[发明专利]边缘检测装置及边缘检测装置用线传感器

说明书

技术领域

本发明是涉及用受光器接收由投光器照射的单色光，检测遮挡该单色光的遮挡物的边缘位置的光学式边缘检测装置及该边缘检测装置中所使用的线传感器的技术。 

背景技术

图10表示专利文献1所公开的以往的边缘检测装置的构成的图。在图10中，该边缘检测装置具有线传感器100、投光器101以及边缘检测部102。线传感器100，在一定方向上以规定的间隔排列有多个收光单元(像素)，接收由投光器101照射的单色平行光。投光器101，以和线传感器100的受光面相对的方式被配置，具有由激光二极管(LD)构成的光源101a、引导单色光(激光)的光纤101b、投光透镜101c以及控制LD的驱动IC101d。并且，在图10中，投光部1、受光部2等被收纳在框体内。 

在投光器101中，由光源101a产生的单色光(激光)，通过光纤101b而被导入投光透镜101c，由投光透镜101c转换成单色平行光之后，照射到线传感器100上。在遮挡物104通过在投光器101和线传感器100的受光面之间所形成的测量空间103时，照向线传感器100的单色平行光被遮挡。边缘检测部102，由微型计算机构成，对线传感器100的输出进行解析，对在测量空间103中遮挡了单色平行光的遮挡物104在受光单元的排列方向上的边缘位置进行检测。 

由边缘检测部102进行的遮挡物104的边缘位置的检测，是通过对在测量空间103中由遮挡物104遮挡单色平行光的一部分而产生的、线传感器100的全部受光量的变化或起因于产生在遮挡物104的边缘部分的菲涅耳衍射的受光图案(受光量的分布)进行解析来进行的。这样一来，以往的边缘检测装置，根据线传感器100的受光面上的光强度分布来高精度地检测遮挡物104的边缘位置。(例如，参照专利文献1) 

专利文献1：日本特开2004-177335号公报 

以往的边缘检测装置，由于被构成为上述那样，所以根据线传感器100的受光单元上未被照射单色平行光的宽度103a可以检测遮挡物104的位置。但是，有时由于线传感器的受光单元或投光透镜在制造时的特性偏差等，而在每件产品上产生激光的发光或受光的量、进而在所发射激光的干涉图案上会产生偏差。这里，所谓干涉图案是指多个激光在框体内散射、反射，叠加在一起而产生的图案。另外，光源101a所输出的激光的发光波长依周围温度而不同，所以，干涉图案因周围温度而变化，被照射到线传感器100上的单色平行光的图案发生变化。此外，由于控制激光的驱动IC100d也具有温度特性，所以光源的输出功率等因周围温度而变化。因为这些制造偏差和周围温度所引起的各元件特性的变动，各受光单元输出的受光信号产生变动，从而妨碍检测精度的提高。特别是，由于电源投入后经过几十分钟，驱动IC100d因表面温度上升而发热，由此导致投光器内部的温度上升，所以从边缘检测装置的电源投入开始到能稳定而正确地进行计量的程度需要时间。 

而且，为了保护受光单元免受机械损伤，一般线传感器100采取与受光单元非接触地配置透明的保护玻璃的构造。本来为了使该保护玻璃不对受光特性产生影响，最好使用透明度非常高的玻璃，但是为了降低线传感器100的成本，有时采用透明度低的便宜玻璃。因此，存在入射到保护玻璃上的激光发生漫反射和新的干涉、使各受光单元的输出信号产生变动的问题。 

图11是表示在图10中向测量空间103插入玻璃等透明的遮挡物104时的线传感器100的各受光单元的受光量的图。如图11-(1)所示，向线传感器100照射激光，受光单元输出基于该受光量的信号。并且，设投光透镜101c和光源101a为理想的特性时，在受光侧，有时会呈现以线传感器100的正中间为中心圆弧状的受光特性。在这里，在图11-(1)中，A部分表示有玻璃的边缘部分。由于菲涅耳衍射，在边缘部分比玻璃的表面部分受光量的衰减加大，所以边缘检测部102根据该衰减的情况来判断为边缘部分。