JPS6270709A - 反射型光電スイツチ - Google Patents

反射型光電スイツチ

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JPS6270709A
JPS6270709A JP60211315A JP21131585A JPS6270709A JP S6270709 A JPS6270709 A JP S6270709A JP 60211315 A JP60211315 A JP 60211315A JP 21131585 A JP21131585 A JP 21131585A JP S6270709 A JPS6270709 A JP S6270709A
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distance
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素生 井狩
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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】 [技術分野1 本発明は、投光手段から検知エリアに投光される尤ビー
ムの被検知物体による反射光を受光手段にで受光し、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1 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fflが変化)するという171J題
があった。そこで、このような1退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5
8−14163号として出願している三角測置方式のも
のがある。すなわち、この反射型光電スイッチは第5図
お上V第6図に示すようになっており、被検知物体X 
1.:、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が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α。をもって側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(距離Cに対応して■方向に移動する)にに1応
した位置信号I A、 I 、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、この出力信号は相反した信号となっている。
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がどうがを判別して出力回路6
を制御する判別制御り段5は、位置検出手段4がら出力
される位置信号(相反する電流信号1 x、I o)を
それぞれ増幅して電圧信号V A y V Qに変換す
る受光回路21a、21b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QnVA+αnV1の差を演算する減算回路
23と、減算回路23出カα”VA/V、と距離設定用
ボリュームVRにて設定される基′$主電圧sとを比較
して、減算回路23出カαIIVA/V、が第8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I]”レベルと、な
る電圧コンがレータよりなる比flil路24と、比較
回路24出カを発振回路1゜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(、4号処理回路25とで形成されて
おり、上記信号処理回路25がら物体検知信号が出方さ
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7図(a)(b)(c)は、それぞれ被検知物
体Xまでの距離がし、α7.α、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rこ、上述の1次元位置検出素子に代えて2
個の7オトダイオードを連設したものを位置検出T= 
段、i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がどうかを判別して
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、位置検出手
段4上における集光スポットSの移動量Mと、測距可能
範囲りの比L/Mによって決まり、この比L/Mが小さ
いは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り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IJp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iMを大き
くすることが考えられるが、有効長αpを長くすること
は位置検出手段4たる1次元位1d゛検出素子の量子ノ
イズが増加(特に集光スボ7)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区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図は本発明一実施例を示すもので、前記従来例と同
様の反射型光電スイッチにおいて、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の検
知距離を設定する検知エリア設定手段を設けたものであ
り、本実施例にあっては、位置検出手段4たる1次元位
置検出素子の位置を矢印m方向に移動自在にして投光手
段1および受光用光学系2に対する位置検出手段4の光
学的相対位置を変化させるように検知エリア設定手段が
形成されている。なお、位置検出子fi4の移動手段お
よIVA定手定行段般的なスライド固定手段あるいは複
数の固定位置が予め設定された可変固定手段を用いれば
良く、具体構成の説明は省略する。また、従来例の必須
構成である判別制御手段5の比較回路24に入力されろ
!A準電圧Vsを変更する距離設定用ボリュームV R
は不変であり、基準電圧Vsは所定の固定値(例えばV
s”O)に設定されることは言うまでもない。
いま、固定値で°ある比較回路24の基準電圧■SはV
q:0に設定されており、検知距離Qaの1111方に
検知エリアを設定したい場合には、第1図中に実線で示
すような位置に位置検出手段4を配置すれば良く、この
場合、検知距離9aとは、その位置に被検知物体Xが存
在したときに、位置検出手段4から構成される装置検出
信号■9、Illが同一値(IA/l8=1)になる距
B”C’ある。また、検知Mlj離がQbであってその
1胃方に検知エリアを設定したい場合には、位置検出手
段4を矢印■方向にスライドさせて第1図中に、α線で
示すような位置に位置検出手段4を配置し、投光用発光
素子12、投光用光学i13および受光用光字系2に対
する位置検出手段4の光学的相対位置を変更すれば良い
、この場合、位置検出手段4たる1次元位置検出素子の
有効長α1)を従来例のように長くすることなく同−氏
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。
また、本実施例のように検知距離0.a、ηbを位置検
出信号IA、1Bが同一値になるように設定する場合に
は、従来例における第6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■6、\lB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も良く、この場合、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。
また、本実施例の場合、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であるので、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
知距離の近眼点が設定されるように位置検出子¥i4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)を行うだめの調整作業を必要と
せず、位置検出手段4の位置をfi!4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。
(実施例2) f:tS2図は池の実施例を示すもので、前記従来例と
同様の反射型光電スイッチにおいて、受光JIJ光字系
2の光路に回転自在な平面ミラー;)を設けることによ
り、検知エリア設定手段を形成したものであり、上記平
面ミラー3を回動軸3aを中心に回動にすることにより
、投光用発光索子12、投光用光学系13および受光用
光学系2に対する位置検出手段4の光学的相対位置を変
化させるようになっている。
いま、本実施例にあっては、平面ミラー:(の角度を調
整することによって投光用発光素子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の光学的相
対位置を変化させ、検知エリアの検知距離を任意に設定
することができるようになっており、上記実施例1と同
様に測距精度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。また、実施例1のよう
に回路素子が実装されたプリント基板を移動させる必要
がないので、フレキシブル配線を行う必要がなく、構成
を簡略化できてコストを安くすることができるとともに
、M頼性を向上させることができるようになっている。
(実施例3) 第3図はさらに他の実施例を示すもので、受光用光学系
2を移動自在にして検知エリア設定手段を形成したもの
であり、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・1の光学的相対位置を
変化させるようになっており、前記実施例と同様に測距
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とともに、組み立
ておよび調整が簡単にでさるようになっている。
いま、検知距離Qbの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、検知距離αaの検知エリアを設定する場
合には、受光用光学系2を直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Qoが
良いほど高くなるが、本実施例にあっては、検知距離を
長く設定した場合には、離間距離ご。
が艮くなって必然的に測距精度が高くなり好都合である
なお、実施例として例示しないが、投光手段1の投光用
発光素子12あるいは投光用光学系13を移動自在にし
ても実施例1乃至実施例3と同様の検知エリア設定手段
を形成できることは言うまでもなく、動作は実施例1、
実施例3の場合と同様である。また、投光用光学系13
および受光用光学系2よりなる光学ブロックと、投光用
発光索子12す3よび位置検出手段4を含む回路ブロッ
クとを光ファイバーにて接続して検知ヘッドを小型1ヒ
した反射型光電スイッチにあっては、投光用光ファイバ
ーおよび一討の受光用′に、7rイバーの光学系側端部
がそれぞれ投光用発光索子12および位置検出手段4の
配設位置と見なせるので、両党ファイバーの各端部、投
光用光学系13および受光用光学系2の相対位置を調整
自在にして検知エリアを変更できるようにすれば良い。
[発明の効果1 本発明は上述のように、投光用発光素子から発する尤を
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yE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
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危面内で移動する集光スポ
ットの位7−に1=1ぴ二l?、iff習信号を、中1
力すみゃ1斤検出手段と、位置検出手段出力に基いて被
検知物体が所定の検知エリア内に存在するかどうかを判
別して出力回路を制御するelll制別手段とを具備し
た反射型光電スイッチにおいて、投光用発光素子、投光
用光学系、受光用光学系および位置検出手段の光学的相
対位置を変化させることにより検知エリアの検知!li
離を設定する検知エリア設定手段を設けたものであるの
で、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図は他
の実施例の要部ブロック回路図、第3図はさらに他の実
施例の要部概略構成図、第4図はさらに他の実施例の要
部概略構成図、第5図は従来例の要部概略構成図、第6
図は同上のブロック回路図、第7図および第8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は位置検山手段、
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。 代理人 弁理士 石 1)長 七 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (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、投光用発光素
    子、投光用光学系、受光用光学系および位置検出手段の
    光学的相対位置を変化させることにより検知エリアの検
    知距離を設定する検知エリア設定手段を設けたことを特
    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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