JPH11201821A - Optical sensor - Google Patents
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Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Radiation Pyrometers (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、検知エリア内の輻
射波を受光することにより、被検出体の存在の有無を検
出する光学温度センサ等、光を受光し、その受光量によ
る信号処理を行う光学センサに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical temperature sensor or the like for detecting the presence or absence of an object to be detected by receiving a radiation wave in a detection area. Optical sensor to perform.
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば、図７（Ａ） に示すように、梱
包ライン５３における梱包物５１に付着したホットメル
ト５４の付着の良否を判定するといった用途において
は、所定の検知エリア５２が設定された検出素子５０に
よって、被検出体９５ａ，９５ｂであるホットメルト５
４の熱放射を受光し、付着の良否を判定する技術があ
る。この検出素子５０は、図８に示すように、熱放射を
受光する受光部５０ａおよびこの受光部５０ａにより受
光された受光エネルギに基づいて被検出体９５ａ，９５
ｂの有無を検出する検出部５０ｂによって構成されてい
る。従来のこうした装置構成においては、検出素子５０
から放射される光束は平面ミラーなどの単一ミラーによ
って検知エリア５２に導かれる構成となっている。この
構成では、図１０に示すように検出素子５０が放射角度
に関係なく感度が均一ならば、光束５１は放射状とな
る。しかし、検知エリア５２においては、検出素子５０
との距離が大きくなるにしたがい光束５１は疎となり、
距離が近くなるにしたがい光束５１は密になる（ｄn ＜
ｄw ）。この検出素子５０の感度分布は図８に示すよう
に、感度は中央部が密、外側になるに従って疎となる感
度分布９９となっており、均一とはなっていない。2. Description of the Related Art For example, as shown in FIG. 7 (A), a predetermined detection area 52 is set in applications such as judging whether or not a hot melt 54 adhered to a package 51 in a packaging line 53 is good or bad. The hot melt 5 as the detection objects 95a and 95b is detected by the detection element 50.
No. 4 is a technique for receiving the heat radiation and judging the quality of the adhesion. As shown in FIG. 8, the detection element 50 includes a light receiving unit 50a for receiving heat radiation and light receiving energy received by the light receiving unit 50a.
The detection unit 50b detects the presence or absence of “b”. In such a conventional device configuration, the detection element 50
The light beam emitted from the light source is guided to the detection area 52 by a single mirror such as a plane mirror. In this configuration, as shown in FIG. 10, if the sensitivity of the detection element 50 is uniform regardless of the radiation angle, the light beam 51 becomes radial. However, in the detection area 52, the detection element 50
As the distance from becomes larger, the luminous flux 51 becomes sparser,
As the distance becomes shorter, the light flux 51 becomes denser (d n <
d w ). As shown in FIG. 8, the sensitivity distribution of the detection element 50 is a sensitivity distribution 99 in which the density is high at the center and becomes sparse toward the outside, and is not uniform.
【０００３】また、図７（Ｂ）に示すような複数の被検
出体がある場合、複数の小さな温度センサ８１‥８１を
並べる構成を用いたり、あるいはＣＣＤセンサ等が用い
られる。また、他の手段として、図７（Ｃ）に示すよう
に、１つのセンサ８２を用い、ライン幅をカバーするよ
うに検知エリア８３を広げる方法が用いられている。When there are a plurality of objects to be detected as shown in FIG. 7B, a configuration in which a plurality of small temperature sensors 81 to 81 are arranged, or a CCD sensor or the like is used. As another means, as shown in FIG. 7C, a method of using one sensor 82 and expanding the detection area 83 so as to cover the line width is used.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】このように上記の従来
技術においては、均一な感度分布とはなっていないた
め、例えばホットメルト付着良否判定検出装置では、ビ
ードが通る位置にばらつきが生じるとビードの存在の有
無は認識できるものの、その信号量はセンサの感度分布
に左右され正確な検出ができない。また、図７（Ｂ）の
構成やＣＣＤを用いた構成では高価でコスト高となる
上、判定処理も複雑となる問題がある。さらに、図７
（ｃ）の構成を用いた場合、視野内の感度分布は図８に
示すような感度分布であるため、同じ温度であって、
「良」と判定されるべき場合であっても、被検出体の通
過位置によって「不良」と判定されてしまう問題があっ
た。As described above, in the above-described prior art, since the sensitivity distribution is not uniform, for example, in a hot-melt adhesion good / bad detection device, if there is a variation in the position where the bead passes, the bead may be disturbed. Although the presence / absence of the presence can be recognized, the signal amount is affected by the sensitivity distribution of the sensor and cannot be accurately detected. In addition, the configuration shown in FIG. 7B or the configuration using a CCD has a problem that it is expensive and expensive, and the determination process is complicated. Further, FIG.
When the configuration (c) is used, the sensitivity distribution in the visual field is the sensitivity distribution as shown in FIG.
Even if it should be determined as “good”, there is a problem that it is determined as “bad” depending on the passing position of the detected object.
【０００５】本発明はこうした問題を解決するためにな
されたもので、検知エリアよりも小さな被検出体の発す
る光信号を感度分布に左右されずに、視野内のどこを通
過しても一定の信号を得ることができ、感度が均一化さ
れた光学センサを提供することを目的とする。The present invention has been made in order to solve such a problem, and an optical signal emitted from an object to be detected, which is smaller than a detection area, is not affected by the sensitivity distribution and is constant regardless of the position within the field of view. It is an object to provide an optical sensor capable of obtaining a signal and having a uniform sensitivity.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光学センサは、その基本ブロック図である
図１を参照しながら説明すると、検知エリア４内の輻射
波を受光する受光部２と、この受光部２により受光され
た受光エネルギに基づいて、検知エリア４内における被
検出体の有無を判別する検出部３を備えた光学センサで
あって、検知エリア４内の感度を均一とするための光学
的補正手段１を受光部２の前段に設けたことによって特
徴付けられる。In order to achieve the above object, an optical sensor according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 which is a basic block diagram of the optical sensor. An optical sensor comprising a unit 2 and a detection unit 3 for determining the presence or absence of a detection target in a detection area 4 based on the received light energy received by the light receiving unit 2. It is characterized by providing the optical correction means 1 for making the light uniform before the light receiving section 2.
【０００７】この光学的補正手段１は、表面の形状が当
該ミラー面の内側に向かって曲率半径が小さくなる球面
の集合体からなるミラーであってもよい。[0007] The optical correction means 1 may be a mirror composed of a collection of spherical surfaces whose surface shape decreases in curvature radius toward the inside of the mirror surface.
【０００８】あるいは、この光学的補正手段１は、感度
に反比例する比率の透過率を有する透過フィルタであっ
てもよい。Alternatively, the optical correction means 1 may be a transmission filter having a transmittance in a ratio inversely proportional to the sensitivity.
【０００９】[0009]
【作用】被検出体５ａ，５ｂが図中における矢符Ｘの向
きに移動し、検知エリア４を通過する時、検出が行われ
る。光学的補正手段１により、この検知エリア４の感度
が均一とされるので、被検出体５ａ，５ｂからの光の受
光量が等しければ、受光部２で受光される受光エネルギ
は等しく、各々の受光エネルギに基づく電流値が検出部
３に入力されるので、被検出体５ａ，５ｂは検知エリア
内の通過領域が異なっても等しい感度で検出される。When the objects to be detected 5a and 5b move in the direction of arrow X in the figure and pass through the detection area 4, detection is performed. Since the sensitivity of the detection area 4 is made uniform by the optical correction means 1, if the light reception amounts of the light from the detection objects 5a and 5b are equal, the light reception energies received by the light receiving unit 2 are equal, and Since the current value based on the received light energy is input to the detection unit 3, the detection targets 5a and 5b are detected with the same sensitivity even if the passing areas in the detection area are different.
【００１０】光学的補正手段１として、本願の実施の形
態に対応する図２に示すような複合ミラー３０を用いた
場合、この実施の形態を説明するための図４を参照しな
がら、本発明の作用を具体的に説明する。なお、ここで
はセンサを発光源とみなした場合、検知エリアの照度が
均一となることと等価であるのでセンサを発光源とみな
して説明する。When a compound mirror 30 as shown in FIG. 2 corresponding to the embodiment of the present invention is used as the optical correction means 1, the present invention will be described with reference to FIG. 4 for explaining this embodiment. The operation of is specifically described. Here, when the sensor is regarded as a light emitting source, it is equivalent to making the illuminance of the detection area uniform, and therefore, the description will be made by regarding the sensor as the light emitting source.
【００１１】単一ミラーによって放射される光束はミラ
ー面の内側に向かうにしたがって密になり、感度分布は
その中央部が非常に高い形状となっている。そこで、ミ
ラー面がそのミラー面の外側に向かうにしたがって曲率
半径が大きくなる球面形状をもつ構成とすれば、単一ミ
ラー面で反射される例えば点ｍ2 から点ｍ21に向かう光
はミラー部分Ｍ3 （ミラー部分Ｍ3 の曲率半径＜ミラー
部分Ｍ4 の曲率半径）によって点ｎ2 から点ｓ16に向か
う光となり、エリア領域Ａにおける反射光はエリア領域
Ａw に広がり、反射光をよりミラー面の外側に分散させ
ることができる。同様に点ｍ3 から点ｍ31に向かう光は
ミラー部分Ｍ4 によって点ｎ3 から点ｓ 20に向かう光と
なり、エリア領域Ｂにおける反射光はエリア領域Ｂw に
広がり、さらに反射光を順にミラー面の外側に分散させ
ていくことができる。このようにして光エネルギを中央
部分から外側部分に分散させることができ、感度は均一
化される。The light beam emitted by a single mirror is a mirror
-The density becomes denser toward the inside of the surface, and the sensitivity distribution becomes
The central part has a very high shape. So, Mi
Curvature as the mirror surface goes outside the mirror surface
If the configuration has a spherical shape with a large radius, a single
For example, point m reflected on the surfaceTwoFrom point mtwenty oneLight going to
Is the mirror part MThree(Mirror part MThreeRadius of curvature <mirror
Part MFourRadius of curvature)TwoFrom point s16Toward
And the reflected light in the area A is
Aw, and the reflected light is distributed more outside the mirror surface.
Can be Similarly, point mThreeFrom point m31The light heading for
Mirror part MFourBy point nThreeFrom point s 20With the light going to
The reflected light in the area area B is reflected on the area area Bw.
Spreads and further diffuses the reflected light in order outside the mirror surface
You can go. In this way the light energy is centered
Dispersion from part to outside part, uniform sensitivity
Be transformed into
【００１２】また、この光学的補正手段１として、本願
の他の実施の形態に対応する図７に示すような感度に反
比例する比率の透過率を有する透過フィルタ７０を用い
ることもできる。この実施の形態では、この透過率は同
心円によって区割された領域毎に感度に反比例する比率
の透過率とするフィルタ構造を有する。このフィルタ構
造により、光の透過が均一となり、したがって、ピーク
の感度は低くなるが、検知エリアの感度は均一化され
る。As the optical correcting means 1, a transmission filter 70 having a transmittance in inverse proportion to the sensitivity as shown in FIG. 7 corresponding to another embodiment of the present invention can be used. In this embodiment, the filter has a filter structure in which the transmittance is in a proportion inversely proportional to the sensitivity for each area divided by concentric circles. With this filter structure, the light transmission becomes uniform, and therefore the sensitivity of the peak is reduced, but the sensitivity of the detection area is made uniform.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しつつ本発明の
好適な実施の形態について説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１４】図７（Ａ）は本願の実施の形態に適用され
るホットメルト付着良否判定装置の要部構成図である。FIG. 7A is a configuration diagram of a main part of a hot melt adhesion determination apparatus applied to the embodiment of the present invention.
【００１５】このホットメルト付着検出装置は、搬送ベ
ルト５３によって搬送されるワーク５１‥５１に付着さ
れたビード５４についてその付着の良否を判定する赤外
線温度センサ５０を備えた構成となっている。この赤外
線温度センサ５０には、図示していないが、光学的補正
手段、すなわち、投光素子から出射される所定の放射角
度をもった光束を、設定すべき検知エリア５２の中央部
分から外側部分に分散させるための光学系として、図２
に示す複合ミラー３０が設けられており、さらに検知エ
リア５２内の輻射波を受光する受光素子と、この受光素
子により受光された受光エネルギに基づいて、そのビー
ド５４の有無を判別する検出部が備えられている。この
複合ミラー３０の構成により、この赤外線温度センサ５
０の感度は均一化された構成となっている。以下に、こ
の複合ミラー３０について説明する。This hot-melt adhesion detecting device is provided with an infrared temperature sensor 50 for judging whether or not the beads 54 adhered to the works 51 to 51 conveyed by the conveyor belt 53 are good or bad. Although not shown, the infrared temperature sensor 50 is provided with an optical correction means, that is, a light beam having a predetermined radiation angle emitted from the light projecting element from the central portion to the outer portion of the detection area 52 to be set. FIG. 2 shows an optical system for dispersing
Are provided, and a light-receiving element that receives the radiation wave in the detection area 52 and a detection unit that determines the presence or absence of the bead 54 based on the light-receiving energy received by the light-receiving element are provided. Provided. With the configuration of the composite mirror 30, the infrared temperature sensor 5
The sensitivity of 0 has a uniform configuration. Hereinafter, the composite mirror 30 will be described.
【００１６】図２（Ａ）は本実施の形態の複合ミラーの
斜視図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）におけるＡ−Ａ断面
図、図２（Ｃ）は図２（Ａ）におけるＢ−Ｂ断面図であ
る。FIG. 2A is a perspective view of the composite mirror according to the present embodiment, FIG. 2B is a sectional view taken along the line AA in FIG. 2A, and FIG. 2C is a view in FIG. It is BB sectional drawing.
【００１７】この複合ミラー３０は、表面がアルミニウ
ム蒸着によって被覆され、反射面３１における形状がそ
の反射面３１の内側に向かって曲率半径が小さくなる球
面３１ａ，３１ｂの集合体からなる。この曲率半径は複
合ミラー３０の感度設定によって適宜決定される。この
反射面３１の形状を決定する方法を図３および図４を参
照しながら、以下に説明する。The composite mirror 30 is composed of a group of spherical surfaces 31a and 31b whose surfaces are coated with aluminum by vapor deposition and whose shape on the reflection surface 31 decreases in radius of curvature toward the inside of the reflection surface 31. This radius of curvature is appropriately determined by setting the sensitivity of the composite mirror 30. A method for determining the shape of the reflection surface 31 will be described below with reference to FIGS.
【００１８】図３は単一ミラーを用いた場合の光学セン
サ２０の感度分布を示す図である。横軸は角度、縦軸は
感度を示す。ここで横軸を等間隔のエリア領域に分け
る。本実施の形態では１０等分に分けて、それぞれの面
積の比率を求めると表１のようになる。FIG. 3 is a diagram showing the sensitivity distribution of the optical sensor 20 when a single mirror is used. The horizontal axis indicates the angle, and the vertical axis indicates the sensitivity. Here, the horizontal axis is divided into equally spaced area regions. In the present embodiment, Table 1 shows the ratio of each area divided into ten equal parts.
【００１９】[0019]
【表１】 [Table 1]
【００２０】検知エリアＡ‥Ｅのエネルギ比率の平均を
求めると１０％となり、各エリア領域のエネルギ比率を
１０％とすることでエネルギを均一化できる。本実施の
形態における感度を均一化する手法は、この平均値１０
％を超えるエネルギ比率を有する検知エリア領域におい
て、その超えた光エネルギをその外側の検知エリア領域
へ順次隣接する検知エリアへ拡げるための光学系を配設
することによって光の進路を制御し、エネルギ比率の均
一化を図るようにするものである。The average of the energy ratio of the detection areas A ‥ E is 10%, and the energy can be made uniform by setting the energy ratio of each area region to 10%. The method for equalizing the sensitivity according to the present embodiment uses the average value 10
% In the detection area area having an energy ratio exceeding 0.1% by controlling an optical path by disposing an optical system for sequentially spreading the surplus light energy to a detection area adjacent to the outside detection area area. This is to make the ratio uniform.
【００２１】図３はこうした光の進路を制御するための
光学系としてミラーを用い、そのミラー表面の形状を決
定する方法を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining a method of using a mirror as an optical system for controlling the path of light and determining the shape of the mirror surface.
【００２２】点Ｏ1 は素子位置を示し、点Ｏ2 はミラー
Ｍ1 がなかった場合の素子位置で、点Ｏ1 の虚像であ
る。ミラーＭ1 は素子に対して４５度傾いて設置されて
いる。素子からの光の進路はそれぞれ矢印で示される。
点Ｏ1 から放射された光Ｌ1 はミラーＭ1 上の点ｍ1 で
反射し、その反射光は検知エリア上の点ｍ11に到達す
る。一方この光Ｌ1 より１０°の広がった放射角度の光
Ｌ2 はミラーＭ1 が存在する場合はミラーＭ1 上の点ｍ
2 で反射し、その反射光は検知エリア上の点ｍ21に到達
する。このような光束によって形成される検知エリア領
域Ａにおけるエネルギ比率は表１に示すように、平均よ
り６％多い。この６％分のエネルギを隣接する検知エリ
ア領域Ｂに拡散させるために、Ｏ2-ｍ1-ｍ11の直線から
１６度拡がった直線Ｏ2-ｓ16の範囲に反射光を拡散させ
るようミラーＭ3 を設定する。このミラーＭ3 の反射面
の形状は、直線Ｏ1-ｍ2 と直線Ｏ2-ｓ16との交点ｎ2 と
点ｍ1を通り、且つミラーＭ1 を点ｍ1 における接平面
とする球の球表面に該当する。以上の方法によりミラー
Ｍ3 を設けることによって、検知エリア領域Ｂにおける
エネルギ比率は６％増加し、２０％となる。ここでさら
に、検知エリア領域Ｂの角度範囲を１０°から２０°に
拡げることにより、同様に反射光を拡散させることがで
きる。この場合のミラーＭ4 の反射面の形状は、Ｏ2 を
中心としてＯ2-ｍ 2-ｍ21の直線から２０度拡がる直線Ｏ
2-ｓ20と直線Ｏ1-ｍ3 との交点ｎ3 と交点ｎ2 を通り、
且つミラーＭ2 （ミラーＭ1 に平行且つ点ｎ2 を含む平
面）を点ｎ 2 における接平面とする球の球表面に該当す
る。以下同様にして、検知エリア領域Ｃで１０％を超え
るエネルギを検知エリア領域Ｄに分散させ、さらに検知
エリア領域Ｅへと順に隣接する検知エリアに分散させる
ことにより、各検知エリア領域のエネルギ比率は１０％
となり、均一化される。Point O1Indicates the element position, and point OTwoIs a mirror
M1At the element position where there was no1Is a virtual image of
You. Mirror M1Is set at 45 degrees to the element
I have. The paths of light from the elements are each indicated by an arrow.
Point O1L emitted from1Is mirror M1Upper point m1so
Is reflected, and the reflected light is a point m on the detection area.11Reach
You. On the other hand, this light L1Light with a wider emission angle of 10 °
LTwoIs mirror M1Mirror M if exists1Upper point m
TwoAt the point m on the detection area.twenty oneReach
I do. The detection area formed by such a light beam
As shown in Table 1, the energy ratio in region A is
6% more. This 6% energy is transferred to the adjacent detection area.
O to diffuse into the region BTwo-m1-m11From the straight line
Straight line O spread 16 degreesTwo-s16Diffuses the reflected light over the area
Mirror MThreeSet. This mirror MThreeReflective surface
Is a straight line O1-mTwoAnd straight line OTwo-s16Intersection n withTwoWhen
Point m1And mirror M1To point m1Tangent plane at
Corresponds to the spherical surface of the sphere. Mirror by the above method
MThreeIs provided, the detection area B
The energy ratio increases by 6% to 20%. Here
The angle range of the detection area area B from 10 ° to 20 °
By expanding, the reflected light can be diffused in the same way.
Wear. Mirror M in this caseFourThe shape of the reflecting surface of OTwoTo
O as the centerTwo-m Two-mtwenty oneLine O extending 20 degrees from the line
Two-s20And straight line O1-mThreeIntersection n withThreeAnd intersection nTwoThrough
And mirror MTwo(Mirror M1Parallel to point nTwoIncluding
Face) to point n TwoCorresponds to the sphere surface
You. Similarly, the detection area area C exceeds 10%.
Energy is distributed to the detection area D and detected further
Disperse in the detection area adjacent to the area E in order
As a result, the energy ratio of each detection area is 10%.
And become uniform.
【００２３】このように設定された複合ミラー用いた光
学センサ２０の感度分布を図６に示す。図に示すよう
に、感度分布は均一化されるとともに、バラツキを１０
％以内とすることができた。FIG. 6 shows the sensitivity distribution of the optical sensor 20 using the composite mirror set as described above. As shown in the figure, the sensitivity distribution is made uniform and the variation is reduced by 10%.
%.
【００２４】この例では、検知エリア領域を１０等分に
した例を示したが、これに限ることなく、分割数は適宜
設定できる。この場合もまた、各エリア領域のエネルギ
拡散量については、上記実施の形態と同様にエネルギ比
率の平均値となるように反射光の角度範囲を設定すれば
よい。In this example, an example is shown in which the detection area is divided into ten equal parts. However, the present invention is not limited to this, and the number of divisions can be set as appropriate. Also in this case, the angle range of the reflected light may be set so that the energy diffusion amount of each area region becomes the average value of the energy ratio as in the above embodiment.
【００２５】また、この実施の形態では、複合ミラーを
光学的補正手段としてあげたが、複合ミラーに代えて、
図６に示すような透過フィルタ７０の構成としてもよ
い。この構成では、検知エリア７４は、この透過フィル
タ７０によって感度に反比例する比率で透過率の制限が
行われることとなり、ピークの感度は低くなるが、感度
の均一性を実現できる。In this embodiment, the composite mirror is used as the optical correction means, but instead of the composite mirror,
The configuration of the transmission filter 70 as shown in FIG. 6 may be used. In this configuration, the transmittance of the detection area 74 is restricted by the transmission filter 70 at a ratio inversely proportional to the sensitivity, and the sensitivity at the peak is reduced, but uniformity of the sensitivity can be realized.
【００２６】以上の実施の形態においては、多条のホッ
トメルトの有無検知において、どの位置のビードが欠け
ても量の変化が一定であるため１つのセンサで実現でき
るとともに、感度の均一化が図られているためワーク変
更に伴いビードの吐出位置変更があってもエリアを再調
整する必要がないという効果がある。In the above embodiment, the detection of the presence or absence of multiple hot melts can be realized by one sensor because the change in the amount is constant regardless of the position of the bead at any position, and the sensitivity can be made uniform. Therefore, there is an effect that it is not necessary to readjust the area even if the discharge position of the bead is changed due to the change of the work.
【００２７】なお、本実施の形態では温度を検知する装
置に適用したが、これに限ることなく、光を受光して受
光量による信号処理を行うセンサならば汎用的に応用が
可能である。例えば、色センサを利用して特定の色の濃
度によって良否判定をする装置にも適用できる。さら
に、汎用的に用いられている光電センサでも被検出体が
小さな部品の場合、感度分布により通過する位置によっ
て良否判定にミスが生じていたが、この解消方法として
も本願は有効である。In the present embodiment, the present invention is applied to an apparatus for detecting temperature. However, the present invention is not limited to this. Any sensor that receives light and performs signal processing based on the amount of received light can be used for general purposes. For example, the present invention can also be applied to an apparatus that determines acceptability based on the density of a specific color using a color sensor. Furthermore, in the case of a photoelectric sensor that is used for a general purpose, when the object to be detected is a small component, the pass / fail position causes an error in the pass / fail determination depending on the sensitivity distribution. However, the present application is also effective as a method for solving this problem.
【００２８】[0028]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光学セン
サによれば、検知エリア内の輻射波を受光する受光部
と、この受光部により受光された受光エネルギに基づい
て、検知エリア内における被検出体の有無を判別する検
出部を備えた光学センサにおいて、この検知エリア内の
感度を均一とするための光学的補正手段を受光部の前段
に設けた構成としたので、検知エリアよりも小さな被検
出体の発する光信号を感度分布に左右されずに、視野内
のどこを通過しても一定の信号を得ることができ、感度
が均一化された光学センサが得られる。この結果、通過
位置が不安定な被検出体であっても精度よく検出するこ
とが可能となる。また、光学的補正手段は、その表面の
形状が当該ミラー面の内側に向かって曲率半径が小さく
なる球面の集合体からなるミラーや、あるいは感度に反
比例する比率の透過率の透過フィルタとしたので、装置
構成は簡略化され、しかも、複数のセンサを用いなくて
もよく、複数の被検出体や、あるいはラインの幅の中で
通過する位置が一定でない被検出体の検出が可能とな
る。As described above, according to the optical sensor of the present invention, the light receiving section for receiving the radiation wave in the detection area, and the light receiving energy received by the light receiving section, In an optical sensor having a detection unit for determining the presence or absence of an object to be detected, an optical correction unit for making the sensitivity within the detection area uniform is provided at a stage preceding the light receiving unit. A constant signal can be obtained regardless of the sensitivity distribution of an optical signal emitted from a small object regardless of the sensitivity distribution, and an optical sensor with uniform sensitivity can be obtained. As a result, it is possible to accurately detect even an object whose passage position is unstable. Also, the optical correction means is a mirror formed of a collection of spherical surfaces whose surface shape decreases in curvature radius toward the inside of the mirror surface, or a transmission filter having a transmittance in a ratio inversely proportional to the sensitivity. In addition, the configuration of the apparatus is simplified, and a plurality of sensors may not be used, and it is possible to detect a plurality of detected objects or an object whose passing position is not constant within the width of a line.
【図１】 本発明の基本ブロック図FIG. 1 is a basic block diagram of the present invention.
【図２】 本発明の実施の形態に適用されるミラーを示
す図FIG. 2 is a diagram showing a mirror applied to the embodiment of the present invention;
【図３】 図２に示すミラーのミラー面の形状を決定す
る方法を説明するための図FIG. 3 is a view for explaining a method for determining the shape of the mirror surface of the mirror shown in FIG. 2;
【図４】 図２に示すミラーのミラー面の形状を決定す
る方法を説明するための図FIG. 4 is a view for explaining a method for determining the shape of the mirror surface of the mirror shown in FIG. 2;
【図５】 本発明の実施の形態の光学温度センサの感度
分布を示す図FIG. 5 is a diagram showing a sensitivity distribution of the optical temperature sensor according to the embodiment of the present invention.
【図６】 本発明の他の実施の形態を示す図FIG. 6 is a diagram showing another embodiment of the present invention.
【図７】 ホットメルト付着良否判定装置の使用状態を
説明するための図FIG. 7 is a diagram for explaining a use state of the hot melt adhesion quality determination device.
【図８】 従来技術を説明するための図FIG. 8 is a diagram for explaining a conventional technique.
【図９】 従来技術を説明するための図FIG. 9 is a diagram for explaining a conventional technique.
１‥‥光学的補正手段 ２‥‥受光部 ３‥‥検出部 ４‥‥検知エリア ５ａ，５ｂ‥‥被検出体 ３０‥‥複合ミラー ７０‥‥透過フィルタ 1} Optical correction means 2} Light receiving unit 3} Detecting unit 4} Detection area 5a, 5b {Detected object 30} Composite mirror 70} Transmission filter
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１０年１月２６日[Submission date] January 26, 1998
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】特許請求の範囲[Correction target item name] Claims
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【特許請求の範囲】[Claims]
【手続補正２】[Procedure amendment 2]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】０００２[Correction target item name] 0002
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【０００２】[0002]
【従来の技術】例えば、図７（Ａ） に示すように、梱
包ライン５３における梱包物５１に付着したホットメル
ト５４の付着の良否を判定するといった用途において
は、所定の検知エリア５２が設定された検出素子５０に
よって、被検出体９５ａ，９５ｂであるホットメルト５
４の熱放射を受光し、付着の良否を判定する技術があ
る。この検出素子５０は、図８に示すように、熱放射を
受光する受光部５０ａおよびこの受光部５０ａにより受
光された受光エネルギに基づいて被検出体９５ａ，９５
ｂの有無を検出する検出部５０ｂによって構成されてい
る。従来のこうした装置構成においては、検出素子５０
から放射される光束は平面ミラーなどの単一ミラーによ
って検知エリア５２に導かれる構成となっている。この
構成では、図９に示すように検出素子５０が放射角度に
関係なく感度が均一ならば、光束５１は放射状となる。
しかし、検知エリア５２においては、検出素子５０との
距離が大きくなるにしたがい光束５１は疎となり、距離
が近くなるにしたがい光束５１は密になる（ｄn ＜
ｄw ）。この検出素子５０の感度分布は図８に示すよう
に、感度は中央部が密、外側になるに従って疎となる感
度分布９９となっており、均一とはなっていない。2. Description of the Related Art For example, as shown in FIG. 7 (A), a predetermined detection area 52 is set in applications such as judging whether or not a hot melt 54 adhered to a package 51 in a packaging line 53 is good or bad. The hot melt 5 as the detection objects 95a and 95b is detected by the detection element 50.
No. 4 is a technique for receiving the heat radiation and judging the quality of the adhesion. As shown in FIG. 8, the detection element 50 includes a light receiving unit 50a for receiving heat radiation and light receiving energy received by the light receiving unit 50a.
The detection unit 50b detects the presence or absence of “b”. In such a conventional device configuration, the detection element 50
The light beam emitted from the light source is guided to the detection area 52 by a single mirror such as a plane mirror. In this configuration, if the sensitivity of the detection element 50 is uniform regardless of the radiation angle as shown in FIG. 9 , the light beam 51 becomes radial.
However, in the detection area 52, the luminous flux 51 becomes sparse as the distance from the detection element 50 increases, and the luminous flux 51 becomes dense as the distance decreases (d n <
d w ). As shown in FIG. 8, the sensitivity distribution of the detection element 50 is a sensitivity distribution 99 in which the density is high at the center and becomes sparse toward the outside, and is not uniform.
【手続補正３】[Procedure amendment 3]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００１２[Correction target item name] 0012
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００１２】また、この光学的補正手段１として、本願
の他の実施の形態に対応する図６に示すような感度に反
比例する比率の透過率を有する透過フィルタ７０を用い
ることもできる。この実施の形態では、この透過率は同
心円によって区割された領域毎に感度に反比例する比率
の透過率とするフィルタ構造を有する。このフィルタ構
造により、光の透過が均一となり、したがって、ピーク
の感度は低くなるが、検知エリアの感度は均一化され
る。As the optical correction means 1, a transmission filter 70 having a transmittance inversely proportional to the sensitivity as shown in FIG. 6 corresponding to another embodiment of the present invention can be used. In this embodiment, the filter has a filter structure in which the transmittance is in a proportion inversely proportional to the sensitivity for each area divided by concentric circles. With this filter structure, the light transmission becomes uniform, and therefore the sensitivity of the peak is reduced, but the sensitivity of the detection area is made uniform.
【手続補正４】[Procedure amendment 4]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２１[Correction target item name] 0021
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００２１】図４はこうした光の進路を制御するための
光学系としてミラーを用い、そのミラー表面の形状を決
定する方法を説明するための図である。FIG . 4 is a diagram for explaining a method of using a mirror as an optical system for controlling the path of light and determining the shape of the mirror surface.
【手続補正５】[Procedure amendment 5]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】００２３[Correction target item name] 0023
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【００２３】このように設定された複合ミラー用いた光
学センサ２０の感度分布を図５に示す。図に示すよう
に、感度分布は均一化されるとともに、バラツキを１０
％以内とすることができた。 FIG. 5 shows the sensitivity distribution of the optical sensor 20 using the composite mirror set as described above. As shown in the figure, the sensitivity distribution is made uniform and the variation is reduced by 10%.
%.
Claims (3)
と、この受光部により受光された受光エネルギに基づい
て、検知エリア内における被検出体の有無を判別する検
出部を備えた光学センサにおいて、上記検知エリア内の
感度を均一とするための光学的補正手段を上記受光部の
前段に設けたことを特徴とする光学温度センサ。1. An optical sensor comprising: a light receiving unit that receives a radiation wave in a detection area; and a detection unit that determines presence / absence of an object in the detection area based on light reception energy received by the light receiving unit. 3. The optical temperature sensor according to claim 1, wherein an optical correction means for making the sensitivity in the detection area uniform is provided at a stage preceding the light receiving section.
このミラーはその表面の形状が当該ミラー面の内側に向
かって曲率半径が小さくなる球面の集合体からなること
を特徴とする請求項１に記載の光学センサ。2. The optical correction means comprises a mirror,
2. The optical sensor according to claim 1, wherein the mirror has a surface formed of a set of spherical surfaces having a radius of curvature decreasing toward the inside of the mirror surface.
なり、このフィルタは感度に反比例する比率の透過率で
あることを特徴とする請求項１に記載の光学温度セン
サ。3. The optical temperature sensor according to claim 1, wherein said optical correction means comprises a transmission filter, and said filter has a transmittance having a ratio inversely proportional to the sensitivity.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00592098A JP4155366B2 (en) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | Optical sensor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00592098A JP4155366B2 (en) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | Optical sensor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11201821A true JPH11201821A (en) | 1999-07-30 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00592098A Expired - Fee Related JP4155366B2 (en) | 1998-01-14 | 1998-01-14 | Optical sensor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4155366B2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109282901A (en) * | 2018-11-16 | 2019-01-29 | 北京遥感设备研究所 | A split-block correction method for an uncooled infrared system |
-
1998
- 1998-01-14 JP JP00592098A patent/JP4155366B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| JP4155366B2 (en) | 2008-09-24 |
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