JPH06249649A - Triangulation type photoelectric sensor - Google Patents

Triangulation type photoelectric sensor

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JPH06249649A
JPH06249649A JP6604393A JP6604393A JPH06249649A JP H06249649 A JPH06249649 A JP H06249649A JP 6604393 A JP6604393 A JP 6604393A JP 6604393 A JP6604393 A JP 6604393A JP H06249649 A JPH06249649 A JP H06249649A
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JP
Japan
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measured
light
photoelectric sensor
photodiodes
reflected light
Prior art date
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Pending
Application number
JP6604393A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Suzuki
慎一 鈴木
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Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Rohm Co Ltd filed Critical Rohm Co Ltd
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Publication of JPH06249649A publication Critical patent/JPH06249649A/en
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  • Measurement Of Optical Distance (AREA)
  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE:To accurately detect such an object that the distance to a surface to be measured varies by using an array on which a plurality of photodiodes for receiving reflected light from the surface to be measured are arranged in parallel at non-regular intervals in the same semiconductor element. CONSTITUTION:The title sensor 10 is constituted of a projector 11, projection lens 12, light receiving lens 13 which converges reflected light rays from surfaces A-D to be measured, photodiode array 14 which detects the reflected light rays, and waveform shaping circuit 15. On the array 14, four photodiodes respectively having rectangular light receiving surfaces 181-184 are arranged in parallel at non-regular intervals in a semiconductor element. The photodiodes are arranged at the positions PA, PB, PC, and PD to which reflected light rays RL respectively reflected by the surfaces A-D near working distances LA, LB, LC, and LD set at regular intervals at every distance (d) are made incident. In addition, the photodiodes are constituted so that the relation between their detecting signals they output whenever they detect the surfaces A-D and the working distances can become linear.

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12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. 12, 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
In order to detect D through D by the optical sensor S installed at the position P on the transport path, conventionally, the following two methods are adopted.

【0003】その一つは、図13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〜1
D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. 13, a plurality of reflection type optical sensors 1A to 1D for detecting each of the measured surfaces A to D are arranged in parallel at a detection position P, and each reflection type optical sensor 1A to 1D is 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-1
D is composed of a light projector 2 and a light receiver 3, respectively.

【0004】もう一つは、図14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(Po
sition Sensitive Detector)と呼ばれる光位置検出素子
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4
2 の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
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, as shown in FIG. 14, each of the measured surfaces A to D is measured by the displacement sensor 4 using the optical triangulation method.
Is a method of detecting. The displacement sensor 4 includes a projector 4 1 such as a light emitting diode or a semiconductor laser, a PSD (Po
sition Sensitive Detector), which is composed of a light position detecting element 4 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 height, the light position detecting element 4
Since the light is incident on different positions on the two light receiving surfaces, the ratio of the output currents I 1 and I 2 changes depending on the measured surfaces A to D. This displacement sensor 4 has such an output current I 1 ,
The distances to the measured surfaces A to D of the object are continuously detected based on the ratio of I 2 .

【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】さらに、図15に示すように、三角測量法
を用いた従来の変位センサ4によれば、例えば作動距離
A ,LB ,Lc,LD が距離dを隔てて等間隔に設定
された場合、各々の作動距離にある被測定面A〜Dから
の反射光RLが光位置検出素子42 に入射する位置
A ,PB ,Pc,PD の間隔は等間隔ではなく、
1 ,d2 ,d3 (d1 <d2 <d3 )のように、被測
定面が変位センサ4に近づく程、その間隔が大きくな
る。このように作動距離LA 〜LD と反射光の入射位置
A 〜PD との関係がリニアに変化しない(非線形)で
あるので、光位置検出素子42 の出力電流I1 ,I2
作動距離LA 〜LD との関係も非線形になる。そのた
め、出力電流と作動距離との関係を線形にしようとすれ
ば、直線性補正回路が必要となり、それだけ回路構成が
複雑化する。
Further, as shown in FIG. 15, according to the conventional displacement sensor 4 using the triangulation method, for example, the working distances L A , L B , Lc and L D are set at equal intervals with a distance d. If it is, the distance between the position P a, P B, Pc, P D of the reflected light RL from the surface to be measured A~D in each working distance is incident on the light position detecting element 4 2 is not at equal intervals,
As in the case of d 1 , d 2 and d 3 (d 1 <d 2 <d 3 ), the closer the measured surface is to the displacement sensor 4, the larger the interval. Since the relationship between the working distance L A ~L D the incident position P A to P D of the reflected light is not changed linearly (linear), the output current I 1 of the light position detection element 4 2, I 2 And the working distances L A to L D are also non-linear. Therefore, if it is attempted to make the relationship between the output current and the working distance linear, a linearity correction circuit is required, and the circuit configuration becomes complicated accordingly.

【0008】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.

【0009】また、本発明の他の目的は、光電センサの
出力と作動距離との関係を、比較的簡単に任意に設定す
ることができる光電センサを提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a photoelectric sensor in which the relationship between the output of the photoelectric sensor and the working distance can be set arbitrarily and relatively easily.

【0010】[0010]

【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。すなわ
ち、本発明に係る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、同一半導体素子内で、かつ予め定められた複数
の作動距離付近にある各被測定面からの反射光が入射す
る位置に非等ピッチで並設したフォトダイオードアレー
とを備え、前記フォトダイオードアレーの各出力によっ
て前記各被測定面を有する対象物を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. That is, the triangulation type photoelectric sensor according to the present invention includes a light projector that irradiates an object with light, and a photodiode having a plurality of light receiving surfaces that receive reflected light from the surface of the object to be measured. A photodiode array arranged in parallel at non-equidistant positions in the same semiconductor element at positions where reflected light from each surface to be measured located in the vicinity of a plurality of predetermined working distances is incident, The object having each of the surfaces to be measured is detected by each output of.

【0011】[0011]

【作用】本発明の作用は次のとおりである。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。したがって、フォトダ
イオードアレーの出力を識別することにより、その対象
物の被測定面がいずれのフォトダイオードの作動距離に
あるかを検出することができる。
The operation of the present invention is as follows. When light is emitted from the light projector toward the object, the position where the reflected light is incident on the photodiode array changes according to the distance from the sensor to the surface to be measured of the object. 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. Therefore, by identifying the output of the photodiode array, it is possible to detect which photodiode the working distance of the measured surface of the object is.

【0012】また、各フォトダイオードは、同一半導体
素子内で、かつ予め定められた複数の作動距離付近にあ
る各被測定面からの反射光が入射する位置に非等ピッチ
で並設されるので、等間隔に設定された作動距離に対応
して各フォトダイオードを非等ピッチに並設すれば、フ
ォトダイオードアレーの各出力と作動距離との関係は線
形になり、また、非等間隔に設定された作動距離に対応
して各フォトダイオードを非等ピッチに並設すれば、フ
ォトダイオードアレーの各出力と作動距離との関係は非
線形になる。
Further, since the respective photodiodes are arranged in parallel in the same semiconductor element at positions where reflected light from the respective measured surfaces located in the vicinity of a plurality of predetermined working distances are incident, with an unequal pitch. , If the photodiodes are arranged side by side at non-equidistant pitches corresponding to the working distances set at equal intervals, the relationship between each output of the photodiode array and the working distance will be linear, and set at non-equidistant intervals. If the photodiodes are arranged in parallel at non-equidistant pitches corresponding to the determined working distance, the relationship between each output of the photodiode array and the working distance becomes non-linear.

【0013】[0013]

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。 <第1実施例>図1は、本発明の一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。本実施例に
係る光電センサは、その出力と設定された作動距離との
関係が線形になるように構成されている。
Embodiments 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 triangular distance measuring photoelectric sensor according to an embodiment of the present invention. The photoelectric sensor according to the present embodiment is configured such that the relationship between its output and the set working distance is linear.

【0014】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 that focuses 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.

【0015】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、矩形
状の受光面181 〜184 をもつ4つのフォトダイオー
ド191 〜194 が非等ピッチで並設されている。各フ
ォトダイオード191 〜19 4 は、距離dごとの等間隔
に設定された作動距離LA ,LB ,LC ,LD の付近に
ある各被測定面A,B,C,Dでそれぞれ反射された反
射光(散乱光)RLが素子面に入射する位置PA
B ,PC ,PD にそれぞれ配置されており、各被測定
面A〜Dを離散的に検出するように構成されている。な
お、図中の符号20は、各フォトダイオード191 〜1
4 の信号取り出し用電極である。
The photodiode array 14 is shown in FIG.
As shown in FIG.
Light receiving surface 181~ 18FourFour photodioes with
Do 191~ 19FourAre arranged side by side with unequal pitch. Each
Photodiode 191~ 19 FourIs an equal interval for each distance d
Working distance L set toA, LB, LC, LDNear
Anti-reflection reflected on each measured surface A, B, C, D
Position P where incident light (scattered light) RL is incident on the element surfaceA
PB, PC, PDAre placed in the respective
It is configured to detect the surfaces A to D in a discrete manner. Na
The reference numeral 20 in the figure indicates each photodiode 191~ 1
9FourThis is an electrode for extracting the signal.

【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、例
えば、10個の作動距離を得ようとすれば、10個のフ
ォトダイオードを並設すればよい。また、各フォトダイ
オード191 〜194 の間隔は、各作動距離の間隔に応
じて適宜に設定される。
The number of photodiodes constituting the photodiode array 14 is arbitrarily set according to the number of working distances that the photoelectric sensor 10 is to detect. For example, to obtain 10 working distances. If so, ten photodiodes may be arranged in parallel. In addition, the intervals between the photodiodes 19 1 to 19 4 are set appropriately according to the intervals of the working distances.

【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
信号を矩形状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、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 a comparator 21 1 for shaping the output signals of the amplifiers 20 1 to 20 4 into rectangular pulse signals.
It consists of ~ 21 4 . In this embodiment, the waveform shaping circuit 15 is composed of individual components, but these components are not shown in FIG.
Alternatively, the photodiode array 14 and the waveform shaping circuit 15 may be integrally formed on the semiconductor element 17 shown in FIG.

【0018】次に、上述した三角測距式光電センサの動
作を図4〜図7を参照して説明する。いま、高さの異な
る被測定面A〜Dを有する対象物Tを、実施例に係る光
電センサ10で検出するとする。図4(a)に示すよう
に、対象物Tの被測定面Aが光電センサ10の略直下に
来ると、図4(b)に示すように、被測定面Aからの反
射光(散乱光)RL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 に入射する。
その結果、波形整形回路15の出力端子OUT1 から、
図3に示すような、検出信号SA が出力される。
Next, the operation of the above-described triangulation type photoelectric sensor will be described with reference to FIGS. Now, it is assumed that the object T having the measured surfaces A to D having different heights is detected by the photoelectric sensor 10 according to the embodiment. As shown in FIG. 4A, when the measured surface A of the object T comes directly under the photoelectric sensor 10, as shown in FIG. 4B, the reflected light from the measured surface A (scattered light). ) RL is focused by the light receiving lens 13 and is incident on the light receiving surface 18 1 of the photodiode array 14.
As a result, from the output terminal OUT 1 of the waveform shaping circuit 15,
The detection signal S A as shown in FIG. 3 is output.

【0019】続いて、図5に示すように、被測定面Cが
光電センサ10の直下に来ると、反射光RLがフォトダ
イオードアレイ14の受光面183 に入射し、出力端子
OUT3 から検出信号SC が出力される。以下、同様
に、図6に示すように、被測定面Dが検出されると、出
力端子OUT4 から検出信号SD が出力される。また、
図7に示すように、被測定面Bが検出されると、出力端
子OUT2 から検出信号SB が出力される。
Subsequently, as shown in FIG. 5, when the surface C to be measured comes directly under the photoelectric sensor 10, the reflected light RL enters the light receiving surface 18 3 of the photodiode array 14 and is detected from the output terminal OUT 3. The signal S C is output. Similarly, as shown in FIG. 6, when the surface D to be measured is detected, the detection signal S D is output from the output terminal OUT 4 . Also,
As shown in FIG. 7, when the surface B to be measured is detected, the detection signal S B is output from the output terminal OUT 2 .

【0020】以上のように本実施例によれば、等間隔に
設定された作動距離LA 〜LD に属する各被測定面A〜
Dが検出されるごとに、検出信号SA 〜SD が出力され
るので、検出信号と作動距離との関係が線形である光電
センサが得られる。
As described above, according to this embodiment, the measured surfaces A to A belonging to the working distances L A to L D set at equal intervals.
Since the detection signals S A to S D are output every time D is detected, a photoelectric sensor having a linear relationship between the detection signal and the working distance can be obtained.

【0021】<第2実施例>第1実施例の光電センサ1
0は、設定された各作動距離LA 〜LD について、各々
固有の検出幅ΔSを備えている。光電センサ10は、被
測定面が作動距離L±ΔS/2の範囲内にあるとき、作
動する。この検出幅ΔSはフォトダイオードアレイ14
の受光面181 〜184 の幅W(図2参照)に関連す
る。第1実施例では、各受光面181 〜184 の幅Wを
一定値に設定した関係で、各作動距離LA 〜LD におけ
る検出幅ΔSA ,ΔSB ,ΔSC ,ΔSD は、図1に示
すように、光電センサ10に近づく程、狭くなる。
<Second Embodiment> The photoelectric sensor 1 according to the first embodiment.
0 has a unique detection width ΔS for each set working distance L A to L D. The photoelectric sensor 10 operates when the surface to be measured is within the range of the working distance L ± ΔS / 2. This detection width ΔS is determined by the photodiode array 14
Is related to the width W (see FIG. 2) of the light receiving surfaces 18 1 to 18 4 . In the first embodiment, the detection widths ΔS A , ΔS B , ΔS C , and ΔS D at the respective working distances L A to L D are as follows because the width W of each light receiving surface 18 1 to 18 4 is set to a constant value. As shown in FIG. 1, the width becomes narrower as it gets closer to the photoelectric sensor 10.

【0022】これに対し、第2実施例に係る光電センサ
は、各作動距離について一定の検出幅をもつように構成
している。図8にフォトダイオードアレイの構成を、図
9に第2実施例に係る光電センサの概略構成をそれぞれ
示す。なお、図8,図9において、図1,図2中の符号
と同一の符号で示した部分は、第1実施例と同様の構成
であるので、ここでの説明は省略する。
On the other hand, the photoelectric sensor according to the second embodiment is constructed so as to have a constant detection width for each working distance. FIG. 8 shows the structure of the photodiode array, and FIG. 9 shows the schematic structure of the photoelectric sensor according to the second embodiment. In FIGS. 8 and 9, the portions denoted by the same reference numerals as those in FIGS. 1 and 2 have the same configuration as that of the first embodiment, and therefore the description thereof is omitted here.

【0023】本実施例のフォトダイオードアレイ34
は、第1実施例と同様に、等間隔に設定された作動距離
A 〜LD の付近にある各被測定面A〜Dでそれぞれ反
射された反射光(散乱光)RLが素子面に入射する位置
A 〜PD に受光面381 〜384 が形成されたフォト
ダイオード391 〜394 が並設されており、各フォト
ダイオード391 〜394 によって各被測定面A〜Dを
離散的に検出するように構成されている。さらに、本実
施例では、各フォトダイオード391 〜394 の受光面
381 〜384 は、各作動距離LA 〜LD における各検
出幅ΔSが略一定になるように、各々の幅W1 〜W4
その順に広く形成されている(W1 <W2<W3
4 )。
The photodiode array 34 of this embodiment
As in the first embodiment, equally spaced set working distance L A ~L D reflected light reflected by the respective measurement surface A~D in the vicinity of the (scattered light) RL is the element surface photodiode 39 1-39 4 receiving surface 38 1-38 4 is formed at a position P a to P D which enters are arranged, each of the surface to be measured A~D by the photodiodes 39 1 to 39 4 Is discretely detected. Further, in this embodiment, the light-receiving surface 38 1-38 4 of each photodiode 39 1-39 4, as the detection width ΔS of each working distance L A ~L D is substantially constant, each of the width W 1 to W 4 are formed wider in that order (W 1 <W 2 <W 3 <
W 4 ).

【0024】検知幅ΔSは、各受光面381 〜384
幅W1 〜W4 を適宜に変えることによって、任意に設定
可能である。本実施例では、検知幅ΔSの設定変更を容
易に行なえるようにするために、フォトダイオードアレ
イ34を次のように構成している。図8(b)の素子断
面図を参照する。シリコン基板等の半導体素子35にフ
ォトダイオード391 〜394 を構成する不純物拡散層
361 〜364 を、受光面381 〜384 の各幅W1
4 よりも幅広に形成しておき、各不純物拡散層361
〜364 の一部表面をアルミニウムなどの遮光膜37で
覆って、所定の幅W1 〜W4 をもった受光面381 〜3
4 を形成している。このようにすれば、遮光膜37の
フォトマスクを変えることにより、検知幅ΔSを容易に
変更することができる。また、遮光膜37のフォトマス
クを変えることにより、各受光面381 〜384 の中心
位置をある程度ずらすこともでき、作動距離LA 〜LD
の変更にも容易に対応することができる。
The detection width ΔS can be arbitrarily set by appropriately changing the widths W 1 to W 4 of the light receiving surfaces 38 1 to 38 4 . In the present embodiment, the photodiode array 34 is configured as follows in order to easily change the setting of the detection width ΔS. Reference is made to the element cross-sectional view of FIG. The semiconductor element 35 such as a silicon substrate with an impurity diffusion layer 36 1-36 4 constituting the photodiode 39 1-39 4, the light receiving surface 38 1-38 widths W 1 ~ 4
It is formed wider than W 4 , and each impurity diffusion layer 36 1
To 36 4 of the part of the surface is covered with a light shielding film 37 such as aluminum, light-receiving surface 38 1-3 having a predetermined width W 1 to W-4
Forming 8 4 . By doing so, the detection width ΔS can be easily changed by changing the photomask of the light shielding film 37. Further, by changing the photo mask of the light-shielding film 37, can offset the center position of the light receiving surface 38 1-38 4 to some extent, the working distance L A ~L D
Can be easily accommodated.

【0025】<第3実施例>第1,第2実施例では、検
出信号と作動距離との関係が線形になる光電センサを例
に採ったが、本実施例では、検出信号と作動距離との関
係が意図された非線形になるように構成している。
<Third Embodiment> In the first and second embodiments, the photoelectric sensor in which the relationship between the detection signal and the working distance is linear is taken as an example, but in this embodiment, the detection signal and the working distance Is configured so that the relationship of is non-linear as intended.

【0026】図10を参照する。本実施例に係る光電セ
ンサ40は、各々の間隔d1 ,d2,d3 が異なるよう
に設定された作動距離LA 〜LD に属する各被測定面A
〜Dでそれぞれ反射された反射光RLが素子面に入射す
る位置PA 〜PD に、受光面481 〜484 が非等ピッ
チで並設されたフォトダイオードアレイ44を備えてい
る。本実施例では、受光面481 〜484 の幅を一定に
しているが、第2実施例と同様に幅を順に広くして、一
定の検知幅を得るように構成してもよい。
Referring to FIG. The photoelectric sensor 40 according to the present embodiment has each of the measured surfaces A belonging to the working distances L A to L D set so that the respective intervals d 1 , d 2 , and d 3 are different.
The photodiode arrays 44 in which the light receiving surfaces 48 1 to 48 4 are arranged in parallel at non-uniform pitches are provided at the positions P A to P D where the reflected lights RL respectively reflected by the light beams D to D enter the element surface. In the present embodiment, the widths of the light receiving surfaces 48 1 to 48 4 are made constant, but the widths may be gradually increased in the same manner as in the second embodiment to obtain a constant detection width.

【0027】作動距離Lとフォトダイオードアレイ44
への反射光の入射位置Pとの関係を図11に示す。この
図から理解されるように、各受光面481 〜484 の位
置を適宜に設定することにより、光電センサ40の検出
信号と作動距離Lとを所望の非線形の関係に設定するこ
とができる。
Working distance L and photodiode array 44
FIG. 11 shows the relationship with the incident position P of the reflected light on. As understood from this figure, by appropriately setting the positions of the respective light receiving surfaces 48 1 to 48 4 , the detection signal of the photoelectric sensor 40 and the working distance L can be set to a desired non-linear relationship. .

【0028】[0028]

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
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 present invention, 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, and the predetermined value is determined. Since it is designed to detect objects at different working distances, the size of the device is smaller than in the conventional example in which multiple reflective optical sensors were used to individually measure the measured surfaces with different heights. Turn into. Further, since only one light projector is used, there is no risk of malfunction due to light interference as in the conventional example.

【0029】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。
Since the output current of the photodiode array has a narrower dynamic range than that of the conventional optical position detecting element (PSD), signal processing can be performed easily and a photoelectric sensor of this type can be used. It can also be realized at low cost.

【0030】さらに、各フォトダイオードは、予め定め
られた複数の作動距離付近にある各被測定面からの反射
光が入射する位置に非等ピッチで並設されるので、等間
隔に設定された作動距離に対応して各フォトダイオード
を非等ピッチに並設すれば、フォトダイオードアレーの
各出力と作動距離とを線形関係にすることができ、ま
た、非等間隔に設定された作動距離に対応して各フォト
ダイオードを非等ピッチに並設すれば、フォトダイオー
ドアレーの各出力と作動距離とを所望の非線形関係にす
ることもできる。
Further, since the photodiodes are arranged in parallel at a position where the reflected light from each surface to be measured, which is located in the vicinity of a plurality of predetermined working distances, is incident at an unequal pitch, the photodiodes are set at equal intervals. By arranging the photodiodes in parallel at non-equidistant pitches corresponding to the working distance, each output of the photodiode array and the working distance can be made to have a linear relationship, and the working distances set at non-equidistant intervals can be set. Correspondingly, by arranging the photodiodes in parallel at non-equidistant pitches, the outputs of the photodiode array and the working distance can be made to have a desired non-linear relationship.

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

【図1】第1実施例に係る三角測距式光電センサの概略
構成を示した図である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a triangular distance measuring photoelectric sensor according to a first 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】動作説明図である。FIG. 4 is an operation explanatory diagram.

【図5】動作説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory diagram.

【図6】動作説明図である。FIG. 6 is an operation explanatory diagram.

【図7】動作説明図である。FIG. 7 is an operation explanatory diagram.

【図8】第2実施例に係るフォトダイオードアレイの構
成図である。
FIG. 8 is a configuration diagram of a photodiode array according to a second embodiment.

【図9】第2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. 9 is a diagram showing a schematic configuration of a triangular distance measuring photoelectric sensor according to a second embodiment.

【図10】第3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. 10 is a diagram showing a schematic configuration of a triangular distance measuring photoelectric sensor according to a third embodiment.

【図11】作動距離と反射光の入射位置との関係を示す
図である。
FIG. 11 is a diagram showing a relationship between a working distance and an incident position of reflected light.

【図12】従来の測定例の説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram of a conventional measurement example.

【図13】反射式光学センサを用いた測定例を示す図で
ある。
FIG. 13 is a diagram showing a measurement example using a reflective optical sensor.

【図14】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. 14 is a diagram showing a measurement example by a displacement sensor using an optical position detecting element.

【図15】従来の変位センサの問題点の説明に供する図
である。
FIG. 15 is a diagram for explaining a problem of a conventional displacement sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10,30,40…光電センサ 11…投光器 14,34,44…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 、381 〜384 、481 〜484 …受
光面 191 〜194 、391 〜394 …フォトダイオード 201 〜204 …増幅器 211 〜214 …比較器
10, 30, 40 ... Photoelectric sensor 11 ... Projector 14, 34, 44 ... Photodiode array 15 ... Waveform shaping circuit 17 ... Semiconductor element 18 1 to 18 4 , 38 1 to 38 4 , 48 1 to 48 4 ... Light receiving surface 19 1-19 4 39 1-39 4 ... photodiode 20 1 to 20 4 ... amplifier 21 1 to 21 4 ... comparator

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 31/12 Z 7210−4M ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 31/12 Z 7210-4M

Claims (1)

【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
で、かつ予め定められた複数の作動距離付近にある各被
測定面からの反射光が入射する位置に非等ピッチで並設
したフォトダイオードアレーとを備え、 前記フォトダイオードアレーの各出力によって前記各被
測定面を有する対象物を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 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 provided in the same semiconductor element in advance. A plurality of photodiode arrays arranged in parallel at non-equidistant positions at which reflected light from each surface to be measured in the vicinity of a plurality of defined working distances are incident, and the respective surfaces to be measured by each output of the photodiode array. A triangulation type photoelectric sensor characterized in that it detects an object having.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002048533A (en) * 2000-08-04 2002-02-15 Nissan Motor Co Ltd Distance measuring device
JP2006505783A (en) * 2002-11-11 2006-02-16 キネティック リミテッド Proximity sensor
DE19964539B4 (en) * 1998-03-17 2012-10-04 Leuze Electronic Gmbh & Co. Kg Opto-electronic device for detecting objects

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