反射型光電センサは、投光部
から発する光をハーフミラー、レンズ等からなる光学系
を経て、被検出シートに照射し、シートあるいはマーク
で反射される光を前記光学系を通して受光部で受け、マ
ークを検出する。また、透過型光電センサでは、コの字
形のケース体の上辺部と下辺部に個別に投光部と受光部
を設け、搬送されるシートを挟み、投光部からの光がシ
ートを透過して受光部に受光されるか否かにより、マー
クを検出している。

（ハ）考案が解決しようとする問題点一台の自動包装機では、多種類の包装用のフィルムが使
用されるのが一般的である。それゆえ、例えば反射型光
電センサを自動包装機に付設した場合、不透明フィルム
に印刷されたマークを検出する時、フィルム地とマーク
共に反射光が得られ、その光量によりマーク検出ができ
るが、透明フィルムの印刷マークを安定に検出すること
ができない。むしろ、この場合は、透過型光電センサを
使用することが望ましい。そこで、フィルムの種類の如
何に拘らず、安定なマーク検出を行うため、光電センサ
をフィルムの種類に応じて取替えて使用しているが、こ
れでは取替えに多大な時間を要するので効率的でない
し、２種の光電センサを購入しなければならず、自動包
装機の価格を高くするという問題があった。

この考案は、上記に鑑み、１第の光電センサで、透明不
透明の如何に拘らず、あらゆる種類のフィルムに印刷さ
れたマークを検出可能な光電センサを提供することを目
的としている。

（ニ）問題点を解決するための手段この考案の光電センサは、所定幅の空間（２）をおいて
体面する第１と第２の収納部（３、４）を有するケース
体（１）と、前記ケース体（１）の第１の収納部に設け
られ、前記空間（２）に向けて投光する投光部（５）
と、前記ケース体（１）の第１の収納部に設けられ、前
記投光部（５）から投光された光のうち前記空間（２）
に存在する被検出体で反射する反射光を受光する第１の
受光部（８）と、前記ケース体（１）の第２の収納部に
設けられ、前記投光部（５）から投光された光のうち前
記空間（２）または前記被検出体を透過した透過光を受
光する第２の受光部（９）と、前記第１と第２の受光部
（８、９）の出力を受けて検知出力を出力する信号処理
回路（29）と、から構成されている。

（ホ）作用この光電センサにおいて、投光部よりの光が光学系を経
てケース体の空間を通過するシートに照射される。シー
トで反射された光は、光学系を経て第１の受光部に受光
されると共に、また、シートが透明体である場合には、
シートを通過した光が第２の受光部で受光される。そし
て、シートが不透明体である場合には、第１の受光部で
マーク検出出力が得られ、シートが透明体である場合に
は、第２の受光部でマーク検出出力が得られる。

（ヘ）実施例＜実施例１＞第１図（ａ）、第１図（ｂ）は、この考案の一実施例を
示す光電センサの光学系の側面図及び正面図である。

ケース体１は、コ字状に形成され、空間２を挟み、上部
ケース部（第１収納部）３と下部ケース部（第２収納
部）４を有する。上部ケース部３には、発光ダイオード
（投光部）５、発光ダイオード５からの光軸に対して45
°の角度を持つハーフミラー６、レーズ７、さらに複合
型フォトダイオード（第１の受光部）８が設けられ、下
部ケース部４には、複合型フォトダイオード（第２の受
光部）９が設けられている。ここで、複合型フォトダイ
オード８、９は、それぞれ２つのフォトダイオード8a、
8b及び9a、9bから構成され、フォトダイオード8aと8b、
9aと9bは、同一の受光面積を有する。これらフォトダイ
オード8aと8b、9aと9bは、第１図（ｂ）に示すように、
シート10の進行方向に対して位置をずらいて配置してい
る。

この光電センサでは、発光ダイオード５からの光がハー
フミラ６、レーズ７を経て、空間２を通過するシート10
あるいはマーク11に照射され、その反射光がレンズ７、
ハーフミラー６を経て、複合型フォトダイオード８に受
光される。また、シート10が透明の場合は、発光ダイオ
ード５を出た光がハーフミラー６、レーズ７を経てシー
ト10を透過し、複合型フォトダイオード９に受光され
る。

第２図は、実施例光電センサの回路構成を示すブロック
図である。

発光ダイオード５で発せられた光が複合型フォトダイオ
ード８の受光領域8a、8bで受光されると、その信号は増
幅器21、22である程度増幅された後、差動増幅器25によ
って増幅され、ウインドゥコンパレータ27に入力され
る。ウインドゥコンパレータ27は、0Vを中心にVth₁、Vt
h₂の２つのしきい値電圧を有し、差動増幅器25の出力が
しきい値Vth₁を上回るか、しきい値Vth₂を下回った時に
信号出力する。また、複合型フォトダイオード９につい
ても、複合型フォトダイオード８と同様の信号処理が施
され、ウインドゥコンパレータ28は、ウインドゥコンパ
レータ27と同様の動作で信号出力する。さらに、ウイン
ドゥコンパレータ27、28の出力は、OR（論理和）回路29
に接続されており、ウインドゥコンパレータ27、28の何
れか一方に信号出力が存在すると、OR回路29は信号を出
力し、出力回路30を通して物体検知出力が外部に出力さ
れる。

次に、上記実施例光電センサの動作を、代表的な３種の
フィルムを使用した場合で説明する。使用されるフィル
ムは、不透明フィルムに反射率の低いマークを付したも
の、透明フィルムに反射率の低いマークを付したもの、
透明フィルムに反射率の高いマークを付したものの３種
である。先ず、不透明フィルムに反射率の低いマークを
付したシートを、空間部２を通して通過させる場合に
は、第３図（ａ）に示すように、シート10は不透明であ
るので、シート10及びマーク11に当たった光は反射さ
れ、再び上部ケース体３に戻るので、下部ケース部４の
複合型フォトダイオード９には受光されない。従って、
複合型フォトダイオード９の受光領域9a、9bの出力は何
れも０である。一方、シート10及びマーク11で反射され
る光は、シート10の反射光量の方が多であり、そのレベ
ル差も持つ光信号が複合型フォトダイオード８の受光領
域8aと8bに時間をずらして受光され、これらの受光信号
は、増幅器21、22でそれぞれ増幅され、差動増幅器25で
差動増幅され、ウインドゥコンパレータ27でしきい値を
達成する信号をハイレベルで導出し、OR回路29を経て、
出力回路30に２つのパルス信号が出力され、これによ
り、マークの検出を行うことができる。

また、透明フィルムに反射率の低いマークを付した場合
には、第３図（ｂ）に示すように、シート10は透明であ
り、光が通過するが、マーク11は反射率が低いので、常
に反射光が殆どなく、従って複合型フォトダイオード８
の受光領域8a、８の出力は殆ど０であり、差動増幅器2
5、ウインドゥコンパレータ27の出力も０となる。これ
に対し、シート10を通過した光は、複合フォトダイオー
ド９の受光領域9a、9bに受光されるため、その受光出力
が導出され、これが所定しきい値Vth₁、Vth₂より越える
レベルにおいて、それぞれウインドゥコンパレータ28よ
り出力が導出されるので、ウインドゥコンパレータ28、
OR回路29、出力回路30を通してやはり２個のパルス信号
が出力され、マーク11が検出される。

さらに、澄明フィルムに反射率の高いマークを付した場
合には、第３図（ｃ）に示すように、シート10の透明部
分では反射光がなく、透過光のみであり、この透過光は
複合型フォトダイオード９の受光領域9a、9bで受光され
て出力が得られるが、一方反射率の高いマーク11によっ
て反射された光は、複合型フォトダイオード８の受光領
域8a、8bにも受光され、これらにも出力が得られる。そ
のため、差動増幅器25、ウインドゥコンパレータ27及び
差動増幅器26、ウインドゥコンパレータ28のそれぞれに
パルス出力が得られ、これらがOR回路29を介して出力回
路30より出力されるので、やはりマーク11を検出するこ
とができる。

以上のように、この実施例光電センサでは、発光ダイオ
ード５と複合型フォトダイオード８で反射型光電センサ
を構成し、発光ダイオード５と複合型フォトダイオード
９で透過型光電センサを構成し、これら反射型光電セン
サと透過型光電センサの両検出出力の論理和を取り、出
力としているので、シート10が透明・不透明であり、マ
ーク11が反射率の低いものあるいは高いものを使用して
も、何れか一方の検出出力が得られるので、特別に光電
センサを２個用意することなく、１個の光電センサで全
ての種類のマークを検出することができかる。

＜実施例２＞第４図は、この考案の異なる光学系を示す実施例２の光
電センサの側面図である。

この光電センサは、コの字形のケース体１の上部ケース
部３に発光ダイオード５、レンズ７及び複合型フォトダ
イオード８を備え、空間２を介して、下部ケース部４に
は複合フォトダイオード９を設けている点で、第１図に
示した実施例と同様であるが、この実施例光電センサで
は、発光ダイオード５をレンズ７の中心軸上に置き、レ
ンズ７及び発光ダイオード５を、空間２を介して透過型
用複合型フォトダイオード９に体面させている点で相違
している。

また、この発光ダイオード５の光軸上の裏面に、複合型
フォトダイオード８を設け、これら複合型フォトダイオ
ード８及びレンズ７を、固定用ホルダ12に保持してい
る。

この実施例光電センサでは、発光ダイオード５からの光
は、空間２を通るマーク11を付したシート10に照射さ
れ、シート10が透明であれば、このシート10を透過した
光が複合型フォトダイオード９に受光され、シート10及
びマーク11が不透明の場合には、発光ダイオード５より
の光は反射され、発光ダイオード５の周囲のレンズ７を
介して複合型フォトダイオード８で受光される。信号処
理については、第２図の回路と同様の処理でよい。

この実施例光電センサによれば、ハーフミラーが不要な
ので、より簡略化された光電センサを得ることができ
る。

＜実施例３＞第５図に示す回路は、実施例３の回路ブロック図であ
り、この実施例の光学系は、第１図あるいは第４図に示
した光学系を使用する。

この実施例光電センサの特徴は、発振回路37により発光
ダイオードを変調駆動している点であり、それぞれ複合
型フォトダイオード８及び９に受光される信号は、変調
光、つまりパルス光となる。その分、ウインドゥコンパ
レータ27、28の出力は、多数のパルス信号であり、ゲー
ト31、32がそのパルス信号に同期して開き、積分回路3
3、34で多数のパルス信号を積分し、波形整形回路35、3
6で波形整形される。これらゲート、積分回路、波形整
形回路をさらに有する点で、第２図の回路と相違する。
しかしながら、OR回路29を介して出力回路30より信号出
力する点、つまり反射型光電センサと透過型光電センサ
の信号出力の論理和を取る点では、上記実施例１と同様
である。

この実施例光電センサでは、受光回路がその変調光（パ
ルス光）のみを受光するので、発光期間外のノイズが浸
入しても影響を受けず、外乱光特性、耐ノイズ性が向上
するという利点がある。

＜実施例４＞第６図は、実施例４の光電センサの光学系の断面図、第
７図は、同光電センサの回路ブロック図である。

この実施例光電センサも、コの字形のケース体１の上部
ケース部３に投光部及び反射型用受光部、下部ケース部
４に透過型用受光部を備えている点では、上記各実施例
と同様であるが、投光部として２個の発光ダイオード、
つまり赤色発光ダイオード61と緑色発光ダイオード62を
設け、これら赤色発光ダイオード61と緑色発光ダイオー
ド62からの光をハーフミラー63で混合し、レンズ64、ミ
ラー65、さらにレンズ66、68を介して、空間２を通るシ
ートに光を照射する一方、この照射された光がシート10
あるいはマーク11で反射され、レンズ66、67を通して受
光用の複合型フォトダイオード８に受光されるように構
成されている。また、回路部では、発振回路37で発振出
力されるパルス信号を分周回路38で分周し、この分周回
路38より時分割的に出力される２信号によって、赤色発
光ダイオード61と緑色発光ダイオード62を時間をずらし
て交互に時分割点灯する。この赤色発光ダイオード61あ
るいは緑色発光ダイオード62より出力される光を、それ
ぞれ通過するシートの態様により、複合型フォトダイオ
ード８あるいは９で受光し、各受光回路部、OR回路29を
通して出力回路30より出力される点では、上記各実施例
と同様である。

しかし、赤色発光ダイオード61と緑色発光ダイオード62
が分周回路38により時分割駆動されるに応じて、時分割
信号がゲート31、32に入力され、この間、ゲートが開
き、それぞれ各信号出力が積分回路33、34で積分され、
波形整形回路35、36で波形整形し、その出力をOR回路29
に入力するようになっている。

この実施例光電センサによれば、赤色発光ダイオード6
1、緑色発光ダイオード62の少なくとも一方について反
射率又は透過率が変化すれば出力信号が得られる。従っ
て、通過するシート10及びマーク11の透明度、色の組合
わせによって、何れか一方の検出可能なフィルムとマー
クの組合わせが拡張され、より広範囲のマーク検出を行
うことができる。

なお、上記各実施例のように、受光部に複合型フォトダ
イオードを使用するものでは、シートやマークの種類の
相違による一切の切替操作や感度調整は不要である。

もっとも、上記各実施例において、各受光部は複合型フ
ォトダイオードを使用する場合を示しているが、１個の
受光用フォトダイオードを用いる場合にも、本考案は適
用できる。

（ト）考案の効果この考案によれば、第１の収納部と第２の収納部が空間
を介して体面される１個のケース体の第１の収納部には
投光部及び被検出体で反射する反射光を受光する第１の
受光部を、第２の収納部には被検出体を透過した透過光
を受光する第２の受光部を設けているので、検出すべき
シート及びマークがいかなるものであっても、反射型光
電センサあるいは透過型光電センサの何れか一方の出力
が得られ、確実にマーク検出を行うことができる。

従って、包装すべきシート及びマークの種類が変わって
も、いちいち光電センサを交換する必要がなく、手間が
省ける上、１個の光電センサでよいので、装置全体の価
格を安価に抑えることができるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は、実施例１のケース体の側面図、第１図
（ｂ）は、同ケース体の正面図、第２図は、同実施例光
電センサの回路ブロック図、第３図は、同実施例光電セ
ンサの動作を説明するための波形図、第４図は、実施例
２の光電センサの側面図、第５図は、実施例３の光電セ
ンサの回路ブロック図、第６図は、実施例４の光電セン
サのケース体の側面図、第７図は、同実施例４の回路ブ
ロック図である。 1:ケース体、3:上部ケース部、 4:下部ケース部、５・61・62:発光ダイオード、 6:ハーフミラー、7:レンズ、 8:複合型フォトダイオード（反射型用）、 9:複合型フォトダイオード（透過型用）、 29:OR回路。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】所定幅の空間をおいて対面する第１と第２
の収納部を有するケース体と、前記ケース体の第１の収
納部に設けられ、前記空間に向けて光を投光する投光部
と、前記ケース体の第１の収納部に設けられ、前記投光部か
ら投光された光のうち前記空間に存在する被検出体で反
射する反射光を受光する第１の受光部と、前記ケース体の第２の収納部に設けられ、前記投光部か
ら投光された光のうち前記空間または前記被検出体を透
過した透過光を受光する第２の受光部と、前記第１と第２の受光部の出力を受けて検知出力を出力
する信号処理回路と、を備えてなることを特徴とする光
電センサ。