CN107014408A - 距离设定型光电传感器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种距离设定型光电传感器，其能够通过防止由返回量的增大导致的受光部的电路的饱和来回避误动作。受光部具有遮蔽壁(6)，其相对于受光元件(5)的N侧受光面，从与F侧受光面相反一端的端部起跨越一部分地相对配置，并遮蔽来自检测体(50)的反射光的一部分，该检测体(50)存在于将使该受光元件(5)上的受光量成为规定值以上的反射光反射的距离处。

Description

距离设定型光电传感器
技术领域
本发明涉及一种距离设定型光电传感器，该距离设定型光电传感器检测相比于设定距离在近处存在的检测体的有无。
背景技术
一直以来，已知有检测相比于设定距离在近处存在的检测体的有无的距离设定型光电传感器(BGS型光电传感器)(例如参照专利文献1)。在该距离设定型光电传感器中，将2段光电二极管设置于受光部。而且，使用三角测距的原理，利用由检测体的距离导致在2段光电二极管的受光位置不同这一点，检测相比于设定距离在近处存在的检测体。例如，在检测体存在于设定距离的情况下，利用来自该检测体的反射光，在2段光电二极管的N(Near)侧受光面和F(Far)侧受光面接收相等的光量。另一方面，在检测体相比于设定距离靠近距离设定型光电传感器的情况下，利用来自该检测体的反射光，在N侧受光面接收到更多的光量。相反地，在检测体相比于设定距离远离距离设定型光电传感器的情况下，利用来自该检测体的反射光，在F侧受光面接收更多的光量。而且，在距离设定型光电传感器中，通过检测N侧的受光量和F侧的受光量之差，并与阈值进行比较，来检测出相比于设定距离在近处存在的检测体。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2010-256182号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，采用现有的距离设定型光电传感器的话，在检测体存在于近处的情况下，返回光量增多，受光部处的受光量增多。另一方面，在受光部存在着动态范围，在接收到超过该动态范围的光量的情况下，受光部的电路就会饱和。而且，在该受光部的电路饱和的情况下，存在着以下问题：不能够正确地检测在N侧受光面的受光量与在F侧受光面的受光量之差，并引起误动作。
另一方面，针对由返回光量的增大所导致的受光部电路的饱和，具有使用根据受光量自动地调整投光量的APC电路，或是增大受光部的动态范围等对策。然而，在使用APC电路的对策中，存在着电路变复杂、成本变高的问题。另外，在增大动态范围的对策中，需要将受光部的电路高压化或者做成低灵敏度来扩展动态范围。其结果，存在着检测距离变短，另外，电路变复杂的问题。
本发明正是为了解决上述那样的问题而完成的，其目的在于提供一种能够通过防止由于返回光量的增大而导致的受光部电路的饱和来回避误动作的距离设定型光电传感器。
解决问题的技术手段
本发明所涉及的距离设定型光电传感器包括：投光部，其投射光；以及受光部，其具有从N侧受光面到F侧受光面为止延伸配置的受光元件，并接收针对由投光部投射的光的反射光，该距离设定型光电传感器根据受光部的受光结果，检测相比于设定距离在近处存在的检测体的有无，在该距离设定型光电传感器中，受光部具有遮蔽壁，其相对于受光元件的N侧受光面，且从与F侧受光面相反一侧的端部起跨越一部分地相对配置，遮蔽来自检测体的反射光的一部分，该检测体存在于将使该受光元件的受光量成为规定值以上的反射光反射的距离处。
发明的效果
根据本发明，由于以上述的方式构成，因此能够通过防止由于返回光量的增大而导致的受光部电路的饱和来回避误动作。
附图说明
图1为表示本发明的实施方式1所涉及的距离设定型光电传感器的构成例的图。
图2为表示本发明的实施方式1中的遮蔽壁的配置例的立体图。
图3为表示在现有构成中的由于检测体的位置而导致的受光量的变化的图，(a)为到检测体的距离为20mm左右的情况，(b)为到检测体的距离为80mm左右的情况，(c)为到检测体的距离为450mm左右的情况。
图4为表示本发明的实施方式1所涉及的距离设定型光电传感器中的由于检测体的位置而导致的受光量的变化的图，(a)为到检测体的距离为20mm左右的情况，(b)为到检测体的距离为80mm左右的情况，(c)为到检测体的距离为450mm左右的情况。
图5为表示本发明的实施方式1所涉及的距离设定型光电传感器的效果的图。
图6为表示本发明的实施方式1所涉及的距离设定型光电传感器的遮蔽壁的另一构成例的图，(a)为到检测体的距离为20mm左右的情况，(b)为到检测体的距离为80mm左右的情况，(c)为到检测体的距离为450mm左右的情况。
图7为表示本发明的实施方式1所涉及的距离设定型光电传感器的衍生效果的图，(a)为表示现有构成的受光元件上的光斑直径的图，(b)为表示本发明的构成的受光元件上的光斑直径的图(到检测体的距离为80mm左右的情况)。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式进行详细地说明。
实施方式1
图1为表示本发明的实施方式1所涉及的距离设定型光电传感器的构成例的图。
距离设定型光电传感器包括：投光部，其投射光；以及受光部，其具有从N侧受光面到F侧受光面为止延伸配置的受光元件5，且接收针对由投光部投射的光的反射光，距离设定型光电传感器根据受光部的受光结果，检测相比于设定距离在近处存在的检测体50的有无。
如图1所示，光电传感器包括驱动电路1、投光元件2、投光光学系统3、受光光学系统4、受光元件5、遮蔽壁6、运算电路7、放大电路8、比较判定电路9、输出电路10、显示电路11以及控制电路12。
另外，在图1所示的构成中，驱动电路1、投光元件2以及投光光学系统3构成投光部，受光光学系统4、受光元件5、遮蔽壁6、运算电路7以及放大电路8构成受光部。
驱动电路1生成向投光元件2的电流。
投光元件2通过由驱动电路1生成的电流驱动而发光。作为该投光元件2，例如使用LED。
投光光学系统3汇聚由投光元件2发出的光。由该投光光学系统3汇聚后的光投射到检测区域。而且，在检测体50存在于检测区域的情况下，上述光被该检测体50反射。
受光光学系统4汇聚由存在于检测区域的检测体50反射的光。
受光元件5从受光部的N侧受光面到F侧受光面为止延伸配置，将由受光光学系统4汇聚后的光转换为电信号(电流)。作为该受光元件5，使用2段光电二极管、多段光电二极管、PSD(位置检测元件)或一维CCD中的任一种。通过该受光元件5，能够检测在N侧受光面上的受光量和在F侧受光面上的受光量。
如图2所示，遮蔽壁6相对于受光元件5的N侧受光面，从与F侧受光面相反一侧的端部起跨越一部分地相对配置。此时，遮蔽壁6被配置于遮蔽来自检测体50的反射光的一部分的位置，该检测体50存在于反射使受光元件5上的受光量成为规定值以上的反射光的距离处。通过该遮蔽壁6，能够防止由于返回光量的增大而导致的在受光部上的受光量的增大，回避受光部电路的饱和。
运算电路7检测由受光元件5检测到的在N侧受光面上的受光量(电流)和在F侧受光面上的受光量(电流)之差。
放大电路8将运算电路7处理后的电流转换为电压并以规定的放大率放大。通过该放大电路8放大了的电压相当于受光信号。
比较判定电路9将通过放大电路8放大了的电压与判定阈值进行比较，检测在检测区域的物体的有无。此时，比较判定电路9在通过放大电路8放大了的电压大于判定阈值的情况下判定为在检测区域没有物体，在通过放大电路8放大了的电压为判定阈值以下的情况下判定为在检测区域有物体。作为该比较判定电路9，使用可逆计数器等。
输出电路10输出表示比较判定电路9的判定结果的信息。此时，输出电路10以表示上述判定结果的信息为基础使输出晶体管工作。
显示电路11将表示比较判定电路9的判定结果的信息通过显示灯等显示。
控制电路12控制光电传感器的各部的动作。
然后，对以上述的方式构成的距离设定型光电传感器的效果进行说明。
首先，参照图3，对在现有构成的情况下的由于检测体50的位置而导致的受光量的变化进行说明。另外在图3中，仅图示了距离设定型光电传感器中的投光元件2、投光光学系统3、受光光学系统4以及受光元件5。
图3的(a)显示了检测体50的位置到距离设定型光电传感器非常近的情况(到距离设定型光电传感器20mm左右的情况)。该情况下，返回光量多，但由于反射光从斜向反射到受光侧，来自检测体50的反射光的大部分从受光元件5偏离，受光元件5上的受光量变小。即，由于受光元件5的尺寸有限且小，若检测体50的位置非常近的话反射光就会从受光面偏离。
另一方面，图3的(b)显示了检测体50的位置到距离设定型光电传感器较近的情况(到距离设定型光电传感器80mm左右的情况)。该情况下，返回光量多，受光元件5上的受光量成为最多。若如此返回光量增大且受光元件5上的受光量增大的话，则电路会饱和，引起误动作。
另一方面，图3的(c)显示了检测体50的位置到距离设定型光电传感器较远的情况(到距离设定型光电传感器450mm左右的情况)。该情况下，反射光大致成为平行光，返回光量少，受光元件5上的受光量也变小。
然后，参照图4、5，对在本发明的构成的情况下的由于检测体50的位置而导致受光量的变化进行说明。另外在图4中，仅图示了距离设定型光电传感器中的投光元件2、投光光学系统3、受光光学系统4、受光元件5以及遮蔽壁6。
如图4所示，在本发明中，设有遮蔽壁6，其相对于受光元件5的N侧受光面，从与F侧受光面相反一侧的端部起跨越一部分地相对配置，并遮蔽来自检测体50的反射光的一部分，该检测体50存在于将使受光元件5上的受光量成为规定值以上的反射光反射的距离处。如图4的(b)所示，通过该遮蔽壁6，遮蔽在检测体50靠近距离设定型光电传感器的情况下(到距离设定型光电传感器80mm左右的情况下)的反射光的一部分，使返回光量降低。其结果，能够使受光元件5上的受光量降低。在图5所示的例子中，通过设置遮蔽壁6，能够使受光量减少约50％。另外在图5中，虚线表示没有设置遮蔽壁6的情况(现有构成)，实线表示设有遮蔽壁6的情况(本发明的构成)。
另外，如图4的(a)、(c)所示，遮蔽壁6不遮蔽在检测体50非常靠近以及远离距离设定型光电传感器的情况下(到距离设定型光电传感器20mm左右以及450mm左右的情况下)的反射光。在图5所示的例子中可知，在用一点划线围住的区域不受遮蔽壁6的影响。
如此，通过本发明，能够仅对返回光量增大的检测体50的位置进行遮蔽来降低受光量，能够回避受光元件5的饱和。
另外实际上，设置如图4所示的非常薄的构件作为遮蔽壁6是困难的。在此，例如图6所示那样，也可以设置将遮蔽反射光的端边构成为锐角形状的遮蔽壁6。该遮蔽壁6的端边被构成为：一边的面61为不遮蔽从相比于反射使受光量成为规定值以上的反射光的距离而存在于近处的检测体50入射到受光元件5的反射光的角度，另一边的面62为不遮蔽从相比于该距离存在于远处的检测体50入射到受光元件5的反射光的角度。即，在图6的(a)的例子中，端边的一边的面61构成了不遮蔽从检测体50入射到受光元件5的反射光的角度，该检测体50位于到距离设定型光电传感器20mm左右处。另外，在图6的(c)例子中，端边的另一边的面62构成了不遮蔽从检测体50入射到受光元件5的反射光的角度，该检测体50位于到距离设定型光电传感器450mm左右处。
如以上那样，根据本实施方式1，在受光部设有遮蔽壁6，其相对于受光元件5的N侧受光面，从与F侧受光面相反一侧的端部起跨越一部分地相对配置，并且遮蔽来自检测体50的反射光的一部分，该检测体50存在于将使该受光元件5上的受光量成为规定值以上的反射光反射的距离处，因此能够通过防止由返回光量的增大而导致的受光部的电路的饱和来回避误动作。另外，能够不使用现有那样的APC电路以及具有高动态范围的受光部地、通过简单的构造构件抑制返回光量的增大。
另外，如图7的(a)所示，在现有构成中，在来自返回光量增大的距离处的反射光中，在焦距的关系上，像会模糊，受光元件5的受光面上的光斑直径会变大。针对于此，如图7的(b)所示，通过如本发明那样设置遮蔽壁6，对于来自返回光量增大的距离处的反射光，也能够减小模糊的量，减小受光元件5的受光面上的光斑直径。由此提高受光量的检测精度。
另外，本申请发明在该发明的范围内，能够进行实施方式的任意的构成要素的变形，或实施方式的任意的构成要素的省略。
符号说明
1 驱动电路
2 投光元件
3 投光光学系统
4 受光光学系统
5 受光元件
6 遮蔽壁
7 运算电路
8 放大电路
9 比较判定电路
10 输出电路
11 显示电路
12 控制电路
50 检测体
61，62 面。

Claims (3)

1.一种距离设定型光电传感器，其包括：
投光部，其投射光；以及受光部，其具有从N侧受光面到F侧受光面为止延伸配置的受光元件，并接收针对由所述投光部投射的光的反射光，所述距离设定型光电传感器根据所述受光部的受光结果，检测相比于设定距离存在于近处的检测体的有无，所述距离设定型光电传感器的特征在于，
所述受光部具有遮蔽壁，该遮蔽壁相对于所述受光元件的所述N侧受光面，从与所述F侧受光面相反一侧的端部起跨越一部分地相对配置，并遮蔽来自所述检测体的反射光的一部分，所述检测体存在于将使该受光元件上的受光量成为规定值以上的反射光反射的距离处。
2.如权利要求1所述的距离设定型光电传感器，其特征在于，
所述遮蔽壁的遮蔽反射光的端边被构成为锐角形状，所述锐角形状的一边的面为不遮蔽从相比于所述距离存在于近处的所述检测体入射到所述受光元件的反射光的角度，所述锐角形状的另一边的面为不遮蔽从相比于该距离存在于远处的所述检测体入射到所述受光元件的反射光的角度。
3.如权利要求1或2所述的距离设定型光电传感器，其特征在于，
所述受光元件为2段光电二极管、多段光电二极管、位置检测元件或一维CCD中的任一种。
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