JPS63206682A - Photoelectric switch - Google Patents

Photoelectric switch

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JPS63206682A
JPS63206682A JP62041006A JP4100687A JPS63206682A JP S63206682 A JPS63206682 A JP S63206682A JP 62041006 A JP62041006 A JP 62041006A JP 4100687 A JP4100687 A JP 4100687A JP S63206682 A JPS63206682 A JP S63206682A
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祥明 神戸
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淳之 広野
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Abstract

PURPOSE:To widen a detection distance range by setting a detection distance long and to prevent erroneous operation when an object moves in a direction traversing an optical axis, by forming the light receiving lens of a light receiving means from an anamorphic lens. CONSTITUTION:Since an anamorphic lens is used as the light receiving lens 5 constituting a light receiving means 6, line-shaped condensed spots S are always formed on photodiodes 8a, 8b. These spots S move in directions S1-S3 corresponding to the movement of an object to be detected in a light projecting direction. Therefore, a detection distance is set long and a detection distance range can be widened. When the object to be detected moves in a direction traversing an optical axis, a whole of a illuminance level changes as shown by (a)-(c), the illuminance distribution of each spot in a line length direction becomes almost constant and, therefore, the ratio of the position detection signals IA, IB outputted from the photodiodes 8a, 8b does not change and an accurate distance signal is always obtained and no erroneous operation is generated.

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野J 本発明は、FA用の光電スイッチに関するものである。[Detailed description of the invention] [Technical field J The present invention relates to a photoelectric switch for FA.

[背景技術1 従来、FA用の光電スイッチとしては、被検知物体に照
射した光の反射光量をもって物体の有無を検出していた
が、被検知物体の反射率や背景の光による影響で誤動作
が起きるという問題があった。そこで、このような問題
点を解決するものとして、三角測量方式によって被検知
物体までの距離を測定し、その距離が予め設定された検
知距離よりも近いかどうかを判定して物体の有無を検出
するようにしたもの(例えば、特願昭58−14163
号)があった。第7図は三角測量方式の測距原理を示す
概略構成図であり、発光ダイオード、半導体レーザなど
の投光素子1および投光レンズ2よりなる投光手段3は
、被検知物体Xに光ビームを照射している。一方、投光
手段3の側方に所定距離BLをもって配設された受光レ
ンズ5よりなる受光手段6は、第8図に示すように、そ
の光ビームの被検知物体Xによる反射光を集光した集光
スボッ)Sが位置検出素子たる半導体装置センサ(以下
PSDと称する)7上に結像させるようになっている。
[Background technology 1 Conventionally, photoelectric switches for FA have detected the presence or absence of an object based on the amount of light reflected from the light irradiated on the detected object, but malfunctions may occur due to the reflectance of the detected object or the influence of background light. There was a problem with waking up. Therefore, as a solution to these problems, the presence or absence of an object is detected by measuring the distance to the detected object using a triangulation method and determining whether the distance is closer than a preset detection distance. (For example, Japanese Patent Application No. 14163/1983)
No.) was there. FIG. 7 is a schematic configuration diagram showing the principle of distance measurement using the triangulation method. A light projecting means 3 consisting of a light projecting element 1 such as a light emitting diode or a semiconductor laser and a light projecting lens 2 emits a light beam onto an object X to be detected. is irradiated. On the other hand, as shown in FIG. 8, a light receiving means 6 consisting of a light receiving lens 5 arranged at a predetermined distance BL on the side of the light projecting means 3 condenses the light reflected by the detected object X of the light beam. The focused light beam S is configured to form an image on a semiconductor device sensor (hereinafter referred to as PSD) 7, which is a position detection element.

ここに、PSD7の両端出力端子から集光スボッ)Sの
位置に対応した相反する位置検出信号I^+I[+が得
られるようになっており、この位置検出信号I A、 
I nが入力される判定制御部では、位置検出信号I 
A+ 1.の比I A/ I nあるいは0.n I 
A/ I Bを演算して被検知物体Xまでの距離Rに対
応する信号を形成し、この信号を所定の基準電圧と比較
することによって被検知物体Xが検知エリア内に存在す
るがどうかを判定して出力回路を制御するようになって
いる。なお、PSD7は、表面に光電効果を有する所謂
pinフォトダイオード構造になっており、裏面側にn
型層が形成された高抵抗シリコン基板(i層)の表面に
均一なp型紙抗層が設けられ、p型紙抗層の両端に設け
られている一対の出力端子とn型層に設けられている共
通端子との間に集光スポットSの位置に対応する相反し
た電流よりなる位置検出信号IAIIIlが流れるよう
になっている。
Here, a contradictory position detection signal I^+I[+ corresponding to the position of the light focusing block) S is obtained from the output terminals at both ends of the PSD 7, and this position detection signal IA,
In the determination control section to which I n is input, the position detection signal I
A+ 1. The ratio I A/I n or 0. n I
A/I B is calculated to form a signal corresponding to the distance R to the detected object X, and by comparing this signal with a predetermined reference voltage, it can be determined whether the detected object It is designed to make a judgment and control the output circuit. Note that the PSD 7 has a so-called pin photodiode structure with a photoelectric effect on the front side, and an n photodiode on the back side.
A uniform p-type paper resistance layer is provided on the surface of a high-resistance silicon substrate (i-layer) on which a type layer is formed, and a pair of output terminals provided at both ends of the p-type paper resistance layer and a pair of output terminals provided on the n-type layer are provided. A position detection signal IAIIIl consisting of contradictory currents corresponding to the position of the focused spot S flows between the common terminal and the common terminal.

しかしながら、このような従来例にあっては、位置検出
素子としてPSD7を用いていたので、コストが高くな
るとともに、PSD7の電極間抵抗が高<(p型紙抗層
の抵抗が数十にΩ〜数百にΩ程度)なっているため、ノ
イズ発生源となって位置検出信号I A、 I BのS
/Nが低下して検出距離の長距離化が難しくなるという
問題があった。
However, in such a conventional example, since the PSD7 is used as a position detection element, the cost increases and the resistance between the electrodes of the PSD7 is high (the resistance of the p-type paper layer is several tens of Ω to (approximately several hundred ohms), it becomes a source of noise and causes the S of the position detection signals IA and IB to
There was a problem that /N decreased and it became difficult to increase the detection distance.

また、他の従来例として、第9図に示すように、位置検
出素子としてPSD7に代えて7オトグイー3= オードベア8 a、 8 bを用い、位置検出信号I 
A、 I BのS/Nを改善しで検出距離の長距離化を
図るようにしたものがあった。第10図(a)は、フォ
トダイオード8 at 8 bの分割ラインを、被検知
物体Xが投光方向に移動した場合における集光スポット
Sの移動方向Mと直交する方向(投受光軸を含む面に垂
直な方向)に形成したものであり、第10図(b)は、
分割ラインを移動方向Mと斜交する方向に形成したもの
である。第11図は、判定制御手段10の構成例を示す
図であり、分割フォトダイオード8 a、 8 bから
それぞれ出力される位置検出信号■^wlB出力は、受
光回路11a、llbによって電圧信号V^r V B
に変換された後、それぞれ対数増幅回路12a、12b
にて対数増幅され、この対数増幅された信号αnVAy
QnV1を減算回路13にて減算することにより第7図
に示すように、距離Rに対応した距離信号αn(VA/
Va)が得られるようになっている。比較回路14では
、第12図に示すように、この距離信号0.n(V^/
Vn)と、予め陀離設定ボリュームVRにて設定された
基準電圧Vsとを比較して被検知物体Xが検知エリアD
Eに入ったかどうかを判定して物体検知信号Vにを出力
(例えば、距離信号0.n(V^/Ve)が基準電圧V
s以下になったときに物体検知信号Vxを出力)するよ
うになっている。この物体検知信号Vには、信号処理回
路15によって正常信号かどうかが判定され、出力回路
16を介して出力される。なお、投光素子1は、ドライ
ブ回路17によって駆動され、発振回路18にで発生さ
れたクロック信号に同期して発光されるようになってい
る。一方、信号処理回路15では、上記クロック信号に
基いて物体検知信号Vにをサンプリングして正常信号か
否かを判定するようになっている。
In addition, as another conventional example, as shown in FIG.
There was one that was designed to increase the detection distance by improving the S/N of A and IB. FIG. 10(a) shows the division lines of the photodiodes 8 at 8 b in a direction perpendicular to the moving direction M of the focused spot S when the detected object X moves in the light emitting direction (including the emitting and receiving light axis). (perpendicular to the surface), and FIG. 10(b) shows
The dividing line is formed in a direction oblique to the moving direction M. FIG. 11 is a diagram showing an example of the configuration of the determination control means 10, in which the position detection signal ■^wlB output from the divided photodiodes 8a and 8b, respectively, is converted into a voltage signal V^ by the light receiving circuits 11a and llb. r V B
After being converted into logarithmic amplifier circuits 12a and 12b, respectively
This logarithmically amplified signal αnVAy
By subtracting QnV1 in the subtraction circuit 13, a distance signal αn(VA/VA/
Va) can be obtained. In the comparison circuit 14, as shown in FIG. 12, this distance signal 0. n(V^/
Vn) and the reference voltage Vs set in advance with the separation setting volume VR, the detected object
Determine whether it has entered E and output the object detection signal V (for example, if the distance signal 0.n (V^/Ve) is the reference voltage V
s or less, an object detection signal Vx is output. This object detection signal V is determined by the signal processing circuit 15 as to whether it is a normal signal or not, and is outputted via the output circuit 16. Note that the light projecting element 1 is driven by a drive circuit 17 and emits light in synchronization with a clock signal generated by an oscillation circuit 18. On the other hand, the signal processing circuit 15 samples the object detection signal V based on the clock signal and determines whether it is a normal signal or not.

また、受光回路11a、llbには、特定周波数のパル
ス信号のみを通過させ直流成分をカットするバンドパス
フィルタ回路が設けられている。また、上記例では、α
n(V^/Vn)を演算して距離信号とシテイルカ、V
A/V11、(V A  V s)/ (V A十VB
)、0. n((V A  V n)/ (V A+V
 B))を演算して距離信号とし、被検知物体Xが検知
エリア内に存在するかどうかを判定するように判定制御
手段10を形成しても良い。
Further, the light receiving circuits 11a and llb are provided with a bandpass filter circuit that passes only a pulse signal of a specific frequency and cuts a DC component. Also, in the above example, α
Calculate n (V^/Vn) and calculate the distance signal and the distance signal, V
A/V11, (V A V s) / (V A + VB
), 0. n((V A V n)/(V A+V
The determination control means 10 may be configured to calculate B)) and use it as a distance signal to determine whether or not the detected object X exists within the detection area.

ところで、上述のように分割フォトダイオード8 a、
 8 bを位置検出素子として用いたものにあっては、
受光手段6による集光スポラ)Sは常に7オトグイオー
ド8 a、 8 bの分割ライン上に位置させる必要が
あるが、同図(a)に示すように分割ラインが直交して
設けられている場合には、被検知物体Xの投光方向の移
動によって集光スポラ)Sが一方の分割フォトダイオー
ド8aあるいは8b上に移動してしまい易く、検出距離
範囲をあまり広くすることができないという問題があっ
た。
By the way, as mentioned above, the divided photodiodes 8a,
For those using 8b as a position detection element,
The light collecting spora) S by the light receiving means 6 must always be positioned on the dividing line of the 7 otiodiodes 8a and 8b, but if the dividing lines are orthogonal as shown in FIG. However, there is a problem in that the condensing spora) S tends to move onto one of the split photodiodes 8a or 8b due to the movement of the detected object X in the light projection direction, making it impossible to widen the detection distance range. Ta.

一方、同図(b)に示すように、分割フォトダイオード
8 a、 8 bの分割ラインを斜めに形成して集光ス
ポラ)Sの移動方向と斜交させた場合には、集光スポラ
)Sの位置検出可能範囲が広くなって検出距離範囲を広
くすることができるが、この方式では、光電スイッチと
して使月する場合において、被検知物体Xが光軸を横切
るように移動した場合に、集光スポットSが第131f
i(a)〜(c)に示すように変化し、被検知物体Xま
での距離Rが同一であるにも拘わらず距離信号(QnV
A/Vn)が大幅に変化して誤動作が生じるという問題
があった。すなわち、被検知物体Xが光軸を横切って移
動する場合には、被検知物体Xにで光ビームの一部が反
射される状態においで集光スポラ)Sが欠けた状態にな
って、実際の距離Rとは大幅に異なった距離信号が出力
されてしまい、誤動作が発生するという問題があった。
On the other hand, as shown in the same figure (b), when the division lines of the divided photodiodes 8a and 8b are formed diagonally to intersect with the moving direction of the condensing spora), the condensing spora) The range in which the position of S can be detected is widened, and the detection distance range can be widened. However, in this method, when the detected object X moves across the optical axis when used as a photoelectric switch, Focusing spot S is 131f
Although the distance R to the detected object X is the same, the distance signal (QnV
There was a problem in that the voltage (A/Vn) changed significantly and malfunction occurred. In other words, when the detected object X moves across the optical axis, a part of the light beam is reflected by the detected object There is a problem in that a distance signal that is significantly different from the distance R is output, resulting in malfunction.

L発明の目的J 本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、検出距離を長く設定することができ
るとともに、検出距離範囲を広くすることができ、しか
も被検知物体が光軸を横切る方向に移動する場合におけ
る誤動作を防止できる光電スイッチを提供することにあ
る。
LObject of the Invention J The present invention has been made in view of the above points, and its purpose is to be able to set a long detection distance, widen the detection distance range, and An object of the present invention is to provide a photoelectric switch that can prevent malfunctions when a detected object moves in a direction transverse to the optical axis.

[発明の開示1 (構 成) 本発明は、光ビームを被検知物体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役され光ビーム
の被検知物体による反射光を集光する受光手段と、受光
手段の結像面に配置され被検知物体が投光方向に移動し
た場合における集光スポット移動方向が分割ラインと斜
交するように分割されたフォトダイオードよりなる位置
検出素子と、位置検出素子の各分割フォトダイオード出
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
かどうかを判定して出力回路を制御する判定制御手段と
よりなる光電スイッチにおいて、集光スポットを上記集
光スポット移動方向に直交した方向に引き伸ばすアナモ
フィックレンズにて受光手段の受光レンズを形成するこ
とにより、検出距離を長く設定することができるととも
に、検出距離範囲を広くすることができ、しかも被検知
物体が光軸を横切る方向に移動する場合における誤動作
を防止することができるようにするものである。
[Disclosure of the Invention 1 (Structure) The present invention comprises a light projection means for projecting a light beam onto an object to be detected, and a light projection means arranged at a predetermined distance to the side of the light projection means to reflect light of the light beam by the object to be detected. A position consisting of a light-receiving means for condensing light, and a photodiode arranged on the imaging plane of the light-receiving means and divided so that when the object to be detected moves in the light projection direction, the direction of movement of the condensed spot is oblique to the dividing line. A photoelectric switch comprising a detection element and a determination control means that determines whether a detected object exists within a predetermined detection area based on the output of each divided photodiode of the position detection element and controls an output circuit. By forming the light receiving lens of the light receiving means with an anamorphic lens that stretches the light spot in a direction perpendicular to the direction of movement of the focused spot, the detection distance can be set long and the detection distance range can be widened. Furthermore, it is possible to prevent malfunctions when the detected object moves in a direction transverse to the optical axis.

(実施例1) 第1図および童2図は本発明一実施例を示すもので、光
ビームを被検知物体Xに投光する投光子8一 段3と、投光手段3の側方に所定距離DLをもって配設
され光ビームの被検知物体Xによる反射光を集光する受
光手段6と、受光手段6の結像面に配置され被検知物体
Xが投光方向に移動した場合における集光スポラ)Sの
移動方向Mが分割ラインと斜交するように分割されたフ
ォトダイオード8 a、 8 bよりなる位置検出素子
と、位置検出素子の各分割フォトダイオード8a、8b
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
するかどうかを判定して出力回路16を制御する判定制
御手段10とよりなる従来例(第9図および第10図(
b))と同様の光電スイッチにおいて、集光スポラ)S
を集光スポラ)Sの移動方向Mに直交した方向(投受光
軸を含む平面に垂直な方向)に引き伸ばすアナモフィッ
クレンズにて受光手段6の受光レンズ5を形成したもの
である。なお、アナモフィックレンズは、レンズの断面
方向により曲率が異なり、焦、α距離が異なったレンズ
であり、引ト伸ばされたライン状の集光スポットSの長
さは、分割フォトダイオード8 a、 8 bの幅より
も若干長くなるように設定されている。第2図中におい
て、集光スポラ)S、、S2.S3は、被検知物体Xが
距離R,,R2,R,に存在する場合の結像位置を示し
ている。
(Embodiment 1) Fig. 1 and Fig. 2 show one embodiment of the present invention, in which one stage 3 of a light projector 8 for projecting a light beam onto an object to be detected A light receiving means 6 arranged at a distance DL and condensing the reflected light of the light beam from the detected object A position detection element consisting of photodiodes 8a and 8b divided so that the moving direction M of S (spora) S obliquely intersects the dividing line, and each divided photodiode 8a and 8b of the position detection element.
A conventional example (FIGS. 9 and 10) includes a determination control means 10 that determines whether the detected object X exists within a predetermined detection area based on the output and controls the output circuit 16.
b)) In a photoelectric switch similar to
The light-receiving lens 5 of the light-receiving means 6 is formed of an anamorphic lens that extends in the direction perpendicular to the moving direction M of the light-condensing spora) S (direction perpendicular to the plane containing the light emitting and receiving axes). Note that the anamorphic lens is a lens whose curvature differs depending on the cross-sectional direction of the lens, and the focal point and α distance differ. It is set to be slightly longer than the width of b. In FIG. 2, the condensing spora) S, , S2. S3 indicates the imaging position when the detected object X exists at distance R,, R2, R,.

以下、実施例の動作について説明する。いま、実施例に
あっては、受光手段6を構成する受光レンズ5としてア
ナモフィックレンズを用いているので、フォトダイオー
ド8 a、 8 b上には、常にライン状の集光スポラ
)Sが形成され、この集光スポラ)Sは、被検知物体X
の投光方向の移動に対応して第2図に示すように(Sl
、S2.S3)M方向に移動するようになっている。し
たがって、第10図(b)に示す従来例と同様に、検出
距離を長く設定することができるとともに、検出距離範
囲を広くすることができる。また、被検知物体Xが光軸
を横切る方向に移動する場合には、第3図(、)〜(c
)に示すように、全体の照度レベルは変化するものの、
集光スポラ)Sのライン長方向の照度分布は略一定とな
るので、両フォトダイオード8a、8bから構成される
装置検出信号■^+raの比(I^/IB)は変化しな
いことになって、常に正しい距離信号(例えば0.nV
A/Vn)が得られ、判定制御手段10において誤った
判定制御が行なわれることがなく、被検知物体Xが光軸
を横切るように移動する場合における誤動作が生じない
ことになる。なお、第3図(a)(b)は被検知物体X
にて光ビームの一部が反射されている状態、第3図(c
)は被検知物体Xにて光ビームの全部が反射されている
状態における集光スポラ)Sを示している。
The operation of the embodiment will be described below. In the present embodiment, since an anamorphic lens is used as the light-receiving lens 5 constituting the light-receiving means 6, a line-shaped condensing spora S is always formed on the photodiodes 8a and 8b. , this condensing spora) S is the detected object X
As shown in FIG. 2, (Sl
, S2. S3) It is designed to move in the M direction. Therefore, similarly to the conventional example shown in FIG. 10(b), the detection distance can be set long and the detection distance range can be widened. Furthermore, when the detected object X moves in a direction that crosses the optical axis, FIGS.
), although the overall illuminance level changes,
Since the illuminance distribution in the line length direction of the condensing spora) S is approximately constant, the ratio (I^/IB) of the device detection signal ■^+ra composed of both photodiodes 8a and 8b does not change. , always the correct distance signal (e.g. 0.nV
A/Vn) is obtained, the determination control means 10 will not perform erroneous determination control, and no malfunction will occur when the detected object X moves across the optical axis. Note that FIGS. 3(a) and 3(b) show the detected object
Figure 3 (c) shows a state where a part of the light beam is reflected at
) indicates a condensing spora ) S in a state where the entire light beam is reflected by the detected object X.

(実施例2) 第4図は他の実施例を示すもので、多数に分割されたフ
ォトダイオード8 a、 8 b、 8 c・・・・・
・(こて位置検出素子を形成したものであり、両端の分
割フォトダイオード(例えば第4図(、)における8 
a、 8 c、同図(b)における8 a、 8 e、
同図(c)における8a。
(Embodiment 2) FIG. 4 shows another embodiment, in which photodiodes 8a, 8b, 8c... are divided into many parts.
・(The iron position detection element is formed, and the split photodiodes at both ends (for example, 8 in Fig.
a, 8 c, 8 a, 8 e in the same figure (b),
8a in the same figure (c).

8h出力が他の分割フォトダイオード出力よりも大きい
ときに物体検知信号が出力されないように判定制御手段
10を形成し、ライン状集光スポットSのライン長さ方
向の照度分布による誤動作を防止するようにしたもので
ある。
The determination control means 10 is formed so that an object detection signal is not output when the 8h output is larger than the output of other divided photodiodes, and malfunctions due to the illuminance distribution in the line length direction of the linear condensed spot S are prevented. This is what I did.

いま、アナモフィックレンズよりなる受光レンズ5にて
集光された集光スポラ)Sが第5図(、)に示すように
結像されている場合において、集光スポラ)Sの照度分
布は、ライン長さ方向において略一定になっている。し
かしながら、被検知物体Xが光軸を横切るように移動す
る場合においで、集光スポラ)Sの照度分布は第5図(
b)〜(d)に示すように変化し、被検知物体Xにて投
光ビームの一部が反射されている状態(投光ビーム中に
入った直後)では、第5図(b)に示すように集光スポ
ットSの一方の端部の照度が若干高くなってしまい、測
距誤差が生じるという問題がある。このような問題が生
じないようにするには、集光スポラ)Sの両端部がフォ
トダイオード8a〜8cに入射しないようにして中央部
分を利用するようにすれば良いことになるが、有効光束
を多く(光利用効率を良く)シようとしてフォトダイオ
ード88〜8cの幅と、集光スポラ)Sのライン長さの
比を1に近付けた場合には、集光スポットSの照度分布
に起因する測距誤差が生じて、判定制御手段10が誤動
作するという問題が発生する。すなわち、集光スポット
Sの一方の端部の照度が高くなると、その分だけフォト
ダイオード8aがら出力される電流が大きくなって位置
検出信号IAに誤差が生じ、IA/IIIにも照度分布
に起因する誤差成分が生じることになり、判定制御手段
10が誤った距離信号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かどうかを判定して物体検知信号
を出力してしまうという問題が生じる。ここに、本実施
例にあっては、位置検出信号■Aを両端のフォトダイオ
ード8 a、 8 eから出力される電流としているの
で、距離信号I A/ I nは被検知物体Xが光軸を
横切るように移動する場合において、距離信号■^/ 
I nは実際の匪離Rに対応する値(被検知物体Xにて
投光ビームが全部反射された第5図(d)に示す場合の
値)よりも大きな値となる。この場合、被検知物体Xが
光軸を横切るように移動するときの測断誤差は、常に被
検知物体Xが遠くにあるように誤差を生じることになり
、所定匪離以下を検知エリアとし、被検知物体Xが検知
エリア内に入ったときに物体検知信号を出力するように
なっている判定制御手段10からは物体検知信号が出力
されず、被検知物体Xが光軸を横切り始めた状態におけ
る誤動作が防止される。なお、被検知物体Xにて投光ビ
ームが全部反射される状態になった場合には、」二連の
ような測距誤差が生じないことになるので、実施例1と
同様に、正常な距離判定動作が行なわれ被検知物体Xが
検知エリア内に存在すれば、物体検知信号が出力される
ことは言うまでもない。
Now, when the condensing spora) S condensed by the light-receiving lens 5 made of an anamorphic lens is imaged as shown in FIG. It is approximately constant in the length direction. However, when the detected object X moves across the optical axis, the illuminance distribution of the condensing spora) S is as shown in Fig.
In the state where the projected beam changes as shown in b) to (d) and a part of the projected beam is reflected by the detected object X (immediately after entering the projected beam), As shown, the illuminance at one end of the condensed spot S becomes slightly high, resulting in a problem of distance measurement error. In order to prevent such a problem from occurring, it is possible to prevent both ends of the condensing spora (S) from entering the photodiodes 8a to 8c and use the central part, but the effective luminous flux When the ratio of the width of the photodiodes 88 to 8c and the line length of the condensing spora (S) approaches 1 in order to increase the light utilization efficiency (improve the light utilization efficiency), This causes a problem in that the determination control means 10 malfunctions due to a distance measurement error. That is, when the illuminance at one end of the focused spot S increases, the current output from the photodiode 8a increases accordingly, causing an error in the position detection signal IA, and an error also occurs in IA/III due to the illuminance distribution. The problem is that the determination control means 10 determines whether the detected object X exists within a predetermined detection area based on an incorrect distance signal and outputs an object detection signal. occurs. In this embodiment, since the position detection signal A is the current output from the photodiodes 8a and 8e at both ends, the distance signal IA/In is determined when the detected object X is on the optical axis. When moving across the distance signal
In becomes a value larger than the value corresponding to the actual distance R (the value in the case shown in FIG. 5(d) when the projected beam is completely reflected by the object to be detected X). In this case, the measurement error when the detected object X moves across the optical axis will cause an error as if the detected object X is always far away, and the area below the predetermined distance is the detection area, The determination control means 10, which is configured to output an object detection signal when the detected object X enters the detection area, does not output an object detection signal, and the detected object X has begun to cross the optical axis. Malfunctions are prevented. Note that when the projected beam is completely reflected by the object to be detected Needless to say, if the distance determination operation is performed and the detected object X exists within the detection area, an object detection signal is output.

(実施例3) 第6図はさらに他の実施例を示すもので、フォトダイオ
ード8a、8bよりなる位置検出素子の受光面に近接し
て検知エリア変更用のプリズム9を移動自在に配設した
ものであり、従来例における検知エリアを設定する距離
調整用ボリュームVRにを不要とするものである。
(Embodiment 3) FIG. 6 shows yet another embodiment, in which a prism 9 for changing the detection area is movably disposed close to the light receiving surface of the position detection element consisting of photodiodes 8a and 8b. This eliminates the need for the distance adjustment volume VR for setting the detection area in the conventional example.

いま、位置検出素子たる7オトグイオード8a。Now, there is a 7 otogiode 8a which is a position detection element.

8bの受光面に近接して配設されているプリズム9を移
動させることによって集光スボッ)Sの結像位置を変更
することができ、同一位置の被検知物体Xに対する距離
信号I A/ I Bを変化させることができるように
なっているので、比較回路14の基準電圧Vsを一定値
に固定してプリズム9の位置調整を行うだけで検知エリ
アの設定ができるようになっている。したがって、従来
例のように、受光手段6の位置決めを高精度に行い、基
準電圧Vsを調整することにより検知エリアを設定して
いた場合に比較して検知エリアの設定作業が簡略化され
、組み立てが容易になってコストが安くなるという効果
がある。
By moving the prism 9 disposed close to the light-receiving surface of 8b, the imaging position of the condensing lens block S can be changed, and the distance signal IA/I to the detected object X at the same position can be changed. Since B can be changed, the detection area can be set simply by fixing the reference voltage Vs of the comparison circuit 14 to a constant value and adjusting the position of the prism 9. Therefore, compared to the conventional example in which the detection area is set by positioning the light receiving means 6 with high precision and adjusting the reference voltage Vs, the work of setting the detection area is simplified and the assembly This has the effect of making it easier and reducing costs.

[発明の効果1 本発明は上述のように、光ビームを被検知物体に投光す
る投光手段と、投光手段の側方に所定距離をもって配設
され光ビームの被検知物体による反射光を集光する受光
手段と、受光手段のM像面に配置され被検知物体が投光
方向に移動した場合における集光スポット移動方向が分
割ラインと斜交するように分?’llされたフォトダイ
オードよりなる位置検出素子と、位置検出素子の各分割
フォトダイオード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定しで出力回路を制御
する判定制御手段とよりなる光電スイッチにおいで、集
光スポットを上記集光スポット移動方向に直交した方向
に引き伸ばすアナモフィックレンズにて受光手段の受光
レンズを形成したものであり、位置検出素子を内部抵抗
の低いフォトダイオードを用いて形成しているので、位
置検出信号のS/Nが高くなって検出距離を長く設定す
ることができ、また、フォトダイオードの分割ラインの
方向を集光スポットの移動方向と斜交させているので、
検出距離範囲を広くすることができ、しかも、受光手段
の受光レンズをアナモフィックレンズにて形成し、集光
スポットを引き伸ばしているので、被検知物体が光軸を
横切る方向に移動する場合における誤動作を防止するこ
とができるという効果がある。
[Effect of the Invention 1] As described above, the present invention includes a light projecting means for projecting a light beam onto an object to be detected, and a light projecting means disposed at a predetermined distance to the side of the light projecting means to reflect light of the light beam by the object to be detected. and a light receiving means for condensing the light, and a light receiving means arranged on the M image plane of the light receiving means such that when the object to be detected moves in the light projection direction, the direction of movement of the focused spot is diagonal to the dividing line. Judgment control that controls the output circuit by determining whether a detected object exists within a predetermined detection area based on the position detection element consisting of a photodiode and the output of each divided photodiode of the position detection element. The light receiving lens of the light receiving means is formed of an anamorphic lens that stretches the focused spot in a direction perpendicular to the moving direction of the focused spot, and the position detecting element is a photoelectric switch with low internal resistance. Since it is formed using a diode, the S/N of the position detection signal is high and the detection distance can be set long. Because I let you
The detection distance range can be widened, and since the light-receiving lens of the light-receiving means is formed of an anamorphic lens to elongate the focused spot, it is possible to prevent malfunctions when the detected object moves in a direction crossing the optical axis. It has the effect of being able to prevent this.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明一実施例の概略構成図、第2図および第
3図は同上の構成および動作を示す説明図、第4図(a
)〜(c)は他の実施例を示す要部′iE面図、第5図
は同上の動作説明図、第6図はさらに他の実施例の概略
構成図、第7図は従来例の概略構成図、第8図は同上の
要部正面図、第9図は他の従来例の概略構成図、第10
図(a)(b)は同上の要部正面図、第11図は同上の
回路図、第12図および113図は同上の動作説明図で
ある。 3は投光手段、5は受光レンズ、6は受光手段、8a〜
8hはフォトダイオード、10は判定制御手段、14は
比較回路、16は出力回路、Xは被検知物体である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an embodiment of the present invention, FIGS. 2 and 3 are explanatory diagrams showing the same configuration and operation, and FIG. 4 (a
) to (c) are plane views of main parts showing other embodiments, FIG. 5 is an explanatory diagram of the same operation as above, FIG. 6 is a schematic configuration diagram of still another embodiment, and FIG. A schematic configuration diagram; FIG. 8 is a front view of the main parts of the same as above; FIG. 9 is a schematic configuration diagram of another conventional example;
FIGS. 11A and 11B are front views of essential parts of the same as above, FIG. 11 is a circuit diagram of the same as above, and FIGS. 12 and 113 are explanatory views of the same as above. 3 is a light projecting means, 5 is a light receiving lens, 6 is a light receiving means, 8a~
8h is a photodiode, 10 is a determination control means, 14 is a comparison circuit, 16 is an output circuit, and X is an object to be detected.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)光ビームを被検知物体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光ビームの被
検知物体による反射光を集光する受光手段と、受光手段
の結像面に配置され被検知物体が投光方向に移動した場
合における集光スポット移動方向が分割ラインと斜交す
るように分割されたフォトダイオードよりなる位置検出
素子と、位置検出素子の各分割フォトダイオード出力に
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
うかを判定して出力回路を制御する判定制御手段とより
なる光電スイッチにおいて、集光スポットを上記集光ス
ポット移動方向に直交した方向に引き伸ばすアナモフィ
ックレンズにて受光手段の受光レンズを形成したことを
特徴とする光電スイッチ。
(1) A light projecting means for projecting a light beam onto an object to be detected; a light receiving means disposed at a predetermined distance to the side of the light projecting means to collect light reflected from the light beam by the object to be detected; and a light receiving means a position detection element consisting of a photodiode arranged on the image forming plane of the image plane and divided so that when the object to be detected moves in the light projection direction, the condensed spot movement direction is diagonal to the division line; and each of the position detection elements. In a photoelectric switch that serves as a determination control means that determines whether or not a detected object exists within a predetermined detection area based on the outputs of the divided photodiodes and controls an output circuit, the condensed spot is moved in the direction of movement of the condensed spot. A photoelectric switch characterized in that a light-receiving lens of a light-receiving means is formed of an anamorphic lens that is stretched in a direction perpendicular to the .
(2)多数に分割されたフォトダイオードにて位置検出
素子を形成し、両端の分割フォトダイオード出力が他の
分割フォトダイオード出力よりも大きいときに物体検知
信号が出力されないように判定制御手段を形成したこと
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
(2) A position detection element is formed by a photodiode divided into many parts, and a determination control means is formed so that an object detection signal is not output when the output of the divided photodiodes at both ends is larger than the output of the other divided photodiodes. A photoelectric switch according to claim 1, characterized in that:
(3)位置検出素子の受光面に近接して検知エリア変更
用のプリズムを移動自在に配設し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。
(3) A photoelectric switch according to claim 1, characterized in that a prism for changing the detection area is movably disposed close to the light receiving surface of the position detection element.
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DE3803529A DE3803529A1 (en) 1987-02-06 1988-02-05 OPTICAL SENSOR
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