JPH02198221A

JPH02198221A - 光電スイッチ

Info

Publication number: JPH02198221A
Application number: JP1734189A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Yoshiyasu; 利明吉安
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 1989-01-26
Filing date: 1989-01-26
Publication date: 1990-08-06

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］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光電スイッチに関するものである。

［従来の技術］従来、この種の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判定するようにしたものがあり、
このような光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て測距誤差が生じて誤動作が発生（
検知距離が変化）するという問題があった。そこで、こ
のような誤動作を防止するようにした光電スイッチとし
て、発明者らが特願昭５８−１４１６３号として出願し
ている三角測量方式のものがある。

すなわち、この反射型光電スイッチは第３図および第４
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１２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１゜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ｌに対応してＭ方向に移動する）に対
応した位置信号■あ、Ｉａ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かどうかを判別して出力回路６を制
御する判別制御手段５は、位置検出手段４から構成され
る装置信号（相反する電流信号ＩＡ、Ｉａ）をそれぞれ
増幅して電圧信号Ｖ、、ＶＢに変換する受光回路２１ａ
、２１ｂと、受光回路２１ａ、２１ｂ出力を対数増幅す
る対数増幅回路２２ａ。

２２ｂと、対数増幅回路２２ａ、２２ｂ出力Ｉｎ　Ｖ　
Ａ　、　１ｎ■６の差を演算する減算回路２３と、減算
回路２３出力１ｎＶＡ／ＶＢと距離設定用ボリュームＶ
Ｒにて設定される基準電圧Ｖｓとを比較して、減算回路
２３出力ｉｎ　Ｖ　Ａ／　Ｖ　ａが第６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出力に基いてチエツク（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５図（ａ）
　（ｂ）　（ｃ）は、被検知物体Ｘまでの距離がｌが変
化した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く検知距離）に存在す
る場合における集光スポットＳの位置（ＩＡ、１．が同
一値になる中央位置）が第５図（ｂ）になるように光学
系１３，２および位置検出手段４の相対位置を設定する
ようにすれば、受光回路２１ａ、２１ｂ出力Ｖ　Ａ　、
　Ｖ　ａ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、回路構成が簡単になるとともに、距
離設定用ボリュームＶＲによる調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Ｍ（例えば距離１ｄ）に存在すると、受光用光
学系にて集光される反射光Ｒが位置検出手段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。

そこで、発明者等は、上述の問題点を解決するものとし
て特願昭６０−２１１３１６号に示すような光電スイッ
チを提案している。すなわち、第７図に示すように、上
記従来例と同様の三角測量方式の反射型光電スイッチに
おいて、近距離（例えば、距離１ｄ）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（近距
離側）に入射させる光路変更手段９を受光用光学系２か
ら位置検出手段４に至る光路の側方に設けたものである
。ここに、図示例にあっては、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１ｄ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
前記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の近距離側（被検知物体Ｘが近距離
にある場合における集光スポットＳの移動側）に入射さ
せるようになっている。

第８図の実線は前記従来例の減算回路２３出力を示し、
点線は光路変更手段９を設けた場合の減算回路２３出力
１　ｎ　Ｖ　Ａ／　Ｖ　ａ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ＬＯに被検知物体Ｘが存在す
る場合においても、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、Ｉｓが出力
されて減算回路２３出力Ｉｎ　Ｖ　Ａ／　Ｖ　ｓとして
距Ｉｌｌ！ｌに応じたレベルの信号が得られており、不
感領域ＬＯ’を殆ど無くすことができるようになってい
る。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、上述の従来例にあっても、被検知物体Ｘ
がさらに近付くと、光路変更手段９によって反射された
光が位置検出手段４の遠距離側に結像され、被検知物体
Ｘが近距離に存在するにも拘らず集光スポットの重心が
遠距離側となって誤動作を生じるという問題があった。

本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、位置検
出手段に至る光路側方に光検出手段を設けることにより
近距離の不感領域を無くすことができた光電スイッチを
提供することを目的とする。

［課題を解決するための手段］本発明は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受光用光学系から位置検出手
段に至る光路側方に設けた光検出手段にて検知し、この
光検出手段の出力と、位置検出手段の近距離側出力とを
比較して光検出手段の出力が大きい場合に出力回路を判
別制御手段の制御にから離れてオンさせるもので、光検
出手段としてはビンフォトダイオードを用いてもよい。

［作　用］本発明は上述のように構成されており、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受光用光学系から位置検出手
段に至る光路側方に設けた光検出手段にて検知し、この
光検出手段の出力と、位置検出手段の近距離側出力とを
比較して光検出手段の出力が大きい場合に出力回路を判
別制御手段の制御から離れてオンさせるものであり、近
距離の不感領域に被検知物体が存在してもこれを光検出
手段によって検出して不感領域を殆ど無くすことができ
、誤動作を防止することができるようになっている。

［実施例］第１図は本発明一実施例を示すもので、従来例と同様の
三角測量方式の反射型光電スイッチにおいて、近距離の
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検知されな
い光を検知する光検出手段３を受光用光学系２から位置
検出手段４に至る光路側方に設けたもので、光検出手段
３は位置検出手段４と同様にＰＳＤを用い、位置検出手
段４に対してほぼ直角になるように光電スイッチのケー
ス（図示しない）の内面に沿うように設置し、位置検出
手段４の近距離側の出力Ｉ６と、この近距離側の出力■
８に近接する側の光検出手段３の出力Ｉ。とを比較する
ようになっている。つまり光検出手段３の出力■。は受
光回路７に入ってＶｃなる電圧信号に変換されて比較回
路８に入り、この比較回路８によって位置検出手段４の
出力Ｉ６に対応する受光回路２１ｂから出力される電圧
信号Ｖ８と比較されるのである。

比較回路８は電圧信号Ｖ８が電圧信号■。より大きい場
合には出力回路６が信号処理回路２５によって制御され
るように指示する信号を出力し、電圧信号Ｖａより電圧
信号Ｖｃが大きい場合には出力回路６を直ちにオンさせ
る信号を出力するようになっている。

而して本発明光電スイッチは位置検出手段４上に集光さ
れない近距離の光を光検出手段３で検出することにより
、位置検出手段４の不感領域をカバーして、被検知物体
Ｘが近距離にあってもこれを検知することができるので
ある。

尚光検出手段３としてはＰＳＤの他にＰＩＮフォトダイ
オードを用いて良い。またＰＳＤを使用する場合には近
距離の測距することも当然可能である。

［発明の効果］本発明は上述のように構成されており、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受光用光学系から位置検出手
段に至る光路側方に設けた光検出手段にて検知し、この
光検出手段の出力と、位置検出手段の近距離側出力とを
比較して光検出手段の出力が大きい場合に出力回路を判
別制御手段の制御から離れてオンさせるものであり、近
距離の不感領域に被検知物体が存在してもこれを光検出
手段によって検出して不感領域を殆ど無くすことができ
、誤動作を防止することができるという効果を奏する。

【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図は同
上のブロック回路図、第３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４図は同上のブ
ロック回路図、第５図および第６図は同上の動作説明図
、第７図は他の従来例の要部概略構成図、第８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、３は光検出手段、４
は位置検出手段、５は判別制御手段、６は出力回路、８
は比較回路である。代理人　弁理士　石　１）長　七巽　ミ＠３図第４図第５図第６図第８図第７図手続補正書く自発）１、事件の表示平成１年特許願第１７３４１号２、発明の名称 ″”（１）　、本願明細害第５頁第４行の「出力回路５
」を「出力回路６」と訂正する。（２）、同上同頁第６行の「距雛がβ」を「距Ｍ　Ｉ　
Ｊと訂正する。代理人　弁理士　石　１）長　七光電スイッチ３、補正をする者事件との関係　　特許出願人住　所　大阪府門真市大字門真１０４８番地名称（５８
３）松下電工株式会社代表者　　三　　好　　俊　　夫４、代理人郵便番号　５３０住　所　大阪市北区梅田１丁目１２番１７号（梅田ビル
５階）氏名＜６１７６）弁理土石田長七雪０６（３４５）７７７７（代表）５、補正命令の日付自　　発６、補正により増加する請求項の数　なし７、補正の対
象明細書卿＝＃Ｐ

Claims

【特許請求の範囲】

（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受光用光学系から位置検出手段
に至る光路側方に設けた光検出手段にて検知し、この光
検出手段の出力と、位置検出手段の近距離側出力とを比
較して光検出手段の出力が大きい場合に出力回路を判別
制御手段の制御から離れてオンさせることを特徴とする
光電スイッチ。
（２）光検出手段をピンフォトダイオードで構成したこ
とを特徴とする請求項１記載の光電スイッチ。