JPS61269521A - 光電検出器 - Google Patents

光電検出器

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JPS61269521A
JPS61269521A JP60112454A JP11245485A JPS61269521A JP S61269521 A JPS61269521 A JP S61269521A JP 60112454 A JP60112454 A JP 60112454A JP 11245485 A JP11245485 A JP 11245485A JP S61269521 A JPS61269521 A JP S61269521A
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JP
Japan
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light
mark
sheet
photoelectric switch
light receiving
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JP60112454A
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JPH0681028B2 (ja
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Norio Onchi
恩地 紀夫
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Omron Corp
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Omron Tateisi Electronics Co
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    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K17/00Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
    • H03K17/51Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking characterised by the components used
    • H03K17/78Electronic 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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  • Electronic Switches (AREA)
  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

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】 〔発明の分野〕 本発明は反射型の光電スイッチに関し、特にローラによ
って搬送されるシート等のマークを検出する反射型の光
電スイッチに関するものである。
〔発明の概要〕
本発明による光電スイッチは、受光領域が4分割され対
角を成す2面の受光面積が和が夫々実質的に等しい受光
領域を有する受光部を用いて反射波信号を受光し、対角
を成す一対の受光領域の受光レベルを加算しその差に基
づいて反射波物体のマークを検出するよう・にしたもの
である。こうすれば検出対象のシートに投射方向の変動
があっても夫々の加算手段の出力レベルは同時に変動す
るため、誤動作することはなくいずれの方向がらのシー
トをも検出することが可能となる。
〔従来技術とその問題点〕
従来シート上のマークを検出する反射型の光電スイッチ
にあっては、集束レンズを用いて発光素子の光をシート
の所定位置に集束させてその反射光レベルの変化によっ
てシートのマークを検出するようにしている。このよう
な反射型光電スイッチは投光軸方向のシートの微小な変
動によって反射光レベルが変化し、誤った位置でマーク
を検出してしまうことがあるという問題点があった。そ
こで投射光を2つに分離してシート上の異なる位置に照
射し、夫々の光の反射光レベルの差に基づいてシート上
のマークを検出する手段も知られているが、このような
方法では光学系の構成が複雑tこなるという問題点があ
った。又受光wI域を2分割しそのレベルの時間的変化
に基づいてマークを検出するようにした光電スイッチも
知られているが、このような場合は受光領域の分割状態
に応じてマークを検出することができるシートの搬送方
向が規定され、取付方向の自由度が失われるという問題
点があった。
〔発明の目的〕
本発明はこのような従来の光電スイッチの問題点に鑑み
てなされたものであって、検出対象のシートが投光軸方
向に微小距離変化しても誤動作を起こすことなく確実に
シート上のマークを検出することができ、受光部の取付
方向を任意の方向にすることができる光電スイッチを提
供することを目的とする。
〔発明の構成と効果〕
本発明は検知対象に光を照射し反射光に基づいて物体を
検出する反射型の光電スイッチであって、互いに異なる
受光面積を有して4分割され、対角を成す2面の受光面
積の和が夫々実質的に等しい受光領域を有する受光部と
、受光部の対角を成す受光領域の出力を夫々加算する第
1.第2の加算手段と、第1.第2の加算手段の出力を
減算する減算手段と、減算手段の出力が所定レベルに達
するときに物体検知出力を出す比較手段と、を具備する
ことを特徴とするものである。
このように本発明による光電スイッチでは、4分割され
た受光部の対角を成す受光領域の出力を加算し、加算さ
れた受光レベルの差に基づいてシート上のマークを検出
するようにしている。このため検出物体が投光軸方向に
変動して検出距離が変化した場合には加算された受光レ
ベルが同時に変動するため、減算手段によりその変化分
が相殺されることとなる。従ってこのような変動に基づ
く誤動作を防止することができる。又受光部の受光領域
を4分割しているためマークの射影がいずれの方向から
受光部を通過する場合にもマークを検出することが可能
となり、任意の方向に受光素子を取付けることが可能で
ある。
〔実施例の説明) (実施例の構成) 第2図は本発明による光電スイッチの光学系を示す概略
図である。本図においてランプ等の光源から成る投光部
1がハーフミラ−2を介して集束レンズ3の焦点位置に
配置される。集束レンズ3は投光部1からの光を集束し
て図示のように光軸に垂直に搬送されるシート4上に照
射するものである。シート4には所定間隔毎にマーク5
が設けられており、集束レンズ3の焦点位置にマークが
位置するように光学系が配置されているものとする。そ
してシート4からの反射光は集束レンズ3を介してハー
フミラ−2に与えられ、反射光の一部はハーフミラ−2
をそのまま通過して複合型のフォトダイオード6に照射
される。ここでフォトダイオード6は第3図+a)、 
(blに正面図及び側面図。
第3図(C1に接続図を示すように、フォトダイオード
PD−a、 PD−b、 PD−c、 PD−dから成
る4つのフォトダイオードが組み合わせて構成されたも
のとする。
ここでこのi金型フォトダイオード6の夫々の受光面積
は互いに異なっており、且つ対角を成す2つのフォトダ
イオードの受光面積、即ちフォトダイオードPD−aと
PD−cの受光面積の和、及びPD−bとR+)−dの
受光面積の和が夫々等しくなるように構成されている。
次に第1図は本発明による光電スイッチの構成を示すブ
ロック図である。本図において複合型フオドダイオード
6の対角に位置する一対のフォトダイオードPD−a、
 PD−cの出力は加算増幅器11に与えられ、他方の
フォトダイオードPD−b、 PD−dの出力は加算増
幅器12に与えられる。加算増幅器11.12はこれら
の出力レベルを夫々加算し所定の増幅率で増幅するもの
であって、夫々の出力を減算回路13に与える。減算回
路13は2つの加算増幅器11.12の出力を減算する
ことによってそのレベル差を検出するものであり、その
出力を比較回路14に与える。比較回路14には所定の
闇値レベルvthが与えられており、その出力を越える
場合に物体検知出力が出力回路15を介して外部に出力
される。尚定電圧回路16は各部に定電圧を供給する電
源回路である。
(本実施例の動作) 次に波形図を参照しつつ本実施例の光電スイッチの動作
について説明する。第2図に示すように光源より集束さ
れた光がシート4上に照射されシート4の搬送に伴って
マーク5に照射されるものとすると、その射影像5sが
集束レンズ3.ハーフミラ−2を介して複合型フォトダ
イオード6を通過する。第4図(a)〜(d)はその射
影像5Sがフォトダイオード6を通過する際の相対位置
の時間的変化を示す図であり、第5図(a)〜(C1は
それに対応した各部の波形図である。さて第4図(al
に示すように時刻t1以後まずフォトダイオードPD−
a、 PD−dにマーク5の射影5Sがさしかかると、
フォトダイオードPD−dの受光面積はPD−aの受光
面積より大きいため第5図181の実線Aに示すように
加算増幅器11の出力はそれほど低下せず、加算増幅器
12の出力は実線Bに示すように急激に低下する。
そして第4図(blに示すように射影像5Sがフォトダ
イオード6を分割する分割ラインに達した時刻t2以後
は、フォトダイオードPD−cの受光面積がフォトダイ
オードPD−bの受光面積より大きいため、加算増幅器
11の出力レベルの低下が加算増幅器12の出力低下よ
り大きくなる。そして第4図(C1に示すように時刻t
3に達して射影像5Sが複合型フォトダイオード6を覆
うと夫々の加算増幅器11.12の出力が一致する。更
にt4以後マーク5の射影像5sの後端がフォトダイオ
ードPD−a、 PD−dを通過し始め、フォトダイオ
ード6の分割ラインに達する時刻t5まで第5図(a)
の実線A、Bに示すように加算増幅器12の出力が加算
増幅器11の出力より高い上昇率を有する。更に時刻t
5以後射影像5sの後端がフォトダイオードPD−b、
 PD−cを通過し終える時刻t6までは、加算増幅器
11の出力レベルの増加率が加算増幅器12より高くな
る。従って減算回路13よりこれらの出力を減算するこ
とによって第5図(b)に示すような波形が得られる。
この出力差を比較回路14により所定の閾値vthで弁
別することによって第5図(C1に示すように物体検知
出力を得ることができる。
ここでシート4が投光軸方向に微小距離前後しでも4つ
の領域に分割された複合型フォトダイオード6のいずれ
のダイオードの受光出力も同時に変動するため、その差
は変動せずシート4の変動に基づく誤動作を防止するこ
とが可能となる。
ここで本実施例では複合型フォトダイオード6をマーク
5の射影像5Sが1第6図の矢印■の方向に通過するよ
うに光学系を配置しているが、射影像5Sが矢印■方向
に通過するようにフォトダイオードを配置し光学系を構
成することが可能である。更にその他の全ての方向、例
えば矢印■に示すような方向に光学系を配置しても同様
にしてマークを確実に検出することが可能となり、フォ
トダイオードの設置方向を任意に定めることが可能であ
る。
(他の実施例の説明) 尚本実施例は第3図に示すように夫々異なる受光領域を
有する4つのフォトダイオードから成る複合型フォトダ
イオード6を用いて%zるが、第7図に示すように4等
分された受光領域を有する複合型フォトダイオード等の
受光素子20を用い、その前面にスリット21を設は各
フォトダイオードの受光面積が第3図に示したフォトダ
イオードと同一、即ちPD−aとPD−cの面積の和が
フォトダイオードpo−bとPD−dの和に等しくなる
ように分割することによって受光部を構成することも可
能である。
尚第1図は光源として連続して点灯する投光部1を用い
て説明したが、第8図に示すように光源として発光ダイ
オードをパルス駆動させることも可能である。この場合
には発振回路30のクロック信号を発光ダイオード31
及びゲート回路32゜33に加える。そうすれば発光ダ
イオード31はパルス駆動されて集束レンズ3を介して
シート4上の一点に照射され、反射光が前述のようにP
D−a〜PD−dから成る複合型のフォトダイオニトロ
に与えられる。そしてその2組の出力を第1図の実施例
と同様に加算増幅器11.12により増幅し、その出力
をゲート回路32.33に与える。ゲート回路32.3
3は発振回路30の駆動クロック信号により開閉させて
反射波のみを次段の検波回路34.35に与える。検波
回路34.35はゲート回路を通過する反射光出力を整
流し平滑することによって受光レベルに対応した信号を
出力し、それを減算回路13に与える。以後の動作は前
述の実施例と同様であり、減算回路13の出力が所定以
上であるときに比較回路14を介して物体検知出力が成
される。この場合には断続するパルスの間で加えられる
外乱光によるノイズを除去することができ、誤動作の可
能性を大幅に減少させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による光電スイッチの一実施例の構成を
示すブロック図、第2図はその光学系の構成を示す概略
図、第3図は異なる受光面積を有する複合型フォトダイ
オードの一例であり、第3図+alはその正面図、第3
図(blは側面図、第3図(C1はその接続図である。 又第4図はシートの搬送に伴って受光素子を通過する射
影像5sの時間的変化を示す図、第5図は射影像の通過
に伴って変化する光電スイッチの各部のレベル変化を示
すタイムチャート、第6図はフォトダイオードを通過す
る射影像の方向を示す図、第7図は本発明の他の実施例
を示す受光素子の概略図、第8図は本発明の他の実施例
を示す光電スイッチのブロック図である。 1−−−−−一投光部  2−・・−ハーフミラ−3−
−−−−−−集束レンズ  4−−−−−・−シート 
 5−−−−−−−マーク5S−・−・・射影像  6
.20−・−複合型フォトダイオード  P D −a
 ” P D −d−−−−−−フォトダイオード11
 、 12−−−−一加算増幅器  13−−−−−−
一減算回路14・−・・比較回路  15−−−−−−
一出力回路  16−・一定電圧回路  21−−−−
−−スリット  30−−発振回路  31−−−−−
−−発光ダイオード  32゜33−−−−−−−ゲー
ト回路  34 、 35−−−−−−一検波回路特許
出願人   立石電機株式会社 代理人 弁理士 岡本官喜(他1名) 1′X− ■           ト δ 〇− 第4図 0−、−。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)検知対象に光を照射し反射光に基づいて物体を検
    出する反射型の光電スイッチにおいて、互いに異なる受
    光面積を有して4分割され、対角を成す2面の受光面積
    の和が夫々実質的に等しい受光領域を有する受光部と、 前記受光部の対角を成す受光領域の出力を夫々加算する
    第1、第2の加算手段と、 前記第1、第2の加算手段の出力を減算する減算手段と
    、 前記減算手段の出力が所定レベルに達するときに物体検
    知出力を出す比較手段と、を具備することを特徴とする
    光電スイッチ。
  2. (2)前記受光部は、4分割された受光領域を有する複
    合型受光素子を有することを特徴とする特許請求の範囲
    第1項記載の光電スイッチ。
  3. (3)前記受光部は、4等分された受光領域を有する複
    合型受光素子を有し、その前面に夫々の受光領域を対角
    を成す2面の受光領域の和が夫々実質的に等しくなるス
    リットを設けて構成されたことを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の光電スイッチ。
JP60112454A 1985-05-24 1985-05-24 光電検出器 Expired - Lifetime JPH0681028B2 (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6483179A (en) * 1987-09-25 1989-03-28 Opt Kk Photoelectric switch
CN109861680A (zh) * 2017-11-30 2019-06-07 宁波方太厨具有限公司 一种用于家用电器的感应开关结构

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6483179A (en) * 1987-09-25 1989-03-28 Opt Kk Photoelectric switch
CN109861680A (zh) * 2017-11-30 2019-06-07 宁波方太厨具有限公司 一种用于家用电器的感应开关结构
CN109861680B (zh) * 2017-11-30 2024-01-16 宁波方太厨具有限公司 一种用于家用电器的感应开关结构

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