JPS6196625A - 反射形光電スイツチ - Google Patents

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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は１回ＩＦ＋＋反射板で反射した光により被検
出物体を検出する反射形光電スイッチして関する。

（Ｉ：Ｉ）従来の技術 従来よシ反射形光・υ′、ヌイツチは、投光素子と受光
素子とが１つのケースに収納されてスイッチ本体が形成
され、投光素子より出射した光が回帰反射板で反射し、
その反射光を受光素子が受けるようＫａＧ成されている
。そして、このスイッチ本体と回帰反射板との間に被検
出物体が介在すると。

光が遮断されて受光素子が光を受けなくなり、被検出物
体を検出するようになっている。

この■の反射形光’１４ｃスイッチにおいて、被検出物
体が鋺面でない’Ｊｌｌ会には確実に遮光されるので。

正確に検出することができる。しかし、彼模出物体カ金
属光沢面やフ面ルレム而のような鏡面を有していると、
被検出物体の反射光を受光素子が受けることになシ、肢
検出物体の通過を検出することができないという問題が
あった。

そこで、第４図に示す反射形光゛小スイツチａが考えら
れている。この光重°スイッチａは、投光素子すと受光
素子Ｃの前方光路上にレンズｄ、ｅを介してそれぞれ偏
光フィルり１５ｇが配設されて成り２両偏光フィルタ「
１ｇの偏光面が互いに直交するように構成されている。

従って、投光素子すから出射した光のうちＰ偏光成分の
光のみが回帰反射板りに照射される一方、受光素子Ｃに
はＳ偏光成分の光のみが受光される。この光電スイッチ
ａでは、鏡面の被検出物体が通過すると、Ｐ偏光成分の
光がそのまま反射されるので、受光素子Ｃは何ら光を受
けないことになシ；肢検出物体を検出することになる。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 上記の第４図に示した反射形光電スイッチａでは、偏光
変の非常に良好な２つの偏光フィルタｆ。

ｇを正確に直交させてｌ！Ｉ’ｉ３置する必要があシ、
偏光度が悪い場合などでは鏡面の反射光も受光すること
Ｋなり、高い精変が要求されるという問題があった。

また、光路上にレンズなどの偏光を乱す物体が！　　　
　　　　　　　存すると、たとえ偏光フイ１Ｖｐｆ、ｇ
の配置等が完全であってもわ４面の反射光を受光すると
いう問題があり、バラ−２ノクスを大きくするなどの必
要性があった。

この発明は、斯かる点に鑑み、偏光ビームスプリッタで
分離した２偏光成分の光をそれぞれ受光することにより
、鏡面の被検出物体でも正確に検出できるようにした反
射形光電スイッチを提供することを目的とするものであ
る。

に）問題点を解決するための手段及び作用この発明は、
光を出射する投光部と、この投光部の前方光路上に配設
された偏光フィルタと、この偏光フィルタを通過した光
を反射させる回帰反射板と、この回帰反射板の反射光路
上に配設されて反射光を互いに直交する２種の偏光成分
に分離する偏光ビームスプリッタと、この偏光ビームス
プリッタで分離された２種の反射光をそれぞれ受光する
２つの受光部よシ成り１回帰反射板で反射した反射光は
２種の偏光成分がほぼ等しく、２つの受光部がほぼ等し
い出力となる一方、鏡面の被検出物体で反射した反Ｑ、
ｌ光は偏光フィルタを通過した１種の偏光成分のみで１
片方の受光部の出力が大きくなり９両受光部の出力から
鏡面の被検出物体も検出するように構成されているー（
ホ）実施例 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。

第１図に示すように、１は反射形光電スイッチで、投光
素子２より出射した光５を回帰反射板４で反射させて２
つの受光素子５ａ、５ｂで受け。

被検出物体を検出してスイッチ動作するものである。

この光電スイッチ１は、スイッチ本体１ａの前方に回帰
反射板４が所定間隔を存して配置されて構成され１両者
間に物体が介在するとその物体を検出するようになって
いる。そして、スイッチ本体１ａは１図示しない、１つ
のケース内に投光素子２．受光素子５ａ、５ｂ、２枚の
レンズ６．７゜偏光フィルタ８及び偏光ビームスプリッ
タ９が収納されて構成されている。

投光素子２（投光部）は１つのみ設けられ、ランダムな
偏光而をもつ自然光５を出射するように構成されている
。そして、この投光素子２の前方光路上にレンズ６が、
このレンズ６の前方に偏光フィルタ８が配設されている
。

偏光フィルタ８は、投光素子２から出射した光３のうち
Ｐ偏光成分の光３のみを通過させるものである。この先
５は回帰反射板４で反射し、一部が偏光され、Ｐ偏光成
分とＳ偏光成分とになってスイッチ本体１１１に戻るよ
うに構成されている。

２つの受光素子５ａ、５ｂ（受光部）は反射光３を受光
するもので、　ｉ’ｉｉｌ方光路上に偏光ビームスプリ
ッタ９が、この偏光ビームスプリンタ９の前方にレンズ
７が配置され、光６がレンズ７を介して偏光ビームスプ
リッタ９に入射するように成っている。この偏光ビーム
スプリッタ９は、光６を２つに分離すると１１に、２つ
の偏光而を備え１片方の偏光面は偏光フィルタ８の偏光
面と直交してＳ偏光成分の光６が妊って第１の受光素子
５ａに入射する一方１片方の偏）１１而は偏光フィルタ
８の偏光面と一致してＰ　Ｑａ光成分の光５が通って第
２の受光素子５ｂＫ入則するように構成されている。

免２図は両受光素子５ａ、５ｂの信号処理回路を示し、
各受光素子５ａ、５１＞の出力信号は非反転増幅器１０
ａ、ｊｏｂで増幅され、その増幅率Ａ４．Ａ２は第１の
受光素子５ａ側の第１の増幅器ｉＱａが太きく　（ｊ’
ｌ＞Ａ２　）構成されている。

そして、第１の増幅器１０ａの出力信号は２つの電圧比
較Ｈ１１ａ、ｊｉｂに入力され、第１の比ｌ咬器１１ａ
は基準電圧が印加されて第１の増幅器ｉＱａの出力電圧
が大きいときに信号を出力するようになっている。一方
、第２の比較器１１１＋には第２の受光素子５ｂの信号
を受けた第２の増幅器１０　ｂの出力信号が入力されて
おり、第１の増幅器１０ａの出力電圧が大きいときに信
号？出力するようになっている。この両比較器１１ｍ、
１１ｂの信号はアンド回路１２に入力され１両比較器１
１ａ、ｊｉｂが共に出力しているときてアンド回路１２
が出力するようになっている。

欠に、この反射形光電スイッチ１のスイッチ動Ｉ　　　
　　　　　　作について説明する。

先ず、投光素子２よυ出射しだ光５は、レンズ６を通過
した後、偏光フィルタ８で偏光されてＰ偏光成分の光乙
のみが回帰反射板４に進行する。

この際、スイッチ本体１ａと回帰反射板４との間に何ら
物体が存しないと、光３はこの反射板４に当って反射し
、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分とになってスイッチ本体１ａ
に戻る。そして、その反射光６はレンズ７を通って偏光
ビームスデリック９に入射し、Ｐ偏光成分の光５とＳ偏
光成分との光５とに分離され、Ｐ偏光成分の光３は第２
の受光素子５ｂに、Ｓ偏光成分の光３は第１の受光素子
５１１にそれぞれ入射する。

このように、物体がなく、投光素子２の光６が回帰反射
板４で反射して戻ってくると２両受光素子５ｎ、５ｂは
ほぼ等１７い光３を受け、第３［９（ａ）。

（ｂ）に示すように、同レベルの信号を出力する。この
第５図（ａ３は回帰反射板４が近距離に、第５図（１１
）は遠距離にそれぞれ設置された場合で、出力レベルは
異なるものの１両受光素子５ａ、５ｆｔの出力レベルは
等しくなる。

そして９両受光素子５ａ、５ｂの出力信号は増幅器１０
Ｂ、１０ｂで増幅され、比較器１１ａ。

ｉｉｂで比較される。この第１の比較器１１ａで第１の
受光素子５ａの出力レベルが基準電圧以上か否かが比較
され１回帰反射板４で反射した光５を受けたときは比較
電圧（非反転増幅器ＴＯ１１の出力）が肚準電圧以−に
となって比較器１１８が出力する。一方、第２の比較器
１１ａでは両受光素子５ａ、５ｂの出力レベルが比較さ
れ、同レベルのときは第１の増幅器１０ａの増幅率Ａ１
が大きいので第２の比較器＋１ｂが出力してアンド回路
１２が出力することになる。

次に、物体が！インチ本体１ａの前方を通過すると、光
３が遮断されるので１両受光素子５ａ。

５１＋け受光しなくなる。そして、第１の受光素子５ａ
の出力が零となるので、第１の比較器１１ａは出力せず
、アンド回路１２も出力しなくなり。

この物体を検出することになる。

次に、物体が鏡面の場合、投光素子２からの光ろがこの
物体で反射してスイッチ本体１ａに戻ることになる。こ
の場合の反射光ろは偏光フィルタ８で偏光されたＰ偏光
成分が多く（理想的にはＰ偏光成分のみ）、偏光ビー１
１スプリツタ？で分離されると、第２の受光素子５ｂの
受光量が大きく。

第６図（ｃｌ、　（ｄｌに示すように、第２の受光素子
５ｂの出力レベルが第１の受光素子５ａの出力レベルよ
り大きくなる。この第６図（Ｃ）は物体が近距即ｒに。

第５図（ｄ）は遠距離にある場合で１両者間でレベルが
異なるものの、第２の受光素子５ｂの出力レベルが何れ
も大きくなる。

従って、第１の受光素子５ａの出力レベルが基準電圧以
上であっても、イ５２の受光素子５ｂの出力レベルが大
きいので、第２の比較器１Ｔｂが出力せず、アンド回路
１２が出力しなくなり、この物体を検出することになる
。

尚、この実施例の信号処理回路は一実施例であり１両受
光素子５ａ、５ｂの出力レベルの差に基づいてスイッチ
制φ４１できるものであればよい。

（へ）発明の効果 以上のようだ、この発明の反射形光電スイッチニヨれば
、偏光ビームスプリンタで反射光を２を干の偏光成分に
分離し、２つの受光部でそれぞれ受けるようにしたため
に、鏡面の被検出物体であっでも確実に区別して検出す
ることができる。

また、この偏光成分の光を比較するので、高い精度が要
求されず、商品に設定することができ。

しかも、パララックスが小さくとも、鏡面反１１．１光
と回帰反射板の反ｒＡ−１九とを正確に区別することが
できる。

その上１回帰反射板等が遠蒙離でも検知できるので、検
出距離の長いスイッチを小型で構成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図はこの発明の一実施例を示し。 第１図は反射形光電スイッチの概略構成図、第２図は同
信号処理回路の回路ブロック図、第５図は両受光素子の
出力レベルを示し、同図（ａｌ（ｂｌは近距離と遠距離
とに回帰反射板を設置した場合の出力レベル図、同図（
Ｃ１（ｄ）は近距離と遠距離とで鏡面物体が通過した場
合の出力レベル図、第４図は従来抑 の反射形光電スイッチの概略構成図である。 １：反射形光゛屯スインチ、　　２：投光累Ｔ。 ３：光、　４：回帰Ｉズｒｔｉ板、　　５ａ−５ｂ：受
光素子、　８：偏光フ・ｆルタ。 ９：偏光ビームヌプリフタ。 特ｒ［出願人　　　　　ケ石電機株式会社代理人　　弁
理士　　中　村　茂　信 第１図 第２図 ５ｂ；算２の受光素； 第３図 第４図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光を出射する投光部と、この投光部の前方光路上
   に配設された偏光フィルタと、この偏光フィルタを通過
   した光を反射させる回帰反射板と、この回帰反射板の反
   射光路上に配設されて反射光を互いに直交する２種の偏
   光成分に分離する偏光ビームスプリッタと、この偏光ビ
   ームスプリッタで分離された２種の反射光をそれぞれ受
   光する２つの受光部とより成り、２種の反射光量により
   被検出物体を検出することを特徴とする反射形光電スイ
   ッチ。
2. （２）前記投光部及び受光部は、１つのケースに収納さ
   れていることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   反射形光電スイッチ。