JPH07311281A - 非接触式物体検出装置及びその物体検出方法 - Google Patents

非接触式物体検出装置及びその物体検出方法

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JPH07311281A
JPH07311281A JP6124687A JP12468794A JPH07311281A JP H07311281 A JPH07311281 A JP H07311281A JP 6124687 A JP6124687 A JP 6124687A JP 12468794 A JP12468794 A JP 12468794A JP H07311281 A JPH07311281 A JP H07311281A
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JP
Japan
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parallel beam
detection
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light projecting
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JP6124687A
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Hideharu Yamamoto
英晴 山本
Masayuki Osawa
雅之 大沢
Hiroshi Kano
浩志 加納
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 投光部及び検出手段の数を減らして構造を簡
略化し、メンテナンスを容易にするとともに、消費電力
も少なく、かつ判別精度の向上等を図ることが可能な非
接触式物体検出装置及びその検出方法を提供する。 【構成】 投光部2より照射された平行ビーム1を、複
数の反射鏡4a〜4eを用いて屈折反射させて被検知物
の周囲を多角的に取り囲むように案内し、この平行ビー
ムで囲まれた部分を検出領域Dとするとともに、前記検
出領域外に位置する前記平行ビームが反射の途中で遮光
されたか否かを検出するための手段を設け、途中で前記
平行ビームが遮光されているか否かによって前記被検知
物が前記検出領域内の所定の位置に配置されているどう
か等を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、非接触式物体検出装置
及びその検出方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、被検知物を検出するのに、ベルト
状をした平行ビームを照射する投光部と、この投光部か
らの平行ビームを受光する受光部を備えた非接触式の物
体検出装置を用いて行う方法がある。
【0003】図9は、従来の物体検出装置の一例を模式
的に示すのである。図9において、この物体検出装置
は、ベルト状をした平行ビーム51を照射する投光部5
2と、この投光部52からの平行ビーム51を受光する
受光部53とで成る検出手段を4組備え、これを「#」
状に配設、すなわち2組の検出手段を互いに平行に離し
て前後方向に配設するとともに、残りの2組の検出手段
を互いに平行に離し、かつ前後方向に配設された検出手
段と略直角に交差させて左右方向に配設して成り、4つ
の平行ビーム51が交差した点S1,S2,S3,S4で囲
まれた領域内を検出領域Dとしている。
【0004】そして、この物体検出装置では、検出領域
D内に配置される被検知物60(図9に2点鎖線で示
す)が、検出領域D内に正しく配置されている場合には
平行ビーム51は遮断されることがないが、検出領域D
内に正しく配置されずに検出領域D内よりはみ出した状
態にあると、被検知物60が平行ビーム51の一部を遮
光することになり、これが受光部53で検出され、検出
領域D内に配置されていないことが認識されるようにな
っている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の物体検出装置では、投光部52と受光部53と
でなる検出手段を4組必要とするので、これら4組の検
出手段を配置するためのスペースを多く必要とすると言
う問題点があった。また、4つの検出手段を用いるの
で、これらを処理するための電気回路部品が多くなって
複雑化するとともに、さらには消費電力も大きく、コス
トも高くなっていると言う問題点があった。
【0006】本発明は、上記問題点に鑑みてなされたも
のであり、その目的は検出手段の数を減らして構造を簡
略化し、メンテナンスを容易にするとともに、消費電力
を低減させ、かつ判別精度の向上等を図ることが可能な
非接触式物体検出装置及びその検出方法を提供すること
にある。さらに、他の目的は、以下に説明する内容の中
で順次明らかにして行く。
【0007】
【課題を解決するための手段】この目的は、本発明で
は、構造にあっては、ベルト状をした平行ビームを照射
する投光部と、前記平行ビームを受光する受光部を備え
た非接触式物体検出装置において、前記投光部より照射
された平行ビームを、被検知物の周囲を多角的に取り囲
むように案内した後、前記受光部に案内する複数の反射
鏡を備えた構成とすることによって達成される。
【0008】一方、その方法にあっては、ベルト状をし
た平行ビームを照射する投光部と、前記平行ビームを受
光する受光部を備えた非接触式物体検出方法において、
前記投光部より照射された平行ビームを、複数の反射鏡
を用いて順次屈曲反射させて被検知物の周囲を多角的に
取り囲むように案内し、この平行ビームで囲まれた内側
を検出領域とするとともに、前記平行ビームが反射の途
中で遮光されたか否かを検出するための手段を設け、途
中で前記平行ビームが遮光されているか否かによって前
記被検知物を検出するようにして達成される。
【0009】
【作用】これによれば、投光部より照射された平行ビー
ムを、複数の反射鏡を用いて屈折反射させて被検知物の
周囲を多角的に取り囲むように案内し、この平行ビーム
で囲まれた内側を検出領域とするとともに、平行ビーム
が反射の途中で遮光されたか否かを検出することによっ
て被検知物の位置等を検出することができるので、投光
部と受光部は1つで済むことになる。これにより構造が
簡略化され、また消費電力の少ない非接触式の物体検出
装置及びその検出方法が得られることになる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。図1は、本発明に係る物体検出装置に
おける光学原理図を示すものである。図1において、こ
の物体検出装置では、幅Wで作られるベルト状をした平
行ビーム1を照射する投光部2と、受光素子(不図示)
を有した受光部3と、中心Oを投光部2より照射された
平行ビーム1が多角的(本実施例では正六角形)に取り
囲むようにして案内した後、受光部3に導く、5枚の平
面反射鏡4a,4b,4c,4d,4eとを備え、投光
部2より照射された平行ビーム1が平面反射鏡4a,4
b,4c,4d,4eでそれぞれ光路が屈曲されて、最
終的には受光部3に入射される構造になっており、平面
反射鏡4a,4b,4c,4d,4e中心上の各点b,
c,d,e,f,gを順次結んだ線で囲まれる多角閉領
域(本実施例では正六角形)の内部を「検出領域D」と
している。なお、ここで、検知領域Dが平行ビーム1の
幅Wの約2分の1よりも内側に形成されるということ
は、被検知物と平面反射鏡とが干渉しないために実用上
大変好ましいことである。また、本実施例での投光部2
の光軸と受光部3の光軸との交差角度θ6は120度で
ある。さらに、中心Oから各頂角(点b,c,d,e,
f,g)までの距離は等しく、入射角と反射角もそれぞ
れ等しくなるように構成させている。
【0011】図2は投光部2と受光部3とを用いて被検
知物を測定する測定器における測定原理図の一例であ
る。この測定器において、投光部2は半導体レーザ光を
照射するレーザ光照射器21と、このレーザ光照射器2
1より照射されたレーザ光をベルト状をした平行ビーム
に変換して投光部2より送り出すコリメータレンズユニ
ット22とで構成されている。一方、受光部3は、受光
素子31と、スリット32と、このスリット32を通過
した平行ビーム1を受光素子31に集光させる受光レン
ズユニット33とで構成されている。また、受光素子3
1の出力は、比較演算器41、,A/Dコンバータ4
2、ディジタル演算器43、データ表示器44に順次入
力される。そして、この測定器では、投光部2のレーザ
光照射器21より照射されたレーザ光は、コリメータレ
ンズユニット22で平行ビーム1に変換されて送り出さ
れ、受光部3側のスリット32を通過後、受光レンズユ
ニット33を通って受光素子31に集光される。する
と、受光素子31では、この平行なレーザ光エリア内の
対象物の影を光量変化として捉え、これが受光素子31
よりアナログ電圧出力として取り出される。また、この
アナログ電圧出力は比較演算回路41で設定値と比較さ
れ、上下限設定値と比較されて良否(OK/NG)を判
定する。同時に、アナログ電圧出力がA/Dコンバータ
42、ディジタル演算器43、データ表示器44に入力
されて、このデータ表示器44で上下限値設定、ピーク
・ボトム・ピークからピークまで値も瞬時にホールド表
示できるとともに、任意のサンプリングも表示できる。
【0012】次に、本実施例における物体検出装置にお
いて、被検知物を検出する場合は、例えば被検知物とし
て検出領域D内に納まる大きさをした物が用意され、こ
れが検出領域Dの中心Oに配置する。このときの平行ビ
ーム1を受光素子31を介して検出し、検出領域Dの外
側に被検知物の一部がはみ出ていない場合には所定の位
置に配置されていると判定し、はみ出ている場合は所定
の位置に配置されていないと判定するもので、こうする
ことにより六角形をした検出領域Dの全周域に渡って、
被検知物が検出領域Dよりはみ出していないかどうかを
瞬時に判定することができる。
【0013】なお、この検出領域Dを作る方法として
は、これ以外にも例えば図3乃至図5に示すように、
(n−1)個の平面反射鏡を用いることによりn角形の
検出領域Dを作ることができるものである。すなわち、
(1)図3に示す場合では2枚の平面反射鏡4a,4b
を用いて正三角形の検出領域D3が作られており、この
場合の投光部2の光軸と受光部3の光軸との交差角度θ
3は60度である。 (2)図4に示す場合では3枚の平面反射鏡4a,4
b,4cを用いて正四角形の検出領域D4が作られてお
り、この場合の投光部2の光軸と受光部3の光軸との交
差角度θ4は90度である。 (3)図5に示す場合では3枚の平面反射鏡4a,4
b,4c,4dを用いて正五角形の検出領域D5が作ら
れており、この場合の投光部2の光軸と受光部3の光軸
との交差角度θ5は108度である。
【0014】また、検出領域Dの検出精度は次の表1に
示す通りで、この表1から角数nが高くなればなる程、
内接円5に接近して行き、その精度が高くなることが判
る。なお、表1中において、Σnは誤差であり、この誤
差Σnは図3,図4、及び図5の符号Od間の距離と符
号Oh間の距離との差、すなわち(Od−Oh)を見た
もので、また最下段の精度幅は角部における最悪値を示
しているものである。
【0015】
【0016】図6及び図7は本発明に係る物体検出装置
の具体例を示すもので、図6はその装置の要部を示す平
面図、図7はその装置のA−A線に沿う側面図である。
図6及び図7において図1乃至図5と同一符号を付した
ものは図1乃至図5と同一のものを示している。図6及
び図7において、符号11はコンベア部で、21は上記
投光部2と受光部3と平面反射鏡4a〜4e等を有した
検出部である。コンベア部11は、図示せぬモータの回
転をベルト12を介して受けて同方向に回転される複数
のローラ13上に載置されて、このローラ13により間
欠的に移送される複数の移送基板14を有している。ま
た、移送基板14の移動量は進退出される位置決めスト
ッパー17により規制され、規制される毎に移送基板1
4が停止される。移送基板14上には設定治具15が取
り付けられており、この設定治具15を介して被検知物
16が移送基板14毎にセットされ、これが移送基板1
4と共に検出位置に搬送されて、その検出位置で検出部
21により、被検知物16におけるリード不定形状16
aの位置が検出される。さらに、コンベア部14上に
は、このコンベア部11上の移送基板14が検出位置に
向かって所定の位置まで移動されたことを検出するため
の移送物検出センサ19a,19b(図6参照)が、移
送基板14の移送路を挟んで対向し合う位置にそれぞれ
設けられている。
【0017】検出部21は、正六角形の検出領域Dを形
成する状態にして上記平面反射鏡4a〜4eを保持基板
22上に配してなる反射鏡ユニット23と、この反射鏡
ユニット23と一体化された第1の保持体24と、投光
部2及び受光部3が締結ネジ25を介して各々固定され
ている第2の保持体26と、第1の保持体24と第2の
保持体26が固定されている垂直昇降基板27等で形成
されている。また、垂直昇降基板27は、図示せぬ機構
によりコンベア部11に対して上下高さ方向に移動可能
で、この移動時に第1,第2の保持体24,26も上下
方向に一体に移動される。なお、図8中で符号28で示
す凹部は、反射鏡4a〜4eが取り付けられる面を高精
度に形成するための逃げ溝である。
【0018】次に、この物体検出装置の動作を説明す
る。まず、被検知物16が移送基板14で搬送されて来
るとき、垂直昇降基板27は上方に移動され、被検知物
16が移送基板14と共に送られて来るのに邪魔となら
ない位置に配置されている。
【0019】そして、移送基板14はローラ13により
図6及び図7中で矢印18方向に移送され、所定の位置
まで搬送されると移送物検出センサ19a,19bによ
り移送基板14が検出される。すると、図示せぬ手段に
より位置決めストッパー17が移送基板14の移送路前
方に、突出しこの先端側に当接されて、移送基板14を
この検出位置で停止させる。また、位置決めストッパー
17が突出されるのと同時に検出部21のセンサスイッ
チもオンされ、投光部2より平行ビーム1が照射されて
検出領域Dが形成される。
【0020】次いで、被検知物16のリード不定形状1
6aが検出領域Dで囲まれるまで、検出部21の垂直昇
降基板27が下降され、上述したようにして検出領域D
内を瞬時に判別する。その後、垂直昇降基板27が上昇
するとともに、位置決めストッパー17が下降される。
すると、同時に計測済みの移送基板14が矢印18の方
向に移送され、次の移送基板14が移動して来て、前と
同じ一連の動作が繰り返し行われる。
【0021】したがって、この実施例の構造によれば、
一対の投光部2と受光部3とで済むことになり、これに
伴って電気回路や機構が簡略される。これにより、全体
の構造が簡略化されて部品も減り、コストを下げること
ができる。同時に小形化が可能になる。また、全周に渡
って同一の平行ビーム(レーザー光)でまかなうことが
できるので、感度ムラも無く、高精度の検知・検出が可
能になり、高速化及び高精度(高分解能)化が可能にな
る。これは検出領域Dを多角化することによつて、さら
に精度を上げることが可能になる。なお、本実施例で
は、平面反射鏡4a〜4eを反射鏡ユニット23の内面
に取り付けた構造を開示したが、反射鏡ユニット23の
内面に蒸着等によって一体に形成しても差し支えないも
のである。
【0022】
【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
投光部より照射された平行ビームを、複数の反射鏡を用
いて屈折反射させて被検知物の周囲を多角的に取り囲む
ように案内し、この平行ビームで囲まれた内側を検出領
域とするとともに、平行ビームが反射の途中で遮光され
たか否かを検出することによって被検知物の位置等を検
出することができるので、投光部と受光部は1つで済
む。これにより構造が簡略化されるとともに、メンテナ
ンスも容易となり、消費電力の少ない非接触式の物体検
出装置及びその検出方法が得られることになる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る物体検出装置における光学原理図
を示す図である。
【図2】本発明に係る物体検出装置に使用する測定器に
おける測定原理の一例を示す図である。
【図3】本発明の一変形例を示す模式図である。
【図4】本発明の他の変形例を示す模式図である。
【図5】本発明のさらに他の変形例を示す模式図であ
る。
【図6】本発明に係る物体検出装置の具体的な構造を示
す平面図である。
【図7】図6のA−A線に沿う側面図である。
【図8】図7のB−B線に沿う要部平面図である。
【図9】従来の物体検出装置の一例を示す模式図であ
る。
【符号の説明】
1 平行ビーム 2 投光部 3 受光部 4a〜4e 平面反射鏡 8 被検知物 11 コンベア部(搬送手段) 21 検出部 D 検出領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 // G01B 11/00 A

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベルト状をした平行ビームを照射する投
    光部と、前記平行ビームを受光する受光部を備えた非接
    触式物体検出装置において、 前記投光部より照射された平行ビームを、被検知物の周
    囲を多角的に取り囲むように案内した後、前記受光部に
    案内する複数の反射鏡を備えたことを特徴とする非接触
    式物体検出装置。
  2. 【請求項2】 平面状の前記反射鏡を(n−1)個配し
    てn角形の検出領域を形成してなる請求項1に記載の非
    接触式物体検出装置。
  3. 【請求項3】 ベルト状をした平行ビームを照射する投
    光部と、前記平行ビームを受光する受光部を備えた非接
    触式物体検出装置において、 被検知物を検出位置に搬送するための搬送手段と、 前記投光部と前記受光部とを有するとともに、前記投光
    部より照射されたビームを、被検知物の周囲を多角的に
    取り囲むように案内した後、前記受光部に案内する複数
    の反射鏡とを有する検出手段と、 前記検出位置に配置された前記被検知物に対して移動さ
    れて、前記被検知物を前記ビームで囲まれた検出領域内
    に出し入れするための手段、 とを備えたことを特徴とする非接触式物体検出装置。
  4. 【請求項4】 ベルト状をした平行ビームを照射する投
    光部と、前記平行ビームを受光する受光部を備えた非接
    触式物体検出方法において、 前記投光部より照射された平行ビームを、複数の反射鏡
    を用いて順次屈曲反射させて被検知物の周囲を多角的に
    取り囲むように案内し、この平行ビームで囲まれた内側
    を検出領域とするとともに、前記平行ビームが反射の途
    中で遮光されたか否かを検出するための手段を設け、途
    中で前記平行ビームが遮光されているか否かによって前
    記被検知物を検出するようにしたことを特徴とする非接
    触式物体検出方法。
JP6124687A 1994-05-16 1994-05-16 非接触式物体検出装置及びその物体検出方法 Pending JPH07311281A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011164034A (ja) * 2010-02-14 2011-08-25 Univ Of Tsukuba 閉空間提示計測装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011164034A (ja) * 2010-02-14 2011-08-25 Univ Of Tsukuba 閉空間提示計測装置

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