JPH1197996A - 光電センサ及びその感度調整方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 光電センサの感度調整において、回転角度に
対して抵抗比が直線的に変化する抵抗を用いて感度を微
調整できるようにすること。 【解決手段】 受光回路４の出力を分圧する第１，第２
の抵抗Ｒ１，Ｒ２から成る直列回路を設ける。第２の抵
抗Ｒ２に並列に回転角度に対して抵抗比が直線的に変化
する可変抵抗器ＶＲ１を接続する。そして物体検知位置
に回帰反射板３を配置した状態で安定入光状態となるよ
うに投光電流を調整する。こうすれば容易に最適な感度
となるように調整することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は感度調整に特徴を有
する光電センサとその感度調整方法に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図５は従来の回帰反射型の光電センサの
構成を示すブロック図である。本図に示すように投光回
路１は周期的に投光パルスを発生し、投光素子２を駆動
する。投光素子２から出射された光は物体検知領域を介
して回帰反射板３に入射し、その反射光が受光素子４に
受光される。受光素子４で受光された光は電圧信号に変
換され、感度調整回路５を介して増幅回路６で増幅され
る。増幅回路６により増幅された受光信号は比較回路７
によって所定閾値と比較される。出力回路８は複数の投
光パルスの間に連続して物体検知のレベルとなったとき
に、物体の検知信号を出力するものである。又比較回路
７は安定入光状態かどうかを判別し、安定入光状態であ
れば表示回路９の安定表示灯を動作させ、物体検知信号
を出力する際には動作表示灯を点灯させるようにしてい
る。図７は従来の受光素子４，感度調整回路５及び増幅
回路６の具体例を示しており、感度調整回路５を１つの
可変抵抗器を用いて構成し、受光レベルを調整してい
る。

【０００３】又受光回路側でなく投光回路側で投光レベ
ルを調整するようにした光電センサもある。図６はこの
ような光電センサの構成を示すブロック図であり、前述
したものと同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省
略する。この従来例では投光電流調整回路１０によって
投光回路１の投光レベルを変化させて投光素子２を駆動
する。そして受光素子４に得られる出力を増幅回路６に
よって増幅し、比較回路７により比較して出力を弁別し
ている。投光電流調整回路１０は図８に示すように投光
素子駆動用のスイッチングトランジスタのエミッタ抵抗
を可変抵抗器によって調整し、投光レベルを調整するよ
うにしたものである。

【０００４】このような光電センサは不透明体の検出に
加えて透明体の検出にも用いられる。図９に示すように
透明ビンやペットボトル等を検出するために使用する場
合には、これらの透明体の反射率が低く、ペットボトル
等が通過しても信号変化が少ないため、微妙な感度調整
が必要となる。従って感度調整回路や投光電流調整回路
によって比較回路に入力される受光レベルを正確に調整
する必要がある。又一旦感度調整を完了しても、その後
の投受光素子の経年変化や周囲環境の変化によって感度
を再調整する必要があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】図１０はこのような従
来の感度調整回路等に用いられる可変抵抗器の回転角度
に対する中点と両端間の抵抗比の変化を示す図である。
通常の小型の光電センサ等に組み込まれる可変抵抗器で
は、回転角度に応じて中点と両端間の抵抗比が直線的に
変化するＢ型の抵抗器が用いられている。しかるに光電
センサの使用状態で物体を通過する際の感度を調整する
が、調整しようとする範囲では可変抵抗器の回転角度に
対して抵抗比がゆるやかに変化する特性、例えば図１０
のＣ型又はＥ型のような特性であることが好ましい。例
えば図９に示すように透明のペットボトル１２やガラス
ビン等を検出する場合には、これらが通過しても受光レ
ベルの変化が小さいので、ペットボトル等の有無を判別
するためには所定の位置にペットボトルを配置した状態
で感度を微調整する必要がある。そのため図１０の曲線
Ｂに示すような回転角度と抵抗比が比例する可変抵抗器
を用いた感度調整回路や投光電流調整回路では、感度を
微調整することが難しいという欠点があった。

【０００６】そこでこれらの調整回路の可変抵抗器自体
をＣ型又はＥ型に示す特性を持つものとすることが考え
られる。しかし小型の可変抵抗器では、このような特性
を有する摺動部を安定して生産することが難しく、耐摩
耗性が低くなるという欠点があった。

【０００７】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、回転角に対する抵抗比の変化特
性が回転角に対して直線的に変化する特性を持つ可変抵
抗器を用いて回転角度に対する受光レベルの変化特性を
微調整できるようにすることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願の請求項１の発明
は、投光素子を駆動する投光回路と、前記投光回路より
出力される光を受光する受光回路と、前記受光回路の出
力レベルを調整する感度調整回路と、前記感度調整回路
の出力を所定閾値と比較する比較回路と、を具備し、前
記感度調整回路は、前記受光回路より出力される受光レ
ベルを分圧する第１，第２の抵抗の直列接続体と、前記
第２の抵抗に並列に接続され、回転角度に対してその中
点と両端間の抵抗比が直線的に変化する可変抵抗器とを
有し、前記可変抵抗器と前記第２の抵抗との共通接続点
と前記可変抵抗器の中点を接続して出力端とし、前記第
１，第２の抵抗の抵抗値（Ｒ１，Ｒ２）の比（Ｒ１／Ｒ
２）を２〜２０の範囲としたことを特徴とするものであ
る。

【０００９】本願の請求項２の発明は、投光素子を駆動
する投光回路と、前記投光回路より出力される光を受光
する受光回路と、前記受光回路の出力レベルを調整する
感度調整回路と、前記感度調整回路の出力を所定閾値と
比較する比較回路と、前記比較回路の出力により安定入
光状態を表示する表示回路と、前記投光素子の投光電流
を調整する投光電流調整回路と、を具備し、前記感度調
整回路は、前記受光回路より出力される受光レベルを分
圧する第１，第２の抵抗の直列接続体と、前記第２の抵
抗に並列に接続され、回転角度に対して抵抗値が直線的
に変化する可変抵抗器とを有し、前記可変抵抗器と前記
第２の抵抗との共通接続点と前記可変抵抗器の中点を接
続して出力端とし、前記第１，第２の抵抗の抵抗値（Ｒ
１，Ｒ２）の比（Ｒ１／Ｒ２）を２〜２０の範囲とした
ことを特徴とするものである。

【００１０】本願の請求項３の発明は、請求項２記載の
光電センサを用いた感度調整方法であって、前記感度調
整回路の出力レベルが最大値となるように前記可変抵抗
器を設定し、物体検知領域に反射板を配置した状態で安
定入光状態となるように前記投光電流調整回路の投光電
流を調整し、検出位置に物体を配置した状態で前記感度
調整回路を用いて感度を調整することを特徴とするもの
である。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の第１の実施の形態
による光電センサの感度調整回路とその周辺回路を示す
回路図である。感度調整回路２１以外の構成については
前述した図５に示す従来例と同一であるので、全体構成
については詳細な説明を省略する。図１に示すように受
光素子４より得られる受光出力は感度調整回路２１に与
えられる。この実施の形態による感度調整回路２１は受
光素子４の出力端子に第１，第２の抵抗Ｒ１，Ｒ２が直
列に接続されており、第２の抵抗Ｒ２に並列に可変抵抗
器ＶＲ１が接続される。可変抵抗器ＶＲ１は前述したＢ
型の特性を有する可変抵抗器であり、回転角度に応じて
抵抗比が直線的に変化するものである。この可変抵抗器
ＶＲ１の中点と抵抗Ｒ１，Ｒ２の共通接続点が接続さ
れ、コンデンサＣを介して次段の増幅回路６に接続され
る。この実施の形態による感度調整回路２１は、受光素
子４の出力を分圧する第１，第２の抵抗Ｒ１，Ｒ２と可
変抵抗器ＶＲを用いることによって、可変抵抗器ＶＲ１
の回転角度と出力電圧の関係を非線形とすることができ
る。

【００１２】例えば第１，第２の抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗
値Ｒ１，Ｒ２が夫々１０ＫΩ，２．２ＫΩ（定数１）、
可変抵抗器ＶＲ１が０〜５ＫΩの間をＢ型の特性、即ち
直線的に変化するものとすると、受光出力を１Ｖとした
とき可変抵抗器ＶＲ１の抵抗値に対して図２の曲線１に
示すように出力電圧が変化する。又第１，第２の抵抗Ｒ
１，Ｒ２の抵抗値を夫々４．７ＫΩ，２．２ＫΩ（定数
２）とすると、図２の曲線２に示すように変化する。又
第１，第２の抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗値を夫々１０ＫΩ，
５００Ω（定数３）とすると、その抵抗値の変化に対す
る出力電圧は図２の曲線３に示すように変化する。感度
調整回路２１の出力は従来例と同様に増幅回路６によっ
て増幅され、比較回路７で比較することによって物体検
知信号を得る。この実施の形態では可変抵抗器の変化に
対して抵抗値、即ち出力電圧の変化が少ないように、即
ち微調整が可能なように設定することが可能となる。

【００１３】ここで第１，第２の抵抗Ｒ１，Ｒ２の抵抗
値の比（Ｒ１／Ｒ２）が２以下であれば図１０の直線Ｂ
に近づくこととなり、又２０以上であれば直線Ｃを越え
直線的に変化する範囲が少なくなる。前述の例では定数
１，２，３は夫々抵抗比が４．５４，２．１，２０とな
っている。そのため第１，第２の抵抗値の抵抗比Ｒ１／
Ｒ２は２〜２０の範囲内とすることが好ましい。

【００１４】次に本発明の第２の実施の形態による光電
センサ２０について図３を用いて説明する。この実施の
形態では前述した感度調整回路２１に加えて、更に投光
素子２の投光電流を調整するための投光電流調整回路２
２を設けたものである。投光電流調整回路２２自体の構
成については前述した図８に示す従来例と同様である。
このように投光電流を調整する際には、例えば図４
（ａ）に示すように、感度調整回路２１の可変抵抗ＶＲ
の抵抗値を最大値とした状態で、設定距離、例えば２０
ｃｍの位置に回帰反射板３を配置し、安定入光状態とな
るように投光電流調整回路２２によって投光電流を調整
する。その後図４（ｂ）に示すように検出位置に検出す
べき物体を配置した状態及び物体を配置しない状態で、
感度調整回路２１によって感度を調整する。こうすれば
図２に示す可変抵抗器の回転角度に対して受光レベルの
変化が小さい部分を使用することができ、微妙な感度調
整が可能となる。このように投光レベルを調整すると、
物体が位置する感度を調整が必要な範囲に投光電流を合
わせ込むように変化させることができる。従って実際に
感度調整のし易さを確認しながら感度調整回路の定数を
変化させることができ、使い易さを大幅に向上させるこ
とができる。

【００１５】尚前述した実施の形態では回帰反射型光電
センサについて説明しているが、本発明は投光部と受光
部とを分離した透過型光電センサや投光部の拡散反射光
を受光する拡散反射型の光電センサについても適用する
ことができる。

【００１６】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、光電センサの感度を調整する際に回転角度に対して
抵抗比が直線的に変化する可変抵抗器を用いても、回転
角度に対して受光レベルを直線的でなく必要な調整範囲
で受光レベルの変化が小さくなるように調整することが
できる。そのため微妙な感度調整を容易に行うことがで
きるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による光電センサの
感度調整回路とその周辺回路を示す回路図である。

【図２】本実施の形態による光電センサの感度調整回路
の抵抗値に対する出力電圧の変化を示すグラフである。

【図３】本発明の第２の実施の形態による光電センサの
全体構成を示すブロック図である。

【図４】第２の実施の形態による光電センサの投光電流
調整状態を示す斜視図である。

【図５】従来の回帰反射型光電センサの構成を示すブロ
ック図である。

【図６】従来の回帰反射型光電センサの他の例を示すブ
ロック図である。

【図７】従来の感度調整回路とその周辺回路を示す回路
図である。

【図８】従来の投光電流調整回路の構成を示す回路図で
ある。

【図９】光電センサを用いて透明検出体を検出する状態
を示す斜視図である。

【図１０】可変抵抗器の回転角度に対する中点と両端間
の抵抗比の関係すグラフである。

【符号の説明】

１ 投光回路 ２ 投光素子 ３ 回帰反射板 ４ 受光回路 ５，２１ 感度調整回路 ６ 増幅回路 ７ 比較回路 ８ 出力回路 ９ 表示回路 １０，２２ 投光電流調整回路 １１，２０ 光電センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 投光素子を駆動する投光回路と、 前記投光回路より出力される光を受光する受光回路と、 前記受光回路の出力レベルを調整する感度調整回路と、 前記感度調整回路の出力を所定閾値と比較する比較回路
   と、を具備し、 前記感度調整回路は、 前記受光回路より出力される受光レベルを分圧する第
   １，第２の抵抗の直列接続体と、 前記第２の抵抗に並列に接続され、回転角度に対してそ
   の中点と両端間の抵抗比が直線的に変化する可変抵抗器
   とを有し、前記可変抵抗器と前記第２の抵抗との共通接
   続点と前記可変抵抗器の中点を接続して出力端とし、前
   記第１，第２の抵抗の抵抗値（Ｒ１，Ｒ２）の比（Ｒ１
   ／Ｒ２）を２〜２０の範囲としたことを特徴とする光電
   センサ。
2. 【請求項２】 投光素子を駆動する投光回路と、 前記投光回路より出力される光を受光する受光回路と、 前記受光回路の出力レベルを調整する感度調整回路と、 前記感度調整回路の出力を所定閾値と比較する比較回路
   と、 前記比較回路の出力により安定入光状態を表示する表示
   回路と、 前記投光素子の投光電流を調整する投光電流調整回路
   と、を具備し、 前記感度調整回路は、 前記受光回路より出力される受光レベルを分圧する第
   １，第２の抵抗の直列接続体と、 前記第２の抵抗に並列に接続され、回転角度に対して抵
   抗値が直線的に変化する可変抵抗器とを有し、前記可変
   抵抗器と前記第２の抵抗との共通接続点と前記可変抵抗
   器の中点を接続して出力端とし、前記第１，第２の抵抗
   の抵抗値（Ｒ１，Ｒ２）の比（Ｒ１／Ｒ２）を２〜２０
   の範囲としたことを特徴とする光電センサ。
3. 【請求項３】 請求項２記載の光電センサを用いた感度
   調整方法であって、 前記感度調整回路の出力レベルが最大値となるように前
   記可変抵抗器を設定し、 物体検知領域に反射板を配置した状態で安定入光状態と
   なるように前記投光電流調整回路の投光電流を調整し、 検出位置に物体を配置した状態で前記感度調整回路を用
   いて感度を調整することを特徴とする光電センサの感度
   調整方法。