JPH04240512A - 測距式光電センサ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、測定対象物に光を当
ててそれからの反射光を位置検出受光素子で受けること
によって、例えば測定対象物の有無、その測定対象物ま
での距離、その距離の変化分等の測定を行う測距式光電
センサに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の測距式光電センサの従来例を図
６に示す。この測距式光電センサは次のように構成され
ている。

【０００３】即ち、投光素子４から出た光１０をレンズ
６を通して測定対象物２に当て、この測定対象物２から
の反射光１２をレンズ８を通して位置検出受光素子１４
上に結像させる。位置検出受光素子１４は、例えば位置
検出素子（ＰＳＤ）であり、それからは反射光１２の結
像位置に応じた二つの電流Ｉ１　、Ｉ２　が出力される
ので、これらを変換回路１６、１８によって電圧Ｖ１　
、Ｖ２　に変換し、更に増幅回路２０、２２によって増
幅し、その出力Ｋ１　Ｖ１　、Ｋ２　Ｖ２　（Ｋ１　、
Ｋ２　は増幅率）を演算回路２４によって演算すること
により、位置検出受光素子１４から測定対象物２までの
距離（または距離の変化）に対応した電圧Ｖ０　を出力
する。

【０００４】演算回路２４は、この例では加算回路２６
および割算回路２８を備えており、例えば　　　　Ｖ０
　＝Ｋ１　Ｖ１　／（Ｋ１　Ｖ１　＋αＫ２　Ｖ２　）
　　　　・・・（１）なる演算を行う。αは、前記距離
と電圧Ｖ０　が比例するようにするための補正係数であ
る。

【０００５】この電圧Ｖ０　は、そのままアナログ出力
として出力する場合もあるし、比較回路３０で基準電圧
として比較してオンオフ出力として出力する場合もある
。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記測距式
光電センサにおいては、測定対象物２が当該センサの前
を横切っていて投光スポットが測定対象物２に完全に当
たらない場合、測距誤差が出るという問題がある。これ
は、例えば図７に示すように、投光スポット１０ａが測
定対象物２に完全に当たらない場合、その光量重心Ｇ１
　の位置が、完全に当たった場合の光量重心Ｇ０　の位
置からずれ、これが位置検出受光素子１４上への光量重
心のずれにつながるからである。

【０００７】そこでこの発明は、測定対象物が当該セン
サの前を横切っている場合に誤った信号を出さないよう
にすることを主たる目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、この発明に係る第１の測距式光電センサは、前記位置
検出受光素子からの信号またはそれを処理した信号に基
づいて前記測定対象物からの反射光量の変化分を検出す
る変化分検出回路と、この変化分検出回路で検出した変
化分が基準の条件を満たさないときに前記演算回路から
出力される信号またはそれを処理した信号を無効にする
補正回路とを設けたことを特徴とする。

【０００９】また、この発明に係る第２の測距式光電セ
ンサは、前記位置検出受光素子からの信号またはそれを
処理した信号に基づいて前記測定対象物からの反射光量
の変化率を検出する変化率検出回路と、この変化率検出
回路で検出した変化率が基準の条件を満たさないときに
前記演算回路から出力される信号またはそれを処理した
信号を無効にする補正回路とを設けたことを特徴とする
。

【００１０】

【作用】測定対象物に対して投光スポットが一部から全
体に当たって行く場合、位置検出受光素子で受ける反射
光の光量は大きく変化する。

【００１１】上記第１の測距式光電センサにおいては、
この反射光量の変化分が変化分検出回路によって検出さ
れ、この変化分が基準の条件を満たさないときは、補正
回路によって、前記演算回路から出力される信号または
それを処理した信号が無効にされる。これにより、測定
対象物が当該センサの前を横切っている場合に誤った信
号が出力されるのが防止される。

【００１２】上記第２の測距式光電センサにおいては、
反射光量の変化分を検出する代わりに、反射光量の変化
率を検出するものであり、これにより測定対象物が横切
っているか否かの判別がより正確になる。

【００１３】

【実施例】図１は、この発明の一実施例に係る測距式光
電センサを示すブロック図である。図６の従来例と同一
または相当する部分には同一符号を付し、以下において
は当該従来例との相違点を主に説明する。

【００１４】この実施例においては、前述した増幅回路
２０の出力部に変化分検出回路３２を接続すると共に、
それからの信号を受ける補正回路３４を、演算回路２４
（より具体的にはその割算回路２８）の出力部と比較回
路３０およびアナログ出力部との間に挿入している。

【００１５】前述した変換回路１６、１８から出力され
る電圧Ｖ１　、Ｖ２　、それを増幅回路２０、２２で増
幅した電圧Ｋ１　Ｖ１　、Ｋ２　Ｖ２　、それらを加算
回路２６で加算した電圧（Ｋ１　Ｖ１　＋Ｋ２　Ｖ２　
）は、いずれも、測定対象物２からの反射光１２の光量
を表しているので、そのいずれを変化分検出回路３２に
取り込んでも良いが、この実施例では増幅回路２０から
出力される電圧Ｋ１　Ｖ１　を取り込むようにしている
。

【００１６】変化分検出回路３２は、例えば、図２に示
すようにコンデンサ３６および抵抗３８で構成された微
分回路であり、増幅回路２０から出力される電圧Ｋ１　
Ｖ１　を微分してその変化分（Ｄ＝ｄＫ１　Ｖ１　／ｄ
ｔ）を出力する。

【００１７】補正回路３４は、例えば図３に示すような
構成をしている。即ち、二つのコンパレータ４０、４２
と、コンパレータ４２の出力部に挿入されたノット回路
４４と、それとコンパレータ４０の出力部に接続された
アンド回路４６と、演算回路２４の出力部に挿入された
アナログスイッチ４８と、それに接続されたコンデンサ
５０およびバッファアンプ５２とを備えている。

【００１８】コンパレータ４０、４２は、二つの基準値
ＶＡ　、ＶＢ　（例えばＶＡ　＞ＶＢ　）を持ついわゆ
るウィンドウコンパレータを構成しており、これとノッ
ト回路４４およびアンド回路４６の働きで、変化分検出
回路３２で検出した変化分Ｄが所定の範囲内にある、即
ちＶＡ　＞Ｄ＞ＶＢ　　　　　・・・（２）なる条件を
を満たす場合にのみ、アンド回路４６からハイレベルの
信号を出力し、それによってアナログスイッチ４８をオ
ンする。

【００１９】このアナログスイッチ４８、コンデンサ５
０およびバッファアンプ５２は、いわゆるサンプルホー
ルド回路を構成しており、アナログスイッチ４８がオン
されたときはそのときの演算回路２４からの電圧Ｖ０　
をそのまま出力し、アナログスイッチ４８がオフしてい
る間はその直前の状態を保持して出力する。

【００２０】従って上記のような構成によれば、位置検
出受光素子１４で受ける反射光１２の光量の変化が小さ
いときは、演算回路２４から出力される電圧Ｖ０　は補
正回路３４を素通りして出力されるが、反射光１２の光
量の変化が大きいときは、演算回路２４から出力される
電圧Ｖ０　は無効にされ、その直前の電圧Ｖ０　が保持
かつ出力される。これにより、測定対象物２が当該セン
サの前を横切っていて投光スポットが測定対象物２に完
全に当たっていない場合に、誤った信号（アナログ信号
やオンオフ信号）が出力されるのが防止される。

【００２１】他の実施例を示すと、上記のような補正回
路３４を設ける代わりに、例えば図４に示すような補正
回路３４ａを、前述した比較回路３０の出力側に設けて
も良い。即ちこの補正回路３４ａは、図３の例のアナロ
グスイッチ４８、コンデンサ５０およびバッファアンプ
５２で構成されるサンプルホールド回路の代わりに、ア
ンド回路５４を備えており、位置検出受光素子１４で受
ける反射光１２の光量の変化が大きいときは、比較回路
３０からのオンオフ出力を無効にして、これが外部に出
力されないようにしている。

【００２２】上記各実施例で補正回路３４、３４ａにお
いて、二つのコンパレータ４０、４２を設けてウィンド
ウコンパレータを構成しているのは、測定対象物２が当
該センサの前を横切る方向が逆になれば変化分検出回路
３２から出力される変化分Ｄの極性も逆になるのでその
対策のためである。従って、測定対象物２が一方向にし
か移動しないのであれば、変化分検出回路３２からの変
化分Ｄを所定の基準値と比較して前者が後者より小さい
場合にハイレベルの信号を出力する一つのコンパレータ
で良く、その場合はノット回路４４およびアンド回路４
６も不要になる。

【００２３】また、測定対象物２からの反射光量の変化
分だけでは、光量が大きいときと小さいときとで同じ変
化をしても変化率が違うので、測定対象物２の距離や反
射率等により判別の基準値を一定に決めるのが困難な場
合があり、その場合は、反射光量の変化率（＝反射光量
の変化分／反射光量）を検出し、その値によって前述し
たような処理を行うようにしても良い。

【００２４】具体的には、前記変化分検出回路３２の代
わりに、例えば図５に示すような変化率検出回路５６を
設ければ良い。この変化率検出回路５６は、前記変化分
検出回路３２と割算回路５８とを組み合わせたものであ
り、入力電圧Ｋ１　Ｖ１　を分母とし変化分検出回路３
２からの出力Ｄを分子とする割算を割算回路５８におい
て行い、入力電圧の変化率Ｒ（＝Ｄ／Ｋ１　Ｖ１　）を
求める。 そしてこの変化率Ｒを、前述した補正回路３４や３４ａ
に取り込めば良い。このような変化率Ｒを用いると、前
述した変化分Ｄを用いる場合に比べて、測定対象物２が
横切っているか否かの判別をより正確に行うことができ
る。

【００２５】なお、位置検出受光素子１４から出力され
る信号を処理して当該素子１４から測定対象物２までの
距離に対応した信号を求める回路構成は、上記例のよう
なものに限定されるものではない。例えば、直流信号を
用いる代わりに、それを変調した変調信号を用いて処理
するものでも良い。

【００２６】また、位置検出受光素子には、前述した位
置検出素子（ＰＳＤ）の代わりに、多数のホトダイオー
ドを並設して成る多分割ホトダイオード等を用いても良
い。

【００２７】

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、測定対
象物が当該センサの前を横切っているか否かを判別して
、横切っている場合に誤った信号が出力されるのを防止
することができる。

【００２８】また、従来例では測定対象物が横切る場合
の他、反射率の大きく異なる境界を持つ場合も同様に誤
った信号を出力していたが、この発明によれば、このよ
うな状況も判別して誤った信号が出力されるのを防止す
ることができる。

【００２９】また、前述した変化分検出回路の代わりに
変化率検出回路を用いれば、上記判別をより正確に行う
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　この発明の一実施例に係る測距式光電セン
サを示すブロック図である。

【図２】　　図１中の変化分検出回路の一例を示す図で
ある。

【図３】　　図１中の補正回路の一例を示す図である。

【図４】　　補正回路の他の例を示す図である。

【図５】　　変化率検出回路の一例を示す図である。

【図６】　　従来の測距式光電センサの一例を示すブロ
ック図である。

【図７】　　投光スポットが測定対象物に完全に当たら
ない場合の一例を示す図である。

【符号の説明】

２　　測定対象物 ４　　投光素子 １４　　位置検出受光素子 ２４　　演算回路 ３２　　変化分検出回路 ３４，３４ａ　　補正回路 ５６　　変化率検出回路

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　光を発する投光素子とこの投光素子か
   らの光が測定対象物に当たって反射して来た反射光を受
   けてその受光位置に応じた信号を出力する位置検出受光
   素子と、この位置検出受光素子からの信号またはそれを
   処理をした信号に基づいて当該素子から前記測定対象物
   までの距離に対応した信号を出力する演算回路とを備え
   る測距式光電センサにおいて、前記位置検出受光素子か
   らの信号またはそれを処理した信号に基づいて前記測定
   対象物からの反射光量の変化分を検出する変化分検出回
   路と、この変化分検出回路で検出した変化分が基準の条
   件を満たさないときに前記演算回路から出力される信号
   またはそれを処理した信号を無効にする補正回路とを設
   けたことを特徴とする測距式光電センサ。
2. 【請求項２】　　光を発する投光素子とこの投光素子か
   らの光が測定対象物に当たって反射して来た反射光を受
   けてその受光位置に応じた信号を出力する位置検出受光
   素子と、この位置検出受光素子からの信号またはそれを
   処理をした信号に基づいて当該素子から前記測定対象物
   までの距離に対応した信号を出力する演算回路とを備え
   る測距式光電センサにおいて、前記位置検出受光素子か
   らの信号またはそれを処理した信号に基づいて前記測定
   対象物からの反射光量の変化率を検出する変化率検出回
   路と、この変化率検出回路で検出した変化率が基準の条
   件を満たさないときに前記演算回路から出力される信号
   またはそれを処理した信号を無効にする補正回路とを設
   けたことを特徴とする測距式光電センサ。