JPH06229823A - 光電スイッチ - Google Patents
光電スイッチInfo
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- JPH06229823A JPH06229823A JP1712993A JP1712993A JPH06229823A JP H06229823 A JPH06229823 A JP H06229823A JP 1712993 A JP1712993 A JP 1712993A JP 1712993 A JP1712993 A JP 1712993A JP H06229823 A JPH06229823 A JP H06229823A
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】投光側光学系の集光点までを検出範囲とし、被
検出物体の色などによる反射率の差から生じる検出誤差
を低減した光電スイッチを提供する。 【構成】発光素子３と投光レンズ４からなる投光側光学
系と、投光側光学系の光路上にある被検出物体８からの
反射光を受光し、この反射光を集光する受光レンズ５と
受光素子６からなる受光側光学系とを有し、投光側光学
系の光路上にあって、投光レンズ４による集光点d0近傍
をスイッチ切換え動作点とし、この集光点d0より近くに
被検出物体８があるとき、被検出物体８からの反射光を
受光して作動する光電スイッチにおいて、集光点d0にあ
る被検出物体８からの反射光が、受光素子６の受光面を
含む平面上にあって、受光面の外であるが受光面縁端部
近傍に結像するように受光レンズ５および受光素子６の
受光面を配置する。
検出物体の色などによる反射率の差から生じる検出誤差
を低減した光電スイッチを提供する。 【構成】発光素子３と投光レンズ４からなる投光側光学
系と、投光側光学系の光路上にある被検出物体８からの
反射光を受光し、この反射光を集光する受光レンズ５と
受光素子６からなる受光側光学系とを有し、投光側光学
系の光路上にあって、投光レンズ４による集光点d0近傍
をスイッチ切換え動作点とし、この集光点d0より近くに
被検出物体８があるとき、被検出物体８からの反射光を
受光して作動する光電スイッチにおいて、集光点d0にあ
る被検出物体８からの反射光が、受光素子６の受光面を
含む平面上にあって、受光面の外であるが受光面縁端部
近傍に結像するように受光レンズ５および受光素子６の
受光面を配置する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発光素子からの出射光
がその光路上の一定距離ないし一定距離以内にある被検
出物体で反射され、受光素子で受光、検出される光電ス
イッチに関する。
がその光路上の一定距離ないし一定距離以内にある被検
出物体で反射され、受光素子で受光、検出される光電ス
イッチに関する。
【０００２】
【従来の技術】光電スイッチは工場の生産ラインなど
で、物の有無を判別する目的で数多く用いられており、
人間の目に代わるセンサとして工場のＦＡ化に重要な役
目を果している。従来、この種の光電スイッチは、投光
手段によって検出エリアに投光した光が被検出物体によ
って反射される反射光を受光手段にて受光し、被検出物
体からの反射光量の大小によって被検出物体の有無を判
定するものである。
で、物の有無を判別する目的で数多く用いられており、
人間の目に代わるセンサとして工場のＦＡ化に重要な役
目を果している。従来、この種の光電スイッチは、投光
手段によって検出エリアに投光した光が被検出物体によ
って反射される反射光を受光手段にて受光し、被検出物
体からの反射光量の大小によって被検出物体の有無を判
定するものである。
【０００３】図６は従来より実施されている光電スイッ
チの一例を示す構成図である。図６において、光電スイ
ッチ１は、発光素子駆動回路２と発光素子３と投光レン
ズ４とからなる投光側光学系と、受光レンズ５と受光素
子６と増幅器７とからなる受光側光学系とから構成され
ている。発光素子駆動回路２によって発光させられる発
光素子３からの出射光は、投光レンズ４を介して検出エ
リアに出射される。投光レンズ４より光の進行方向にあ
る紙などのある一定の大きさをもち、拡散反射性をもつ
被検出物体８にこの発光素子３からの出射光が照射され
ると、被検出物体８で拡散反射された反射光は受光レン
ズ５を介して受光素子６の方向に進行する。このとき、
受光レンズ５を透過して集光された被検出物体８からの
反射光は、図６に示される様に、被検出物体８の位置
（ａ〜ｅ）により、この集光位置および集光状態を異に
する。
チの一例を示す構成図である。図６において、光電スイ
ッチ１は、発光素子駆動回路２と発光素子３と投光レン
ズ４とからなる投光側光学系と、受光レンズ５と受光素
子６と増幅器７とからなる受光側光学系とから構成され
ている。発光素子駆動回路２によって発光させられる発
光素子３からの出射光は、投光レンズ４を介して検出エ
リアに出射される。投光レンズ４より光の進行方向にあ
る紙などのある一定の大きさをもち、拡散反射性をもつ
被検出物体８にこの発光素子３からの出射光が照射され
ると、被検出物体８で拡散反射された反射光は受光レン
ズ５を介して受光素子６の方向に進行する。このとき、
受光レンズ５を透過して集光された被検出物体８からの
反射光は、図６に示される様に、被検出物体８の位置
（ａ〜ｅ）により、この集光位置および集光状態を異に
する。
【０００４】図６において、被検出物体８の位置がb,c,
d にあるときの反射光は、受光レンズ５を透過し、受光
素子６で受光され、光信号から電気信号に変換され、増
幅器７により増幅・信号処理が行われる。このとき、電
気信号の信号レベルが予め設定された値以上であると
き、光電スイッチ１の出力接点は予め決められた動作モ
ード、即ち、拡散反射光有りで出力接点がONまたはOFF
動作を行う。また、被検出物体８の位置がａにあるとき
の反射光は、受光レンズ５を透過後、受光素子６の下方
に集光され、受光素子６に反射光は入射せず、従って、
光電スイッチ１はスイッチとして動作をしない。さら
に、被検出物体８の位置がｅにあるときの反射光は、受
光レンズ５を透過後、受光素子６の上方に集光され、受
光素子６に反射光は入射せず、スイッチとして動作をし
ない。このような構成により、光電スイッチ１の検出範
囲は被検出物体８の位置がｂからｄまでとなる。
d にあるときの反射光は、受光レンズ５を透過し、受光
素子６で受光され、光信号から電気信号に変換され、増
幅器７により増幅・信号処理が行われる。このとき、電
気信号の信号レベルが予め設定された値以上であると
き、光電スイッチ１の出力接点は予め決められた動作モ
ード、即ち、拡散反射光有りで出力接点がONまたはOFF
動作を行う。また、被検出物体８の位置がａにあるとき
の反射光は、受光レンズ５を透過後、受光素子６の下方
に集光され、受光素子６に反射光は入射せず、従って、
光電スイッチ１はスイッチとして動作をしない。さら
に、被検出物体８の位置がｅにあるときの反射光は、受
光レンズ５を透過後、受光素子６の上方に集光され、受
光素子６に反射光は入射せず、スイッチとして動作をし
ない。このような構成により、光電スイッチ１の検出範
囲は被検出物体８の位置がｂからｄまでとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このような光電スイッ
チでは、被検出物体の色や表面状態によって反射率が異
なると、被検出物体が同じ位置にあっても受光素子にお
ける受光量に差が生じ、反射率の違いにより被検出物体
の位置検出に誤差が発生する。図７は被検出物体の位置
と受光素子の受光量が被検出物体の色に依存する特性を
示すものである。図７において、例えば、反射率の低い
黒紙で光電スイッチのスイッチ動作を定める電気的な閾
値（一点鎖線）を定めると、被検出物体が黒紙の場合、
受光素子の受光量と電気的な閾値の交点の位置（垂直な
実線で示す）でスイッチとして動作が切り換わる。一
方、反射率の高い白紙で同じ閾値を用いた場合、受光素
子の受光量が増えるため、被検出物体の位置が同じで
も、受光素子の受光量と電気的な閾値の交点の位置は垂
直な点線で示される位置に変化し、図７に図示されるよ
うな検出誤差が発生する。即ち、被検出物体の色によっ
て、検出範囲が変わり、反射率の高い白紙の場合では、
所定の検出範囲外でスイッチが動作する可能性がある。
チでは、被検出物体の色や表面状態によって反射率が異
なると、被検出物体が同じ位置にあっても受光素子にお
ける受光量に差が生じ、反射率の違いにより被検出物体
の位置検出に誤差が発生する。図７は被検出物体の位置
と受光素子の受光量が被検出物体の色に依存する特性を
示すものである。図７において、例えば、反射率の低い
黒紙で光電スイッチのスイッチ動作を定める電気的な閾
値（一点鎖線）を定めると、被検出物体が黒紙の場合、
受光素子の受光量と電気的な閾値の交点の位置（垂直な
実線で示す）でスイッチとして動作が切り換わる。一
方、反射率の高い白紙で同じ閾値を用いた場合、受光素
子の受光量が増えるため、被検出物体の位置が同じで
も、受光素子の受光量と電気的な閾値の交点の位置は垂
直な点線で示される位置に変化し、図７に図示されるよ
うな検出誤差が発生する。即ち、被検出物体の色によっ
て、検出範囲が変わり、反射率の高い白紙の場合では、
所定の検出範囲外でスイッチが動作する可能性がある。
【０００６】本発明は上記の点にかんがみてなされたも
のであり、その目的は前記した課題を解決して、被検出
物体の色による反射率の差から生じる検出誤差を低減し
た光電スイッチを提供することにある。
のであり、その目的は前記した課題を解決して、被検出
物体の色による反射率の差から生じる検出誤差を低減し
た光電スイッチを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の光電スイッチは、発光素子から出射される
光を、投光レンズを介して集光する投光側光学系と、こ
の投光側光学系の光路上にある被検出物体からの反射光
を受光し、この反射光を集光する受光レンズと、この受
光レンズにより集光された反射光を受光面で受光する受
光素子とからなる受光側光学系と、を有し、投光側光学
系の光路上にあって、投光レンズによる集光点近傍まで
を最大検出範囲とし、この集光点を含まない検出範囲内
にある被検出物体からの反射光を受光素子で受光して作
動する光電スイッチにおいて、投光側光学系の集光点に
ある被検出物体からの反射光が、受光素子の受光面を含
む平面上にあって、受光面縁端部の外側でこの受光面縁
端部近傍に結像するように受光レンズおよび受光素子の
受光面を配置するものとする。
に、本発明の光電スイッチは、発光素子から出射される
光を、投光レンズを介して集光する投光側光学系と、こ
の投光側光学系の光路上にある被検出物体からの反射光
を受光し、この反射光を集光する受光レンズと、この受
光レンズにより集光された反射光を受光面で受光する受
光素子とからなる受光側光学系と、を有し、投光側光学
系の光路上にあって、投光レンズによる集光点近傍まで
を最大検出範囲とし、この集光点を含まない検出範囲内
にある被検出物体からの反射光を受光素子で受光して作
動する光電スイッチにおいて、投光側光学系の集光点に
ある被検出物体からの反射光が、受光素子の受光面を含
む平面上にあって、受光面縁端部の外側でこの受光面縁
端部近傍に結像するように受光レンズおよび受光素子の
受光面を配置するものとする。
【０００８】
【作用】上記構成により、検出範囲の最大距離は、投光
側光学系の光路上の集光点の近傍がこれに相当し、被検
出物体がこの集光点から多少前後することにより、鋭敏
に受光量を変化し、光電スイッチとしての動作が切り換
わる。即ち、集光点にある被検出物体からの拡散反射光
の像は、被検出物体が投光側光学系の光路上の集光点に
位置するため、最小のビーム径である。さらに、この位
置からの反射光が受光側光学系の受光レンズによって、
受光素子の受光面を含む平面上にあって、受光面縁端部
の外側でこの受光面縁端部近傍に結像するように受光レ
ンズおよび受光素子の受光面が配置されている。従っ
て、被検出物体がこの集光点に位置している場合の拡散
反射光は、受光素子の受光面を外れた受光面端部近傍に
結像されているため、受光素子には検知されない。被検
出物体がこの集光点より、やや投光レンズよりに位置し
ている場合の拡散反射光は、全て受光素子の受光面内に
入射する。即ち、本発明の光電スイッチの受光素子の受
光量はこの集光点の近傍を境として鋭敏に変化させるこ
とができる。図５は本発明における被検出物体の位置と
受光素子の受光量が被検出物体の色に依存する特性を示
すものである。図５において、被検出物体が集光点にお
いて、受光素子の受光量が急激に変化する。このため、
被検出物体の色の違いによって反射率が変化しても、受
光素子の受光量が増減しても、同一電気的閾値レベルに
対する光電スイッチの最大検出距離の関係は一定値とな
る。光電スイッチの電気的閾値を反射率の小さい黒色で
設定した閾値レベルに選定することにより、被検出物体
の色の違いによる検出誤差を生じないスイッチ動作を行
なわせることができる。
側光学系の光路上の集光点の近傍がこれに相当し、被検
出物体がこの集光点から多少前後することにより、鋭敏
に受光量を変化し、光電スイッチとしての動作が切り換
わる。即ち、集光点にある被検出物体からの拡散反射光
の像は、被検出物体が投光側光学系の光路上の集光点に
位置するため、最小のビーム径である。さらに、この位
置からの反射光が受光側光学系の受光レンズによって、
受光素子の受光面を含む平面上にあって、受光面縁端部
の外側でこの受光面縁端部近傍に結像するように受光レ
ンズおよび受光素子の受光面が配置されている。従っ
て、被検出物体がこの集光点に位置している場合の拡散
反射光は、受光素子の受光面を外れた受光面端部近傍に
結像されているため、受光素子には検知されない。被検
出物体がこの集光点より、やや投光レンズよりに位置し
ている場合の拡散反射光は、全て受光素子の受光面内に
入射する。即ち、本発明の光電スイッチの受光素子の受
光量はこの集光点の近傍を境として鋭敏に変化させるこ
とができる。図５は本発明における被検出物体の位置と
受光素子の受光量が被検出物体の色に依存する特性を示
すものである。図５において、被検出物体が集光点にお
いて、受光素子の受光量が急激に変化する。このため、
被検出物体の色の違いによって反射率が変化しても、受
光素子の受光量が増減しても、同一電気的閾値レベルに
対する光電スイッチの最大検出距離の関係は一定値とな
る。光電スイッチの電気的閾値を反射率の小さい黒色で
設定した閾値レベルに選定することにより、被検出物体
の色の違いによる検出誤差を生じないスイッチ動作を行
なわせることができる。
【０００９】
【実施例】図１は本発明による光電スイッチの一実施例
を説明するための説明図、図２は三角測距法に基づく測
定原理図、図３、図４、図５は本発明に基づく光電スイ
ッチの被検出物体の距離と受光素子の受光量の関係を示
す特性図であり、これら各図において図６に対応する同
一部材には同じ符号が付してある。
を説明するための説明図、図２は三角測距法に基づく測
定原理図、図３、図４、図５は本発明に基づく光電スイ
ッチの被検出物体の距離と受光素子の受光量の関係を示
す特性図であり、これら各図において図６に対応する同
一部材には同じ符号が付してある。
【００１０】図１において、本発明の光電スイッチ10
は、発光素子駆動回路２と発光素子３と投光レンズ14と
からなる投光側光学系と、受光レンズ５と受光素子６と
増幅器７とからなる受光側光学系とより構成されてい
る。発光素子駆動回路２によって発光させられる発光素
子３からの出射光は、投光レンズ14を介して検出エリア
に出射され、d0点に集光される。投光側光学系の光路に
あり、投光レンズ14より前方にある紙などのある一定の
大きさをもち、拡散反射性をもつ被検出物体８にこの発
光素子３からの出射光が照射されると、被検出物体８で
拡散反射された反射光は受光レンズ５を介して受光素子
６の方向に進行する。このとき、受光レンズ５を透過し
て集光された被検出物体８からの反射光は、図１に示さ
れる様に、被検出物体８の位置（ａ〜d 、d0、ｅ）によ
り、この集光位置および集光状態を異にする。
は、発光素子駆動回路２と発光素子３と投光レンズ14と
からなる投光側光学系と、受光レンズ５と受光素子６と
増幅器７とからなる受光側光学系とより構成されてい
る。発光素子駆動回路２によって発光させられる発光素
子３からの出射光は、投光レンズ14を介して検出エリア
に出射され、d0点に集光される。投光側光学系の光路に
あり、投光レンズ14より前方にある紙などのある一定の
大きさをもち、拡散反射性をもつ被検出物体８にこの発
光素子３からの出射光が照射されると、被検出物体８で
拡散反射された反射光は受光レンズ５を介して受光素子
６の方向に進行する。このとき、受光レンズ５を透過し
て集光された被検出物体８からの反射光は、図１に示さ
れる様に、被検出物体８の位置（ａ〜d 、d0、ｅ）によ
り、この集光位置および集光状態を異にする。
【００１１】図１において、被検出物体８の位置がb,c,
d にあるときの反射光は、受光レンズ５を透過し、受光
素子６で受光され、光信号から電気信号に変換され、増
幅器７によって増幅される。このとき、電気信号の信号
レベルが予め設定された値以上であるとき、光電スイッ
チ１の出力接点は予め決められた動作モード、即ち、拡
散反射光有りで出力接点がONまたはOFF 動作を行う。ま
た、被検出物体８の位置がａにあるときの反射光は、受
光レンズ５を透過後、受光素子６の下方に集光され、受
光素子６に反射光は入射せず、従って、光電スイッチ１
はスイッチとして動作をしない。さらに、被検出物体８
の位置がｅにあるときの反射光は、受光レンズ５を透過
後、受光素子６の上方に集光され、受光素子６に反射光
は入射せず、スイッチとして動作をしない。次に、被検
出物体８の位置が集光点d0にあるときの反射光は、受光
素子６の受光面を含む平面上にあって、受光面縁端部の
外側にでこの受光面縁端部近傍に結像するように受光レ
ンズおよび受光素子の受光面が配置されている。従っ
て、受光素子６には反射光は入射せず、スイッチとして
動作をしない。
d にあるときの反射光は、受光レンズ５を透過し、受光
素子６で受光され、光信号から電気信号に変換され、増
幅器７によって増幅される。このとき、電気信号の信号
レベルが予め設定された値以上であるとき、光電スイッ
チ１の出力接点は予め決められた動作モード、即ち、拡
散反射光有りで出力接点がONまたはOFF 動作を行う。ま
た、被検出物体８の位置がａにあるときの反射光は、受
光レンズ５を透過後、受光素子６の下方に集光され、受
光素子６に反射光は入射せず、従って、光電スイッチ１
はスイッチとして動作をしない。さらに、被検出物体８
の位置がｅにあるときの反射光は、受光レンズ５を透過
後、受光素子６の上方に集光され、受光素子６に反射光
は入射せず、スイッチとして動作をしない。次に、被検
出物体８の位置が集光点d0にあるときの反射光は、受光
素子６の受光面を含む平面上にあって、受光面縁端部の
外側にでこの受光面縁端部近傍に結像するように受光レ
ンズおよび受光素子の受光面が配置されている。従っ
て、受光素子６には反射光は入射せず、スイッチとして
動作をしない。
【００１２】図１のｂは被検出物体８の位置が（ａ〜
ｃ、d0、ｅ）にあるときの、受光素子６の受光面を含む
平面上における、上記被検出物体８の反射光が結像する
スポット径と受光面上の位置関係とを示し、被検出物体
８の位置に対応した結像は各々、（a'〜c'、d0' 、e'）
で示される。図２は被検出物体８の距離を測定する測定
原理図を示す。図２において、投光レンズ４と被検出物
体８との距離をＡ、投光レンズ４と受光レンズ５は光軸
に対して垂直な直線上にあって、この間隔をＢとし、受
光レンズ５と受光素子６との間隔をＬ、受光レンズ５の
光軸から受光素子６の受光面上の結像点までの距離をｙ
とすると、三角測距法により、
ｃ、d0、ｅ）にあるときの、受光素子６の受光面を含む
平面上における、上記被検出物体８の反射光が結像する
スポット径と受光面上の位置関係とを示し、被検出物体
８の位置に対応した結像は各々、（a'〜c'、d0' 、e'）
で示される。図２は被検出物体８の距離を測定する測定
原理図を示す。図２において、投光レンズ４と被検出物
体８との距離をＡ、投光レンズ４と受光レンズ５は光軸
に対して垂直な直線上にあって、この間隔をＢとし、受
光レンズ５と受光素子６との間隔をＬ、受光レンズ５の
光軸から受光素子６の受光面上の結像点までの距離をｙ
とすると、三角測距法により、
【００１３】
【数１】ｙ＝（Ｂ・Ｌ）／Ａ …………………(1) となり、Ｂ、Ｌが一定であれば、投光レンズ４と被検出
物体８との距離Ａから受光素子６での受光位置ｙが決ま
る。次に、図２において、被検出物体８の位置がd0点
（図１の投光側光学系の集光点）に被検出物体８がある
ときは、この位置からの拡散反射光が、受光素子６の受
光面を含む平面上にあって、受光面縁端部の外側でこの
受光面縁端部近傍（図１のｂのd0' 点参照) に結像する
ように受光レンズ５および受光素子６の受光面が配置さ
れている 受光側光学系の受光レンズ５の焦点距離をｆ
とし、投光側光学系における投光レンズ４と集光点d0ま
での距離をAd0 、このときの受光素子６での受光位置を
yd0 とすると、受光側光学系の結像の関係式より
物体８との距離Ａから受光素子６での受光位置ｙが決ま
る。次に、図２において、被検出物体８の位置がd0点
（図１の投光側光学系の集光点）に被検出物体８がある
ときは、この位置からの拡散反射光が、受光素子６の受
光面を含む平面上にあって、受光面縁端部の外側でこの
受光面縁端部近傍（図１のｂのd0' 点参照) に結像する
ように受光レンズ５および受光素子６の受光面が配置さ
れている 受光側光学系の受光レンズ５の焦点距離をｆ
とし、投光側光学系における投光レンズ４と集光点d0ま
での距離をAd0 、このときの受光素子６での受光位置を
yd0 とすると、受光側光学系の結像の関係式より
【００１４】
【数２】 (Ad0 2+B2) -1/2 ＋ (L2+yd0 2)-1/2＝１／ｆ……(2) （2)式を満たす様に光学系が配置・構成される。前述の
様に、点d0は投光側光学系の集光点であるのでこの点d0
におけるビーム径は最小である。従って、被検出物体８
による拡散反射光のビーム径（像）は最小である。従っ
て、図１のｂに示される受光素子６の受光面を含む平面
上にあって、受光面縁端部の外側でこの受光面縁端部近
傍の結像点d0' の像も最小径となる。被検出物体８の位
置が集光点d0の前後にずれると、このときの反射光のビ
ーム径は増大する。即ち、図１のｂに示される様に受光
面を含む平面上の像の径は、集光点d0の前後にずれ距離
に応じて、この径はともに増加する。図１のｂにこの状
態が図示されている。
様に、点d0は投光側光学系の集光点であるのでこの点d0
におけるビーム径は最小である。従って、被検出物体８
による拡散反射光のビーム径（像）は最小である。従っ
て、図１のｂに示される受光素子６の受光面を含む平面
上にあって、受光面縁端部の外側でこの受光面縁端部近
傍の結像点d0' の像も最小径となる。被検出物体８の位
置が集光点d0の前後にずれると、このときの反射光のビ
ーム径は増大する。即ち、図１のｂに示される様に受光
面を含む平面上の像の径は、集光点d0の前後にずれ距離
に応じて、この径はともに増加する。図１のｂにこの状
態が図示されている。
【００１５】図３は上記の関係をさらに別の観点から図
示したものであり、横軸に投光側光学系の光路上での被
検出物体８の位置を、縦軸には受光素子の受光面を含む
平面上における被検出物体８の反射光の光分布（像の
径）を長さで表示し、また、受光面縁端部を原点にと
り、受光素子６の受光面を横軸の下方にとってある。被
検出物体８が集光点d0で反射光の光分布が最小、即ち、
ここでは点で表示されている。被検出物体８が(a〜b)の
中間点より光電スイッチ10に近い位置にあるときは、被
検出物体８の反射光の光分布の一部分は受光素子の受光
面の外にでる。即ち、受光素子６による受光量は減少す
る。また、集光点d0以遠では受光素子６による受光は行
われていない。図４はこの関係を図示したものであり、
横軸に投光側光学系の光路上での被検出物体８の位置
を、縦軸には受光素子の受光量をとり、被検出物体８の
位置が集光点d0の近傍で受光素子６の受光量が急激に変
化することが分かる。図５は図４の関係を被検出物体８
の反射率をパラメータとして、ここでは白紙と黒紙の例
を図示する。被検出物体８の色による反射率の変動があ
っても、被検出物体８の位置が集光点d0の近傍でスイッ
チ動作が切り換わり、図７に示される様な検出誤差は大
幅に減少することができる。
示したものであり、横軸に投光側光学系の光路上での被
検出物体８の位置を、縦軸には受光素子の受光面を含む
平面上における被検出物体８の反射光の光分布（像の
径）を長さで表示し、また、受光面縁端部を原点にと
り、受光素子６の受光面を横軸の下方にとってある。被
検出物体８が集光点d0で反射光の光分布が最小、即ち、
ここでは点で表示されている。被検出物体８が(a〜b)の
中間点より光電スイッチ10に近い位置にあるときは、被
検出物体８の反射光の光分布の一部分は受光素子の受光
面の外にでる。即ち、受光素子６による受光量は減少す
る。また、集光点d0以遠では受光素子６による受光は行
われていない。図４はこの関係を図示したものであり、
横軸に投光側光学系の光路上での被検出物体８の位置
を、縦軸には受光素子の受光量をとり、被検出物体８の
位置が集光点d0の近傍で受光素子６の受光量が急激に変
化することが分かる。図５は図４の関係を被検出物体８
の反射率をパラメータとして、ここでは白紙と黒紙の例
を図示する。被検出物体８の色による反射率の変動があ
っても、被検出物体８の位置が集光点d0の近傍でスイッ
チ動作が切り換わり、図７に示される様な検出誤差は大
幅に減少することができる。
【００１６】
【発明の効果】以上述べたように本発明の構成によれ
ば、投光側光学系の集光点における被検出物体からの反
射光が、受光素子の受光面を含む平面上にあって、受光
面縁端部を含まない受光面縁端部近傍に結像するように
受光レンズおよび受光素子の受光面を配置したので、被
検出物体が集光点の位置での受光素子の受光量は鋭敏に
変化し、従って、この集光点の位置を光電スイッチの最
大検出範囲とすることにより、被検出物体の色による反
射率の変化があっても、スイッチ動作の切換え位置の検
出誤差の少ない光電スイッチを提供することができる。
ば、投光側光学系の集光点における被検出物体からの反
射光が、受光素子の受光面を含む平面上にあって、受光
面縁端部を含まない受光面縁端部近傍に結像するように
受光レンズおよび受光素子の受光面を配置したので、被
検出物体が集光点の位置での受光素子の受光量は鋭敏に
変化し、従って、この集光点の位置を光電スイッチの最
大検出範囲とすることにより、被検出物体の色による反
射率の変化があっても、スイッチ動作の切換え位置の検
出誤差の少ない光電スイッチを提供することができる。
【図１】本発明の一実施例を説明する説明図
【図２】三角測距法に基づく測定原理図
【図３】被検出物体の距離と受光素子の受光量の関係を
示す特性図
示す特性図
【図４】被検出物体の距離と受光素子の受光量の関係を
示す特性図
示す特性図
【図５】被検出物体の色による受光量の変化を示す特性
図
図
【図６】従来技術の光電スイッチの構成図
【図７】従来技術における被検出物体の色による受光量
の変化を示す特性図
の変化を示す特性図
１,10 光電スイッチ ２ 発光素子駆動回路 ３ 発光素子 ４,14 投光レンズ ５ 受光レンズ ６ 受光素子 ７ 増幅器 ８ 被検出物体 a,b,c,d, d0 ,e被検出物体の位置 a',b',c',d',d0',e'受光素子の受光面を含む面上の結像
位置
位置
Claims (1)
- 【請求項１】発光素子から出射される光を、投光レンズ
を介して集光する投光側光学系と、 この投光側光学系の光路上にある被検出物体からの反射
光を受光し、この反射光を集光する受光レンズと、この
受光レンズにより集光された反射光を受光面で受光する
受光素子とからなる受光側光学系と、を有し、 前記光路上にあって、前記投光レンズによる集光点近傍
までを最大検出範囲とし、この集光点を含まない検出範
囲内にある前記被検出物体からの反射光を前記受光素子
で受光して作動する光電スイッチにおいて、 前記集光点にある前記被検出物体からの反射光が、前記
受光素子の受光面を含む平面上にあって、前記受光面縁
端部の外側でこの受光面縁端部近傍に結像するように前
記受光レンズおよび前記受光素子の受光面を配置したこ
とを特徴とする光電スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1712993A JPH06229823A (ja) | 1993-02-04 | 1993-02-04 | 光電スイッチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1712993A JPH06229823A (ja) | 1993-02-04 | 1993-02-04 | 光電スイッチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06229823A true JPH06229823A (ja) | 1994-08-19 |
Family
ID=11935429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1712993A Pending JPH06229823A (ja) | 1993-02-04 | 1993-02-04 | 光電スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06229823A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009037784A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Yamatake Corp | 光電センサ |
-
1993
- 1993-02-04 JP JP1712993A patent/JPH06229823A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009037784A (ja) * | 2007-07-31 | 2009-02-19 | Yamatake Corp | 光電センサ |
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