JPH02213220A - Reflection type photoelectric switch - Google Patents

Reflection type photoelectric switch

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Publication number
JPH02213220A
JPH02213220A JP3465289A JP3465289A JPH02213220A JP H02213220 A JPH02213220 A JP H02213220A JP 3465289 A JP3465289 A JP 3465289A JP 3465289 A JP3465289 A JP 3465289A JP H02213220 A JPH02213220 A JP H02213220A
Authority
JP
Japan
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light
photoelectric switch
output
receiving element
retroreflector
Prior art date
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Pending
Application number
JP3465289A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Arimasa Abe
安部 有正
Arata Nakamura
新 中村
Tetsuya Akagi
哲也 赤木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Tateisi Electronics Co
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Filing date
Publication date
Application filed by Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Tateisi Electronics Co
Priority to JP3465289A priority Critical patent/JPH02213220A/en
Publication of JPH02213220A publication Critical patent/JPH02213220A/en
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Abstract

PURPOSE:To surely detect all light shield objects regardless of the color and position of an object to be detected by emitting a red light and an infrared ray with a different wavelength radiating from one light emitting element, giving the light to a recursive reflecting plate with one and same optical axis, absorbing the infrared ray with the recursive reflecting plate and reflecting the red light. CONSTITUTION:A light emitting diode of a light projection element 3 emits a red light and an infrared ray and the lights irradiates the recursive reflecting plate 7 provided to a position apart from a reflection type photoelectric switch main body via a condenser lens 5. The recursive reflection plate 7 absorbs the infrared ray and reflects only the red light in the same direction. When an object 8 shielding the optical path shields the light completely, the optical current of two photodiodes PD-a, PD-b of a light receiving element 4 is almost zero. When an object having a mirror surface exists between the photoelectric switch main body and the recursive reflection plate 7, a strong reflecting light is made incident in the light receiving element and the infrared ray is made incident in the light receiving element 4 at the same time. A constant reflected light is obtained independently of the wavelength in the case of a white object to be detected. Thus, the light shield object is accurately detected.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の分野〕 本発明は投光部の光を回帰反射板に照射しその反射光を
受光部により受光して光行路を形成し、検出物体によっ
て光行路が遮られたときに物体を検出するようにした回
帰反射型の光電スイッチに関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [Field of the Invention] The present invention irradiates light from a light projector onto a retroreflector, receives the reflected light by a light receiver to form a light path, and the light path is blocked by a detection object. This invention relates to a retroreflective photoelectric switch that detects an object when it is touched.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来投受光部を一つのケース内に収納し投光部より回帰
反射板に光を投光し反射光を受光すると共に、検出物体
の遮光によって検出信号を得る回帰反射型の光電スイッ
チが知られている。このような回帰反射型の光電スイッ
チは、検出物体の表面が金属光沢等の鏡面を有する場合
には投光部からの光が鏡面で反射して受光部に与えられ
るため、検出物体の通過にかかわらずこれを検出できな
いことがあるという問題点があった。
Conventionally, a retroreflective photoelectric switch is known in which a light emitting and receiving part is housed in a single case, and the light emitting part emits light onto a regressive reflector and receives the reflected light, while also obtaining a detection signal by blocking light from the detection object. ing. In such a retroreflective photoelectric switch, if the surface of the object to be detected has a mirror surface such as metallic luster, the light from the light emitter is reflected by the mirror surface and given to the light receiver. However, there is a problem in that it may not be possible to detect this regardless of the situation.

そこで特開昭59−119628号に示されているよう
に、相異なる波長、例えば赤色光と赤外光の光を2つの
投光素子を用いて回帰反射板に照射し、回帰反射板は赤
外光の光のみを反射させるようにしてその反射光のレベ
ルの比較によって回帰反射板と検出物体とを識別するよ
うにした回帰反射型の光電スイッチが提案されている。
Therefore, as shown in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-119628, light of different wavelengths, for example, red light and infrared light, is irradiated onto the retroreflector plate using two light projecting elements. A retroreflective photoelectric switch has been proposed that reflects only external light and identifies a retroreflector and a detection object by comparing the levels of the reflected light.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながらこのような従来の反射型光電スイッチによ
れば、青や紫等の印刷色の物体を回帰反射板と識別する
ことができないという欠点があった。即ち青や紫等の色
彩の物体は赤色光を吸収し波長の長い赤外光を反射する
。そのため赤色光を吸収する回帰反射板を用いた場合に
は、遠距離にある回帰反射板と近距離の青色の印刷物体
が区別できず検出できないという欠点があった。又従来
の反射型光電スイッチでは2組の投光部が必要となり、
光学系の部品点数が多くなるという欠点があった。更に
2つの投光部の光軸はわずかにずれているため、検出物
体がいずれか一方の光軸の光ビームのみを遮断した場合
には誤って検出信号を出力する恐れがあるという問題点
もあった。
However, such conventional reflective photoelectric switches have a drawback in that objects with printed colors such as blue or purple cannot be distinguished from the retroreflector. That is, objects with colors such as blue and violet absorb red light and reflect infrared light with longer wavelengths. Therefore, when a retroreflector that absorbs red light is used, there is a drawback that the retroreflector at a long distance and the blue printed matter at a short distance cannot be distinguished and cannot be detected. In addition, conventional reflective photoelectric switches require two sets of light emitters.
The disadvantage is that the number of parts in the optical system increases. Furthermore, since the optical axes of the two light emitting sections are slightly shifted, there is a problem that if a detection object blocks only the light beam on one of the optical axes, there is a risk of a detection signal being output erroneously. there were.

又出願人は既に赤外光及び赤色光を受光する受光部の出
力を加算及び減算し、その出力を所定の閾値で弁別する
ことによって検出物体の色彩にかかわらず物体を検出す
るようにした反射型光電スイッチを提案している(未公
開)。しかしこのような光電スイッチでは物体が近接し
反射光量が大きいときには増幅器の出力が飽和してしま
い、正確な物体検知ができなくなる可能性があるという
欠点があった。
In addition, the applicant has already proposed a reflection method that detects an object regardless of its color by adding and subtracting the outputs of a light-receiving section that receives infrared light and red light, and distinguishing the outputs using a predetermined threshold value. We are proposing a type photoelectric switch (unpublished). However, such a photoelectric switch has a drawback in that when an object is close and the amount of reflected light is large, the output of the amplifier becomes saturated, making it impossible to accurately detect the object.

本発明はこのような従来の反射型光電スイッチの問題点
に鑑みてなされたものであって、検出物体の色彩や位置
にかかわらず全ての遮光物体を確実に検出できるように
すると共に、比較的簡単な光学系で鏡面を有する検出物
体も誤動作存く正確に検出できるようにすることを技術
的課題とする。
The present invention has been made in view of the problems of conventional reflective photoelectric switches, and is capable of reliably detecting all light-blocking objects regardless of the color or position of the detection object. The technical problem is to enable a simple optical system to accurately detect a detection object with a mirror surface without malfunction.

〔課題を解決するための手段) 本願の請求項1の発明は光電スイッチ本体内に設けられ
た投光部及び受光部と、光電スイッチ本体から離れた位
置に配置され照射された光を反射する回帰反射板と、を
有し、投光部からの光を回帰反射板を介して往復させそ
の光行路を検出物体が遮断することにより物体を検出す
る反射型光電スイッチであって、投光部は赤色光及び赤
外光を発光する投光素子を有するものであり、回帰反射
板は赤色光を反射し赤外光を吸収する反射板であり、受
光素子は赤色光及び赤外光の光に夫々感度を有するカラ
ーセンサであり、反射型光電スイッチは、受光素子の各
カラーセンサの出力を夫々増幅する第1.第2の対数増
幅器と、第1.第2の対数増幅器の出力を加算し所定の
閾値と比較する第1の判別手段と、第1.第2の対数増
幅器の出力偏差を検出し所定の閾値と比較する第2の判
別手段と、第1.第2の判別手段の論理積出力を与える
論理積手段と、を具備し、該論理積出力に基づいて物体
の有無を判別するようにしたことを特徴とするものであ
る。
[Means for Solving the Problems] The invention of claim 1 of the present application includes a light projecting section and a light receiving section provided in the photoelectric switch main body, and a light projecting section and a light receiving section arranged at a position away from the photoelectric switch main body to reflect the irradiated light. A reflective photoelectric switch that detects an object by reciprocating light from a light projecting section via the regression reflector and having a detection object block the light path, the light projecting section has a light emitting element that emits red light and infrared light, the retroreflector is a reflector that reflects red light and absorbs infrared light, and the light receiving element emits red light and infrared light. The reflective photoelectric switch is a color sensor that has sensitivities for each of the first and second color sensors, and the reflective photoelectric switch has a first one that amplifies the output of each color sensor of the light receiving element. a second logarithmic amplifier; a first logarithmic amplifier; a first discriminator that adds the outputs of the second logarithmic amplifier and compares the sum with a predetermined threshold; a second determining means for detecting an output deviation of the second logarithmic amplifier and comparing it with a predetermined threshold; The present invention is characterized in that it comprises a logical product means for giving a logical product output of the second determining means, and the presence or absence of an object is determined based on the logical product output.

又本願の請求項2の発明は、カラーセンサの出力を夫々
第1.第2の増幅器によって増幅して第1、第2の判別
手段に与えると共に、第1.第2の増幅器の加算出力に
よって投光素子の駆動電流を制御するAGC回路を設け
るようにしたものである。
In addition, the invention of claim 2 of the present application sets the outputs of the color sensors to the first and second outputs, respectively. The second amplifier amplifies the amplified signal and supplies the amplified signal to the first and second discriminating means. An AGC circuit is provided to control the driving current of the light projecting element using the addition output of the second amplifier.

又本願の請求項3の発明は、反射型光電スイッチとして
カラーセンサの出力を第1.、%2の対数増幅器によっ
て増幅すると共に、第1.第2の対数増幅器の加算出力
によって投光素子の駆動電流を制御するAGC回路を設
けるようにしたものである。
Further, the invention according to claim 3 of the present application is a reflective photoelectric switch in which the output of the color sensor is connected to the first . , %2 logarithmic amplifier and the first . An AGC circuit is provided to control the drive current of the light projecting element using the addition output of the second logarithmic amplifier.

〔作用〕[Effect]

このような特徴を有する本願の請求項1の発明によれば
、1つの投光素子から相異なる波長の赤色光と赤外光の
光を発光して同一の光軸で回帰反射板に与えている0回
帰反射板はそのうち赤外光を吸収し赤色光を反射し、反
射光は光電スイッチ本体内に設けられた双方の波長の光
に感度を有する受光素子に与えられる。受光素子の各カ
ラーセンサの出力は夫々第1.第2の対数増幅器によっ
て増幅され、第1.第2の判別手段に与えられる。
According to the invention of claim 1 of the present application having such characteristics, red light and infrared light of different wavelengths are emitted from one light projecting element and applied to the retroreflector on the same optical axis. The 0-return reflector in the photoelectric switch absorbs infrared light and reflects red light, and the reflected light is given to a light receiving element provided within the photoelectric switch body and sensitive to light of both wavelengths. The output of each color sensor of the light receiving element is the first. amplified by a second logarithmic amplifier; is given to the second determining means.

第1.第2の判別手段は一対の対数増幅器の出力を加算
及び減算して所定の閾値と比較している。
1st. The second discrimination means adds and subtracts the outputs of the pair of logarithmic amplifiers and compares them with a predetermined threshold.

そしてこれらの判別手段の論理積によって物体を検出す
るようにしている。従って一般の反射物体ではカラーセ
ンサのいずれも出力が極めて低いため第1の判別手段よ
り物体の存在が検知され、又検知物体が鏡面を有する検
出物体や白色又は青色を有する物体である場合には出力
に偏差が得られるため、その偏差を閾値と比較すること
によって第2の判別手段より物体検知信号が得られる。
Then, the object is detected by the logical product of these discrimination means. Therefore, in the case of a general reflective object, the output of any color sensor is extremely low, so the presence of the object is detected by the first discrimination means. Since a deviation is obtained in the output, an object detection signal can be obtained from the second discrimination means by comparing the deviation with a threshold value.

又回帰反射板や鏡面物体が近距離にありカラーセンサか
らの出力レベルが大きい場合にも、カラーセンサ出力は
第1.第2の増幅器により増幅されているため、対数増
幅器の出力が飽和することなく第1.第2の判別手段に
伝えられる。
Also, when a retroreflector or a specular object is nearby and the output level from the color sensor is high, the color sensor output will be the first. Since the output of the logarithmic amplifier is amplified by the second amplifier, the output of the logarithmic amplifier does not saturate. The information is transmitted to the second determining means.

又本願の請求項2の発明では、対数増幅器に代えて通常
の増幅器が用いられ第1の判別手段の加算出力に基づい
て投光素子の投光レベルがAGC回路によって制御され
る。
Further, in the invention of claim 2 of the present application, a normal amplifier is used in place of the logarithmic amplifier, and the light projection level of the light projection element is controlled by the AGC circuit based on the addition output of the first determining means.

又本願の請求項3の発明では、対数増幅器とAGC回路
を同時に用いることによって対数増幅器の出力が飽和し
ないようにしている。
Further, in the invention of claim 3 of the present application, the output of the logarithmic amplifier is prevented from being saturated by using the logarithmic amplifier and the AGC circuit simultaneously.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

そのため本願の請求項1〜3の発明によれば、回帰反射
板や鏡面物体が近距離にある場合にも誤動作なく物体を
検出することができる。又回帰反射板として赤外光を吸
収し赤色光を反射するものを用いるため、青色や紫色の
物体を含めて全ての物体を確実に検出することができる
という効果が得られる。又1つの投光素子によって相異
なる波長の光を発光するようにしているため、光学系の
構成が極めて簡単となり光電スイッチ全体を小型化する
ことができる。更に光電スイッチから照射される赤色光
及び赤外光の光の投光軸が分離することがないので、い
ずれか一方の光軸が遮断されることによる物体の誤検知
を未然に防止することができるという効果が得られる。
Therefore, according to the inventions of claims 1 to 3 of the present application, it is possible to detect an object without malfunction even when a retroreflector or a specular object is located at a short distance. Furthermore, since a retroreflector that absorbs infrared light and reflects red light is used, it is possible to reliably detect all objects, including blue and violet objects. Furthermore, since one light projecting element emits light of different wavelengths, the configuration of the optical system is extremely simple and the entire photoelectric switch can be miniaturized. Furthermore, since the emission axes of the red light and infrared light emitted from the photoelectric switch do not separate, it is possible to prevent false detection of an object due to one of the optical axes being blocked. You can get the effect that you can.

〔実施例の説明〕[Explanation of Examples]

第1図は本願の請求項1の発明を具体化した第1実施例
による反射型光電スイッチの光学系の構造を示す図であ
る。本図において光電スイッチのケースlにはプリント
基板2上に投光素子3、例えば発光ダイオードと、受光
素子4、例えばフォトダイオードとが取付けられている
。投光素子3は例えば第2図(a)に示すようなGaA
ItAsへテロ接合構造を有する発光ダイオードとし、
第2図山)に分光特性を示すように赤色光及び赤外光の
光を発光することができるものを用いる0例えば本実施
例に用いた発光ダイオードは波長660na+の強い赤
色光及び880nmの弱い赤外光を同時に発光する発光
ダイオードとする。さて投受光素子3,4には夫々対向
する位置に集光レンズ5及び6が設けられている。集光
レンズ5は投光素子3から照射された光を光電スイッチ
本体から所定距離離れた回帰反射板7に照射するもので
ある。回帰反射板7は赤外光を吸収し赤色光のみを反射
するように構成されるものであって、赤外光を吸収し赤
色光を透過する塗料を混合したアクリル樹脂から成るコ
ーナーキューブの集合体を一体成形して構成する。回帰
反射板7は例えば第3図に示すように880nIIの赤
外光はほとんど反射せず660nmの赤色光の60%以
上を反射する分光特性を有するものとする。
FIG. 1 is a diagram showing the structure of an optical system of a reflective photoelectric switch according to a first embodiment of the invention of claim 1 of the present application. In this figure, a light emitting element 3, such as a light emitting diode, and a light receiving element 4, such as a photodiode, are mounted on a printed circuit board 2 in a case l of a photoelectric switch. The light projecting element 3 is made of GaA as shown in FIG. 2(a), for example.
A light emitting diode having an ItAs heterojunction structure,
For example, the light emitting diode used in this example has a strong red light with a wavelength of 660 na+ and a weak light with a wavelength of 880 nm. It is a light emitting diode that emits infrared light at the same time. Now, the light emitting and receiving elements 3 and 4 are provided with condensing lenses 5 and 6 at opposing positions, respectively. The condensing lens 5 irradiates the light emitted from the light projecting element 3 onto a retroreflector plate 7 located a predetermined distance away from the photoelectric switch body. The retroreflector 7 is configured to absorb infrared light and reflect only red light, and is a collection of corner cubes made of acrylic resin mixed with paint that absorbs infrared light and transmits red light. Constructed by integrally molding the body. For example, as shown in FIG. 3, the retroreflector 7 has a spectral characteristic of reflecting almost no infrared light of 880nII but reflecting 60% or more of red light of 660nm.

光電スイッチの前面に設けられた集光レンズ6は反射光
を受光素子4に集束させるものである。
A condensing lens 6 provided on the front surface of the photoelectric switch focuses reflected light onto the light receiving element 4.

受光素子4は異なった波長の光を分離して信号を得るカ
ラーセンサであって、例えば第4図(alにチップ構造
を示すように1チツプ内に接合深さの違う2つのフォト
ダイオードを設けて夫々の分光特性の相違を利用して色
彩を判別するものとする。
The light-receiving element 4 is a color sensor that obtains signals by separating light of different wavelengths, and for example, as shown in FIG. Colors are determined using the differences in their spectral characteristics.

このフォトダイオードは等価的には第4図山)に示すよ
うに2つのフォトダイオードPD−a、 PD−bとし
て表示される。これらのフォトダイオードPD−a+P
D−bは例えば第4図(C)に示すような波長に対する
特性を夫々有している。
These photodiodes are equivalently displayed as two photodiodes PD-a and PD-b as shown in FIG. These photodiodes PD-a+P
D-b each has characteristics with respect to wavelength as shown in FIG. 4(C), for example.

次に本願の第1の発明を具体化した光電スイッチを示す
第1実施例について第5図を参照しつつ説明する。まず
2つのフォトダイオードPD−a、 PD−すの出力は
夫々対数増幅器10.11に与えられる。対数増幅器1
0.11の出力Va及びvbは夫々加算器12.減算器
13に与えられる。加算器12は2つの増幅器の出力を
加算する(Va+vb)ものであって、その出力は第1
の比較器14に与えられる。又減算器13は増幅器10
の出力Vaより増幅器11の出力vbを減算する(Va
−vb)ものであって、その出力は第2の比較器15に
与えられる。比較器14.15には夫々閾値V thl
、 V th2が与えられており、これらの閾値を越え
る入力が与えられたときにrHJレベルの出力を夫々ア
ン、ド回路16に与える。ここで加算器12及び比較器
14は受光素子であるカラーセン。
Next, a first embodiment of a photoelectric switch embodying the first invention of the present application will be described with reference to FIG. First, the outputs of the two photodiodes PD-a and PD-su are given to logarithmic amplifiers 10 and 11, respectively. Logarithmic amplifier 1
The outputs Va and vb of 0.11 are respectively sent to adders 12. The subtracter 13 receives the subtractor 13. The adder 12 adds the outputs of the two amplifiers (Va+vb), and its output is the first
is applied to the comparator 14 of . Also, the subtracter 13 is the amplifier 10
The output vb of the amplifier 11 is subtracted from the output Va of (Va
-vb), the output of which is given to the second comparator 15. Comparators 14 and 15 each have a threshold value V thl
, V th2 are given, and when inputs exceeding these thresholds are given, rHJ level outputs are given to the AND and DO circuits 16, respectively. Here, the adder 12 and the comparator 14 are color sensors that are light receiving elements.

すの2つの出力を増幅し所定の閾値レベルで比較する第
1の判別手段18を構成しており、減算器13及び比較
器15は受光素子であるカラーセンサの出力偏差を検出
し所定の閾値と比較する第2の判別手段19を構成して
いる。アンド回路16はこれらの論理積信号をとる論理
積手段を構成しており、その出力を出力回路17に与え
る。出力回路17はアンド回路16゛の出力に基づいて
物体検知の有無を外部に出力するものである。
A subtracter 13 and a comparator 15 detect the output deviation of the color sensor, which is a light receiving element, and compare the two outputs at a predetermined threshold level. It constitutes a second discrimination means 19 for comparing with. The AND circuit 16 constitutes an AND means for taking these AND signals, and provides its output to the output circuit 17. The output circuit 17 outputs the presence or absence of object detection to the outside based on the output of the AND circuit 16'.

又この反射型光電スイッチは連続的に又は断続的に投光
素子3を駆動する投光器駆動回路20を有しており、投
光器駆動回路20によって投光素子3が駆動されるよう
に構成されている。
Further, this reflective photoelectric switch has a light emitter drive circuit 20 that drives the light emitter 3 continuously or intermittently, and is configured so that the light emitter 3 is driven by the light emitter drive circuit 20. .

投光素子3の発光ダイオードは第2図(b)に示すよう
なスペクトル、即ち赤色光と赤外光を発光しており、こ
れらの光は集光レンズ5を介して反射型光電スイッチ本
体と離れた位置に設けられた回帰反射板7に照射される
0回帰反射板7は赤外光を吸収し赤色光のみを同一方向
に反射する。従って赤色光のみが集光レンズ6を介して
受光素子4であるフォトダイオードに与えられる。以下
の表1は光電スイッチの各部の動作状態を示すものであ
る。
The light emitting diode of the light projecting element 3 emits red light and infrared light with a spectrum as shown in FIG. The 0-recurrence reflector 7, which is irradiated onto the recursive reflector 7 provided at a distant position, absorbs infrared light and reflects only red light in the same direction. Therefore, only red light is applied to the photodiode, which is the light receiving element 4, via the condenser lens 6. Table 1 below shows the operating status of each part of the photoelectric switch.

(以下余白) 表1 (1)検出物体無 検出物体がなく光行路を遮断しない場合には、受光素子
4の2つのフォトダイオードPD−a、 PD−bは第
4図(C)に示すような感度特性を有するため、PD−
aには比較的高いレベル、PD−bには低いレベルの光
電流が得られる0表1では検出物体が存在しない場合に
光電流の相対値を5及び1.5として表示している。こ
こで対数増幅器10.11は出力が飽和しないように設
けられており、その増幅率はフォトダイオードPD−a
、 PD−bのばらつきや回帰反射板7.投光素子のば
らつきを吸収すべく設定されている0例えば対数増幅器
10は入力Xに対して201ogx、対数増幅器11は
601ogxの増幅率を有するものとする。又比較器1
4の基準電圧vth1・20.比較器15の基準電圧V
 th2= Oとすると、2つのフォトダイオードの光
電流出力は対数増幅器10.11によって夫々増幅され
、表1に示すように加算器12.減算器13の出力が得
られる。
(Leaving space below) Table 1 (1) No detected object When there is no detected object and does not block the optical path, the two photodiodes PD-a and PD-b of the light receiving element 4 are set as shown in Fig. 4 (C). PD-
In Table 1, the relative values of the photocurrent are shown as 5 and 1.5 when there is no detection object. Here, the logarithmic amplifiers 10 and 11 are provided so that the output is not saturated, and the amplification factor is set by the photodiode PD-a.
, PD-b variations and retroreflector 7. For example, it is assumed that the logarithmic amplifier 10 has an amplification factor of 201ogx with respect to the input X, and the logarithmic amplifier 11 has an amplification factor of 601ogx, which is set to absorb variations in the light projecting elements. Also comparator 1
4 reference voltage vth1・20. Reference voltage V of comparator 15
When th2=O, the photocurrent outputs of the two photodiodes are amplified by logarithmic amplifiers 10.11, respectively, and adders 12.11 as shown in Table 1. The output of the subtractor 13 is obtained.

そして前述した閾値で弁別すれば比較器14,15はr
HJレベルの出力を出すため、論理積条件が成立し物体
検知出力が無となる。
Then, if discrimination is made using the threshold value mentioned above, the comparators 14 and 15 will be r
In order to output an HJ level output, the logical product condition is satisfied and the object detection output becomes null.

(If)一般の遮光物体 光行路を遮光する物体8が光を完全に遮光する場合には
、2つのフォトダイオードPD−a、 PD−bの光電
流がいずれもほとんど零となる。この場合には対数増幅
器10.11は正常に動作せず例えば表1に示すものと
する。従って表1に示すように比較器14の出力は「L
」、比較器15の出力は不定になるが、アンド回路16
の論理積出力が「L」となるため物体を検出することが
できる。
(If) General light-blocking object When the object 8 that blocks the light path completely blocks light, the photocurrents of the two photodiodes PD-a and PD-b both become almost zero. In this case, the logarithmic amplifiers 10 and 11 do not operate normally and are shown in Table 1, for example. Therefore, as shown in Table 1, the output of the comparator 14 is "L
”, the output of the comparator 15 becomes undefined, but the AND circuit 16
Since the AND output of is "L", the object can be detected.

(III)鏡面を有する物体 鏡面を有する物体が光電スイッチ本体と回帰反射板7と
の間に存在する場合には、強い反射光が受光素子に入射
する。しかし鏡面の反射率は波長によらず一定であるた
め、受光素子4には赤外光も同時に入光する。従って第
2図(b)、第3図及び第4図(C)に示す特性の光学
系から例えば表1に示すように、PD−a、 PD−b
より例えば60.30に相当する光電流が得られる。こ
の場合には対数増幅器10.11により夫々出力が飽和
することなく r36J「89」のように増幅され加算
器12.減算器13より表1に示す出力が得られる。従
って比較器14の出力は「H」、比較器15の出力はr
LJとなるため、物体検知出力が得られる。
(III) Object with a mirror surface When an object with a mirror surface exists between the photoelectric switch main body and the retroreflector 7, strong reflected light enters the light receiving element. However, since the reflectance of the mirror surface is constant regardless of the wavelength, infrared light also enters the light receiving element 4 at the same time. Therefore, from the optical system having the characteristics shown in FIG. 2(b), FIG. 3, and FIG. 4(C), for example, as shown in Table 1, PD-a, PD-b
For example, a photocurrent corresponding to 60.30 is obtained. In this case, the outputs of the logarithmic amplifiers 10 and 11 are amplified to r36J "89" without being saturated, and the adders 12 and 12. The output shown in Table 1 is obtained from the subtracter 13. Therefore, the output of the comparator 14 is "H", and the output of the comparator 15 is r
Since it becomes LJ, an object detection output can be obtained.

(IV)白色を有する検出物体 この場合にも波長によらず一定の反射光が得られる。そ
してその電流レベルは例えば表1に示すように小さいが
、鏡面を有する物体と同様の出力が得られる。従ってア
ンド回路16の論理積条件が成立して鏡面の場合と同じ
く物体検知出力が得られる。
(IV) White detection object Also in this case, a constant amount of reflected light can be obtained regardless of the wavelength. Although the current level is small as shown in Table 1, an output similar to that of an object with a mirror surface can be obtained. Therefore, the logical product condition of the AND circuit 16 is satisfied, and an object detection output is obtained as in the case of a mirror surface.

次に本願の請求項2の発明を具体化した第2実施例につ
いて第6図を参照しつつ説明する。前述した第1実施例
は増幅器として対数増幅器を用いているが、本実施例で
は2つのフォトダイオードPD−a、 PD−bを夫々
増幅率m、nを有する一対の増幅器21.22によって
増幅して加算器12及び減算器13に与えるようにして
いる。鏡面を有する物体や回帰反射板7が近接している
ときの飽和を防止するために加算器12の出力をAGC
回路23に与えるようにしている。AGC回路23には
発振器24より投光素子3の駆動信号が与えられている
。そして鏡面を有する物体のように反射光が極めて強い
場合には、AGC回路23が動作し投光素子3の投光レ
ベルを減するため、増幅器21.22が飽和しなくなり
正確に遮光物体を検出することができる。又検出物体が
遠距離にある場合には投光素子3に流す電流が大きくな
り光量レベルが高くなるため、回帰反射板7までの距離
の変動にかかわらず物体を正確に検出することができる
。この場合にはAGC回路23の時定数を光電スイッチ
の応答速度の10倍程度の時定数を持つものとしてお(
ことにより、周期的に通過する物体によってAGCがか
かることはなく物体を識別することができる。
Next, a second embodiment embodying the invention of claim 2 of the present application will be described with reference to FIG. 6. The first embodiment described above uses a logarithmic amplifier as an amplifier, but in this embodiment, the two photodiodes PD-a and PD-b are amplified by a pair of amplifiers 21 and 22 having amplification factors m and n, respectively. and is applied to the adder 12 and the subtracter 13. The output of the adder 12 is controlled by AGC to prevent saturation when an object with a mirror surface or the retroreflector 7 is close to each other.
The signal is supplied to the circuit 23. The AGC circuit 23 is supplied with a driving signal for the light projecting element 3 from an oscillator 24 . When the reflected light is extremely strong, such as from an object with a mirror surface, the AGC circuit 23 operates and reduces the light emission level of the light emitting element 3, so that the amplifiers 21 and 22 are not saturated and accurately detect the light blocking object. can do. Furthermore, when the object to be detected is located at a long distance, the current flowing through the light projecting element 3 increases and the light level becomes high, so that the object can be detected accurately regardless of fluctuations in the distance to the retroreflector 7. In this case, the time constant of the AGC circuit 23 is set to be about 10 times the response speed of the photoelectric switch (
This allows objects to be identified without being affected by AGC due to periodically passing objects.

次に本願の請求項3の発明を具体化した第3実施例につ
いて第7図を参照しつつ説明する。本実施例は第1.第
2実施例の構成を組み合わせたものである。即ちフォト
ダイオードPD−a、 PD−bの出力を第1実施例と
同様に対数増幅器10.11に与えると共に、加算器1
2の出力によってAGC電圧とし投光素子3の光量を変
化させるようにしたものである。この場合にも回帰反射
板の位置にかかわらず、又鏡面物体が光電スイッチ本体
に近接して通過する場合にも増幅器の出力が飽和しなく
なるので正確に遮光物体を検出することが可能となる。
Next, a third embodiment embodying the invention of claim 3 of the present application will be described with reference to FIG. 7. This example is the first example. This is a combination of the configurations of the second embodiment. That is, the outputs of the photodiodes PD-a and PD-b are given to the logarithmic amplifiers 10 and 11 as in the first embodiment, and the adder 1
The output of 2 is used as an AGC voltage to change the amount of light from the light projecting element 3. In this case as well, regardless of the position of the retroreflector, and even when a specular object passes close to the photoelectric switch body, the output of the amplifier will not be saturated, making it possible to accurately detect the light-blocking object.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本願の請求項1〜3の発明の実施例による反射
型光電スイッチの光学系の構造を示す概略図、第2図(
a)は投光素子として用いた多色発光型の発光ダイオー
ドの構造を示す図、第2図(blはその発光特性を示す
グラフ、第3図は回帰反射板の感度特性を示すグラフ、
第4図(alは受光素子として用いるカラーセンサの構
造を示す図、第4図(b)はそのカラーセンサの等価回
路を示す図、第4図(C)はその感度特性を示すグラフ
、第5図は本願の請求項1の発明を具体化した実施例に
よる光電スイッチの電気的構成を示すブロック図、第6
図は本願の請求項2の発明、第7図は本願の請求項3の
発明を具体化した第2.第3実施例による光電スイッチ
の電気的構成を示すブロック図である。 1−・−・対数増幅器  12−−−−−・−加算器 
 13−・−・・−減算器  14 、 15−−−−
−一・比較器  16−・・・−アンド回路  17−
−−−−−−出力回路  18− ・・−第1の判別手
段  19・・・−・−・第2の判別手段  21.2
2−・・−増幅器  23−・−−−−−A G C回
路特許出願人   立石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本宜喜(他1名) 3−−−−−−・−投光素子  4−・−・−・受光素
子  5.6−・・・・−集光レンズ  7−・・・−
・−回帰反射板  10.1第 図 3−−−−−−−一役*−奉号 4−−−−−−−− L光集子 5.6−−−−−− 8郡いズ 7−−−−−−−・日%艮鼾線 図 (a) 第 図 第 図 (C) 衣五k(nm) *t(nm) 裏表(nm) 3−−−−−一投を集子 4−−−−−一気九奉舌 一見10芋゛腓1秀役 19−−−−−一寥2の牛′源3’l−役第 図 第 図
FIG. 1 is a schematic diagram showing the structure of an optical system of a reflective photoelectric switch according to an embodiment of the invention of claims 1 to 3 of the present application, and FIG.
a) is a diagram showing the structure of a multicolor light emitting diode used as a light emitting element, FIG. 2 is a graph showing its light emitting characteristics, and FIG.
Figure 4 (al) is a diagram showing the structure of a color sensor used as a light receiving element, Figure 4 (b) is a diagram showing an equivalent circuit of the color sensor, Figure 4 (C) is a graph showing its sensitivity characteristics, 5 is a block diagram showing the electrical configuration of a photoelectric switch according to an embodiment embodying the invention of claim 1 of the present application;
The figure shows the invention of claim 2 of the present application, and FIG. 7 shows the invention of claim 2 of the present application. FIG. 7 is a block diagram showing the electrical configuration of a photoelectric switch according to a third embodiment. 1−・−・Logarithmic amplifier 12−−−−・−Adder
13--...-Subtractor 14, 15--
-1.Comparator 16-...-AND circuit 17-
-------Output circuit 18-...-First discrimination means 19...-Second discrimination means 21.2
2--Amplifier 23-----A G C circuit patent applicant Tateishi Electric Co., Ltd. agent Patent attorney Yoshiki Okamoto (and one other person) 3----------Light emitter 4 −・−・−・Photodetector 5.6−・・−Condensing lens 7−・・−
・-Regression reflector 10.1 Figure 3-----------Ichiyaku*-Bougo 4----L light collector 5.6-------- 8 Gun Izu 7 ----------・Day % snoring diagram (a) Diagram diagram (C) Clothes 5k (nm) *t (nm) Back and front (nm) 3------One throw is collected 4-----At a stroke, 9 serving tongues, 10 potatoes, 1, 1, 19, 1, 2, 1, 2 cow's sources, 3'l-'s roles, and 19 pieces.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)光電スイッチ本体内に設けられた投光部及び受光
部と、光電スイッチ本体から離れた位置に配置され照射
された光を反射する回帰反射板と、を有し、前記投光部
からの光を前記回帰反射板を介して往復させその光行路
を検出物体が遮断することにより物体を検出する反射型
光電スイッチにおいて、 前記投光部は赤色光及び赤外光を発光する投光素子を有
するものであり、 前記回帰反射板は前記赤色光を反射し赤外光を吸収する
反射板であり、 前記受光素子は前記赤色光及び赤外光の光に夫々感度を
有するカラーセンサであり、 前記反射型光電スイッチは、 前記受光素子の各カラーセンサの出力を夫々増幅する第
1、第2の対数増幅器と、 前記第1、第2の対数増幅器の出力を加算し所定の閾値
と比較する第1の判別手段と、 前記第1、第2の対数増幅器の出力偏差を検出し所定の
閾値と比較する第2の判別手段と、前記第1、第2の判
別手段の論理積出力を与える論理積手段と、を具備し、
該論理積出力に基づいて物体の有無を判別するようにし
たことを特徴とする反射型光電スイッチ。
(1) It has a light projecting part and a light receiving part provided in the photoelectric switch main body, and a regression reflector that is placed at a position away from the photoelectric switch main body and reflects the irradiated light, and the light projecting part In a reflective photoelectric switch that detects an object by reciprocating the light through the retroreflector and a detection object blocks the light path, the light projecting section includes a light projecting element that emits red light and infrared light. The retroreflector is a reflector that reflects the red light and absorbs the infrared light, and the light receiving element is a color sensor that is sensitive to the red light and the infrared light, respectively. , the reflective photoelectric switch includes: first and second logarithmic amplifiers that respectively amplify the output of each color sensor of the light receiving element; and the sum of the outputs of the first and second logarithmic amplifiers and comparison with a predetermined threshold value. a first discriminating means for detecting the output deviation of the first and second logarithmic amplifiers and comparing it with a predetermined threshold; and a logical product output of the first and second discriminating means. and a logical product means for giving
A reflective photoelectric switch characterized in that the presence or absence of an object is determined based on the AND output.
(2)光電スイッチ本体内に設けられた投光部及び受光
部と、光電スイッチ本体から離れた位置に配置され照射
された光を反射する回帰反射板と、を有し、前記投光部
からの光を前記回帰反射板を介して往復させその光行路
を検出物体が遮断することにより物体を検出する反射型
光電スイッチにおいて、 前記投光部は赤色光及び赤外光を発光する投光素子を有
するものであり、 前記回帰反射板は前記赤色光を反射し赤外光を吸収する
反射板であり、 前記受光素子は前記赤色光及び赤外光の光に夫々感度を
有するカラーセンサであり、 前記反射型光電スイッチは、 前記受光素子の各カラーセンサの出力を夫々増幅する第
1、第2の増幅器と、 前記第1、第2の増幅器の出力を加算し所定の閾値と比
較する第1の判別手段と、 前記第1、第2の増幅器の加算出力に基づいて前記投光
素子の投光レベルを制御するAGC回路と、 前記第1、第2の増幅器の出力偏差を検出し所定の閾値
と比較する第2の判別手段と、 前記第1、第2の判別手段の論理積出力を与える論理積
手段と、を具備し、該論理積出力に基づいて物体の有無
を判別するようにしたことを特徴とする反射型光電スイ
ッチ。
(2) It has a light projecting part and a light receiving part provided in the photoelectric switch main body, and a regression reflector that is placed at a position away from the photoelectric switch main body and reflects the irradiated light, and the light projecting part In a reflective photoelectric switch that detects an object by reciprocating the light through the retroreflector and a detection object blocks the light path, the light projecting section includes a light projecting element that emits red light and infrared light. The retroreflector is a reflector that reflects the red light and absorbs the infrared light, and the light receiving element is a color sensor that is sensitive to the red light and the infrared light, respectively. , the reflective photoelectric switch includes: first and second amplifiers that respectively amplify the output of each color sensor of the light receiving element; and a second amplifier that adds the outputs of the first and second amplifiers and compares the sum with a predetermined threshold. 1, an AGC circuit that controls the light emission level of the light emission element based on the summed outputs of the first and second amplifiers; a second discriminating means for comparing with a threshold value, and an AND means for giving a logical product output of the first and second determining means, and is configured to determine the presence or absence of an object based on the logical product output. A reflective photoelectric switch characterized by:
(3)光電スイッチ本体内に設けられた投光部及び受光
部と、光電スイッチ本体から離れた位置に配置され照射
された光を反射する回帰反射板と、を有し、前記投光部
からの光を前記回帰反射板を介して往復させその光行路
を検出物体が遮断することにより物体を検出する反射型
光電スイッチにおいて、 前記投光部は赤色光及び赤外光を発光する投光素子を有
するものであり、 前記回帰反射板は前記赤色光を反射し赤外光を吸収する
反射板であり、 前記受光素子は前記赤色光及び赤外光の光に夫々感度を
有するカラーセンサであり、 前記反射型光電スイッチは、 前記受光素子の各カラーセンサの出力を夫々増幅する第
1、第2の対数増幅器と、 前記第1、第2の対数増幅器の出力を加算し所定の閾値
と比較する第1の判別手段と、 前記第1、第2の対数増幅器の加算出力に基づいて前記
投光素子の投光レベルを制御するAGC回路と、 前記第1、第2の対数増幅器の出力偏差を検出し所定の
閾値と比較する第2の判別手段と、前記第1、第2の判
別手段の論理積出力を与える論理積手段と、を具備し、
該論理積出力に基づいて物体の有無を判別するようにし
たことを特徴とする反射型光電スイッチ。
(3) It has a light projecting part and a light receiving part provided in the photoelectric switch main body, and a regression reflector that is placed at a position away from the photoelectric switch main body and reflects the irradiated light, and the light projecting part In a reflective photoelectric switch that detects an object by reciprocating the light through the retroreflector and a detection object blocks the light path, the light projecting section includes a light projecting element that emits red light and infrared light. The retroreflector is a reflector that reflects the red light and absorbs the infrared light, and the light receiving element is a color sensor that is sensitive to the red light and the infrared light, respectively. , the reflective photoelectric switch includes: first and second logarithmic amplifiers that respectively amplify the output of each color sensor of the light receiving element; and the sum of the outputs of the first and second logarithmic amplifiers and comparison with a predetermined threshold value. an AGC circuit that controls the light projection level of the light projection element based on the added outputs of the first and second logarithmic amplifiers; and an output deviation of the first and second logarithmic amplifiers. a second discriminating means for detecting and comparing with a predetermined threshold; and an AND means for providing an AND output of the first and second discriminating means,
A reflective photoelectric switch characterized in that the presence or absence of an object is determined based on the AND output.
JP3465289A 1989-02-13 1989-02-13 Reflection type photoelectric switch Pending JPH02213220A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008177087A (en) * 2007-01-19 2008-07-31 Omron Corp Optical fiber photoelectric sensor
JP2011054104A (en) * 2009-09-04 2011-03-17 Nippon Signal Co Ltd:The Apparatus for detecting foreign matter on coin path

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