JPH02269990A - Optical switch device - Google Patents

Optical switch device

Info

Publication number
JPH02269990A
JPH02269990A JP1130225A JP13022589A JPH02269990A JP H02269990 A JPH02269990 A JP H02269990A JP 1130225 A JP1130225 A JP 1130225A JP 13022589 A JP13022589 A JP 13022589A JP H02269990 A JPH02269990 A JP H02269990A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
knife edges
actuators
edges
knife
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP1130225A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2906250B2 (en
Inventor
Junichi Takagi
高木 潤一
Norio Iwakiri
岩切 憲雄
Maki Yamashita
山下 牧
Kohei Tomita
公平 冨田
Yoshihisa Takamatsu
佳央 高松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
Publication of JPH02269990A publication Critical patent/JPH02269990A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2906250B2 publication Critical patent/JP2906250B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
  • Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)

Abstract

PURPOSE:To enable body detection with high accuracy and to prevent an operation point from shifting with time by providing knife edges which are associated with actuators movably at right angles to an optical axis of projection and discriminating the level of a photodetection signal which passes an image formation position. CONSTITUTION:Two actuators 21 and 22 which are provided in a case 10 movably are arranged on one straight line and knife edges 21a - 24a provided at their internal ends are so arranged that projection light travels to a focus position where the light is converged by a ball lens 15. Then when the edges 21a and 22a or 23a and 24a move toward a spot SP, the projection light is cut off, the quantity of photodetection by a photodiode 16 decreases, and the output signal of the photodiode 16 varies in level with the movement quantities of the edges 21a - 24a, so the variation is discriminated by using a proper threshold value to obtain a switch output. This device can have repetition accuracy of about 0.1mum of a light emission diameter and the mechanism for obtaining the switch output includes no contact part, so a switch operation point which never shifts with time can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】 発明の要約 アクチュエータの移動に連動するナイフ・エッジを、収
束する投射光の焦点位置を、投射光の光軸に直交する方
向に進退するように設けるとともに、焦点位置を通過し
た光を受光する。受光信号のレベルを弁別することによ
って、アクチュエータを移動させる物体の有無を検知す
る。これにより、物体検知の高精度化を図ることができ
る。また、接点等の接触部を無くすることによって動作
点の経時変化を無くすることができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Summary of the Invention A knife edge that moves in conjunction with the movement of an actuator is provided so that the focal position of the converging projection light moves back and forth in a direction perpendicular to the optical axis of the projection light, and the focal position Receives the light that has passed through it. By discriminating the level of the light reception signal, the presence or absence of an object that moves the actuator is detected. Thereby, it is possible to improve the accuracy of object detection. Further, by eliminating contact parts such as contacts, it is possible to eliminate changes in the operating point over time.

また3個以上のアクチュエータを備えたものにおいて、
これらのアクチュエータにそれぞれ連動するナイフ・エ
ッジを設け、これら3個以上のナイフ・エッジを光軸方
向にずらしかつその一部が重なるように配置する。これ
により、ナイフ・エッジが相互に衝突するのを防止でき
るとともに、振動による誤差の発生を防止できる。
In addition, in those equipped with three or more actuators,
These actuators are provided with respectively interlocking knife edges, and these three or more knife edges are shifted in the optical axis direction and arranged so that they partially overlap. This prevents the knife edges from colliding with each other, and also prevents errors from occurring due to vibration.

発明の背景 この発明は、アクチュエータに接触してアクチュエータ
を動かす物体を、スイッチ内部において光学的に検知す
る光スイッチ装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical switch device that optically detects, inside a switch, an object that comes into contact with an actuator and moves the actuator.

従来のスイッチ装置は、アクチュエータに連動する接点
を有し、この接点の接触の有無により物体の有無を検知
するものである。有接点式のものであるためにスイッチ
動作点の繰返し精度が1μm程度であった。また接触部
の変形による経時変化も原理的に回避できない問題点の
1つであった。
A conventional switch device has a contact that is linked to an actuator, and detects the presence or absence of an object based on whether or not the contact is in contact. Since it is a contact type, the repeatability of the switch operating point was about 1 μm. In addition, deterioration over time due to deformation of the contact portion is another problem that cannot be avoided in principle.

発明の概要 この発明は、高精度でかつ経時変化の殆どない光スイッ
チ装置を提供するとを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical switch device that is highly accurate and exhibits almost no change over time.

この発明による光スイッチ装置は、投射光を発光する光
源、上記光源からの投射光を結像させるためのレンズ系
、上記投射光の光軸に垂直な方向に移動自在に支持され
、アクチュエータの移動によって上記投射光の結像位置
を進退するナイフ・エッジ、上記結像位置を通過した光
を受光する受光素子、および上記受光素子の出力信号の
変化に応答してスイッチ出力を発生する処理回路を備え
ていることを特徴とする。
The optical switch device according to the present invention includes a light source that emits projected light, a lens system for forming an image of the projected light from the light source, and a lens system that is movably supported in a direction perpendicular to the optical axis of the projected light, and an actuator that moves the light source. a knife edge that advances and retreats from the imaging position of the projected light, a light receiving element that receives the light that has passed through the imaging position, and a processing circuit that generates a switch output in response to a change in the output signal of the light receiving element. It is characterized by having

上記投射光の結像位置に、投射光の光軸と垂直な方向に
ナイフ・エッジが移動してくると、投射光の一部または
全部がナイフ・エッジにより遮光されるので、結像位置
より後方の光強度はナイフ・エッジの位置によって変化
する。この光強度変化は光電変換素子によって検知され
、光電変換素子の出力信号がコンパレータ等によって所
定値と比較され、スイッチ出力が発生する。
When the knife edge moves in a direction perpendicular to the optical axis of the projection light to the image formation position of the projection light, part or all of the projection light is blocked by the knife edge, so The rear light intensity varies depending on the position of the knife edge. This light intensity change is detected by the photoelectric conversion element, and the output signal of the photoelectric conversion element is compared with a predetermined value by a comparator or the like, and a switch output is generated.

この発明によると1発光領域が充分に小さい光源(たと
えば直径100μm)を使用した場合、投射光のスポッ
トもこの発光領域の大きさ程度に絞ることかできる。発
光径の1/ 1000以下(〜0,1μm程度)の繰返
し精度が得られ、高精度のスイッチ装置が実現する。
According to this invention, when a light source with a sufficiently small one light emitting area (for example, 100 μm in diameter) is used, the spot of the projected light can also be narrowed down to about the size of this light emitting area. A repeatability of 1/1000 or less (about 0.1 μm) of the emission diameter can be obtained, and a highly accurate switch device can be realized.

またこの発明では、スイッチ出力を得るための機構に接
触部が無いので、経時変化の殆どないスイッチ動作点が
得られる。
Further, in this invention, since there is no contact part in the mechanism for obtaining the switch output, a switch operating point that hardly changes over time can be obtained.

ナイフ・エッジは任意の方向から進退させるこ°とが可
能であり、しかも多方向から進退する複数のナイフ・エ
ッジを設けることができるので、多方向に移動する複数
のアクチュエータのスイッチング出力も得ることが可能
となる。
The knife edge can be moved forward and backward from any direction, and since it is possible to provide multiple knife edges that move forward and backward from multiple directions, it is also possible to obtain switching outputs from multiple actuators that move in multiple directions. becomes possible.

この発明はさらに、複数のアクチュエータと。The invention further includes a plurality of actuators.

これらのアクチュエータによってそれぞれ駆動され、上
記投射光の結像位置に異なる方向から進退する少なくと
も3個のナイフ・エッジとを備えたものにおいて、上記
の3個以上のナイフ・エッジは上記結像位置に進入した
ときに相互に衝突しないように光軸方向に位置をずらし
て配置され、かつ中間に位置するものが両端に位置する
ものに比べて薄く形成されており、さらに上記アクチュ
エータの元位置においてナイフ・エッジの先端部の一部
が光軸方向に重なるように配置されていることを特徴と
する。
At least three knife edges each driven by these actuators advance and retreat from different directions to the imaging position of the projected light, wherein the three or more knife edges move toward the imaging position of the projection light. The actuators are arranged at different positions in the optical axis direction so as not to collide with each other when they enter the actuator, and the ones located in the middle are formed thinner than those located at both ends. - A feature is that the tips of the edges are arranged so that a part of them overlaps in the optical axis direction.

異なる方向から結像位置に進入する複数のナイフ・エッ
ジが同一平面上を進退するとすると、これらのナイフ・
エッジが同時に結像位置に進入したときにはナイフ・エ
ッジ同志が衝突するおそれがある。この発明によると、
複数のナイフ・エッジは光軸方向に位置をずらして配置
されているので、ナイフ・エッジが相互に衝突すること
がない。また、3個以上のナイフ・エッジのうち中間に
位置するものが両端に位置するものよりも薄く形成され
ているので、これらのナイフ・エッジのすべてを結像位
置およびそのきわめて近傍に配置することができ、すべ
てのナイフ・エッジがほぼ同じ位置で投射光を遮光する
If multiple knife edges approach the imaging position from different directions and move back and forth on the same plane, these knife edges
If the edges enter the imaging position at the same time, there is a risk that the knife edges will collide with each other. According to this invention,
Since the plurality of knife edges are arranged with their positions shifted in the optical axis direction, the knife edges do not collide with each other. Furthermore, among the three or more knife edges, the one located in the middle is formed thinner than the one located at both ends, so all of these knife edges must be placed at the imaging position and very close to it. All knife edges block the projected light at approximately the same position.

さらにこの発明によると、アクチュエータの元位置(初
期位置)においてナイフ・エッジの先端の一部が相互に
重なるように配置されている。中間に位置するナイフ・
エッジは薄いので振動しやすいか、この発明によるとそ
れらのナイフ・エッジの先端の一部が両端に位置する厚
くしたがって振動しにくいナイフ・エッジに挾まれてい
るので振動の発生が防止される。
Furthermore, according to the present invention, the tips of the knife edges are arranged so as to partially overlap each other at the original position (initial position) of the actuator. Knife located in the middle
Since the edges are thin, they tend to vibrate, or, according to the present invention, the tips of the knife edges are partially sandwiched between thicker knife edges, which are less likely to vibrate, located at both ends, so that vibrations are prevented.

実施例の説明 第1図はこの発明の実施例を示している。Description of examples FIG. 1 shows an embodiment of the invention.

光スイッチ装置のケース10の内部に、光源としての発
光ダイオード(LED)11.ボール・レンズ+2.1
5.ハーフミラ−13,モニタ用フォトダイオード14
および信号用フォトダイオード1Gが配置されている。
Inside the case 10 of the optical switch device, a light emitting diode (LED) 11 is installed as a light source. Ball lens +2.1
5. Half mirror 13, monitor photodiode 14
and a signal photodiode 1G are arranged.

LEDIIはたとえば直径100μmの発光径をもつも
ので、ボール・レンズ12(たとえば直径5mm)の焦
点位置に置かれる。LEDIIの出射光は、ボール・レ
ンズ12によってコリメートされる。このコリメート出
射光の一部はハーフ・ミラー13によって偏向され、モ
ニタ用フォトダイオード14に受光される。コリメート
出射光の残りの部分は直進し、ボール・レンズL5Cた
とえば直径5關)によって集光される。この収束光の光
スポツト径はLEDIIの発光径と同じ1001.tm
となる。収束光は焦点位置を過ぎると拡散して信号用フ
ォトダイオード1Gによって受光される。
The LED II has a light emitting diameter of, for example, 100 μm, and is placed at the focal point of the ball lens 12 (eg, 5 mm in diameter). The emitted light of LED II is collimated by ball lens 12. A portion of this collimated emitted light is deflected by a half mirror 13 and received by a monitoring photodiode 14. The remaining portion of the collimated output light travels straight and is focused by a ball lens L5C (eg, 5 mm in diameter). The light spot diameter of this convergent light is 1001 mm, which is the same as the emission diameter of LED II. tm
becomes. After the convergent light passes the focal point, it is diffused and received by the signal photodiode 1G.

上記の投射光の光軸に垂直な平面内において。In a plane perpendicular to the optical axis of the above projected light.

光スイッチ装置のケース10の内部に進退自在に2つの
アクチュエータ21.22が設けられている。アクチュ
エータ21.22のケース10外に露出している部分は
蛇腹25によって囲まれている。また、アクチュエータ
21. 22はばね26によって外方に向って付勢され
、かつストッパによってその突出量が規制されている。
Two actuators 21 and 22 are provided inside the case 10 of the optical switch device so as to be able to move forward and backward. The portions of the actuators 21 and 22 exposed outside the case 10 are surrounded by a bellows 25. Moreover, the actuator 21. 22 is urged outward by a spring 26, and its protrusion amount is regulated by a stopper.

2つのアクチュエータ21.22は一直線状に配置され
、それらの内端にナイフ・エッジ21a、 22aが設
けられている。これらのナイフ・エッジ21a、 22
aは、投射光がボール・レンズ15によって集光される
その焦点位置に向って進むように配置されている。また
ナイフφエツジ21aと22aは光軸方向にわずかにず
れている。
The two actuators 21, 22 are arranged in a straight line and are provided with knife edges 21a, 22a at their inner ends. These knife edges 21a, 22
a is arranged so that the projected light travels towards its focal point where it is focused by the ball lens 15. Further, the knife φ edges 21a and 22a are slightly shifted in the optical axis direction.

第2図は、投射光のスポット(LEDllの発光領域の
結像)SPと、このスポット位置を進退するナイフ・エ
ッジ21a、 21bと、フォトダイオード16の受光
領域leaとの関係を示すものである。
FIG. 2 shows the relationship between the projected light spot (image formation of the light emitting area of LEDll) SP, the knife edges 21a and 21b that advance and retreat from this spot position, and the light receiving area lea of the photodiode 16. .

ナイフ・エッジ21aまたは21bがスポットSPに向
って進むと、投射光が遮光され、フォトダイオードIG
に受光される光量が減少する。ナイフ・エッジ21aま
たは22b(すなわちアクチュエータ21または22)
の移動量(押し込み量)に対して。
When the knife edge 21a or 21b advances toward the spot SP, the projected light is blocked and the photodiode IG
The amount of light received decreases. Knife edge 21a or 22b (i.e. actuator 21 or 22)
For the amount of movement (push amount).

フォトダイオードIBの出力信号のレベルは第5図に示
すように変化する。後述するように、フォトダイオード
16の出力信号を適当な(たとえば中間のレベルの)ス
レッシホールド・レベルによって弁別することによって
スイッチ出力を得ることができる。スイッチングの分解
能は光スポットSPの直径の1/ 1000程度となる
ため、スイッチ精度は〜0.1μm程度のものが得られ
る。
The level of the output signal of photodiode IB changes as shown in FIG. As will be discussed below, the switch output can be obtained by discriminating the output signal of photodiode 16 by an appropriate (eg, intermediate level) threshold level. Since the switching resolution is about 1/1000 of the diameter of the optical spot SP, a switching accuracy of about 0.1 μm can be obtained.

第1図および第2図に示す光スイッチ装置では、2個の
アクチュエータ21.22が設けられているので、2方
向から来る移動物体(検知物)に対処できる。4方向に
アクチュエータを設け、これらの内端に第2図に鎖線2
3a、 24aで示すものを含めてそれぞれナイフ・エ
ッジを設ければ、4方向の検知が可能となる。この場合
にも、すべてのナイフ・エッジ21a〜24aを光軸方
向にわずかにずらしておく。
In the optical switch device shown in FIGS. 1 and 2, since two actuators 21 and 22 are provided, it is possible to deal with moving objects (sensing objects) coming from two directions. Actuators are provided in four directions, and the chain lines 2 in Fig. 2 are attached to the inner ends of these actuators.
By providing knife edges, including those shown at 3a and 24a, detection in four directions becomes possible. Also in this case, all the knife edges 21a to 24a are slightly shifted in the optical axis direction.

第3図および第4図は光スイッチ装置の電気的構成を示
している。この電気回路はケース10に内蔵されたプリ
ント基板に組立てられる。
3 and 4 show the electrical configuration of the optical switch device. This electric circuit is assembled on a printed circuit board built into the case 10.

第3図において、モニタ用フォトダイオード14の出力
信号はバッファ回路(増幅器、I/V変換回路等)33
を経て発光量制御回路32に与えられる。一方、高精度
基準電位発生回路31から発生する基準電位も制御回路
32に与えられる。制御回路32は、これらの2つの入
力の比較結果に応じて。
In FIG. 3, the output signal of the monitor photodiode 14 is transferred to a buffer circuit (amplifier, I/V conversion circuit, etc.) 33.
The light is supplied to the light emission amount control circuit 32 through the. On the other hand, the reference potential generated from the high-precision reference potential generation circuit 31 is also given to the control circuit 32. The control circuit 32 responds to the comparison result of these two inputs.

LEDIIの発光量が常に一定となるようにLEDll
を制御する。
LEDII so that the amount of light emitted from LEDII is always constant
control.

信号用フォトダイオード16の出力信号はバッファ34
を経て比較回路35に与えられる。比較回路35には高
精度基準電位発生回路36の出力する基準電位(スレッ
シホールド・レベル)が与えられ。
The output signal of the signal photodiode 16 is sent to the buffer 34.
The signal is applied to the comparator circuit 35 via the. The comparison circuit 35 is supplied with a reference potential (threshold level) output from a high precision reference potential generation circuit 36.

比較回路35はフォトダイオード16の出力信号のレベ
ルとスレッシホールド・レベルとを比較してその結果を
出力回路37に与えるので、出力回路37からは適当な
形態に変換されたスイッチ出力が出力される。
The comparison circuit 35 compares the level of the output signal of the photodiode 16 with the threshold level and provides the result to the output circuit 37, so that the output circuit 37 outputs a switch output converted into an appropriate format. Ru.

第4図において、LEDIIは定電流回路41によって
駆動される。信号用フォトダイオード1Bおよびモニタ
用フォトダイオード14の出力信号はそれぞれバッファ
回路42.43を経て比較回路44に与えられる。モニ
タ用フォトダイオード14の出力信号はバッファ回路4
3によってそれに応じた適当なレベルに変換され、スレ
ッシホールド・レベルとして用いられる。比較回路44
の比較結果が出力回路45に与えられ、出力回路45か
らスイッチ出力が発生する。第4図に示す回路によると
、温度、電源電圧変動1発光効率の変化等によってLE
DIIの出力が変動しても、それに応じてスレッシホー
ルド・レベルが変化するので、高精度化を図ることがで
きるとともに1回路構成の簡素化を図ることができる。
In FIG. 4, LED II is driven by a constant current circuit 41. The output signals of the signal photodiode 1B and the monitor photodiode 14 are applied to the comparison circuit 44 through buffer circuits 42 and 43, respectively. The output signal of the monitor photodiode 14 is sent to the buffer circuit 4.
3 is converted to an appropriate level accordingly and used as a threshold level. Comparison circuit 44
The comparison result is given to the output circuit 45, and the output circuit 45 generates a switch output. According to the circuit shown in Fig. 4, the LE is
Even if the output of DII fluctuates, the threshold level changes accordingly, so it is possible to achieve high accuracy and to simplify one circuit configuration.

第6図は光源として半導体レーザ51を用いた例を示し
ている。半導体レーザ51の発光点は約1μmX4μm
であるから、光学系52による集光スポットも同程度と
なり、フォトダイオード16の出力信号の特性は第7図
に示すように急激な変化を示す。これにより、1n11
〜4nmと従来にない高精度な光スイッチ装置が実現す
る。ナイフ・エッジ21a、 22aによる回折光のす
べてをフォトダイオード16が受光できるように、この
フォトダイオードの受光部の面積を大きくすることが望
ましい。
FIG. 6 shows an example in which a semiconductor laser 51 is used as the light source. The light emitting point of the semiconductor laser 51 is approximately 1 μm x 4 μm
Therefore, the condensed spot by the optical system 52 is also approximately the same, and the characteristics of the output signal of the photodiode 16 show a rapid change as shown in FIG. As a result, 1n11
An optical switch device with an unprecedented high precision of ~4 nm will be realized. It is desirable to increase the area of the light receiving portion of the photodiode so that the photodiode 16 can receive all of the light diffracted by the knife edges 21a and 22a.

第8図はさらに他の実施例を示している。上述した光ス
イッチ装置はいずれも透過形であるが。
FIG. 8 shows yet another embodiment. All of the above-mentioned optical switch devices are of the transmission type.

第8図の装置は反射形である。The device of FIG. 8 is of the reflective type.

信号用フォトダイオード16はモニタ用フォトダイオー
ドI4と対向するように設けられている。また、4個の
ナイフ・エッジ21a〜24aが設けられ、4方向の検
知が可能となっている。ナイフ・エッジ21a〜24a
は第9図に拡大して示すように、光軸方向に重ねて配置
され、中間の2つ(22aと23a)が薄く形成されて
いる。またナイフ・エッジ21a〜24aは光を吸収す
るように黒色で形成されている。これらのナイフ・エッ
ジ21a〜24aの後方には凹面m27が設けられてい
る。
The signal photodiode 16 is provided to face the monitor photodiode I4. Additionally, four knife edges 21a to 24a are provided, allowing detection in four directions. Knife edge 21a-24a
As shown enlarged in FIG. 9, they are arranged one on top of the other in the optical axis direction, and the middle two (22a and 23a) are formed thin. Further, the knife edges 21a to 24a are formed in black so as to absorb light. A concave surface m27 is provided at the rear of these knife edges 21a to 24a.

ボール・レンズ15によって集光された光のうち、ナイ
フ・エッジ21a〜24aのいずれかに当った光はその
ナイフ・エッジで吸収される。ナイフ・エッジによって
遮断されない光のみが凹面鏡27で反射し、ボール・レ
ンズ15.ノ1−フミラー13を経て信号用フォトダイ
オード16に入射する。信号用フォトダイオード16の
出力信号の特性は第5図に示すものと同じであり、また
第3図および第4図に示す電気回路が使用可能である。
Of the light focused by the ball lens 15, the light that hits any of the knife edges 21a to 24a is absorbed by that knife edge. Only the light not blocked by the knife edge is reflected by the concave mirror 27 and reflected by the ball lens 15. The light passes through the second mirror 13 and enters the signal photodiode 16 . The characteristics of the output signal of the signal photodiode 16 are the same as those shown in FIG. 5, and the electric circuits shown in FIGS. 3 and 4 can be used.

第10図から第12図はさらに他の例を示している。こ
の光スイッチ装置は第1図に示すものと同じ透過形であ
り、第1図に示すものと同一物には同一符号が付されて
いる。直交する4方向に移動可能なアクチュエータが設
けられ(アクチュエータ21.22のみ図示)、これら
のアクチュエータにナイフ・エッジ2La、 21b、
 21c、 21dがそれぞれ設けられている。これら
のナイフ・工・ソジ21a〜21dは光軸方向にわずか
にずらして配置され。
FIGS. 10 to 12 show still other examples. This optical switch device is of the same transmission type as that shown in FIG. 1, and the same components as shown in FIG. 1 are given the same reference numerals. Actuators movable in four orthogonal directions are provided (only actuators 21, 22 are shown), and these actuators are provided with knife edges 2La, 21b,
21c and 21d are provided, respectively. These knives/tools/soldiers 21a to 21d are arranged slightly shifted in the optical axis direction.

かつ中間の2つのナイフ・エッジ23aと22aは薄く
形成されている。さらに、アクチュエータ21゜22等
が元位置(初期位置:検知物が作用していない状態の位
置、ばね26によって外方に突出しかつストッパによっ
てその突出量が規制された位置)にあるときに、第12
図に示すように、ナイフ・エッジ21a、 22a、 
23a、 24aの一部が相互に重なるように配置され
ている。この状態からアクチュエータが検知物によって
作動されると、ナイフ・エッジ21aについて鎖線で示
すように、ナイフ・エッジは中央に向って進入する。そ
して、検知物がアクチュエータから離れるとナイフ・エ
ッジは実線で示す位置に戻る。
Moreover, the two intermediate knife edges 23a and 22a are formed thin. Furthermore, when the actuators 21, 22, etc. are in their original positions (initial position: a position in which the sensing object is not acting, a position in which the spring 26 protrudes outward and the amount of protrusion is regulated by the stopper), the first 12
As shown in the figure, knife edges 21a, 22a,
23a and 24a are arranged so as to partially overlap each other. When the actuator is actuated by a sensing object from this state, the knife edge 21a moves toward the center, as shown by the chain line. Then, when the sensing object leaves the actuator, the knife edge returns to the position shown by the solid line.

この実施例においても信号用フォトダイオード16の出
力信号は第5図に示すものと同じであり1また第3図ま
たは第4図に示す電気回路が使用可能である。4個のア
クチュエータと4個のナイフ・エッジをもっているので
、4方向についての物体検知が可能である。
In this embodiment as well, the output signal of the signal photodiode 16 is the same as that shown in FIG. 5, and the electric circuit shown in FIG. 3 or 4 can also be used. Since it has four actuators and four knife edges, it can detect objects in four directions.

もし複数のナイフ・エッジ21a〜24aが同一平面上
を進退するとすると、これらのナイフ・エッジ21a〜
24aが同時に投射光のスポット位置(LEDIIの発
光領域の結像位置)に進入したときにはナイフ・エッジ
同志が衝突するおそれがある。この実施例によると、複
数のナイフ・エッジ21a〜24aは光軸方向に位置を
ずらして配置されているので、ナイフ・エッジ21a〜
24aが相互に衝突することがない。また、ナイフ・エ
ッジ21a〜24aのうち中間に位置するもの22a、
 23aが両端に位置するもの21a、 24aよりも
薄く形成されているので、これらのナイフφエツジ21
a〜24aのすべてを投射光スポット位置およびそのき
わめて近傍に配置することができ、すべてのナイフ・エ
ッジ21a〜24aがほぼ同じ位置で投射光を遮光する
。さらにこの実施例によると、アクチュエータの元位置
(初期位置)においてナイフ・エッジ21a〜24aの
先端の一部が相互に重なるように配置されている。中間
に位置するナイフ・エッジ22a、 23aは薄いので
振動しやすいが、この実施例によるとナイフ・エッジ2
2a、 23aの先端の一部が両端に位置する厚くした
がって振動しにくいナイフ・エッジ21a、 24aに
常に挾まれているので振動の発生が防止される。
If a plurality of knife edges 21a to 24a advance and retreat on the same plane, these knife edges 21a to 24a move back and forth on the same plane.
When the knife edges 24a simultaneously enter the spot position of the projected light (the imaging position of the light emitting area of the LED II), there is a possibility that the knife edges will collide with each other. According to this embodiment, the plurality of knife edges 21a to 24a are arranged with their positions shifted in the optical axis direction.
24a will not collide with each other. Moreover, the knife edge 22a located in the middle among the knife edges 21a to 24a,
Since knife 23a is formed thinner than those located at both ends 21a and 24a, these knives φ edges 21
a to 24a can all be placed at and in close proximity to the projected light spot position, with all knife edges 21a to 24a blocking the projected light at approximately the same location. Further, according to this embodiment, the tip ends of the knife edges 21a to 24a are arranged so as to partially overlap each other at the original position (initial position) of the actuator. The knife edges 22a and 23a located in the middle are thin and easily vibrate, but according to this embodiment, the knife edges 2
Part of the tips of 2a and 23a are always held between knife edges 21a and 24a located at both ends, which are thick and therefore less likely to vibrate, so that vibrations are prevented.

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

第1図はこの発明の実施例を示し、光スイッチ装置の断
面図、第2図はナイフ・エッジの平面図、第3図および
第4図は光スイッチ装置の電気回路を示すブロック図、
第5図は信号用フォトダイオードの出力特性を示すグラ
フである。 第6図は他の実施例を示す一部の断面図、第7図は信号
用フォトダイオードの出力特性を示すグラフである。 第8図はさらに他の実施例を示す断面図、第9図はナイ
フ・エッジの配置を拡大して示す断面図である。 第10図はさらに他の実施例を示す断面図、第11図は
ナイフ・エッジの配置を拡大して示す断面図、第12図
はナイフ・エッジの配置を拡大して示す平面図である。 11・・・LED。 12、15・・・ボール・レンズ。 16・・・信号用フォトダイオード。 21、22・・・アクチュエータ。 21a、22a、23a、24a・・・ナイフ・エッジ
。 35、44・・・比較回路。 37、45・・・出力回路。 52・・・レンズ。 以  上
FIG. 1 shows an embodiment of the invention; FIG. 2 is a plan view of a knife edge; FIGS. 3 and 4 are block diagrams showing electrical circuits of the optical switch device;
FIG. 5 is a graph showing the output characteristics of the signal photodiode. FIG. 6 is a partial sectional view showing another embodiment, and FIG. 7 is a graph showing the output characteristics of the signal photodiode. FIG. 8 is a sectional view showing still another embodiment, and FIG. 9 is an enlarged sectional view showing the arrangement of the knife edge. FIG. 10 is a sectional view showing still another embodiment, FIG. 11 is an enlarged sectional view showing the arrangement of the knife edges, and FIG. 12 is a plan view showing the arrangement of the knife edges in an enlarged manner. 11...LED. 12, 15...Ball lens. 16...Signal photodiode. 21, 22...Actuator. 21a, 22a, 23a, 24a...knife edge. 35, 44... Comparison circuit. 37, 45... Output circuit. 52...Lens. that's all

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)投射光を発光する光源、 上記光源からの投射光を結像させるためのレンズ系、 上記投射光の光軸に垂直な方向に移動自在に支持され、
アクチュエータの移動によって上記投射光の結像位置を
進退するナイフ・エッジ、 上記結像位置を通過した光を受光する受光素子、および 上記受光素子の出力信号の変化に応答してスイッチ出力
を発生する処理回路、 を備えた光スイッチ装置。
(1) a light source that emits projection light; a lens system for forming an image of the projection light from the light source; supported movably in a direction perpendicular to the optical axis of the projection light;
A knife edge that advances or retreats from the imaging position of the projected light by movement of an actuator, a light receiving element that receives the light that has passed through the imaging position, and a switch output generated in response to a change in the output signal of the light receiving element. An optical switch device equipped with a processing circuit.
(2)複数のアクチュエータと、これらのアクチュエー
タによってそれぞれ駆動され、上記投射光の結像位置に
異なる方向から進退する少なくとも3個のナイフ・エッ
ジとを備え、 これらのナイフ・エッジは上記結像位置に進入したとき
に相互に衝突しないように光軸方向に位置をずらして配
置され、かつ中間に位置するものが両端に位置するもの
に比べて薄く形成されており、さらに上記アクチュエー
タの元位置においてナイフ・エッジの先端部の一部が光
軸方向に重なるように配置されている、 請求項(1)に記載の光スイッチ装置。
(2) comprising a plurality of actuators and at least three knife edges that are each driven by these actuators and move forward and backward from different directions to the imaging position of the projected light, and these knife edges move toward the imaging position of the projection light; The actuators are arranged at different positions in the optical axis direction so as not to collide with each other when the actuator enters the actuator, and the actuator located in the middle is thinner than the actuator located at both ends. The optical switch device according to claim 1, wherein the knife edges are arranged so that a portion of their tips overlap in the optical axis direction.
JP13022589A 1988-12-30 1989-05-25 Optical switch device Expired - Fee Related JP2906250B2 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP33218788 1988-12-30
JP63-332187 1988-12-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH02269990A true JPH02269990A (en) 1990-11-05
JP2906250B2 JP2906250B2 (en) 1999-06-14

Family

ID=18252143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13022589A Expired - Fee Related JP2906250B2 (en) 1988-12-30 1989-05-25 Optical switch device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2906250B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP2906250B2 (en) 1999-06-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7330278B2 (en) Optical displacement measurement device
JPH10207616A (en) Inputting device
JP2006259098A (en) Optical scanner
US6392247B1 (en) Sensor and detection system having wide diverging beam optics
US5745465A (en) Digital video disc pick-up head system
US4786816A (en) Wafer detecting device wherein light receiver has an effective surface larger than the dimensional range covering all the wafers being detected
US6661446B2 (en) Parallel-processing, optical distance-measuring device
US5008534A (en) Contactless switch having translating focusing/defocusing lens
CN111610534B (en) Image forming apparatus and image forming method
JP4127579B2 (en) Light wave distance meter
JPH02269990A (en) Optical switch device
JP4652745B2 (en) Optical displacement measuring instrument
JP2005274678A (en) Optical scanner
JPH05506713A (en) probe
JP2712456B2 (en) Multi-directional optical switch device
JP2751281B2 (en) Optical switch device
JP2727617B2 (en) Non-contact switch
JP3297968B2 (en) Limited reflection type photoelectric sensor
JPH07146115A (en) Optical sensor
JP3122346B2 (en) Optical pickup device
JP2782628B2 (en) Displacement sensor
JP2855893B2 (en) Optical switch and optical sensor
JP3350826B2 (en) Limited reflection type photoelectric sensor
JPH1137751A (en) Range finding optical sensor
JPH06347712A (en) Multi-beam light source device

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees