JPH0290430A - 反射型光電スイッチ - 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］ 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反射型光電スイッチに間するも゛の
である。

［従来の技術］ 従来、この種の反射型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、このような反射型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反射
型光電スイッチとして、発明者らが特願昭５８−１４１
６３号として出願している三角測量方式のものがある。

すなわち、この反射型光電スイッチは第４図および第５
図に示すようになっており、被検知物体Ｘに対して光ビ
ームＰを投光する投光手段１は、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、投光用
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Ｐ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から所定距離１゜をもって側
方に配設され被検知物体Ｘによる光ビームＰの反射光Ｒ
を集光する受光用光学系２は凸レンズにて形成されてい
る。

この受光用光学系２の集光面に配設され集光スポット、
Ｓの位置（距離ｌに対応してＭ方向に移動する）に対応
した位置信号Ｉ　−、Ｉ　ｓを出力する位置検出手段４
は、例えば１次元位置検出素子（ＰＳＤ）にて形成され
ており、この出力信号は相反した信号となっている。こ
の位置検出手段４出力に基いて被検知物体Ｘが所定の検
知エリア内に存在するかどうかを判別して出力回路６を
制御する判別制御手段５は、位置検出手段４から構成さ
れる装置信号（相反する電流信号１．．１．）をそれぞ
れ増幅して電圧信号Ｖ　Ａ　、　Ｖ　Ｂに変換する受光
回路２１ａ、２１ｂと、受光回路２１ａ、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１ｎＶＡ、ｊ！ｎＶｌｌの差を演算する減算
回路２３と、減算回路２３出力１　ｎ　Ｖ　Ａ　／　Ｖ
　ａと距離設定用ボリュームＶＲにて設定される基準電
圧Ｖｓとを比較して、減算回路２３出力ｌｎ　Ｖ　Ａ　
／　Ｖ　ａが第７図に示すように基準電圧Ｖｓ以下のと
きく被検知物体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２４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信号処理回路２５と
で形成されており、上記信号処理回路２５から物体検知
信号が出力されたとき、出力回路５が駆動されるように
なっている。なお、第６図（ａ）　（ｂ）　（ｃ）は、
被検知物体Ｘまでの距離がｌが変化した場合における位
置検出手段４上の集光スポットＳの位置をそれぞれ示し
ている。また、上述の１次元位置検出素子に代えて２個
のフォトダイオードをＭ方向（集光スポットＳの移動方
向）に連設したものを位置検出手段４として用いても良
いことは言うまでもない。また、被検知物体Ｘが検知エ
リアの遠点く検知距離）に存在する場合における集光ス
ポットＳの位置（Ｉ　Ａ、　Ｉ　Ｂが同一・値になる中
央位置）が第６図（ｂ）になるように光学系１３．２お
よび位置検出手段４の相対位置を設定するようにすれば
、受光回路２１ａ、２１ｂ出力■。。

■、を比較回路２４にて直接比較してその大小を判定す
ることにより比較回路２４出力と、して物体検知信号を
得ることができ、回路構成が簡単になるとともに、距離
設定用ボリュームＶＲによる調整作業も不要になる。

しかしながら、このような従来例において、被検知物体
Ｘが近距離（例えば距離１ｄ）に存在すると、受光用光
学系にて集光される反射光Ｒが位置検出手段４に入射せ
ず、位置検出手段４出力の信号レベルが小さくなって（
あるいは零になって）物体検知動作が不能になり、不感
領域が発生するという問題があった。すなわち、検知エ
リアは検知距離よりも手前に被検知物体Ｘがある場合に
物体検知信号が出力され、検知距離よりも遠くに被検知
物体Ｘがある場合に物体検知信号が出力されないように
設定されるべきである・にも拘わらず、光電スイッチの
直近に不感領域が発生してしまうという問題があった。

そこで、発明者等は、上述の問題点を解決するものとし
て特願昭６０−２１１３１６号に示すような光電スイッ
チを提案している。すなわち、第８図に示すように、上
記従来例と同様の三角測量方式の反射型光電スイッチに
おいて、近距離（例えば、距離１ｄ）の被検知物体Ｘに
よる反射光であって受光用光学系２により位置検出手段
４上に集光・されない光を位置検出手段４上の適所（近
距離側）に入射させる光路変更手段９を受光用光学系２
がら位置検出手段４に至る光路の側方に設けたものであ
る。ここに、図示例にあっては、光路変更手段９をケー
ス内面の傾斜面に高反射処理を施した平面反射ミラーに
て形成して、例えば、距離１ｄに被検知物体Ｘが存在す
る場合において、受光用光学系２にて集光された光のう
ち前記従来例において位置検出手段４に入射しないよう
になっていた光をこの平面反射ミラーにて反射すること
により位置検出手段４の近距離側（被検知物体Ｘが近距
離にある場合における集光スポットＳの移動側）に入射
させるようになっている。

第９図の実線は前記従来例の減算回路２３出力を示し、
点線は光路変更手段９を設けた場合の減算回路２３出力
１　ｎ　Ｖ　Ａ　／　Ｖ　Ｂを示しており、光路変更手
段９による反射光を位置検出手段４に入射させているの
で、従来例における不感領域り、に被検知物体Ｘが存在
する場合においても、受光回路２１ａ、２１ｂにて充分
信号処理が行える電流レベルの信号電流Ｔ、、１．が出
力されて減算回路２３出力１　ｎ　Ｖ　Ａ　／　Ｖ　Ｉ
Ｉとして距離ｐに応じたレベルの信号が得られており、
不感領域り。′を殆どなくすことができるようになって
いる。

ｒ発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述の従来例にあっても、被検知物体Ｘ
がさらに近付くと、光路変更手段９によって反射された
光が位置検出手段４の遠距離側に結像され、被検知物体
Ｘが近距離に存在するにも拘らず集光スポットの重心が
遠距離側となって誤動作が生じるという問題があった。

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、光路変更手段を設けることにより近
距離の不感領域を殆どなくすことができ、しかも、補正
手段により光路変更手段を設けたことによる誤動作を防
止することができる反射型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］ 本発明の反射型光電スイッチは、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
る受光用光学系と、受光用光学系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集光ス
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、位置検出手段出力に基いて被検知物体が所定の検
知エリア内に存在するがどうかを判別して出力回路を制
御する判別制御手段とを具備した反射型光電スイッチに
おいて、近距離の被検知物体による反射光であって受光
用光学系により位置検出手段上に集光されない光を位置
検出手段上の適所に入射させる光路変更手段を受光用光
学系から位置検出手段に至る光路の側方に設けるととも
に、光路変更手段によって位置検出手段上の適所に入射
されない光を補正する補正手段を設けたものである。

［作　用］ 本発明は上述のように構成されており、光路変更手段を
設けた三角測量方式の反射型光電スイッチにおいて、光
路変更手段によって位置検出手段上の適所に入射されな
い光を補正する補正手段を設けたものであり、光路変更
手段を設けることにより、近距離の不感領域を殆どなく
すことができ、しかも、補正手段により光路変更手段を
設けたことによる誤動作を防止することができるように
なっている。

［実施例コ 第１図は本発明一実施例を示すもので、従来例と同様に
、光路変更手段９を具備した三角測量方式の反射型光電
スイッチにおいて、光路変更手段９によって位置検出手
段４上の適所に入射されない光を補正する補正手段を設
けたものであり、実施例にあっては、上記補正手段を位
置検出手段４の遠距離側を遮蔽する遮蔽板９ａによって
形成している。

いま、被検知物体Ｘが近距離に存在する場合において、
光路変更手段９によって反射されて位置検出手段４に入
射する光は、第２図（＆）に示すようにぼやけた集光ス
ポットＳになっており、その重心位置は位置検出手段４
の遠距離側になっている。ここに、本実施例にあっては
、第２図（ｂ）に示すように、位置検出手段４の遠距離
側に入射する光を遮蔽板９ａにて遮蔽しているので、集
光スポットＳの検出される部分の重心Ｗは近距離側（■
、＞ＩＡ）となる。したがって、被検知物体Ｘが近距離
に存在するにも拘らず遠距離に存在するものとして誤っ
て検知される誤動作を防止できることになる。なお、図
示例では、ＰＳＤよりなる位置検出素子４の中央線０よ
りも左側を検知範囲に設定しており、集光スポットＳの
検出される部分の重心Ｗが中央線Ｏよりも左側に位置し
たときに物体検知信号が出力されるようにしている。

第３図は他の実施例を示すもので、補正手段を反射ミラ
ー９ａ’にて形成したものであり、光路変更手段９によ
って反射され位置検出手段４の遠距離側に入射する光を
反射ミラー９ａ’で反射させて近距離側に入射させるよ
うにしており、光路変更手段９を設けたことによる誤動
作を防止できるようにしている。

［発明の効果コ 本発明は上述のように構成されており、光路変更手段を
設けた三角測量方式の反射型光電スイッチにおいて、光
路変更手段によって位置検出手段上の適所に入射されな
い光を補正する補正手段を設けたものであり、光路変更
手段を設けることにより近距離の不感領域を殆どなくす
ことができ、しかも、補正手段により光路変更手段を設
けたことによる誤動作を防止することができるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の要部概略構成図、第２図は同
上の動作説明図、第３図は他の実施例の要部概略構成図
、第４図は本発明に係る反射型光電スイッチの従来例の
要部概略構成図、第５図は同上のブロック回路図、第６
図および第７図は同上の動作説明図、第８図は他の従来
例の要部概略構成図、第９図は同上の動作説明図である
。 １は投光手段、２は受光用光学系、４は位置検出手段、
５は判別制御手段、６は出力回路、９は光路変更手段、
９ａは遮蔽板、９ａ’は反射ミラ−である。 代理人　弁理士　石　１）長　七 手続補正書く自発） 平成１年５月２日 昭和６３年特許願第２４１７３８号 ２、発明の名称 反射型光電スイッチ ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　大阪府門真市大字門真１０４８番地名称（５８
３）松下電工株式会社 代表者　三好俊夫 ４、代理人 郵便番号　５３０ 補正命令の日付 自　　発 ６、補正により増加する請求項の数　なし７、補正の対
象 ［］］本願明細書第５頁２行目の「回路５」を「回路６
」と訂正致します。 代理人　弁理士　石　１）長　七

Claims (1)

【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用光学系と、受光用
   光学系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集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、位置検出手段出力に
   基いて被検知物体が所定の検知エリア内に存在するかど
   うかを判別して出力回路を制御する判別制御手段とを具
   備した反射型光電スイッチにおいて、近距離の被検知物
   体による反射光であって受光用光学系により位置検出手
   段上に集光されない光を位置検出手段上の適所に入射さ
   せる光路変更手段を受光用光学系から位置検出手段に至
   る光路の側方に設けるとともに、光路変更手段によって
   位置検出手段上の適所に入射されない光を補正する補正
   手段を設けたことを特徴とする反射型光電スイッチ。