JPH0326792B2 - - Google Patents
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- JPH0326792B2 JPH0326792B2 JP58076817A JP7681783A JPH0326792B2 JP H0326792 B2 JPH0326792 B2 JP H0326792B2 JP 58076817 A JP58076817 A JP 58076817A JP 7681783 A JP7681783 A JP 7681783A JP H0326792 B2 JPH0326792 B2 JP H0326792B2
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/04—Systems determining the presence of a target
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
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- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Measurement Of Optical Distance (AREA)
- Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
- Electronic Switches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
［技術分野］
本発明は予め設定された検知エリア内に被検知
物体が存在するかどうかを判別して出力回路を制
御する反射型光電スイツチに関するものである。
物体が存在するかどうかを判別して出力回路を制
御する反射型光電スイツ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ツチとして第１
図に示すように、投光手段１′から投光された拡
散光P′の被検知物体Ｘによる反射光R′を受光手段
２′にて受光し、第２図に示すうに受光手段２′の
受光出力レベルV2が予め設定された動作レベル
Vth以上のとき出力回路を作動させるようにして
検知エリアDEを設定するようにした拡散反射型
のものがあつた。しかしながら、このような従来
例にあつては、例えば第３図に示すように、ベル
トコンベアBCにて移送される被検知物体Ｘを検
出するために、反射型光電スイツチＹの検知エリ
アDEをベルトコンベアBCの巾に対応して設定し
た場合において、検知エリアDEの後方に被検知
物体Ｘよりも光反射率の大きい物体Ｚがあれば誤
動作が起きるという不都合があつた。すなわち、
受光手段２′の受光出力レベルV2は被検知物体Ｘ
の光反射率に正比例するとともに、投、受光手段
１′，２′と被検知物体Ｘとの距離ｌの２乗に反比
例するので、検知エリアDEを設定するには上記
光反射率および距離ｌを考慮して判別制御手段の
動作レベルVthを設定すれば良いことになるが、
このようにして設定された検知エリアDEの後方
に被検知物体Ｘよりも光反射率の大きい物体Ｚが
存在すれば、この物体Ｚによる反射光R′が受光
された場合の受光出力レベルV2は検知エリアDE
内に存在している被検知物体Ｘによる反射光Ｒが
受光された場合の受光出力レベルV2と同一とな
つて、物体Ｚが恰も検知エリアDE内に存在する
かのように誤認識されてしまうという問題があつ
た。図中１２は発光ダイオードのような投光素
子、１３は投光用光学系、２０はホトトランジス
タ、ホトダイオード、太陽電池、CdSなどよりな
る受光素子、３は受光用光学系である。
図に示すように、投光手段１′から投光された拡
散光P′の被検知物体Ｘによる反射光R′を受光手段
２′にて受光し、第２図に示すうに受光手段２′の
受光出力レベルV2が予め設定された動作レベル
Vth以上のとき出力回路を作動させるようにして
検知エリアDEを設定するようにした拡散反射型
のものがあつた。しかしながら、このような従来
例にあつては、例えば第３図に示すように、ベル
トコンベアBCにて移送される被検知物体Ｘを検
出するために、反射型光電スイツチＹの検知エリ
アDEをベルトコンベアBCの巾に対応して設定し
た場合において、検知エリアDEの後方に被検知
物体Ｘよりも光反射率の大きい物体Ｚがあれば誤
動作が起きるという不都合があつた。すなわち、
受光手段２′の受光出力レベルV2は被検知物体Ｘ
の光反射率に正比例するとともに、投、受光手段
１′，２′と被検知物体Ｘとの距離ｌの２乗に反比
例するので、検知エリアDEを設定するには上記
光反射率および距離ｌを考慮して判別制御手段の
動作レベルVthを設定すれば良いことになるが、
このようにして設定された検知エリアDEの後方
に被検知物体Ｘよりも光反射率の大きい物体Ｚが
存在すれば、この物体Ｚによる反射光R′が受光
された場合の受光出力レベルV2は検知エリアDE
内に存在している被検知物体Ｘによる反射光Ｒが
受光された場合の受光出力レベルV2と同一とな
つて、物体Ｚが恰も検知エリアDE内に存在する
かのように誤認識されてしまうという問題があつ
た。図中１２は発光ダイオードのような投光素
子、１３は投光用光学系、２０はホトトランジス
タ、ホトダイオード、太陽電池、CdSなどよりな
る受光素子、３は受光用光学系である。
そこで、第４図および第５図に示すように、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と、投光手段１から所定間隔ΔLをもつ配設
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と、受光用光学系２の集
光面に配設された集光スポツトＳの位置に対応し
た位置信号を出力する位置検出手段４と、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DE内に存在するかどうかを判別して出力
回路６を制御する測距制御手段５とを具備し、三
角測量方式によつて被検知物体Ｘまでの距離ｌを
判別して検知エリアDE内に被検知物体Ｘが存在
すれば出力回路６を作動させて物体検知信号を出
力するようにしたものが考えられている。ここに
被検知物体Ｘに対してパルス変調光よりなる光ビ
ームＰを投光する投光手段１は投光タイミングを
設定する同期信号を発生する発振回路１０と、ド
ライブ回路１１と、発光ダイオードあるいはレー
ザーダイオードなどの投光素子１２と、光ビーム
Ｐを形成するコンデンサレンズよりなる投光用光
学系１３とで形成されている。投光手段１から所
定間隔ΔLをもつて側方に並置された受光手段２
は、投光手段１および被検知物体Ｘに対して三角
測量的に配置されており、この受光手段２は被検
知物体Ｘによる反射光Ｒを集光するための凸レン
ズよりなる受光用光学系３と、受光用光学系３の
集光面に配設され、集光スポツトＳの位置に対応
した位置信号を出力する位置検出手段４とで構成
されている。この位置検出手段４は、受光用光学
系３の集光面内に配設され集光スポツトＳの移動
方向に連設された２個の受光素子２０ａ，２０ｂ
にて形成されている。この受光素子２０ａ，２０
ｂとしてはホトトランジスタ、ホトダイオード、
太陽電池、CdSなどが用いられる。また、位置検
出手段４として第８図ａに示す位置検出素子（以
下PSDと略する）３０を用いても良く、この
PSD３０は平板状シリコン３１の表面にＰ層３
１ａ、裏面にＮ層３１ｂ、中間にＩ層３１ｃを形
成したものであり、集光スポツトＳの位置に対応
した出力電流IA、IBが出力されるようになつてい
る。第８図ｂはPSD３０の等価回路を示すもの
で、図中Piは電流源、Doは理想的ダイオード、
Coは接合容量、Rtは並列抵抗、Roは電極間抵抗
である。測距制御手段５は、受光素子２０ａ，２
０ｂからの出力電流IA，IBを信号電圧VA、VBに
増巾変換する受光回路２１ａ，２１ｂと、対数増
巾回路２２ａ，２２ｂと、対数増巾回路２２ａ出
力lnVAから対数増巾回路２２ｂ出力lnVBを減算
する減算回路２３と、減算回路２３出力lnVA／
VBと検知エリア設定ボリウムVRにて設定された
基準電圧Vsとを比較して減算回路２３出力
lnVA／VBが基準電圧Vs以下のときＨレベルを出
力する比較回路２４と、投光素子１２からの光ビ
ームＰの投光タイミング（発振回路１０から出力
される同期信号）に同期して比較回路２４出力を
サンプリング（同期検波）することにより、被検
知物体Ｘが検知エリアDE内に存在するかどうか
を確実に判別するようにした信号処理回路２５
と、信号処理回路２５から所定期間以上連続して
信号が出力された場合あるいは出力されない場合
にのみ出力回路６の制御信号を出す積分回路２６
とで形成され、負荷制御用のリレー、負荷制御用
の半導体スイツチ素子などよりなる出力回路６を
制御するようになつている。なお、受光回路２１
ａ，２１ｂはパルス光信号のみを通し直流光信号
をカツトしたり、特定の周波数のみを通すバンド
パスフイルタ回路を含むものである。図中２７は
出力回路６の動作表示部、２８は出力回路６の誤
結線による過電流をしや断する過電流保護回路、
２９は電源投入あるいはしや断時の電源電圧が予
め設定された電圧以下のときに出力回路６の誤動
作を防止する誤動作防止回路である。
検知物体Ｘに対して光ビームＰを投光する投光手
段１と、投光手段１から所定間隔ΔLをもつ配設
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と、受光用光学系２の集
光面に配設された集光スポツトＳの位置に対応し
た位置信号を出力する位置検出手段４と、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DE内に存在するかどうかを判別して出力
回路６を制御する測距制御手段５とを具備し、三
角測量方式によつて被検知物体Ｘまでの距離ｌを
判別して検知エリアDE内に被検知物体Ｘが存在
すれば出力回路６を作動させて物体検知信号を出
力するようにしたものが考えられている。ここに
被検知物体Ｘに対してパルス変調光よりなる光ビ
ームＰを投光する投光手段１は投光タイミングを
設定する同期信号を発生する発振回路１０と、ド
ライブ回路１１と、発光ダイオードあるいはレー
ザーダイオードなどの投光素子１２と、光ビーム
Ｐを形成するコンデンサレンズよりなる投光用光
学系１３とで形成されている。投光手段１から所
定間隔ΔLをもつて側方に並置された受光手段２
は、投光手段１および被検知物体Ｘに対して三角
測量的に配置されており、この受光手段２は被検
知物体Ｘによる反射光Ｒを集光するための凸レン
ズよりなる受光用光学系３と、受光用光学系３の
集光面に配設され、集光スポツトＳの位置に対応
した位置信号を出力する位置検出手段４とで構成
されている。この位置検出手段４は、受光用光学
系３の集光面内に配設され集光スポツトＳの移動
方向に連設された２個の受光素子２０ａ，２０ｂ
にて形成されている。この受光素子２０ａ，２０
ｂとしてはホトトランジスタ、ホトダイオード、
太陽電池、CdSなどが用いられる。また、位置検
出手段４として第８図ａに示す位置検出素子（以
下PSDと略する）３０を用いても良く、この
PSD３０は平板状シリコン３１の表面にＰ層３
１ａ、裏面にＮ層３１ｂ、中間にＩ層３１ｃを形
成したものであり、集光スポツトＳの位置に対応
した出力電流IA、IBが出力されるようになつてい
る。第８図ｂはPSD３０の等価回路を示すもの
で、図中Piは電流源、Doは理想的ダイオード、
Coは接合容量、Rtは並列抵抗、Roは電極間抵抗
である。測距制御手段５は、受光素子２０ａ，２
０ｂからの出力電流IA，IBを信号電圧VA、VBに
増巾変換する受光回路２１ａ，２１ｂと、対数増
巾回路２２ａ，２２ｂと、対数増巾回路２２ａ出
力lnVAから対数増巾回路２２ｂ出力lnVBを減算
する減算回路２３と、減算回路２３出力lnVA／
VBと検知エリア設定ボリウムVRにて設定された
基準電圧Vsとを比較して減算回路２３出力
lnVA／VBが基準電圧Vs以下のときＨレベルを出
力する比較回路２４と、投光素子１２からの光ビ
ームＰの投光タイミング（発振回路１０から出力
される同期信号）に同期して比較回路２４出力を
サンプリング（同期検波）することにより、被検
知物体Ｘが検知エリアDE内に存在するかどうか
を確実に判別するようにした信号処理回路２５
と、信号処理回路２５から所定期間以上連続して
信号が出力された場合あるいは出力されない場合
にのみ出力回路６の制御信号を出す積分回路２６
とで形成され、負荷制御用のリレー、負荷制御用
の半導体スイツチ素子などよりなる出力回路６を
制御するようになつている。なお、受光回路２１
ａ，２１ｂはパルス光信号のみを通し直流光信号
をカツトしたり、特定の周波数のみを通すバンド
パスフイルタ回路を含むものである。図中２７は
出力回路６の動作表示部、２８は出力回路６の誤
結線による過電流をしや断する過電流保護回路、
２９は電源投入あるいはしや断時の電源電圧が予
め設定された電圧以下のときに出力回路６の誤動
作を防止する誤動作防止回路である。
いま、被検知物体Ｘが第６図ａに示すように反
射型光電スイツチＹから距離la、lb、lcの位置
ａ、ｂ、ｃに存在する場合において、集光面内に
配設された受光素子２０ａ，２０ｂに対する集光
スポツトＳの位置は第６図ｂのようになり、被検
知物体Ｘが光ビームＰの投光方向に移動すると、
受光素子２０ａ，２０ｂに入射する光量の比率が
変化することになり、受光素子２０ａ，２０ｂの
出力電流IA、IBは集光スポツトＳの位置に対応し
た位置信号となる。測距制御手段５では受光回路
２１ａ，２１ｂにてこの出力電流IA、IBに比例し
た電圧VA、VBを形成し、対数増巾回路２２ａ，
２２ｂにて対数増巾した電圧lnVA、lnVBを減算
回路２３にて減算することにより減算回路２３か
ら受光素子２０ａ，２０ｂに入射する光量の比率
の対数値lnVA／VBが出力されることになる。こ
の減算回路２３出力lnVA／VBは被検知物体Ｘの
移動に応じて変化し、反射型光電スイツチＹから
被検知物体Ｘまでの距離ｌに対する減算回路２３
出力lnVA／VBは第７図に示すようになる。した
がつて、比較回路２４の検知エリア設定ボリウム
VRにて基準電圧Vsを適当に設定することによ
り、正確な検知エリアDEが容易に設定でき、減
算回路２３出力lnVA／VBが基準電圧Vs以上とな
つたとき比較回路２４出力がＨレベルとなり、信
号処理回路２５を介して出力回路６が作動され
る。この場合、測距制御手段５は、受光素子２０
ａ，２０ｂ出力レベル比を演算し、そのレベル比
が予め設定された基準電圧Vsのとき出力回路６
を作動させるようになつており、被検知物体Ｘに
よる反射光Ｒのレベルと関係なく検知エリアDE
が設定されるようになつているので、検知エリア
DEの後方に存在する光反射率の大きい物体によ
る誤動作が防止できるとともに、被検知物体Ｘの
光反射率に関係なく検知エリアDEを設定でき、
さらに投、受光用光学系１３，３の汚れの影響を
受けることがない。
射型光電スイツチＹから距離la、lb、lcの位置
ａ、ｂ、ｃに存在する場合において、集光面内に
配設された受光素子２０ａ，２０ｂに対する集光
スポツトＳの位置は第６図ｂのようになり、被検
知物体Ｘが光ビームＰの投光方向に移動すると、
受光素子２０ａ，２０ｂに入射する光量の比率が
変化することになり、受光素子２０ａ，２０ｂの
出力電流IA、IBは集光スポツトＳの位置に対応し
た位置信号となる。測距制御手段５では受光回路
２１ａ，２１ｂにてこの出力電流IA、IBに比例し
た電圧VA、VBを形成し、対数増巾回路２２ａ，
２２ｂにて対数増巾した電圧lnVA、lnVBを減算
回路２３にて減算することにより減算回路２３か
ら受光素子２０ａ，２０ｂに入射する光量の比率
の対数値lnVA／VBが出力されることになる。こ
の減算回路２３出力lnVA／VBは被検知物体Ｘの
移動に応じて変化し、反射型光電スイツチＹから
被検知物体Ｘまでの距離ｌに対する減算回路２３
出力lnVA／VBは第７図に示すようになる。した
がつて、比較回路２４の検知エリア設定ボリウム
VRにて基準電圧Vsを適当に設定することによ
り、正確な検知エリアDEが容易に設定でき、減
算回路２３出力lnVA／VBが基準電圧Vs以上とな
つたとき比較回路２４出力がＨレベルとなり、信
号処理回路２５を介して出力回路６が作動され
る。この場合、測距制御手段５は、受光素子２０
ａ，２０ｂ出力レベル比を演算し、そのレベル比
が予め設定された基準電圧Vsのとき出力回路６
を作動させるようになつており、被検知物体Ｘに
よる反射光Ｒのレベルと関係なく検知エリアDE
が設定されるようになつているので、検知エリア
DEの後方に存在する光反射率の大きい物体によ
る誤動作が防止できるとともに、被検知物体Ｘの
光反射率に関係なく検知エリアDEを設定でき、
さらに投、受光用光学系１３，３の汚れの影響を
受けることがない。
ところで、このような従来例において、被検知
物体Ｘが鏡面体である場合に被検知物体Ｘまでの
距離ｌと集光スポツトＳの位置とが対応せず、誤
動作が生じるという問題があつた。すなわち、鏡
面体よりなる被検知物体Ｘが第９図に示すように
光電スイツチＹに正対している場合、鏡面によつ
て投光手段１の虚像１ａができ、受光手段２によ
る反射光Raの集光スポツトＳの位置は被検知物
体Ｘが距離2lの位置にあるときに対応する。した
がつて、被検知物体Ｘの位置が誤つて判別され、
被検知物体Ｘが検知エリアDE内に存在するにも
拘らず出力回路６が動作しないという問題があつ
た。
物体Ｘが鏡面体である場合に被検知物体Ｘまでの
距離ｌと集光スポツトＳの位置とが対応せず、誤
動作が生じるという問題があつた。すなわち、鏡
面体よりなる被検知物体Ｘが第９図に示すように
光電スイツチＹに正対している場合、鏡面によつ
て投光手段１の虚像１ａができ、受光手段２によ
る反射光Raの集光スポツトＳの位置は被検知物
体Ｘが距離2lの位置にあるときに対応する。した
がつて、被検知物体Ｘの位置が誤つて判別され、
被検知物体Ｘが検知エリアDE内に存在するにも
拘らず出力回路６が動作しないという問題があつ
た。
［発明の目的］
本発明は上記の点に鑑みて為されたもので、検
知エリアの後方に存在する光反射率の大きい物体
による誤動作を防止でき、また、被検知物体の光
反射率に関係なく検知エリアを設定でき、しか
も、被検知物体が鏡面体であつても誤動作するこ
とがない反射型光電スイツチを提供することにあ
る。
知エリアの後方に存在する光反射率の大きい物体
による誤動作を防止でき、また、被検知物体の光
反射率に関係なく検知エリアを設定でき、しか
も、被検知物体が鏡面体であつても誤動作するこ
とがない反射型光電スイツチを提供することにあ
る。
［発明の開示］
実施例 １
第１０図は本発明一実施例を示すもので、第４
図および第５図に示した三角測量方式の測距制御
手段５を有する従来例において、鏡面体より被検
知物体Ｘが検知エリアDE内に存在するかどうか
を反射光Ｒの光量レベルに基いて判別して出力回
路６を制御する光量制御手段７を設けたものであ
り、図中８は誤動作防止手段、９は余裕表示手段
である。ここに測距制御手段５の受光回路２１
ａ，２１ｂは反転アンプG1と、非反転アンプG2
と、抵抗R1〜R3と、コンデンサC1〜C3とで形成
され、位置検出手段４の受光素子２０ａ，２０ｂ
からの出力電流は変換インピーダンスである抵抗
R1によつて電圧VA′、VB′に変換され、非反転ア
ンプG2により増巾されてVA、VBがそれぞれ得ら
れるようになつている。また、抵抗R1およびコ
ンデンサC1にてローパスフイルタが形成され、
コンデンサC2と抵抗R2およびコンデンサC3と抵
抗R3にてバイパスフイルタが形成されており、
外乱光によるノイズを除去するようになつてい
る。対数増巾回路２２ａ，２２ｂは反転アンプ
G3とダイオードD1とで形成され、受光回路２１
ａ，２１ｂ出力VA、VBを対数圧縮してlnVA、
lnVBを出力する。減算回路２３は差動アンプG4
にて形成され、対数増巾回路２２ａ，２２ｂ出力
lnVA、lnVBの差を演算してlnVA／VBを出力す
る。コンパレータG4よりなる比較回路２４は減
算回路２３出力lnVA／VBと抵抗R4および検知エ
リア設定用ボリウムVR1にて電源電圧VCCを分圧
して得られる基準電圧VSを比較し、従来例と同
様、減算回路２３から出力される測距信号に基い
て被検知物体Ｘが検知エリアDE内かどうかを判
別して物体検知信号VXを出力する。光量制御手
段７はコンパレータG6にて形成され、受光回路
２１ａの非反転アンプG2出力VAと、抵抗R5およ
び検知エリア設定用ボリウムVR2にて電源電圧
VCCを分圧して得られる基準電圧VS′とを比較し、
非反転アンプG2出力VAが基準電圧VS′よりも大
のとき反射光Ｒの光量レベルに基いて判別される
物体検知信号VX′が出力される。誤動作防止手段
８は対数アンプG7を用いた動作レベル設定部と
コンパレータG8よりなる比較回路部とアンド回
路（AND）よりなるゲート部とで形成され、対
数増巾回路２２ｂから動作レベルV8以上の信号
が得られているかによつて正常動作可能な受光信
号VBが得られているかどうかを判別し、オア回
路ORを介して信号処理回路２５に入力される物
体検知信号VX、VX′をアンド回路（AND）にて
阻止自在にしている。余裕表示手段９は対数アン
プG9を用いた余裕レベル設定部と、コンパレー
タG10よりなる比較回路部と余裕表示部９ａとで
形成され、余裕レベルV9は動作レベルV8よりも
若干高く設定され、対数増巾回路２３ｂ出力VB
が余裕レベルV9より大のとき余裕表示部９ａが
点灯して対数増巾回路２３ｂ出力VBのレベルが
正常動作範囲に対して余裕のある（レンズ表面の
汚れや光学系の光軸変化があつても十分正常動作
する）ことを表示する。この余裕表示手段９は光
電スイツチＹの設置調整、プリメンテナンスを行
なうときに重宝である。
図および第５図に示した三角測量方式の測距制御
手段５を有する従来例において、鏡面体より被検
知物体Ｘが検知エリアDE内に存在するかどうか
を反射光Ｒの光量レベルに基いて判別して出力回
路６を制御する光量制御手段７を設けたものであ
り、図中８は誤動作防止手段、９は余裕表示手段
である。ここに測距制御手段５の受光回路２１
ａ，２１ｂは反転アンプG1と、非反転アンプG2
と、抵抗R1〜R3と、コンデンサC1〜C3とで形成
され、位置検出手段４の受光素子２０ａ，２０ｂ
からの出力電流は変換インピーダンスである抵抗
R1によつて電圧VA′、VB′に変換され、非反転ア
ンプG2により増巾されてVA、VBがそれぞれ得ら
れるようになつている。また、抵抗R1およびコ
ンデンサC1にてローパスフイルタが形成され、
コンデンサC2と抵抗R2およびコンデンサC3と抵
抗R3にてバイパスフイルタが形成されており、
外乱光によるノイズを除去するようになつてい
る。対数増巾回路２２ａ，２２ｂは反転アンプ
G3とダイオードD1とで形成され、受光回路２１
ａ，２１ｂ出力VA、VBを対数圧縮してlnVA、
lnVBを出力する。減算回路２３は差動アンプG4
にて形成され、対数増巾回路２２ａ，２２ｂ出力
lnVA、lnVBの差を演算してlnVA／VBを出力す
る。コンパレータG4よりなる比較回路２４は減
算回路２３出力lnVA／VBと抵抗R4および検知エ
リア設定用ボリウムVR1にて電源電圧VCCを分圧
して得られる基準電圧VSを比較し、従来例と同
様、減算回路２３から出力される測距信号に基い
て被検知物体Ｘが検知エリアDE内かどうかを判
別して物体検知信号VXを出力する。光量制御手
段７はコンパレータG6にて形成され、受光回路
２１ａの非反転アンプG2出力VAと、抵抗R5およ
び検知エリア設定用ボリウムVR2にて電源電圧
VCCを分圧して得られる基準電圧VS′とを比較し、
非反転アンプG2出力VAが基準電圧VS′よりも大
のとき反射光Ｒの光量レベルに基いて判別される
物体検知信号VX′が出力される。誤動作防止手段
８は対数アンプG7を用いた動作レベル設定部と
コンパレータG8よりなる比較回路部とアンド回
路（AND）よりなるゲート部とで形成され、対
数増巾回路２２ｂから動作レベルV8以上の信号
が得られているかによつて正常動作可能な受光信
号VBが得られているかどうかを判別し、オア回
路ORを介して信号処理回路２５に入力される物
体検知信号VX、VX′をアンド回路（AND）にて
阻止自在にしている。余裕表示手段９は対数アン
プG9を用いた余裕レベル設定部と、コンパレー
タG10よりなる比較回路部と余裕表示部９ａとで
形成され、余裕レベルV9は動作レベルV8よりも
若干高く設定され、対数増巾回路２３ｂ出力VB
が余裕レベルV9より大のとき余裕表示部９ａが
点灯して対数増巾回路２３ｂ出力VBのレベルが
正常動作範囲に対して余裕のある（レンズ表面の
汚れや光学系の光軸変化があつても十分正常動作
する）ことを表示する。この余裕表示手段９は光
電スイツチＹの設置調整、プリメンテナンスを行
なうときに重宝である。
以下、実施例の具体的動作について説明する。
いま、被検知物体Ｘが鏡面体である場合と、拡散
面体である場合とにおける反射光Ｒの光量レベル
と距離ｌの関係は第１１図に示すようになる。な
お、鏡面体は測距制御手段５によつて所定誤差
内で被検知物体Ｘを検知できるような正反射成分
を有するものであり、鏡面体は鏡面体よりも
正反射成分が大きいため測距制御手段５によつて
所定誤差内で被検知物体Ｘを検知できないもので
ある。ここに、正反射成分の大きい鏡面体より
なる被検知物体Ｘの反射光Ｒの光量レベルは他の
鏡面体および拡散面体よりなる被検知物体Ｘの
反射光Ｒの光量レベルよりも大きいので、光量制
御手段７の検知エリア設定用ボリウムVR2を適当
に設定して動作レベルが図中点線で示すレベル
（以下優先光量レベルと称する）ように設定すれ
ば、被検知物体Ｘが鏡面体であつても検知エリ
アDE内に存在するかどうかが適確に判別できる
ことになる。すなわち、鏡面体よりなる被検知
物体Ｘが検知エリアDE内にあつても、測距制御
手段５からは従来例と同様に物体検知信号VXが
得られないが、受光回路２１ａ出力VAが検知エ
リア設定用ボリウムVR2にて設定された基準電圧
VS′以上になつたとき、光量制御手段７から物体
検知信号VX′が出力され、信号処理回路２５およ
び積分回路２６を介して出力回路６が駆動され、
光電スイツチＹは正常に動作する。ところで、上
記優先光量レベルを設定して検知エリアDEを設
定するボリウムVR2は測距制御手段７の検知エリ
アDEを設定するボリウムVR1と連動させること
により、両制御手段５，７にて設定される検知エ
リアDEを合致させるようになつており、両ボリ
ウムVR1，VR2として２連ボリウムを用いてい
る。
いま、被検知物体Ｘが鏡面体である場合と、拡散
面体である場合とにおける反射光Ｒの光量レベル
と距離ｌの関係は第１１図に示すようになる。な
お、鏡面体は測距制御手段５によつて所定誤差
内で被検知物体Ｘを検知できるような正反射成分
を有するものであり、鏡面体は鏡面体よりも
正反射成分が大きいため測距制御手段５によつて
所定誤差内で被検知物体Ｘを検知できないもので
ある。ここに、正反射成分の大きい鏡面体より
なる被検知物体Ｘの反射光Ｒの光量レベルは他の
鏡面体および拡散面体よりなる被検知物体Ｘの
反射光Ｒの光量レベルよりも大きいので、光量制
御手段７の検知エリア設定用ボリウムVR2を適当
に設定して動作レベルが図中点線で示すレベル
（以下優先光量レベルと称する）ように設定すれ
ば、被検知物体Ｘが鏡面体であつても検知エリ
アDE内に存在するかどうかが適確に判別できる
ことになる。すなわち、鏡面体よりなる被検知
物体Ｘが検知エリアDE内にあつても、測距制御
手段５からは従来例と同様に物体検知信号VXが
得られないが、受光回路２１ａ出力VAが検知エ
リア設定用ボリウムVR2にて設定された基準電圧
VS′以上になつたとき、光量制御手段７から物体
検知信号VX′が出力され、信号処理回路２５およ
び積分回路２６を介して出力回路６が駆動され、
光電スイツチＹは正常に動作する。ところで、上
記優先光量レベルを設定して検知エリアDEを設
定するボリウムVR2は測距制御手段７の検知エリ
アDEを設定するボリウムVR1と連動させること
により、両制御手段５，７にて設定される検知エ
リアDEを合致させるようになつており、両ボリ
ウムVR1，VR2として２連ボリウムを用いてい
る。
実施例 ２
第１２図は他の実施例を示すもので、基準電圧
設定部をオペアンプGnを用いて形成し、抵抗R8
〜R11の値を適当に設定してDANP定数を変化す
ることにより、基準電圧Vs′を第７図に示すよう
に変化させて、光量制御手段７の検知エリアDE
を設定するようにしたものであり、基準電圧
VS′の変化の仕方は検知対象となる鏡面体，
による反射光Ｒの光量レベルの距離ｌに応じた変
化を考慮して最適な変化に設定されることにな
る。
設定部をオペアンプGnを用いて形成し、抵抗R8
〜R11の値を適当に設定してDANP定数を変化す
ることにより、基準電圧Vs′を第７図に示すよう
に変化させて、光量制御手段７の検知エリアDE
を設定するようにしたものであり、基準電圧
VS′の変化の仕方は検知対象となる鏡面体，
による反射光Ｒの光量レベルの距離ｌに応じた変
化を考慮して最適な変化に設定されることにな
る。
実施例 ３
第１４図はさらに他の実施例を示すもので、コ
ンパレータG12a〜G12nよりなる比較回路にて形
成されるレベル検出部と、レベル検出部の各比較
回路出力にて制御されるスイツチ部SWとよりな
るスイツチ回路で基準電圧設定部を構成したもの
で、基準電圧Vsに応じて抵抗１４ａ，１５ａ，
１４ｂ，１５ｂ……１４ｎ，１５ｎによる分圧電
圧Vsa′、Vsb′、……Vsn′を基準電圧Vs′として出
力するようになつており、スイツチ部SWはトラ
ンジスタ、リレーなどのスイツチ素子にて形成さ
れる。図中R12a、R13a、R12b、R13b……は基準
電圧発出用抵抗である。
ンパレータG12a〜G12nよりなる比較回路にて形
成されるレベル検出部と、レベル検出部の各比較
回路出力にて制御されるスイツチ部SWとよりな
るスイツチ回路で基準電圧設定部を構成したもの
で、基準電圧Vsに応じて抵抗１４ａ，１５ａ，
１４ｂ，１５ｂ……１４ｎ，１５ｎによる分圧電
圧Vsa′、Vsb′、……Vsn′を基準電圧Vs′として出
力するようになつており、スイツチ部SWはトラ
ンジスタ、リレーなどのスイツチ素子にて形成さ
れる。図中R12a、R13a、R12b、R13b……は基準
電圧発出用抵抗である。
実施例 ４
第１５図はさらに他の実施例を示すもので、投
光手段１のドライブ回路１１を構成するトランジ
スタＱのコレクタに挿入されたLEDよりなる投
光素子１２と直列にボリウムVR3を挿入して、こ
のボリウムVR3を測距制御手段５の検知エリア設
定用のボリウムVR1と連動させて投光ビームＰの
光量を制御するものであり、検知エリアDEを変
化させた場合にあつても検知エリアDE内の被検
知物体Ｘによる反射光Ｒの光量レベルが略一定と
なつて増巾回路のダイナミツクレンジを小さくす
ることができ、又第１６図に点線で示すように優
先光量レベルを略一定にすることができる。図中
R16、R17は抵抗である。
光手段１のドライブ回路１１を構成するトランジ
スタＱのコレクタに挿入されたLEDよりなる投
光素子１２と直列にボリウムVR3を挿入して、こ
のボリウムVR3を測距制御手段５の検知エリア設
定用のボリウムVR1と連動させて投光ビームＰの
光量を制御するものであり、検知エリアDEを変
化させた場合にあつても検知エリアDE内の被検
知物体Ｘによる反射光Ｒの光量レベルが略一定と
なつて増巾回路のダイナミツクレンジを小さくす
ることができ、又第１６図に点線で示すように優
先光量レベルを略一定にすることができる。図中
R16、R17は抵抗である。
実施例 ５
第１７図はさらに他の実施例を示すもので、差
動アンプG13を用いて投光ビームＰの光量を制御
するようにしたもので、差動アンプG13の端子
には動作レベル設定用ボリウムR23にて設定され
た基準電圧が印加され、端子には基準電圧Vs
が印加されている。図中R18〜R21は抵抗である。
動アンプG13を用いて投光ビームＰの光量を制御
するようにしたもので、差動アンプG13の端子
には動作レベル設定用ボリウムR23にて設定され
た基準電圧が印加され、端子には基準電圧Vs
が印加されている。図中R18〜R21は抵抗である。
実施例 ６
第１８図はさらに他の実施例を示すもので、第
１４図実施例と同様のスイツチ回路を用いて投光
手段１のドライブ回路１１を制御するようにした
ものである。
１４図実施例と同様のスイツチ回路を用いて投光
手段１のドライブ回路１１を制御するようにした
ものである。
実施例 ７
第１９図はさらに他の実施例を示すもので、ス
イツチSWa，SWbよりなる制御選択手段４０を
設けたものであり、スイツチSWaをオンしてス
イツチSWbをオフすることにより、測距制御手
段５から出力される物体検知信号VXにて出力回
路６が制御され、スイツチSWaをオフしてスイ
ツチSWbをオンすることにより、光量制御手段
７から出力される物体検知信号VX′にて出力回路
６が制御され、さらに両スイツチSWa，SWbを
共にオンすることにより、両制御手段５，７から
出力される物体検知信号VX、VX′に基いて出力
回路６が制御されるようになつている。したがつ
て、現場の状況に応じて動作モードをワンタツチ
で変えることができ、汎用性の大きい光電スイツ
チＹが得られることになる。
イツチSWa，SWbよりなる制御選択手段４０を
設けたものであり、スイツチSWaをオンしてス
イツチSWbをオフすることにより、測距制御手
段５から出力される物体検知信号VXにて出力回
路６が制御され、スイツチSWaをオフしてスイ
ツチSWbをオンすることにより、光量制御手段
７から出力される物体検知信号VX′にて出力回路
６が制御され、さらに両スイツチSWa，SWbを
共にオンすることにより、両制御手段５，７から
出力される物体検知信号VX、VX′に基いて出力
回路６が制御されるようになつている。したがつ
て、現場の状況に応じて動作モードをワンタツチ
で変えることができ、汎用性の大きい光電スイツ
チＹが得られることになる。
［発明の効果］
本発明は上述のように、被検知物体に対して光
ビームを投光する投光手段と、投光手段から所定
間隔をもつ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集光スポツトの位置に対応
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
御する測距制御手段とを具備して成る反射型光電
スイツチにおいて、鏡面体よりなる被検知物体が
該検知エリア内に存在するかどうかを反射光の光
量レベルに基いて判別して出力回路を制御する光
量制御手段を設けたものであり、検知エリアの後
方に存在する光反射率の大きい物体による誤動作
を防止でき、また、被検知物体の光反射率に関係
なく検知エリアを設定でき、しかも、被検知物体
が鏡面体であつても誤動作することがない反射型
光電スイツチを提供することができる。
ビームを投光する投光手段と、投光手段から所定
間隔をもつ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集光スポツトの位置に対応
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
御する測距制御手段とを具備して成る反射型光電
スイツチにおいて、鏡面体よりなる被検知物体が
該検知エリア内に存在するかどうかを反射光の光
量レベルに基いて判別して出力回路を制御する光
量制御手段を設けたものであり、検知エリアの後
方に存在する光反射率の大きい物体による誤動作
を防止でき、また、被検知物体の光反射率に関係
なく検知エリアを設定でき、しかも、被検知物体
が鏡面体であつても誤動作することがない反射型
光電スイツチを提供することができる。
第１図は従来例の構成を示す図、第２図および
第３図は同上の動作説明図、第４図は他の従来例
の構成を示す図、第５図は同上の要部ブロツク回
路図、第６図および第７図は同上の動作説明図、
第８図ａはPSDの断面図、同図ｂはPSDの等価
回路図、第９図は第４図従来例の問題点を示す
図、第１０図は本発明一実施例の要部回路図、第
１１図は同上の動作説明図、第１２図は他の実施
例の要部回路図、第１３図は同上の動作説明図、
第１４図および第１５図はそれぞれさらに他の実
施例の要部回路図、第１６図は第１５図実施例の
動作説明図、第１７図乃至第１９図はそれぞれさ
らに他の実施例の要部回路図である。 １は投光手段、３は受光用光学系、４は位置検
出手段、５は測距制御手段、６は出力回路、７は
光量制御手段である。
第３図は同上の動作説明図、第４図は他の従来例
の構成を示す図、第５図は同上の要部ブロツク回
路図、第６図および第７図は同上の動作説明図、
第８図ａはPSDの断面図、同図ｂはPSDの等価
回路図、第９図は第４図従来例の問題点を示す
図、第１０図は本発明一実施例の要部回路図、第
１１図は同上の動作説明図、第１２図は他の実施
例の要部回路図、第１３図は同上の動作説明図、
第１４図および第１５図はそれぞれさらに他の実
施例の要部回路図、第１６図は第１５図実施例の
動作説明図、第１７図乃至第１９図はそれぞれさ
らに他の実施例の要部回路図である。 １は投光手段、３は受光用光学系、４は位置検
出手段、５は測距制御手段、６は出力回路、７は
光量制御手段である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 被検知物体に対して光ビームを投光する投光
手段と、投光手段から所定間隔をもつて配設され
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
集光スポツ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測距制御手段と
を具備して成る反射型光電スイツチにおいて、鏡
面体よりなる被検知物体が該検知エリア内に存在
するかどうかを反射光の光量レベルに基いて判別
して出力回路を制御する光量制御手段を設けたこ
とを特徴とする反射型光電スイツチ。 ２ 検知エリアを設定するエリア設定手段に連動
して投光手段から投光される光ビームの光量を制
御するようにして成ることを特徴とする特許請求
の範囲第１項記載の反射型光電スイツチ。 ３ 測距制御手段および光量制御手段の各検知エ
リア設定手段を連動せしめて成る特許請求の範囲
第１項記載の反射型光電スイツチ。 ４ 出力回路を測距制御手段にて制御するか光量
制御手段にて制御するかあるいは両制御手段にて
制御するかを選択する制御選択手段を設けたこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の反射型
光電スイツチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58076817A JPS59202085A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 反射型光電スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58076817A JPS59202085A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 反射型光電スイツチ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59202085A JPS59202085A (ja) | 1984-11-15 |
| JPH0326792B2 true JPH0326792B2 (ja) | 1991-04-11 |
Family
ID=13616221
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58076817A Granted JPS59202085A (ja) | 1983-04-30 | 1983-04-30 | 反射型光電スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59202085A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0540593Y2 (ja) * | 1986-09-25 | 1993-10-14 | ||
| JP2566293B2 (ja) * | 1988-07-15 | 1996-12-25 | 松下電工株式会社 | 光電スイッチ |
| JPH0385477A (ja) * | 1989-08-30 | 1991-04-10 | Stanley Electric Co Ltd | 物体検出装置 |
| JP5006489B2 (ja) * | 2001-03-16 | 2012-08-22 | オリンパス株式会社 | 共焦点光走査プローブ装置 |
-
1983
- 1983-04-30 JP JP58076817A patent/JPS59202085A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59202085A (ja) | 1984-11-15 |
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