(57)【要約】【課題】判定時間が短く、かつ、小形化や低コスト化が可能な外形判定装置を提供する。【解決手段】被判定物を載置する矩形状の載置面３ａを有する載置台３と、載置面３ａの周縁に設置される、横方向送光用光導波路１Ｘと、横方向受光用光導波路２Ｘと、縦方向送光用光導波路１Ｙと、縦方向受光用光導波路２Ｙと、載置面３ａから上方に起立する高さ方向送光用光導波路１Ｚと、高さ方向受光用光導波路２Ｚと、上記縦方向，横方向および高さ方向の送光用光導波路１Ｘ，１Ｙ，１Ｚの送光用光コア２２に接続された光源Ｄ１と、上記縦方向，横方向および高さ方向の受光用光導波路２Ｘ，２Ｙ，２Ｚの受光用コア２３に接続された光電変換素子Ｃ１と、この光電変換素子Ｃ１からの光遮断信号を受けて演算処理し被判定物の外形を算出する外形算出手段４とを備えている。【選択図】図１
2011153875.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被判定物の外形を判定する外形判定装置であって、被判定物を載置する矩形状の載置面を有する載置台と、上記載置面に沿って横方向に並ぶ複数の平行光を送受する第１の光送受手段と、同じく載置面に沿って縦方向に並ぶ複数の平行光を送受する第２の光送受手段と、上記載置面に対し高さ方向に並ぶ複数の平行光を送受する第３の光送受手段と、上記各光送受手段の送光部に光を伝送する光源と、上記載置面上に被判定物を載置した状態で、上記各光送受手段の受光部における光の受光もしくは遮断を検知して信号を出力する検知手段と、この検知手段からの信号に基づき被判定物の外形を算出する外形算出手段とを備えていることを特徴とする外形判定装置。
【請求項２】
上記外形算出手段から出力される算出データに基づき被判定物の外形を表示するディスプレイが設けられている請求項１記載の外形判定装置。
【請求項３】
上記載置台に、載置面に載置された被判定物の質量を測定する質量測定手段が設けられている請求項１または２記載の外形判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光導波路を用いた外形判定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
小包や封書等の配達物の送料は、通常、その外形（縦，横および高さの寸法）によって決まる。そのため、配達物を受け付ける郵便局やコンビニエンスストア等では、配達物の送料を決定するために、その配達物の外形を、人が物差しを用いて手作業で計ることが行われている。
【０００３】
また、手作業に頼らないようにするために、配達物の外形を自動的に判定する装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この外形判定装置は、図１３に模式的に示すように、配達物６１を載置する載置台６０と、その配達物６１を上方から写すカメラ６２と、このカメラ６２を上下移動するシフト機構６３と、このシフト機構６３の高さ位置を検知するシフト位置検知手段６４と、上記カメラ６２，シフト機構６３およびシフト位置検知手段６４の作動制御を行う制御部６５とを備えている。
【０００４】
この外形判定装置を用いた外形判定方法は、まず、載置台６０に配達物６１を載置する。ついで、カメラ６２で配達物６１の画像データを取り込み、その配達物６１の上面の寸法を得る。つぎに、シフト機構６３を上方から下方に移動させ、配達物６１の上面にシフト機構６３が接触した位置をシフト位置検知手段６４で検知することにより、配達物６１の高さ寸法を得る。そして、得られた配達物６１の上面の寸法および高さ寸法から、制御部６５において配達物６１の外形が判定されるようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−４８２３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、人による判定では、時間が長くかかる。また、上記のような外形判定装置も、シフト機構６３の昇降動作等に時間がかかるため、時間短縮の効果が小さい。しかも、上記シフト機構６３の昇降にはモータ等の駆動源が必要となるため、装置の小形化や低コスト化が難しい。
【０００７】
本発明は、このような事情に鑑みなされたもので、判定時間が短く、かつ、小形化や低コスト化が可能な外形判定装置の提供をその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明の外形判定装置は、被判定物の外形を判定する外形判定装置であって、被判定物を載置する矩形状の載置面を有する載置台と、上記載置面に沿って横方向に並ぶ複数の平行光を送受する第１の光送受手段と、同じく載置面に沿って縦方向に並ぶ複数の平行光を送受する第２の光送受手段と、上記載置面に対し高さ方向に並ぶ複数の平行光を送受する第３の光送受手段と、上記各光送受手段の送光部に光を伝送する光源と、上記載置面上に被判定物を載置した状態で、上記各光送受手段の受光部における光の受光もしくは遮断を検知して信号を出力する検知手段と、この検知手段からの信号に基づき被判定物の外形を算出する外形算出手段とを備えているという構成をとる。
【０００９】
本発明の外形判定装置を用いて被判定物の外形を判定する際には、まず、光源を発光させ、上記載置面の縦方向，横方向および高さ方向に設けられた各光送受手段において、平行光を送受させる。これにより、載置台の載置面に対し、横，縦，高さの３方向から複数の平行光が投射された状態になる。そして、この状態で、載置台の載置面に被判定物を載置すると、その載置した被判定物が、３方向の平行光を部分的に遮断する。そこで、その遮断された光を、検知手段が検知して信号として出力し、外形算出手段において演算処理し、上記被判定物の縦，横および高さの寸法を算出する。このようにして、被判定物の外形を判定することができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の外形判定装置では、上記のように、載置台の載置面に載置された被判定物が、縦方向，横方向および高さ方向に並ぶ平行な光を遮断することにより、その被判定物の外形を判定するため、その判定時間が速い（例えば１秒以下）。しかも、平行光投射のための各光送受手段は、薄いものであり、昇降させる必要もないため、本発明の外形判定装置は小形化や低コスト化が容易である。
【００１１】
特に、上記外形算出手段から出力される算出データに基づき被判定物の外形を表示するディスプレイが設けられている場合には、被判定物の外形がディスプレイに表示されるため、被判定物の外形を目視にて明確に確認することができる。
【００１２】
また、上記載置台に、載置面に載置された被判定物の質量を測定する質量測定手段が設けられている場合には、被判定物の外形を判定すると同時に、被判定物の質量を知ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の外形判定装置の第１の実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図２】（ａ），（ｂ）は、上記外形判定装置の使用方法を示す説明図である。
【図３】入射光の入射位置と光強度との関係を示すグラフである。
【図４】上記外形判定装置における光導波路の作製方法を模式的に示し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ１−Ｂ１断面図である。
【図５】図４につづく光導波路の作製方法を模式的に示し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ２−Ｂ２断面図である。
【図６】図５につづく光導波路の作製方法を模式的に示し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ３−Ｂ３断面の拡大図である。
【図７】図６につづく光導波路の作製方法を模式的に示し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＢ４−Ｂ４断面の拡大図である。
【図８】本発明の外形判定装置の第２の実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図９】図８における光導波路の枠状部と起立部との接続部分を示す、図８のＡ−Ａ断面の拡大図である。
【図１０】本発明の外形判定装置の第３の実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図１１】本発明の外形判定装置の第４の実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図１２】本発明の外形判定装置の第５の実施の形態を模式的に示す斜視図である。
【図１３】従来の外形判定装置を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
つぎに、本発明の実施の形態を図面にもとづいて詳しく説明する。
【００１５】
図１は、本発明の外形判定装置の第１の実施の形態を模式的に示す斜視図である。この外形判定装置は、被判定物を載置する矩形状（この例では横長の長方形状）の載置面３ａを有する載置台３を備えている。そして、その載置面３ａの周縁には、その載置面３ａの周縁に沿う四角形の枠状部Ｆと、この枠状部Ｆにおいて対向する一対の辺部の一部分が直角に屈曲されて起立した起立部Ｓとからなる立体状の光導波路が設置されている。この立体状の光導波路において、上記枠状部Ｆは、２個のＬ字板状部材が対向し一体になったような形状をしている。そのうちの一方のＬ字板状部材とそのＬ字板状部材から起立する上記起立部Ｓとからなる部分（図示の右上半分）が、送光用の光導波路に形成され、それに対向する他方のＬ字板状部材とそのＬ字板状部材から起立する上記起立部Ｓとからなる部分（図示の左下半分）が、受光用の光導波路に形成されている。そして、上記光導波路の枠状部Ｆにおいて、送光用光導波路のＬ字板状部材の角部外側縁（図示の右上縁）に、光源Ｄ１が接続され、受光用光導波路のＬ字板状部材の角部外側縁（図示の左下縁）に、光電変換素子（検知手段）Ｃ１が接続されている。また、その光電変換素子Ｃ１に、外形算出手段４が電気的に接続されている。さらに、この実施の形態では、上記外形算出手段４に、ディスプレイ５が接続されている。なお、図１において鎖線で示す符号２２，２３は、コア（光の通路）であり、その鎖線の太さがコア２２，２３の太さを示している。また、図１では、コア２２，２３の数を実際の数より略して図示している。
【００１６】
より詳しく説明すると、上記光導波路の枠状部Ｆを構成する一方のＬ字板状部材は、載置面３ａの周縁一側部に沿う（図示のｙ軸方向に沿う）縦方向送光用光導波路１Ｙと、載置面３ａの上記一側部に隣接する側部に沿う（図示のｘ軸方向に沿う）横方向送光用光導波路１Ｘとを備えている。他方のＬ字板状部材は、上記縦方向送光用光導波路１Ｙに対向する位置にある縦方向受光用光導波路２Ｙと、上記横方向送光用光導波路１Ｘに対向する位置にある横方向受光用光導波路２Ｘとを備えている。また、上記ｙ軸方向に沿う縦方向送光用光導波路１Ｙの外側には、高さ方向送光用光導波路１Ｚが一体に形成されており、そのｙ軸方向の長さの半分の部分が上方（図示のｚ軸方向）に直角に屈曲され、上記起立部Ｓに形成されている。それに対向するように、上記縦方向受光用光導波路２Ｙの外側には、高さ方向受光用光導波路２Ｚが一体に形成されており、そのｙ軸方向の長さの半分の部分が上方（図示のｚ軸方向）に直角に屈曲され、上記起立部Ｓに形成されている。
【００１７】
上記光導波路には、上記横方向，縦方向および高さ方向の送光用光導波路１Ｘ，１Ｙ，１Ｚが交わる、上記枠状部Ｆの角部外側縁（図示の右上縁）から、各送光用光導波路１Ｘ，１Ｙ，１Ｚの内側（載置面３ａ側）端縁まで、光の通路である複数の送光用コア２２が、等間隔に並列状態で延びたパターンに形成されている。そして、上記送光用コア２２の出射口が、送光用光導波路１Ｘ，１Ｙ，１Ｚの内側（載置面３ａ側）端縁に並設されている。上記横方向，縦方向および高さ方向の受光用光導波路２Ｘ，２Ｙ，２Ｚについても同様に、それらが交わる、上記枠状部Ｆの角部外側縁（図示の左下縁）から、各受光用光導波路２Ｘ，２Ｙ，２Ｚの内側（載置面３ａ側）端縁まで、光の通路である複数の受光用コア２３が、等間隔に並列状態で延びたパターンに形成されている。そして、受光用コア２３の入射口が、受光用光導波路２Ｘ，２Ｙ，２Ｚの内側（載置面３ａ側）端縁に並設されている。上記送光用コア２２の出射口と、それに対応する受光用コア２３の入射口とは、対面した状態になっている。
【００１８】
したがって、横方向送光用光導波路１Ｘと横方向受光用光導波路２Ｘとの組み合わせにより、横方向に並んだ平行光が送受される（第１の光送受手段）。また、縦方向送光用光導波路１Ｙと縦方向受光用光導波路２Ｙとの組み合わせにより、縦方向に並んだ平行光が送受される（第２の光送受手段）。そして、高さ方向送光用光導波路１Ｚと高さ方向受光用光導波路２Ｚとの組み合わせにより、高さ方向に並んだ平行光が送受される（第３の光送受手段）。
【００１９】
そして、上記光源Ｄ１は、横方向，縦方向および高さ方向の送光用光導波路１Ｘ，１Ｙ，１Ｚが交わる、上記枠状部Ｆの角部外側縁（図示の右上縁）において、送光用コア２２の端面（上記出射口の反対側の端面）に接続されており、各送光用光導波路１Ｘ，１Ｙ，１Ｚに光を伝送するようになっている。なお、上記光源Ｄ１は、好ましくは、人の目に見えない赤外線領域の波長を発光するものである。そのような光源Ｄ１としては、例えば、発光ダイオード，半導体レーザ等があげられる。
【００２０】
上記光電変換素子Ｃ１は、横方向，縦方向および高さ方向の受光用光導波路２Ｘ，２Ｙ，２Ｚが交わる、上記枠状部Ｆの角部外側縁（図示の左下縁）において、受光用コア２３の端面（上記入射口の反対側の端面）に接続されている。そして、この光電変換素子Ｃ１によって、各受光用コア２３に入射した光の強度を検知し、その検知結果を電気信号に変換するようになっている。上記光電変換素子Ｃ１は、好ましくは、受光画素（例えばフォトダイオード）を横一列に並べた１次元イメージセンサである。このような光電変換素子Ｃ１としては、例えば、相補正金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ），ＣＣＤ（Charge Coupled Device ）イメージセンサ等があげられる。
【００２１】
上記外形算出手段４は、通常、メモリおよび中央演算処理装置（ＣＰＵ）等からなる。その外形算出手段４は、上記光電変換素子Ｃ１からの電気信号（各受光用コア２３に入射した光の強度）を基に、演算処理して被判定物の縦，横および高さの寸法等を算出するものである。
【００２２】
上記被判定物としては、例えば、小包や封書等の配達物があげられる。そして、それを載置する上記載置台３の載置面３ａの面積は、例えば、１００〜１００００ｃｍ2 の範囲内に設定される。
【００２３】
上記外形判定装置を用いて、例えばつぎのようにして、被判定物の外形判定を行うことができる。
【００２４】
まず、被判定物の外形判定に先立って、外形判定装置の校正を行う。
【００２５】
〔校正〕
はじめに、光源Ｄ１を発光させる。これにより、光源Ｄ１からの光は、横方向，縦方向および高さ方向の送光用光導波路１Ｘ，１Ｙ，１Ｚの送光用コア２２により導かれ、図２（ａ）に示すように〔図２（ａ）ではコア２２，２３を省略している〕、上記載置面３ａ上において、上記送光用光導波路１Ｘ，１Ｙ，１Ｚから、横方向，縦方向および高さ方向に並ぶ平行な光Ｈとなって出射される。すなわち、出射光Ｈは、載置面３ａに沿って格子状に走った状態（横方向および縦方向に並ぶ平行な出射光Ｈ）になるとともに、載置面３ａからの高さ方向に並んで載置面３ａに対して平行に走った状態（高さ方向に並ぶ平行な出射光Ｈ）になる。それら平行な出射光Ｈは、横方向，縦方向および高さ方向の受光用光導波路２Ｘ，２Ｙ，２Ｚに入射する。なお、図２（ａ）では、理解し易くするため、多数の出射光Ｈのうちの一部の出射光Ｈのみを示している。
【００２６】
ついで、その状態で、図２（ｂ）に示すように、載置台３の載置面３ａに、寸法が既知の直方体１０を載置する。これにより、その直方体１０が、上記出射光Ｈの一部を遮断する。そして、その直方体１０の縦，横および高さのいずれかにより遮断された出射光Ｈおよび遮断されなかった出射光Ｈを、光電変換素子Ｃ１で検知し、入射光の入射位置（画素位置）とその光強度（出力電圧）との関係を、図３に示すように、グラフ化する。そのグラフから、光強度が閾値を下回る部分（出射光Ｈが遮断された部分）の寸法（Ｗ）を特定する。そして、上記直方体１０の実際の寸法（Ｌ）との比率（Ｌ／Ｗ）を換算係数（ａ）とし、その換算係数（ａ）を外形算出手段４にインプットする。ここで、上記閾値は、直方体１０が出射光Ｈを遮断しないときに光電変換素子Ｃ１が検知する光強度を１００としたとき、好ましくは４０〜８０の範囲内で設定される。このようにして、上記外形判定装置の校正〔上記換算係数（ａ）の設定〕を行う。校正を行った後は、上記直方体１０を、載置台３の載置面３ａから取り除く。なお、図２（ｂ）ではコア２２，２３を省略している。
【００２７】
上記外形判定装置の校正を行った後、その外形判定装置を用いて被判定物１１の外形を判定することができる。その外形判定方法について説明する。
【００２８】
〔外形判定方法〕
まず、上記と同様に、光源Ｄ１を発光させ、載置面３ａ上において、送光用光導波路１Ｘ，１Ｙ，１Ｚから、横方向，縦方向および高さ方向に並ぶ平行な光Ｈを出射させ、その出射光Ｈを受光用光導波路２Ｘ，２Ｙ，２Ｚに入射させた状態にする〔図２（ａ）参照〕。そして、この状態で、載置台３の載置面３ａに被判定物１１を載置すると、その載置した被判定物１１が、上記載置面３ａの横，縦，高さの３方向に走行する平行な出射光Ｈの一部を遮断する〔図２（ｂ）参照〕。この遮断された出射光Ｈの位置および強度は、前記光電変換素子Ｃ１で検知することができる。そして、光電変換素子Ｃ１において検知された結果を光の遮断信号として外形算出手段４に送信する。ここで、「光の遮断信号」とは、光電変換素子Ｃ１が検知した光強度が、予め設定された上記閾値を下回るときに得られる信号をいう。そして、上記遮断信号を受信した外形算出手段４は、その遮断信号から、出射光Ｈが遮断された部分の横の寸法Ｗ（ｘ），縦の寸法Ｗ（ｙ）および高さの寸法Ｗ（ｚ）を特定し、さらに、上記換算係数（ａ）を考慮した下記の式（１）〜（３）から、被判定物１１の実際の横の寸法Ｌ（ｘ），縦の寸法Ｌ（ｙ）および高さの寸法Ｌ（ｚ）を算出する。
【００２９】
【数１】
2011153875.tif 000003
【００３０】
さらに、必要に応じて、外形算出手段４は、被判定物１１のｘｙ平面での断面積を、Ｌ（ｘ）×Ｌ（ｙ）により算出することができる。また、体積を、Ｌ（ｘ）×Ｌ（ｙ）×Ｌ（ｚ）により算出することができる。そして、これら算出した被判定物１１の外形寸法，断面積，体積等の情報は、ディスプレイ５に表示される。このようにして、被判定物１１の外形を判定することができる。
【００３１】
ここで、上記横方向，縦方向および高さ方向の送光用光導波路１Ｘ，１Ｙ，１Ｚからの平行な出射光Ｈを構成する各光線は、光強度の９０％が広がり角５°以内にあることが好ましい。そして、各光線の幅，平行な出射光Ｈの密度（隣り合う光線間の距離）は、上記被判定物１１の大きさ等に応じて適宜設定することができる。例えば、平行な出射光Ｈの密度を高めることにより、１ｍｍ以下の寸法差を認識することができ、また、寸法の測定誤差をより小さく（例えば１％以下）することもできる。
【００３２】
このように、上記外形判定装置を用いると、被判定物１１の外形を、自動的かつ迅速に判定することができる。したがって、上記外形判定装置を、郵便局やコンビニエンスストア等に設置すると、配達物の送料を決定するために必要な配達物の外形判定業務を、非常に効率よく行うことができる。そして、この外形判定装置は、コンパクト化，低コスト化が可能である。
【００３３】
つぎに、上記外形判定装置における光導波路の製造方法の一例について説明する。
【００３４】
まず、図４（ａ），（ｂ）に示すように、アンダークラッド層２１〔図５（ａ），（ｂ）参照〕を形成する際に用いる平板状の基台２０を準備する。この基台２０の形成材料としては、例えば、金属，樹脂，ガラス等があげられる。また、基台２０の厚みは、例えば、２０μｍ〜５ｍｍの範囲内に設定される。
【００３５】
ついで、上記基台２０の表面に、アンダークラッド層形成用の感光性エポキシ樹脂等の感光性樹脂が溶媒に溶解しているワニスを塗布した後、必要に応じて加熱処理して乾燥させ、アンダークラッド層形成用の感光性樹脂層（図示せず）を形成する。そして、アンダークラッド層２１〔図５（ａ），（ｂ）参照〕のパターンに対応する開口パターンが形成されているフォトマスクを介して、上記感光性樹脂層を照射線により露光する。つぎに、必要に応じて加熱処理を行った後、現像液を用いて現像を行うことにより、図５（ａ），（ｂ）に示すように、上記感光性樹脂層における未露光部分を溶解させて除去し、残存した感光性樹脂層をアンダークラッド層２１のパターンに形成する。このアンダークラッド層２１のパターンは、図５（ａ）において斜線で示すように、四角形の枠状であり、その枠状アンダークラッド層２１のｙ軸方向に沿う対向部分に、ｙ軸方向に沿って、略中央の位置までスリット２１ａが形成されたパターンである。図示の左側のスリット２１ａは、図示の上端縁から略中央の位置まで形成されており、図示の右側のスリット２１ａは、図示の下端縁から略中央の位置まで形成されている。アンダークラッド層２１の厚みは、通常、５〜１００μｍの範囲内に設定される。
【００３６】
つぎに、上記アンダークラッド層２１の表面に、上記アンダークラッド層形成用の感光性樹脂層の形成方法と同様にして、コア形成用の感光性樹脂層を形成する。そして、コア２２，２３〔図６（ａ），（ｂ）参照〕のパターンに対応する開口パターンが形成されているフォトマスクを介して、上記感光性樹脂層を照射線により露光する。つぎに、必要に応じて加熱処理を行った後、現像液を用いて現像を行うことにより、図６（ａ），（ｂ）に示すように、上記感光性樹脂層における未露光部分を溶解させて除去し、残存した感光性樹脂層をコア２２，２３のパターンに形成する。このコア２２，２３のパターンは、枠状アンダークラッド層２１の対向する一対の角部外側縁（図示の右上縁および左下縁）から、枠状アンダークラッド層２１の内側端縁および上記スリット２１ａの外側端縁まで、等間隔に並列状態で延びたパターンである。コア２２，２３の厚み（高さ）は、通常、５〜１００μｍの範囲内に設定され、幅は、通常、５〜６０μｍの範囲内に設定される。なお、図６（ａ）では、コア２２，２３を実線で示し、その実線の太さがコア２２，２３の太さを示している。また、図６（ａ），（ｂ）では、コア２２，２３の数を実際の数より略して図示している。
【００３７】
なお、上記コア２２，２３の形成材料としては、例えば、上記アンダークラッド層２１と同様の感光性樹脂があげられ、上記アンダークラッド層２１およびオーバークラッド層２４〔図７（ａ），（ｂ）参照〕の形成材料よりも屈折率が大きい材料が用いられる。この屈折率の調整は、例えば、上記アンダークラッド層２１、コア２２，２３、オーバークラッド層２４の各形成材料の種類の選択や組成比率を調整して行うことができる。
【００３８】
そして、上記コア２２，２３を被覆するように、上記アンダークラッド層２１の表面に、上記アンダークラッド層形成用の感光性樹脂層の形成方法と同様にして、オーバークラッド層形成用の感光性樹脂層を形成する。そして、上記感光性樹脂層を照射線により露光し、図７（ａ），（ｂ）に示すように、オーバークラッド層２４を形成する。このオーバークラッド層２４の平面視は、上記アンダークラッド層２１の平面視と同形状であり、スリット２４ａも形成されている。オーバークラッド層２４の厚み（アンダークラッド層２１の表面からの厚み）は、通常、５０〜２０００μｍの範囲内に設定される。なお、オーバークラッド層２４の形成材料としては、例えば、上記アンダークラッド層２１と同様の感光性樹脂があげられる。
【００３９】
つぎに、基台２０をアンダークラッド層２１から剥離し、アンダークラッド層２１、コア２２，２３およびオーバークラッド層２４からなる、スリット入り枠状の光導波路を得る。そして、この光導波路の上記スリット２１ａ，２４ａの外側部分を、図１に示すように、上方に直角に屈曲する。このようにして、枠状部Ｆと起立部Ｓとからなる、目的の立体状の光導波路を得ることができる。なお、必要に応じて、その立体状の光導波路の形状に対応する支持板を準備し、その支持板に上記立体状の光導波路を接着してもよい。
【００４０】
その後、得られた上記光導波路の枠状部Ｆの所定位置に、光源Ｄ１および光電変換素子Ｃ１を接続し、それを載置台３の載置面３ａの周縁に設置する。さらに、上記光電変換素子Ｃ１に、外形算出手段４を接続し、その外形算出手段４に、ディスプレイ５を接続する。このようにして、本発明の、図１に示す外形判定装置を製造することができる。
【００４１】
図８は、本発明の外形判定装置の第２の実施の形態を模式的に示す斜視図である。この実施の形態の外形判定装置は、図１に示す第１の実施の形態の外形判定装置において、光導波路の枠状部Ｆと起立部Ｓとを個別に作製した後、それらを接続して一体化したものである。それ以外の部分は、上記第１の実施の形態と同様であり、同様の部分には、同じ符号を付している。
【００４２】
上記光導波路の枠状部Ｆと起立部Ｓとの接続は、高さ方向送光用光導波路１Ｚおよび高さ方向受光用光導波路２Ｚにおいて行われる。その接続部分は、図９に示すように、枠状部Ｆ側が、切削等により、コア２２の軸方向に対して４５°の傾斜面に形成され、その傾斜面にあるコア２２の端面２２ａの内側が光反射面になっている。そして、その光反射面の上方に起立部Ｓのコア２２の端面が位置決めされており、一点鎖線矢印で示すように、光が９０°方向を変えて伝送されるようになっている。なお、図９では、高さ方向送光用光導波路１Ｚにおける上記接続部分を図示しているが、高さ方向受光用光導波路２Ｚにおける上記接続部分についても同様の構造になっている。
【００４３】
この第２の実施の形態の外形判定装置を用いた外形判定方法は、上記第１の実施の形態と同様にして行うことができる。
【００４４】
図１０は、本発明の外形判定装置の第３の実施の形態を模式的に示す斜視図である。この実施の形態の外形判定装置は、図１に示す第１の実施の形態の外形判定装置において、高さ方向送光用光導波路１Ｚおよび高さ方向受光用光導波路２Ｚが、枠状部Ｆを構成する他の光導波路１Ｘ，１Ｙ，２Ｘ，２Ｙとは別に、帯状に形成され、上記枠状部Ｆの上方に起立した状態で設置されている。上記高さ方向送光用光導波路１Ｚには、外側下端縁から内側（載置面３ａ側）端縁まで、光の通路である複数の送光用コア２２が、等間隔に並列状態で延びたパターンに形成されている。そして、その高さ方向送光用光導波路１Ｚの外側下端縁において、送光用コア２２に、第２の光源〔枠状部Ｆの光導波路に接続されている（第１の）光源Ｄ１とは別の光源〕Ｄ２が接続されている。また、高さ方向受光用光導波路２Ｚについても同様に、外側下端縁から内側（載置面３ａ側）端縁まで、光の通路である複数の受光用コア２３が、等間隔に並列状態で延びたパターンに形成されており、上記外側下端縁において、受光用コア２３に、第２の光電変換素子〔枠状部Ｆの光導波路に接続されている（第１の）光電変換素子Ｃ１とは別の光電変換素子〕Ｃ２が接続されている。その第２の光電変換素子Ｃ２は、上記第１の光電変換素子Ｃ１と接続状態にある外形算出手段４に、電気的に接続されている。それ以外の部分は、上記第１の実施の形態と同様であり、同様の部分には、同じ符号を付している。
【００４５】
この第３の実施の形態の外形判定装置を用いた外形判定方法では、横方向および縦方向に並ぶ平行な出射光のうち被判定物で遮断された出射光の位置は、枠状部Ｆの光導波路に接続されている第１の光電変換素子Ｃ１で検知され、高さ方向に並ぶ平行な出射光のうち被判定物で遮断された出射光の位置は、高さ方向受光用光導波路２Ｚに接続されている第２の光電変換素子Ｃ２で検知される。そして、第１および第２の光電変換素子Ｃ１，Ｃ２での検知結果が外形算出手段４に送信される。その後は、上記第１の実施の形態と同様にして、ディスプレイ５に、被判定物の外形寸法等が表示される。
【００４６】
図１１は、本発明の外形判定装置の第４の実施の形態を模式的に示す斜視図である。この実施の形態の外形判定装置は、図１０に示す第３の実施の形態の外形判定装置において、四角形の枠状部Ｆ（図１０参照）を構成する光導波路が、対向する２個のＬ字板状部材に分離したものである。一方のＬ字板状部材は、送光用の光導波路（横方向送光用光導波路１Ｘおよび縦方向送光用光導波路１Ｙ）からなり、その角部外側縁において、送光用コア２２に、光源Ｄ１が接続されている。他方のＬ字板状部材は、受光用の光導波路（横方向受光用光導波路２Ｘおよび縦方向受光用光導波路２Ｙ）からなり、その角部外側縁において、受光用コア２３に、光電変換素子Ｃ１が接続されている。それ以外の部分は、上記第３の実施の形態と同様であり、同様の部分には、同じ符号を付している。
【００４７】
この第４の実施の形態の外形判定装置を用いた外形判定方法は、上記第３の実施の形態と同様にして行うことができる。
【００４８】
図１２は、本発明の外形判定装置の第５の実施の形態を模式的に示す斜視図である。この実施の形態の外形判定装置は、図１１に示す第４の実施の形態の外形判定装置において、送光用の光導波路からなる一方のＬ字板状部材が、横方向送光用光導波路１Ｘと、縦方向送光用光導波路１Ｙの２辺に分離され、受光用の光導波路からなる他方のＬ字板状部材が、横方向受光用光導波路２Ｘと、縦方向受光用光導波路２Ｙの２辺に分離されている。上記横方向送光用光導波路１Ｘおよび縦方向送光用光導波路１Ｙには、それぞれ、外側一端縁から内側（載置面３ａ側）端縁まで、光の通路である複数の送光用コア２２が、等間隔に並列状態で延びたパターンに形成されている。そして、上記横方向送光用光導波路１Ｘの外側一端縁において、送光用コア２２に、第３の光源（Ｌ字板状部材における縦方向送光用光導波路１Ｙに接続されている第１の光源Ｄ１とは別の光源）Ｄ３が接続されている。また、横方向受光用光導波路２Ｘおよび縦方向受光用光導波路２Ｙについても同様に、それぞれ、外側一端縁から内側（載置面３ａ側）端縁まで、光の通路である複数の受光用コア２３が、等間隔に並列状態で延びたパターンに形成されており、上記縦方向受光用光導波路２Ｙの外側一端縁において、受光用コア２３に、第３の光電変換素子（Ｌ字板状部材における横方向受光用光導波路２Ｘに接続されている第１の光電変換素子Ｃ１とは別の光電変換素子）Ｃ３が接続されている。その第３の光電変換素子Ｃ３は、上記第１および第２の光電変換素子Ｃ１，Ｃ２と接続状態にある外形算出手段４に、電気的に接続されている。それ以外の部分は、上記第４の実施の形態と同様であり、同様の部分には、同じ符号を付している。
【００４９】
この第５の実施の形態の外形判定装置を用いた外形判定方法では、横方向に並ぶ平行な出射光のうち被判定物で遮断された光の位置は、横方向受光用光導波路２Ｘに接続されている第１の光電変換素子Ｃ１で検知され、縦方向に並ぶ平行な出射光のうち被判定物で遮断された光の位置は、縦方向受光用光導波路２Ｙに接続されている第３の光電変換素子Ｃ３で検知され、高さ方向に並ぶ平行な出射光のうち被判定物で遮断された光の位置は、高さ方向受光用光導波路２Ｚに接続されている第２の光電変換素子Ｃ２で検知される。そして、第１〜第３の光電変換素子Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３での検知結果が外形算出手段４に送信される。その後は、上記第４の実施の形態と同様にして、ディスプレイ５に、被判定物の外形寸法等が表示される。
【００５０】
なお、上記各実施の形態では、外形算出手段４にディスプレイ５を接続したが、その外形算出手段４で算出した被判定物の外形を表示する必要がない場合は、上記ディスプレイ５を設けなくてもよい。また、外形算出手段４に、ディスプレイ５以外の他の装置を接続し、外形算出手段４で算出した被判定物１１の外形についての情報を、上記装置に送信し、目的に応じて情報を加工する等して利用してもよい。
【００５１】
また、上記各実施の形態において、載置台３に、載置面３ａに載置された被判定物１１の質量を測定する測定手段を組み込んで、載置台３が質量計を兼ねるようにしてもよい。この場合、被判定物１１の外形を判定すると同時に、被判定物の質量を測定することができる。
【００５２】
さらに、上記各実施の形態では、感光性樹脂を用いてアンダークラッド層２１を形成したが、これに代えて、アンダークラッド層２１として作用する樹脂フィルムを準備し、それをそのままアンダークラッド層２１として用いてもよい。また、アンダークラッド層２１に代えて、金属フィルム等の金属製基板，金属薄膜が表面に形成された基板等を、コア形成用の基体として用いてもよい。
【００５３】
また、上記各実施の形態では、光導波路を得る際に、基台２０から光導波路を剥離したが、その光導波路は、剥離することなく、基台２０の表面に形成されたままの状態で載置台３に取り付けて使用してもよい。
【００５４】
つぎに、実施例について従来例と併せて説明する。但し、本発明は、実施例に限定されるわけではない。
【実施例】
【００５５】
〔アンダークラッド層およびオーバークラッド層の形成材料〕
ビスフェノキシエタノールフルオレングリシジルエーテル（成分Ａ）３５重量部、脂環式エポキシ樹脂である３’，４’−エポキシシクロヘキシルメチル−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシレート（ダイセル化学工業社製、セロキサイド２０２１Ｐ）（成分Ｂ）４０重量部、（３’，４’−エポキシシクロヘキサン）メチル−３’，４’−エポキシシクロヘキシル−カルボキシレート（ダイセル化学工業社製、セロキサイド２０８１）（成分Ｃ）２５重量部、４，４’−ビス〔ジ（β−ヒドロキシエトキシ）フェニルスルフィニオ〕フェニルスルフィド−ビス−ヘキサフルオロアンチモネートの５０重量％プロピオンカーボネート溶液（成分Ｄ）２重量部とを混合することにより、アンダークラッド層およびオーバークラッド層の形成材料を調製した。
【００５６】
〔コアの形成材料〕
上記成分Ａ：７０重量部、１，３，３−トリス｛４−〔２−（３−オキセタニル）〕ブトキシフェニル｝ブタン：３０重量部、上記成分Ｄ：１重量部を乳酸エチルに溶解することにより、コアの形成材料を調製した。
【００５７】
〔光導波路の作製〕
まず、ステンレス製の基台（厚み５０μｍ）の表面に、上記アンダークラッド層の形成材料をアプリケーターにより塗布した後、１００℃×１５分間の乾燥処理を行い、感光性樹脂層を形成した。つぎに、その上方に、アンダークラッド層のパターンと同形状の開口パターンが形成された合成石英系のフォトマスクを配置した。そして、その上方から、プロキシミティ露光法にて２０００ｍＪ／ｃｍ2 の紫外線（波長３６５ｎｍ）照射による露光を行った後、８０℃×１５分間の加熱処理を行った。つぎに、γ−ブチロラクトン水溶液を用いて現像することにより、未露光部分を溶解除去し、その後、１２０℃×３０分間の加熱処理を行った。このようにして、スリット入り枠状のアンダークラッド層（厚み２０μｍ）を形成した〔図５（ａ），（ｂ）参照〕。
【００５８】
ついで、上記アンダークラッド層の表面に、上記コアの形成材料をアプリケーターにより塗布した後、１００℃×１５分間の乾燥処理を行い、感光性樹脂層を形成した。つぎに、その上方に、コアのパターンと同形状の開口パターンが形成された合成石英系のフォトマスクを配置した。そして、その上方から、プロキシミティ露光法にて４０００ｍＪ／ｃｍ2 の紫外線（波長３６５ｎｍ）照射による露光を行った後、８０℃×１５分間の加熱処理を行った。つぎに、γ−ブチロラクトン水溶液を用いて現像することにより、未露光部分を溶解除去し、その後、１２０℃×３０分間の加熱処理を行った。このようにして、断面四角形のコア（厚み５０μｍ、幅５０μｍ）を所定パターンに形成した〔図６（ａ），（ｂ）参照〕。
【００５９】
そして、コアを被覆するように、上記アンダークラッド層の表面に、オーバークラッド層の形成材料をアプリケーターにより塗布した後、１００℃×１５分間の乾燥処理を行い、感光性樹脂層を形成した。つぎに、２０００ｍＪ／ｃｍ2 の紫外線照射による露光を行った後、１２０℃×１５分間の加熱処理を行った。このようにして、オーバークラッド層（アンダークラッド層の表面からの厚み１５０μｍ）を形成した〔図７（ａ），（ｂ）参照〕。
【００６０】
つぎに、基台をアンダークラッド層から剥離し、アンダークラッド層，コアおよびオーバークラッド層からなる、スリット入り枠状の光導波路を得た。そして、上記スリットの外側部分を、上方に直角に屈曲した。このようにして、枠状部と起立部とからなる、目的の立体状の光導波路を得た（図１参照）。枠状部の内側開口部の寸法は、２５０ｍｍ×２５０ｍｍに設定し、起立部の高さは、１２５ｍｍに設定した。
【００６１】
〔外形判定装置の作製〕
得られた光導波路の枠状部の所定位置に光源（ＶＣＳＥＬ）および光電変換素子（ＣＭＯＳリニアセンサアレイ）を接続し、それを載置台の載置面の周縁に設置した。さらに、、上記光電変換素子に、外形算出手段〔ＤＡＱユニット（日本ナショナルインスツルメンツ社製）を備えるパーソナルコンピュータ（Ｄｅｌｌ社製）〕を接続し、その外形算出手段に、ディスプレイを接続した。このようにして、外形判定装置を作製した。
【００６２】
〔外形判定〕
そして、校正済みの上記外形判定装置の載置面に、直方体（被判定物）を載置したところ、１秒も経たないうちに、その直方体の縦，横および高さの寸法がディスプレイに表示された。
【００６３】
〔従来例〕
上記直方体の縦，横および高さの寸法を、人が物差しを用いて測定した。その結果、その測定に２０秒を要した。
【００６４】
上記実施例および従来例の結果から、実施例の方が、被判定物の外形判定時間が速いことがわかる。
【００６５】
また、上記実施例において、載置台が質量計を兼ねている場合は、上記と同様に速く外形を判定できると同時に、被判定物の質量を測定することができた。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の外形判定装置は、郵便局やコンビニエンスストア等において、配達物の送料を決定するために必要な配達物の外形を、自動的かつ迅速に判定することに利用可能である。
【符号の説明】
【００６７】
１Ｘ  横方向送光用光導波路
１Ｙ  縦方向送光用光導波路
１Ｚ  高さ方向送光用光導波路
２Ｘ  横方向受光用光導波路
２Ｙ  縦方向受光用光導波路
２Ｚ  高さ方向受光用光導波路
３  載置台
３ａ  載置面
４  外形算出手段
２２  送光用コア
２３  受光用コア
Ｃ１：光電変換素子
Ｄ１：光源
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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