JPH0752104B2 - 反射型光電スイッチ - Google Patents

反射型光電スイッチ

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JPH0752104B2
JPH0752104B2 JP60211315A JP21131585A JPH0752104B2 JP H0752104 B2 JPH0752104 B2 JP H0752104B2 JP 60211315 A JP60211315 A JP 60211315A JP 21131585 A JP21131585 A JP 21131585A JP H0752104 B2 JPH0752104 B2 JP H0752104B2
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JP
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distance
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素生 井狩
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Matsushita Electric Works Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、投光手段から検知エリアに投光される光ビー
ムの被検知物体による反射光を受光手段にて受光し、受
光手段出力に基いて検知エリア内の被検知物体の有無を
検知するようにした反射型光電スイッチに関するもので
ある。
[背景技術] 従来、この種の反射型光電スイッチとして、投光手段か
ら検知エリアに投光した光の被検知物体による反射光を
受光手段にて受光し、被検知物体からの反射光量の大小
によって被検知物体の有無を判定するようにしたものが
あり、このような反射型光電スイッチにあっては、被検
知物体の後方に高反射率の物体がある場合や被検知物体
の反射率が異なる場合などにおいて測距誤差が生じて誤
動作が発生(検知距離が変化)するという問題があっ
た。そこで、このような誤動作を防止するようにした反
射型光電スイッチとして、発明者らが特願昭58−14163
号として出願している三角測量方式のものがある。すな
わち、この反射型光電スイッチは第3図および第4図に
示すようになっており、被検知物体Xに対して光ビーム
Pを投光する投光手段1は、投光タイミングを設定する
クロックパルスを発生する発振回路10、投光用発光素子
12を駆動するドライブ回路11および凸レンズよりなる投
光用光学系13にて形成されており、投光用発光素子12か
ら発せられる光を投光用光学手段13にて光ビームPに成
形して検知エリアに投光するようになっている。この投
光手段1から所定距離l0をもって測方に配設され被検知
物体Xによる光ビームPの反射光Rを集光する受光用光
学系2は凸レンズにて形成されている。この受光用光学
系2の集光面に配設され集光スポットSの位置(被検知
物体Xまでの距離に応じて第3図の上下方向に移動す
る)に対応した位置信号IA,IBを出力する位置検出手段
4は、例えば1次元位置検出素子(PSD)にて形成され
ており、この素子から出力される位置信号IA,IBは集光
スポットSの位置に応じて一方が大きくなると他方が小
さくなる(このように、一対の信号の一方が大きくなる
と他方が小さくなることを、以下では「相反する」とい
う)。この位置検出手段4出力に基いて被検知物体Xが
所定の検知エリア内に存在するかどうかを判別して出力
回路6を制御する判別制御手段5は、位置検出手段4か
ら出力される位置信号(相反する電流信号IA,IB)をそ
れぞれ増幅して電圧信号VA,VBに変換する受光回路21a,2
1bと、受光回路21a,21b出力を対数増幅する対数増幅回
路22a,22bと、対数増幅回路22a,22b出力lnVA,lnVBの差
を演算する減算回路23と、減算回路23出力lnVA/VBと距
離設定用ボリュームVRにて設定される基準電圧Vsとを比
較して、減算回路23出力lnVA/VBが第6図に示すように
基準電圧Vs以下のとき(被検知物体Xが検知エリア内に
存在するとき)に出力が“H"レベルとなる電圧コンパレ
ータよりなる比較回路24と、比較回路24出力を発振回路
10出力に基いてチェック(クロックパルスに同期してレ
ベルを判定)することにより誤動作を防止する信号処理
回路25とで形成されており、上記信号処理回路25から物
体検知信号が出力されたとき、出力回路6が駆動される
ようになっている。なお、第5図(a)(b)(c)
は、それぞれ被検知物体Xまでの距離がl1,l2,l3である
場合における位置検出手段4上の集光スポットSの位置
をそれぞれ示している。また、上述の1次元位置検出素
子に代えて2個のフォトダイオードを連設したものを位
置検出手段4として用いても良いことは言うまでもな
い。
ここに、この従来例にあっては、判別制御手段5は、集
光スポットSの位置を位置検出手段4にて検出して被検
知物体Xが検知エリア内に存在するかどうかを判別して
いるので、反射光Rのレベルに関係なく検知動作を行う
ことができ、被検知物体Xの後方に高反射率の物体があ
ったり、被検知物体Xの反射率が変化した場合にあって
も誤動作が生じない(測距誤差が生じない)ようになっ
ている。ところで、このような従来例において、距離設
定用ボリュームVRによって基準電圧Vsを変えて検知エリ
アを電気的に変更できるようになっているが、測距精度
を低くすることなく測距範囲を広くすることができず、
検知エリアの大幅な変更ができないという問題があっ
た。すなわち、測距方式を三角測量方式としたこの種の
反射型光電スイッチにおける測距精度は、測距可能距離
範囲Lと、被検知物体Xが上記測距可能距離範囲Lだけ
移動したときの位置検出手段4上での集光スポットSの
移動量Mとの比L/Mによって決まり、この比L/Mが小さい
ほど測距精度が高くなる。ここに、測距精度を低くする
ことなく測距可能範囲Lを広くしようとした場合、位置
検出手段4として受光部の有効長lpが長い1次元位置検
出素子を用いて集光スポットSの移動量Mを大きくする
ことが考えられるが、有効長lpを長くすることは位置検
出手段4たる1次元位置検出素子の量子ノイズが増加
(特に集光スポットSが微弱光になる場合に顕著に増
加)したり、応答スピードが遅くなってしまうという不
都合があり、測距精度を低くすることなく、測距可能範
囲すなわち検知距離の変更可能範囲を広げることができ
ず、検知エリアを大幅に変更することができないという
問題があった。
[発明の目的] 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、測距精度を低くすることなく測距可
能範囲を広くすることができ、検知エリアを大幅に変更
できるようにした反射型光電スイッチを提供することに
ある。
[発明の開示] (実施例1) 第1図および第2図はさらに他の実施例を示すもので、
従来例と同様の反射型光電スイッチにおいて、1枚の凸
レンズよりなる受光用光学系2を第1図に上下方向の矢
印mで示すように投光用光学系13との距離が可変となる
ように移動自在にして光学的相対位置(投光用発光素子
12、投光用光学系13、受光用光学系2および位置検出手
段4の相対位置)を変化させることにより検知エリアと
なる距離範囲を設定する検知エリア設定手段を設け、一
対の相反信号である位置信号VA,VBの大小を比較回路24a
にて比較し、被検知物体が検知エリア設定手段により設
定した検知エリア内に存在するかどうかを判別するよう
に判別制御手段5を形成したものである。なお、従来例
の必須構成である判別制御手段5の距離設定用ボリュー
ムVRは不要である。
ここに、本実施例にあっては、位置検出手段4たる1次
元位置検出素子の有効長lpを従来例のように長くするこ
となく同一長の位置検出手段4を用いて測距可能範囲を
広げる(シフトさせる)ことができ、測距精度を低くせ
ずに測距可能範囲を広くすることができ、検知能力を低
下させることなく検知エリアを大幅に変更できるように
なっている。
ここに、位置検出信号IA,IBが同一値になる距離(受光
用光学系2が第1図の破線の位置では距離la、第1図の
実線の位置では距離lb)を、検知エリアの遠点とし、従
来例における第4図に示す回路例の判別制御手段5の対
数増幅回路22a,22bおよび減算回路23を省略して、第2
図に示すように受光回路21a,21b出力VA、VBを直接比較
回路24にて比較し、その大小によって検知エリア内に被
検知物体Xが存在するかどうかを判別するようにしてい
るので、回路構成が簡単になってコストを安くできるこ
とになる。
さらにまた、位置検出手段4の受光範囲の中心が検知距
離すなわち検知エリアの遠点に対応するので、従来例の
ように、距離設定用ボリュームVRの調整範囲と、位置検
出手段4の位置および受光範囲との整合(信号処理回路
の飽和が生じても安全側に動作させるように検知距離の
近限点が設定されるように位置検出手段4の位置、距離
設定用ボリュームVRの調整範囲を設定したり、距離設定
用ボリュームVRの距離目盛と検知エリアの遠点とを対応
させる)を行うための調整作業を必要とせず、受光用光
学系2の位置を調整するだけで所望の検知エリアを設定
することができ、組み立て作業が簡単になるという効果
を有している。
すなわち、遠点の距離を第1図のlbとする検知エリアを
設定する場合には、凸レンズよりなる受光用光学系2を
実線で示すように配置すれば良く、遠点の距離を第1図
のlaとする検知エリアを設定する場合には、受光用光学
系2を点線で示す位置までスライド移動させれば良く、
受光用光学系2をスライドさせるだけで容易に検知エリ
アを変更することができるようになっている。ところ
で、三角測量方式による測距精度は、投光用光学系12と
受光用光学系2との離間距離l0が長いほど高くなるが、
本実施例にあっては、検知距離を長く設定した場合に
は、離間距離l0が長くなって必然的に測距精度が高くな
り好都合である。
[発明の効果] 本発明は上述のように、投光用発光素子から発する光を
投光用光学系にて光ビームに成形して検知エリアに投光
する投光手段と、投光手段の側方に所定距離をもって配
設され被検知物体による光ビームの反射光を集光する1
枚の凸レンズよりなる受光用光学系と、受光用光学系の
集光面に配設され被検知物体までの距離に応じて集光面
内で移動する集光スポットの位置に対応した一対の相反
信号よりなる位置信号を出力する位置検出手段と、位置
検出手段出力に基いて被検知物体が検知エリア内に存在
するかどうかを判別して出力回路を制御する判別制御手
段とを具備した反射型光電スイッチにおいて、受光用光
学系を移動自在にして光学的相対位置を変化させること
により検知エリアとなる距離範囲を設定する検知エリア
設定手段を設け、位置信号たる一対の相反信号の大小を
比較して被検知物体が上記設定した検知エリア内に存在
するかどうかを判別するように判別制御手段を形成した
ものであり、1枚の凸レンズよりなる受光用光学系を移
動させて検知エリアの検知距離を設定しているので、1
枚の凸レンズよりなる受光用光学系を移動自在にして検
知エリアの検知距離を設定できるようにしているので、
構成が非常に簡単になるとともに、測距精度を低くする
ことなく測距範囲を広くすることができ、物体検知能力
を低下させることなく検知エリアを大幅に変更できると
いう効果があり、従来例のように、位置信号の厳密な除
算を行うことなく単に大小を比較するだけで、被検知物
体が検知エリア内に存在するかどうかを判別するように
判別制御手段を形成しているので、回路構成が簡単にな
って低コスト化を図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図は本発明一実施例の要部概略構成図、第2図は同
上の要部ブロック回路図、第3図は従来例の要部概略構
成図、第4図は同上のブロック回路図、第5図および第
6図は同上の動作説明図である。 1は投光手段、2は受光用光学系、4は位置検出手段、
5は判別制御手段、6は出力回路、12は投光用発光素
子、13は投光用光学系である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】投光用発光素子から発する光を投光用光学
    系にて光ビームに成形して検知エリアに投光する投光手
    段と、投光手段の側方に所定距離をもって配設され被検
    知物体による光ビームの反射光を集光する1枚の凸レン
    ズよりなる受光用光学系と、受光用光学系の集光面に配
    設され被検知物体までの距離に応じて集光面内で移動す
    る集光スポットの位置に対応した一対の相反信号よりな
    る位置信号を出力する位置検出手段と、位置検出手段出
    力に基いて被検知物体が検知エリア内に存在するかどう
    かを判別して出力回路を制御する判別制御手段とを具備
    した反射型光電スイッチにおいて、受光用光学系を移動
    自在にして光学的相対位置を変化させることにより検知
    エリアとなる距離範囲を設定する検知エリア設定手段を
    設け、位置信号たる一対の相反信号の大小を比較して被
    検知物体が上記設定した検知エリア内に存在するかどう
    かを判別するように判別制御手段を形成したことを特徴
    とする反射型光電スイッチ。
JP60211315A 1985-09-25 1985-09-25 反射型光電スイッチ Expired - Lifetime JPH0752104B2 (ja)

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