JPH03102727A - 光電スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、検知エリアにｔ１足された光ビームの被検知
物体による反射光を受光して被検知↑！７Ｉ（水の有燕
を検知ずるＦＡ川の光電スイッチに関するものである。

［従来の技術］ 従来、検知エリアに投光された光ビーｌ、の被検知物体
による反肘光を受光して彼倹知狗体の有焦を検知するＦ
Ａ用の光電スイ・・Ｉチは、披検知物体の表面の反射率
の彰饗や、ｆ’ｒ　＋．＝がらの反射光による影響を受
け薙くするために、三角ｉ’ｉｔｌｌ距方式を用いて構
成されており、一例として、第５　Ｉ７ｌ，７１Ｊ至第
７図に示すように、発光素子１から発する光を投光レン
ズ２にて光ビームとして検知エリアに投光し、上記光ビ
ームの被検知物体Ｘからの反射光を投光レンズ２の側方
に所定距離ＤＥをもって配置されたアナモフィックレン
ズよりなる受光レンズ３にて集光（引き伸ばされた集光
スポットＳを形成〉するとともに、該被検知物体Ｘが光
軸方向に移動したときの集光スポットＳの移動方向が分
割ラインと斜交するように分割された一対の楔状フォト
ダイオード４ａ，４ｂにて形或された受光素子４よりな
る位置検出素子で受光し、判定制御千段５にて上記受光
素子４出力に基づいて物体の有焦を判定して出力回路を
制御するようにした三角測量方式の光電スイッチ（特願
昭６２−４１００Ｇ号）が考えられている。なお、第６
図は、被検知物体Ｘまでの距離がＲ，，Ｒ２，Ｒ３の場
合における集光スポットＳ．，Ｓ２＋　３３を示してい
る。

第７図は、判定制御手段５の横成例を示すもので、分割
されたフォトダイオード４ａ，４ｂからそれぞれ出力さ
れる位置検出信号１．，Ｉ．は受光回路１１ａ，ｌｌｂ
によって電圧信号Ｖ　Ａ　，　Ｖ　ｓに変換された後、
それぞれ対数増幅回路１２ａ，１２ｂにて対数増幅され
、この対数増幅された信号ＩｎＶＡ，ｉｎＶａを減算回
路１３にて減算することにより、距１１；ｉＲに対応し
た距離信号ｉ　ｎ　（　Ｖ　Ａ　／　Ｖ８〉を測距出力
とするようになっている。比較回路１４では、この距離
信号１ｎ　（ＶＡ／ＶＦＩ）と、予め距離設定ボリュー
ムＶ　Ｒにて設定された基車電圧Ｖｓと比較して被検知
物体Ｘが検知エリアＤＥに入ったかどうかを判定して物
体検知信号Ｖｘを出力（例えば、距離信号１ｎ（ＶＡ／
Ｖ．）が基準電圧Ｖｓ以下になったときに物体検知信号
Ｖｘを出力）するようになっている。

この物体検知信号Ｖｘは、信号処理回路１５によって正
常信号かどうかが判足され、出力回路１６を介して出力
される。なお、発光素子１はドライブ回路１７によって
駆動され、発振回路１８にて発生されたクロック信号に
同期して発光されるようになっている。一方、信号処理
回路１５では、上記クロック信号に基づいて物体検知信
号ＶＸをサンプリングして正常信号か否かを判定するよ
うになっている。また、受光回路１１ａ，ｌｌｂには、
特定周波数のパルス信号のみを通過させ直流成分をカッ
トするバンドパスフィルタ回路が設けられている。また
、上記例では、Ｉｎ　（ＶＡ／Ｖ．）を演算して距離信
号としているが、ＶＡ／Ｖ．，（Ｖ−ＶＢ）／　（ＶＡ
＋ＶＢ），　ｉｎ　（ＶＡ−ＶＢ）／　（ＶＡ　＋　Ｖ
　ａ　）を演算して距離信号とし、被検知物体Ｘが検知
エリア内に存在するかどうかを判定するように判定制御
手段５を形成しても良い。

一方、光学系の構成を簡略化するとともに、光軸調整を
不要とした光電スイッチとして、第８図乃至第１１図に
示すようなものがあり、発光素子１と、受光素子４およ
び信号処理手段を一体化した集積回路と、投光レンズ２
および受光レンズ３を一体化したレンズブロック６とを
同一回路基板７に直接配設し、組み立ておよび光軸の調
整を簡略化するとともに、小型化を図るようにしたもの
があった。なお、レンズブロック６の回路基板７への装
着は、各レンズ２，３の突起２ｈ，３１１を回路基板７
の孔７ａに押入して先端を溶融することによって取着さ
れるようになっている。ここに、レンズブロック６の両
レンズ２．３は、入射レンズ面と出射レンズ面とが直交
したレンズ面を有し両レンズ面間をプリズムにて接続し
たものとなっている。第８図中、２３はケース、２４は
前面カバー、２５は支持板、２６は銘板、２７ａはレン
ジ設定つまみ、２７ｂは動ｆＩｒ′モード設定つまみ、
２８はＯリング、２９はパッキング、３０はキャップ、
３１はコードである。

［発明が解決しようとする課Ｍ］ しかしながら、上述の従来例にあっては、両レンズ２．
３の投光、受光軸を含む面に垂直なレンズ側面２ｄ，２
ｅ、３ｃｆ，３ｅによる不要光反Ｑ＋によって測距誤差
および不感帯が生じるという問題があった。例えば、発
光素子１か八発せられる光のうち、入射レンズ面２ａ、
プリズム而２ｃむよび出射レンズ面２ｂを通った光は、
主ビーｌ＼光Ｐとして投光されるか、レンズ側而２ｄ〜
２ｇによる反射によって、第１２図に示すように、４木
の副ビーム光Ｐｌ゜〜Ｐ４′が投光されることになる。

これらの副ビーム光Ｐ１゛〜・Ｐ４゜のうち例えばレン
ズ側面２ｄで反射した副ビーム光Ｐ１゜の被検知物体Ｘ
による反射光が受光レンズ３にて受光されると、第１３
図に示すように、位置検出素子上に２つの集光スポット
ｓ，ｓ’が形成され、被検知物体Ｘまでの実際の距Ｍ　
（Ｒ３）が、両集光スポットｓ，ｓ’の光エネルギの重
心位置に相当する距Ｍ　（Ｒ，とＲ，との間の距離〉と
誤判定されることになる。

また、同様にして、受光レンズ３内でもレンズ側而３ｄ
〜３ｇの反射、拡故光によるフレアが生じることになり
、このフレア光が光分布をもって位置検出素子上に照射
される。このフレア光は被検知物体Ｘが近付いてくるに
従って大きくなり、距ｉ１１！Ｒと測距信号１ｎ（ＶＡ
／Ｖ．）との関係は、第ｌ４図に示すようになる。ここ
に、Ｒ０以下の近距離において、フレア光によって距離
信号Ｉｎ（　Ｖ　Ａ／　Ｖ　ｓ　）が上昇している点が
問題になり、このような距離信号１ｎＶＡ／Ｖｌｌによ
って距ＮＲ０以下の距離判定が行えない上、距ＭＲ　ｌ
。以下の場合にも誤判定が行われる堝ながあるという問
題があった。

本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、投光、受光レンズのレンズ側面の反
射光に起因する測距誤差あるいは不感帯の発生を防止で
きる光電スイッチを提供することにある． ［課題を解決するための手段］ 本発明の光電スイッチは、発光素子から発する光を投光
レンズにて光ビームとして検知エリアに投光し、上記光
ビー１１の被検知物体からの反射光を受光レンズにて集
光するとともに、該被検知物体が光軸方向に移動したと
きの集光スポットの移動を位置検出素子にて検出し、判
定制御手段にて上記位置検出素子出力に基づいて物体の
有無を刊定して出力回路を制御するようにした三角測量
方式の光電スイッチにおいて、発光素子、位置検出素子
および信号処理手段を実装した回路基板に、投光レンズ
および受光レンズを一体化したレンズブロックを配設し
、入射レンズ面と出射レンズ面とが直交したレンズ面を
有し両レンズ面間をプリズムにて接続して両レンズを形
成して成る光電スイッチにおいて、少なくとも投光、受
光軸を含む面に垂直なレンズ側面に不要光反射阻止手段
を設けたものである。

［作　用］ 本発明は上述のように構成されており、三角測量方式の
光電スイッチであって、発光素子、位置検出素子および
信号処理手段を実装した回路基板に、投光レンズおよび
受光レンズを一体化したレンズブロックを配設し、入射
レンズ面と出射レンズ面とが直交したレンズ面を有し両
レンズ面間をプリズムにて接続して両レンズを形成して
成る光氾スイッチにおいて、少なくとも投光、受光軸を
含む而に垂直なレンズ側面に不要光反射附止手段を設け
たものであり、投光、受光レンズのレンズ側而による反
射光に起因する測距誤差あるいは不感帯の発生を防止で
きる光電スイッチを提洪するものである。

［実施例］ 第１図は本発明一実施例を示すもので、前記従来例と同
様に、発光素子１、受光素子４および信号処理手段を一
体化した集積回路８と、投光レンズ１および受光レンズ
３を一体化したレンズブロック６を同一回路基板７に直
接配設し、入射レンズ面と出射レンズ面とが直交し両レ
ンズ面間をプリズムにて接続して両レンズ２．３を形戊
した尤電スイッチにおいて、投光レンズ２，受光レンズ
３の少なくとも投光、受光軸を含む面に垂直なレ冫ズ側
面に不要光反射阻止手段を設けたもので＋Ｐｌる。

ここに、実施例では、上二己不要光反射阻止手段を黒色
塗装（第１図（ａ）の斜線部分〉、プリズｌ、（第１図
（ｂ））、あるいは複数の小プリズムよりなるブリズム
アレイ（第１図〈Ｃ〉〉にて形成している。

第２図は、各種の不要反射光抑制手段およびそのゴース
ト比Ｇの測定結果を示すものであり、ユ｛塗装を施した
もの、ｉ３よび（ヌ｝の形状のブリズｌ１を形成したも
のにナ３いて、顕著な反射光の抑圧効果（ゴースト比Ｇ
が小さい）が得られている。

また、台座のあるプリズムを形成したもの（イ〉（ロ）
のほうがプリズムのみを形或したもの（ト）（チ〉より
も反射光の抑制効果が得られており、レンズ側面にプリ
ズムを形成する場合において、プリズムの頂角がレンズ
側面よりも離れているほうが大きな反射抑制効果が得ら
れるという結果が得られている．ここに、ゴースト比Ｇ
は、距Ｎ５ｍｍ（あるいは１０ｍｍ）での受光量を、距
Ｍ１００ｍｍでの受光量で除したものである。

なお、反射光を抑制してゴースト比Ｇを小さくする点で
は、レンズ側面２ｅに第１図（ａ）に示すように黒塗装
を施すのがもつとも効果的であるが、レンズ側面２ｅに
プリズムを形成する場合には、両レンズ２，３の成形時
に一体成形できるので、製造工程を簡略化でき、コスト
的に有利である．また、黒塗装に代えて黒シールを貼着
することが考えられるが、密着性に問題が生じるために
反射抑制効果が殆ど得られなかった。

第４図は他の実施例を示すもので、ｍ距範囲内で被検知
物体Ｘが移動した場ａに対応する集光スポットＳの移動
範囲外に、フレアＦ７／ａ償用の受光素子４Ｃを設けた
ものであり、この受光素子／ｌ　Ｃ出力により従来例に
おける距離信号ＩＶ　Ａ／Ｖ．を補正してフレア光によ
る測距誤差および不感帯の発生をより少なくしている。

すなわち、受光素子４から出力される一対の位置検出信
号■い，Ｉｎのうちの一方（実施例ではＩ．）に、受光
素子４Ｃ出力Ｉ。を加算した信号■６゜とし、Ｉｎ　（
ＶＡ／Ｖ．’　）を距離信号（但シ、■１はＩＩｌ’を
■一■変換した値）とすることにより、距離信号Ｉｎ　
（　ＶＡ／　Ｖａ’　）の近距離部分が第３図の一点鎖
線ｂのよう浦正されることになり、フレアに起因する測
距誤差および不感帯の発土を除去できるようになってい
る。

［発明の効果］ 本発明は上述のように構成されており、三角測量方式の
光電スイッチであって、発光素子、位置検出素子および
信号処理手段を実装した回路基板に、投光レンズおよび
受光レンズを一体化したレンズブロックを配設し、入射
レンズ面と出射レンズ面とが直交したレンズ面を有し両
レンズ面間をプリズムにて接続して両レンズを形成して
成る光電スイッチにおいて、少なくとも投光、受光軸を
含む面に垂直なレンズ側面に不要光反射阻止手段を設け
たものであり、投光、受光レンズのレンズ側面による反
射光に起因する測距誤差および不感帯の発生を防止する
ことができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）（ｂ）（ｃ）は本発明一実施例の要部斜呪
図、第２図および第３図は同上の動作説明図、第ｌ１図
は他の実施例の概略構或図、第５図は本発明に係る光電
スイッチの概略構或図、第６図は同上の動作説明図、第
７図は同上のブロック回路図、第８図は従来例の分解斜
視図、第９図および第１０図（ａ）　（ｂ）は同上の要
部断面図、第１１図は同上の要部斜呪図、第１２図乃至
第１４図は同」二の問題点を示す動作説明図である。 １は発光素子、２は投光レンズ、３は受光レンズ、４は
受光素子、４ａ，４ｂはフォトダイオード、５は判別制
御手段、６はレンズブロック、７は回路基板である．

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）発光素子から発する光を投光レンズにて光ビーム
   として検知エリアに投光し、上記光ビームの被検知物体
   からの反射光を受光レンズにて集光するとともに、該被
   検知物体が光軸方向に移動したときの集光スポットの移
   動を位置検出素子にて検出し、判定制御手段にて上記位
   置検出素子出力に基づいて物体の有無を判定して出力回
   路を制御するようにした三角測量方式の光電スイッチで
   あつて、発光素子、位置検出素子および信号処理手段を
   実装した回路基板に、投光レンズおよび受光レンズを一
   体化したレンズブロックを配設し、入射レンズ面と出射
   レンズ面とが直交したレンズ面を有し両レンズ面間をプ
   リズムにて接続して両レンズを形成して成る光電スイッ
   チにおいて、少なくとも投光、受光軸を含む面に垂直な
   レンズ側面に不要光反射阻止手段を設けたことを特徴と
   する光電スイッチ。
2. （２）上記不要光反射阻止手段を黒色塗装にて形成した
   ことを特徴とする請求項１記載の光電スイッチ。
3. （３）上記不要光反射阻止手段をプリズムあるいはプリ
   ズムアレイにて形成したことを特徴とする請求項１記載
   の光電スイッチ。