JPS6270710A - 反射型光電スイッチ - 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】 ［技術分野１ 本発明は、投光手段から検知エリアに投光される光ビー
ムの被検知物体による反射光を受光手段にて受光し、受
光手段出力に基いて検知エリア内の被検知物体の有無を
検知するようにした反射型充電スイッチに関するもので
ある。

［背景技術］ 従来、この種の反射型光電スイッチとして、投光手段か
ら検知エリアに投光した光の被検知物体による反射光を
受光手段にて受光し、被検知物体からの反射光量の大小
によって被検知物体の有無を１−ｑ定するようにしたら
のがあり、このような反射型充電スイッチにあっては、
被検知物体の後方に高反射率の物体がある場合や被検知
物体の反射率が異なる場合などにおいで測距誤差が生じ
て、退動作が発生（検知距離が変化）するという問題が
あった。そこで、このような誤勤咋を防止するようにし
た反射型充電スイッチとして、発明者らがｖｔ願昭５８
−１４１６３号とＬで出願りでいる：角１１置方式のも
のかある。すなわち、この反射型光電スイッチは第７図
および第８図に示すようになっており、被検知物体Ｘに
対して光ビームＰを投光する投光手段１は、投光タイミ
ングを設定するクロックパルスを発生する発振回路１０
、投光用発光素子】２を駆動するドライブ回路１１およ
び凸レンズよりなる投光用光学系１３にて形成されてお
り、投光用発光素子１２から発せられる光を投光用光学
手段１３にて光ビームＰに成形して検知エリアに投光す
るようになっている。この投光手段１から所定距離ｔ。

をもって側方に配設され被検知物体Ｘによる光ビームＰ
の反射光Ｒを集光する受光用光学系２は凸レンズにて形
成されている。

この受光用光学系２の集光面に配設され集光スポットＳ
の位置（距離αに対応してＭ方向に移動する）に対応し
た位置信号１　、、　Ｉ　、を出力する位置検出手段４
は、例えば１次元位置検出素子（ＰＳＤ）にて形成され
ており、この出力信号は相反した信号となっている。こ
の位置検出手段４出力に基いて被検知物体Ｘが所定の検
知エリア内に存在するがどうかをｆす別して出力回路６
を制御する判別制御手段５は、位置検出手段４がら出力
される位置信号（相反する電流信号Ｌ　Ａ、Ｉ　ｏ）を
それぞれ増１臨して電圧（ｉｉ号Ｖ７、＋ＶＤに変換す
る受光回路２１ａ、２１］）と、受光回路２１ａ、２１
ｂ出力を対数増幅する対数増幅回路２２ａ、２２ｂと、
対数増幅回路２２ｕ。

２２ｂ出力Ｑ　ｎ　Ｖ　Ａ　ｙ　Ｑ　ｎ　ｖｏの差を演
算する減算回路２３と、滅ヰ回路２３出力αｎ　Ｖ　Ａ
　／　Ｖ　Ｂと距離設定用ボリュームＶＲにて設定され
る基準電圧Ｖｓとを比較して、滅ヰ回路２３出力αｎＶ
Ａ／ＶｏがｆｊｒＪ１０図に示すように基準電圧Ｖｓ以
下のとき（被検知物体Ｘが検知エリア内に存在するとき
）に出力が’Ｈ”レベルとなる電圧コンパレータよりな
る比較回路２４と、比較回路２４出力を発振回路１０出
力に基いてチェンク（クロックパルスに同期してレベル
を判定）することにより誤動作を防止する信号処理回路
２５とで形成されており、上記信号処理回路２５から物
体検知信号が出力されたとき、出力回路５が駆動される
ようになっている。

なお、第９図（ａ）（ｂ）（ｃ）は、それぞれ被検知物
体Ｘまでの距離がＩ２１１ｅ２．Ｑ、である場合におけ
る位置検出手段４上の集光スポットＳの位置をそれぞれ
示している。また、上述の１次元位置検出素子に代えて
２個のフォトダイオードをＭ方向（集光スポットＳの移
動方向）に連設したものを位置検出手段４として用いて
も良いことは言うまでもない、また、被検知物体Ｘが検
知エリアの遠点（検知Ｉ１１離）に存在する場合におけ
る集光スポットＳの位ｒ！１（ｒＡ、Ｉｎが同一値にな
る中央位置）が第９図（ｂ）になるように光学系１３．
２および光ファイバー７．８ａ、８ｂの相対位置を設定
するようにすれば、受光回路２１ａ、２１ｂ出力ＶＡ、
ＶＢを比較回路２４にて直接比較してその大小を判定す
ることにより比較回路２４出力として物体検知信号を°
得ることができ、回路植成が簡単になるとともに、距離
設定用ボリュームＶＲによるＩ倒整作業も不要になる。

しかしながら、このような従来例において、被検知物体
Ｘが近距離（例えば距離Ｑｄ）に存在する検出手段４に
入射せず、位置検出手段４出力の信号レベルが小さくな
って（あるいは零になって）物体検知動作が不能になり
、不感領域が発生するという問題があった。すなわち、
検知エリアは検知距離よりも手前に被検知物体Ｘがある
場合に物体検知信号が出力され、検知距離よりも遠くに
被検知物体Ｘがある場合に物体検知信号が出力されない
ように設定されるべきであるにも拘わらず、光電スイッ
チの直近に不感領域が発生してしまうという問題があっ
た。ｆ：ｔＳ３図に示す実線は上記従来例の距離αに対
する減算回路２３出力η口■Ａ／■１１を示すもので、
被検知物体Ｘが近距離に存在する場合において、位置検
出手段４への入射光がないために滅ヰ回路２３出力Ｑ　
ｎＶ　Ａ／　Ｖ　ｏが得られず、被検知物体Ｘが近距離
に存在する場合において不感領域り。が発生している。

なお、位置検知手段４に入射する光が少なくなって、出
力される位置信号ＩＡ、ＩＯの電流レベルが受光回路２
１ａ。

２１ｂにおいて処理できる電流レベル以下になるト−、
”！Ｌｌ′ｒＩｂ　＆　、ｈ（０’ｆ：　＋　７．−と
１ｍ　７’／ス？”　メｊｌ？ｌ　４ＴＩ　１ｎｌ＋イ
伯かオフするようになっている。また、検知距離（検知
エリアの遠点）の設定可能範囲りは減算回路出力ηｎ　
Ｖ　ｐ、　／　Ｖ　ｏが正の領域に設定されでいる。

［発明の目的１ 本発明は上記の点に―みて為されたものであり、その目
的とするところは、被検知物体が近距離に存在する場合
において物体検知動作が不能になることがなく、不感領
域を殆どなくすことができる反射型光電スイッチを提０
（することにある。

［発明の開示］ （実施例１） 第１図は本発明一実施例を示すもので、従来例と同様の
反射型充電スイッチにおいて、近距離（例えば、距離０
．ｄ）の被検知物体Ｘによる反射光であって受光用光学
系２により位置検出手段４上に集光されない光を位置検
出手段４上の適所に入射させる光路変更手段９を受光用
光学系２から位置検知手段４に至る光路の側方に設けた
らのである。ここに、本実施例にあっては、光路変更手
段９をケース内面の傾斜面に高反射処理を施した平面反
射ミラーにて形成して、例えば、距離ｃｄに被検知物体
Ｘが存在する場合において、受光用光学系２にて集光さ
れた光のうち従来例において位置検出手段４に入射しな
いようになっていｊこ光をこの平面反射ミラーにて反射
することにより位置検出手段４の一方側（被検知物体Ｘ
が近距離にある場合における集光スボッ）Ｓの移動側）
に入射させるようになっている。

第３図の点線は本実施例による減算回路２：（出力０．
１１Ｖ　Ａ／　Ｖ　Ｂを示しており、光路変更手段９に
よる反射光を位置検出手段４に入射させているので、従
来例における不感領域り。に被検知物体Ｘが存在する場
合においてら、受光回路２１ａ、２１ｂにて充分信号処
理が行える電流レベルの信号電流ＩＡ、Ｉ、が出力され
て減算回路２３出力ＱｎＶ＾／　Ｖ　Ｂとして距離ｔに
応じたレベルの信号が得られており、不感領域り。°を
殆どなくすことができるようになっている。

（実施例２） 第２図は他の実施例を示すもので、光路変更手段９をケ
ース内面の凹所に高反射処理を施した凹面反射ミラーに
て形成し、距離αｄｌ：肢検知物体Ｘが存在する場合に
おいて、受光用光学系２にて集光されｊこ尤のうち従来
例において位置検出手段４に入射しないようになってい
た光をこの平面反射ミラーにて反射することにより位置
検出手段４の一方側の端部に集中的に入射させるように
したものであり、ｔｐＪ３図に一点鎖線で示すように被
検知物体Ｘが至近距離に存在する場合にあっても、減算
回路２３出力ＱｎＶＡ／Ｖｏとして距離のに略正確に対
応した信号が得られるようになっているので、不感領域
をより確実に少なくできるようになっている。

（実施例３） 第４図はさらに池の実施例を示すもので、光路変更手段
９をケース内面の要所１こ白色塗装のような高反射率の
拡散反射処理を施した拡散反射ミラ一部にて形成したも
のであり、この拡散反射ミラ一部による反射光は拡散光
となるので、位置検出手段４をＭ方向に移動して検知エ
リアの設定可能範囲を広げた場合にあっても、不感領域
［−ｏｌをなくすための光路変更手段９を移動させたり
角度調整を行ったりする必要がなく、組み立てが簡単に
できるようになっている。

（実施例４） 第５図はさらに他の実施例を示すもので、反射型光電ス
イッチを狭いスペースに配設し易くするために、光学ブ
ロックＡと回路ブロック（図示せず）とを尤ファイバー
７．８ａ、８ｂを使用して光学的に接続したらのを示す
ものであり、投光用光ファイバー７は投光用光学系１３
と投光用発光素子１３との間を光学的に接続しており、
受光用光ファイバー８　ａｔ　ａ　ｂは受光用光′ｉ：
系２と位置検出手段４との間を光学的に接続しでいる。

なお、２個のフォトダイオードを連設して位置検出手段
４を形成するものにあっては、各７オトダイオードを受
光用尤ファイバー８　ａ、　８　ｂの出光端面にそれぞ
れ光結合し、各７オトダイオード出力を受光回路２１ａ
、２１ｂに入力すれば良い。ここに、実施例にあっては
、投、受光用光ファイバー７．８ｕ、８ｂは、投受光ブ
ロック本体；３０ａに穿設された保持孔３５．３６に挿
入されて所定間隔で保持されるようになっており、保持
孔３６の前面開口には光源径を小さくするための７バー
チヤー３９がＢｉｔられている８また、小型の凸レンズ
よりなる投、受光用光学系１３，２を収納保持するレン
ズホルダ一部：３２はケース３１をｖｔ成するケース本
体３１ａの前面に形成された投、受光用開口部３２ａ、
３２Ｉ〕にて形ｆ＆されており、両開口ｇ３２ａ、３２
ｂにはレンズ保護を兼ねるフィルタ３３ａ、３３ｂが覆
着されている。このようにして形成された投受光ブロッ
ク３０をケース本体３１ａの所定位置に嵌合してケース
カバー３１ｂを覆着することにより光学ブロックＡが形
成されるようになっている。また、受光用光学系２と受
光用光ファイバー８ａ、８ｂの受光面との間の光路の側
方には、Ｖ字状反射板よりなる本発明に係る光路変更手
段９が配設されており、ｎｊｆ記実施例と同様に不感領
域し。゛を殆どなくすことができるようになっている。

なお、上述の実施例にあっては光路変更手段９を反射ミ
ラーにて形成しているが、プリズムあるいは尤ファイバ
ーを用いて形成しても良いことはどうまでもない。

［発明の効果１ 本発明は上述のように、投光用光源から発する光を投光
用光学系にて光ビームに成形して検知エリアに投光する
投光手段と、投光手段の側方に所定距離をもって配設さ
れ被検知物体による光ビームの反射光を集光する受光用
光学系と、受光用光学系の集光面に配設され被検知物体
までの距離に応じて集光面内で移動する集光スポットの
位置にか↑応した位置信号を出力する位置検出手段と、
位置検出手段出力に基いて被検知物体が所定の検知エリ
ア内に存在するかどうかを判別して出力回路を制御する
判別制御手段とを具備した反射型充電スイッチにおいて
、近距離の被検知物体による反射光であって受光用光字
系により位置検出手段上に集光されない光を位置検出手
段上の適所に入射させる光路変更手段を受光用光学系か
ら位置検知′ｆ一段に至る光路の側方に設けたものであ
り、被検知物体が近距離に存在しており、受光用光学系
にて集光された光が位置検出手段に直接入射しないよう
な場合に、この光を光路変更手段によって反射させるこ
とにより位置検出手段の適所に入射させているので、従
来例のように位置検出手段出力の（ｆｌ　号レベルが小
さくなって（あるいは零になって）物体検知動作が不能
になることがないので、被検知物体が近距離にあっても
確実に検出することができ、不感領域を殆どなくすこと
ができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明一実施例の要部概略構成図、第２図は他
の実施例の要部概略構成図、第３図は同上の動作説明図
、第４図はさらに他の実施例の要部概略構成図、第５図
はさらに他の実施例の要部分解斜視図、第６図は同上の
要部断面図、ｆｊＳ７図は本発明に係る反射型光電スイ
ッチの従来例の要部概略構成図、第８図は同上のブロッ
ク回路図、第９図および第１（）図は同上の動作説明図
である。 １は投光手段、２は受光用光学系、４は位置検出手段、
５は判別制御手段、６は出力回路、９は光路変更手段で
ある。 代理人　弁理士　石　１）艮　七 第１図 Ｘ 第２図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）投光用光源から発する光を投光用光学系にて光ビ
   ームに成形して検知エリアに投光する投光手段と、投光
   手段の側方に所定距離をもって配設され被検知物体によ
   る光ビームの反射光を集光する受光用光学系と、受光用
   光学系の集光面に配設され被検知物体までの距離に応じ
   て集光面内で移動する集光スポットの位置に対応した位
   置信号を出力する位置検出手段と、位置検出手段出力に
   基いて被検知物体が所定の検知エリア内に存在するかど
   うかを判別して出力回路を制御する判別制御手段とを具
   備した反射型光電スイッチにおいて、近距離の被検知物
   体による反射光であって受光用光学系により位置検出手
   段上に集光されない光を位置検出手段上の適所に入射さ
   せる光路変更手段を受光用光学系から位置検知手段に至
   る光路の側方に設けたことを特徴とする反射型光電スイ
   ッチ。