JPH0763607A - 異物検知センサ - Google Patents
異物検知センサInfo
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- JPH0763607A JPH0763607A JP20975593A JP20975593A JPH0763607A JP H0763607 A JPH0763607 A JP H0763607A JP 20975593 A JP20975593 A JP 20975593A JP 20975593 A JP20975593 A JP 20975593A JP H0763607 A JPH0763607 A JP H0763607A
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- Japan
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- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 被写界深度に影響されない異物検知センサを
提供する。 【構成】 先端に光の導入口2aを有する細長い複数の
導光路2bが形成された導光部2と、この導光部2の後
端側に設けられて導光路2bの一本一本を介して入射さ
れる光の強弱を検出する受光部3とを具備する。 【効果】 各導光路毎に光を通過させて受光部で検出で
きるため、導光路の中心軸の延長線上の領域だけを受光
部に結像でき、被写界深度に影響されずに、物体を検知
することができる。
提供する。 【構成】 先端に光の導入口2aを有する細長い複数の
導光路2bが形成された導光部2と、この導光部2の後
端側に設けられて導光路2bの一本一本を介して入射さ
れる光の強弱を検出する受光部3とを具備する。 【効果】 各導光路毎に光を通過させて受光部で検出で
きるため、導光路の中心軸の延長線上の領域だけを受光
部に結像でき、被写界深度に影響されずに、物体を検知
することができる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光学的な観測手段によ
って物体を検知する異物検知センサに関するものであ
る。
って物体を検知する異物検知センサに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】一般に、光学的に異物等の物体(被観察
物)を観測する異物検知センサは、複数のレンズを通し
てCCD(Charged Coupled Device)や光電管等の撮像
素子の表面に物体の像を結像させ、この結像された画像
を撮像素子で電気的な信号として取り出す。また、ライ
ンセンサと称されるものは、このような撮像素子を一次
元に並列させたものとして解釈できる。
物)を観測する異物検知センサは、複数のレンズを通し
てCCD(Charged Coupled Device)や光電管等の撮像
素子の表面に物体の像を結像させ、この結像された画像
を撮像素子で電気的な信号として取り出す。また、ライ
ンセンサと称されるものは、このような撮像素子を一次
元に並列させたものとして解釈できる。
【0003】このようなラインセンサを用いて、例え
ば、液体が満たされたパイプの内部を通過する異物を検
出する手段としては、このパイプに透明な窓を設け、こ
の窓の外部から光を照射してパイプ内の異物の存在を検
出する方法が考えられる。ところが、かかる手段では、
ラインセンサのレンズの被写界深度の大小により、パイ
プの中を通る異物にレンズの焦点が合わず、小さな異物
をパイプの全断面積にわたって検出することは実用上困
難であった。このため、レンズに絞りを設け、これを絞
り込むことで、被写界深度を大きく設定していた。
ば、液体が満たされたパイプの内部を通過する異物を検
出する手段としては、このパイプに透明な窓を設け、こ
の窓の外部から光を照射してパイプ内の異物の存在を検
出する方法が考えられる。ところが、かかる手段では、
ラインセンサのレンズの被写界深度の大小により、パイ
プの中を通る異物にレンズの焦点が合わず、小さな異物
をパイプの全断面積にわたって検出することは実用上困
難であった。このため、レンズに絞りを設け、これを絞
り込むことで、被写界深度を大きく設定していた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、レンズ
の絞りを絞り込んで小さな異物の存在を検出しようとす
る場合にあっては、最も解像度の上がる焦点の前後と、
そこから離れた解像度の下がる部分での検出可能な最小
異物の大きさが変化する問題があった。このため、レン
ズの焦点から離れた部分では、小さな異物を検出するの
が困難であった。そして、異物の大きさを正確に検出す
るためには、前述の理由から、焦点距離を長く設定しな
ければならず、ラインセンサが大型になってしまうとい
う問題があった。
の絞りを絞り込んで小さな異物の存在を検出しようとす
る場合にあっては、最も解像度の上がる焦点の前後と、
そこから離れた解像度の下がる部分での検出可能な最小
異物の大きさが変化する問題があった。このため、レン
ズの焦点から離れた部分では、小さな異物を検出するの
が困難であった。そして、異物の大きさを正確に検出す
るためには、前述の理由から、焦点距離を長く設定しな
ければならず、ラインセンサが大型になってしまうとい
う問題があった。
【0005】本発明は前記課題を有効に解決するもの
で、被写界深度を大きく設定でき、かつ、小さな異物に
あっても検出可能な異物検知センサを提供することを目
的とする。
で、被写界深度を大きく設定でき、かつ、小さな異物に
あっても検出可能な異物検知センサを提供することを目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の異物検知センサ
は、先端に光の導入口を有する細長い複数の導光路が形
成された導光部と、この導光部の後端側に設けられて前
記導光路の一本一本を介して入射される光の強弱を検出
する受光部とを具備してなる。前記導光路に、この導光
路の先端から導入した光を前記受光部に結像させるレン
ズを設けてもよい。
は、先端に光の導入口を有する細長い複数の導光路が形
成された導光部と、この導光部の後端側に設けられて前
記導光路の一本一本を介して入射される光の強弱を検出
する受光部とを具備してなる。前記導光路に、この導光
路の先端から導入した光を前記受光部に結像させるレン
ズを設けてもよい。
【0007】
【作用】本発明の異物検知センサは、複数設けられた導
光路毎に光を導入し、各導光路の光を受光部で別個に検
知するので、導光路の大きさに対応した異物を確実に検
知できる。また、異物が移動する場合は、その移動状態
に沿って各導光路を通過する光の強弱が生じるので、こ
の光の強弱をとらえることで異物の移動をとらえること
ができる。また、導光路にレンズを設ければ、導光路の
先端の斜め外方からの光の導入を制限するので、斜め外
方からの光を検出してしまうことがなくなり、検出感度
が向上する。
光路毎に光を導入し、各導光路の光を受光部で別個に検
知するので、導光路の大きさに対応した異物を確実に検
知できる。また、異物が移動する場合は、その移動状態
に沿って各導光路を通過する光の強弱が生じるので、こ
の光の強弱をとらえることで異物の移動をとらえること
ができる。また、導光路にレンズを設ければ、導光路の
先端の斜め外方からの光の導入を制限するので、斜め外
方からの光を検出してしまうことがなくなり、検出感度
が向上する。
【0008】
【実施例】以下、本発明の異物検知センサの第一実施例
について、図1ないし図2を参照しながら説明する。図
1に示すように、符号1は異物検知センサであり、この
異物検知センサ1は、並列状態に束ねられた複数本の筒
状体2Aからなる導光部2と、この導光部2の後端部に
設けられた受光部2と、この受光部2に接続されたアン
プ4と、このアンプ4の結果を記録させる記録計5とを
有し、導光部2の内部空間が導光路2bを形成してい
る。
について、図1ないし図2を参照しながら説明する。図
1に示すように、符号1は異物検知センサであり、この
異物検知センサ1は、並列状態に束ねられた複数本の筒
状体2Aからなる導光部2と、この導光部2の後端部に
設けられた受光部2と、この受光部2に接続されたアン
プ4と、このアンプ4の結果を記録させる記録計5とを
有し、導光部2の内部空間が導光路2bを形成してい
る。
【0009】なお、導光部2は、筒状体2Aの集合体を
用いたが、一つの塊状の物体にエッチングや機械加工で
多数の孔をあけて各孔を導光路としたものを用いてもよ
い。導光部2の各筒状体2Aの内周面は、反射の少ない
材料あるいは形状で構成されている。この導光部2に
は、導光路2bに光を導入する導入口2aが先端部に形
成されるとともに、後端部に、各導光部2から出される
光を検知する受光部3が取り付けられている。
用いたが、一つの塊状の物体にエッチングや機械加工で
多数の孔をあけて各孔を導光路としたものを用いてもよ
い。導光部2の各筒状体2Aの内周面は、反射の少ない
材料あるいは形状で構成されている。この導光部2に
は、導光路2bに光を導入する導入口2aが先端部に形
成されるとともに、後端部に、各導光部2から出される
光を検知する受光部3が取り付けられている。
【0010】受光部3は、CCD等の撮像素子からな
り、導光部2の各導光路2bの一本一本を介して入射さ
れる光の強弱を検知し、この光を電気信号に変換し、こ
の電気信号をアンプ4に送信する。このアンプ4は、受
光部3で得られた電気信号を増幅させ、この増幅した電
気信号を記録計5に送信する。この記録計5は、受光部
3で得られた電気信号を記録する。
り、導光部2の各導光路2bの一本一本を介して入射さ
れる光の強弱を検知し、この光を電気信号に変換し、こ
の電気信号をアンプ4に送信する。このアンプ4は、受
光部3で得られた電気信号を増幅させ、この増幅した電
気信号を記録計5に送信する。この記録計5は、受光部
3で得られた電気信号を記録する。
【0011】このような異物検知センサ1の各導光部2
の検知原理について、図2を用いて説明する。図2に示
すように、光源Aからの光は、筒状体2Aの中心軸延長
線上に配置されているため、導光路2bを通って受光部
3で検知されるが、光源Bからの光は、筒状体2Aの中
心軸の延長線上に配置されていないため、導光路2bを
通らず、受光部3で検知されない。このような筒状体2
Aを複数並列状態に束ねることで、各筒状体2A毎に通
過する光を受光部3で検出する異物検知センサ1が構成
される。
の検知原理について、図2を用いて説明する。図2に示
すように、光源Aからの光は、筒状体2Aの中心軸延長
線上に配置されているため、導光路2bを通って受光部
3で検知されるが、光源Bからの光は、筒状体2Aの中
心軸の延長線上に配置されていないため、導光路2bを
通らず、受光部3で検知されない。このような筒状体2
Aを複数並列状態に束ねることで、各筒状体2A毎に通
過する光を受光部3で検出する異物検知センサ1が構成
される。
【0012】次に、この異物検知センサ1を用いて図1
に示すような水槽10内の異物Dを検出する場合につい
て説明する。図1に示すように、導光部2の導入口2a
の前方に水槽10を設置し、この水槽10内に異物Dが
存在するときは、異物検知センサ1の設置位置に対して
反対側から光を照射し、この光の散乱光を検知する。す
なわち、異物Dによって光が遮られた状態の領域と異物
Dによって光が遮られていない状態で水槽10を通過す
る光とを各筒状体2A毎に検知する。
に示すような水槽10内の異物Dを検出する場合につい
て説明する。図1に示すように、導光部2の導入口2a
の前方に水槽10を設置し、この水槽10内に異物Dが
存在するときは、異物検知センサ1の設置位置に対して
反対側から光を照射し、この光の散乱光を検知する。す
なわち、異物Dによって光が遮られた状態の領域と異物
Dによって光が遮られていない状態で水槽10を通過す
る光とを各筒状体2A毎に検知する。
【0013】ここで、筒状体2Aの長さに対して径が十
分小さく形成されているので、筒状体2Aの導入口2a
から異物Dが離れた位置に設置されている場合にあって
も、各筒状体2Aの中心軸の延長線上に存在する異物D
が確実に検出される。したがって、複数並列状態に束ね
られた各筒状体2A毎に光を通過させることで、異物D
を二次元的に検知する。この検知結果を画像処理し、異
物Dの大きさや数を計数する。
分小さく形成されているので、筒状体2Aの導入口2a
から異物Dが離れた位置に設置されている場合にあって
も、各筒状体2Aの中心軸の延長線上に存在する異物D
が確実に検出される。したがって、複数並列状態に束ね
られた各筒状体2A毎に光を通過させることで、異物D
を二次元的に検知する。この検知結果を画像処理し、異
物Dの大きさや数を計数する。
【0014】このときに、導光部2から離れた部分の解
像力は劣るので、導光路2bを十分に長く形成するのが
好ましい。導光路2bを十分長く形成すれば、高分解能
を有する異物検知センサ1が得られる。また、パイプ中
の流路から異物を検知するときは、このパイプの流路に
対して導光部2を直角方向に設置し、パイプの断面中を
通過する異物の数を連続的に観察してもよい。そして、
パイプ内の流路に対して異物検知センサ1を平行に設置
し、この異物検知センサ1の受光部3をパイプの軸を中
心に回転させて異物を検知してもよい。
像力は劣るので、導光路2bを十分に長く形成するのが
好ましい。導光路2bを十分長く形成すれば、高分解能
を有する異物検知センサ1が得られる。また、パイプ中
の流路から異物を検知するときは、このパイプの流路に
対して導光部2を直角方向に設置し、パイプの断面中を
通過する異物の数を連続的に観察してもよい。そして、
パイプ内の流路に対して異物検知センサ1を平行に設置
し、この異物検知センサ1の受光部3をパイプの軸を中
心に回転させて異物を検知してもよい。
【0015】このような異物検知センサ1によれば、先
端に光の導入口2aを有する細長い複数の導光路2bが
形成された導光部2と、この導光部2の後端側に設けら
れて前記導光路2bの一本一本を介して入射される光の
強弱を検出する受光部3とを具備するので、各導光路2
b毎に光を導入口2aから通過させて受光部3で検出で
きる。このため、導光路2bの中心軸の延長線上にない
領域の光は受光部3に結像されず、導光路2bの中心軸
の延長線上の領域だけを受光部3に結像でき、被写界深
度に影響されずに、物体を検知することができる。した
がって、レンズの絞り等を不要にでき、受光部の解像度
を維持でき、レンズの絞りを不要にできるから、受光部
3の解像度を維持でき、また、焦点距離を長く設定する
必要性をなくすことができ、異物検知センサの大型化を
防止することができる。
端に光の導入口2aを有する細長い複数の導光路2bが
形成された導光部2と、この導光部2の後端側に設けら
れて前記導光路2bの一本一本を介して入射される光の
強弱を検出する受光部3とを具備するので、各導光路2
b毎に光を導入口2aから通過させて受光部3で検出で
きる。このため、導光路2bの中心軸の延長線上にない
領域の光は受光部3に結像されず、導光路2bの中心軸
の延長線上の領域だけを受光部3に結像でき、被写界深
度に影響されずに、物体を検知することができる。した
がって、レンズの絞り等を不要にでき、受光部の解像度
を維持でき、レンズの絞りを不要にできるから、受光部
3の解像度を維持でき、また、焦点距離を長く設定する
必要性をなくすことができ、異物検知センサの大型化を
防止することができる。
【0016】〈第二実施例〉本発明の異物検知センサの
第二実施例について、図3を参照しながら説明する。図
3に示すように、第二実施例の異物検知センサは、導光
部2の導入口2aにレンズ7が設置され、他の構成は第
一実施例の異物検知センサと同様に構成されている。レ
ンズ7は、導光部2の全体の長さlに対して、受光部3
に結像させる焦点距離に設置されている。
第二実施例について、図3を参照しながら説明する。図
3に示すように、第二実施例の異物検知センサは、導光
部2の導入口2aにレンズ7が設置され、他の構成は第
一実施例の異物検知センサと同様に構成されている。レ
ンズ7は、導光部2の全体の長さlに対して、受光部3
に結像させる焦点距離に設置されている。
【0017】このように導光部2の導光路2b内に、こ
の導光路2bの先端から導入した光を受光部3に結像さ
せるレンズ7を設けることで、このレンズ7の中心軸に
延長線上にない領域は受光部3に結像されず、各レンズ
7の中心軸の延長線上から導入される光を受光部3に結
像できる。このため、レンズ7で受光部3に到達する光
を分解するから、異物検知センサの分解能を向上させる
ことができる。そして、導光部2の導入口2aにレンズ
7を設け、このレンズ7で受光部3に光を結像させるの
で、筒状体2Aの中心軸に対して斜め方向からの光を検
出しなくなる。
の導光路2bの先端から導入した光を受光部3に結像さ
せるレンズ7を設けることで、このレンズ7の中心軸に
延長線上にない領域は受光部3に結像されず、各レンズ
7の中心軸の延長線上から導入される光を受光部3に結
像できる。このため、レンズ7で受光部3に到達する光
を分解するから、異物検知センサの分解能を向上させる
ことができる。そして、導光部2の導入口2aにレンズ
7を設け、このレンズ7で受光部3に光を結像させるの
で、筒状体2Aの中心軸に対して斜め方向からの光を検
出しなくなる。
【0018】このような異物検知センサによれば、導光
路2bに、この導光路2bの先端から導入した光を受光
部3に結像させるレンズ9を設けたので、導光路2bの
中心軸に対して斜め方向からの光が結像されず、導光路
2bの中心軸の延長線上の光を受光部3に結像させる。
このため、レンズ9で受光部3に到達する光を分解で
き、異物検知センサの分解能を向上させることができ
る。
路2bに、この導光路2bの先端から導入した光を受光
部3に結像させるレンズ9を設けたので、導光路2bの
中心軸に対して斜め方向からの光が結像されず、導光路
2bの中心軸の延長線上の光を受光部3に結像させる。
このため、レンズ9で受光部3に到達する光を分解で
き、異物検知センサの分解能を向上させることができ
る。
【0019】〈第三実施例〉本発明の異物検知センサの
第三実施例について、図4を参照しながら説明する。図
4に示すように、第三実施例の異物検知センサは、導光
部2の途中にレンズ9が取り付けられ、他の構成は第一
実施例の異物検知センサと同様に構成されている。レン
ズ9は、導光部2におけるレンズ9と受光部3との長さ
lに対して、受光部3に光を結像させる焦点距離に設定
されている。
第三実施例について、図4を参照しながら説明する。図
4に示すように、第三実施例の異物検知センサは、導光
部2の途中にレンズ9が取り付けられ、他の構成は第一
実施例の異物検知センサと同様に構成されている。レン
ズ9は、導光部2におけるレンズ9と受光部3との長さ
lに対して、受光部3に光を結像させる焦点距離に設定
されている。
【0020】このように導光部2の導光路2bの途中に
レンズ9を設けたので、導光部2を通る光がレンズ9を
通り、このレンズ9で光が受光部3に結像される。この
ため、導光路2bの中心軸の延長線上にない領域は結像
されず、さらに、レンズ9の中心軸に対して斜め方向か
らの光は受光部3に結像されない。したがって、異物検
知センサの分解能を向上させることができる。なお、図
では、レンズ9を導光部2の中央部付近に設置したが、
受光部3付近にレンズ9を設置してもよい。
レンズ9を設けたので、導光部2を通る光がレンズ9を
通り、このレンズ9で光が受光部3に結像される。この
ため、導光路2bの中心軸の延長線上にない領域は結像
されず、さらに、レンズ9の中心軸に対して斜め方向か
らの光は受光部3に結像されない。したがって、異物検
知センサの分解能を向上させることができる。なお、図
では、レンズ9を導光部2の中央部付近に設置したが、
受光部3付近にレンズ9を設置してもよい。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の異物検知
センサによれば、以下の効果を奏することができる。請
求項1記載の異物検知センサによれば、先端に光の導入
口を有する細長い複数の導光路が形成された導光部と、
この導光部の後端側に設けられて前記導光路の一本一本
を介して入射される光の強弱を検出する受光部とを具備
するので、各導光路毎に光を通過させて受光部で検出で
きる。このため、導光路の中心軸の延長線上にない領域
の光は受光部に結像されず、導光路の中心軸の延長線上
の領域だけを受光部に結像でき、被写界深度に影響され
ずに、物体を検知することができる。したがって、レン
ズの絞り等を不要にでき、受光部の解像度を維持でき、
長い焦点距離を不要にでき、異物検知センサの大型化を
防止できる。
センサによれば、以下の効果を奏することができる。請
求項1記載の異物検知センサによれば、先端に光の導入
口を有する細長い複数の導光路が形成された導光部と、
この導光部の後端側に設けられて前記導光路の一本一本
を介して入射される光の強弱を検出する受光部とを具備
するので、各導光路毎に光を通過させて受光部で検出で
きる。このため、導光路の中心軸の延長線上にない領域
の光は受光部に結像されず、導光路の中心軸の延長線上
の領域だけを受光部に結像でき、被写界深度に影響され
ずに、物体を検知することができる。したがって、レン
ズの絞り等を不要にでき、受光部の解像度を維持でき、
長い焦点距離を不要にでき、異物検知センサの大型化を
防止できる。
【0022】請求項2記載の異物検知センサによれば、
前記導光路には、この導光路の先端から導入した光を前
記受光部に結像させるレンズを設けたので、このレンズ
の中心軸の延長線上の領域だけが受光部に結像され、レ
ンズの中心軸の延長線上にない領域は受光部に結像され
ない。このため、導光路とともにレンズで光を分解する
ので、異物検知センサの分解能を向上させることができ
る。
前記導光路には、この導光路の先端から導入した光を前
記受光部に結像させるレンズを設けたので、このレンズ
の中心軸の延長線上の領域だけが受光部に結像され、レ
ンズの中心軸の延長線上にない領域は受光部に結像され
ない。このため、導光路とともにレンズで光を分解する
ので、異物検知センサの分解能を向上させることができ
る。
【図1】本発明の異物検知センサの第一実施例を示す構
成図である。
成図である。
【図2】図1の導光部を説明するための構成図である。
【図3】本発明の異物検知センサの第二実施例の導光部
を示す構成図である。
を示す構成図である。
【図4】本発明の異物検知センサの第三実施例の導光部
を示す構成図である。
を示す構成図である。
1 異物検知センサ 2 導光部 2a 導入口 2b 導光路 3 受光部
───────────────────────────────────────────────────── 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 G02B 6/00 // G01N 21/47 Z 9118−2J
Claims (2)
- 【請求項1】 先端に光の導入口を有する細長い複数の
導光路が形成された導光部と、この導光部の後端側に設
けられて前記導光路の一本一本を介して入射される光の
強弱を検出する受光部とを具備してなることを特徴とす
る異物検知センサ。 - 【請求項2】 前記導光路には、この導光路の先端から
導入した光を前記受光部に結像させるレンズが設けられ
ていることを特徴とする請求項1記載の異物検知セン
サ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20975593A JPH0763607A (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 異物検知センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20975593A JPH0763607A (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 異物検知センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0763607A true JPH0763607A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16578101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20975593A Pending JPH0763607A (ja) | 1993-08-24 | 1993-08-24 | 異物検知センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0763607A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5645093A (en) * | 1994-11-25 | 1997-07-08 | Yazaki Corp. | Product collecting device for use in apparatus coating seed with gel |
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| JP2019015708A (ja) * | 2017-07-04 | 2019-01-31 | 国立大学法人九州大学 | 光測定装置、導光部材及び光測定方法 |
-
1993
- 1993-08-24 JP JP20975593A patent/JPH0763607A/ja active Pending
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