(57)【要約】【課題】透明パイプ内を通過（落下）する物体が微小な場合であっても、これを確実に、しかも高精度に検出することのできる簡易な構成の物体検出装置を提供する。【解決手段】透明パイプを透過させた光を光ガイドを介して導き、該透明パイプ内に生じたデッド領域をカバーするように、再度、別の向きから上記透明パイプを透過させることで、前記透明パイプ内の全ての断面領域に亘って光が透過するようにし、同時に光が交差して透過する領域においては、同一物体による遮光回数を増やすことでその遮光量を大きくし、その検出感度の向上を図る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
物体の通過経路をなす透明な筒状体を横切るように光を照射する光源と、
前記筒状体を挟んで前記光源に対向配置されて該光源から照射された光を受光する受光部と、
光ガイドを介して前記受光部と結合され、前記受光部が受光した光を前記光源から照射される光と交差する向きに前記筒状体を横切るように照射する投光部と、
前記筒状体を挟んで前記投光部に対向配置されて該投光部から照射された光を受光する受光器と、
この受光器による受光量を所定の閾値と比較して前記筒状体中を通過する物体の有無を判定する検出部と
を具備したことを特徴とする物体検出装置。
【請求項２】
前記光ガイドは、その一端側を前記受光部とし、他端側を前記投光部とした光ファイバまたは光ファイバ束からなる請求項１に記載の物体検出装置。
【請求項３】
前記筒状体は円筒状の透明パイプであって、
前記光源および前記投光部は、前記透明パイプの内側において互いに直交する向きに光を照射するものである請求項１に記載の物体検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば透明パイプ中を落下するチップ部品や水滴等の物体を、高感度に且つ確実に検出することのできる物体検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
透明パイプ中を落下するチップ部品や水滴等の物体を検出する物体検出装置として、例えば図３に示すように物体の落下経路をなす透明パイプ１を挟んで対向配置されて、該透明パイプ１を横切る光路を形成した投光器２と受光器３とを備えた光電センサを用い、受光器３による受光量の変化を検出部４にて検出するようにした装置が知られている。この物体検出装置は、透明パイプ中を落下する物体が前記光路を横切ったとき、該物体によって光が遮られて前記受光器３での受光量が低下することに着目して物体検出を行うものである。このような物体検出技術については特許文献１,２等に詳しく紹介される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３４５１４７号公報
【特許文献２】特開２００４−７２３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで透明パイプ１を間にして対向配置された投光器２から受光器３に向けて所定幅の平行光を投光した場合、図４に示すように透明パイプ１での屈折作用を受けて該透明パイプ１の内部における光束幅が絞り込まれることが否めない。この為、図５に模式的に示すように透明パイプ１内における光の透過領域Ｓが制限され、光が導かれることのない、いわゆるデッド領域Ｄが生じる。すると水滴やチップ部品等の微小な物体が上記デッド領域Ｄを通過した場合には、これを検出することができないと言う不具合が発生する。しかも検出対象が上述した微小な物体である場合には、該物体による遮光量自体も少ないので前述した受光器３による受光量の変化が少なく、従ってその検出が困難となることが否めない。
【０００５】
本発明はこのような事情を考慮してなされたもので、その目的は、透明パイプ内を通過（落下）する物体が微小な場合であっても、これを確実に、しかも高精度に検出することのできる簡易な構成の物体検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した目的を達成するべく本発明に係る物体検出装置は、透明パイプを透過させた光を、該透明パイプ内に生じたデッド領域をカバーするように、再度、別の向きから上記透明パイプを透過させることで、前記透明パイプ内の全ての断面領域に亘って光が透過するようにし、同時に光が交差して透過する領域においては、同一物体による遮光回数を増やすことでその遮光量を大きくし、その検出感度の向上を図るようにしたものである。
【０００７】
具体的には本発明に係る物体検出装置は、
<ａ>  物体の通過経路をなす透明な筒状体を横切るように光を照射する光源と、
<ｂ>  前記筒状体を挟んで前記光源に対向配置されて該光源から照射された光を受光する受光部と、
<ｃ>  光ガイドを介して前記受光部と結合され、前記受光部が受光した光を前記光源から照射される光と交差する向きに前記筒状体を横切るように照射する投光部と、
<ｄ>  前記筒状体を挟んで前記投光部に対向配置されて該投光部から照射された光を受光する受光器と、
<ｅ>  この受光器による受光量を所定の閾値と比較して前記筒状体中を落下する物体の有無を判定する検出部と
を具備したことを特徴としている。
【０００８】
好ましくは前記光ガイドは、その一端側を前記受光部とし、他端側を前記投光部とした光ファイバまたは光ファイバ束からなる。また前記筒状体は、例えば円筒状の透明パイプであって、前記光源および前記投光部は、前記透明パイプの内側において互いに直交する向きに光を照射するように設けられる。
【発明の効果】
【０００９】
上記構成の物体検出装置によれば、透明な筒状体の内部における光透過領域のデッドスペースを簡易にして効果的になくすことができ、また光の交差領域においては物体により光を遮る回数を増やすことができる。この結果、物体検出の確実化を図り、若しくはその検出感度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施形態に係る物体検出装置の要部概略構成図。
【図２】図１に示す物体検出装置にいて透明パイプを透過する光の領域を等価的に示す図。
【図３】透明パイプ内を落下する物体を検出する従来装置の一般的な構成例を示す図。
【図４】図３に示す物体検出装置における問題的を説明する為の図。
【図５】透明パイプによる光の屈折作用と、光の透過領域およびデッド領域の関係を模式的に示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の一実施形態に係る物体検出装置について説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る物体検出装置の要部概略構成を示す図であって、１は物体の通過経路をなす透明な筒状体をなす透明パイプである。この透明パイプ１は、例えば外径１００ｍｍ、厚みが１ｍｍ程度のガラス製のものからなり、鉛直に設けられてその内部をチップ部品や水滴等の物体（図示せず）の落下通路としたものからなる。
【００１２】
このような透明パイプ１内を落下する物体を検出する物体検出装置は、上記透明パイプ１を横切るように光を照射する投光器（光源）２と、一端側を前記透明パイプ１を挟んで前記投光器２に対向配置して該投光器２から照射された光を受光し、その光を導いて他端側から前記透明パイプ１を横切るように照射する光ファイバ束５を備える。ちなみにこの光ファイバ束５の他端側は、前記投光器２から照射される光と交差する向きに、特に前記投光器２から照射される光と直交する向きに光を照射するように設けられる。即ち、光ファイバ束５は、その一端側を受光部５ａとし、他端側を投光部５ｂとして前記受光部５ａにて受光した光を投光部５ｂに導く光ガイドとして機能するものであって、前記投光器２から透明パイプ１を横切るように照射された光を、再度、異なる向きから前記透明パイプ１を横切るように照射する役割を担う。
【００１３】
そして前記透明パイプ１を挟んで前記光ファイバ束５の他端側である投光部５ｂに対向する位置には、該投光部５ｂから照射された光を受光する受光器３が設けられている。この結果、受光器３は、前記投光部２から照射され、透明パイプ１内を互いに異なる向きから２度に亘って透過した光を受光するものとなっている。そしてこの受光器３の出力を監視する検出部４は、上記受光器３による受光量を予め設定された所定の閾値と比較することで前記透明パイプ１内を落下する物体の有無を判定するものとなっている。
【００１４】
ところで前記投光器２および投光部５は、基本的には前記透明パイプ１の全断面領域に亘って光が透過するように、少なくとも透明パイプ１の外径幅の平行光束を照射するように構成される。しかしながら前述したように透明パイプ１での光の屈折作用に起因して透明パイプ１内を透過する光の幅が狭められるので、前記透明パイプ１の内部において僅かではあるが、その光線束の幅方向における両側に光が透過することのないデッド領域Ｄが生じることが否めない。従って光源としての投光器２から照射された光Ａは図２(ａ)に示すように透明パイプ１の内部を透過する。また同様に前記光ファイバ５の他端部である投光部５ａから照射された光Ｂは図２(ｂ)に示すように透明パイプ１の内部を透過する。
【００１５】
しかしこれらの光Ａ,Ｂは、透明パイプ１の断面方向において互いに異なる向きからその光軸が直交するように照射されるので、透明パイプ１内を透過する光Ａ,Ｂは図２(ｃ)に示すように互いに交差することになる。そして一方の光Ａ（Ｂ）が透過することのないデッド領域Ｄには、必ず他方の光Ｂ（Ａ）が透過するようになる。この結果、透明パイプ１内の全断面領域に亘って光Ａ,Ｂが透過することになり、透明パイプ１内にデッド領域Ｄが生じることがなくなる。また同時に上述した２つの光Ａ,Ｂが交差する領域には、投光器２から照射された光が光ファイバ束５を介して２度に亘って透過することになる。
【００１６】
これ故、透明パイプ１内を落下する物体が前述したデッド領域Ｄの大きさより小さい場合であっても、上述した如く構成された物体検出装置によればデッド領域Ｄそのものが形成されないので、上述した物体によって必ず光が遮られることになる。すると透明パイプ１内を透過する光が物体により部分的に遮られる結果、受光器３による受光量が低下するので、該受光器３の受光量の変化を前記検出部４により監視することで、前記光の照射領域における物体の通過を確実に検出することが可能となる。
【００１７】
また前述した光の交差領域を物体が通過した場合には、該物体によって光が２度に亘って遮られるので前記受光器３による受光量の変化を大きくすることができる。例えば物体が存在しないときにおける光の透過量に対して、物体による遮光によってその透過量が５％低減するものとすると、投光器２から発せられて受光部５ａに到達する光が９５％となり、更にこの光が投光部５ｂから照射されて再度物体により遮光される。従ってこのとき、前記投光部５ｂから照射された光も物体による遮光によってその透過量を５％減じて受光器３に到達するとするならば、受光器３での受光量は全体的に９０.２５％（＝９５％×９５％）に低下することになる。従って検出対象とする物体による前記受光器３での受光量の変化を大きくし、実質的にその検出感度を高くすることができる。
【００１８】
しかもこのようにして物体検出の確実化を図ると共に、検出感度の向上を図る為の構成は、前述したように一端側を受光部５ａとし、他端側を投光部５ｂとした光ファイバ束５を用いるだけで簡易に実現することができる。そして新たな光源や受光器を必要としないので、その構成の大幅な簡素化と低コスト化を図りながら検出確度・検出精度の高い物体検出装置を実現することができる等の効果が奏せられる。
【００１９】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。例えば一方の光に対するデッド領域Ｄが狭い場合には、前述した２つの光Ａ,Ｂの光軸を必ずしも直交させる必要はなく、互いのデッド領域Ｄをカバーし得る向き（確度）で光を透過させれば十分である。また光ファイバ束５の両端を、所定の光束幅で光を投光・受光するようにするには、ファイバ束５を構成する複数本の光ファイバの端部を１列に直線配列すれば十分である。
【００２０】
この場合、必ずしも受光器３での受光量の理論値は前述したように受光部５ａに到達する光量の割合の積（例えば９５％×９５％＝９０.２５％）とはならなくとも、物体を投光器２および投光部５ｂから見た場合に、それぞれ所定の投影面積を有し、且つ物体がそれぞれの光束幅の中心を通る場合以外であれば、物体によって光が２度に亘って遮られる。これ故、結果として検出精度の高い物体検出装置を実現可能であることは当業者であれば容易に理解できるであろう。
【００２１】
また必要に応じて光ファイバ束５の両端に光学レンズ系を配置して所定幅の光を投受光するように構成することも可能である。また当該箇所を光ファイバ束を用いず、例えば反射板によって構成することも当業者であれば容易であろう。更には、例えば透明パイプ１に対して光を１２０°ずつ異なる向きから３度に亘って繰り返し照射するように、その光学系を構築することも可能である。
【００２２】
またここでは透明パイプ１内を落下する微小物体を検出する例について説明したが、空気流等を利用して微小な物体を横方向に搬送するような装置に対しても同様に適用可能であり、また透明な筒状体としては前述した透明パイプ１に特定されないことも言うまでもない。要は本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００２３】
１  透明パイプ（透明な筒状体）
２  投光器（光源）
３  受光器
４  検出部
５  光ファイバ束（光ガイド）
５ａ  受光部
５ｂ  投光部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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