DE3004691C2

DE3004691C2 - Photoelektrische Schaltvorrichtung des Reflexionstyps

Info

Publication number: DE3004691C2
Application number: DE3004691A
Authority: DE
Inventors: Toshifumi Kyoto Fukuyama; Hideaki Muko Kyoto Hattan
Original assignee: Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1979-02-13
Filing date: 1980-02-08
Publication date: 1986-05-07
Also published as: DE3004691A1; JPS5729805B2; JPS55108130A; US4306147A

Description

Die Erfindung betrifft eine photoelektrische Schaltvorrichtung des Reflexionstyps, mit einem Gehäuse mit einem lichtdurchlässigen Frontfenster, einer Lichtprojektionsvorrichtung zum Ausstrahlen eines Sendelichtbündels und einer neben der Lichtprojektionsvorrichtung angeordneten Lichtempfängervorrichtung für ein Empfangslichtbündel, bei der sich die Keulen des Sendelichtbündels und des Empfangslichtbündels kreuzen und so eine Nachweiszone für einen ein Reflexionslichtbündel als Empfangslichtbündel erzeugenden reflektierenden Gegenstand festlegen.

Bei einer bekannten Vorrichtung der eingangs genannten Art (DE-OS 24 56 248) sind Lichtprojektionsvorrichtung und Lichtempfängervorrichtung in dem gemeinsamen Gehäuse fest angeordnet, wobei die Keulen für das Sendelichtbündel und das Empfangslichtbündel durch eine mit dem Frontfenster integrierte unveränderbare Optik bestimmt werden. Die aus der Lage von Lichtprojektionsvorrichtung und Lichtempfängervorrichtung sowie aus der Optik sich ergebende Nachweiszone für den Gegenstand liegt daher in bezug auf die Vorrichtung fest.

Bei einer weiteren bekannten Vorrichtung (DE-OS 11 413) sind Lichtprojektionsvorrichtung und Lichtempfängervorrichtung in getrennten Gehäusen untergebracht, wobei eine Veränderung der Lage der Nachweiszone bezüglich der Vorrichtung durch symmetrisches Verschwenken von Lichtprojektionsvorrichtung und Lichtempfängervorrichtung bezüglich einer Achse erreicht wird.

Ferner ist im Zusammenhang mit der Auswahl eines bestimmten von einem Gegenstand zurückgeworfenen Strahls eine einstellbare Blende bekannt (CH-PS 5 36 790).

Aufgabe der Erfindung ist es demgegenüber, eine photoelektrische Schaltvorrichtung so zu gestalten, daß zur Anpassung an unterschiedliche äußere Gegebenheiten die Tiefe der Nachweiszone rasch von außen verstellt werden kann.

Diese Aufgabe wird bei einer photoelektrischen Schaltvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist das bewegliche Element eine auf dem Gewindeabschnitt der Welle sitzende Mutter.

Die Erfindung wird im folgenden in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Auf dieser ist

F i g. 1 eine schematische geschnittene Seitenansicht einer photoelektrischen Schaltvorrichtung des Reflexionstyps,

Fig.2 eine schematische perspektivische Ansicht eines Teils der Vorrichtung der F i g. 1 vor dem Zusammenbau,

F i g. 3 eine geschnittene Seitenansicht der Vorrichtung der F i g. 1 zur Veranschaulichung ihrer Arbeitsweise, und

Fig.4 eine Kurvendarstellung,"die die Beziehung zwischen dem Nachweisabstand zwischen Vorrichtung und Gegenstand und dem Wert des Ausgangssignals der Lichtempfängervorrichtung im Verhältnis zum Nachweisabstand für den Fall der Vorrichtung der Fig.3 zeigt.

Fig. 1 gibt eine photoelektrische Schaltvorrichtung des Reflexionstyps wieder, welche von einem lichtundurchlässigen Gehäuse 10 umgeben ist, das eine Frontöffnung aufweist, die mit einem lichtdurchlässigen Fensterelement 17 versehen ist, welches das Sende- und das Empfangsbündel durchläßt. In einem Hohlraum 11 des Gehäuses 10 sind eine mit einem Kabel verbundene Leiterplatte 12, eine Lichtprojektionsvorrichtung 14, eine Lichtempfängervorrichtung 16 und andere zugehörige Elemente angeordnet. Auf der Zeichnung zwar nicht gezeigt, sind auf der Leiterplatte 12 eine Lichtprojektionsschaltung, welche eine Oszillatorschaltung und eine Verstärkerschaltung umfaßt, eine Lichtempfängerschaltung, welche eine Nachweisschaitung und eine Verstärkerschaltung umfaßt, sowie ein Schaltglied angebracht. Ein ebenfalls auf der Leiterplatte 12 angebrachter veränderbarer Widerstand 23 läßt sich zur Einstellung der Empfindlichkeit der Schaltvorrichtung von außerhalb des Gehäuses 10 über einen in das Gehäuse 10 eingebauten drehbaren Knopf 24 einstellen. Die Lichtprojektionsvorrichtung 14 weist ein Lichtprojektionselement 13 und die Lichtempfängervorrichtung 16 ein Lichtempfängerelement 15 auf, die unter einem bestimmten Winnel befestigt sind. An der Innenwand des Fensterelements 17 ist eine halbzylindrische Konvexlinse 9 vorgesehen, die dazu dient, die projizierten und reflektierten Lichtbündel in horizontaler Richtung konvergent zu machen.

Im Hohlraum 11 des Gehäuses 10 ist, wie ebenfalls in F i g. 2 gezeigt, ein veränderbarer Blendenmechanismus 7 angeordnet, der aus zwei Blenden 74 und 75 sowie einer mit den Blenden verbundenen Justiervorrichtung besteht. Die Justiervorrichtung enthält eine drehbare Welle 71, die sich durch das Gehäuse 10 erstreckt und

einen Gewindeabschnitt 71a aufweist, sowie eine bewegliche Mutter 73, die mit dem Gewindeabschnitt 71a zusammenwirkt An der Mutter 73 sind die Enden der Blenden 74 und 75 befestigt. Die Blenden 74 und 75 sind lichtundurchlässige biegsame Platten aus Blech, Kunststoff oder dergleichen und enthalten in ihrem Mittelteil eine Öffnung 74a bzw. 75a. Die Blenden 74 und 75 können transparente Filme sein, von denen jeder einen durch Maskendruck geschaffenen lichtdurchlässigen Bereich hat Die freien Enden der Blenden 74 und 75 erstrecken durch Schlitze 78 und 79, die in einer mit dem vorderen F.nde der Welle 71 verbundenen stationären Platte 72 ausgebildet sind. Die öffnungen 74a und 75a haben die Form eines Rechtecks, können aber wahlweise auch irgendeine andere geeignete, beispielsweise die eines Dreiecks, haben.

Nach dem Einsetzen der veränderbaren Blendenmechanismus 7 mit anderen zugehörigen Elementen einschließlich des Fensters 17 in das Gehäuse 10 durch Jessen vordere öffnung 10a hindurch, wie dies in F i g. 2 dargestellt ist, wird die Welle 71 du~ch stationäre Elemente 19 und 25 des Gehäuses 10 sowie die am Gehäuse 10 angebrachte stationäre Platte 72 drehbar gelagert und erstreckt sich durch eine öffnung 106 in der Rückwand des Gehäuses 10. Der herausragende Abschnitt der Welle 71 wird durch einen Knopf 8 befestigt Bei einer Drehung des Knopfes 8 von Hand bewegt sich die mit der Welle 71 zusammenwirkende bewegliche Mutter 73 vorwärts und rückwärts. Wenn sich die Mutter 73 nach vorne bewegt, gleiten die Vorderabschnitte der Blenden 74 und 75 zwischen der Linse 9 und der stationären Platte 72 nach oben bzw. nach unten. Wenn sich umgekehrt die Mutter 73 nach hinten bewegt, bewegen sich die Blenden 74 und 75 nach unten bzw. nach oben. ϊ >

Die öffnung 75a der Blende 75 und ein unterer Teil der Platte 72 schaffen einen lichtdurchlässigen Spalt 77, der eine Begrenzung für das Sendelichtbündel des Projektionselements 13 definiert Die Öffnung 74a und ein oberer Teil der Platte 72 schaffen einen lichtdurchlässigen Spalt 76, der eine Begrenzung für das auf das Lichtempfängerelement 15 einfallende Empfangs- bzw. Reflexionslichtbündel definiert. Wenn sich die Mutter 73 nach vorne bewegt, nimmt dementsprechend die (in F i g. 1 gezeigte) Maximalbreite 5 zwischen den Spalten 76 und 77 zu, was zu einer Erweiterung des Sendelicht- und des Empfangslichtbündels führt. Wenn sich umgekehrt die Mutter 73 nach hinten bewegt, nimmt die Breite 5 ab und dementsprechend werden die Lichtbündel verengt.

In Fig.3 ist eine Nachweiszone bzw. ein Nachweisfeld 63 (schraffiert dargestellt) gezeigt, in dem sich das durch den Spalt 77 verlaufende Sendelichtbündel 61 und das durch den Spalt 76 auf die Empfängervorrichtung 16 verlaufende Empfangslichtbündel 62 kreuzen. Die vertikale Form des Bündels 61 entspricht der vertikalen Länge des Spalts 77 und ebenso entspricht das vertikale Profil des Bündels 62 der vertikalen Länge des Spalts 76.

Wenn mit Bewegung der Blenden 74 und 75 die Breite 5 zwischen den Spalten. 7S und 77 von S\ nach S2 vermindert wird, liegt das Sendelichtbündel 61 in dem durch die Linien 61 6 und 61c und das Empfangsbündel 62 in dem durch die Linien 626 und 62c begrenzten Bereich vor, so daß das Nachweisfeld 63 einen (doppelt schraffiert dargestellten) kleineren Bereich 73a einnimmt

Entsprechend zur Vorrichtung der F i g. 3 zeigt F i g. 4 die Beziehung zwischen der Amplitude des Ausgangssignals der Lichtempfängervorrichtung 16 und dem Nachweisabstand L zwischen Vorrichtung 1 und dem vor der Vorrichtung 1 vorhandenen Gegenstands 51. Der Nachweisschwellenwert D der F i g. 4 wird vorher festgelegt und steuert das wirksame Nachweisfeld, in welchem die Vorrichtung 1 in der Lage ist den reflektierenden Gegenstand 51 tatsächlich nachzuweisen. Die Kurven Si und Sb entsprechen den Breiten Si und S2 zwischen den Spalten 76 und 77.

Wenn die Breite S nach S\ geändert wird, wird alles, was nicht im Feld 63 vorhanden ist, beispielsweise eine schwarze Wand 52, nicht durch die Vorrichtung 1 nachgewiesen. Dies gilt selbst dann, wenn der Gegenstand 51 und die Wand 52 den gleichen optischen Faktor haben. Mit einer Drehung des Knopfes 8 von Hand wird, wie gesagt die Breite S zwischen den Spalten 76 und 77 kontinuierlich verändert, so daß das Nachweisield 63, nämlich der längste Nachweisabstand zur Vorrichtung 1, kontinuierlich verändert wird. Das Nachweisfeld kann in einem gewissen Grad mit der durch den veränderbaren Widerstand 23 bestimmte Nachweisempfindlichkeit verändert werden. Wie in Fig.4 gezeigt, ändert sich beispielsweise durch Absenken der Empfindlichkeit von Kurve Si nach Kurve R der maximale Nachweisabstand von Lw nach U₂-Jedoch wird die Empfindlichkeitskurve R nahe dem Abstand Ln flach bzw. stumpfwinklig, was für die Empfindlichkeit der Vorrichtung ungünstig ist.

Mit vorliegender Ausführungsform läßt sich das Nachweisfeld durch eine einfache Betätigung des Knopfes 8 leicht und kontinuierlich verändern, ohne die scharfe Empfindlichkeit der Vorrichtung zu beeinträchtigen. Die Veränderung des Nachweisfeldes erfordert keinen besonderen Vorgang, so daß die Vorrichtung ohne weiteres den verschiedensten Anwendungen angepaßt werden kann. Der untere und der obere Abschnitt der stationären Platte 72 bestimmen die Begrenzungslinien 61 6 und 626. Der untere und der obere Abschnitt, die den Öffnungen 75a und 74a der Blenden entsprechen, können jedoch ausgeschnitten sein, so daß sie lichtdurchlässig sind, womit die Begrenzungslinien 616 und 626 den optischen Sehwinkeln der Vorrichtungen 14 und 16 unterworfen sind.

Die drehbare Welle kann vertikal angeordnet sein und einen Zahnradteil aufweisen, der die Drehbewegung der Welle in eine geradlinige Bewegung der Blenden umwandelt.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Photoelektrische Schaltvorrichtung des Reflexionstyps, mit einem Gehäuse mit einem lichtdurchlässigen Frontfenster, einer lichtprojektionsvor- j richtung zum Ausstrahlen eines Sendelichtbündels und einer neben der Lichtprojektionsvorrichtung angeordneten Lichtempfängervorrichtung für ein Empfangsliqhtbündel, bei der sich die Keulen des Sendelichtbündels und des Empfangslichtbündels kreuzen und so eine Nachweiszone für einen ein Reflexionslichtbündel als Empfangslichtbündel erzeugenden reflektierenden Gegenstand festlegen, dadurch gekennzeichnet, daß ein das Sende- (61) und das Empfangslichtbündel (62) bestimmender Blendenmechanismus zwischen Frontfenster (17) und Lichtprojektionsvorrichtung (14) sowie Lichtempfängervorrichtung (16) vorgesehen ist, welcher eine das Sendelichtbündel und das Reflexionslichtbündel begrenzende feststehende Platte (72) und zwei je einen Lichtdurchtrittsbereich (74a, 75a) enthaltende biegsame Platten, deren eine dem Sendelichtbündel und deren andere dem Reflexionslichtbündel zugeordnet ist, aufweist, welche mit einem beweglichen Element verbunden sind, das mit einem Gewindeabschnitt (7ia) einer durch das Gehäuse (10) nach außen geführten drehbaren Welle (71) derart zusammenwirkt, daß bei Drehung der Welle die biegsamen Platten unter Veränderung des entsprechenden Lichtdurchtrittsbereich gegenüber der feststehenden Platte verschoben werden.

2. Photoelektrische Schaltvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Element eine auf dem Gewindeabschnitt (7ia) der Welle (71) sitzende Mutter (73) ist.