JPH0511450Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［技術分野］ 本考案は、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
光電スイツチに関するものである。

［背景技術］ 従来、この種の反射型光電スイツチとして、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つ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
射型光電スイツチにあつては、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
あつた。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ツチとして、考案者らが
特願昭58−14163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
イツチは第４図および第５図に示すようになつて
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
ツ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つている。この投光手段
１から所定距離l₀をもつ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ツ
トの位置（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_A，I_B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
となつている。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から出力される位置信
号（相反する電流信号I_A，I_B）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lnV_A，lnV_Bの差を演算
する減算回路２３と、減算回路２３出力lnV_A／
V_Bと距離設定用ボリユーム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
lnV_A／V_Bが第７図に示すように基準電圧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２４出力
を発振回路１０出力に基いてチエツク（クロツク
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６が駆動されるよう
になつている。なお、第６図ａ，ｂ，ｃは、それ
ぞれ被検知物体Ｘまでの距離がl₁、l₂，l₃である
場合における位置検出手段４上の集光スポツト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個のフオトダイオード
をｍ方向（集光スポツト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。

ところで、従来、このような反射型光電スイツ
チを狭いスペースに配設し易くするために、第８
図および第９図に示すように、光学ブロツクＡと
回路ブロツクＢとを光フアイバー７，８ａ，８ｂ
を使用して光学的に接続したものがあつた。ここ
に、投光用光フアイバー７は投光用光学系１３と
投光用発光素子１３との間を光学的に接続してお
り、受光用光フアイバー８ａ，８ｂは受光用光学
系２と位置検出手段４との間を光学的に接続して
おり、光フアイバー７，８ａ，８ｂの光学ブロツ
ク側の端部はフアイバーホルダー３０にて一体的
に保持されている。第１０図は受光用光フアイバ
ー８ａ，８ｂの受光端面における集光スポツトＳ
の移動状態を示す図（第６図に対応する図）であ
り、第１１図は受光用光フアイバー８ａ，８ｂと
位置検出手段４たる１次元位置検出素子との光結
合例を示しており、両受光用光フアイバー８ａ，
８ｂの結合位置の間隔ｙを変えることにより検知
特性を変化させることができるようになつてい
る。

なお、２個のフオトダイオードにて位置検出手
段４を形成するものにあつては、各フオトダイオ
ードを受光用光フアイバー８ａ，８ｂの出光端面
にそれぞれ光結合し、各フオトダイオード出力を
受光回路２１ａ，２１ｂに入力すれば良い。

ところで、このように光学ブロツクＡと回路ブ
ロツクＢとを光フアイバー７，８ａ，８ｂを用い
て分離した従来例にあつては、測距可能距離すな
わち検知可能距離を長くして検知エリアの設定可
能範囲を広くしたい場合において、被検知物体Ｘ
による反射光Ｒが弱くなつても検知可能とするた
めに位置検出手段４の受光量を大きくする必要が
あり、太い径の受光用光フアイバー８ａ，８ｂを
使用しなければならなかつた。しかしながら、受
光用光フアイバー８ａ，８ｂの径を太くした場合
には、光学ブロツクＡが大型化することになつ
て、光学ブロツクＡを狭いスペースに配設できな
くなつてしまうという問題があつた。

［考案の目的］ 本考案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、受光用光フアイバ
ー径を太くすることなく検知可能距離を長くする
ことができ、光学ブロツクを大型化せずに検知エ
リアの設定可能範囲を広げることができる反射型
光電スイツチを提供することにある。

［考案の開示］ （実施例） 第１図および第２図は本考案一実施例を示すも
ので、受光用光学系２の集光面であつて集光スポ
ツトＳの移動方向に一対の受光用光フアイバー８
ａ，８ｂの受光端面を隣接して配設した前記従来
例と同様の反射型光電スイツチにおいて、各受光
用光フアイバー８ａ，８ｂの受光端部にラツパ状
の拡径部９を形成して受光端面を広くしたもので
ある。ここに、実施例にあつては、投、受光用光
フアイバー７，８ａ，８ｂは、フアイバーホルダ
ー３０にて所定間隔で保持されるようになつてお
り、凸レンズよりなる投、受光用光学系１３，２
は、光学ブロツクケース３１を構成するケース本
体３１ａの前面に形成された投、受光用開口部３
２ａ，３２ｂに取着されており、フアイバーホル
ダー３０をケース本体３１ａの所定位置に嵌合し
てケースカバー３１ｂを覆着することにより光学
ブロツクＡが形成されている。なお、投、受光用
開口部３２ａ，３２ｂにはレンズ保護を兼ねるフ
イルター３３ａ，３３ｂが取着されており、受光
用光学系２と受光用光フアイバー８ａ，８ｂの受
光面との間の光路の側方には、光電スイツチの直
近の不感領域をなくすためのＶ字状反射板３４が
配設されている。

第３図は受光用光フアイバー８ａ，８ｂの受光
端部に拡径部９を形成する成形過程の一例を示す
図であり、フアイバーホルダー３０の受光端部の
保持部分に円錐状の凹所３５を穿設しておき、こ
の凹所３５の底面に穿孔された貫通孔３６にプラ
スチツク製の受光用光フアイバー８ａ，８ｂを挿
通して端部を所定量ｄだけ突出させ、この突出部
分３７を加熱溶融して凹所３５内に押し込むこと
により凹所３５の形状と同じようなラツパ状の拡
径部９が形成されるようになつている。この場
合、突出量ｄは凹所の体積に応じて適当な長さに
設定される。すなわち、加熱溶融したときに両受
光用光フアイバー８ａ，８ｂの拡径部９の端面が
フイアバーホルダー３５の前面と面一になるよう
に設定される。また、加熱溶融された両受光用光
フアイバー８ａ，８ｂの受光端面は楕円形とな
り、その接合部分は直線状になつており、受光用
光学系２にて集光された集光スポツトＳはこの接
合部分を含むように移動することになるので、従
来例のように受光端面が円形の受光用光フアイバ
ー８ａ，８ｂを隣接させた第１０図の場合に比べ
て受光効率を良くすることができるようになつて
いる。また、加熱溶融によつて端面加工を行うこ
とにより、熟練を要せず短時間で処理を行えるこ
とになる。なお、フアイバーホルダー３０の投光
用光フアイバー７の出光端部が挿入される挿入孔
３８の前面開口には光源を小さくするためのアパ
ーチヤ３９が設けられている。

いま、実施例にあつては、受光用光学系２にて
集光された集光スポツトＳは、受光用光フアイバ
ー８ａ，８ｂの受光端部に設けられた拡径部９の
端面を移動することになり、受光用光フアイバー
８ａ，８ｂの受光面積が広くなつて光フアイバー
による伝送効率が高くなる。したがつて、受光用
光フアイバー８ａ，８ｂを介して位置検出手段４
に入射する光量が多くなり、受光用光フアイバー
８ａ，８ｂの径を太くすることなく検知可能距離
を長くすることができ、光学ブロツクを大型化せ
ずに検知エリアの設定可能範囲を広げることがで
きるようになつている。

［考案の効果］ 本考案は上述のように、投光用発光素子から発
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
に所定距離をもつ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ツトの位
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、投光
用光学系および受光用光学系よりなる光学ブロツ
クと投光用発光素子および位置検出手段を含む回
路ブロツクとの間を光フアイバーにて光学的に接
続して成る反射型光電スイツチにおいて、受光用
光学系の集光面であつて集光スポツトの移動方向
に一対の受光用光フアイバーの受光面を隣接して
配設し、各受光用光フアイバーの受光端部にラツ
パ状の拡径部を形成して受光端面を広くしたもの
であり、受光用光フアイバーの受光端部に拡径部
を設けることにより光フアイバーによる伝送効率
を高くして位置検出手段の受光量を多くしている
ので、受光用光フアイバーの径を太くすることな
く検知可能距離を長くすることができ、光学ブロ
ツクを大型化せずに検知エリアの設定可能範囲を
広げ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図は本考案一実施例の要部分解斜視図、第
２図ａは同上の要部正面図、第２図ｂは同上の要
部断面図、第３図は同上の成形過程を示す断面
図、第４図は本考案に係る反射型光電スイツチの
基本例の要部概略構成図、第５図は同上のブロツ
ク回路図、第６図および第７図は同上の動作説明
図、第８図は従来例の概略構成図、第９図ａは同
上の要部正面図、第９図ｂは同上の要部断面図、
第１０図および第１１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、７，
８ａ，８ｂは光フアイバー、９は拡径部、１２は
投光用発光素子、１３は投光用光学系である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 投光用発光素子から発する光を投光用光学系に
   て光ビームに形成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つて配設
   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
   動する集光スポツ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、投光用光学系および受光用光学
   系よりなる光学ブロツクと投光用発光素子および
   位置検出手段を含む回路ブロツクとの間を光フア
   イバーにて光学的に接続して成る反射型光電スイ
   ツチにおいて、受光用光学系の集光面であつて集
   光スポツトの移動方向に一対の受光用光フアイバ
   ーの受光端面を隣接して配設し、各受光用光フア
   イバーの受光端部にラツパ状の拡径部を形成して
   受光端面を広くしたことを特徴とする反射型光電
   スイツチ。