JPH04287417A - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は投光部より受光部に常に
一定の光を照射しその間を遮光する物体を検出する透過
型の光電スイッチに関し、特に複数の光電スイッチを配
列したときの相互干渉を防止するようにした光電スイッ
チに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来図７に示すように複数の透過型光電
スイッチの投光器１ａ，２ａ及び受光器１ｂ，２ｂを夫
々並列に配置して物体を検出する場合には、検出物体が
投受光器１ａ，１ｂ間に細線で示す光軸を遮蔽した場合
にも、破線で示すように他方の投光器２ａからの光が受
光器１ｂ側に与えられて物体が検出されない相互干渉が
起きることがある。このような相互干渉を防止するため
には投光器１ａ，２ａの光ビームを鋭くすればよいが、
光軸調整が困難になるという欠点がある。そこで投光器
１ａ，２ａと受光器１ｂ，２ｂとを交互に配置したり、
投受光器の前面に夫々対応する偏光方向の光のみを透過
する偏光フィルタ等を設けて相互干渉を防止するように
した光電スイッチが提案されている。又特公昭６２−７
７３３号公報のように並列して配置された光電スイッチ
の投光パルスのタイミングをずらせることによって、相
互干渉を防止するようにした光電スイッチも提案されて
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら投受光器
を交互に配置した場合には、投受光器のケーブル配線が
複雑となり多数の光電スイッチの設置に手間がかかると
いう欠点があった。又偏光フィルタを用いた場合には偏
光面の選択に限界があるため、相互干渉が起こり易いと
いう欠点があった。更に投受光器の投光パルスのタイミ
ングが完全に一致している場合には、このタイミングを
ずらせることが困難になるという欠点があった。

【０００４】本発明はこのような従来の透過型光電スイ
ッチの問題点に鑑みてなされたものであって、多数の透
過型光電スイッチを並列に配置した場合にも相互干渉を
防止できるようにすることを技術的課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は投光器と受光器
とを対向して配置する透過型光電スイッチであって、受
光器は、投光器の光の照射光量の重心位置に対応した複
数の出力を与える受光素子と、受光素子の出力を加算す
る加算手段と、加算手段の出力を所定の閾値で弁別する
比較手段と、受光素子の複数の出力に基づいてその所定
位置からの変位が所定範囲内にあることを検出する検出
手段と、比較手段及び検出手段の論理積信号を与える論
理積回路と、を具備することを特徴とするものである。

【０００６】

【作用】このような特徴を有する本発明によれば、受光
器と対向する位置に設けられた投光器からの光が受光素
子に照射された場合には、その光量の重心は受光素子の
受光領域の所定位置、例えば中央となる。そしてその出
力を加算して比較することにより、比較手段より比較出
力が得られる。又検出手段より所定位置を含む範囲内の
検出信号が得られる。従ってこの光の遮光によって物体
を検出することができる。一方投光器と隣接する位置に
ある他の光電スイッチの投光器からの光が受光されれば
、その照射光量の重心位置が所定範囲内にないため、全
体の光量が閾値を越えている場合にも物体を検知するこ
とがなく、相互干渉が防止できる。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の一実施例による透過型光電ス
イッチ１０の受光器１０ｂの構成を示すブロック図であ
る。本図において図示しない投光器１０ａと対向する位
置に、レンズ１１を介して受光素子であるポジションセ
ンシティブディバイス（以下ＰＳＤという）１２が配置
される。ＰＳＤ１２は光が照射されたときにその照射光
量の重心位置に対応した出力を両側の端子より電流値と
して出力する一次元の受光素子であって、その一対の出
力はＩ／Ｖ変換器１３，１４に与えられる。Ｉ／Ｖ変換
器１３，１４はＰＳＤ１２の両端の電流値ＩＡ　，ＩＢ
　を夫々電圧ＶＡ　，ＶＢ　に変換するものであって、
夫々の出力は割算回路１５及び加算回路１６に与えられ
る。割算回路１５はＶＡ　／ＶＢ　の演算を行い電圧出
力ＶＣ　を得るものであり、その出力はウインドウコン
パレータ１７に与えられる。又加算回路１６は電圧ＶＡ
　，ＶＢ　を加算して電圧出力ＶＤ　を得るものであり
、その出力は比較器１８に与えられる。ウインドウコン
パレータ１７は閾値Ｖｔｈ１　，Ｖｔｈ２　（Ｖｔｈ１
　＞Ｖｔｈ２　）の一対のコンパレータ１７ａ，１７ｂ
及びその論理積をとるアンド回路１７ｃによって構成さ
れている。ウインドウコンパレータ１７は入力電圧ＶＣ
　が閾値Ｖｔｈ１　，Ｖｔｈ２　の間にあるときに論理
積出力をアンド回路１９に与えるものである。又比較器
１８には閾値Ｖｔｈ３　が設定され、入力ＶＤ　がこの
レベルを越えるときに比較出力をアンド回路１９に与え
る比較手段である。アンド回路１９はこれらの論理積を
とる論理積回路であって、その出力はノイズ除去用の積
分回路２０及び出力回路２１を介して物体検知信号とし
て出力される。ここで割算回路１５及びウインドウコン
パレータ１７は、受光素子の所定位置からの変位が所定
範囲内にあることを検出する検出手段２２を構成してい
る。

【０００８】次に本実施例の動作について説明する。今
この光電スイッチの受光器１０ｂに対向する位置に投光
器１０ａが設けられる。又投光器１０ａに隣接して他の
光電スイッチの投光器３０ａも設けられているものとす
る。さて図２（ａ）に示すように投光器１０ａのみから
受光器１０ｂに光が照射された場合にはレンズ１１を介
してＰＳＤ１２によってその光が受光される。このとき
には図２（ｂ）にＰＳＤ１２とその受光量分布を示すよ
うに、ＰＳＤ１２の中心位置に最大光量レベルの光が照
射されるようにＰＳＤ１２を配置しておく。こうすれば
ＰＳＤ１２の両端の電流ＩＡ　，ＩＢ　は等しくなる。 従って夫々の出力を電圧に変換した後加算回路１６によ
って加算し、閾値Ｖｔｈ３　と比較することにより比較
信号が得られる。又割算回路１５はその出力ＶＣ　がほ
ぼ１となる。このときに図３の点Ａに示すようにウイン
ドウコンパレータ１７の閾値Ｖｔｈ１　，Ｖｔｈ２　の
中間となるように閾値を設定する。こうすれば点Ａに相
当する入力があれば、常にウインドウコンパレータ１７
よりＨレベルの出力が得られる。従って比較器１８の出
力がアンド回路１９を介して積分回路２０に与えられる
こととなり、投光器１０ａからの光が遮光されたときに
物体検知信号を出力することができる。

【０００９】さて図４（ａ）に示すように投光器１０ａ
からの光が物体によって遮光されている状態で、隣接す
る投光器３０ａから信号が受光器１０ｂに照射されたと
きには、ＰＳＤ１２の照射光量の位置が図４（ｂ）に実
線で示すように変化する。この場合には電流ＩＡ　及び
その値を電圧に変換した電圧ＶＡ　が夫々電流ＩＢ　，
電圧ＶＢ　より大きくなるため、割算回路１５の出力も
図３の点Ｂに示すように１を越える。このレベルが閾値
Ｖｔｈ１　以上となるように閾値Ｖｔｈ１　を設定する
。同様にして隣接する投光器３１ａによる光が受光器１
０ｂに入射したときに得られる照射位置も図４（ｂ）に
破線で示すような照射光量が得られるが、このときにも
図３の点Ｃに示すように閾値Ｖｔｈ２　以下となるよう
にウインドウコンパレータ１７の閾値を設定しておく。 こうすれば隣接する投光器３０ａ又は３１ａから光が入
射してもウインドウコンパレータ１７は論理積出力を与
えないため、比較器１８の出力によって誤って物体が検
知されることがなくなる。

【００１０】又図５（ａ）に示すように投光器１０ａと
その側方の投光器３０ａが同時に発光したときには、図
５（ｂ）に示すようにその重心位置に光が照射したもの
とした信号が得られる。この場合には図３の点Ｄに示す
ように閾値Ｖｔｈ１　とＶｔｈ２　内に入るように閾値
を設定しておく。こうすれば同時に光が入射してもアン
ド回路１９の論理積出力によって物体の有無を検出する
ことができる。

【００１１】次に本発明の第２実施例について説明する
。前述した第１実施例では一次元のＰＳＤ１２によって
受光素子を構成しているが、この場合には受光素子の向
きが隣接する投光器と平行な方向、即ち図２に示すよう
な位置関係にある場合にのみ干渉を防止することができ
、投光器１０ａに対して紙面の上下の位置に他の投光器
がある場合には干渉を防止することができない。そこで
本実施例では二次元のＰＳＤを用いることによってこの
ような問題を解決したものである。図６は本発明の第２
実施例による光電スイッチの受光器の回路構成を示すブ
ロック図であり、前述した第１実施例と同一部分は同一
符号を付して詳細な説明を省略する。本実施例では図示
のように二次元のＰＳＤ４１を用い、そのＹ方向の出力
を夫々Ｉ／Ｖ変換器１３Ｙ，１４Ｙに与えて電圧に変換
し、前述した第１実施例と同様の信号処理を行う。又Ｘ
方向も同様にしてＩ／Ｖ変換器１３Ｘ，１４Ｘを用いて
電圧信号に変換し、前述した第１実施例と同様の信号処
理回路を用いて信号処理を行う。この信号処理回路は夫
々Ｘ，Ｙの付加符号を付しただけで構成は同一であるの
で、説明を省略する。さてアンド回路１９Ｙ，１９Ｘの
出力を更にアンド回路４２に与える。アンド回路４２は
これらの論理積をとるアンド回路であって、その出力は
積分回路２０，出力回路２１を介して外部に出力される
。こうすればいずれの方向に投光器が配置されても、前
述した第１実施例と同様に隣接する投光器の点灯による
干渉を防止することができる。

【００１２】尚前述した第１，第２実施例は受光素子と
して一次元又は二次元のＰＳＤを用いているが、二分割
フォトダイオードや四分割フォトダイオードを用いても
同様に実現することが可能である。尚本実施例は割算回
路とウインドウコンパレータを用いてＰＳＤの所定範囲
内の信号を検出するようにしているが、割算回路に代え
て減算器等を用いて検出手段２２を構成することも可能
である。

【００１３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、照射光量の重心位置に対応した複数の出力を与える
受光素子を用いて信号処理を行うことによって、対向す
る投光器より光が照射されたときにその信号を受光する
ことができる。従って物体が通過してその光が遮断され
たときには確実に物体検知信号を出力することができ、
隣接する光電スイッチによる相互干渉を防止することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例による透過型光電スイッチの
受光器の構成を示すブロック図である。

【図２】（ａ）は本実施例の投受光器の配置状態を示す
図、（ｂ）はその照射光に対するＰＳＤの光量分布を示
す図である。

【図３】本実施例による割算回路１５の出力に対するウ
インドウコンパレータの閾値の関係を示す図である。

【図４】（ａ）は本実施例の投受光器と隣接する投光器
の配置図、（ｂ）は隣接する一方の投光器が発光した場
合の照射光に対するＰＳＤの光量分布を示す図である。

【図５】（ａ）は本実施例の投受光器と隣接する投光器
の配置図、（ｂ）はこれらの投光器が同時に発光した場
合の照射光に対するＰＳＤの光量分布を示す図である。

【図６】本発明の第２実施例による光電スイッチの受光
器の構成を示すブロック図である。

【図７】複数の透過型光電スイッチを並列して配置した
状態を示す概略図である。

【符号の説明】

１０ａ，３０ａ，３１ａ　　投光器 １０ｂ，４０ｂ　　受光器 １２，４１　　ＰＳＤ １３，１４，１３Ｘ，１３Ｙ，１４Ｘ，１４Ｙ　　Ｉ／
Ｖ変換器 １５，１５Ｘ，１５Ｙ　　割算回路 １６，１６Ｘ，１６Ｙ　　加算回路 １７，１７Ｘ，１７Ｙ　　ウインドウコンパレータ１８
，１８Ｘ，１８Ｙ　　比較器 １９，，１９Ｘ，１９Ｙ，４２　　アンド回路２０　　
積分回路 ２１　　出力回路 ２２　　検出手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　投光器と受光器とを対向して配置する
   透過型光電スイッチにおいて、前記受光器は、前記投光
   器の光の照射光量の重心位置に対応した複数の出力を与
   える受光素子と、前記受光素子の出力を加算する加算手
   段と、前記加算手段の出力を所定の閾値で弁別する比較
   手段と、前記受光素子の複数の出力に基づいてその所定
   位置からの変位が所定範囲内にあることを検出する検出
   手段と、前記比較手段及び前記検出手段の論理積信号を
   与える論理積回路と、を具備することを特徴とする光電
   スイッチ。
2. 【請求項２】　　前記検出手段は、前記受光素子の複数
   の出力の比を得る割算回路と、前記割算回路の出力の所
   定範囲を検出するウインドウコンパレータと、を含むも
   のであることを特徴とする請求項１記載の光電スイッチ
   。