JPH02306107A

JPH02306107A - 距離センサ

Info

Publication number: JPH02306107A
Application number: JP12622789A
Authority: JP
Inventors: Yoshitaka Tsuji; 義孝辻; Shingo Higuchi; 樋口　親吾
Original assignee: Idec Izumi Corp
Current assignee: Idec Corp
Priority date: 1989-05-19
Filing date: 1989-05-19
Publication date: 1990-12-19

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、対象物までの距離を計測してその距離に比
例したアナログ出力信号を出力する他、設定値との比較
でオンオフ出力信号をも出力するようにした距離センサ
に関する。

〔従来の技術］近年、ＦＡ（ファクトリ−オートメーション）等の自動
制御においてより最適な制御を行う等の目的で、光電ス
イッチや近接スイッチ等のオンオフスイッチと、高級な
ディジタル式の距離センサとの中間に位置するものとし
て、計測距離に比例したアナログ出力信号および設定値
と比較したオンオフ出力信号を出力することが出来る距
離センサに対する需要が高まって来ている。

第６図に、そのような距離センサの従来例の概略を示す
。

この距離センサ１は、光学式距離センサの例であり、投
光部２から発した光を対象物に当て、それからの反射光
を受光部３で受け、そして三角測量方式によって対象物
までの距離を計測してその距離に比例したアナログ出力
信号を出力するようにしている。

更に、この例では二つの可変抵抗器５および６によって
、対象物の検出位置を遠近両方設定して、この限定範囲
内に対象物がある時にオンオフ出力信号を出力すると共
に出力表示灯４を点灯させるようにしている。

［発明が解決しようとする課題］このような距離センサにおいて、対象物が現実にどの辺
りに位置しているのかを、ディジタル式のものほどの正
確さは必要ないが、リアルタイムで視認することができ
れば工程管理等の上で便利であるが、従来の距離センサ
ｌではそれができないという問題がある。

また、対象物の検出位置の設定は可変抵抗器（通常は多
回転式の可変抵抗器）５．６を回して行うが、出力表示
灯４が点灯あるいは消灯するまでは設定値がどの辺りに
移行しているのかが全く分からないため、検出位置の設
定がやりにくいという問題がある。

また、設定値との関係で対象物の現実の位置がどの辺り
にあるのかも全く分からないという問題がある。

そこでこの発明は、このような点を改善した距離センサ
を提供することを主たる目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明の距離センサは、対象物までの距離を計測して
その距離に比例したアナログの計測電圧を出力する計測
回路と、対象物の検出位置を設定する可変抵抗器を有し
その回転位置に応じた大きさの設定電圧を発生する１以
上の設定回路と、前記計測回路からの計測電圧の大きさ
と前記設定回路からの各設定電圧の大きさとをそれぞれ
比較してオンオフ出力信号を出力する比較回路と、この
比較回路からのオンオフ出力信号に応答して点灯する出
力表示灯と、複数の発光素子を一列に並べて成る表示器
と、この表示器に沿ってスライド可能な表示子を有しそ
れを表示器の各発光素子に対応する位置に位置決め可能
な機械的表示器と、入力電圧の大きさに応じて前記表示
器を構成する複数の発光素子の内の所定のものを発光さ
せる表示回路と、前記計測回路からの計測電圧と前記設
定回路からの設定電圧とを択一的に切り換えて表示回路
に入力する切換スイッチとを備えることを特徴とする。

〔作用〕

上記構成によれば、切換スイッチを計測回路側に切り換
えると、計測回路から出力された計測信号が表示回路に
入力され、それによって対象物の位置が表示器に表示さ
れる。

切換スイッチを所要の設定回路側に切り換えると、当該
設定回路から出力された設定電圧が表示回路に入力され
、それによってその時の設定位置が表示器に表示される
。

また、機械的表示器の表示子をスライドさせることによ
って、設定位置を機械的に記憶かつ表示させることがで
きる。

〔実施例〕

第１図は、この発明の一実施例に係る距離センサの外観
を示す平面図である。

この距離センサ１０においては、第４図に示すような電
気回路（その詳細は後述する）を収納した本体ケース２
０の上面部に、次のような構成の表示部３０が設けられ
ている。

即ち、この表示部３０は、その中央部に、複数の（この
例では１０個の）発光素子（例えば発光ダイオード）４
１を一列に並べて成る表示器４゜が設けられており、そ
の左右に二つの機械的表示器５ＯＮおよび５０Ｆが設け
られており、その手前側に切換スイッチ（この例では３
点切換女イッチ）８０並びに二つの可変抵抗器（この例
では多回転式の可変抵抗器）６１および７１が設けられ
ている。また向こう側に出力表示灯（例えば発光ダイオ
ード）９０が設けられている。

機械的表示器５ＯＮおよび５０Ｆの構成を説明すると、
表示部３０は第２図に示すような表示部ケース３１を有
しており、その中央部には表示器４０の発光素子４１用
の四角い窓穴３４が一列に設けられている。そしてこの
窓穴３４の列の左右で各窓穴３４に対応する位置に、窓
穴３４と同数の丸い窓穴３３が設けられており、更にこ
の窓穴３３の列の外側に細長い貫通溝３２がそれぞれ設
けられており、かつ窓穴３４の列と窓穴３３の列との間
に、各窓穴３３に対応する位置で谷となる波状壁３５が
それぞれ設けられている。

そして、第３図に示すように、表示部ケース３１の貫通
溝３２に嵌まるノブ５２、弾性を有するリング状の支持
部５３および表示部ケース３１の窓穴３３をカバーする
半円状の表示部５４を有する二つの表示子５１を、第１
図および第２図に示すように、そのノブ５２が貫通溝３
２から表に頭を出すようにかつ表示部５４が窓穴３３の
裏側に位置するように装着している。

従って、各表示子５１は表示器４０に沿って手でスライ
ドさせることができ、かつそれを表示器４０の各発光素
子４１に対応する位置に位置決めすることができる。そ
の時の表示子５１の位置は、その表示部５４が窓穴３３
から露出することによって明確に視認することができる
。この場合、この表示部５４０色は表示部ケース３１の
色と異ならせておくのが好ましい。

なお、第２図の表示部ケース３工における３６〜３９は
、それぞれ、切換スイッチ８０用、可変抵抗器６１用、
可変抵抗器７１用および出力表示灯９０用の窓穴である
。

次に、この距離センサ１０の電気回路を第４図を参照し
て説明する。

この距離センサ１０は、限定幅検出タイプの例であり、
三角測量方式によって対象物までの距離を計測してその
距離に比例したアナログの計測電圧ＶＲを出力する計測
回路１００、この計測電圧ＶＲを増幅してアナログ出力
信号ＳＡを出力するアナログ出力回路１１０、設定電圧
ＶＮおよびＶＦをそれぞれ発生する設定回路６０および
７０、前述した切換スイッチ８０、入力のアナログ電圧
の大きさを１０段階に分けて検出して前述した表示器４
０の発光素子４１を入力電圧に応じた位置のものを発光
させる表示回路１２０、計測電圧■Ｒと設定電圧ＶＮお
よびＶＦとをそれぞれ比較してオンオフ出力信号ＳＯを
出力する比較回路１３０および前述した出力表示灯９０
を備えている。

計測回路１００は、発振回１１０２からの信号に基づい
てパルス化された光を発する投光回路１０１、位置検出
素子（ＰＳＤ）を含んでいて対象物からの反射光を受け
てその位置に応じた信号を出力する受光回路１０３、こ
の信号を増幅する増幅回路１０４およびこの信号に基づ
いて対象物までの距離に比例したアナログの計測電圧Ｖ
Ｒを出力する演算回路１０５を存している。

設定回路６０は、対象物の近い方（ＮＥＡＲ）の検出位
置を設定するものであり、その設定用の前述した可変抵
抗器６１およびその回転位置に応じた大きさの設定電圧
ＶＮを発生する電圧発生回路６２を有している。

設定回路７０は、対象物の遠い方（ＦＡＲ）の検出位置
を設定するものであり、その設定用の前述した可変抵抗
器７１およびその回転位置に応じた大きさの設定電圧Ｖ
Ｆを発生する電圧発生回路７２を有している。

比較回路１３０は、前記計測回路１００がらの計測電圧
ＶＲと設定回路６０からの設定電圧ＶＮとを比較してＶＮ≦ＶＲの時に出力をハイレベルにする比較器１３１、前記計測
回路１００からの計測電圧ＶＲと設定回路７０からの設
定電圧ＶＦとを比較してＶＲ≦ＶＦの時に出力をハイレベルにする比較器１３２および両比
較器１３１．１３２の出力の論理積を取るＡＮＤ回路１
３３を有しており、このＡＮＤ回路１３３からは、計測
電圧ＶＲがＶＮ≦ＶＲ：ＶＦという限定範囲内にある時にハイレベルになるオンオフ
出力信号ＳＯが出力される。

なお、この比較回路１３０内あるいはその出力側に、切
換スイッチおよびＮＯＴ回路等を含む出力モード切換回
路を設けてもよい。第１図中の１４０は、そのようにし
た場合のモード切換スイッチである。

計測回路ｌＯＯからの計測電圧ＶＲ１設定回路６０から
の設定電圧ＶＮおよび設定回路７０からの設定電圧ＶＦ
は、それぞれ、切換スイッチ８０のＲ接点、Ｎ接点およ
びＦ接点に入力され、この切換スイッチ８０の切り換え
によって択一的に切り換えて表示回路１２０に入力され
る。従って、表示器４０には、対象物の現実（ＲＥＡＬ
）の位置、可変抵抗器６１によって設定された近い方の
検出位置および可変抵抗器７１によって設定された遠い
方の検出位置が切り換えて表示される。

次に上記距離センサ１０の動作をセツティング手順の例
に従って説明する。

まず、第５図に示すように、距離センサ１０を所定の位
置にセットする。

そして、設定したい二つの検出位置の内、まず近い方の
検出位置を設定する場合は、その位置に２点鎖線で示す
ように対象物１５０を置く。

次いで、前記切換スイッチ８０をＲ側にすると、計測回
路１００から出力された計測電圧ＶＲが表示回路１２０
に入力され、対象物１５０の位置が表示器４０に表示さ
れる。即ち、表示器４０の所定の発光素子４１が発光す
る。

その位置が近い方の検出位置であるため、機械的表示器
５ＯＮの表示子５１をスライドさせて、発光した発光素
子４１の横にセットする。

次いで切換スイッチ８０をＮ側に切り換えると、設定回
路６０から出力された設定電圧ＶＮが表示回路１２０に
入力され、その時の設定電圧ＶＮの大きさが表示器４０
に表示される。

この時、目標とする設定位置は表示子５１で表示されて
いるため、その位置と現在発光している発光素子４１の
位置との関係で、現在の設定電圧ＶＮが目標値の上なの
か下なのか、更にはどの程度離れていのかが一目で分る
。従って設定が非常に容易になる。

そして、表示器４０の表示を表示子５１の位置に合わせ
込むように可変抵抗器６１を回転させて行くと、やがて
設定電圧ＶＮと計測電圧ＶＲとが−Ｉ、にしてこれが比
較回路１３０で検出され、出力表示灯９０の状態が変化
する。従ってそこで可変抵抗器６１の回転を中止する。

例えば、設定電圧ＶＮを目標値（表示子５１の位置）の
下側から上げて行くと両者が一致した所で出力表示灯９
０は消灯し、逆に上側から下げて行くと両者が一致した
所で出力表示灯９０は点灯する（この時、比較器１３２
の出力は常時ハイレベルにあるものとする）。

以上で近い方の検出位置の設定が完了したことになる。

遠い方の検出位置の設定も上記と同様にして行う。

即ち、第５図中に実線で示すように、遠い方の検出位置
に対象物１５０を置く。

その位置が遠い方の検出位置であるため、機械的表示器
５０Ｆの表示子５１をスライドさせて、発光した発光素
子４１の横にセットする。

次いで切換スイッチ８０をＦ側に切り換えると、設定回
路７０から出力された設定電圧ＶＦが表示回路１２０に
入力され、その時の設定電圧ＶＦの大きさが表示器４０
に表示される。

この時も、目標とする位置は表示子５１で表示されてい
るため、その位置と現在発光している発光素子４１の位
置との関係で、現在の設定電圧ＶＦが目標値の上なのか
下なのか、更にはどの程度離れていのかが一目で分る。

従って設定が非常に容易になる。

そして、表示器４０の表示を表示子５１の位置に合わせ
込むように可変抵抗器７１を回転させて行くと、やがて
設定電圧ＶＦと計測電圧ＶＲとが一致してこれが比較回
路１３０で検出され、出力表示灯９０の状態が変化する
。従ってそこで可変抵抗器７１の回転を中止する。

例えば、設定電圧ＶＦを目標値（表示子５１の位置）の
下側から上げて行くと両者が一致した所で出力表示灯９
０は点灯し、逆に上側から下げて行くと両者が一致した
所で出力表示灯９０は消灯する（この時、比較器１３１
の出力は、対象物１５０が近い方の検出位置よりも遠く
にあるので常時ハイレベルにある）。

以上で、二つの検出位置の設定が完了したことになるの
で、その後は切換スイッチ８０をＲ側に戻して計測状態
に入ればよい。

計測状態では、対象物の現実の位置が表示器４０に表示
されると共に、それと機械的表示器５ＯＮおよび５０Ｆ
の表示子５１の位置との関係で、対象物の現実の位置と
予め設定した検出範囲との関係が一目で分る。

そして、対象物が検出範囲内に来ると、この例では比較
回路１３０からハイレベルのオンオフ出力信号ＳＯが出
力され出力表示灯９０も点灯する。

なお、上記距離センサ１０は一体形の例であるが、計測
回路１００における投光回路１０１、受光回路１０３お
よびそれに付随する初段のアンプ等をセンサヘッドとし
て分離した分離形としてもよい。

また、設定回路６０および７０を本体ケース２０の外部
に移したり、それらを本体ケース２０の内部および外部
の両方に設けたりすると、遠隔設定も可能になる。

また、上記距離センサ１０は、対象物の検出位置を二つ
設定するものの例であるが、勿論、対象物の検出位置を
一つ、あるいは三つ以上設定できるようにすることも可
能であり、その場合は機械的表示器の数、設定回路の数
、切換スイッチの切り換え点数、比較回路に含める比較
器の数等を設定数に応じたものにすればよい。

また、上記距離センサ１０における計測回路１００は光
学式のものであるが、それの代わりに、超音波によって
対象物までの距離を計測する超音波式、あるいは電磁結
合によって金属物体までの距離を計測する電磁式のもの
等を用いてもよい。

〔発明の効果〕

以上のようにこの発明によれば、計測回路から出力され
る対象物までの距離に応じた計測電圧の大きさを表示器
に表示させることができるので、対象物の現実の位置を
リアルタイムで視認することができる。

また、対象物の検出位置を設定する場合は、機械的表示
器によって目標とする設定位置を表示しておき、かつ可
変抵抗器によるその時の設定値を表示器に表示させるこ
とができるので、両者の関係が一目で分り、従って検出
位置の設定が非常に容易になる。

また、検出位置の設定後は、機械的表示器のよって設定
位置を表示しておき、かつ対象物の現実の位置は表示器
に表示させることができるので、設定位置との関係で対
象物の現実の位置がどの辺りにあるのかも一目で分かる
ようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例に係る距離センサの外観
を示す平面図である。第２図は、第１図の表示部ケース
の拡大裏面図である。第３図は、第１図の表示子を示す
ものであり、（Ａ）はその平面図、（Ｂ）はその右側面
図である。第４図は、第１図の距離センサの電気回路の
例を示すブロック図である。第５図は、第１図の距離セ
ンサのセツティング手順を説明するための概略図である
。第６図は、従来の距離センサの一例を示す概略斜視図で
ある。１０・・・実施例に係る距離センサ、４０・・・表示器
、４１・・・発光素子、５ＯＮ、５０Ｆ・・・機械的表
示器、５１・・・表示子、６０．７０・・・設定回路、
６１．７１・・・可変抵抗器、８０・・・切換スイッチ
、９０・・・出力表示灯、１００・・・計測回路、１２
０・・・表示回路、１３０・・・比較回路。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）対象物までの距離を計測してその距離に比例した
アナログの計測電圧を出力する計測回路と、対象物の検
出位置を設定する可変抵抗器を有しその回転位置に応じ
た大きさの設定電圧を発生する１以上の設定回路と、前
記計測回路からの計測電圧の大きさと前記設定回路から
の各設定電圧の大きさとをそれぞれ比較してオンオフ出
力信号を出力する比較回路と、この比較回路からのオン
オフ出力信号に応答して点灯する出力表示灯と、複数の
発光素子を一列に並べて成る表示器と、この表示器に沿
ってスライド可能な表示子を有しそれを表示器の各発光
素子に対応する位置に位置決め可能な機械的表示器と、
入力電圧の大きさに応じて前記表示器を構成する複数の
発光素子の内の所定のものを発光させる表示回路と、前
記計測回路からの計測電圧と前記設定回路からの設定電
圧とを択一的に切り換えて表示回路に入力する切換スイ
ッチとを備えることを特徴とする距離センサ。