JPS63252276A - ミラ−反射型変位センサ− - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光軸方向に移動する対象物体の変位量を比
較的長い距離範囲において高精度に検出可能としたミラ
ー反射型変位センサーに関する。

〔従来の技術及びその問題点〕

従来の変位センサーは、半導体装置検出受光素子（以下
ｒＰＳＤ　Ｊという）を用いて三角側距離方式比より、
専ら光軸方向と直交する対象物体の変位量を検出し、し
かも上記対象物体からの反射光を直接受光する所謂直接
反射型であったから、その検出距離は高々７０（Ｊ程度
に止まり、用途主著しい制限を余儀なくされていたもの
である。

従って、上記変位センサーは光軸方向に移動する対象物
体の変位量を高精度に検出しなければならない、例えば
軌道上を走行す−る自動搬送システムの台車やクレーン
等の衝突防止用センサー等には利用できないという問題
点が見られたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明は、一定軌道上を移動する対象物体に取付
けられた反射ミラーに対向して、互いに平行な光軸を有
する投光及び受光レンズを設置し、上記投光レンズの内
側には発光ダイオードを、また受光レンズの内側には、
表面抵抗層に一対の電極を備えたＰＳＤをそれぞれ設け
ることにより、上述した問題点を一気に解決したもので
ある。

〔作　　　用〕

本発明のセンサーは、光軸方向の長い距離範囲に亘って
対象物体をＰＳＤ上に結像させ、その変位量を高精度に
検出し得るという格別の作用を奏するものである。

〔実　施　例〕

以下、本発明の構成を実施例に基づいて更に具体的に述
べると、第１図において、■は発光ダイオード（投光素
子）であって、投光量を一定に保持する投光回路２に接
続され、投光レンズ３を介して台車Ｍ等の検出対象物に
取付けられた再帰性反射ミラー４に対し、赤外光線を照
射し得るようにしたものである。

また５は受光レンズ３゛以後に設けられ、シリコンフォ
トダイオードを応用した光スポットの位置検出素子（Ｐ
ＳＤ）を示し、その表面抵抗層５”に一対の電極Ａ、Ｂ
を取付けると共に、該抵抗層に結像される検出対象物の
光スポットによってＷらされる抵抗変化、即ち光起電効
果による電流の変化が上記電極Ａ、Ｂから出力されるよ
うにしたものであ、る。

而して上記電流は、ＡＭＰＭ路６によって電圧に変換さ
れると共に増幅され、それぞれの出力が和・差回路７・
８によりＡ＋Ｂ、Ａ−Ｂ信号として出力されるものであ
るが、該各信号を直接、割り算回路９に入力すると、そ
の出力はＡ−Ｂ／Ａ十Ｂとなり、上記発光ダイオード１
の光出力変化、反射ミラー４の表面状態あるいは光沢等
の誤動作要因を消去するものである。

また上記信号は、次段のサンプルホールド回路１０にお
いて、該信号に比例した直流信号に変換され、更に出力
回路１１によりレベルシフトして出力されるのである。

尚、１２は検出距離に応じた明るさで点灯する受光表示
灯であるが、これを多数点膜された発光ダイオードとし
て上記検出対象物の変位量に応じて点灯させるアナログ
表示方式、若しくはその距離を液晶や発光ダイオードを
利用して数字で表すデジタル表示としても良いことは勿
論である。

又、図中１３は上記各回路に電力を供給する電源回路を
示す。

１次に本発明の変位センサーの検出原理について述べる
と、第２・３図に見られるように予め平行な光軸（１）
　　Ｃ１’）を有する投・受光レンズ３・３゛を並設し
ておき、上記発光ダイオード１より赤外光線を投射すれ
ば、反射ミラー４によって上記赤外光線は受光レンズ３
”を通過してＰＳＤ　Ｓ上に光スポット［Ｓ］として入
射・結像される。

而して、上記三角側距離方式を用いて求められた上記光
スボッ）　（Ｓ）の位置は、光学上、上記発光ダイオー
ドｌと反射ミラー４との距離、つまり検出距離に相応し
、その位置は電流ないしは電圧値として容易に求められ
るものである。

即ち、第３図矢印で示す入射光のエネルギーにより生成
された光電流をＩとし、電極Ａ及びＢによりそれぞれ取
出される電流をＩＡ、　１ＢとするとＲＲ となるが、上記表面抵抗層５゛は均一であり、抵抗値Ｒ
はその長さに比例するため上式は、Ｌ　　　　　　　　
　　Ｌ となり、上記入射光の光スポツト位置に比例した電流が
電極Ａ、Ｂから取出せるのである。

因みに、上記変位センサーの検出距離とＰＳＤの出力電
圧との対応関係の一例を表、並びにグラフに示すと次の
通りである。

而して本発明の変位センサーは、センサ一本体０３］と
反射ミラー４を一対として検出対象物の対向面に正対さ
せて使用するものであるが、今これを第４図に示したよ
うに、自動搬送システムの各台車（Ｗ））（Ｗ’）（Ｗ
”）・・・の前および後面に正対して取付け、更にそれ
ぞれのセンサーと台車の制御部とを接続しておけば、第
２図に示したように、検小距離り、　（例えば６ｍ）に
なったときにそのセンサーが減速信号を発し、更にＬｚ
　（例えば３ｍ）に近接した場合には、ブレーキ信号を
送って速やかに当該台車を停止させることが可能である
から、それ以外の位置においては各台車を緩速運転する
必要がないのである。

尚、上記多数の台車の内の何れかが切換えポイント等で
反転し、隣接する他の台車との間に上記センサ一本体Ｂ
）又は反射ミラー４の位置的関係が変更するおそれのあ
る搬送システムにおいて、同図一点鎖線で示す如く、予
め各台車毎に反射ミラーの下方にセンサ一本体［Ｂｌを
、またセンサ一本体の下方には反射ミラーをそれぞれ追
加設置することにより、逆走行に対しても所望の制動が
行えることはいうまでもない。

又、上記センサー及び反射ミラーの取付けに当たっては
、センサ一本体（Ｂｌと反射ミラー４との中心を一致さ
せると共に、誤動作の原因となる正反射を除去するため
、上記反射ミラー４を少し傾斜させておくことが好まし
いものである。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明のミラー反射型変位センサーは
、対象物体に取付けられた反射ミラーと、三角側距離方
式及びＰＳＤの原理を利用して対象物体の変位量、即ち
相当距離を検出するようにしたものであるから、対象物
体の色彩、材質、形状あるいは背景物体やレンズ面の汚
れ等、環境の如何に関わりなく、しかも長い距離範囲に
おいて上記対象物を高精度に検出することができるもの
である。

従って、本発明の変位センサーは、例えば多数の台車等
が比較的高速で運転される諸種の自動搬送システムに対
し、相互の衝突を確実に防止して搬送効率を著しく高め
得る等、その利用範囲の拡大と能率向上の面で顕著な利
点を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の変位センサーのプロ・ツク図、また第
２・３図はその投光及び受光関係を示す配置図、更に第
４図は本発明の変位センサーを軌道上の台車に装着した
応用例を示す。 尚、図中１・・・発光ダイオード、３・・・投光レンズ
−３“・・・受光レンズ、４・・・反射ミラー、５・・
・ＰＳＤ、５゛・・・表面抵抗層。 以　　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、一定軌道上を移動する対象物体に取付けられた反射
   ミラー４に正対した二つの光軸を有する投光レンズ３及
   び受光レンズ３′を設置し、上記投光レンズには発光ダ
   イオード１を、また受光レンズには表面抵抗層５′に一
   対の電極を備えたＰＳＤ５をそれぞれ内蔵せしめたこと
   を特徴とするミラー反射型変位センサー。