JPS6313140B2 - - Google Patents
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- JPS6313140B2 JPS6313140B2 JP54082372A JP8237279A JPS6313140B2 JP S6313140 B2 JPS6313140 B2 JP S6313140B2 JP 54082372 A JP54082372 A JP 54082372A JP 8237279 A JP8237279 A JP 8237279A JP S6313140 B2 JPS6313140 B2 JP S6313140B2
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- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
- G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
- G01J3/46—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters
- G01J3/50—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors
- G01J3/51—Measurement of colour; Colour measuring devices, e.g. colorimeters using electric radiation detectors using colour filters
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Spectrometry And Color Measurement (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は光沢度や色の広い範囲において、そ
の反射光量に比例した出力電圧を得ることができ
る反射型光電検出器を二台使用して差動検出を行
なうように構成した差動式光電検出装置に関する
ものである。[Detailed Description of the Invention] This invention performs differential detection using two reflective photoelectric detectors that can obtain an output voltage proportional to the amount of reflected light over a wide range of glossiness and color. The present invention relates to the constructed differential photoelectric detection device.
差動式検出方法は比較演算機能により、ノイズ
や温度変化による特性のドリフトなどの誤差の起
因要素が相殺されるため、安定化を計る上でも各
種の検出に従来からよく用いられてきている。 The differential detection method uses a comparative calculation function to cancel out error-causing factors such as noise and drift in characteristics due to temperature changes, so it has been commonly used for various types of detection in order to achieve stability.
第1図は矢印a方向に流れているシートX1上
のマークMを光電検出器Ph1が検出し、もう一方
の光電検出器Ph2がシートX1の下地Gのみをモニ
ターしているところである。こゝでx,y,zは
それぞれシートX1における一定個処を示す。光
電検出器Ph1がマークMを検出すると、光電検出
器Ph1への入光量が変化するので光電検出器Ph2
の出力レベルとの間に差を生じ、比較演算機能U
により出力がでるようになつている。 In Figure 1, photoelectric detector Ph 1 detects the mark M on sheet X 1 flowing in the direction of arrow a, and the other photoelectric detector Ph 2 monitors only the base G of sheet X 1 . be. Here, x, y, and z each indicate a fixed location on the sheet X1 . When photoelectric detector Ph 1 detects mark M, the amount of light incident on photoelectric detector Ph 1 changes, so photoelectric detector Ph 2
A difference is generated between the output level of
The output is now coming out.
このような検出においてマークMに数種の色ま
たは光沢度の違うものを使用して、それぞれの色
信号により判別したい場合が生ずる。この場合の
必要条件としては、下地の反射光量と、各種マ
ークに対する反射光量の差の判別が可能であるこ
と、色の広い範囲に亘つて出力電圧差がとれる
こと、ロツドが替つたりして下地の色、光沢度
が変つても検出機能が左右されないことである。 In such detection, there may be cases where it is desired to use several colors or different gloss levels for the mark M and to discriminate based on the respective color signals. In this case, the necessary conditions are that it is possible to distinguish between the amount of light reflected from the base and the amount of light reflected from various marks, that the output voltage difference can be taken over a wide range of colors, and that the rod can be changed easily. The detection function is not affected even if the color or gloss of the base changes.
従来このような要求に応じられるものとして、
光電検出器の光源に電球を使用したものが用いら
れているが、それは外乱光の影響を受け易く、現
場で使用するにはこの外乱光を避けるために特別
な配慮を行なつていた。また微弱な受光量の変化
に対しては外乱光の影響下に入つてしまい検出が
困難である。 Conventionally, as a method that can meet such requests,
Photoelectric detectors use light bulbs as light sources, but they are easily affected by ambient light, and special considerations have been taken to avoid this ambient light when used in the field. Further, it is difficult to detect a weak change in the amount of received light because it is affected by ambient light.
これを改善するものとして、発光ダイオードを
変調駆動する光電スイツチを検出器に使用して、
外乱光に対して大きな許容度を持たすことが考え
られる。しかしこの場合発光ダイオードは光量が
著しく小さいため、検出器の受光側の増巾器の増
巾度を大きく採らなければならない。したがつて
反射率が大きな対象物が検出器の視野に入つた場
合、増巾器が飽和してしまいそれに追従できなく
なり、結局、色、光沢度に対して巾の狭い検出範
囲に止まることになる。 To improve this, a photoelectric switch that modulates and drives a light emitting diode is used as a detector.
It is conceivable to have a large tolerance for disturbance light. However, in this case, since the light intensity of the light emitting diode is extremely small, the amplification degree of the amplifier on the light receiving side of the detector must be increased. Therefore, when an object with a high reflectance enters the field of view of the detector, the intensifier becomes saturated and cannot track it, resulting in a detection range that is narrow relative to color and glossiness. Become.
この発明は検出範囲が広く、しかも外乱光の許
容度が大きく、したがつて微弱な受光量の変化に
も確実に応答できることが特徴であつて、それは
本出願人が先に出願済の特願昭53−12697号(特
公昭61−59445号公報)において開示した光電検
出装置を反射型光電検出装置に構成して、第1図
示のように光電検出器Ph1,Ph2として用いた装
置である。 This invention has a wide detection range, has a large tolerance for disturbance light, and is therefore capable of reliably responding to even weak changes in the amount of light received. The photoelectric detection device disclosed in Sho 53-12697 (Japanese Patent Publication No. Sho 61-59445) is configured as a reflection type photoelectric detection device and is used as photoelectric detectors Ph 1 and Ph 2 as shown in Figure 1. be.
前記特許出願の光電検出器は発光ダイオードを
変調駆動するものであるが、従来の受光した変調
光の光量に対応する電気信号の絶対値を増巾、検
波して出力するものではなく、受光した変調光に
対応する電気信号を可変ゲイン増巾器によつて増
巾し、それを検波して得られた直流信号と基準電
圧とを比較してその差を増巾し、これを前記可変
ゲイン増巾器にフイードバツクするとともに、出
力するようにしたものである。したがつて微弱な
受光量を検知するために、増巾率を高めても可変
ゲイン増巾器が飽和することがなく、受光量の広
範囲な変化に対応して、その変化量をアナグロ的
に電圧レベルとして出力するものである。 The photoelectric detector of the patent application modulates and drives a light emitting diode, but instead of amplifying and detecting the absolute value of an electric signal corresponding to the amount of received modulated light and outputting it, the photoelectric detector of the patent application modulates and drives a light emitting diode. The electrical signal corresponding to the modulated light is amplified by a variable gain amplifier, the DC signal obtained by detecting it is compared with a reference voltage, the difference is amplified, and this is used as the variable gain amplifier. This is designed to feed back to the amplifier and also output it. Therefore, in order to detect weak amounts of received light, the variable gain amplifier does not become saturated even if the amplification rate is increased, and the amount of change can be detected analogously in response to wide changes in the amount of received light. It is output as a voltage level.
すなわちこの光電検出器Ph1,Ph2の電気回路
のブロツク線図を第2図において示すと、1は発
光ダイオードなどによる発光素子、2はその駆動
装置、3はフオトダイオードなどによる受光素
子、4は可変ゲイン増巾器、5は検波器、6は誤
差増巾器、7は定電圧発生装置、8は反転装置で
ある。 That is, when the block diagram of the electric circuit of these photoelectric detectors Ph 1 and Ph 2 is shown in FIG. 2, 1 is a light emitting element such as a light emitting diode, 2 is its driving device, 3 is a light receiving element such as a photodiode, and 4 is a light emitting element such as a light emitting diode. 5 is a variable gain amplifier, 5 is a detector, 6 is an error amplifier, 7 is a constant voltage generator, and 8 is an inverter.
これら二個の光電検出器Ph1およびPh2の出力
を第3図ににおいてくわしく示すような比較演算
機能Uに入力させる。すなわちこの図において感
度調整器9は光電検出器Ph1の出力信号Aのレベ
ルを調整するものであり、信号Aを光電検出器
Ph2の出力信号Bよりも予め大きくしておき、こ
の感度調整器9によりC=Bとするように調整す
ることができる。減算器10は基準レベル設定器
11により基準レベルSをもち、前記信号C,B
について光電検出器Ph2の信号Bを基準として、
(B−C)+Sの減算を行なう。すなわちC<Bな
らば基準レベルSに対しプラス側へ変化する信号
Dを出力し、またC=Bならば信号D=Sとな
り、C>Bならば基準レベルSに対しマイナス側
へ変化する信号Dを出力する。比較器12はヒス
テリシス設定器13により予めオン・オフレベル
(オン・オフレベルの幅はヒステリシスに相当)
信号Fを設定されており、入力信号Dの変化を信
号Fと比較し、信号Fに対する大小により二値化
された信号Eを出力する。信号Eの変化を受けて
ヒステリシス設定器13の信号Fはオンレベル
(UTL),オフレベル(LTL)に交互にセツトさ
れる。なお前記ヒステリシス設定器13における
ヒステリシスの設定は、被検出体X1によつてそ
のレベルおよび幅を自由に変更できるようになつ
ている。リレー14は信号Eによりオン・オフし
所望の負荷を駆動することができる。 The outputs of these two photodetectors Ph 1 and Ph 2 are input to a comparison calculation function U as shown in detail in FIG. That is, in this figure, the sensitivity adjuster 9 adjusts the level of the output signal A of the photoelectric detector Ph 1 , and the sensitivity adjuster 9 adjusts the level of the output signal A of the photoelectric detector Ph 1.
It is possible to make the output signal B of Ph 2 larger in advance and adjust it using the sensitivity adjuster 9 so that C=B. The subtracter 10 has a reference level S by the reference level setter 11, and the signals C and B
With reference to the signal B of the photoelectric detector Ph 2 ,
Perform subtraction of (B-C)+S. That is, if C<B, a signal D that changes to the positive side with respect to the reference level S is output, and if C=B, the signal D=S, and if C>B, a signal that changes to the negative side with respect to the reference level S. Output D. The comparator 12 is set to an on/off level in advance by a hysteresis setting device 13 (the width of the on/off level corresponds to hysteresis).
A signal F is set, a change in the input signal D is compared with the signal F, and a binary signal E is output based on the magnitude relative to the signal F. In response to changes in signal E, signal F of hysteresis setter 13 is alternately set to on level (UTL) and off level (LTL). Note that the level and width of the hysteresis setting in the hysteresis setting device 13 can be freely changed depending on the detected object X1 . Relay 14 can be turned on and off by signal E to drive a desired load.
第4図a,bは第3図の回路の動作波形図であ
つて、こゝで第4図bは第4図aにおける被検出
体が変化した場合を示す。このように被検出体の
変化により光電検出器Ph1,Ph2の出力信号A,
Bも変化するが、その検出機能に影響を与えない
ことは図より明白である。 4a and 4b are operation waveform diagrams of the circuit of FIG. 3, and FIG. 4b shows a case where the object to be detected in FIG. 4a changes. In this way, due to changes in the detected object, the output signals A,
Although B also changes, it is clear from the figure that it does not affect the detection function.
また第4図aにおいて、マークMの検出により
信号Aがマイナス方向へ変化しているが、下地G
とマークMの組合わせにおいては信号Aがプラス
方向へ変化する場合があり、これに対しては光電
検出器Ph1の出力を前述の第2図で示す出力、
出力のいずれかを選択することにより同一の比
較演算機能U〔第3図示〕で検出することが可能
である。 In addition, in Fig. 4a, the signal A changes in the negative direction due to the detection of the mark M, but the
In the combination of and mark M, the signal A may change in the positive direction, and in this case, the output of the photoelectric detector Ph 1 is the output shown in the above-mentioned Fig. 2,
By selecting one of the outputs, it is possible to perform detection using the same comparison calculation function U (shown in the third diagram).
このように二個の光電検出器Ph1,Ph2の出力
を前記の比較演算機能Uに入力するように構成す
れば、シートX1における下地GおよびマークM
などの検出目標物の光学的変化に十分対応でき、
相対する二個の光電検出器Ph1,Ph2の微弱な受
光量の差にも応答することができる。したがつて
この発明の差動式光電検出装置によればシート上
の各種のマークなどの色信号を広い範囲に亘り確
実に読み取ることができるものである。 If the outputs of the two photoelectric detectors Ph 1 and Ph 2 are input to the comparison calculation function U in this way, the base G and mark M on the sheet
It can fully respond to optical changes in detection targets such as
It is also possible to respond to a slight difference in the amount of light received by the two opposing photoelectric detectors Ph 1 and Ph 2 . Therefore, the differential photoelectric detection device of the present invention can reliably read color signals such as various marks on a sheet over a wide range.
第1図は差動式光電検出装置の光電検出器部分
を説明する斜視図、第2図はこの発明に用いる光
電検出器の回路のブロツク図、第3図はこの発明
に用いる光電検出器の比較演算機能回路のブロツ
ク図、第4図a,bは第3図の回路の動作波形図
である。
X1……シート、M……マーク、Ph1,Ph2……
光電検出器、G……下地、U……比較演算機能。
Figure 1 is a perspective view illustrating the photoelectric detector portion of a differential photoelectric detection device, Figure 2 is a block diagram of the circuit of the photoelectric detector used in this invention, and Figure 3 is a diagram of the photoelectric detector used in this invention. A block diagram of the comparison arithmetic function circuit, FIGS. 4a and 4b are operational waveform diagrams of the circuit of FIG. 3. X 1 ... Sheet, M ... Mark, Ph 1 , Ph 2 ...
Photoelectric detector, G...base, U...comparison calculation function.
Claims (1)
イン増巾器によつて増巾し、それを検波して得ら
れた直流信号と基準電圧とを比較してその差を増
巾し、これを前記可変ゲイン増巾器にフイードバ
ツクするとともに、出力するようににした光電検
出器を被検出体に対して二台並設し、それぞれの
出力を比較演算し、その差を基準値と比較して、
その基準値よりも高いときに検出信号が出力する
ようにしたことを特徴とする差動式光電検出装
置。1 The electrical signal corresponding to the received modulated light is amplified by a variable gain amplifier, the DC signal obtained by detecting it is compared with a reference voltage, the difference is amplified, and this is Two photoelectric detectors that provide feedback to and output from the variable gain amplifier are installed in parallel to the object to be detected, their respective outputs are compared and calculated, and the difference is compared with a reference value. ,
A differential photoelectric detection device characterized in that a detection signal is output when the value is higher than the reference value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8237279A JPS567028A (en) | 1979-06-29 | 1979-06-29 | Differential-type photoelectric detector |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8237279A JPS567028A (en) | 1979-06-29 | 1979-06-29 | Differential-type photoelectric detector |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS567028A JPS567028A (en) | 1981-01-24 |
| JPS6313140B2 true JPS6313140B2 (en) | 1988-03-24 |
Family
ID=13772750
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8237279A Granted JPS567028A (en) | 1979-06-29 | 1979-06-29 | Differential-type photoelectric detector |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS567028A (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3370503A (en) * | 1963-12-09 | 1968-02-27 | Beckman Instruments Inc | Radiation comparison system |
| JPS4883841U (en) * | 1972-01-11 | 1973-10-12 |
-
1979
- 1979-06-29 JP JP8237279A patent/JPS567028A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS567028A (en) | 1981-01-24 |
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