(57)【要約】【課題】本発明は、物体検出方法及び物体検出装置に関し、被検出体の検出を揺らぎや垂れ込みの影響をあまり受けることなく適切に行うことにある。【解決手段】対向配置された投光器２２及び受光器２４を用いて、投光器２２から放射される光の受光器２４における受光状態に基づいて被検出体１６を検出する物体検出方法において、投光器２２から受光器２４に向けて被検出体１６の搬送方向に直交する方向に延びる断面線状の光を放射すると共に、該光を、被検出体１６の搬送方向において少なくとも断面線状の光の幅よりも長く、かつ、被検出体１６の搬送方向に直交する方向において少なくとも断面線状の光の高さよりも短くかつ被検出体１６の厚さよりも長い受光器２４の受光面２６に入射させ、かつ、該受光面２６に入射する光量に基づいて搬送方向に搬送される被検出体１６を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向配置された投光器及び受光器を用いて、前記投光器から放射される光の前記受光器における受光状態に基づいて被検出体を検出する物体検出方法であって、
前記投光器から前記受光器に向けて前記被検出体の搬送方向に直交する方向に延びる断面線状の光を放射すると共に、該光を前記被検出体の搬送方向において少なくとも前記断面線状の光の幅よりも長くかつ前記被検出体の搬送方向に直交する方向において少なくとも前記断面線状の光の高さよりも短い前記受光器の受光面に入射させ、かつ、該受光面に入射する光量に基づいて搬送方向に搬送される前記被検出体を検出することを特徴とする物体検出方法。
【請求項２】
前記投光器から前記受光器に向けて放射される光を、前記被検出体の搬送方向に直交する方向において、前記断面線状の光の高さよりも短くかつ前記被検出体の厚さよりも長い前記受光器の受光面に入射させることを特徴とする請求項１記載の物体検出方法。
【請求項３】
前記受光面に入射する光量が所定閾値以下となった場合に、搬送方向に搬送される前記被検出体が存在すると判定することを特徴とする請求項１又は２記載の物体検出方法。
【請求項４】
対向配置された投光器及び受光器を備え、前記投光器から放射される光の前記受光器における受光状態に基づいて被検出体を検出する物体検出装置であって、
前記投光器は、前記受光器に向けて前記被検出体の搬送方向に直交する方向に延びる断面線状の光を放射すると共に、
前記受光器は、前記被検出体の搬送方向において少なくとも前記断面線状の光の幅よりも長くかつ前記被検出体の搬送方向に直交する方向において少なくとも前記断面線状の光の高さよりも短い受光面を有し、かつ、
前記受光面に入射する光量に基づいて、搬送方向に搬送される前記被検出体を検出する検出手段を備えることを特徴とする物体検出装置。
【請求項５】
前記受光器の前記受光面は、前記被検出体の搬送方向に直交する方向において、前記断面線状の光の高さよりも短くかつ前記被検出体の厚さよりも長いことを特徴とする請求項４記載の物体検出装置。
【請求項６】
前記検出手段は、前記受光面に入射する光量が所定閾値以下となった場合に、搬送方向に搬送される前記被検出体が存在すると判定することを特徴とする請求項４又は５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、物体検出方法及び物体検出装置に係り、特に、対向配置された投光器及び受光器を用いて、投光器から放射される光の受光器における受光状態に基づいて、搬送方向に搬送される被検出体を検出するうえで好適な物体検出方法及び物体検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、対向配置された投光器及び受光器を用いて、投光器から放射される光の受光器における受光状態に基づいて、例えばコンベア上に載置されて搬送方向に搬送される被検出体を検出する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この技術においては、投光器から受光器に向けて、被検出体の表面に沿って平行な光線束が放射される。被検出体が存在しないときは、投光器から放射された光線束が受光器に入射される一方、被検出体が存在するときは、投光器から放射された光線束がその被検出体の端面に遮られることによって受光器に入射されなくなり或いはその受光量が少なくなる。そこで、上記の技術においては、受光器における受光量の変化に基づいて被検出体が検出される。従って、上記の技術によれば、被検出体の光路内への進入を確実に検出することができる。
【特許文献１】特開２００４−２０５３６１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記の技術において、光線束は、断面円形状や断面矩形状に形成されている。このため、例えば被検出体が加熱炉内の薄板などの物体であると、投光器からの光の形状と受光器の受光面の形状との関係によっては、厚い板では問題にならなかった炉内の温度分布による揺らぎの影響や被検出体のコンベア上での垂れ込みの影響により、搬送されている被検出体が検出され難いものとなる。例えば受光器の受光面がスポット状の点であるときなど、受光器の受光面のすべてに光が入射する場合に被検出体が存在しないものと判定し、その受光面に入射する光量が所定よりも少ない場合に被検出体が存在するものと判定する構成では、揺らぎや垂れ込みの影響により被検出体がそのスポット状の受光面のすべてを遮らないことがあり、その結果、搬送されている被検出体が存在するにもかかわらず、その被検出体の存在が検知されないことがある。
【０００４】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、被検出体の検出を揺らぎや垂れ込みの影響をあまり受けることなく適切に行うことが可能な物体検出方法及び物体検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的は、対向配置された投光器及び受光器を用いて、前記投光器から放射される光の前記受光器における受光状態に基づいて被検出体を検出する物体検出方法であって、前記投光器から前記受光器に向けて前記被検出体の搬送方向に直交する方向に延びる断面線状の光を放射すると共に、該光を前記被検出体の搬送方向において少なくとも前記断面線状の光の幅よりも長くかつ前記被検出体の搬送方向に直交する方向において少なくとも前記断面線状の光の高さよりも短い前記受光器の受光面に入射させ、かつ、該受光面に入射する光量に基づいて搬送方向に搬送される前記被検出体を検出する物体検出方法により達成される。
【０００６】
また、上記の目的は、対向配置された投光器及び受光器を備え、前記投光器から放射される光の前記受光器における受光状態に基づいて被検出体を検出する物体検出装置であって、前記投光器は、前記受光器に向けて前記被検出体の搬送方向に直交する方向に延びる断面線状の光を放射すると共に、前記受光器は、前記被検出体の搬送方向において少なくとも前記断面線状の光の幅よりも長くかつ前記被検出体の搬送方向に直交する方向において少なくとも前記断面線状の光の高さよりも短い受光面を有し、かつ、前記受光面に入射する光量に基づいて、搬送方向に搬送される前記被検出体を検出する検出手段を備える物体検出装置により達成される。
【０００７】
これらの態様の発明において、投光器から受光器に向けて放射される光は、被検出体の搬送方向に直交する方向に延びる断面線状に形成されており、この放射された光は、被検出体の搬送方向において少なくとも断面線状の光の幅よりも長くかつ被検出体の搬送方向に直交する方向において少なくとも断面線状の光の高さよりも短い受光器の受光面に入射される。そして、搬送方向に搬送される被検出体の検出は、その受光器の受光面に入射される光量に基づいて行われる。受光器の受光面が被検出体の搬送方向において少なくとも断面線状の光の幅よりも長ければ、その被検出体の搬送方向において放射光と受光面との相対関係がある程度ずれても、その受光面における受光量はあまり変化しないので、その方向におけるその相対関係のずれはある程度許容される。また、受光器の受光面が被検出体の搬送方向に直交する方向において少なくとも断面線状の光の高さよりも短ければ、その方向において放射光と受光面との相対関係がある程度ずれても、その受光面における受光量はあまり変化しないので、その方向におけるその相対関係のずれはある程度許容される。従って、本発明によれば、被検出体の検出を揺らぎや垂れ込みの影響をあまり受けることなく適切に行うことが可能となる。
【０００８】
この場合、上記した物体検出方法において、前記投光器から前記受光器に向けて放射される光を、前記被検出体の搬送方向に直交する方向において、前記断面線状の光の高さよりも短くかつ前記被検出体の厚さよりも長い前記受光器の受光面に入射させることとしてもよい。
【０００９】
また、上記した物体検出装置において、前記受光器の前記受光面は、前記被検出体の搬送方向に直交する方向において、前記断面線状の光の高さよりも短くかつ前記被検出体の厚さよりも長いこととしてもよい。
【００１０】
これらの態様の発明において、投光器から受光器に向けて放射された光は、また、被検出体の搬送方向に直交する方向において、断面線状の光の高さよりも短く更に被検出体の厚さよりも長い受光器の受光面に入射される。そして、搬送方向に搬送される被検出体の検出は、その受光器の受光面に入射される光量に基づいて行われる。受光器の受光面が被検出体の搬送方向に直交する方向において被検出体の厚さよりも長ければ、その方向において受光面と検出すべき被検出体との相対関係がある程度ずれても、その受光面における受光量はあまり変化しないので、その方向におけるその相対関係のずれはある程度許容される。従って、本発明によれば、被検出体の検出を揺らぎや垂れ込みの影響をあまり受けることなく適切に行うことが可能となる。
【００１１】
更に、上記した物体検出方法において、前記受光面に入射する光量が所定閾値以下となった場合に、搬送方向に搬送される前記被検出体が存在すると判定することとしてもよい。
【００１２】
また、上記した物体検出装置において、前記検出手段は、前記受光面に入射する光量が所定閾値以下となった場合に、搬送方向に搬送される前記被検出体が存在すると判定することとしてもよい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、被検出体の検出を揺らぎや垂れ込みの影響をあまり受けることなく適切に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の一実施例である物体検出装置１０が設けられたシステムの外観構成図を示す。尚、図１（Ａ）には本実施例のシステムを上方から見た際の図を、図１（Ｂ）には本実施例のシステムを物体検出装置１０が備える透過型センサの投光器が放射する光に沿って鉛直方向に切断した際の断面図を、また、図１（Ｃ）には本実施例の物体検出装置１０が備える透過型センサの受光器を投光器側から見た際の図を、それぞれ示す。更に、図２は、本実施例の物体検出装置１０のブロック構成図を示す。
【００１５】
本実施例の物体検出装置１０は、所定間隔ごとに配置されたローラ１２からなるコンベア１４上に載置されて搬送される被検出体（例えば、加熱炉内の薄板のガラス板；上下方向の厚さｔ）１６がそのコンベア１４上の所定地点を通過するか否かを検出する装置である。
【００１６】
本実施例において、物体検出装置１０は、透過型センサ２０を備えている。透過型センサ２０は、光を放射する投光器２２と、光を受光する受光器２４と、を有している。投光器２２及び受光器２４は、コンベア１４を介して互いに対向して配置されており、コンベア１４の幅方向の両側の、搬送方向に隣り合う２つのローラ１２の中間に配設されており、コンベア１４に対して固定されている。
【００１７】
投光器２２は、例えば半導体レーザから６５０ｎｍのスポット状のレーザ光を発光すると共に、その発光されたレーザ光をレンズにより線状に拡散して外部に放射する機能を有している。投光器２２は、コンベア１４の搬送方向に隣り合う２つのローラの間を横切って受光器２４に向けて放射される。投光器２２から放射される光は、受光器２４に到達する際に、図１（Ｃ）に示す如く、被検出体１６の搬送方向に直交する上下方向に線状に延びたものとなり、断面が上下方向に延びた線状となるように構成されている。投光器２２から放射される光は、受光器２４に到達する際に横幅（搬送方向における幅）Ｗ及び高さ（上下方向における高さ）Ｈがそれぞれ所望の値になるように調整されている。
【００１８】
また、受光器２４は、投光器２２から放射される光を受光することが可能な受光面２６を有している。受光面２６は、矩形状に形成されており、被検出体１６の搬送方向において少なくとも投光器２２からの受光すべき光の横幅Ｗよりも長い（例えば５倍程度）横辺（長さＸ≒５Ｗ）２８と、被検出体１６の搬送方向に直交する上下方向において少なくとも投光器２２からの受光すべき光の高さＨよりも短く（例えば１／３倍程度）かつ被検出体１６の厚さｔ（尚、投光器２２からの放射光は放射状に拡散することが原因で被検出体１６自体の厚さｔと被検出体１６の存在時においてその放射光が受光器２４に到達する際にその受光面２６に映るその被検出体１６の影の厚さとは一致しないので、実質的には、その受光面２６に映る被検出体１６の影の厚さであるのがよい。以下同じ）よりも長い（例えば２倍程度）縦辺（長さＹ≒Ｈ／３≒２ｔ）３０と、を有している。受光器２４は、受光面２６に入射した光をレンズにより集光してフォトセンサ等の受光素子に導き、受光面２６に入射した光の量を電圧若しくは電流に変換する機能を有している。
【００１９】
尚、受光面２６の大きさ（横辺２８の長さＸ及び縦辺３０の長さＹ）とその受光面２６で受光すべき光の大きさ（横幅Ｗ及び高さＨ）との関係は、上記の条件を満たしたうえで、揺らぎや振動等の影響を受けても、投光器２２からの光が受光器２４の受光面２６にその受光面２６の下辺から上辺にかけて線状に入射するように設定されている。
【００２０】
受光器２４（具体的には、その受光素子）には、コンピュータを主体に構成されたコントローラ３２が電気的に接続されている。受光器２４に入射した光量の情報は、コントローラ３２に供給される。コントローラ３２は、受光器２４からの情報に基づいて、投光器２２から放射される光の受光器２４における受光状態（具体的には受光量）を検出する。そして、後述の如く、その受光状態に基づいて、被検出体１６の有無すなわちコンベア１４上に搬送される被検出体１６が投光器２２と受光器２４とを結びかつ鉛直方向に延びる面を通過するか否かを判別する。
【００２１】
次に、図３乃至図５を参照して、本実施例の物体検出装置１０の検出原理又は検出方法について説明する。図３は、本実施例の物体検出装置１０においてコントローラ３２が実行する制御ルーチンの一例のフローチャートを示す。図４は、本実施例の物体検出装置１０の検出原理乃至検出方法を説明するための図を示す。尚、図４（Ａ）には本実施例のシステムを上方から見た際の図を、図４（Ｂ）には本実施例のシステムを物体検出装置１０が備える透過型センサ２０の投光器２２が放射する光に沿って鉛直方向に切断した際の断面図を、また、図４（Ｃ）には本実施例の物体検出装置１０が備える透過型センサ２０の受光器２４を投光器２２側から見た際の図を、それぞれ示す。更に、図５は、本実施例の物体検出装置１０において被検出体１６の有無を判別するための閾値を表した図を示す。
【００２２】
本実施例の物体検出装置１０による検出の前において、透過型センサ２０の投光器２２と受光器２４とは、相対的に位置調整される。この位置調整は、投光器２２から放射された光が受光器２４の受光面２６において図１（Ｃ）に示す如くその受光面２６の略中心を通り上下方向（鉛直方向）に略均等に延びるように行われる。
【００２３】
本実施例の物体検出装置１０による検出が開始されると、透過型センサ２０の投光器２２は、受光器２４に向けて、被検出体１６の搬送方向に直交する上下方向に延びる断面線状の光を放射する。また、透過型センサ２０の受光器２４は、受光面２６に入射する光を集光して受光素子に導き、その受光量を電圧若しくは電流に変換してその受光量に応じた情報をコントローラ３２に供給する。
【００２４】
投光器２２からの光は、図１に示す如く、コンベア１４上で遮られないときは、受光器２４の受光面２６に入射する。この際、その光が受光器２４の受光面２６に有効に入射し得るときは、その受光面２６には、その下辺から上辺にかけて途切れることなくその光が入射するので、受光面２６に入射する光の受光量が大きくなる。一方、投光器２２からの光が図４に示す如くコンベア１４上で被検出体１６に遮られるときは、受光器２４の受光面２６には、その下辺から上辺にかけて一部で途切れてその光が入射するので、受光面２６に入射する光の受光量が小さくなる。
【００２５】
コントローラ３２は、受光器２４の受光素子から出力される光量に応じた情報に基づいて、受光器２４の受光面２６に受光される光の受光量を検出する（ステップ１００）。そして、その検出受光量が閾値Ｌ０を下回るか否かを判別する（ステップ１０２）。尚、この閾値Ｌ０は、受光器２４の受光面２６の縦辺３０の長さＹと被検出体１６の厚さｔとの比を考慮して設定された値であって、被検出体１６が存在しないと判断される最小の受光量であり、“０”を超える有限の値（例えば、投光器２２からの光が受光器２４の受光面２６にその受光面２６の下辺から上辺にかけて途切れることなく線状に入射するときの受光量を１００％とすれば、５０％）に設定されている（図５参照）。
【００２６】
コントローラ３２は、上記の判別の結果、図１に示す如く投光器２２からの光が受光器２４の受光面２６にその受光面２６の下辺から上辺にかけて途切れることなく線状に入射することにより、検出受光量が閾値Ｌ０以上である場合は、被検出体１６が存在しない、すなわち、投光器２２と受光器２４とを結びかつ鉛直方向に延びる面を通過していないと判別する（ステップ１０４）。
【００２７】
一方、図４に示す如く投光器２２からの光が受光器２４の受光面２６にその受光面２６の下辺から上辺にかけて途切れて入射することにより、検出受光量が閾値Ｌ０を下回る場合は、被検出体１６が存在する、すなわち、投光器２２と受光器２４とを結びかつ鉛直方向に延びる面を通過したと判別する（ステップ１０６）。
【００２８】
このように、本実施例の物体検出装置１０によれば、投光器２２から受光器２４に向けて被検出体１６の搬送方向に直交する上下方向に延びる断面線状の光を放射すると共に、その光を、被検出体１６の搬送方向において受光すべき断面線状の光の横幅Ｗよりも長い横辺２８と、被検出体１６の搬送方向に直交する上下方向において受光すべき断面線状の光の高さＨよりも短くかつ被検出体１６の厚さｔよりも長い縦辺３０と、を有する受光器２４の受光面２６に入射させることができる。そして、その受光面２６に入射した光の受光量が予め定められた閾値Ｌ０を下回るか否かに基づいて、被検出体１６の有無を判別することができる。
【００２９】
図６は、本実施例の物体検出装置１０による効果を説明するための図を示す。本実施例の物体検出装置１０においては、上記の如く、投光器２２から受光器２４に向けて放射される光が、被検出体１６の搬送方向に直交する上下方向に延びる断面線状となっていると共に、また、その放射光を受光する受光器２４の受光面が、被検出体１６の搬送方向において受光すべき断面線状の光の横幅Ｗよりも長い横辺２８と、被検出体１６の搬送方向に直交する上下方向において受光すべき断面線状の光の高さＨよりも短くかつ被検出体１６の厚さｔよりも長い縦辺３０と、を有している。そして、投光器２２からの光がその受光面２６に受光面２６の下辺から上辺にかけて途切れて入射する程度に、受光面２６での受光量が閾値Ｌ０を下回るか否かに基づいて、被検出体１６の有無が判別される。
【００３０】
受光器２４の受光面２６の形状とその受光面２６への到達時における投光器２２からの放射光の形状との関係について、その受光面２６の横辺２８の長さＸが少なくともその光の横幅Ｗよりも長ければ、図６（Ｂ）に示す如く、その方向（すなわち被検出体１６の搬送方向）において揺らぎなどである程度の相対位置ずれが生じても、投光器２２からの光が受光面２６に受光面２６の下辺から上辺にかけて途切れることなく入射し得るので、放射光を受光する受光面２６における受光量はあまり変化しない。このため、被検出体１６の搬送方向における受光面２６と投光器２２からの放射光との位置関係のずれは、被検出体１６の有無を判別するうえである程度許容される。
【００３１】
また同様に、その受光面２６の縦辺３０の長さＹが少なくともその光の高さＨよりも短ければ、逆に、光の高さＨが少なくとも受光面２６の縦辺３０の長さＹよりも長ければ、図６（Ａ）に示す如く、その方向（すなわち被検出体１６の搬送方向に直交する上下方向）において揺らぎなどである程度の相対位置ずれが生じても、投光器２２からの光が受光面２６に受光面２６の下辺から上辺にかけて途切れることなく入射し得るので、放射光を受光する受光面２６における受光量はあまり変化しない。このため、被検出体１６の搬送方向に直交する上下方向における受光面２６と投光器２２からの放射光との位置関係のずれは、被検出体１６の有無を判別するうえである程度許容される。
【００３２】
更に、受光器２４の受光面２６の形状と被検出体１６の形状との関係について、その受光面２６の縦辺３０の長さＹが少なくとも被検出体１６の厚さｔ（実質的には、その受光器２４に投光器２２からの放射光が到達する際にその受光面２６に映る被検出体１６の影の厚さであるのがよい。）よりも長ければ、図６（Ｃ）及び（Ｄ）に示す如く、その方向（すなわち被検出体１６の搬送方向に直交する上下方向）においてある程度の相対位置ずれが生じ或いはコンベア１４上での被検出体１６の垂れ込みや反りが生じても、受光面２６に入射する投光器２２からの光の、被検出体１６での遮断による受光面２６の下辺から上辺にかけての途切れが被検出体１６の厚さｔ程度だけ確保され得るので、放射光を受光する受光面２６における受光量はあまり変化しない。このため、被検出体１６の搬送方向に直交する上下方向における受光面２６と被検出体１６との位置関係のずれは、被検出体１６の有無を判別するうえである程度許容される。
【００３３】
この点、本実施例の物体検出装置１０においては、受光器２４の受光面２６とその受光面２６への到達時における投光器２２からの放射光との位置関係、及び、受光器２４の受光面２６と被検出体１６との位置関係に、所望の状態からのずれが生じても、その位置ずれの方向に関係なく、コンベア１４上で搬送される被検出体１６の検出を適切に行うことが可能である。
【００３４】
従って、本実施例の物体検出装置１０の構成によれば、コンベア１４上で搬送される被検出体１６の通過有無の検出を、揺らぎやその被検出体１６の垂れ込みや反り，撓みの影響をあまり受けることなく適切に行うことが可能となっている。このため、本実施例の物体検出装置１０によれば、被検出体１６の検出を精度良く行うことができ、その検出精度を向上させることが可能となっている。
【００３５】
尚、上記の実施例においては、閾値Ｌ０が特許請求の範囲に記載した「所定閾値」に相当していると共に、コントローラ３２が図３に示すルーチンを実行することにより特許請求の範囲に記載した「検出手段」が実現されている。
【００３６】
ところで、上記の実施例においては、投光器２２の光源として半導体レーザによるレーザ光としたが、本発明はこれに限定されるものではなく、発光ダイオード等の光源を用いることとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施例である物体検出装置が設けられたシステムの外観構成図である。
【図２】本実施例の物体検出装置のブロック構成図である。
【図３】本実施例の物体検出装置において実行される制御ルーチンの一例のフローチャートである。
【図４】本実施例の物体検出装置の検出原理乃至検出方法を説明するための図である。
【図５】本実施例の物体検出装置において被検出体の有無を判別するための閾値を表した図である。
【図６】本実施例の物体検出装置による効果を説明するための図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０  物体検出装置
１６  被検出体
２０  透過型センサ
２２  投光器
２４  受光器
２６  受光面
３２  コントローラ
Ｘ  受光面の横辺の長さ
Ｙ  受光面の縦辺の長さ
Ｗ  受光面に受光される際の投光器からの光の横幅
Ｈ  受光面に受光される際の投光器からの光の高さ
ｔ  被検出体の厚さ
【図１】
2008128661.tif 000003
【図２】
2008128661.tif 000004
【図３】
2008128661.tif 000005
【図４】
2008128661.tif 000006
【図５】
2008128661.tif 000007
【図６】
2008128661.tif 000008