JPH1082866A - オプトエレクトロニクセンサ - Google Patents

オプトエレクトロニクセンサ

Info

Publication number
JPH1082866A
JPH1082866A JP9101253A JP10125397A JPH1082866A JP H1082866 A JPH1082866 A JP H1082866A JP 9101253 A JP9101253 A JP 9101253A JP 10125397 A JP10125397 A JP 10125397A JP H1082866 A JPH1082866 A JP H1082866A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transmitter
optoelectronic sensor
sensor according
receiver
signal
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP9101253A
Other languages
English (en)
Inventor
Thomas Franz
フランツ トマス
Gerhalt Alt
アルト ゲルハルト
Guenter Hirt
ヒルト ギュンター
Daniel Kietz
キエツ ダニエル
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sick AG
Original Assignee
Sick AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sick AG filed Critical Sick AG
Publication of JPH1082866A publication Critical patent/JPH1082866A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V8/00—Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/10—Detecting, e.g. by using light barriers
    • G01V8/12—Detecting, e.g. by using light barriers using one transmitter and one receiver
    • G01V8/14—Detecting, e.g. by using light barriers using one transmitter and one receiver using reflectors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Investigating Materials By The Use Of Optical Means Adapted For Particular Applications (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、例えばガラス本体やプラスチック
本体、箔などの透明物体（５）を認識するオプトエレク
トロニクセンサに関する。 【解決手段】 センサは、光信号をモニタ領域へと送信
する少なくとも１つの送信機(1,1a)と、送信された光信
号を受信する少なくとも１つの受信機(2,2a)と、受信信
号を評価する少なくとも１つの評価ユニット(8) とから
なる。送信機(1,1a)は、光信号をＵＶ領域で送信するよ
うに設計される。少なくとも１つの基準送信機(1,1b)
は、光信号をモニタ領域へと送信するために設けられ
る。基準送信機(1,1b)によって送信された光信号は、送
信機(1,1a)によって送信された光信号とは異なる周波数
帯域にある。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばガラス本
体、プラスチック本体、箔などの透明物体を認識するオ
プトエレクトロニクセンサに関する。このセンサは、モ
ニタ領域に光信号を送信する少なくとも１つの送信機
と、送信された光信号を受信する少なくとも１つの受信
機と、受信信号を評価する少なくとも１つの評価ユニッ
トとからなる。
【０００２】
【従来の技術】工業での透明物体の認識（箔の生産、プ
ラントのパッケージング、瓶の製造、プラントの充填）
は、オプトエレクトロニクセンサによっていつでも十分
には解決できない技術的に需要のある課題である。先行
技術により、様々な解決策が、先の課題を達成するため
に存在している。
【０００３】− 検出すべき材料の曇りの程度が十分で
あれば、適切な感度を備えた光バリアが使用される。 − さらに、検出すべき透明物体の分極（polarisatio
n）特性や減極（depolarisation）特性を、指定された
特性の結果として生じる信号変化を評価する試行が行わ
れるように、識別する際に使用することができる。
【０００４】− センサによって供給される信号を、著
しい表面反射と同時に適切な減衰とが、透明な物体の存
在に関して引き出された結果から認められるか否かを判
断するために調べることができる。 − 最後に、ＵＶバーナで動作し、透明物体によって生
成されるＵＶ領域の伝達変化を検出可能なセンサが周知
である。
【０００５】上記の周知の原理を実行する際、高い透過
率で材料を正確に認識するために、認識すべき材料の低
い減衰の結果、非常に高いシステム感度で動作すること
が必要である。これは、必然的に、かかるシステムの信
頼性が誤ったスイッチングによって、例えば表面反射や
外乱光学的放射の結果として損なわれる状況につなが
る。
【０００６】認識すべき透明物体は、しばし評価をより
困難にする減極特性を有するので、分極特性の評価は、
いつも、透明物体の正確な認識の所望の結果につながる
わけではない。透明物体は、ある環境下では、平滑な表
面によって例えば生成される明白な表面反射と低い光学
的減衰とに加えて屈折率効果（例えば充填ボトルによる
レンズ作用）を有するという事実によって、この評価は
さらに困難になり、故に、透明物体を通過するビーム光
束は、所望の状態に減衰されず、むしろ増加する。
【０００７】周知のセンサの基本的な問題は、特定の検
出物体のみしか正確に識別できないという事実にある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述のセンサは、ＵＶ
ランプで動作し、近ＵＶスペクトラムで検出される物体
の透過の著しい変化を利用する。しかしながら、これら
のセンサは、使用されるＵＶやクオーツランプの結果と
して、増加したサービス要求を引き起こす比較的低い寿
命を示す。さらに、かかるランプの使用は、必要な構造
上の寸法故に、現代の工業センサの予測標準に該当しな
い。
【０００９】周知のセンサに対するさらなる問題は、受
信された測定信号が外乱の影響によって歪められている
という事実である。外乱は、例えば、使用される部品、
特に送信機の経年変化や劣化、ドリフト、汚染、表面反
射、認識すべき物体によってもたらされるレンズ及びミ
ラー効果、温度の影響、特に使用される送信機の電力に
依存する温度によって生じる。
【００１０】
【発明の目的】本発明の目的は、製造が経済的で、高感
度で透明物体を正確に識別することができ、とくに外乱
信号の影響が除去された、オプトエレクトロニクセンサ
を提供することである。
【００１１】
【発明の概要】本発明の目的は、ＵＶ領域で光信号を送
信する送信機を設計し、光信号のモニタ領域へと送信す
る少なくとも１つの基準送信機を設け、基準送信機によ
って送信される光信号は、送信機によって送信される光
信号とは異なる周波数帯域とすることによって、達成さ
れる。
【００１２】このように、第１波長の測定信号と第２波
長の基準信号とが生成され、２つの信号はモニタ領域へ
と送信される。この状態において、基準信号は、第２波
長を有し、検出物体にて生じる吸収による影響は受け
ず、外乱に影響される第１波長の測定信号の信号変化の
みを本質的に再生する状況が得られる。測定信号と基準
信号との適切なオフセット計算によって、外乱の影響
は、受信した測定信号から除去することができる。
【００１３】このように、効果的な方法において、透明
物体が誤差が無く且つ正確に検出できるという状況が、
本発明により得られる。汚染に起因する外乱の影響も、
本発明により除去でき、必要なサービスサイクル（serv
ice cycles）も特に伸ばされる。測定信号と基準信号と
のオフセット計算は、各測定に対して、測定信号と基準
信号との両方が見いだされて、直接互いに比較できる
と、本発明により容易に行われる。この直接比較の実行
は、測定信号と基準信号とが同時に送受信される時に特
別に簡単なエレクトロニク回路によって有効な方法で実
現される。この種の回路は、例えば、検出信号や既に記
憶された基準値のリードインの保存や遅延を除き、この
場合、例えばコンパレータにて構成される。
【００１４】測定信号及び基準信号のオフセット計算を
する本発明のセンサの電子工学的回路は、次の効果を奏
ずる。すなわち、特定の用途に対してセンサの感度を適
用せしめるために、または、一方のチャネルの経年依存
変化を補償するために、測定信号や基準信号にそれぞれ
関連した分離しきい値回路を設ける必要が無い。２つの
チャネルの信号の直接比較によって、センサは、使用さ
れる比較回路によって許容される最高感度で常時基本的
に動作できる。このように、製造価格と、サービス及び
較正価格と、複雑さとを減らすことができる。
【００１５】センサの感度は、本発明により外乱の影響
を除去することによって長期間に亘り安定に維持され
る。このように、ティーチイン（teach-in）機能によっ
て有効な状態での動作が可能になる。何となれば、１度
学習した値は、長期間に亘り有効となるからである。本
発明の原理は、認識すべき物体のスペクトル吸収に基づ
いている。ガラスやＰＥＴボトル、箔、プラスチック、
ガラスシートなどの大抵の透明物体は、近ＵＶ領域で明
かな減衰を呈し、確実に検出可能である。従って、本発
明のセンサは、平坦、球形、中空の本体や箔の検出に広
く使用可能である。使用の可能性は、特に、飲料産業や
飲料パッケージング産業の領域、さらには、ガラスやプ
ラスチックの製造に存在する。
【００１６】測定信号が透明物体で最大の吸収を被るよ
うに測定信号の波長が選択され、一方基準信号の波長が
最小の吸収が生じるように選択されたとき、本発明のセ
ンサは、特に良好に機能する。測定信号は、生じる吸収
に依存し、生じる外乱に依存し、一方、基準信号は、発
生する外乱のみに依存する。基準信号の波長は、この点
について、基準送信機が可視光領域の光信号を送信する
ように選択することができる。
【００１７】基準送信機によって送信される光信号は、
少なくともモニタ領域内で、送信機によって送信される
光信号と同一の光路となるとき好ましい。この方法で
は、基準信号及び測定信号の両方が同一の外乱の影響を
受ける状況が得られる。生成された光ビームがセンサを
出ると、２つの波長の信号のビーム路は、同一の幾何学
的なアライメントと同一の方向特性とを有する。送信さ
れた光ビームは、この構成では、１の光源によって、ま
たは複数の光源によって、直接送信され、或いは、対応
する光学系を介して間接的に送信される。
【００１８】本発明により異なる波長の２つの信号で動
作するとき、信号の分離が、送信機側と受信機側との両
方で必要になる。このため、異なる波長を発する単一の
光源が送信機側に設けられる。同様に、２つ以上の放射
光源を設けることもできる。送信機及び基準送信機が、
同時操作用に、特に、波長が異なる信号の同時送信用に
設計されているとき好ましい。何となれば、この方法で
は、時間で変化する外乱信号、空間位置や認識すべき物
体の配置の時間変化は、それぞれ測定信号や基準信号に
同一の作用を有することが保証される。
【００１９】基準送信機によって送信された光信号を受
信するため、基準受信機が設けられる。この点につい
て、受信機が、測定信号を受信し、人及び同一の受信素
子によって形成される基準信号を受信することが可能に
なる。しかしながら、これに替えて、２つの異なる受信
素子を設けることもできる。光学的または電子工学的分
割器が設けられて波長が異なる受信信号を分離するとき
好ましい。分割器は、例えばダイクロイック（dichroit
ic）分割器として形成することができる。
【００２０】同様に、分割器は、半透明ミラーとして形
成することもできる。この半透明ミラーは、ＵＶ光に対
しては高い反射率を有するとともに基準送信機によって
送信される光に対しては高い透過率を有し、或いは、Ｕ
Ｖ光に対しては高い透過率を有するとともに基準送信機
によって送信される光に対しては高い反射率を有するも
のである。
【００２１】さらに、分割器は、幾何学的または物理的
分割器として形成され、他の各受信機と関連する受信信
号をブロックアウトするフィルタ、特にエッジフィルタ
（edge filters）が、受信機や基準受信機の前方に配置
されている。上述構成によって、２つのチャネル（測定
信号及び基準信号）の光学的分離が受信機側で行われ
る。同様に、電子工学的分離も可能である。
【００２２】電子工学的信号分離において、２つの異な
る波長（測定信号及び基準信号）で使用される光源は、
異なる信号シーケンスで励起される。受信機側では、通
常の物理的・幾何学的分割器を介して受信信号を２つの
受信機に送り、各変調周波数で対応するチャネルをフィ
ルタ処理することが可能となる。しかし、唯一の受信機
を使用して２つのチャネルの異なるパルスシーケンスを
順次評価することも考えられる。
【００２３】電子工学的受信機側の信号分離は、送信機
や基準送信機が形成されてパルス状の信号、特に周期的
パルス状光信号を送信するとき有効である。測定信号及
び基準信号の評価のために、評価ユニットを設けること
ができる。この評価ユニットは、例えば、受信機及び基
準受信機から受信した光信号を比較する比較ユニットを
含み、比較の結果から物体検出信号を生成するものであ
る。故に、比較ユニットは、受信機及び基準受信機から
受信した光信号のレベルを分割する分割ユニットとして
形成されている。
【００２４】次に、本発明によるセンサによって生成さ
れる信号の評価方法の例を、次に示す関係に従って説明
する。
【００２５】
【表１】
【００２６】フリービーム路では、すなわち、物体がモ
ニタ領域に存在するとき、波長λ1の光と波長λ2 の光
とは、減衰しない。波長λ1 ，λ2 の光は、例えばダイ
クロイック分割器を通過して２つの受信機（測定信号受
信機及び基準信号受信機）に入ると、対応する信号レベ
ルＩλ1 ，Ｉλ2 になり、これらは、適切且つ数学的に
互いにリンクされる。かかるリンクの一例は、数１に示
す除算である。
【００２７】
【数１】
【００２８】上記の商が値１であれば、物体はビーム路
には存在しない。ここで、物体がビーム路に入ると、異
なる波長に対して検出すべき物体の伝送特性が異なる結
果（ＴＦλ1 ＜ＴＦλ2 ）、数２に示すように、上記例
の商に変化が検出され、この変化から、物体がモニタ領
域やビーム路に位置することを結果として導くことがで
きる。
【００２９】
【数２】
【００３０】物体がビーム路に存在しないときの汚染
は、次の作用を有する。対応する汚染因子ＶＦは、波長
とは独立であり、同一の定数因子として、信号レベルＩ
λ1 と信号レベルＩλ2 との計算に入る。しかし、これ
は、数３に示すように、一例として記載した商の方法に
おいてはキャンセルされる。
【００３１】
【数３】
【００３２】結果として、汚染因子ＶＦに相当する汚染
が生じたとしても、物体がビーム路やモニタ領域に存在
しないことを正確に述べることができる。検出すべき物
体は、望ましくない方法で、検出すべき信号減衰に加え
て、レンズ作用の結果として信号増加を引き起こす。こ
のレンズ作用は、例えば充填された瓶によって生じる。
１の波長でのみ動作するシステムによって、この信号増
加は、好ましくない場合、検出すべき物体の吸収動作に
よってもたらされる所望の信号減衰を補償する。かかる
作用は、従来技術においては、センサの不要な多重スイ
ッチングや物体の不認識につながっていた。しかし、少
なくとも２つの波長で動作する本発明のシステムは、適
切な数学的処理によって追加されたレンズ作用の影響を
排除することができる。レンズ作用が両チャネル（測定
信号及び基準信号）の同一の因子Ｆl1による作用へと入
るという事実の結果、故に２つの波長λ1 ，λ2 に対し
て、レンズ作用の補償は、数４に示すように、上述の汚
染と同様になる。
【００３３】
【数４】
【００３４】算出された商は１未満であるから、レンズ
作用及び信号減衰が記載したように測定ビームを補償し
たとしても、ビーム路に位置する物体を正確に認識する
ことができる。ビーム路に位置する物体の表面反射は、
不要な方法でさらなる信号レベルの発生につながる時、
これも本発明により補償することができる。
【００３５】レンズ作用に関して既述したように、表面
反射は、数５に示すように、同一因子ＦReを備えた両チ
ャネル（測定信号及び基準信号）に影響する信号増加に
つながる。
【００３６】
【数５】
【００３７】算出された商は、この場合も１未満である
から、信号補償及び表面反射は互いに補償しているが、
結果は、物体の存在に関して正確に導かれる。送信機や
基準送信機も、半導体素子として、とくにダイオードと
して実現される。ＵＶレーザダイオードや、他の放射の
中で少なくともＵＶ領域の放射を放出するダイオード
や、キャリア素子にボンドされたダイスの使用は、特に
そのものを表す。
【００３８】送信機や基準送信機は、青色を伝送するダ
イオードとしても形成され、送信光の一部はＵＶ領域で
ある。送信機や基準送信機の上記構成によって、本発明
のセンサの理想的に小なる構造形態が実現される。送信
機や基準送信機は、好ましくは、可視光を放射する素子
と、周波数２倍器とを含む。周波数２倍器によって、放
射された可視光は、ＵＶ領域に変換される。
【００３９】送信されたＵＶ光信号の波長は、好ましく
は３８０ｎｍよりも短く、特に３５０ｎｍよりも短く、
好ましくは３２０ｎｍよりも短い。ＵＶ光信号が伝送さ
れる光学系が設けられたとき有効であり、金属光学素子
（metal optics）やミラー系、クオーツ光学素子（quar
ts optics ）、回折光学素子（ＤＯＥ）、フレネルレン
ズが光学系として使用される。
【００４０】金属光学素子やミラー系を使用するとき、
送受信光の両方が材料依存性の吸収によって減衰されな
い状況が得られる。保護用に機能し且つ薄く保たれてい
るセンサのターミナル開口は、放射の減衰を少なく抑え
る。適切に選択された光学材料、例えばクオーツの使用
によって、通常の光学構成も可能になる。ＤＯＥやフレ
ネルレンズを使用する光学構成は、ある環境下では、セ
ンサの対応するターミナル開口に直接集積でき、薄い材
料の厚みにより同様に有効であり、より少ない減衰がこ
のようにして得られる。光学フィルタ処理も、ショート
パスフィルタ（ドイツ語では「Kurzpassfilter」）をセ
ンサのターミナル開口に直接取り付けることによって実
施される。このようにして、他の素子をＵＶフィルタ処
理用に設けることができる。
【００４１】伝送される光線に関して、異なるビーム幾
何学で本発明により動作することが可能になる。このビ
ーム幾何学は、特に、異なる光学処理によって特別のカ
スタマ用途に適用できる。例えば、丸い、多角形の、ま
たは棒状のビーム断面で動作することができる。特に検
出物体に比較して低信号減衰を有する反射素子が、受信
機に向かう方向における送信光信号の反射に対して使用
されるとき、好ましい。反射素子は、好ましくは、基準
信号の波長に対して、測定信号の波長に対して、同一の
反射率を有する。これは、１面がコーティングされた、
好ましくはミラーコーティングされた反射器として形成
され、適切にカバーされて汚染に対するより良い保護を
なす。特にクオーツガラスや反射泊、例えば「クーゲル
スコッティ（Kugelscotch）」からなるトリプル反射器
などの反射器の使用が可能である。１面がコーティング
されて、特にミラーコーティングされているプラスチッ
ク反射器は、特に価格面で好ましく、故に有効である。
【００４２】本発明のセンサの機械的設計は、送信機及
び受信機のブランチが、間接及び直接のクロストークが
防止されるように、互いに光学的に切り離されるように
選択されている。一方では送信機及び基準送信機、他方
では受信機及び基準受信機は、光学的に互いに分離さ
れ、特にオフ軸システム（off-axis system ）によって
分離される。
【００４３】本発明のセンサは、瞳（pupil ）分割の原
理により、またはオートコリメーション（auto-collima
tion）の原理により組み立てられる。評価ユニットは、
しきい値回路を含み、このしきい値回路によって、信号
が特定の信号レベルに達しないとき物体検出信号が生成
される。評価ユニットは、好ましくは、受信機や基準受
信機から受信した光信号を比較する比較ユニットを含
み、故に、物体検出信号を比較結果に応じて生成する。
【００４４】
【好ましい実施例の記載】本発明の好ましい実施例を記
載する。図１に、オプトエレクトロニクセンサ７を示
す。このセンサは、想像線に沿って、送信素子１と、ビ
ーム分割器６と、受信機２ａと含み、受信機２ａの側部
でビーム分割器６のレベルに第２受信機２ｂを有する。
センサ７と対向する反射素子４は、センサ７から距離を
介して置かれ、本実施例においてはトリプル反射器４と
して形成されている。検出物体５は、トリプル反射器４
とセンサ７との間に置かれている。
【００４５】２つの弓なりに湾曲したオフ軸ミラー３
は、センサ７の送信素子１とビーム分割器６との間に、
２つのミラー３の各々の一端部が互いに接触してトリプ
ル反射器４の方向を向き、さらにミラーの各々の他端部
が送信素子１または２つの受信機２ａ，２ｂの方向をそ
れぞれ向くように、並列に置かれている。故に、オフ軸
ミラー３の光軸は、センサ７を始点としてＶ字形状に広
がる。
【００４６】さらに、２つのオフ軸ミラー３は、送信及
び受信チャネルの光学分離が行われ、さらに、送信素子
１と受信機２ａ，２ｂとの間の直接光学的クロストーク
を排除するように配置されている。可能な光ビーム路
は、図１に示すように、矢印で示す点線で描かれてい
る。送信素子１の光は、２つの異なる波長、すなわちＵ
Ｖ領域にある測定信号の波長と、測定信号の波長とは異
なる基準信号の波長とを有する。送信素子１の光は、送
信機側のオフ軸ミラー３に入り、ミラー３によって反射
されて物体５及びトリプル反射器４の方向に向けて、送
信光としてセンサ７の出口開口を通過する。この送信光
は図１において詳細には図示しない。
【００４７】測定信号の波長の光は、物体５において少
なくとも一部が吸収され、すなわち、測定信号は最初に
減衰される。送信素子１によって送信されて物体５を伝
搬する全ての光、すなわち測定信号及び基準信号の両方
の光は、物体５の外乱作用を被る。これらの外乱作用
は、例えば、物体５での表面反射によって、または物体
５のレンズ作用によって生じ、同じように測定信号及び
基準信号の２つの異なる波長に影響を与える。
【００４８】送信素子１の光は、物体５を通過した後、
トリプル反射器４に入射し、トリプル反射器４から反射
されて物体５を透過する。この間、これは、前述と同じ
影響を被る。物体５を通過した後、光は、図１では図示
せぬ受信光としてセンサ７の入口開口を通過し、受信機
側のオフ軸ミラー３に入射する。これは、ミラー３から
ビーム分割器６へと向きを変えられる。ビーム分割器６
は、基準信号の波長に応じて光を受信機２ｂに向けて偏
向する。または、ビーム分割器６は、受信機２ａに偏向
の無い状態で入射せしめるために、測定信号の波長に応
じて光を送信する。ビーム分割器６は、例えばダイクロ
イック分割器として構成される。
【００４９】測定信号及び基準信号は、単一の送信素子
１によって送信され、ビーム分割器６によって初めて分
割されるので、これら２つの信号の光は、送信素子１と
ビーム分割器６との間で同一の光路を通過する。従っ
て、センサの送信光の出口窓や受信光の入口窓の汚染や
曇りは、同じように２つの信号に作用する。測定信号及
び基準信号の光学的分離は、ビーム分割器６によって受
信機側で行われる。いずれの場合も、各受信機２ｂ，２
ａがこれら２つの信号に対して設けられているので、図
１に図示せぬ評価ユニットが、物体５の存在に関して、
簡単な直接比較によって２つの信号のレベルを評価す
る。
【００５０】図２に、センサ７と、センサ７と対向して
反射素子として機能するトリプル反射器４と、センサ７
とトリプル反射器４との間に存在する検出物体５とを示
す。センサ７は、互いに接近して離間配置された２つの
送信機１ａ，１ｂと、２つの弓なりに湾曲したオフ軸ミ
ラーと、１つの受信素子２とから組み立てられている。
これらの素子は、センサ７からトリプル反射器４までを
接続する線に対して垂直に伸長する線の上に順次配置さ
れている。故に、２つのオフ軸ミラー３の配置は、特
に、図１に関して説明した位置及び直線的配置に相当す
る。
【００５１】さらに、図２に、評価ユニット８を示す。
評価ユニット８から、電気的接続線が受信素子２と送信
機１ａ，１ｂとに伸長している。評価ユニット８は、出
力部９を有する。ＵＶ領域の光は、送信機１ａから測定
信号として放射される。送信機１ｂは、測定信号とは異
なる波長の基準信号を送信する。２つの送信機１ａ，１
ｂの光は、送信機側でオフ軸ミラー３によってトリプル
反射器４の方向に偏向される。トリプル反射器４から、
光は反射される。この構成において、光は２度、すなわ
ちトリプル反射器４での反射前と反射後とで物体５を透
過する。故に、本実施例において、測定信号と基準信号
との変化が、図１について説明したように生じる。
【００５２】物体５の２度目の透過後、２つの送信機１
ａ，１ｂの光は受信機側でオフ軸ミラー３を通過し、ミ
ラー３は、光の向きを受信素子２へと変える。２つの送
信機１ａ，１ｂの空間的な近接によって、これらの送信
ビームは、特に物体５の領域においては、前述のビーム
路に沿ってほぼ同一の光路を取る。本実施例において、
測定信号と基準信号との電気的分離は、光の受光後に初
めて行われる。２つの信号は、このため、送信機側で、
異なる信号シーケンスで、例えば異なる周波数で励起さ
れ、評価ユニット８にも供給される。次に、評価ユニッ
ト８は、受信素子２の信号のパルスシーケンスを、適切
なフィルタを設けることによって評価する。測定信号と
基準信号との比較によってモニタ領域に物体５が認めら
れると、評価ユニットは出力部９に物体検出信号を生成
する。このように、単一の受信素子２のみを使用する本
実施例において、測定信号のみに関する物体５の光吸収
を、測定信号及び基準信号に影響する外乱作用に拘ら
ず、認めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】反射素子と単一の送信素子と２つの異なる受信
機とを使用するときのオプトエレクトロニクセンサの構
成の原理を示す概念図である。
【図２】１の反射素子と２つの異なる送信機と単一の受
信素子とを使用するときのオプトエレクトロニクセンサ
の構成の原理を示す概念図である。
【符号の説明】
１ 送信素子 １ａ 測定信号送信機 １ｂ 基準信号送信機 ２ 受信素子 ２ａ 測定信号受信機 ２ｂ 基準信号受信機 ３ オフ軸ミラー ４ 反射素子 ５ 検出物体 ６ ビーム分割器 ７ センサ ８ 評価ユニット ９ 信号出力部
【手続補正書】
【提出日】平成９年７月４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
【図２】
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｇ０１Ｎ 21/84 Ｇ０１Ｎ 21/84 Ｚ Ｇ０１Ｖ 8/14 Ｇ０１Ｖ 9/04 Ｂ 8/20 Ｐ (72)発明者 ギュンター ヒルト ドイツ連邦共和国 77716 ハスラッシュ アムシュロスベルク ２ (72)発明者 ダニエル キエツ ドイツ連邦共和国 79359 リーガル ツ ェー−リンゲルシュトラーセ ４

Claims (30)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光信号をモニタ領域へと送信する少なく
    とも１つの送信機（１，１ａ）と、送信された光信号を
    受信する少なくとも１つの受信機（２，２ａ）と、受信
    信号を評価する少なくとも１つの評価ユニット（８）と
    からなり、ガラス本体、プラスチック本体、箔などの透
    明物体（５）を認識するオプトエレクトロニクセンサで
    あって、 前記送信機（１，１ａ）は、紫外線（ＵＶ）領域の光を
    送信するように構成され、 少なくとも１つの基準送信機（１，１ｂ）が設けられて
    モニタ領域へと光信号を送信し、 前記基準送信機（１，１ｂ）によって送信された光信号
    は、送信機（１，１ａ）によって送信される光信号とは
    異なる周波数を有することを特徴とするオプトエレクト
    ロニクセンサ。
  2. 【請求項２】 基準送信機（１，１ｂ）によって送信さ
    れる光信号の周波数は、認識すべき透明物体（５）に入
    射したときに吸収を生じないように選択されていること
    を特徴とする請求項１記載のオプトエレクトロニクセン
    サ。
  3. 【請求項３】 基準送信機（１，１ｂ）は、可視光周波
    数帯域の光信号を送信するように設計されていることを
    特徴とする先行する請求項の１つに記載のオプトエレク
    トロニクセンサ。
  4. 【請求項４】 基準送信機（１，１ｂ）によって送信さ
    れる光信号は、物体（５）がモニタ領域に存在しないと
    き、少なくともモニタ領域において、送信機（１，１
    ａ）によって送信される光信号と同一の光路を通過する
    ことを特徴とする先行する請求項の１つに記載のオプト
    エレクトロニクセンサ。
  5. 【請求項５】 送信機及び基準送信機は、異なる波長の
    光信号を送信する単一の送信素子（１）によって形成さ
    れることを特徴とする先行する請求項の１つに記載のオ
    プトエレクトロニクセンサ。
  6. 【請求項６】 送信機（１ａ）及び基準送信機（１ｂ）
    は、別々の送信素子によって形成されることを特徴とす
    る先行する請求項１乃至請求項４の１つに記載のオプト
    エレクトロニクセンサ。
  7. 【請求項７】 送信機（１，１ａ）及び基準送信機
    （１，１ｂ）は、同時に動作するように、特に異なる波
    長を有する信号を同時に送信するように設計されている
    ことを特徴とする先行する請求項の１つに記載のオプト
    エレクトロニクセンサ。
  8. 【請求項８】 基準受信機（２，２ｂ）は、基準送信機
    （１，１ｂ）によって送信される光信号を受信するよう
    に設けられていることを特徴とする先行する請求項の１
    つに記載のオプトエレクトロニクセンサ。
  9. 【請求項９】 受信機及び基準受信機は、同一の受信素
    子（２）によって形成されていることを特徴とする請求
    項８記載のオプトエレクトロニクセンサ。
  10. 【請求項１０】 光学的または電子工学的分割器（６）
    は、異なる波長の受信信号を分離するために設けられて
    いることを特徴とする先行する請求項の１つに記載のオ
    プトエレクトロニクセンサ。
  11. 【請求項１１】 分割器は、ダイクロイック分割器
    （６）として形成されていることを特徴とする請求項１
    ０記載のオプトエレクトロニクセンサ。
  12. 【請求項１２】 分割器（６）は、半透過性ミラー（se
    mi-permeable）として形成され、 前記ミラーは、ＵＶ光に対しては反射率が高く且つ基準
    送信機によって送信される光に対しては透過率が高く、
    或いは、ＵＶ光に対しては透過率が高く且つ基準送信機
    によって送信される光に対しては反射率が高いことを特
    徴とする請求項１０及び請求項１１記載のオプトエレク
    トロニクセンサ。
  13. 【請求項１３】 分割器（６）は、幾何学的且つ物理的
    分割器として形成され、フィルタが受信機（２，２ａ）
    及び基準受信機（２，２ｂ）の前に配置されて他の受信
    機（２，２ａ，２ｂ）に関係する受信信号を遮断するこ
    とを特徴とする請求項１０乃至請求項１２記載のオプト
    エレクトロニクセンサ。
  14. 【請求項１４】 評価ユニット（８）は、受信機（２，
    ２ａ）及び基準受信機（２，２ｂ）によって受信された
    光信号を比較する比較ユニットを含み、物体認識信号が
    比較の結果に応じて生成されることを特徴とする先行す
    る請求項の１つに記載のオプトエレクトロニクセンサ。
  15. 【請求項１５】 比較ユニットは、受信機（２，２ａ）
    から受信した光信号と基準受信機（２，２ｂ）によって
    受信された光信号とのレベルを分割する分割ユニットを
    含むことを特徴とする請求項１４記載のオプトエレクト
    ロニクセンサ。
  16. 【請求項１６】 送信機（１，１ａ）及び基準送信機
    （１，１ｂ）は、パルス状の光信号、特に周期的光信号
    を送信するように形成されていることを特徴とする先行
    する請求項の１つに記載のオプトエレクトロニクセン
    サ。
  17. 【請求項１７】 送信機（１，１ａ）及び基準送信機
    （１，１ｂ）は、半導体素子、特にダイオードとして形
    成されていることを特徴とする先行する請求項の１つに
    記載のオプトエレクトロニクセンサ。
  18. 【請求項１８】 送信機（１，１ａ）及び基準送信機
    （１，１ｂ）は、ＵＶレーザダイオードとして、少なく
    ともＵＶ領域の放射を発するダイオードとして、または
    キャリア素子に結合されたダイスとして形成されている
    ことを特徴とする先行する請求項の１つに記載のオプト
    エレクトロニクセンサ。
  19. 【請求項１９】 送信機（１，１ａ）及び基準送信機
    （１，１ｂ）は、青色を送信するダイオードとして形成
    され、送信される光の一部はＵＶ領域にあることを特徴
    とする先行する請求項の１つに記載のオプトエレクトロ
    ニクセンサ。
  20. 【請求項２０】 送信機（１，１ａ）及び基準送信機
    （１，１ｂ）は、可視光を送信する素子と周波数２倍器
    とを含み、送信された可視光はＵＶ領域に変換されるこ
    とを特徴とする先行する請求項の１つに記載のオプトエ
    レクトロニクセンサ。
  21. 【請求項２１】 放射されたＵＶ光信号の波長は、３８
    ０ｎｍよりも短く、特に３５０ｎｍよりも短く、好まし
    くは３２０ｎｍよりも短いことを特徴とする先行する請
    求項の１つに記載のオプトエレクトロニクセンサ。
  22. 【請求項２２】 光信号を送受信する光学系（３）が設
    けられていることを特徴とする先行する請求項の１つに
    記載のオプトエレクトロニクセンサ。
  23. 【請求項２３】 光学系（３）は、金属光学素子と、ミ
    ラー系と、クオーツ光学素子と、回折光学素子（ＤＯ
    Ｅ）と、フレネルレンズとのうちの少なくとも１つを含
    むことを特徴とする請求項２２記載のオプトエレクトロ
    ニクセンサ。
  24. 【請求項２４】 反射素子（４）、特に信号減衰が低い
    反射素子が、送信される光信号を受信機（２，２ａ，２
    ｂ）に向かう方向に反射するために設けられていること
    を特徴とする先行する請求項の１つに記載のオプトエレ
    クトロニクセンサ。
  25. 【請求項２５】 反射素子（４）は、１面がコーティン
    グされた、好ましくはミラーコーティングされたミラー
    コーティング反射器、特にプラスチック反射器として、
    特にクオーツ本体からなるトリプル反射器として、また
    は例えば「クーゲルスコッティ（Kugelscotch（商
    標））」などの反射箔として、形成されていることを特
    徴とする請求項２４記載のオプトエレクトロニクセン
    サ。
  26. 【請求項２６】 反射素子（４）は、送信機（１，１
    ａ）及び基準送信機（１，１ｂ）の信号の異なる波長に
    対して独立な反射率を有することを特徴とする請求項２
    ４及び請求項２５記載のオプトエレクトロニクセンサ。
  27. 【請求項２７】 一方では送信機（１，１ａ）または基
    準送信機（１，１ｂ）、及び他方では受信機（２，２
    ａ，２ｂ）は、光学的に互いに分離され、特にオフ軸シ
    ステム（３）によって分離されることを特徴とする先行
    する請求項の１つに記載のオプトエレクトロニクセン
    サ。
  28. 【請求項２８】 瞳分割やオートコリメーションの原理
    によって組み立てられることを特徴とする先行する請求
    項の１つに記載のオプトエレクトロニクセンサ。
  29. 【請求項２９】 評価ユニット（８）は、しきい値回路
    を含み、受信信号が特定の受信信号レベルよりも小さく
    なったときに物体検出信号が生成されることを特徴とす
    る先行する請求項の１つに記載のオプトエレクトロニク
    センサ。
  30. 【請求項３０】 評価ユニット（８）は、回路を含み、
    受信機（２，２ａ）の信号レベルと基準受信機（２，２
    ｂ）の信号レベルとの間の直接比較によって物体検出信
    号が生成されることを特徴とする先行する請求項の１つ
    に記載のオプトエレクトロニクセンサ。
JP9101253A 1996-04-18 1997-04-18 オプトエレクトロニクセンサ Pending JPH1082866A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE29607076U DE29607076U1 (de) 1996-04-18 1996-04-18 Opto-elektronischer Sensor zur Erkennung transparenter Objekte
DE296070769 1996-04-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH1082866A true JPH1082866A (ja) 1998-03-31

Family

ID=8022787

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9101253A Pending JPH1082866A (ja) 1996-04-18 1997-04-18 オプトエレクトロニクセンサ

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6091071A (ja)
EP (1) EP0802430B1 (ja)
JP (1) JPH1082866A (ja)
DE (2) DE29607076U1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009541774A (ja) * 2006-06-26 2009-11-26 オウェンス ブロックウェイ グラス コンテナー インコーポレイテッド 非円形の透明容器の側壁の厚みを測定する装置及び方法
JP2013117433A (ja) * 2011-12-02 2013-06-13 Bridgestone Corp 多層フィルムの均質性の検査方法
JP2014002025A (ja) * 2012-06-18 2014-01-09 Tokyo Institute Of Technology 対象物検出装置

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19828434A1 (de) * 1998-06-25 1999-12-30 Sick Ag Optoelektronische Sensoreinrichtung
DE19929567B4 (de) * 1999-06-21 2005-06-23 Deutsches Elektronen-Synchrotron Desy Detektormodul für Röntgendetektorsystem
JP3908879B2 (ja) * 1999-10-04 2007-04-25 Ｉｄｅｃ株式会社 プラスチック判別装置および判別方法
US7311947B2 (en) * 2003-10-10 2007-12-25 Micron Technology, Inc. Laser assisted material deposition
JP4965874B2 (ja) * 2006-03-13 2012-07-04 並木精密宝石株式会社 短波長紫外線検出器及びその製造方法
US7892978B2 (en) * 2006-07-10 2011-02-22 Micron Technology, Inc. Electron induced chemical etching for device level diagnosis
US7807062B2 (en) * 2006-07-10 2010-10-05 Micron Technology, Inc. Electron induced chemical etching and deposition for local circuit repair
US7791055B2 (en) 2006-07-10 2010-09-07 Micron Technology, Inc. Electron induced chemical etching/deposition for enhanced detection of surface defects
USRE46672E1 (en) 2006-07-13 2018-01-16 Velodyne Lidar, Inc. High definition LiDAR system
US7833427B2 (en) 2006-08-14 2010-11-16 Micron Technology, Inc. Electron beam etching device and method
US7718080B2 (en) 2006-08-14 2010-05-18 Micron Technology, Inc. Electronic beam processing device and method using carbon nanotube emitter
US7791071B2 (en) 2006-08-14 2010-09-07 Micron Technology, Inc. Profiling solid state samples
DE102008051235A1 (de) * 2008-10-10 2010-04-15 Giesecke & Devrient Gmbh Verfahren zum Detektieren von Banknoten sowie Banknotenbearbeitungsvorrichtung
DE102010036883A1 (de) 2010-08-06 2012-02-09 Sick Ag Optoelektronischer Sensor
DE102010040051A1 (de) 2010-08-31 2012-03-01 Balluff Gmbh Lichtschrankenvorrichtung
EP2508920B1 (en) * 2011-04-08 2016-12-14 Optosys SA Method and device for monitoring moving objects
US10180248B2 (en) 2015-09-02 2019-01-15 ProPhotonix Limited LED lamp with sensing capabilities
US10627490B2 (en) 2016-01-31 2020-04-21 Velodyne Lidar, Inc. Multiple pulse, LIDAR based 3-D imaging
CN105806847A (zh) * 2016-03-16 2016-07-27 京东方科技集团股份有限公司 一种基板的检测装置
US10018726B2 (en) 2016-03-19 2018-07-10 Velodyne Lidar, Inc. Integrated illumination and detection for LIDAR based 3-D imaging
WO2017210418A1 (en) 2016-06-01 2017-12-07 Velodyne Lidar, Inc. Multiple pixel scanning lidar
CN110914705B (zh) 2017-03-31 2024-04-26 威力登激光雷达美国有限公司 用于集成lidar照明功率控制的设备、系统和方法
CN110809704B (zh) 2017-05-08 2022-11-01 威力登激光雷达美国有限公司 Lidar数据获取与控制
US11294041B2 (en) * 2017-12-08 2022-04-05 Velodyne Lidar Usa, Inc. Systems and methods for improving detection of a return signal in a light ranging and detection system
US10712434B2 (en) 2018-09-18 2020-07-14 Velodyne Lidar, Inc. Multi-channel LIDAR illumination driver
US11082010B2 (en) 2018-11-06 2021-08-03 Velodyne Lidar Usa, Inc. Systems and methods for TIA base current detection and compensation
US11885958B2 (en) 2019-01-07 2024-01-30 Velodyne Lidar Usa, Inc. Systems and methods for a dual axis resonant scanning mirror
DE102019115792B4 (de) * 2019-06-11 2024-05-02 Sick Ag Triangulationslichttaster

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1376304A (en) * 1972-02-28 1974-12-04 Hird Brown Ltd Detector device
US4359640A (en) * 1979-07-18 1982-11-16 Aero-Geophysical, Inc. Clear air turbulence detection
EP0176826A3 (en) * 1984-09-24 1987-09-02 Kollmorgen Technologies Corporation Method and apparatus for dual-beam spectral transmission measurements
GB2178841A (en) * 1985-08-08 1987-02-18 Graviner Ltd Gas detection systems
WO1990008951A1 (fr) * 1989-02-06 1990-08-09 Dai Nippon Insatsu Kabushiki Kaisha Procede et appareil de controle de recipients multicouches en resine synthetique resistant a la chaleur
NL8901380A (nl) * 1989-02-14 1990-09-03 Heuft Qualiplus Bv Simultane dubbele inspectie.
US5327356A (en) * 1989-12-14 1994-07-05 Wahlco Environmental Systems, Inc. Emissions spectral radiometer/fuel flow instrument
CA2032792A1 (en) * 1990-12-20 1992-06-21 Andre Morin Machine for sorting plastic bottles as a function of their plastic composition in order to recycle the same
US5401967A (en) * 1990-12-26 1995-03-28 Colorado Seminary Dba University Of Denver Apparatus for remote analysis of vehicle emissions
US5436459A (en) * 1993-03-10 1995-07-25 Dragerwerk Aktiengesellschaft UV spectrometer with laser diodes and laser frequency multiplication
DE4343457C1 (de) * 1993-12-20 1994-10-20 Leuze Electronic Gmbh & Co Optoelektronische Vorrichtung zum Erkennen von transparenten Gegenständen
US5663791A (en) * 1996-03-01 1997-09-02 Princeton Scientific Instruments, Inc. Apparatus and method for testing elastic articles

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009541774A (ja) * 2006-06-26 2009-11-26 オウェンス ブロックウェイ グラス コンテナー インコーポレイテッド 非円形の透明容器の側壁の厚みを測定する装置及び方法
JP2013117433A (ja) * 2011-12-02 2013-06-13 Bridgestone Corp 多層フィルムの均質性の検査方法
JP2014002025A (ja) * 2012-06-18 2014-01-09 Tokyo Institute Of Technology 対象物検出装置

Also Published As

Publication number Publication date
EP0802430A2 (de) 1997-10-22
DE29607076U1 (de) 1996-08-29
EP0802430B1 (de) 2003-03-26
US6091071A (en) 2000-07-18
DE59709592D1 (de) 2003-04-30
EP0802430A3 (de) 1999-06-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH1082866A (ja) オプトエレクトロニクセンサ
US20220146680A1 (en) LiDAR System with Transmit Optical Power Monitor
EP1313222B1 (en) Method and apparatus for self-monitoring of proximity sensors
CN106796361B (zh) 用于偏振光的发射及其检测的装置
JP3940806B2 (ja) 光波測距装置
US6421126B1 (en) Density checking apparatus for tobacco flavor-tasting article or component of tobacco flavor-tasting article
US6521905B1 (en) Method and device for detecting the position of a transparent moving conveyor belt
JP2002098763A (ja) オブジェクトを検出するためのオプトエレクトロニク装置
CN114270176B (zh) 水分感知装置
CN101639342B (zh) 边缘检测装置及边缘检测装置用线传感器
US5317375A (en) Optical distance measuring apparatus
US9726541B2 (en) Electromagnetic radiation sensor for monitoring a medium
US10094775B2 (en) Sensor arrangement for determining turbidity
JP3245645B2 (ja) 多連式透過形光電センサおよび透過形光電センサならびに光電検出方法
US20230182231A1 (en) Thermal radiation light detection device and laser processing device
US6084662A (en) Light transmittance measuring device and process for separating transmittance and reflectance
EP3757604B1 (en) Photoelectric sensor with coaxial emission and receiving optical paths
US20230273115A1 (en) Sensor
US6316762B1 (en) Optoelectronic device
EP3832346B1 (en) Safety laser scanner and related method for adjusting distance measurements to compensate for reflective backgrounds
JP4467933B2 (ja) 屈折計
JPH04283683A (ja) 光波測距装置
US5828056A (en) Photoelectric detector with improved clear container feature detection
EP1058833B1 (en) Sensor system
JP3297968B2 (ja) 限定反射型光電センサ