JPH057146A - 光電スイツチ - Google Patents
光電スイツチInfo
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- JPH057146A JPH057146A JP15425591A JP15425591A JPH057146A JP H057146 A JPH057146 A JP H057146A JP 15425591 A JP15425591 A JP 15425591A JP 15425591 A JP15425591 A JP 15425591A JP H057146 A JPH057146 A JP H057146A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】割り算器を使用せず比較的単純な回路構成で被
検物の位置を判別する装置を提供すること。 【構成】被検物からの反射光を受ける受光素子１と、こ
の受光素子１からの電流ＩB ，ＩA を各々これに比例し
た電圧ＶB ，ＶA に変換する増幅器２，増幅器３と、差
動増幅器４と、増幅器３の出力電圧をｇ倍に分圧して差
動増幅器４の非反転入力端子（＋）に加える分圧回路５
と、増幅器２、増幅器３、及び差動増幅器４のそれぞれ
の出力端子と差動増幅器４の反転入力端子（−）との間
に接続される１：１／ｒ：ｋ の抵抗比を有する抵抗器
６，抵抗器７，抵抗器８と、差動増幅器４の出力電圧を
零ボルトと比較して被検物の位置を検出する比較器９と
で構成されている。ここで、ｒ−ｇ−ｒｇ＝１である。
検物の位置を判別する装置を提供すること。 【構成】被検物からの反射光を受ける受光素子１と、こ
の受光素子１からの電流ＩB ，ＩA を各々これに比例し
た電圧ＶB ，ＶA に変換する増幅器２，増幅器３と、差
動増幅器４と、増幅器３の出力電圧をｇ倍に分圧して差
動増幅器４の非反転入力端子（＋）に加える分圧回路５
と、増幅器２、増幅器３、及び差動増幅器４のそれぞれ
の出力端子と差動増幅器４の反転入力端子（−）との間
に接続される１：１／ｒ：ｋ の抵抗比を有する抵抗器
６，抵抗器７，抵抗器８と、差動増幅器４の出力電圧を
零ボルトと比較して被検物の位置を検出する比較器９と
で構成されている。ここで、ｒ−ｇ−ｒｇ＝１である。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は検査光を被検物に投射
して、その被検物からの反射光を位置検出素子に結像さ
せて被検物の位置を認識する測距式光電スイッチに関す
る。
して、その被検物からの反射光を位置検出素子に結像さ
せて被検物の位置を認識する測距式光電スイッチに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】被検物の位置を検出する装置として、例
えば図６のような装置が存在する。すなわち、図６の装
置は従来例を示すものであって、投光素子３１と投光レ
ンズ３２とからなり被検物３０に検査光を投射する投光
部３３と、被検物３０からの反射光を結像させる受光レ
ンズ３４と、反射光の結像位置に設置される受光素子３
５（ＰＳＤや２分割フォトダイオード等）と、受光素子
３５の出力より被検物３０の位置が予め設定された検出
位置か否かを判別する演算判別部３６とで構成されてい
る。
えば図６のような装置が存在する。すなわち、図６の装
置は従来例を示すものであって、投光素子３１と投光レ
ンズ３２とからなり被検物３０に検査光を投射する投光
部３３と、被検物３０からの反射光を結像させる受光レ
ンズ３４と、反射光の結像位置に設置される受光素子３
５（ＰＳＤや２分割フォトダイオード等）と、受光素子
３５の出力より被検物３０の位置が予め設定された検出
位置か否かを判別する演算判別部３６とで構成されてい
る。
【０００３】そして、この演算判別部３６は、受光素子
３５の出力電流ＩA，ＩB をこれに比例する電圧値
ＶA ，ＶB に変換するＩ／Ｖ変換器３７、３８と、Ｉ／
Ｖ変換器３７、３８の出力を受けＶA −ＶB の計算をす
る減算器３９と、Ｉ／Ｖ変換器３７、３８の出力を受け
ＶA ＋ＶB の計算をする加算器４０と、減算器と加算器
の出力を割り算する割り算器４１と、割り算器４１の出
力電圧を基準電圧と比較する比較器４２と、比較器４２
に基準電圧を与えるしきい値設定回路４３とで構成され
ている。
３５の出力電流ＩA，ＩB をこれに比例する電圧値
ＶA ，ＶB に変換するＩ／Ｖ変換器３７、３８と、Ｉ／
Ｖ変換器３７、３８の出力を受けＶA −ＶB の計算をす
る減算器３９と、Ｉ／Ｖ変換器３７、３８の出力を受け
ＶA ＋ＶB の計算をする加算器４０と、減算器と加算器
の出力を割り算する割り算器４１と、割り算器４１の出
力電圧を基準電圧と比較する比較器４２と、比較器４２
に基準電圧を与えるしきい値設定回路４３とで構成され
ている。
【０００４】以上の構成の装置において、被検物３０の
位置が変わると、割り算器４１の出力がどう変わるかを
次に説明する。被検物３０の位置が図６のｍ点からｎ点
に変わると、受光素子上の光点の位置が図５のｍ’点か
らｎ’点に変わる。ところで、光電流の値ＩA ，Ｉ
B は、受光素子上の光点と受光素子の電極間の距離に比
例するので、上記光点位置の移動に伴ない光電流ＩA は
増加し、光電流ＩB は減少する。この光電流ＩA ，ＩB
はそれぞれの値に比例する電圧値ＶA ，ＶB に変換され
た後、減算器３９、加算器４０で所定の演算をされるの
で、割り算器４１には（ＶA −ＶB ）／（ＶA ＋ＶB ）
の値が出力される。
位置が変わると、割り算器４１の出力がどう変わるかを
次に説明する。被検物３０の位置が図６のｍ点からｎ点
に変わると、受光素子上の光点の位置が図５のｍ’点か
らｎ’点に変わる。ところで、光電流の値ＩA ，Ｉ
B は、受光素子上の光点と受光素子の電極間の距離に比
例するので、上記光点位置の移動に伴ない光電流ＩA は
増加し、光電流ＩB は減少する。この光電流ＩA ，ＩB
はそれぞれの値に比例する電圧値ＶA ，ＶB に変換され
た後、減算器３９、加算器４０で所定の演算をされるの
で、割り算器４１には（ＶA −ＶB ）／（ＶA ＋ＶB ）
の値が出力される。
【０００５】この割り算器４１の出力が被検物３０の位
置によってどう変わるかを図示したのが図７であり、
（ＶA −ＶB ）／（ＶA＋ＶB ）の値は、被検物３０の
位置（計測基準位置からの距離Ｌ）に比例して変化す
る。図７に示すように被検物３０の位置は割り算器４１
の出力ｍ''，ｎ''に比例するので、割り算器４１の出力
電圧と基準電圧とを比較器４２で比較すれば、比較器４
２の出力により被検物の位置が明らかになる。ここで、
基準電圧とは、被検物が予め設定されている所定の位置
Ｌ0（以下、判定基準点という。）にあるときの電圧で
あるので、比較器４２の出力により被検物の位置と上記
判定基準点との位置関係が明らかになる。
置によってどう変わるかを図示したのが図７であり、
（ＶA −ＶB ）／（ＶA＋ＶB ）の値は、被検物３０の
位置（計測基準位置からの距離Ｌ）に比例して変化す
る。図７に示すように被検物３０の位置は割り算器４１
の出力ｍ''，ｎ''に比例するので、割り算器４１の出力
電圧と基準電圧とを比較器４２で比較すれば、比較器４
２の出力により被検物の位置が明らかになる。ここで、
基準電圧とは、被検物が予め設定されている所定の位置
Ｌ0（以下、判定基準点という。）にあるときの電圧で
あるので、比較器４２の出力により被検物の位置と上記
判定基準点との位置関係が明らかになる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の装置で
は割り算器を不可欠とするため、測定精度や安定性が割
り算器で制限されてしまう等の問題点がある。すなわ
ち、この割り算器は温度特性が悪くダイナミックレンジ
が狭い、また回路が複雑でありコストも高くなる、さら
に調整なども複雑であるという種々の問題点がある。
は割り算器を不可欠とするため、測定精度や安定性が割
り算器で制限されてしまう等の問題点がある。すなわ
ち、この割り算器は温度特性が悪くダイナミックレンジ
が狭い、また回路が複雑でありコストも高くなる、さら
に調整なども複雑であるという種々の問題点がある。
【０００７】本発明は、かかる問題点に鑑みたものであ
り、割り算器を使用せず比較的単純な回路構成で被検物
の位置を判別する装置を提供することを目的にする。
り、割り算器を使用せず比較的単純な回路構成で被検物
の位置を判別する装置を提供することを目的にする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記の問題を解決するた
め、本発明は、被検物に検査光を投射し、その被検物か
らの反射光を位置検出素子に結像させ、その位置検出素
子から出力される２種類の電流を基にして被検物の位置
を認識する光電スイッチにおいて、前記各電流を各々こ
れに比例した電圧値に変換する第１と第２の増幅器と、
反転入力端子と非反転入力端子とを有し、この両端子間
の電圧を差動的に増幅する差動増幅器と、前記第２の増
幅器の出力電圧をｇ倍に分圧して、前記差動増幅器の非
反転入力端子に加える分圧回路と、前記第１の増幅器、
第２の増幅器、及び差動増幅器のそれぞれの出力端子と
前記差動増幅器の反転入力端子との間に接続される
１：１／ｒ：ｋ のインピーダンス比を有する３つのイ
ンピーダンス素子と、前記差動増幅器の出力電圧と基準
電圧とを比較して、被検物の存在位置をｋの値で決まる
判定基準点との関係で出力する比較器とを備え、上記の
定数ｇとｒとが所定の関係を満たす構成にしている。
め、本発明は、被検物に検査光を投射し、その被検物か
らの反射光を位置検出素子に結像させ、その位置検出素
子から出力される２種類の電流を基にして被検物の位置
を認識する光電スイッチにおいて、前記各電流を各々こ
れに比例した電圧値に変換する第１と第２の増幅器と、
反転入力端子と非反転入力端子とを有し、この両端子間
の電圧を差動的に増幅する差動増幅器と、前記第２の増
幅器の出力電圧をｇ倍に分圧して、前記差動増幅器の非
反転入力端子に加える分圧回路と、前記第１の増幅器、
第２の増幅器、及び差動増幅器のそれぞれの出力端子と
前記差動増幅器の反転入力端子との間に接続される
１：１／ｒ：ｋ のインピーダンス比を有する３つのイ
ンピーダンス素子と、前記差動増幅器の出力電圧と基準
電圧とを比較して、被検物の存在位置をｋの値で決まる
判定基準点との関係で出力する比較器とを備え、上記の
定数ｇとｒとが所定の関係を満たす構成にしている。
【０００９】
【作用】第１の増幅器の出力電圧ＶB と第２の増幅器の
出力電圧ＶA と差動増幅器の出力電圧Ｖ0 を、それぞれ
１：１／ｒ：ｋのインピーダンス比を有する３つのイン
ピーダンス素子を介して差動増幅器の反転入力端子に加
え、かつ分圧回路の出力電圧ｇＶA を差動増幅器の非反
転入力端子に加えているので、差動増幅器の出力電圧Ｖ
0 はＶA ，ＶB の線形結合の式で与えられる。そして、
ｒ，ｇの値は、ｒ−ｇ−ｒｇが特定の定数ｃに等しくな
る関係にあるので、差動増幅器の出力電圧Ｖ0 は被検物
の位置Ｌ（計測基準位置からの距離）に応じて単調に変
化するものとなる。つまり、Ｖ0 を与える線形結合の式
は、CONST1，CONST2を定数として、ほぼＶ0 ＝CONST1×
Ｌ−CONST2×ｋに近い形で与えられる。なお、この式に
おいて、CONST1×Ｌは被検物の位置Ｌに応じて単調に変
化する項であり、CONST2×ｋは差動増幅器の出力端子と
反転入力端子間のインピーダンス素子のインピーダンス
値で決まる定数項である。
出力電圧ＶA と差動増幅器の出力電圧Ｖ0 を、それぞれ
１：１／ｒ：ｋのインピーダンス比を有する３つのイン
ピーダンス素子を介して差動増幅器の反転入力端子に加
え、かつ分圧回路の出力電圧ｇＶA を差動増幅器の非反
転入力端子に加えているので、差動増幅器の出力電圧Ｖ
0 はＶA ，ＶB の線形結合の式で与えられる。そして、
ｒ，ｇの値は、ｒ−ｇ−ｒｇが特定の定数ｃに等しくな
る関係にあるので、差動増幅器の出力電圧Ｖ0 は被検物
の位置Ｌ（計測基準位置からの距離）に応じて単調に変
化するものとなる。つまり、Ｖ0 を与える線形結合の式
は、CONST1，CONST2を定数として、ほぼＶ0 ＝CONST1×
Ｌ−CONST2×ｋに近い形で与えられる。なお、この式に
おいて、CONST1×Ｌは被検物の位置Ｌに応じて単調に変
化する項であり、CONST2×ｋは差動増幅器の出力端子と
反転入力端子間のインピーダンス素子のインピーダンス
値で決まる定数項である。
【００１０】比較器は、差動増幅器の上記出力電圧Ｖ0
と基準電圧ＶR を比較するが、この基準電圧ＶR は、被
検物が予め設定された所定の位置（判定基準点Ｌ0 ）に
あるときの差動増幅器の出力電圧Ｖ00＝CONST1×Ｌ0 −
CONST2×ｋである。従って、比較器の出力によって、被
検物の存在位置Ｌが判定基準点Ｌ0 との関係で明らかと
なる。また、差動増幅器の出力端子と反転入力端子間の
インピーダンス素子を可変素子にしておけば、ｋの値を
可変することで判定基準点Ｌ0 を任意に設定できる。
と基準電圧ＶR を比較するが、この基準電圧ＶR は、被
検物が予め設定された所定の位置（判定基準点Ｌ0 ）に
あるときの差動増幅器の出力電圧Ｖ00＝CONST1×Ｌ0 −
CONST2×ｋである。従って、比較器の出力によって、被
検物の存在位置Ｌが判定基準点Ｌ0 との関係で明らかと
なる。また、差動増幅器の出力端子と反転入力端子間の
インピーダンス素子を可変素子にしておけば、ｋの値を
可変することで判定基準点Ｌ0 を任意に設定できる。
【００１１】
【実施例】図１は本発明の一実施例を示す回路図であ
る。被検物からの反射光を受ける受光素子１と、この受
光素子１からの電流ＩB，ＩA を各々これに比例した電
圧ＶB，ＶA に変換する増幅器２，増幅器３と、反転入
力端子（−）と非反転入力端子（＋）とを有しこの両端
子間の電圧を増幅する差動増幅器４と、増幅器３の出力
電圧をｇ倍に分圧して差動増幅器４の非反転入力端子
（＋）に加える分圧回路５と、増幅器２、増幅器３、及
び差動増幅器４のそれぞれの出力端子と差動増幅器４の
反転入力端子（−）との間に接続される １：１／ｒ：
ｋ の抵抗比を有する抵抗器６，抵抗器７，抵抗器８
と、差動増幅器４の出力電圧を零ボルトと比較して被検
物の位置を検出する比較器９とで構成されている。ここ
で、分圧回路５は、抵抗器１０と抵抗器１１とで構成さ
れ、抵抗器１０と抵抗器１１の抵抗器比は （１−
ｇ）：ｇ に設定されている。なお、ｇ＜１である。ま
た、抵抗器８は可変抵抗器であり慴動片を変化して抵抗
値を可変できるようになっている。さらに、抵抗器６、
抵抗器７、抵抗器１０、抵抗器１１の抵抗値を定める上
記の定数ｇ，ｒは、ｒ−ｇ−ｒｇ＝１となるよう設定さ
れている。
る。被検物からの反射光を受ける受光素子１と、この受
光素子１からの電流ＩB，ＩA を各々これに比例した電
圧ＶB，ＶA に変換する増幅器２，増幅器３と、反転入
力端子（−）と非反転入力端子（＋）とを有しこの両端
子間の電圧を増幅する差動増幅器４と、増幅器３の出力
電圧をｇ倍に分圧して差動増幅器４の非反転入力端子
（＋）に加える分圧回路５と、増幅器２、増幅器３、及
び差動増幅器４のそれぞれの出力端子と差動増幅器４の
反転入力端子（−）との間に接続される １：１／ｒ：
ｋ の抵抗比を有する抵抗器６，抵抗器７，抵抗器８
と、差動増幅器４の出力電圧を零ボルトと比較して被検
物の位置を検出する比較器９とで構成されている。ここ
で、分圧回路５は、抵抗器１０と抵抗器１１とで構成さ
れ、抵抗器１０と抵抗器１１の抵抗器比は （１−
ｇ）：ｇ に設定されている。なお、ｇ＜１である。ま
た、抵抗器８は可変抵抗器であり慴動片を変化して抵抗
値を可変できるようになっている。さらに、抵抗器６、
抵抗器７、抵抗器１０、抵抗器１１の抵抗値を定める上
記の定数ｇ，ｒは、ｒ−ｇ−ｒｇ＝１となるよう設定さ
れている。
【００１２】次に図１に従って回路動作を説明する。差
動増幅器４の入力端子に着目すると、非反転入力端子
（＋）には分圧回路の出力電圧ｇＶA が加わり、反転入
力端子（−）には抵抗器６を介して増幅器２の出力ＶB
が、抵抗器７を介して増幅器１の出力ＶA が、また可変
抵抗器８を介して差動増幅器４の出力ＶO が加わってい
る。ここで、差動増幅器４はオープン利得及び入力イン
ピーダンスが非常に大きいので、両入力端子の電位は等
しく、かつ両入力端子から増幅器内部へ流れる電流も無
視できる。従って、反転入力端子（−）での電流の総和
は零であり、以下の関係式が成り立つ。 （ＶB −ｇＶA ）／Ｒ＋（ＶA −ｇＶA ）／（Ｒ／ｒ） ＝（ｇＶA −Ｖ0 ）／（ｋＲ） なお、Ｒは抵抗器６の
抵抗値である。そして、これを整理すると、 ＶO ＝ｇＶA −ｋ〔ＶB ＋（ｒ−ｇ−ｒｇ）ＶA 〕……
（式１）となる。 いま、ｒ−ｇ−ｒｇ＝１の関係が成立するよう各抵抗値
が設定されているので、上式はさらに整理され、結局、
差動増幅器４の出力電圧は ＶO ＝ｇＶA −ｋ（ＶB ＋ＶA ）……（式２）となる。
動増幅器４の入力端子に着目すると、非反転入力端子
（＋）には分圧回路の出力電圧ｇＶA が加わり、反転入
力端子（−）には抵抗器６を介して増幅器２の出力ＶB
が、抵抗器７を介して増幅器１の出力ＶA が、また可変
抵抗器８を介して差動増幅器４の出力ＶO が加わってい
る。ここで、差動増幅器４はオープン利得及び入力イン
ピーダンスが非常に大きいので、両入力端子の電位は等
しく、かつ両入力端子から増幅器内部へ流れる電流も無
視できる。従って、反転入力端子（−）での電流の総和
は零であり、以下の関係式が成り立つ。 （ＶB −ｇＶA ）／Ｒ＋（ＶA −ｇＶA ）／（Ｒ／ｒ） ＝（ｇＶA −Ｖ0 ）／（ｋＲ） なお、Ｒは抵抗器６の
抵抗値である。そして、これを整理すると、 ＶO ＝ｇＶA −ｋ〔ＶB ＋（ｒ−ｇ−ｒｇ）ＶA 〕……
（式１）となる。 いま、ｒ−ｇ−ｒｇ＝１の関係が成立するよう各抵抗値
が設定されているので、上式はさらに整理され、結局、
差動増幅器４の出力電圧は ＶO ＝ｇＶA −ｋ（ＶB ＋ＶA ）……（式２）となる。
【００１３】（式２）の各項を構成するＶA ，ＶB の値
と被検物の計測基準位置からの距離Ｌの関係を図示する
と図２のようになる。図２から明らかなように、被検物
が計測基準位置から離れる程、ｇＶA は単調に増加する
が、一方、ｋ（ＶB ＋ＶA ）の値はほぼ一定値となる
（図３の（ａ）参照）。従って、比較器９に加わる電圧
は被検物の位置に応じて負から正に単調に増加すること
になり（図３の（ｂ）参照）、被検物が判定基準点にあ
る場合（Ｌ＝Ｌ0 ）に差動増幅器４の出力電圧が零にな
る。そして、比較器９では、ｇＶA −ｋ（ＶB ＋ＶA ）
の値と零ボルトとが比較されるので、被検物が判定基準
点より遠くに存在すればＬレベルの電圧を出力し、逆に
判定基準点より近くに存在すればＨレベルの電圧を出力
する。
と被検物の計測基準位置からの距離Ｌの関係を図示する
と図２のようになる。図２から明らかなように、被検物
が計測基準位置から離れる程、ｇＶA は単調に増加する
が、一方、ｋ（ＶB ＋ＶA ）の値はほぼ一定値となる
（図３の（ａ）参照）。従って、比較器９に加わる電圧
は被検物の位置に応じて負から正に単調に増加すること
になり（図３の（ｂ）参照）、被検物が判定基準点にあ
る場合（Ｌ＝Ｌ0 ）に差動増幅器４の出力電圧が零にな
る。そして、比較器９では、ｇＶA −ｋ（ＶB ＋ＶA ）
の値と零ボルトとが比較されるので、被検物が判定基準
点より遠くに存在すればＬレベルの電圧を出力し、逆に
判定基準点より近くに存在すればＨレベルの電圧を出力
する。
【００１４】以上説明したように、この回路ではｇＶA
の値とｋ（ＶB ＋ＶA ）の値が等しくなるような被検物
の位置を判定基準点としている。従って判定基準点を近
くに設定したければｋを小さくすればよく、逆に判定基
準点を遠くに設定したければｋを大きくすればよい。つ
まり、可変抵抗器８の可変により判定基準点Ｌ0 を任意
に設定できる。
の値とｋ（ＶB ＋ＶA ）の値が等しくなるような被検物
の位置を判定基準点としている。従って判定基準点を近
くに設定したければｋを小さくすればよく、逆に判定基
準点を遠くに設定したければｋを大きくすればよい。つ
まり、可変抵抗器８の可変により判定基準点Ｌ0 を任意
に設定できる。
【００１５】次にｒ−ｇ−ｒｇの値を別の適当な値に設
定すれば、ｋの変化量と判定基準点Ｌ0 の変化量を均等
化できることを説明する。ｒ−ｇ−ｒｇをｄとして（式
１）を変形すると、ＶO ＝ｇＶA −ｋ（ＶB ＋ｄＶA ）
となり、比較器への入力電圧が零になる条件は、ｋ＝ｇ
ＶA ／（ＶB ＋ｄＶA ）……（式３）となる。ここで、
ｄを１より小さい適当な値に設定すると（式３）の右辺
はｋに対して直線性を改善できる。つまりｄを適当に設
定するとｋの大小に拘らずｋの変化量と設定距離Ｌ0 の
変化量が等しくなり、ｋの設定量が均等化される。
定すれば、ｋの変化量と判定基準点Ｌ0 の変化量を均等
化できることを説明する。ｒ−ｇ−ｒｇをｄとして（式
１）を変形すると、ＶO ＝ｇＶA −ｋ（ＶB ＋ｄＶA ）
となり、比較器への入力電圧が零になる条件は、ｋ＝ｇ
ＶA ／（ＶB ＋ｄＶA ）……（式３）となる。ここで、
ｄを１より小さい適当な値に設定すると（式３）の右辺
はｋに対して直線性を改善できる。つまりｄを適当に設
定するとｋの大小に拘らずｋの変化量と設定距離Ｌ0 の
変化量が等しくなり、ｋの設定量が均等化される。
【００１６】なお、図１の回路では差動増幅器４の出力
を抵抗器８を介して反転入力端子（−）に帰還している
が、より一般化すると図４のようになる。図４は、差動
増幅器４の出力電圧を抵抗器１２と抵抗器１３で分圧し
て抵抗器８に加えた回路であり、図１は図４の回路の抵
抗器１２の値が零の場合に該当する。図５は本発明の他
の実施例を示す回路図である。図１の回路との相違は、
図１の回路の増幅器３と分圧回路５の部分である。すな
わち、図５の増幅器１４には、抵抗器１５と抵抗器１６
の接続点から、抵抗器１７を介して帰還がかかってい
る。この構成の違いの為、抵抗器１６の両端電圧は光電
流ＩA に変換比βを掛けた値ＶA となるが、一方、増幅
器１４の出力電圧は光電流ＩA に変換比βを掛けた値Ｖ
A に更にｇ’を掛けた値ｇ’ＶA となる（なお、ｇ’＝
１／ｇでありｇ＜１より、ｇ’はｇ’＞１である）。つ
まり、図１の増幅器３の出力電圧と図４の増幅器１４の
出力電圧の相違は、増幅器１４の出力が増幅器３の出力
の１／ｇ倍（＝ｇ’倍）になる点である。なおｇ＜１よ
り増幅器１４の出力の方が大きい。以上の相違を踏まえ
て（式１）、（式２）を変形すると、（式１）、（式
２）のＶA がｇ’ＶAに対応するので（式１）は、 ＶO ＝ｇｇ’ＶA −ｋ〔ＶB ＋（ｒ−ｇ−ｒｇ）ｇ’ＶA 〕 となる。ｇ’ｇ＝１も考慮して上式を整理すると、 ＶO ＝ＶA −ｋ〔ＶB ＋（ｒｇ’−１−ｒ）ＶA 〕……
（式１’）である。 ここで、ｒｇ’−ｒ−１＝１の関係、つまりｒ−ｒｇ−
ｇ＝ｇの関係が成立するよう各抵抗値を設定すると、上
式はさらに整理され、結局、差動増幅器４の出力電圧は
ＶO ＝ＶA −ｋ（ＶB ＋ＶA ）……（式２’）となる。 従って、ｋの値を適当な値に設定することにより被検物
の位置が判定基準点に対してどの位置に存在するかを判
定できる。また、ｒｇ’−１−ｒをｄ’として（式
１’）が零になる条件を求めると上記（式３）はｋ＝Ｖ
A ／（ＶB ＋ｄ’ＶA ）……（式３’）となりｄ’を１
より小さい適当な値にすると（式３’）の右辺はｋに対
して直線性を改善できる。また、図５の差動増幅器４の
出力部を図４のように変更することもできる。
を抵抗器８を介して反転入力端子（−）に帰還している
が、より一般化すると図４のようになる。図４は、差動
増幅器４の出力電圧を抵抗器１２と抵抗器１３で分圧し
て抵抗器８に加えた回路であり、図１は図４の回路の抵
抗器１２の値が零の場合に該当する。図５は本発明の他
の実施例を示す回路図である。図１の回路との相違は、
図１の回路の増幅器３と分圧回路５の部分である。すな
わち、図５の増幅器１４には、抵抗器１５と抵抗器１６
の接続点から、抵抗器１７を介して帰還がかかってい
る。この構成の違いの為、抵抗器１６の両端電圧は光電
流ＩA に変換比βを掛けた値ＶA となるが、一方、増幅
器１４の出力電圧は光電流ＩA に変換比βを掛けた値Ｖ
A に更にｇ’を掛けた値ｇ’ＶA となる（なお、ｇ’＝
１／ｇでありｇ＜１より、ｇ’はｇ’＞１である）。つ
まり、図１の増幅器３の出力電圧と図４の増幅器１４の
出力電圧の相違は、増幅器１４の出力が増幅器３の出力
の１／ｇ倍（＝ｇ’倍）になる点である。なおｇ＜１よ
り増幅器１４の出力の方が大きい。以上の相違を踏まえ
て（式１）、（式２）を変形すると、（式１）、（式
２）のＶA がｇ’ＶAに対応するので（式１）は、 ＶO ＝ｇｇ’ＶA −ｋ〔ＶB ＋（ｒ−ｇ−ｒｇ）ｇ’ＶA 〕 となる。ｇ’ｇ＝１も考慮して上式を整理すると、 ＶO ＝ＶA −ｋ〔ＶB ＋（ｒｇ’−１−ｒ）ＶA 〕……
（式１’）である。 ここで、ｒｇ’−ｒ−１＝１の関係、つまりｒ−ｒｇ−
ｇ＝ｇの関係が成立するよう各抵抗値を設定すると、上
式はさらに整理され、結局、差動増幅器４の出力電圧は
ＶO ＝ＶA −ｋ（ＶB ＋ＶA ）……（式２’）となる。 従って、ｋの値を適当な値に設定することにより被検物
の位置が判定基準点に対してどの位置に存在するかを判
定できる。また、ｒｇ’−１−ｒをｄ’として（式
１’）が零になる条件を求めると上記（式３）はｋ＝Ｖ
A ／（ＶB ＋ｄ’ＶA ）……（式３’）となりｄ’を１
より小さい適当な値にすると（式３’）の右辺はｋに対
して直線性を改善できる。また、図５の差動増幅器４の
出力部を図４のように変更することもできる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、割り
算器を使用することなく被検物の領域検出ができるので
回路が簡素化される。またダイナミックレンジが広く温
度変動の少ない回路となり、さらにローコストで調整の
簡単であるという利点もある。
算器を使用することなく被検物の領域検出ができるので
回路が簡素化される。またダイナミックレンジが広く温
度変動の少ない回路となり、さらにローコストで調整の
簡単であるという利点もある。
【図１】本発明の一実施例を示す回路図である。
【図２】被検物の位置の変化と受光素子の出力の関係を
示す図面である。
示す図面である。
【図３】（式２）の各項の値と被検物の位置の変化の関
係を示す図面である。
係を示す図面である。
【図４】図１の回路の一部の別の実施例を示す回路図で
ある。
ある。
【図５】本発明の別の実施例を示す回路図である。
【図６】従来の測距式光電スイッチを示すブロック図で
ある。
ある。
【図７】図６の装置の割り算器の出力電圧の変化を示す
図面である。
図面である。
１ 受光素子 ２、３ 増幅器 ４ 差動増幅器 ５ 分圧回路 ６、７、８ 抵抗器 ９ 比較器
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】被検物に検査光を投射し、その被検物から
の反射光を位置検出素子に結像させ、その位置検出素子
から出力される２種類の電流を基にして被検物の位置を
認識する光電スイッチにおいて、前記各電流を各々これ
に比例した電圧値に変換する第１と第２の増幅器と、反
転入力端子と非反転入力端子とを有し、この両端子間の
電圧を差動的に増幅する差動増幅器と、前記第２の増幅
器の出力電圧をｇ倍に分圧して、前記差動増幅器の非反
転入力端子に加える分圧回路と、前記第１の増幅器、第
２の増幅器、及び差動増幅器のそれぞれの出力端子と前
記差動増幅器の反転入力端子との間に接続される １：
１／ｒ：ｋ のインピーダンス比を有する３つのインピ
ーダンス素子と、前記差動増幅器の出力電圧と基準電圧
とを比較して、被検物の存在位置をｋの値で決まる判定
基準点との関係で出力する比較器とを備え、上記の定数
ｇとｒとが所定の関係を満たすことを特徴とする光電ス
イッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15425591A JPH057146A (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 光電スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15425591A JPH057146A (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 光電スイツチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH057146A true JPH057146A (ja) | 1993-01-14 |
Family
ID=15580214
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15425591A Pending JPH057146A (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | 光電スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH057146A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006226852A (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Keyence Corp | 距離設定型光電スイッチ |
| JP2006226851A (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Keyence Corp | 位置検出型光電センサーとその基準距離設定方法 |
-
1991
- 1991-06-26 JP JP15425591A patent/JPH057146A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006226852A (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Keyence Corp | 距離設定型光電スイッチ |
| JP2006226851A (ja) * | 2005-02-18 | 2006-08-31 | Keyence Corp | 位置検出型光電センサーとその基準距離設定方法 |
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