JPS61102817A - Photoelectric switch - Google Patents
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- JPS61102817A JPS61102817A JP59224554A JP22455484A JPS61102817A JP S61102817 A JPS61102817 A JP S61102817A JP 59224554 A JP59224554 A JP 59224554A JP 22455484 A JP22455484 A JP 22455484A JP S61102817 A JPS61102817 A JP S61102817A
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- H03K17/51—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
- H03K17/78—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used using opto-electronic devices, i.e. light-emitting and photoelectric devices electrically- or optically-coupled
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- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
1技術分野1
本発明はパーキングメータなどに使用される距離検知型
の光電スイッチに関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 1. Technical Field 1 The present invention relates to a distance detection type photoelectric switch used in parking meters and the like.
[背景技術1
この種の光電スイッチは、第3図(、)に示すように、
投光器11と投光光学系12によって被検知物体Xに光
ビームPを照射し、その反射光Rを受光光学系1によっ
て集光し、集光面に配設された受光素子2aあるいは2
bの受光レベルを基準電圧と比較することによって、被
検知物体×までの距AILが所定範囲内にあることを検
知するものであり、受光素子2aまたは2bの出力は(
b)図に示すように、集光又ボッ)Sが移動するにつれ
て連続的に変化するので、受光信号電圧を検知!II!
離設定電圧と比較することによって被検知物体Xが検知
エリア内に入ったがどうかを判別するものである。実際
には外光の変化や被検知物体の反射率の違いなどを相殺
するために、2個の受光素子2a+2bの差信号を比較
回路の入力として、(b)図のどの段階で検知13号を
出力するかを施工現場で設定できるように構成している
。[Background technology 1] This type of photoelectric switch, as shown in Fig. 3 (,),
The light beam P is irradiated onto the object to be detected X by the light projector 11 and the light projecting optical system 12, and the reflected light R is collected by the light receiving optical system 1, and the light receiving element 2a or 2 arranged on the light collecting surface is
By comparing the light reception level of b with the reference voltage, it is detected that the distance AIL to the detected object x is within a predetermined range, and the output of the light receiving element 2a or 2b is (
b) As shown in the figure, the light receiving signal voltage is detected because it changes continuously as the condensed light or S moves! II!
It is determined whether the detected object X has entered the detection area by comparing it with the set separation voltage. In reality, in order to cancel out changes in external light and differences in the reflectance of the detected object, the difference signal between the two light receiving elements 2a + 2b is input to the comparison circuit. It is configured so that it can be set at the construction site whether or not to output the information.
第4図は従来の光電スイッチの回路構成を示したちので
あり、受光素子2の出力型2鬼を受光回路31こで電圧
信号に変換し、その出力をオペアンプG0とフィードバ
ックダイオードD、よりなる対数増幅回路4を用いて対
数変換することにより、グイナミノクレンノを拡大して
近距離から遠距離までの検出を可能にしている。この信
号を第1の比較回路5に入力し、検知レベル設定回路6
から出力される検知距離設定電圧Vaと比較する。信号
処理回路9では発振回路14がらの同期信号によI)、
ドライブ回路13で投光素子11がら光ビームPを発生
させているタイミングで比較回路5の出力をサンプリン
グして外光ノイズを除去しており、この信号処理回路9
の出力をリレーなどよりなる出力回路15と動作表示8
S16とに加えている。余裕表示部17は受光信号電圧
と検知距離設定電圧との間に余裕があるかどうか、換言
すれはレンズの清掃などを必要としているがどうかを表
示するためのらのであり、余裕レベル設定回路7がら上
述の検知距離設定電圧\+aよりら若干高い余裕表示膜
定電lT1.〜bが出力され、第2の比較回路8によっ
て受光信号電圧をこの余裕表示設定電圧\・bと比較し
、比較回路8の出力によって1ミ裕表示部17を点灯制
御している。Figure 4 shows the circuit configuration of a conventional photoelectric switch, in which the output type 2 of the light receiving element 2 is converted into a voltage signal by the light receiving circuit 31, and the output is converted into a voltage signal by the operational amplifier G0 and the feedback diode D. By performing logarithmic transformation using the amplifier circuit 4, the guinami-no-krenno is enlarged, making it possible to detect from short distances to long distances. This signal is input to the first comparison circuit 5, and the detection level setting circuit 6
It is compared with the detection distance setting voltage Va output from . The signal processing circuit 9 uses the synchronization signal from the oscillation circuit 14 to
The output of the comparator circuit 5 is sampled at the timing when the light beam P is generated from the light projecting element 11 in the drive circuit 13 to remove external light noise, and this signal processing circuit 9
Output circuit 15 consisting of relays etc. and operation display 8
In addition to S16. The margin display section 17 is for displaying whether there is a margin between the light receiving signal voltage and the detection distance setting voltage, in other words, whether cleaning of the lens is required. However, the margin display film constant voltage lT1. which is slightly higher than the above-mentioned detection distance setting voltage \+a. ~b is output, and the second comparison circuit 8 compares the light reception signal voltage with this margin display setting voltage \.b, and the output of the comparison circuit 8 controls the lighting of the 1 millimeter margin display section 17.
しかしなから上記の従来構成iこは次のような問題点が
あった。すなわち検知レベル設定回路6と余裕レベル設
定回路7を個々に設けているのは、検知距離設定電圧V
aと余裕表示設定電圧〜゛bとを互いに独立に設定する
ためであるが、両設定回路6および7はいずれら対数増
幅回路4の温度補償を行なうために、同図(c)に示す
ように、定電流源J、J、で発生した信号をオペアンプ
C、、C,、お上び/リフングイオードD、、D、より
なる対数増幅器で対!tf:換しており、その出力電圧
Vaおよび\+bをそ八ぞれの比較回路5お上り8に入
力している。これは対数増幅回路4がシリフンダイオー
ドの対数特性を利用しており、その温度特性はPN接合
の温度変化に伴なうキヤ’j T 18度の変化など1
こ依存しているので、基準レベル設定用にサーミスタな
どの感温素子を用いても対数増幅回路4と同等の温度特
性を持たせることは不可能であり、レベル設定回路6お
よV 7 i二対数増幅回路4と同一の回路を(受用し
ない限り適切な温度補償方法がないからであるが、この
ように各レベル設定回路毎に対数増幅器を設けることは
、高精度のオペアンプを必要とするのできわめて不経済
であるという問題があった。However, the above conventional configuration has the following problems. That is, the reason why the detection level setting circuit 6 and the margin level setting circuit 7 are provided individually is that the detection distance setting voltage V
This is to set a and the margin display setting voltage ~b independently of each other, but both setting circuits 6 and 7 are configured as shown in FIG. Then, the signals generated by the constant current sources J, J, are coupled by a logarithmic amplifier consisting of operational amplifiers C, , C, and output/rifing diodes D, , D,! tf: and its output voltages Va and \+b are input to the respective comparison circuits 5 and 8. This is because the logarithmic amplifier circuit 4 utilizes the logarithmic characteristics of the silicon diode, and its temperature characteristics include a change of 18 degrees in temperature due to a change in the temperature of the PN junction.
Therefore, even if a temperature sensing element such as a thermistor is used for setting the reference level, it is impossible to provide the same temperature characteristics as the logarithmic amplifier circuit 4, and the level setting circuit 6 and V 7 i This is because there is no appropriate temperature compensation method unless the same circuit as the two-logarithmic amplifier circuit 4 is used, but providing a logarithmic amplifier for each level setting circuit in this way requires a high-precision operational amplifier. Therefore, there was a problem that it was extremely uneconomical.
[発明の目的]
本発明は上記の問題点に鑑み為されたものであり、その
目的とするところは、対数増幅回路に対して適正な温度
補償を行なうことができる上に、複数の比較回路に供給
するための互いに独立な基準レベルを単一の対数増幅器
によって発生し得るレベル設定部の回路構成を提供する
にある。[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to be able to perform appropriate temperature compensation for a logarithmic amplifier circuit, and also to An object of the present invention is to provide a circuit configuration of a level setting section that can generate mutually independent reference levels for supplying the signals using a single logarithmic amplifier.
[発明の開示1
しかして本発明は、被検知物体からの反射光レベルを:
l増幅回路で対数変換したのち比較回路で検知距離設定
電圧と比較することにより被検知物体までの距離を検知
すると共に、上記、11数変換出力を@2の比較回路で
検知距離設定電圧よりら若干高い余裕表示設定電圧と比
較することにより信号レベルと動作限界レベルの開の余
裕の有無を表示°rるようにしだ光電スイッチにおいて
、基璧電圧をN数変換する対数変換増幅器の出力端をそ
れぞれレベル設定用抵抗を介して上記両比較回路の!進
入万端に接続し、各抵抗にそれそ゛れ定電流源から電流
を供給するようにしたものであり、レベル設定部の対数
増幅器の出力端の電圧が各レベル設定用抵抗の値やその
抵抗に定電流源から供給される電流の値に影rHされな
いようにした点に特徴を有するものて゛ある。[Disclosure 1 of the Invention According to the present invention, the level of reflected light from the object to be detected is as follows:
The distance to the object to be detected is detected by logarithmically converting it in the l amplifier circuit and comparing it with the detection distance setting voltage in the comparator circuit, and also converting the above 11 number conversion output from the detection distance setting voltage in the comparison circuit @2. In a photoelectric switch, the output terminal of the logarithmic conversion amplifier that converts the reference voltage into N numbers is used to display whether or not there is a margin between the signal level and the operating limit level by comparing it with a slightly higher margin display set voltage. Both of the above comparison circuits through level setting resistors, respectively! The voltage at the output terminal of the logarithmic amplifier in the level setting section is determined by the value of each level setting resistor and the constant current applied to that resistor. Some of them are characterized in that they are not affected by the value of the current supplied from the source.
第1図は本発明光電スイッチの一実施例を示したしので
あり、同図(a)において、受光素子2の出力電流を受
光回路3にて電圧信号に変換し、さらに対数増幅回路4
を用いて対数変換して、その出力信号Vinを第1の比
較回路5に入力し、検知距離設定電圧Vaと比較すると
共に、第2の比較回路8において受光信号電圧Vinと
余裕設定レベル〜°bとを比較する1本発明では検知距
離設定電圧Vaと余裕表示設定電圧\bとを単一のレベ
ル設走部10がら供給しており、その池の回路構成は第
4図(a)と同じである。FIG. 1 shows an embodiment of the photoelectric switch of the present invention, and in FIG.
The output signal Vin is input into the first comparison circuit 5 and compared with the detection distance setting voltage Va, and the second comparison circuit 8 compares the received light signal voltage Vin with the margin setting level ~° In the present invention, the detection distance setting voltage Va and the margin display setting voltage \b are supplied from a single level setting section 10, and the circuit configuration of the circuit is as shown in Fig. 4(a). It's the same.
第1図(llI)はレベル設定部10の回路構成を示し
たもので、オペアンプG、およびシリコンダイオードD
1よI)なる対数増幅器Aによって定電流源J0で発生
した基準電流1.を対f1変換し、その出力端を抵抗R
1を介して第1の比較回路5に接続すると共に抵抗R2
を介して第2の比較回路8に接続し、各抵抗R,お上!
IR2の負荷側にそれぞれ定電a源j、およVa2を接
続している。このように構成すれば、各抵抗値が変化し
ても対数増幅!5AI7′)出力端の電圧■。は変化せ
ず、各設定レベルX/!およびvbは、
Va=Vo+I、XR。FIG. 1 (llI) shows the circuit configuration of the level setting section 10, which includes an operational amplifier G and a silicon diode D.
The reference current 1.1 generated by the constant current source J0 by the logarithmic amplifier A of 1. Convert the output terminal to the resistor R
1 to the first comparator circuit 5 and a resistor R2.
is connected to the second comparator circuit 8 through each resistor R, O!
A constant voltage source aj and Va2 are connected to the load side of IR2, respectively. With this configuration, logarithmic amplification can be achieved even if each resistance value changes! 5AI7') Output terminal voltage ■. does not change, and each setting level X/! and vb is Va=Vo+I, XR.
Vb=Vc+I)XRz
となって、抵抗値R,,R,または電流値1.、[、を
池の設定レベルに影響を与えることなく独立に調整する
ことが可能となる。抵抗値を調整する手段としては、複
数の抵抗器を切換スイッチで切り換える方法、施工現場
で不用の抵抗器を切断する方法、半固定1氏抗器1jこ
は本すュームを用いる方法などがあるが、抵抗値を変化
させる代わりに各定゛1い廐源の電流値?可′麦1こす
れば、インビーグ/プのきわめて高い比較回路の入力端
に、ボリュームなどからノイズか混入するのを避けるこ
とかて゛きる。Vb=Vc+I)XRz, and the resistance value R,,R or the current value 1. , [, can be adjusted independently without affecting the set level of the pond. There are several ways to adjust the resistance value, such as switching multiple resistors with a changeover switch, cutting off unnecessary resistors at the construction site, and using a semi-fixed resistor. However, instead of changing the resistance value, do you change the current value of each constant source? You can avoid noise from entering the input terminal of the comparator circuit, which has a very high input voltage, from the volume etc. by rubbing it a little.
また光電スイッチをパーキングメータなどに利用する場
訃には、余裕表示ランプで受光信号レベルと余裕設定レ
ベルとを比較して余裕のなくなったときに警告を発する
ようにし、さらに受光信号レベルか低下しrこときには
、誤動作を防止するために装置の稼動を停止する必要が
あり、検知距離設定電圧Vaより高く且つ余裕表示設定
電圧\゛bよj)低い誤動作防止電圧Vcを設定して、
第3の比較回路で受光信号電圧\四〇を誤動作防止電圧
〜Cとを比較するようにしている。第2図(、)の実施
例は、上記のように比較回路が増加しtこ場合に対応で
きるものであり、この場合にも定電流源J175至J、
の電ziL値または各抵抗値R1乃至R1を可・変にし
てそれぞhの設定レベルを互いに池に影響なく、1jl
整することができる。同図(1+)は物体検知時の受光
信号〜inと各般定電圧■1乃至■、との関係を示した
ちのであI)、上述のVa、Vb、Vcはたとえばv+
+Vs、■、;こ相当する。In addition, if a photoelectric switch is used in a parking meter, etc., a margin indicator lamp can be used to compare the received light signal level with the margin setting level and issue a warning when there is no margin, and furthermore, the received light signal level can be lowered. In this case, it is necessary to stop the operation of the device to prevent malfunction, and a malfunction prevention voltage Vc is set higher than the detection distance setting voltage Va and lower than the margin display setting voltage.
The third comparison circuit compares the light reception signal voltage \40 with the malfunction prevention voltage ~C. The embodiment shown in FIG. 2(,) can cope with the case where the number of comparison circuits is increased as described above, and even in this case, the constant current sources J175 to J,
By making the voltage ziL value or each resistance value R1 to R1 variable/variable, the setting level of h can be adjusted to 1jl without affecting each other.
can be adjusted. (1+) in the same figure shows the relationship between the light reception signal ~in when detecting an object and various constant voltages ■1 to ■, so the above Va, Vb, and Vc are, for example, v+
This corresponds to +Vs, ■, and ;.
[発明の効果1
本発明光電スイッチは上述のように、被検知物体からの
反射光レベルを検知距離設定電圧と比較する第1の比較
回路と、検知距離設定電圧よりも若干高い余裕表示設定
電圧と比較する第2の比較回路とを有する光電スイッチ
にお警)て、基準電圧を対数変換する対数変換増幅器の
出力4をそれぞれレベル設定用抵抗を介して上記両比較
回路の基準入力端1:接続し、各抵抗1こそれぞh定電
流b・ら電流を供給するようにしたものであるから、温
度補償のためにただ1個の対数増幅器な用−1て、複数
の比較回路に供給する基準電圧を発生させ、且つその基
準電圧を互いlこ独立1こ罰蟻できると〜1う利点があ
る。[Effect of the invention 1] As described above, the photoelectric switch of the present invention includes a first comparison circuit that compares the level of reflected light from the detected object with the detection distance setting voltage, and a margin display setting voltage that is slightly higher than the detection distance setting voltage. The output 4 of the logarithmic conversion amplifier for logarithmically converting the reference voltage is connected to the reference input terminal 1 of both comparison circuits via level setting resistors, respectively. Since each resistor 1 is connected to supply a current from a constant current b, only one logarithmic amplifier is used for temperature compensation, and it is supplied to multiple comparison circuits. There is an advantage in being able to generate reference voltages that are different from each other, and also to be able to measure the reference voltages independently from each other.
第1121(i)は本発明光電スイッチの一実施例のブ
ロック図、(b)は同上の要部ブロンク図、第2図(、
)は本発明の池の実施例を示す要部ブロラク図、(b)
は同上の動作説明図、第3図(aHb)は本発明に用い
た光電スイッチの原理説明図、第4図(a)は従来例の
全体ブロック図、(b)(C)は同上の要部ブロック関
である。
lは受光光学系、2は受光素子、3は受光回路、4はユ
・1数増幅回路、5は第1の比較回路、6は検知レベル
設定回路、7は余裕レベル設定回路、8は第2の比較回
路、9は信号処理回路、10はレベル設定部、11は投
光素子、12は投光光学系、13はドライブ回路、14
は発振回路、15は出力回路、16は動作表示部、17
は余′!6表示邪、G Ol (l l I G :は
オペアンプ、D、、D、、D2はシリコンダイオード、
Jl乃至J、は定電流源、R1乃至R1は抵抗、Vaは
検知距離設定電圧、vbは余裕表示設定電圧、Aは光電
スイッチ、χは被検知物体、Pは光ビーム、Rは反射光
。
代理人 井埋士 石 1)長 七
第2図
(b)
第4図
L J手 続
補 正 書(自発)
昭和59年12月21日
唱和59年特許順第224554号
2、発 明 の名称
光電スイッチ
3、補正をする者
事件との関係 特許出願人任 所 大
阪府門真市大字門真1048番地名 称 (583)松
下電工株式会社
代表者小 林 郁
4、代理人
別紙の通り
訂正明細書
特願昭59−224554号
1、発明の名称
光電スイッチ
2、特許請求の範囲
(1)被検知物体からの反射光Δi笈iiを対数増幅回
路で対数変換し、・対 ケ換出方を第1の比較回路で第
」エリ」組準]−52ヒ除j【重JH上」1収−すると
共に、上記対数変換出力を第2の比較回路U2の基ゆレ
ベル設定電圧と比較す至ようにした光電スイッチにおい
て、基準電圧を対数変換する対」増幅器の出力端をそれ
ぞれレベル設定用抵抗を介して上記両比較回路の基糸入
万端に接続すると共に、各抵抗にそれぞれ定電流源から
電流を供給するようにして成ることを特徴とする光電ス
イッチ。
3、発明の詳細な説明
[技術分野]
本児明は被検知物体からの反射光を利用した光電スイッ
チ1こ関するらのである。
[背景技術1
この種の光電スイッチとしては、@3図(、)に示すよ
うに反射光の有無によって物体の存在を検知する拡散反
射型と、第4図(a)および(b)に示すように反射光
の受光部への入射角によって物体までの距離を検知する
距離検知型とがある。
まず拡散反射型は第3図(a)に示すように、物体表面
からの拡散反射光を受光素子2で受光し、受光回路3で
電圧信号に変換したのち、対数増幅回路4で対数変換し
、この出力Vinを物体検知用比較回路5に入力して、
感度を調整するための検知レベル設定電圧Vaと比較し
、Vinの方が大きいときには検知信号を出力する。信
号処理回路9では発振回路14からの同期信号により、
ドライブ回路13で投光素子11から光ビームPを発生
させているタイミングで比較回路5の出力をサンプリン
グして外光ノイズを除去しており、この信号処理回路9
の出力をリレーなどよりなる出力回路15と検知表示部
16とに加えている。また余裕表示部17は受光信号レ
ベルと動咋限界レベルとの間に余裕があるかどうか、換
aすればレンズの清掃などを必要としているかどうかを
表示するためのものであり、余裕レベル設定回路7から
上述の検知レベル設定電圧Vaよりも若干余裕のある敬
裕表示設定電圧vbがaカされ、余裕表示用比較回路8
によって受光信号電圧をこの余裕表示設定電圧vbと比
較し、比較回路8の出力1こよって余裕表示部17を点
灯制御している。
同図(b)は対数増幅回路4の構成を示したもので、オ
ペアンプG、とフィードバックダイオードD、を用いて
受光信号出力を対数変換することによ1)、物体までの
距離と検出信号レベルとを比例させてダイナミックレン
ツを拡大し、精度の高い検出を可能にするものである。
しかしながら上記の従来構成には次のような問題点があ
った。すなわち検知レベル設定回路6と余裕レベル設定
回路7を個々に設けているのは、検知レベル設定電圧V
λと余裕表示設定電圧vbとを互いに独立に設定するた
めであるが、両設定回路6および7はいずれも上記の対
数増幅回路4の温度補償を行なうために、同図(clに
示すようiこ、定電ilt源j1あるいはJ2で発生し
た信号をオペアンプG、、G、およびシリフンダイオー
ドD、、D、よりなる対数増幅器で対数変換しており、
その出力電圧Vaおよびvbをそれぞれの比較回路5お
よゾ8に入力している。すなわち対数増幅回路4はシリ
コンダイオードの対数特性を利用しており、その温度特
性はPN接合の温度変化に伴なうキャリア濃度の変化な
どに依存しているために、この出力信号と比較するため
の基準レベル設定回路をサーミスタなどを用いrこ安価
な温度補償回路で構成しても対数増幅回路4と同等の温
度特性を持たせることは不可能であり、両レベル設定回
路6お上び7に対数増幅回路4と同一の回路を使用しな
い限り適切な温度補償方法がないからである。しかしこ
のようにして各レベル設定回路毎に対数増幅器を用いる
ことは、それぞれに高精度のオペアンプを必要とするの
できわめて不経済であると〜・う問題があった。
次に距離検知型は′$4図(、)に示すように、投受光
器を側方に互いに所定間隔を隔てて併置し、投を素子1
1から投光光学系12を経て照射される光ビームPが被
検知物体Xの表面で拡散反射され、その反射光Rが受光
光学系1で集光される際に、集光点Sが被検知物体Xま
での距離りに応じて11111方へ変位することを利用
して、被検知物体Xが検知エリアに存在するかどうかを
検出するものであり、その回路構成は同図(b)に示す
ように、集光面内にOI置さ八rこ2個の受光素子2a
、2bあるいは半導体装置検出素子(PSD)の出力電
流をそhぞれ受光回路3m、3bで信号電圧に変換し、
さらに対数増幅回路4a、4bで討flL変換したのち
差動増幅回路18に入力し、その差出力を距離検知用比
較回路19の信号人力Vclとして、検知圧1Ill設
定回路20から供給される基準電圧Vcと比較するもの
である。この場合にも2つの対数変換回路出力のうちの
一方Vinを余裕表示用比較回路8へ人力して受光信号
レベルと動作限界レベルとの間に充分な余裕があるかど
うかを表示し、さらに余裕表示ランプが消えrこのちは
、受光信号レベルが動作限界レベル以上あるかどうかを
検出することにより、誤動作せずに動作可能であるかど
うかを表示する必要があり、そのための動作表示用比較
回路21と動作表示部22が必要である。
上記の構成において、距離検知用比較回路19の入力信
号Vdは両対数増幅回路4a、4bの出力の差をとるこ
とによって、七の温度誤差は互いに相殺されており、し
たがって検知圧B設定回路20には対数増幅器を必要と
しないが、動作表示用比較回路21および余裕表示用比
較回路8にそれぞへ基準電圧を供給するための動作レベ
ル設定回路23およゾ余裕レベル設定回路7には、N数
変換出力Vinの温度誤差を補償するための対数増幅器
を必要とし、やはり第3図の拡散反射型の場合と同様、
各設定回路毎に高価な対数増幅器を必要とするという問
題があった。
[発明の目的1
本発明は上記の問題点に鑑み為されたものであり、その
目的とするところは、′N数増幅回路に対して適正な温
度補償を行ならことができる上に、複数の比較回路に供
給するための互いに独立な基べ帆レベルを単一の対数増
幅器によって発生し得るレベル設定部の回路構成を提供
するにある。
[発明の開示1゛
しかして本発明は、被検知物体からの反射光の受光(ご
号を対数増幅回路で対数′&:換し、該対数変換出力を
第1の比較回路で第1の基準レベル設定電圧と比較する
と共に上記対数変換出力を第2の比較回路で第2の基準
レベル設定電圧と比較するようにした光電スイッチにお
いて、基I電圧を対!!L変換する対数増幅器の出力端
をそれぞhレベル設定用抵抗を介して上記両比較回路の
基準入力端に接続すると共に、各抵抗にそれぞれ定電流
源から電流を供給するようにした点にvf徴を有するも
のであり、レベル設定部の対数増幅器の出力端の電圧が
各レベル設定用抵抗の値やその抵抗に定電流源から供給
される電流の値に影響さhないようにして、単一のN数
層幅器による複数の基準レベルの設定を可能1こしたち
のである。
第1図は本発明光電スイッチの一実施例を示したらので
ある。同図(、)において、受光素子2の出力電流を受
光回路3にて電圧信号に変換し、さらに対数増幅回路4
を用いて対!変換して、その出力信号Vinを第1の比
較回路5に入力し、第1の基準レベル設定電圧Vaと比
較すると共に、第2の比較回路8において受光信号電圧
ν1nと第2の基準レベル設定電圧vbとを比較する。
これらの第1および第2の比較回路5お上り8は、第3
図(a)の波数反射型の実施例にあっては、それぞれ物
体検知用比較回路5および余裕表示用表示用比較回路8
に相当し、第4図(b)の距離検知型実施例にあっては
、それぞれ動作表示用比較回路21および余裕表示用比
較面!8に相当しており、本発明はこれらの比較回路に
印加する2種類の基準レベル設定電圧Vaおよびvbを
箪−のレベル設定部10から供給するようにしたもので
ある。
第1図(b)はレベル設定部10の回路構成を示したら
ので、オペアンプG、およびシリコンダイオードD1よ
りなる対数増幅器Aによって定電流源J0で発生した基
準電流1゜を対数変換し、その出力端を抵抗R1を介し
て第1の比較回路5に接続すると共に、抵抗R2を介し
て第2の比較回路8に接続し、各抵抗R1およびR2の
出力側にそれぞれ定電流源J1およびJ2を接続してい
る。このように構成すれば、各基準レベル設定電圧Va
およびvbは、
Va=V。+ 1.XR。
Vb=V、+ I 2XR2
となって、対数変換された基準電圧■。をそれぞれ任意
の値だけレベルシフ)して得ることができる。また抵抗
値R,,R,あるいは電流値1..12を可変にすれば
、それぞれ池の設定レベルに影響を与んることなく調整
することが可能である。
また上記の実施例は単一の対数増幅器を用いて2種の基
準レベルを供給するものであるが、例えば拐4.牧反射
型において、検知レベルと余裕レベルの池に動作可能か
どうかを表示するための動作限界レベルを必要とする場
合がある。第2図(&)の実施例は、比較回路が3個以
上に増加した場合を示したものであり、この場合にも定
電流fAJ +乃至J、の電流値または各抵抗値R1乃
至R3を可変にしてそれぞれの設定レベルを互いに影響
なく調整することができる。同図(b)は物体検知時の
受光信号Vinと各段定電圧■1乃至V、との関係を示
したものである。
E発明の効果1
本発明は上述のように、被検知物体からの反射光レベル
を複数の基準レベルと比較するための複数の比較回路を
備えた光電スイッチにおいて、単一の対数増幅器から複
数の基準レベルを互いに独立に供給することができるの
で、受光信号のダイナミックレンジを拡大するために設
けた対数増幅回路の温度補償を各比較回路毎に行なう必
要がなく、個々に対数増幅器を設けていた従来例に比し
高価なオペアンプの使用個数を筋減し得るという利点が
ある。
4、図面の簡単な説明
第1図(&)は本発明光電スイッチの一実施例のブロッ
ク図、(1,)は同上の要部回路図、第2図(a)は本
発明光電スイッチの池の実施例を示す要■4回路図、(
1+)は同上の動作説明図、第3図(a)は従来のTS
心スイッチのブロック回路図、(b)および(c)は同
上の要部回路図、第4図()は池の従来例の原理説明図
、(b)は同上のブロック図である。
1は受光光学系、2は受光素子、3は受光回路、4は対
数増幅回路、5は第1の比較回路または物体検知用比較
回路、6は検知レベル設定回路、7は余裕レベル設定回
路、8は第2の比較回路または余裕表示用比較回路、9
は信号処理回路、10はレベル設定部、11は投光素子
、12は投光党学系、13はドライブ回路、14は発振
回路、15は出力回路、16は検知表示部、17は余裕
表示部、18は差動増幅回路、19は距離検知用比較回
路、20は検知距離設定回路、21は第1の比較回路ま
たは動作表示用比較回路、22は動作表示部、23は動
作レベル設定回路、Aは対数増@器、G、、G、、G、
はオペアンプ、D、、D、、D、はンリフンダイオード
、J1〜J、は定電i!轟、R7−R3は抵抗、Vin
は対数変換出力、Vaは第1の基べ軛レベル設定電圧、
vbは第2の基準レベル設定゛、IQ圧。
代理人 弁理士 石 1)長 七
尚、添付図面の第3図および第4図を別紙のように訂正
します。1121(i) is a block diagram of an embodiment of the photoelectric switch of the present invention, (b) is a block diagram of the main part of the same, and FIG.
) is a main part Brorak diagram showing an embodiment of the pond of the present invention, (b)
3(aHb) is an explanatory diagram of the principle of the photoelectric switch used in the present invention, FIG. 4(a) is an overall block diagram of the conventional example, and (b) and (C) are the same as the above. This is a section block. 1 is a light-receiving optical system, 2 is a light-receiving element, 3 is a light-receiving circuit, 4 is a U/1 amplification circuit, 5 is a first comparison circuit, 6 is a detection level setting circuit, 7 is a margin level setting circuit, 8 is a first 2 a comparison circuit, 9 a signal processing circuit, 10 a level setting section, 11 a light projecting element, 12 a light projecting optical system, 13 a drive circuit, 14
is an oscillation circuit, 15 is an output circuit, 16 is an operation display section, 17
That's it! 6 display evil, G Ol (l l I G: is an operational amplifier, D,, D,, D2 is a silicon diode,
Jl to J are constant current sources, R1 to R1 are resistors, Va is a detection distance setting voltage, vb is a margin display setting voltage, A is a photoelectric switch, χ is an object to be detected, P is a light beam, and R is reflected light. Agent Ibuji Ishi 1) Chief 7 Figure 2 (b) Figure 4 L J procedure amendment (spontaneous) December 21, 1980 Advocated Patent Order No. 224554 2, Title of the Invention Photoelectric switch 3, relationship with the case of the person making the amendment Patent applicant location 1048 Kadoma, Kadoma City, Osaka Name Name (583) Matsushita Electric Works Co., Ltd. Representative Iku Kobayashi 4, agent As per the attached document, amended specification special Application No. 59-224554 1, Title of the invention Photoelectric switch 2, Claims (1) The reflected light Δi and ii from the object to be detected are logarithmically converted by a logarithmic amplifier circuit. In the comparator circuit, the "Eri" standard] -52 hi division j [heavy JH upper] 1 - is carried out, and the logarithmic conversion output is compared with the basic level setting voltage of the second comparator circuit U2. In the photoelectric switch, the output terminals of the pair of amplifiers for logarithmically converting the reference voltage are connected to the basic terminals of both of the above comparison circuits through level setting resistors, and current is applied to each resistor from a constant current source. A photoelectric switch characterized in that it is configured to supply electricity. 3. Detailed Description of the Invention [Technical Field] Akira Honji describes a photoelectric switch 1 that utilizes reflected light from an object to be detected. [Background technology 1] This type of photoelectric switch includes a diffuse reflection type that detects the presence of an object based on the presence or absence of reflected light, as shown in Figure 3 (, ), and a diffuse reflection type that detects the presence of an object by the presence or absence of reflected light, as shown in Figures 4 (a) and (b). There is a distance detection type that detects the distance to an object based on the angle of incidence of reflected light on the light receiving section. First, in the diffuse reflection type, as shown in Fig. 3(a), the light receiving element 2 receives the diffuse reflection light from the object surface, converts it into a voltage signal in the light receiving circuit 3, and then logarithmically converts it in the logarithmic amplifier circuit 4. , input this output Vin to the object detection comparison circuit 5,
It compares with a detection level setting voltage Va for adjusting sensitivity, and when Vin is larger, a detection signal is output. The signal processing circuit 9 uses the synchronization signal from the oscillation circuit 14 to
The output of the comparator circuit 5 is sampled at the timing when the light beam P is generated from the light projecting element 11 in the drive circuit 13 to remove external light noise, and this signal processing circuit 9
The output is applied to an output circuit 15 consisting of a relay or the like and a detection display section 16. Further, the margin display section 17 is for displaying whether there is a margin between the received light signal level and the dynamic limit level, in other words, whether or not cleaning of the lens is required. From 7, a tolerance display setting voltage vb, which has a little more margin than the above-mentioned detection level setting voltage Va, is added, and the margin display comparison circuit 8
The light reception signal voltage is compared with this margin display setting voltage vb, and the margin display section 17 is controlled to be turned on based on the output 1 of the comparison circuit 8. Figure (b) shows the configuration of the logarithmic amplifier circuit 4. By logarithmically converting the received light signal output using an operational amplifier G and a feedback diode D, 1) the distance to the object and the detected signal level are The dynamic lens is expanded in proportion to the above, thereby enabling highly accurate detection. However, the above conventional configuration has the following problems. That is, the detection level setting circuit 6 and margin level setting circuit 7 are provided individually because the detection level setting voltage V
This is to set λ and margin display setting voltage vb independently of each other, but both setting circuits 6 and 7 are connected to i The signal generated by the constant voltage ilt source j1 or J2 is logarithmically converted by a logarithmic amplifier consisting of operational amplifiers G, , G and silicon diodes D, , D.
The output voltages Va and vb are input to respective comparison circuits 5 and 8. In other words, the logarithmic amplifier circuit 4 uses the logarithmic characteristics of a silicon diode, and its temperature characteristics depend on changes in carrier concentration due to changes in the temperature of the PN junction. Even if the reference level setting circuit of 2 is constructed with an inexpensive temperature compensation circuit using a thermistor or the like, it is impossible to provide the same temperature characteristics as the logarithmic amplifier circuit 4, and both level setting circuits 6 and 7 This is because there is no appropriate temperature compensation method unless the same circuit as the logarithmic amplifier circuit 4 is used. However, using a logarithmic amplifier for each level setting circuit in this way requires a high-precision operational amplifier for each, which is extremely uneconomical. Next, in the distance sensing type, as shown in Figure 4 (, ), the emitter and receiver are placed side by side at a predetermined distance from each other, and the emitter is placed between the elements 1 and 2.
A light beam P irradiated from 1 through the light projection optical system 12 is diffusely reflected on the surface of the object to be detected X, and when the reflected light R is focused by the light receiving optical system 1, It detects whether or not the detected object X exists in the detection area by utilizing the displacement in 11111 directions according to the distance to the detected object X. The circuit configuration is shown in the same figure (b). As shown, two light-receiving elements 2a are placed in the light collecting plane.
, 2b or the output current of the semiconductor device detection element (PSD) is converted into a signal voltage by the light receiving circuits 3m and 3b, respectively.
Further, the logarithmic amplifier circuits 4a and 4b perform FIL conversion and then input it to the differential amplifier circuit 18, and the difference output is used as the signal human power Vcl of the distance detection comparison circuit 19 and the reference voltage supplied from the detection pressure 1Ill setting circuit 20. It is compared with Vc. In this case as well, one of the two logarithmic conversion circuit outputs, Vin, is manually input to the margin display comparison circuit 8 to display whether there is sufficient margin between the received light signal level and the operating limit level, and further The indicator lamp goes out.From now on, it is necessary to indicate whether or not the received light signal level is higher than the operating limit level to indicate whether or not operation is possible without malfunctioning.For this purpose, a comparator circuit for indicating operation is required. 21 and an operation display section 22 are required. In the above configuration, the input signal Vd of the distance detection comparison circuit 19 is obtained by taking the difference between the outputs of the logarithmic amplifier circuits 4a and 4b, so that the seven temperature errors are canceled out by each other, and therefore the detection pressure B setting circuit 20 does not require a logarithmic amplifier, but the operation level setting circuit 23 and the margin level setting circuit 7 for supplying reference voltages to the operation display comparison circuit 21 and the margin display comparison circuit 8, respectively, include: A logarithmic amplifier is required to compensate for the temperature error of the N-number conversion output Vin, and as in the case of the diffuse reflection type shown in Fig. 3,
There is a problem in that an expensive logarithmic amplifier is required for each setting circuit. [Objective of the Invention 1 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and its object is to be able to perform proper temperature compensation for an N-number amplifier circuit, and to An object of the present invention is to provide a circuit configuration of a level setting section that can generate mutually independent base levels to be supplied to a comparison circuit of the present invention using a single logarithmic amplifier. [Disclosure of the Invention 1] Accordingly, the present invention converts the received light reflected from the object to be detected into a logarithm in a logarithmic amplifier circuit, and converts the logarithmically converted output into a first In a photoelectric switch that compares a reference level setting voltage and also compares the logarithmically converted output with a second reference level setting voltage in a second comparison circuit, the output of a logarithmic amplifier that converts a base I voltage into a pair!! It has a vf characteristic in that its ends are connected to the reference input terminals of both comparison circuits through h level setting resistors, and current is supplied to each resistor from a constant current source, respectively. The voltage at the output end of the logarithmic amplifier in the level setting section is not affected by the value of each level setting resistor or the value of the current supplied to that resistor from a constant current source. Figure 1 shows an embodiment of the photoelectric switch of the present invention. It is converted into a voltage signal by the logarithmic amplifier circuit 4.
Versus using! The converted output signal Vin is input to the first comparison circuit 5 and compared with the first reference level setting voltage Va, and the second comparison circuit 8 compares the received light signal voltage ν1n with the second reference level setting voltage Va. Compare the voltage vb. These first and second comparison circuits 5 and 8 are connected to the third
In the wave number reflection type embodiment shown in Figure (a), the object detection comparison circuit 5 and the margin display display comparison circuit 8
In the distance detection type embodiment shown in FIG. 4(b), the comparison circuit 21 for displaying operation and the comparison surface for displaying margin! 8, and in the present invention, two types of reference level setting voltages Va and Vb to be applied to these comparison circuits are supplied from a level setting section 10 in a cabinet. Since FIG. 1(b) shows the circuit configuration of the level setting unit 10, the reference current 1° generated by the constant current source J0 is logarithmically converted by a logarithmic amplifier A consisting of an operational amplifier G and a silicon diode D1, and its output is The terminals are connected to the first comparator circuit 5 via a resistor R1, and are connected to the second comparator circuit 8 via a resistor R2, and constant current sources J1 and J2 are connected to the output sides of each resistor R1 and R2, respectively. Connected. With this configuration, each reference level setting voltage Va
and vb is Va=V. +1. XR. Vb=V, +I2XR2, and the logarithmically converted reference voltage ■. can be obtained by level-shifting each by an arbitrary value. Also, the resistance value R,,R, or the current value 1. .. By making 12 variable, it is possible to adjust each level without affecting the set level of each pond. Further, although the above embodiment uses a single logarithmic amplifier to supply two types of reference levels, for example, In the case of the Maki-reflection type, an operation limit level may be required to indicate whether or not operation is possible at a detection level and a margin level. The embodiment shown in FIG. 2 (&) shows a case where the number of comparison circuits is increased to three or more, and in this case as well, the current values of the constant current fAJ + to J or the respective resistance values R1 to R3 are changed. By making it variable, each setting level can be adjusted without affecting each other. FIG. 5B shows the relationship between the light reception signal Vin and the constant voltages 1 to V at each stage when an object is detected. E Effect of the Invention 1 As described above, the present invention provides a photoelectric switch equipped with a plurality of comparison circuits for comparing the level of reflected light from a detected object with a plurality of reference levels. Since the reference levels can be supplied independently from each other, there is no need to perform temperature compensation for the logarithmic amplifier circuit installed in each comparison circuit to expand the dynamic range of the received light signal, which eliminates the need to provide an individual logarithmic amplifier. This has the advantage that the number of expensive operational amplifiers used can be reduced compared to the conventional example. 4. Brief description of the drawings Figure 1 (&) is a block diagram of an embodiment of the photoelectric switch of the present invention, (1,) is a circuit diagram of the same main part as above, and Figure 2 (a) is a diagram of the photoelectric switch of the present invention. 4 circuit diagrams showing examples of ponds, (
1+) is an explanatory diagram of the same operation as above, and Figure 3 (a) is the conventional TS
A block circuit diagram of the heart switch, (b) and (c) are circuit diagrams of the same essential parts as above, FIG. 1 is a light receiving optical system, 2 is a light receiving element, 3 is a light receiving circuit, 4 is a logarithmic amplifier circuit, 5 is a first comparison circuit or a comparison circuit for object detection, 6 is a detection level setting circuit, 7 is a margin level setting circuit, 8 is a second comparison circuit or a margin display comparison circuit; 9
10 is a signal processing circuit, 10 is a level setting section, 11 is a light emitting element, 12 is a light emitting device, 13 is a drive circuit, 14 is an oscillation circuit, 15 is an output circuit, 16 is a detection display section, 17 is a margin display 18 is a differential amplifier circuit, 19 is a distance detection comparison circuit, 20 is a detection distance setting circuit, 21 is a first comparison circuit or an operation display comparison circuit, 22 is an operation display section, and 23 is an operation level setting circuit. ,A is a logarithmic intensifier,G,,G,,G,
is an operational amplifier, D, , D, , D is a Hanrifun diode, and J1 to J are constant voltages i! Todoroki, R7-R3 is resistance, Vin
is the logarithmic conversion output, Va is the first base level setting voltage,
vb is the second reference level setting, IQ pressure. Agent Patent Attorney Ishi 1) Mr. Nanao, I would like to correct Figures 3 and 4 of the attached drawings as shown in the attached sheet.
Claims (1)
対数変換したのち比較回路で検知距離設定電圧と比較す
ることにより被検知物体までの距離を検知すると共に、
上記対数変換出力を第2の比較回路で検知距離設定電圧
よりも若干高い余裕表示設定電圧と比較することにより
信号レベルと動作限界レベルの間の余裕の有無を表示す
るようにした光電スイッチにおいて、基準電圧を対数変
換する対数変換増幅器の出力端をそれぞれレベル設定用
抵抗を介して上記両比較回路の基準入力端に接続すると
共に、各抵抗にそれぞれ定電流源から電流を供給するよ
うにして成ることを特徴とする光電スイッチ。(1) The reflected light level from the object to be detected is logarithmically converted by a logarithmic amplifier circuit and then compared with the detection distance setting voltage by a comparison circuit to detect the distance to the object to be detected, and
In the photoelectric switch, the presence or absence of a margin between the signal level and the operating limit level is displayed by comparing the logarithmically converted output with a margin display set voltage slightly higher than the detection distance set voltage in a second comparison circuit, The output terminals of the logarithmic conversion amplifiers for logarithmically converting the reference voltage are connected to the reference input terminals of the above-mentioned comparison circuits via level setting resistors, respectively, and current is supplied to each resistor from a constant current source. A photoelectric switch characterized by:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59224554A JPS61102817A (en) | 1984-10-25 | 1984-10-25 | Photoelectric switch |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP59224554A JPS61102817A (en) | 1984-10-25 | 1984-10-25 | Photoelectric switch |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61102817A true JPS61102817A (en) | 1986-05-21 |
JPH033417B2 JPH033417B2 (en) | 1991-01-18 |
Family
ID=16815598
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP59224554A Granted JPS61102817A (en) | 1984-10-25 | 1984-10-25 | Photoelectric switch |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61102817A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH042130U (en) * | 1990-04-18 | 1992-01-09 | ||
JP2002124168A (en) * | 2000-08-09 | 2002-04-26 | Omron Corp | Multi axis photoelectric sensor |
-
1984
- 1984-10-25 JP JP59224554A patent/JPS61102817A/en active Granted
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH042130U (en) * | 1990-04-18 | 1992-01-09 | ||
JP2002124168A (en) * | 2000-08-09 | 2002-04-26 | Omron Corp | Multi axis photoelectric sensor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH033417B2 (en) | 1991-01-18 |
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