距离设定型光电传感器的制作方法

本发明涉及用三角测距原理基于距离来判定物体的有无的距离设定型光电传感器。

背景技术：

在现有的光电传感器中，求出受光元件处的受光量的分布并检测出峰的数量，从而判断光泽反射光的有无(例如参照专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2007-221491号公报

专利文献2：日本专利2933804号公报

技术实现要素：

发明要解决的问题

在用三角测距原理基于到检测体10的距离判定物体的有无的光电传感器(以下，距离设定型光电传感器)中，例如如图6所示，基于由检测体10产生的反射光在受光元件22上的受光位置(受光分布的重心位置)，判定检测体10的有无。在距离设定型光电传感器中，将设定距离设为b(距离b的位置)时，在到检测体10的距离为比距离b更接近距离设定型光电传感器的距离a时，判定为存在检测体10，在到检测体10的距离为比距离b更远离距离设定型光电传感器的距离c时，判定为不存在检测体10。此外，在图6所示的距离设定型光电传感器中，符号11表示发光元件，符号12表示投光透镜，符号21表示受光透镜。

图6所示的到检测体10的距离与反射光在受光元件22上的受光位置的关系，在由检测体10产生的反射光为漫反射光时成立。由此，当由检测体10产生的反射光为光泽反射光时，上述关系变得不成立。

例如在检测体10为白纸等，并且由该检测体10产生的反射光仅具有漫反射光时，如图7a所示，设定距离b≒检测范围d。

另一方面，在检测体10为sus板等，并且由该检测体10产生的反射光除了漫反射光外还具有光泽反射光时，如图7b所示，设定距离b≠检测范围d’，有时能够检测的范围(检测范围d')相对于设定距离b变窄。在该情况下，有时虽然检测体10位于设定距离b内但距离设定型光电传感器会因光泽反射光而错误判定为不存在物体。

图8是示出在现有的距离设定型光电传感器中，由检测体10产生的反射光具有漫反射光101以及光泽反射光102a、102b的情况的图，图8a是示出检测体10未倾斜的情况的图，图8b是示出检测体10倾斜的情况的图。

在图8中，光泽反射光102a是从发光元件11照射至检测体10的光之中的中心部分的光的反射光。另外，光泽反射光102b是从发光元件11照射至检测体10的光之中的周边部分的光的反射光。另外，照射至检测体10的光之中的中心部分的光相比周边部分的光强度要强。因此，光泽反射光102a相比光泽反射光102b具有较强强度。

如图8b所示，当检测体10具有倾斜度θ时，光泽反射光102b会相对于受光元件22入射到从漫反射光101的受光位置偏离的位置。另外，虽然光泽反射光102b与光泽反射光102a相比强度较弱，但光泽反射光102b相对于漫反射光101是非常强的光。因此，当光泽反射光102b从漫反射光101的受光位置偏离并入射到受光元件22的far侧时，距离设定型光电传感器就会在本应判定为检测体10存在时错误判定为检测体10不存在。

在由检测体10产生的反射光仅具有漫反射光101的情况下，如图9所示，即使检测体10具有倾斜度θ时距离b的位置也不会改变(距离b＝距离b')。

在距离设定型光电传感器中，在判定检测体10的有无后，在比设定距离b近的一侧的动作特别重要。原因是，例如在对在输送机上流动的物体进行检测时，比设定距离远的一侧是背景，近的一侧是检测体10。关于背景，虽然能够通过设置非光泽的墙壁来作为对策，但检测体10是各种各样的原材料，有时具有光泽成分，因此在近侧的动作变得重要。于是，在由检测体10产生的反射光包含光泽反射光的情况下，寻求降低其影响，扩大检测范围d'。

本发明是为了解决上述那样的问题而完成的发明，目的在于提供一种即使在由检测体产生的反射光包含光泽反射光的情况下，也能降低其影响的距离设定型光电传感器。

解决问题的技术手段

本发明涉及的距离设定型光电传感器的特征在于，具备：投光部，其投出光；受光部，其接受光，并具有当检测体位于比设定距离近的位置时能够接受由该检测体产生的漫反射光的n侧受光面、以及当检测体位于比设定距离远的位置时能够接受由该检测体产生的漫反射光的f侧受光面；位置判定部，其判定由受光部接受的光的受光位置；强度判定部，其判定由受光部接受的光的受光强度；以及有无判定部，其根据位置判定部以及强度判定部的判定结果来判定检测体的有无。

发明效果

根据本发明，如上述所构成，因此即使在由检测体产生的反射光包含光泽反射光的情况下，也能降低其影响。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1涉及的距离设定型光电传感器的构成例的图。

图2是示出本发明的实施方式1中在受光元件上的受光位置与到检测体的距离的关系的一个例子的图。

图3是示出本发明的实施方式1中判定部的构成例的图。

图4是示出本发明的实施方式1中使用有无判定部进行的判定的状态变化的图。

图5a、图5b是示出本发明的实施方式1涉及的距离设定型光电传感器的效果的图(当由检测体产生的反射光具有漫反射光以及光泽反射光时)，图5a是示出现有的距离设定型光电传感器中设定距离与检测范围的关系的图，图5b是示出实施方式1涉及的距离设定型光电传感器中设定距离与检测范围的关系的图。

图6是示出现有的距离设定型光电传感器的操作例的图。

图7a、图7b是示出现有的距离设定型光电传感器中设定距离与检测范围的关系的图，图7a是示出由检测体产生的反射光仅具有漫反射光的情况的图，图7b是示出由检测体产生的反射光具有漫反射光以及光泽反射光的情况的图。

图8a、图8b是示出现有的距离设定型光电传感器中由检测体产生的反射光具有漫反射光以及光泽反射光的情况的例子的图，图8a是示出检测体未倾斜的情况的图，图8b是示出检测体倾斜的情况的图。

图9a、图9b是示出现有的距离设定型光电传感器中由检测体产生的反射光仅具有漫反射光的情况的图，图9a是示出检测体未倾斜的情况的图，图9b是示出检测体倾斜的情况的图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。

实施方式1

图1是示出本发明的实施方式1涉及的距离设定型光电传感器的构成例的图。

距离设定型光电传感器利用三角测距的原理，判定检测区域中检测体10的有无。另外，在距离设定型光电传感器中，利用光泽反射光相对于漫反射光是非常强的光这一点，具有降低由光泽反射光产生的影响的功能。如图1所示，距离设定型光电传感器具备投光部1、受光部2以及判定部3。投光部1具有发光元件11以及投光透镜12，受光部2具有受光透镜21以及受光元件22。

发光元件11发出光。

投光透镜12将由发光元件11发出的光投出至外部。该投光透镜12在检测区域对置配置，将由发光元件11发出的光投出至检测区域。

受光透镜21会聚光。该受光透镜21在检测区域对置配置，会聚来自检测区域的光。

受光元件22接受由受光透镜21会聚后的光。受光元件22具有n侧受光面(near侧，近侧)以及f侧受光面(far侧，远侧)，通过距离调整而电性分离。此外，关于受光元件22的n侧受光面以及f侧受光面的电性分离的方法，记载于例如专利文献2中，省略其说明。

在检测体10位于比设定距离近的位置时，n侧受光面能接受由该检测体10产生的漫反射光。另外，在检测体10位于比设定距离远的位置时，f侧受光面能接受由该检测体10产生的漫反射光。能够使用二分割光电二极管等多分割光电二极管或位置检测元件作为受光元件22。

将在受光元件22上的受光位置与从距离设定型光电传感器到检测体10的距离的关系示出于图2。此外，反射光设为仅具有漫反射光。

如图2所示，在到检测体10的距离为距离b(设定距离b)的情况下，由该检测体10产生的反射光在n侧受光面(pd_near)和f侧受光面(pd_far)之间被受光。另外，在到检测体10的距离为相比距离b更靠近距离设定型光电传感器的距离a的情况下，由该检测体10产生的反射光在n侧受光面受光。在到检测体10的距离为相比距离b更远离距离设定型光电传感器的距离c的情况下，由该检测体10产生的反射光在f侧受光面受光。

判定部3基于受光部2的受光结果，判定检测区域中检测体10的有无。如图3所示，该判定部3具有位置判定部31、强度判定部32以及有无判定部33。此外，判定部3由系统lsi等处理电路、运行存储器等中存储的程序的cpu等来实现。

位置判定部31判定由受光部2(受光元件22)接受的光的受光位置。此时，位置判定部31判定从表示在n侧受光面接受的光的信号i_near中减去表示在f侧受光面接受的光的信号i_far所得的差值是否比阈值a1(第1阈值)大(i_near-i_far＞a1)。阈值a1是位置判定用的阈值，被设定为不会因电路噪声而导致距离设定型光电传感器振荡的电平。而且，位置判断部31在判定为上述差值比阈值a1大时，判定受光位置为n侧受光面。另一方面，位置判断部31在判定为上述差值在阈值a1以下时，判定受光位置为f侧受光面。

强度判定部32判定由受光部2(受光元件22)接受的光的受光强度。此时，强度判定部32判定表示在n侧受光面接受的光的信号i_near与表示在f侧受光面接受的光的信号i_far的合计值是否比阈值a2(第2阈值)大(i_near+i_far＞a2)。阈值a2是光泽检测用的阈值，设定为能够判定是否受到光泽反射光的影响的电平。而且，强度判定部32在判定为上述合计值比阈值a2大时，判定受光强度为强(光包含光泽反射光)。另一方面，强度判定部32在判定为上述合计值在阈值a2以下时，判定受光强度为弱(光不包含光泽反射光)。

有无判定部33根据位置判定部31以及强度判定部32的判定结果来判定检测体10的有无。这里，当由位置判定部31判定受光位置为n侧受光面时，有无判定部33判定为存在检测体10。另外，在有无判定部33判定为存在检测体10后，当由位置判定部31判定受光位置为f侧受光面且由强度判定部32判定受光强度为强时，有无判定部33判定为存在检测体10。另外，在有无判定部33判定为存在检测体10后，当由位置判定部31判定受光位置为f侧受光面且由强度判定部32判定受光强度为弱时，有无判定部33判定为不存在检测体10。图4示出了有无判定部33中判定的状态变化图。

接下来，参照图5对实施方式1涉及的距离设定型光电传感器的效果进行说明。此外，图5a与图7b相同。

在现有的距离设定型光电传感器中，如图5a所示，存在虽然在设定距离b内但有可能因光泽反射光而进行误动作或误检测的范围(dx1)。

另一方面，在实施方式1涉及的距离设定型光电传感器中，用强度判定部32判定由受光部2接受的光的受光强度，用有无判定部33考虑其判定结果并判定检测体10的有无。由此，在有无判定部33判定为存在检测体10后，即使在由位置判定部31判定受光位置为f侧受光面的情况下，当由强度判定部32判定受光强度为强时，有无判定部33也维持检测体10的存在判定。由此，如图5b所示，能够使虽然在设定距离b内但有可能因光泽反射光而进行误动作或误检测的范围(dx1')相对于上述dx1缩小，能够将可以正常地检测出距离的范围(检测范围d”)相对于检测范围d'扩大。例如，当设为设定距离b＝400mm时，图5a中的检测范围d'为250mm，但能够使图5b中的检测范围d”为300mm。

如上所述，根据该实施方式1，具备：投光部1，其投出光；受光部2，其具有n侧受光面以及f侧受光面，并且接受光；位置判定部31，其判定由受光部2接受的光的受光位置；强度判定部32，其判定由受光部2接受的光的受光强度；以及有无判定部33，其根据位置判定部31以及强度判定部32的判定结果来判定检测体10的有无，因此即使在由检测体10产生的反射光包含光泽反射光的情况下，也能降低其影响。

此外，在上述中，示出了强度判定部32所使用的阈值a2为单个的情况。然而，不限定于此，也可以将强度判定部32所使用的阈值a2设置为多个。例如，强度判定部32也可以对应于设定距离b而设置多个阈值a2。另外，强度判定部32也可以对应于漫反射光的光量水平而设置多个阈值a2。

此外，在上述中，示出了强度判定部32所使用的阈值a2为固定值的情况。然而，不限定于此，也可以将强度判定部32所使用的阈值a2设为可变值。例如，强度判定部32也可以对应于设定距离b而改变阈值a2。另外，强度判定部32也可以对应于漫反射光的光量水平而改变阈值a2。

此外，本申请的发明在其发明的范围内，能够进行实施方式的任意的构成要素的变形或实施方式的任意的构成要素的省略。