JPH04191692A - 物体検出用光電スイッチ - 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〕 本発明は物体検出用光電スイッチ、特に、投光器からの
光線が被検出物体によって遮られるときの光量変化を受
光器で検出する形式のものに関する。

〔従来の技術〕

第４図は従来の物体検出用光電スイッチの基本構成を示
す光学系を含む系統図の一例である。

１は投光器、６は受光器であり、投光器１は空間的可干
渉性のある光源２、例えば、レーザダイオードからなり
、これより出射される投光線は投光レンズ３によりビー
ム状光線１１として受光器６に送られる。受光器６では
受光レンズ７により、このビーム状光線１１を集光し、
フォトダイオードなどの受光素子８上に焦点を合わせる
。１ｏは被検出物体であり、ビーム状光線１１が被検出
物体によって遮られるときの受光素子８の受光量の変化
により検出される。なお、４は投光器１の電気回路、９
は受光器６の電気回路である。

〔発明が解決しようとする課題］ しかしながら、前述の物体検出用先覚スイッチにおいて
は、投光器からビーム状光線として出射される投光線は
、光の回折やレンズの収差などの影響で長距離になるほ
ど収束したり、発散したりあるいは傾いたりして変形す
るため、被検出物体の検出位置の精度が低下する問題が
ある。このために、投光レンズに低収差のレンズを用い
、光源と投光レンズの位置が正確に固定できる高精度な
投光器の構造を用いることが考えられるが、低収差のレ
ンズならびに高精度な構造は著しいコストアップの要因
となる。

本発明の目的は前述の問題点を解決し、投光器から長距
離離れた位置においても検出位置の精度が高く、しかも
低コストの物体検出用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〕 前述の課題を解決するために、本発明においては、投光
器と受光器とからなり、前記投光器から出射される投光
線が被検出物体によって遮られるときの光量変化を前記
受光器で検出する物体検出用光電スイッチにおいて、前
記投光器の光源の前面に設けられ、前記投光線を上下左
右対称のビーム状光線とするレンズと、このレンズの前
面に設けられた上下左右対称の孔を有するアパーチャー
とを備え、前記受光器は前記ビーム状光線が被検出物体
に遮られるときの受光量が被検出物体に遮られる前の受
光量の半分になったことを検出するものであるようにす
る。更に、受光器は、受光素子と、この受光素子の出力
の増巾回路と、この増巾回路に接続され受光素子のピー
ク出力に相当するピーク値をホールドするピークホール
ド回路と、前記ピークホールド回路に接続され、このピ
ークホールド回路でホールドされたピーク値をサンプル
値としてホールドするサンプルホールド回路と、前記サ
ンプルホールド回路に接続され、このサンプルホールド
回路のサンプル値にもとづきビーム状光線が被検出物体
に遮られる前の受光量に相当する出力値（以下前出力値
と称する）および前記受光素子の出力からビーム状光線
が被検出物体に遮られつつある受光量に相当する出力値
（以下現出力値と称する）を出力する出力回路と、前記
出力回路に接続され、この出力回路の前出力値と現出力
値とを比較し現出力値が前出力値の半分になったことを
検出し検出信号を出力する比較回路とを備えるようにす
る。

＝５− 〔作　用〕 本発明においては、投光器の投光レンズの前面に設けら
れた上下左右対称の孔を有するアパーチャーにより投光
線は上下左右対称のビーム状光線となり、上下左右対称
のビーム状光線の中心線は長距離にわたって良好な直線
性が維持される。被検出物体によって遮られる投光線の
遮光量が半分の位置はこのビーム状光線の中心線となる
ので、投光線の遮光量が半分になった点で被検出物体を
検出するようにしたので投光器から長距離離れた位置に
おいても高い検出位置の精度が得られる。

〔実施例〕 第１図は本発明の一実施例における物体検出用光電スイ
ッチの基本構成を示す光学系を含む系統図である。１は
投光器、６は受光器であり、投光器１は空間的可干渉性
のある光ｔＡ２、例えば、レーザダイオードからなり、
これより出射される投光線は投光レンズ３と、この投光
レンズ３の前面に光軸を合わせて設けられ上下左右対称
の孔を有するアパーチャー５とにより、上下左右対称の
ビ−ム状光線１４として受光器６に送られる。受光器６
では受光レンズ７により、このビーム状光線１４を集光
しフォトダイオードなどの受光素子８上に焦点を合わせ
る。ｌＯは被検出物体であり、受光器６はこのビーム状
光線１４が被検出物体によって遮られるときの受光素子
８の受光量が、被検出物体によって遮られる前の受光量
の半分になったことを検出し検出信号を出力するよう構
成されている。

第２図は、このような受光器６の電気回路９の一実施例
を示し、まず、被検出物体によって遮られる前のビーム
状光線１４による受光素子８の受光量は、増巾回路９１
を通してピークホールド回路９２゜サンプルホールド回
路９３によって、このピーク値がサンプルとしてホール
ドされ、出力回路９４から被検出物体によって遮られる
前の受光量に相当する出力値（以下前出力値と称する）
が出力される。

次に、被検出物体によって遮られつつあるビーム状光線
１４においては、受光量に相当する出力値（以下現出力
値と称する）がそのまま出力回路９４から出力される。

比較回路９５ではこれらの出力値を比較し、現出力値が
前出力値の半分になったことを検出し、検出信号Ｓを出
力するようになっている。なお、比較回路９５の可変抵
抗ＶＲ３は検出点の設定抵抗で、現出力値が前出力値の
半分になった所で検出信号Ｓが出力するよう調整する。

第３図は本発明の物体検出用光電スイッチが、投光器か
ら長距離離れた位置においでも高い検出位置の精度が維
持される原理を示す説明図である。

第３図（１）は投光レンズと上下左右対称の孔を有する
アパーチャー５によって形成された上下左右対称のビー
ム状光線１４が光の回折やレンズの収差などの影響で収
束しビーム状光線１４Ａとなった場合を示す。また、第
３図（２）は逆に発散しビーム状光線１４Ｂとなった場
合を、第３図（３）は光源２と投光レンズ３の位置ずれ
によって、ビーム状光線１４が角度θ傾いたビーム状光
線１４Ｃとなった場合を示す。これらいずれの場合もビ
ーム状光線の上下左右対称の中心線１３は長距離にわた
って良好な直線性が維持される。従って、この中心１１
Ａ１３を投光線の基準線として被検出物体を検出するこ
とにより高い検出位置の精度が得られる。このビーム状
光線は前述のように上下左右対称であり、被検出物体に
よって半分に遮られる位置がビーム状光線の中心線とな
り、第２図にその一例を示す回路によって、被検出物体
がビーム状光線の中心線に来たことが検出できる。

更に、ビーム状光線１４の大きさはアパーチャー５の孔
の寸法によって自由に設定することができるので、孔の
寸法を小さくすることにより微小物体においても、高い
検出位置の精度が得られる。

Ｃ発明の効果〕 本発明によれば、投光レンズの前面に上下左右対称の孔
を有するアパーチャーを設け、受光器は被検出物体の遮
光量が半分になったことを検出するようにするだけで、
投光器から長距離離れた位置においても高い検出位置の
精度が得られる。このことは、高い検出位置の精度が要
求されるプラントの自動化などにおいて効果が大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における物体検出用光電スイ
ッチの基本構成を示す光学系を含む系統図、第２図は第
１図の受光器の電気回路の一実施例を示す回路図、第３
図は第１図に示す本発明の物体検出用光電スイッチの原
理を示す説明図、第４図は従来の物体検出用光電スイッ
チの基本構成を示す光学系を含む系統図である。 １８投光器、２：光源、３：投光レンズ。 ５ニアパーチヤー、６：受光器、８：受光素子。 １０：被検出物体、１４：ビーム状光線（上下左右対称
の）、９１：項中回路、９２：ピークホールド回路。 ９３：サンプルホールド回路、９４：出力回路。 ９５：比較回路、Ｓ：検出信号。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）投光器と受光器とからなり、前記投光器から出射さ
   れる投光線が被検出物体によって遮られるときの光量変
   化を前記受光器で検出する物体検出用光電スイッチにお
   いて、前記投光器の光源の前面に設けられ、前記投光線
   を上下左右対称のビーム状光線とするレンズと、このレ
   ンズの前面に設けられた上下左右対称の孔を有するアパ
   ーチャーとを備え、前記受光器は前記ビーム状光線が被
   検出物体に遮られるときの受光量が被検出物体に遮られ
   る前の受光量の半分になったことを検出するものである
   ことを特徴とする物体検出用光電スイッチ。 ２）請求項１）記載の物体検出用光電スイッチにおいて
   、受光器は、受光素子と、この受光素子の出力の増巾回
   路と、この増巾回路に接続され受光素子のピーク出力に
   相当するピーク値をホールドするピークホールド回路と
   、前記ピークホールド回路に接続され、このピークホー
   ルド回路でホールドされたピーク値をサンプル値として
   ホールドするサンプルホールド回路と、前記サンプルホ
   ールド回路に接続され、このサンプルホールド回路のサ
   ンプル値にもとづきビーム状光線が被検出物体に遮られ
   る前の受光量に相当する出力値（以下前出力値と称する
   ）および前記受光素子の出力からビーム状光線が被検出
   物体に遮られつつある受光量に相当する出力値（以下現
   出力値と称する）を出力する出力回路と、前記出力回路
   に接続され、この出力回路の前出力値と現出力値とを比
   較し現出力値が前出力値の半分になったことを検出し検
   出信号を出力する比較回路とを備えることを特徴とする
   物体検出用光電スイッチ。