JPH02196916A - 光電スイッチ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野Ｊ 本発明は、投光手段から検知エリアに投光される光ビー
ムの被検知物体による反射光を受光手段にて受光し、受
光手段出力に基いて検知エリア内の被検知物体の有無を
検知するようにした光電スイッチに関するものである。

［従来の技術１ 従来、この種の光電スイッチとして、投光手段から検知
エリアに投光した光の被検知物体による反射光を受光手
段にて受光し、被検知物体からの反射光量の大小によっ
て被検知物体の有無を判定するようにしたものがあり、
このような光電スイッチにあっては、被検知物体の後方
に高反射率の物体がある場合や被検知物体の反射率が異
なる場合などにおいて測距誤差が生じて誤動作が発生（
検知距離が変化）するという問題があった。そこで、こ
のような誤動作を防止するようにした光電スイッチとし
て三角測量方式のものがある。すなわち、この三角測量
方式による光電スイッチは、第２図に示すように、被検
知物体Ｘに対して光ビームを検知エリアに投光する発光
素子（半導体レーザ、ＬＥＤなと）１２および投光用光
学系１３よりなる投光手段１と、投光手段１の側方に所
定圧ＭＢしをもって配設され被検知物体Ｘによる光ビー
ムの反射光を集光する受光手段２と、受光手段２の集光
面に配設され被検知物体Ｘまでの距ＩＲＲ２，Ｒ，に応
じて集光面内で移動する光スポットＳの位置Ｘ　１　＋
　Ｘ　２１　Ｘ　３に対応した一対の相反した位置信号
ＩＡ、Ｉａを出力する位置検出手段３とで形成されてい
る。ここに、位置検出手段３は、例えば半導体装置検出
素子（以下ＰＳＤと称する）にて形成され、このＰＳＤ
は、第３図および第４図に示すようにｐｉｎｌｌｌ造の
フォトダイオードであって、検出面に光スポットＳが照
射されると、高抵抗ｐ層が光スポットＳと両端電極Ｔ、
、Ｔ２までの距離に逆比例して起電力が分割され、各電
極Ｔ、、Ｔ２から相反した出力電流Ｉａ、Ｉｓが出力さ
れる２、ここに、光スポットＳの位１１ｘｉはＰＳＤの
長さをＬとすると、 であり、Ｉ　Ａ、−１，の比率を演算することにより、
受光量に関係なく光スポットＳの位置を検出することが
できる０図中、Ｚｓは電極Ｔ、、Ｔ２間抵抗、Ｚ＋、Ｚ
ｘは光スポットＳと電極Ｔ、、Ｔ、との間の抵抗、■は
全電流、ＺＬは負荷抵抗である。

また、被検知物体Ｘまでの距１１１ｉＲｉは、Ｒｉ＝Ｂ
Ｌ−Ｆ／ｘｉ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（
２）但し、ＢＬ：基線長、 Ｆ：受光レンズとＰＳＤ間の距離 となり、上記（１）（２）式から、 したがって、ＰＳＤの出力電流（位置信号）の比Ｉ　Ａ
／　Ｉ　、を距離信号として用いることができる。

第５図は従来例の光電スイッチの概略構成を示すもので
、投光タイミングを設定するクロックパルスを発生する
発振回路１０、投光用発光素子１２を駆動するドライブ
回路１１および凸レンズよりなる投光用光学系１３にて
形成されており、発光素子１２から発せられる光を投光
用光学手段１３にて光ビームに成形して検知エリアに投
光するようになっている。

この投光手段１から所定圧ＭＢＬをもって側方に配設さ
れ被検知物体Ｘによる光ビームの反射光子集光する受光
手段２は凸レンズにて形成されている。この受光手段２
の集光面に配設され光スポットＳの位置（距離Ｒｉに対
応してＭ方向に移動する）に対応した位置信号１．、Ｉ
−を出力する位置検出手段３は、前述のようにＰＳＤに
て形成されており、この位置信号は相反した信号となっ
ている。

一方、被検知物体Ｘが検知エリア内に存在するかどうか
を判定する判定手段は、位置検出手段３から構成される
装置信号１．．１．をそれぞれ増幅して電圧信号Ｖａ、
Ｖｌに変換するＩ／Ｖ変換回路２１ａ、２１ｂと、Ｉ／
Ｖ変換回路２１ｍ、２１ｂ出力を対数増幅する対数増幅
回路２２ａ、２２ｂと、対数増幅回路２２ａ、２２ｂ出
力１ｎＶ　Ａ　、１ｎＶ　ａの差を演算して距離信号Ｉ
ｎ（ＶＡ／　Ｖａ）を出力する減算回路２３と、減算回
路２３から出力される距離信号Ｉｎ　（ＶＡ　／ＶＢ）
と距離設定用ボリュームＶＲにて設定される基準電圧Ｖ
ｓとを比較して、距離信号ｉｎ　（Ｖ　Ａ／　Ｖ　ａ　
）　　が基準電圧Ｖｓ以下のとき（被検知物体Ｘが検知
エリア内に存在するとき）に出力が′Ｈ“レベルとなる
電圧コンパレータよりなる比較回路２４と、比較回路２
４出力を発振回路１０出力に基いてチエツク（クロック
パルスに同期してレベルを判定）することにより誤動作
を防止する論理処理回路２５とで形成されており、上記
論理処理回路２５から物体検知信号が出力されたとき、
出力回路２６が駆動されるようになっている。

ところで、この種の充電スイッチは、第６図に示すよう
に、上記各手段を形成するケース３０の前面開口に、光
学系を一体化した光学ブロック３１を取着して形成され
ており、位置検出手段３を形成するＰＳＤは受光手段（
凸レンズ）２を保持するレンズホルダ３２にＰＳＤマウ
ント３３を介して装着（微調整の後、ねじ固定）されて
いた。

図中、３４はガラスフィルタ、３５は発光素子実装用プ
リント基板、３６は投光用レンズ１３を保持するレンズ
ホルダ、３７はＯリングである。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、このような従来例にあっては、位置検出
手段３が投光手段１および受光手段２に対して固定的に
取着されていたので、検知エリアが固定化されてしまい
ユーザ側で変更できず、多種の用途に応じた検知エリア
に対応するには、それぞれ異なった仕様の光電スイッチ
を用意する必要があり、量産効果が減殺されてコストが
高くなる上、在庫管理が面倒になるという問題があった
。

なお、距離設定用ボリュームＶＲによって検知エリアを
所定範囲内で変更できるが、検知エリアを用途に応じて
大幅に変更することはできない。

本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、用途に応じて検知エリアを容易に変
更することができ、しかも量産効果によってコストを安
くすることができるとともに、在庫管理を容易にするこ
とができる光電スイッチを提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の光電スイッチは、投光用光源から発する光を投
光用光学系にて光ビームに成形して検知エリアに投光す
る投光手段と、投光手段の側方に所定距離をもって配設
され被検知物体による光ビームの反射光を集光する受光
手段と、受光手段の集光面に配設され被検知物体までの
距離に応じて集光面内で移動する光スポットの位置に対
応した位置信号を出力する位置検出手段と、真位置信号
を信号処理して被検知物体が検知エリア内に存在するか
どうかを判定する判定手段とよりなる光電スイッチにお
いて、上記各手段を収納するケース外から位置検出手段
の受光手段に対する相対位置を調整する位置調整手段を
設けたものである。

また、請求項２の光電スイッチは、請求項１と同様の光
電スイッチにおいて、位置調整手段をケース外から受光
手段および位置検出手段の投光手段に対する相対位置を
調整するようにしたものである。

［作　用］ 本発明は上述のように構成されており、光ビームを検知
エリアに投光する投光手段と、投光手段の側方に所定距
離をもって配設され被検知物体による光ビームの反射光
を集光する受光手段と、受光手段の集光面に配設され被
検知物体までの距離に応じて集光面内で移動する光スポ
ットの位置に対応した位置信号を出力する位置検出手段
と、内位１信号を信号処理して被検知物体が検知エリア
内に存在するかどうかを判定する判定手段°とを具備し
た三角測量方式の光電スイッチにおいて、各手段を収納
するケース外から位置検出手段の受光手段に対する相対
位置を調整する位置調整手段、あるいは、受光手段およ
び位置検出手段の投光手段に対する相対位置を調整する
位置調整手段を設けたものであり、検知エリアを用途に
応じて容易に変更することができ、しかも、量産効果に
よってコストを安くすることができるとともに、在庫管
理を容易にできるようになっている。

［実施例］ 第、１図は本発明一実施例を示すもので、光ビームを検
知エリアに投光する投光手段１と、光ビームの反射光を
受光する受光手段２とを所定距離ＢＬをもって配設し、
被検知物体Ｘによる光ビームの反射光の光スポットＳを
ＰＳＤよりなる位置検出手段３にて検出して距離Ｒｉを
測定し、検知エリア内に被検知物体Ｘが存在するかどう
かを判定するようにした従来例と同様の三角測量方式の
光電スイッチにおいて、上記各手段を収納するケース３
０外から位置検出手段３の受光手段２に対する相対位置
を調整する位置調整手段５を設けたものである、実施例
にあっては、位置調整手段５は、一端に操作つまみ４１
を有し、他端に偏心ピン４２が突設された繰作片４０と
、ＰＳＤホルダに穿設され偏心ビン４２が係合する溝４
３とで構成されており、操作つまみ４２の首部をケース
３０に穿設された孔４４に挿通して操作片４０をケース
３０に対して回動自在に装着し、繰作つまみ４１の回動
によって、ＰＳＤマウント３３に取着されている位置検
出手段（ＰＳＤ）を、受光レンズホルダ３２を介してケ
ース３０に取着されている受光手段（凸レンズ）２に対
して矢印方向に移動自在にし、位置検出手段３の受光手
段２に対する相対位置を調整できるようにしている。

いま、実施例にあっては、位置調整手段５を構成する操
作片４０の操作つまみ４１はケース３０外に設けられて
おり、この繰作つまみ４０を回動することにより、位置
検出手段３を受光手段２に対して郡動させることにより
、検知エリアを変更できるようになっている。したがっ
て、ユーザ側で検知エリアを用途に応じて容易に変更す
ることができる。また、従来例のように各用途に応じた
仕様（異なった検知エリア）の光電スイッチを用意する
必要がなく、１種類の光電スイッチによって多種の用途
に対応することができ、量産効果によってコストを安く
することができるとともに、在庫管理を容易できる。な
お、距離設定用のボリュームＶＲによって、比較的小さ
い検知エリアの変更が行えることは言うまでもない。

ところで、図示実施例では、受光手段２と位置検出手段
３の相対位置を調整自在にしているが、受光手段２およ
び位置検出手段３とを一体化した受光ブロックをケース
３０に対して移動自在にし、受光ブロックの投光手段１
に対する相対位置を調整する位置調整手段を設け、上記
実施例と同様の検知エリアの変更を行えるようにしても
良い。

［発明の効果］ 本発明は上述のように構成されており、光ビームを検知
エリアに投光する投光手段と、投光手段の側方に所定距
離をもって配設され被検知物体による光ビームの反射光
を集光する受光手段と、受光手段の集光面に配設され被
検知物体までの距離に応じて集光面内で移動する光スポ
ットの位置に対応した位置信号を出力する位置検出手段
と、両位置信号を信号処理して被検知物体が検知エリア
内に存在するかどうかを判定する判定手段とを具備した
三角測量方式の光電スイッチにおいて、各手段を収納す
るケース外から位置検出手段の受光手段に対する相対位
置を調整する位置調整手段、あるいは、受光手段および
位置検出手段の投光手段に対する相対位置を調整する位
置調整手段を設けたものであり、検知エリアを用途に応
じて容易に変更することができ、量産効果によってコス
トを安くすることができるとともに、在庫管理を容易で
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）は本発明一実施例の要部断面図、第１図（
ｂ）は同上の要部斜視図、第２図は三角測量方式による
光電スイッチの原理説明図、第３図および第４図は同上
に用いられる半導体装置検出素子（ＰＳＤ）の原理説明
図、第５図は従来例の概略構成図、第６図は同上の分解
斜視図である。 １は投光手段、２は受光手段、３は位置検出手段、５は
位置調整手段である。 代理人　弁理士　石　１）長　七 → （ｂ） 弔５図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）投光用光源から発する光を投光用光学系にて光ビ
   ームに成形して検知エリアに投光する投光手段と、投光
   手段の側方に所定距離をもって配設され被検知物体によ
   る光ビームの反射光を集光する受光手段と、受光手段の
   集光面に配設され被検知物体までの距離に応じて集光面
   内で移動する光スポットの位置に対応した位置信号を出
   力する位置検出手段と、両位置信号を信号処理して被検
   知物体が検知エリア内に存在するかどうかを判定する判
   定手段とよりなる光電スイッチにおいて、上記各手段を
   収納するケース外から位置検出手段の受光手段に対する
   相対位置を調整する位置調整手段を設けたことを特徴と
   する光電スイッチ。
2. （２）投光用光源から発する光を投光用光学系にて光ビ
   ームに成形して検知エリアに投光する投光手段と、投光
   手段の側方に所定距離をもって配設され被検知物体によ
   る光ビームの反射光を集光する受光手段と、受光手段の
   集光面に配設され被検知物体までの距離に応じて集光面
   内で移動する光スポットの位置に対応した位置信号を出
   力する位置検出手段と、両位置信号を信号処理して被検
   知物体が検知エリア内に存在するかどうかを判定する判
   定手段とよりなる光電スイッチにおいて、上記各手段を
   収納するケース外から受光手段および位置検出手段の投
   光手段に対する相対位置を調整する位置調整手段を設け
   たことを特徴とする光電スイッチ。