JPH06241783A - Trigonometrical ranging photoelecrtric sensor - Google Patents

Trigonometrical ranging photoelecrtric sensor

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JPH06241783A
JPH06241783A JP5521393A JP5521393A JPH06241783A JP H06241783 A JPH06241783 A JP H06241783A JP 5521393 A JP5521393 A JP 5521393A JP 5521393 A JP5521393 A JP 5521393A JP H06241783 A JPH06241783 A JP H06241783A
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light
photodiode
reflected light
photoelectric sensor
measured
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Shinichi Suzuki
慎一 鈴木
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Rohm Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To provide a trigonometrical ranging photoelectric sensor capable of relatively precisely detecting objects changed with distances to measured surfaces and having a simple structure. CONSTITUTION:A photoelectric sensor 10 is provided with a light projector 11 radiating the light to objects and a photo-diode array 14 arranged with multiple photo-diodes having light receiving faces receiving the reflected light from the measured surfaces of the objects in the same semiconductor element. The layout pitch of the photo-diodes is set so that the reflected light is concurrently fed to the light receiving faces of both photo-diodes when the reflected light fed to the photo-diode array 14 is located at the middle portion between adjacent photo-diodes, and (2N-1) operating distances are obtained with N photo- diodes (wherein N is an optional integer).

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、被測定面までの距離が
変化するような対象物を個々に検出するための光電セン
サに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photoelectric sensor for individually detecting an object whose distance to a surface to be measured changes.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、図7に示すように、高さの異な
る被測定面A,B,C,Dを有する対象物Tが搬送路上
を走行しているとする。この対象物Tの各被測定面A〜
Dを、搬送路上の位置Pに設置された光学センサSで検
出しようとする場合、従来、次のような二つの手法が採
られている。
2. Description of the Related Art For example, as shown in FIG. 7, it is assumed that an object T having measured surfaces A, B, C and D having different heights is traveling on a conveyance path. Each measured surface A of this object T
When D is to be detected by the optical sensor S installed at the position P on the transport path, the following two methods have been conventionally adopted.

【0003】その一つは、図8に示すように、検出位置
Pに各被測定面A〜Dをそれぞれ検出するための複数個
の反射式光学センサ1A〜1Dを並設し、各々の反射式
光学センサ1A〜1Dによって各被測定面A〜Dを個別
に検出する手法である。各反射式光学センサ1A〜1D
は、各々投光器2と受光器3とによって構成されてい
る。
As one of them, as shown in FIG. 8, a plurality of reflection type optical sensors 1A to 1D for respectively detecting the respective measured surfaces A to D are arranged in parallel at a detection position P, and the respective reflection optical sensors 1A to 1D are arranged. This is a method of individually detecting each of the measured surfaces A to D by the optical optical sensors 1A to 1D. Each reflective optical sensor 1A-1D
Are each composed of a light projector 2 and a light receiver 3.

【0004】もう一つは、図9に示すように、光三角測
量法を用いた変位センサ4によって各被測定面A〜Dを
検出する手法である。この変位センサ4は、発光ダイオ
ードや半導体レーザのような投光器41 、PSD(Posi
tion Sensitive Detector)と呼ばれる光位置検出素子4
2 、投光レンズ43 、および受光レンズ44 などで構成
されている。光位置検出素子42 は、受光面への光の入
射位置に応じた電流I1 ,I2 を出力する素子である。
投光器41 から照射された光は、それぞれ高さの異なる
被測定面A〜Dで反射されると、光位置検出素子42
受光面のそれぞれ異なる位置に入射するので、各被測定
面A〜Dに応じて出力電流I1 ,I2 の比率が変化す
る。この変位センサ4は、このような出力電流I1 ,I
2 の比率に基づき、対象物の各被測定面A〜Dまでの距
離を連続的に検出している。
The other is a method for detecting each of the measured surfaces A to D by the displacement sensor 4 using the optical triangulation method as shown in FIG. The displacement sensor 4 includes a projector 4 1 such as a light emitting diode or a semiconductor laser, a PSD (Posi
optical position detection element 4 called “action sensitive detector”
2 , a light projecting lens 4 3 and a light receiving lens 4 4 . The light position detection element 4 2 is an element that outputs currents I 1 and I 2 according to the light incident position on the light receiving surface.
The light emitted from the projector 4 1, when each is reflected at different measurement surface A~D heights, is incident at different positions of the light receiving surface of the light position detection element 4 2, each of the measurement surface A The ratio of the output currents I 1 and I 2 changes according to D. The displacement sensor 4 has such output currents I 1 , I
Based on the ratio of 2 , the distances to the measured surfaces A to D of the object are continuously detected.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。まず、複数個の反射式光学センサを用いたもので
は、被測定面の数に応じたセンサを設ける必要があるの
で、装置が大型化するという問題点がある。また、各セ
ンサを近接設置すると、隣同士のセンサが干渉して、誤
動作しやすいという問題点もある。
However, the conventional example having such a structure has the following problems. First, in the case of using a plurality of reflection type optical sensors, there is a problem that the device becomes large in size because it is necessary to provide the sensors according to the number of measured surfaces. In addition, when the sensors are installed close to each other, the adjacent sensors interfere with each other and are apt to malfunction.

【0006】一方、上述した光位置検出素子(PSD)
を用いた変位センサの場合、反射光の入射位置によって
は、出力電流I1 ,I2 の比率が100〜1000倍位
にまで変化するので、各出力電流I1 ,I2 を同じ比率
で増幅するのが困難であり、信号処理が複雑化するとい
う問題点がある。また、この種の変位センサは一般に高
価である。
On the other hand, the above-mentioned optical position detecting element (PSD)
In the case of the displacement sensor using, the ratio of the output currents I 1 and I 2 changes to about 100 to 1000 times depending on the incident position of the reflected light, so that the output currents I 1 and I 2 are amplified at the same ratio. However, there is a problem in that signal processing becomes complicated. Further, this type of displacement sensor is generally expensive.

【0007】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、被測定面までの距離が変化するような
対象物を比較的精度よく検出することができ、かつ構成
の簡単な光電センサを提供することを目的としている。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to detect an object such that the distance to the surface to be measured changes with relatively high accuracy, and the structure is simple. It is intended to provide a photoelectric sensor.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。請求項1
に記載の三角測距式光電センサは、対象物に向けて光を
照射する投光器と、前記対象物の被測定面からの反射光
を受光する複数個の受光面をもつフォトダイオードを同
一半導体素子内に並設したフォトダイオードアレーとを
備え、かつ、前記フォトダイオードアレーに入射した反
射光が、隣接するフォトダイオードの中間部位に位置す
るとき、前記両フォトダイオードの受光面に反射光の一
部が同時に入射するように、各フォトダイオードの配列
ピッチを反射光のスポット径に応じて設定し、前記被測
定面が前記各フォトダイオードに関連した作動距離付近
にある対象物を、前記フォトダイオードアレーの各出力
によって検出するようにしたものである。
The present invention has the following constitution in order to achieve such an object. Claim 1
The triangulation type photoelectric sensor described in 1 is a semiconductor device in which a light projector for irradiating light toward an object and a photodiode having a plurality of light receiving surfaces for receiving reflected light from the surface to be measured of the object are the same semiconductor element. A photodiode array arranged side by side within the photodiode array, and when the reflected light incident on the photodiode array is located at an intermediate portion of the adjacent photodiodes, a part of the reflected light is received on the light receiving surfaces of the photodiodes. So that they are incident simultaneously, the array pitch of the photodiodes is set according to the spot diameter of the reflected light, and the object whose measurement surface is in the vicinity of the working distance related to each photodiode is set to the photodiode array. The detection is performed by each output of.

【0009】請求項2に記載の三角測距式光電センサ
は、請求項1に記載の三角測距式光電センサにおいて、
前記各フォトダイオードの検出信号を増幅する増幅器
と、前記各増幅器の出力信号をパルス信号に整形する比
較器とを備え、かつ、前記各増幅器の増幅率または前記
各比較器の基準電圧を、任意設定可能に構成したもので
ある。
According to another aspect of the present invention, there is provided a triangulation type photoelectric sensor according to the first aspect.
An amplifier for amplifying the detection signal of each photodiode and a comparator for shaping the output signal of each amplifier into a pulse signal are provided, and the amplification factor of each amplifier or the reference voltage of each comparator is arbitrary. It is configured to be settable.

【0010】[0010]

【作用】請求項1に記載の発明によれば、投光器から対
象物に向けて光が照射されると、その反射光がフォトダ
イオードアレーに入射する位置は、センサから対象物の
被測定面までの距離に応じて変化する。その結果、フォ
トダイオードアレーを構成する各フォトダイオードの出
力(ON/OFF状態)もセンサから対象物の被測定面
までの距離に応じて変化する。このとき、反射光が、隣
接するフォトダイオードの中間部位に入射すると、両フ
ォトダイオードから同時に検出信号が出力される。した
がって、フォトダイオードアレーの各出力を識別するこ
とにより、フォトダイオードと同数の作動距離にある各
被測定面が検出されるだけでなく、前記各作動距離間の
略中間に位置する作動距離にある各被測定面も検出する
ことができる。
According to the first aspect of the present invention, when light is emitted from the projector toward the object, the reflected light is incident on the photodiode array from the sensor to the surface to be measured of the object. It changes according to the distance. As a result, the output (ON / OFF state) of each photodiode constituting the photodiode array also changes according to the distance from the sensor to the surface to be measured of the object. At this time, when the reflected light is incident on the intermediate portion of the adjacent photodiodes, both photodiodes simultaneously output detection signals. Therefore, by identifying each output of the photodiode array, not only each measured surface at the same working distance as the photodiode is detected, but also at the working distance located approximately in the middle between the respective working distances. Each measured surface can also be detected.

【0011】請求項2に記載の発明によれば、各フォト
ダイオードの検出信号を増幅する増幅器の増幅率、ある
いは、各増幅器の出力信号をパルス信号に波形整形する
比較器の基準電圧を適宜に設定することにより、比較器
から出力されるパルス信号のパルス幅を変えることがで
きる。したがって、反射光が、隣接するフォトダイオー
ドの中間部位に入射したとき、両フォトダイオードの検
出信号に基づいて得られる各パルス信号が同時に出力さ
れる高分解能状態と、何れか一方のパルス信号だけを出
力させる低分解能状態とを、任意に設定することができ
る。
According to the second aspect of the present invention, the amplification factor of the amplifier for amplifying the detection signal of each photodiode or the reference voltage of the comparator for shaping the output signal of each amplifier into a pulse signal is appropriately set. By setting, the pulse width of the pulse signal output from the comparator can be changed. Therefore, when the reflected light is incident on the intermediate portion of the adjacent photodiodes, the high resolution state in which each pulse signal obtained based on the detection signals of both photodiodes is output at the same time, and only one of the pulse signals is output. The low resolution state to be output can be arbitrarily set.

【0012】[0012]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。 <第1実施例>図1は、本発明の第1実施例に係る三角
測距式光電センサの概略構成を示す図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. <First Embodiment> FIG. 1 is a view showing the schematic arrangement of a triangulation type photoelectric sensor according to the first embodiment of the present invention.

【0013】この光電センサ10は、発光ダイオードや
半導体レーザのような投光器11、投光器11から照射
された光を集束する投光レンズ12、対象物の被測定面
A〜Dからの反射光を集束する受光レンズ13、前記反
射光を検出するフォトダイオードアレイ14、このフォ
トダイオードアレイ14の各出力を波形整形して個別に
出力する波形整形回路15などが、ケーシング16内に
収納されて構成されている。
The photoelectric sensor 10 includes a light projector 11 such as a light emitting diode or a semiconductor laser, a light projecting lens 12 for focusing light emitted from the light projector 11, and light reflected from the measured surfaces A to D of an object. A light receiving lens 13, a photodiode array 14 that detects the reflected light, a waveform shaping circuit 15 that waveform-shapes each output of the photodiode array 14 and outputs the waveform individually, and the like are housed in a casing 16. There is.

【0014】フォトダイオードアレイ14は、図2に示
すように、シリコン基板などの半導体素子17に、各々
矩形状の受光面18(181 〜184 )をもつ4つのフ
ォトダイオード19(191 〜194 )が所定のピッチ
Pで並設されている。各フォトダイオード19は、作動
距離LA ,LB ,LC ,LD の付近にある被測定面A,
B,C,Dからの反射光RLを受光するように配列され
ている。さらに、この実施例では、光電センサの分解能
を高めるために、受光レンズ13によって受光面18に
結像された反射光RLが、隣接するフォトダイオード1
9の中間部位に入射したとき、両フォトダイオード19
の受光面18に反射光RLの一部が同時に入射するよう
に、各フォトダイオード19の配列ピッチを反射光RL
のスポット径に応じて設定している。
[0014] The photodiode array 14, as shown in FIG. 2, the semiconductor device 17 such as a silicon substrate, each four photodiodes 19 having a rectangular light-receiving surface 18 (18 1-18 4) (19 1 - 19 4 ) are arranged in parallel at a predetermined pitch P. Each photodiode 19 has a surface to be measured A , L, L B , L C , L D in the vicinity thereof.
It is arranged so as to receive the reflected light RL from B, C, and D. Further, in this embodiment, in order to increase the resolution of the photoelectric sensor, the reflected light RL imaged on the light receiving surface 18 by the light receiving lens 13 is adjacent to the photodiode 1
When incident on the intermediate portion of 9, both photodiodes 19
The arrangement pitch of the photodiodes 19 is set so that part of the reflected light RL is simultaneously incident on the light receiving surface 18 of the reflected light RL.
It is set according to the spot diameter.

【0015】後述する動作説明から明らかになるよう
に、上記のように各フォトダイオード19を配列するこ
とにより、作動距離LA ,LB ,LC ,LD の付近にあ
る被測定面A,B,C,Dと、各々の中間位置付近にあ
る被測定面AB,BC,CDとの7つの被測定面が、4
つのフォトダイオード19の各出力に基づいて検出され
るようになっている。なお、図2中の符号20は、各フ
ォトダイオード19の信号取り出し用電極である。
[0015] As will become apparent from the explanation of operation will be described later, by arranging the photodiodes 19 as described above, the working distance L A, L B, L C, the measured surface A in the vicinity of the L D, The seven measured surfaces B, C, D and the measured surfaces AB, BC, CD near the respective intermediate positions are 4
The detection is performed based on each output of the one photodiode 19. Note that reference numeral 20 in FIG. 2 is an electrode for extracting a signal of each photodiode 19.

【0016】フォトダイオードアレイ14を構成するフ
ォトダイオード19の数は、光電センサ10が検出しよ
うとする作動距離の数に応じて任意に設定されるもの
で、高分解能の本実施例に係る光電センサによれば、N
個(Nは任意の整数)を得ようとすれば、(N+1)/
2個のフォトダイオードを並設すればよい。なお、各フ
ォトダイオード19のピッチPを変えることにより、任
意の作動距離を設定することができる。また、各フォト
ダイオード19は、各々所定の検知幅ΔSをもってお
り、作動距離L±ΔS/2の範囲内にある被測定面を検
出する。検知幅ΔSは、受光面18の受光幅Wなどによ
って適宜に設定される。
The number of photodiodes 19 constituting the photodiode array 14 is arbitrarily set according to the number of working distances that the photoelectric sensor 10 is going to detect, and the photoelectric sensor according to this embodiment has a high resolution. According to N
(N + 1) /
Two photodiodes may be arranged side by side. An arbitrary working distance can be set by changing the pitch P of each photodiode 19. Further, each photodiode 19 has a predetermined detection width ΔS, and detects a surface to be measured within the working distance L ± ΔS / 2. The detection width ΔS is appropriately set according to the light receiving width W of the light receiving surface 18.

【0017】波形整形回路15は、図3に示すように、
各フォトダイオード191 〜194の出力を増幅する増
幅器201 〜204 と、各増幅器201 〜204 の出力
信号を矩形パルス信号に整形するための比較器211
214 から構成されている。なお、図中のVREF は、比
較器211 〜214 の基準電圧である。本実施例では、
波形整形回路15を個別部品で構成したが、これらを図
2に示した半導体素子17に一体形成して、フォトダイ
オードアレイ14と波形整形回路15をワンチップ化し
てもよい。
The waveform shaping circuit 15, as shown in FIG.
Amplifiers 20 1 to 20 4 for amplifying the outputs of the photodiodes 19 1 to 19 4 and comparators 21 1 to shaping the output signals of the amplifiers 20 1 to 20 4 into rectangular pulse signals.
It is composed of 21 4 . In addition, V REF in the figure is a reference voltage of the comparators 21 1 to 21 4 . In this embodiment,
Although the waveform shaping circuit 15 is composed of individual components, they may be integrally formed with the semiconductor element 17 shown in FIG. 2 so that the photodiode array 14 and the waveform shaping circuit 15 are integrated into one chip.

【0018】次に、上述した三角測距式光電センサの動
作を図4を参照して説明する。図4(a)はフォトダイ
オードアレイ14への反射光RLの入射位置を示し、図
4(b1)〜(b4)は増幅器201 〜204 の各出力
信号を示し、図4(c1)〜(c4)は比較器211
214 の各出力信号を示す。
Next, the operation of the above-described triangulation type photoelectric sensor will be described with reference to FIG. FIG. 4A shows the incident position of the reflected light RL on the photodiode array 14, FIGS. 4B1 to 4B show the output signals of the amplifiers 20 1 to 20 4 , and FIG. (C4) is the comparator 21 1
21 4 shows each output signal.

【0019】いま、被測定面Aを有する対象物が光電セ
ンサ10の略直下に来たとすると、被測定面Aからの反
射光(散乱光)RLA は、受光レンズ13で集束され、
フォトダイオードアレイ14の受光面181 にだけ入射
する。その結果、波形整形回路15の出力端子OUT1
だけから、検出信号SA が出力される。
Now, assuming that the object having the surface A to be measured comes directly under the photoelectric sensor 10, the reflected light (scattered light) RL A from the surface A to be measured is focused by the light receiving lens 13,
It is incident only on the light receiving surface 18 1 of the photodiode array 14. As a result, the output terminal OUT 1 of the waveform shaping circuit 15
From this, the detection signal S A is output.

【0020】また、被測定面Bが光電センサ10の直下
に来ると、反射光RLB がフォトダイオードアレイ14
の受光面182 にだけ入射し、出力端子OUT2 だけか
ら検出信号SB が出力される。
When the surface to be measured B comes directly under the photoelectric sensor 10, the reflected light RL B is reflected by the photodiode array 14.
It is incident only on the light receiving surface 18 2 of the above , and the detection signal S B is output only from the output terminal OUT 2 .

【0021】以下、同様に、被測定面Cが検出される
と、出力端子OUT3 だけから検出信号Scが出力さ
れ、被測定面Dが検出されると、出力端子OUT4 だけ
から検出信号SD が出力される。
Similarly, when the measured surface C is detected, the detection signal Sc is output only from the output terminal OUT 3 , and when the measured surface D is detected, the detection signal S is output from only the output terminal OUT 4. D is output.

【0022】一方、作動距離LA とLB の中間にあたる
作動距離LABに属する被測定面ABを有する対象物が光
電センサ10の略直下に来たとすると、被測定面ABか
らの反射光RLABは、フォトダイオードアレイ14の受
光面181 と182 とに同時に入射する。その結果、波
形整形回路15の出力端子OUT1 およびOUT2 から
検出信号SA ,SB が同時に出力される。
On the other hand, if an object having the surface to be measured AB belonging to the working distance L AB which is between the working distances L A and L B comes directly under the photoelectric sensor 10, the reflected light RL from the surface to be measured AB is measured. AB is incident on the light receiving surfaces 18 1 and 18 2 of the photodiode array 14 at the same time. As a result, the detection signals S A and S B are simultaneously output from the output terminals OUT 1 and OUT 2 of the waveform shaping circuit 15.

【0023】以下、同様に、作動距離LBCに属する被測
定面BCが検出されると、出力端子OUT2 およびOU
3 から検出信号SB ,SC が同時に出力され、作動距
離LCDに属する被測定面CDが検出されると、出力端子
OUT3 およびOUT4 から検出信号SC ,SD が同時
に出力される。
[0023] Hereinafter, similarly, when the surface to be measured BC is detected belonging to the working distance L BC, the output terminal OUT 2 and OU
T 3 from the detection signal S B, S C is output at the same time, the surface to be measured CD is detected belonging to the working distance L CD, the detection signal from the output terminal OUT 3 and OUT 4 S C, S D is output at the same time It

【0024】<第2実施例>第1実施例では、フォトダ
イオードアレイに入射する反射光のスポット径に関連し
て定まる受光面の配列ピッチによって光電センサの分解
能を固定的に設定したが、本第2実施例では、分解能を
任意設定可能に構成している。
<Second Embodiment> In the first embodiment, the resolution of the photoelectric sensor is fixedly set according to the arrangement pitch of the light receiving surfaces which is determined in relation to the spot diameter of the reflected light incident on the photodiode array. In the second embodiment, the resolution can be set arbitrarily.

【0025】本実施例に係る光電センサは、第1実施例
と同様の投光器11、投光レンズ12、受光レンズ1
3、およびフォトダイオードアレイ14を備えるととも
に、図5に示したような波形整形回路25を備えてい
る。この波形整形回路25は、各増幅器201 〜204
の増幅率を可変抵抗器VRにより任意設定可能に構成し
てある。
The photoelectric sensor according to this embodiment is similar to the first embodiment in that the projector 11, the projector lens 12 and the light receiving lens 1 are the same.
3 and the photodiode array 14, and a waveform shaping circuit 25 as shown in FIG. The waveform shaping circuit 25 is provided in each of the amplifiers 20 1 to 20 4.
The amplification factor of 1 can be arbitrarily set by the variable resistor VR.

【0026】以下、図6を参照して本実施例の動作を説
明する。例えば、増幅器201 の増幅率を他の増幅器2
2 〜204 の増幅率よりも小さく設定すると、それに
応じて比較器211 の出力信号OUT1 のパルス幅が小
さくなる(図6の(b1)、(c1)参照)。そこで、
検出信号SA が検出信号SB と同時に出力されないレベ
ルにまで増幅器201 の増幅率を低く設定することによ
り、作動距離LA とLB の中間位置にある作動距離LAB
で光電センサを作動させないようにすることができる。
つまり、ここでは、6つの作動距離(6分解能)をもつ
ことになる。
The operation of this embodiment will be described below with reference to FIG. For example, the amplification factor of the amplifier 20 1 is set to the other amplifier 2
When the amplification factor is set to be smaller than 0 2 to 20 4 , the pulse width of the output signal OUT 1 of the comparator 21 1 becomes smaller accordingly (see (b1) and (c1) in FIG. 6). Therefore,
By setting the amplification factor of the amplifier 20 1 so low that the detection signal S A is not output at the same time as the detection signal S B , the working distance L AB at the intermediate position between the working distances L A and L B is set.
It is possible to deactivate the photoelectric sensor with.
That is, here, there are 6 working distances (6 resolutions).

【0027】同様にして、他の作動距離LBC,LCDにつ
いても、増幅器202 〜204 の増幅率を変えることに
より、任意設定可能である。また、各増幅器201 〜2
4の出力信号のレベルが常に、基準電圧VREF 以下に
なるように増幅率を設定すれば、作動距離LA ,LB
C ,LD についても、任意設定可能である。要する
に、本実施例では、作動距離(分解能)を、最小で1
つ、最大で7つまでの間で、任意設定することができ
る。
Similarly, other working distances L BC and L CD can be arbitrarily set by changing the amplification factors of the amplifiers 20 2 to 20 4 . In addition, each amplifier 20 1 to 2
If the amplification factor is set so that the level of the output signal of 0 4 is always equal to or lower than the reference voltage V REF , the working distances L A , L B ,
It is possible to arbitrarily set L C and L D. In short, in this embodiment, the working distance (resolution) is at least 1
One, up to seven, can be arbitrarily set.

【0028】なお、第2実施例では、増幅器201 〜2
4 の増幅率を変えることにより、分解能を任意設定可
能に構成したが、各増幅器201 〜204 の増幅率を一
定にしておく代わりに、各比較器211 〜214 の基準
電圧VREF を変えることによって分解能を任意設定可能
に構成してもよい。
[0028] In the second embodiment, an amplifier 20 21 to
The resolution can be arbitrarily set by changing the amplification factor of 0 4. However, instead of keeping the amplification factor of each amplifier 20 1 to 20 4 constant, the reference voltage V of each comparator 21 1 to 21 4 is changed. The resolution may be arbitrarily set by changing REF .

【0029】[0029]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、請求項
1に記載の発明によれば、投光器から対象物の被測定面
へ向けて照射された光の反射光をフォトダイオードアレ
ーで検出することにより、予め定めれた作動距離にある
対象物を検出するようにしているので、複数個の反射式
光学センサを用いて高さの異なる被測定面を個別に測定
していた従来例に比べて、装置が小型化する。また、一
つの投光器を用いるだけであるので、上記従来例のよう
な光の干渉による誤動作のおそれがない。
As is apparent from the above description, according to the invention described in claim 1, the reflected light of the light emitted from the projector toward the surface to be measured of the object is detected by the photodiode array. By doing so, it detects an object at a predetermined working distance, so compared to the conventional example in which measured surfaces with different heights are individually measured using multiple reflective optical sensors. As a result, the device becomes smaller. Further, since only one light projector is used, there is no risk of malfunction due to light interference as in the conventional example.

【0030】フォトダイオードアレーの出力電流は、そ
のダイナミックレンジが、従来例に係る光位置検出素子
(PSD)に比べて狭いので、信号処理を容易に行うこ
とができるとともに、この種の光電センサを安価に実現
することもできる。
The output current of the photodiode array has a narrower dynamic range than that of the conventional optical position detecting element (PSD), so that signal processing can be performed easily and a photoelectric sensor of this type can be used. It can also be realized at low cost.

【0031】しかも、被測定面からの反射光が、隣接す
るフォトダイオードの中間部位に入射したときに、両フ
ォトダイオードから出力される信号に基づいて、前記被
測定面を検出するようにしているので、N個のフォトダ
イオードを使って、2N−1個の作動距離を得ることが
でき、高分解能の光電センサを容易に実現することもで
きる。
Moreover, when the reflected light from the surface to be measured is incident on the intermediate portion of the adjacent photodiodes, the surface to be measured is detected based on the signals output from both photodiodes. Therefore, 2N-1 working distances can be obtained by using N photodiodes, and a high-resolution photoelectric sensor can be easily realized.

【0032】請求項2に記載の発明によれば、各フォト
ダイオードに対応した比較器から出力されるパルス信号
の幅を任意に設定することにより、N個のフォトダイオ
ードを使って、最小で1つ、最大で2N−1個の間で任
意数の作動距離を得ることができ、つまり、分解能を任
意に設定することができる。
According to the second aspect of the present invention, the width of the pulse signal output from the comparator corresponding to each photodiode is arbitrarily set, so that N photodiodes are used and the width is at least 1. One, an arbitrary number of working distances can be obtained between 2N-1 at maximum, that is, the resolution can be set arbitrarily.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】実施例に係る三角測距式光電センサの概略構成
を示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a triangulation type photoelectric sensor according to an embodiment.

【図2】フォトダイオードアレーの平面図である。FIG. 2 is a plan view of a photodiode array.

【図3】第1実施例に係る光電センサの構成を示したブ
ロック図である。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of a photoelectric sensor according to the first embodiment.

【図4】第1実施例の動作説明図である。FIG. 4 is an operation explanatory diagram of the first embodiment.

【図5】第2実施例に係る光電センサの構成を示したブ
ロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a configuration of a photoelectric sensor according to a second example.

【図6】第2実施例の動作説明図である。FIG. 6 is an operation explanatory diagram of the second embodiment.

【図7】従来の測定例の説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram of a conventional measurement example.

【図8】反射式光学センサを用いた測定例を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing a measurement example using a reflective optical sensor.

【図9】光位置検出素子を用いた変位センサによる測定
例を示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing an example of measurement by a displacement sensor using an optical position detecting element.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…光電センサ 11…投光器 14…フォトダイオードアレイ 15…波形整形回路 17…半導体素子 181 〜184 …受光面 191 〜194 …フォトダイオード 201 〜204 …増幅器 211 〜214 …比較器10 ... photoelectric sensor 11 ... projector 14 ... photodiode array 15 ... waveform shaping circuit 17 ... semiconductor device 18 1-18 4 ... light-receiving surface 19 1-19 4 ... photodiode 20 1 to 20 4 ... amplifier 21 1 to 21 4 ... Comparator

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 対象物に向けて光を照射する投光器と、 前記対象物の被測定面からの反射光を受光する複数個の
受光面をもつフォトダイオードを同一半導体素子内に並
設したフォトダイオードアレーとを備え、 かつ、前記フォトダイオードアレーに入射した反射光
が、隣接するフォトダイオードの中間部位に位置すると
き、前記両フォトダイオードの受光面に反射光の一部が
同時に入射するように、各フォトダイオードの配列ピッ
チを反射光のスポット径に応じて設定し、 前記被測定面が前記各フォトダイオードに関連した作動
距離付近にある対象物を、前記フォトダイオードアレー
の各出力によって検出するようにしたことを特徴とする
三角測距式光電センサ。
1. A photo in which a light projector for irradiating an object with light and a photodiode having a plurality of light receiving surfaces for receiving reflected light from the surface of the object to be measured are arranged in parallel in the same semiconductor element. A diode array, and when the reflected light incident on the photodiode array is located at an intermediate portion of the adjacent photodiodes, a part of the reflected light is simultaneously incident on the light receiving surfaces of the photodiodes. , The array pitch of each photodiode is set according to the spot diameter of the reflected light, and the object whose measured surface is near the working distance associated with each photodiode is detected by each output of the photodiode array. The triangular distance measuring photoelectric sensor characterized in that
【請求項2】 請求項1に記載の三角測距式光電センサ
において、 前記各フォトダイオードの検出信号を増幅する増幅器
と、 前記各増幅器の出力信号をパルス信号に整形する比較器
とを備え、 かつ、前記各増幅器の増幅率または前記各比較器の基準
電圧を、任意設定可能に構成したことを特徴とする三角
測距式光電センサ。
2. The triangulation type photoelectric sensor according to claim 1, further comprising an amplifier that amplifies a detection signal of each photodiode, and a comparator that shapes an output signal of each amplifier into a pulse signal, Further, a triangulation type photoelectric sensor characterized in that the amplification factor of each amplifier or the reference voltage of each comparator can be arbitrarily set.
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