JPH0242381A - 光電センサ - Google Patents
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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。
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、赤外光を照射して物体の存否を検知する光
電センサに関するものである。
電センサに関するものである。
[従来の技術]
従来より光電センサの投光器、受光器は、いずれも箱型
のケースの壁に円形の孔を穿って凸レンズを固着し、そ
の焦点に発光ダイオードなとの発光素子、又はフォトト
ラジスタなどの受光素子による光電素子を設け、凸レン
ズから光電素子に至る光の経路を妨げないように点灯駆
動回路、又は信号増幅回路、および動作表示灯、可変抵
抗器などの部品をケースの内壁面に固着して各部品間を
電気的に接続し、入力端子と出力端子に電線コートを接
続してケース外に導出し、蓋を閉じた構造になっている
。
のケースの壁に円形の孔を穿って凸レンズを固着し、そ
の焦点に発光ダイオードなとの発光素子、又はフォトト
ラジスタなどの受光素子による光電素子を設け、凸レン
ズから光電素子に至る光の経路を妨げないように点灯駆
動回路、又は信号増幅回路、および動作表示灯、可変抵
抗器などの部品をケースの内壁面に固着して各部品間を
電気的に接続し、入力端子と出力端子に電線コートを接
続してケース外に導出し、蓋を閉じた構造になっている
。
第4図は、このような従来の光電センサを示す図である
。
。
図において、Aは1箱型のケーシングlに投光レンズ2
、受光レンズ3、発光素子5.受光素子6を始め、その
他の図示しない電子部品を搭載したいわゆる反射型光電
センサである。
、受光レンズ3、発光素子5.受光素子6を始め、その
他の図示しない電子部品を搭載したいわゆる反射型光電
センサである。
4は、光軸調節用ブラケット、4a、4bはそれぞれ光
軸調節ネジである。
軸調節ネジである。
発光素子5から放射される赤外光は、第4図(b)に示
すように投光レンズ2を介して回帰反射鏡7方向に照射
されて反射し、受光レンズ3を介して受光素子6に至る
。そして、光電センサと回帰反射鏡7間に形成された光
線の経路が、検出対象物体8によって遮光されると、受
光素子6における受光光量が変化し、この光量変化が電
気信号として受光素子6から出力されることにより検知
領域における検出対象物体8の存否が検知される。
すように投光レンズ2を介して回帰反射鏡7方向に照射
されて反射し、受光レンズ3を介して受光素子6に至る
。そして、光電センサと回帰反射鏡7間に形成された光
線の経路が、検出対象物体8によって遮光されると、受
光素子6における受光光量が変化し、この光量変化が電
気信号として受光素子6から出力されることにより検知
領域における検出対象物体8の存否が検知される。
[発明が解決しようとする問題点]
近時、光電センサはユーザより小型化の要請が高まり年
々小型化して来ているが、構造上、小型化を妨げる二つ
の問題点が存在している。
々小型化して来ているが、構造上、小型化を妨げる二つ
の問題点が存在している。
第1の問題点は、光電センサの組立作業性に関するもの
である。
である。
すなわち、光電センサのケースの内壁に部品を取り付け
るにはケースの内部にドライバ、ピンセット、ハンダご
てなどの工具を挿し込んで作業を行なわなければならず
、ケースが小さくなればなるほど作業がやり辛くなるこ
とである。
るにはケースの内部にドライバ、ピンセット、ハンダご
てなどの工具を挿し込んで作業を行なわなければならず
、ケースが小さくなればなるほど作業がやり辛くなるこ
とである。
このように光電センサの小型化と組立作業の能率化とは
互いに矛盾することとなる。
互いに矛盾することとなる。
第2の問題点は、集光光学系に凸レンズを用いているた
め、光電素子に至る光の経路の円錐状をしたかなり大き
い空間を必要とすることである。
め、光電素子に至る光の経路の円錐状をしたかなり大き
い空間を必要とすることである。
つまり、光電センサの性能を良くするにはレンズの口径
を大きくして入光量を増加させ、レンズの焦点距離も適
当に長くして外乱光の影響を少なくすることが望ましい
。
を大きくして入光量を増加させ、レンズの焦点距離も適
当に長くして外乱光の影響を少なくすることが望ましい
。
したがって、大きな口径と長い焦点距離のレンズが求め
られるので、大きな円錐状空間を必要とするわけである
。
られるので、大きな円錐状空間を必要とするわけである
。
このように、光電センサの小型化と光学特性の向上とは
互いに矛盾することとなる。
互いに矛盾することとなる。
第3の問題点は、第4図(b)に示すように光電センサ
の投光レンズ2から投光される赤外光の光軸中心と、反
射により光電センサの受光レンズ3へ入光する赤外光の
光軸中心とが合致せず、受光効率、換言すれば受光精度
が低下する点にある。
の投光レンズ2から投光される赤外光の光軸中心と、反
射により光電センサの受光レンズ3へ入光する赤外光の
光軸中心とが合致せず、受光効率、換言すれば受光精度
が低下する点にある。
第4の問題点は、光軸方向の調節が煩雑なことである。
すなわち、第4図(a)に示すように複数の調節ネジを
操作してなさねばならず、正確な調節を迅速になし得な
い点にある。
操作してなさねばならず、正確な調節を迅速になし得な
い点にある。
[問題点を解決するための手段]
この発明は、投光機構および受光レンズ部を有する半球
形状の光学ブロックと受光素子、電子回路部品、回路基
板等を有す、る半球形状の電子回路ブロックとを接合し
て1球・形状の光電センサを得るとともに。
形状の光学ブロックと受光素子、電子回路部品、回路基
板等を有す、る半球形状の電子回路ブロックとを接合し
て1球・形状の光電センサを得るとともに。
半球形状の透明レンズ体に形成した凹部に設けられる前
記投光機構は、底部に発光素子を有するケーシングと、
これに嵌合して透明レンズ体の表面と連続して同一曲率
の球面を形成する投光レンズとで構成し、前記受光レン
ズ部は半球形状の透明レンズ体と、その外表面と対向す
る面に形成した凹面鏡と、この凹面鏡に対向してケーシ
ングの底部の外側に形成した凸面鏡と、前記凹面鏡の中
央に形成された受光レンズとで構成し、受光レンズから
の出射光を前記電子回路ブロックにおける受光素子に集
光するようにして、上記従来の問題点を解決しようとす
るものである。
記投光機構は、底部に発光素子を有するケーシングと、
これに嵌合して透明レンズ体の表面と連続して同一曲率
の球面を形成する投光レンズとで構成し、前記受光レン
ズ部は半球形状の透明レンズ体と、その外表面と対向す
る面に形成した凹面鏡と、この凹面鏡に対向してケーシ
ングの底部の外側に形成した凸面鏡と、前記凹面鏡の中
央に形成された受光レンズとで構成し、受光レンズから
の出射光を前記電子回路ブロックにおける受光素子に集
光するようにして、上記従来の問題点を解決しようとす
るものである。
[作 用]
この発明において、投光機構から放射される赤外光の光
軸と受光レンズ部に入射してくる赤外光の光軸は一致す
るため、受光効率は極めて良好となり検知感度、検知距
離が著しく向上する。また、光電センサはコンパクトな
球体であるため、設置性も向上し、光軸調整も正確しか
も迅速になしつる。
軸と受光レンズ部に入射してくる赤外光の光軸は一致す
るため、受光効率は極めて良好となり検知感度、検知距
離が著しく向上する。また、光電センサはコンパクトな
球体であるため、設置性も向上し、光軸調整も正確しか
も迅速になしつる。
[発明の実施例]
図面にもとづいて、この発明の詳細な説明する。第1図
は、・この発明の一実施例を示す断面図である。
は、・この発明の一実施例を示す断面図である。
図において、21は、投光機構22と受光レンズ部を有
する半球形状の光学ブロックである。
する半球形状の光学ブロックである。
投光機構22は、投光レンズ22a、ケーシング22b
の底部に設けられる発光素子22cとで構成され、半球
形状の透明レンズ体23の中心軸上に発光素子22cが
位置するように透明レンズ体23に埋め込まれている。
の底部に設けられる発光素子22cとで構成され、半球
形状の透明レンズ体23の中心軸上に発光素子22cが
位置するように透明レンズ体23に埋め込まれている。
そして、ケーシング22bに嵌合する投光レンズ22a
の外側面は透明レンズ体23と同一の曲率を有する球面
をなし、光学ブロック21の球状外面を形成している。
の外側面は透明レンズ体23と同一の曲率を有する球面
をなし、光学ブロック21の球状外面を形成している。
なお、この実施例において、投光レンズ22aはフレネ
ル型レンズとなっている。
ル型レンズとなっている。
24は、半球形状の透明レンズ体23の外表面とは反対
側の面に形成された凹面の第1反射鏡、25は、この第
1反射鏡24に対向するように前記ケーシング22bの
底部外側に形成された凸面の第2反射鏡、26は第1反
射鏡24の中心に穿設した受光レンズで第2反射鏡25
と対向している。
側の面に形成された凹面の第1反射鏡、25は、この第
1反射鏡24に対向するように前記ケーシング22bの
底部外側に形成された凸面の第2反射鏡、26は第1反
射鏡24の中心に穿設した受光レンズで第2反射鏡25
と対向している。
そして、透明レンズ体23.第1反射鏡24、第2反射
鏡25、受光レンズ26によって、受光レンズ部が構成
されている。なお、上記ケーシング底部には発光素子2
2cの配線用に貫通孔が形成されている。
鏡25、受光レンズ26によって、受光レンズ部が構成
されている。なお、上記ケーシング底部には発光素子2
2cの配線用に貫通孔が形成されている。
31は、前記光学ブロック21と合体して球体の光電セ
ンサな形成するほぼ半球形状の電子回路ブロックである
。
ンサな形成するほぼ半球形状の電子回路ブロックである
。
この電子回路ブロック31には、回路基板32、受光素
子33.各種電子部品34、コネクター35等が搭載さ
れている。そして、受光素子33は前述の受光レンズ2
6と対向するよう回路基板3zに取付けられている。3
6は、光学ブロック21と電子回路ブロック31とを接
合するネジ部である。37は、電子回路ブロック31の
後部開口部に嵌合されるカバ一部でゴム材で形成されて
いる。
子33.各種電子部品34、コネクター35等が搭載さ
れている。そして、受光素子33は前述の受光レンズ2
6と対向するよう回路基板3zに取付けられている。3
6は、光学ブロック21と電子回路ブロック31とを接
合するネジ部である。37は、電子回路ブロック31の
後部開口部に嵌合されるカバ一部でゴム材で形成されて
いる。
38は、カバ一部37の止めネジ、39は入出力用の電
線コードである。
線コードである。
また40は、回路基板32に取付けられた動作表示用の
発光素子で、集光レンズ部41.透明レンズ体23を介
して外部に光を放射して、光電センサの作動状態を表示
する。
発光素子で、集光レンズ部41.透明レンズ体23を介
して外部に光を放射して、光電センサの作動状態を表示
する。
なお、この実施例で、透明レンズ体23、投光レンズ2
2a、ケーシング22b等は樹脂材で形成されている。
2a、ケーシング22b等は樹脂材で形成されている。
次に上述の実施例の作用を説明する。
発光素子22cに通電すると光電変換により赤外光が投
光レンズ22aを介して外方に照射される。回帰反射鏡
または被検知物体によって反射された赤外光は透明レン
ズ体23を通り第1反射鏡24で第1回目の反射がなさ
れ、第2反射鏡25に至る。ここで、第2回目の反射が
行なわれた入射光は、受光レンズ26を経て受光素子3
3に集光される。赤外光の出入射は、いわゆる同軸上で
行なわれるため出射光の光軸と入射光の光軸は完全に合
致し、高い受光効率が得られる。
光レンズ22aを介して外方に照射される。回帰反射鏡
または被検知物体によって反射された赤外光は透明レン
ズ体23を通り第1反射鏡24で第1回目の反射がなさ
れ、第2反射鏡25に至る。ここで、第2回目の反射が
行なわれた入射光は、受光レンズ26を経て受光素子3
3に集光される。赤外光の出入射は、いわゆる同軸上で
行なわれるため出射光の光軸と入射光の光軸は完全に合
致し、高い受光効率が得られる。
なお、対象物体の検知は、被検知物体からの反射光を受
光することによりなすか、回帰反射鏡を用いて、これと
光電センサとの間の光路を被検知物体が遮光することに
よりなすか、それぞれ必要に応じて選択することができ
る。
光することによりなすか、回帰反射鏡を用いて、これと
光電センサとの間の光路を被検知物体が遮光することに
よりなすか、それぞれ必要に応じて選択することができ
る。
第2図村よび第3図は光電センサBの設置例を示す図で
ある。
ある。
第2図において、51は球状の光電センサBを抱持する
半球状の支持ケーシングで、ネジ53等により例えば壁
面Wに固定される。
半球状の支持ケーシングで、ネジ53等により例えば壁
面Wに固定される。
52は、支持ケーシング51に抱持された光電センサB
を光軸が所定方向となるように固定するための固定ケー
シングで支持ケーシング51と螺合する。
を光軸が所定方向となるように固定するための固定ケー
シングで支持ケーシング51と螺合する。
固定ケーシング52をゆるめることにより、光電センサ
Bは支持ケーシング51内で自在に回動するので光軸方
向の設定は容易にしかも正確になしつる。
Bは支持ケーシング51内で自在に回動するので光軸方
向の設定は容易にしかも正確になしつる。
第3図において、Pは取付はパネル、61は光電センサ
Bを保護する支持ケーシング、61aはケーシング固定
ネジ、61bは光電センサ固定ネジでそれぞれ支持ケー
シング61に螺合する。
Bを保護する支持ケーシング、61aはケーシング固定
ネジ、61bは光電センサ固定ネジでそれぞれ支持ケー
シング61に螺合する。
光電センサ固定ネジ61bをゆるめることによリ、光電
センサBは支持ケーシング61中で、自在に回動し光軸
の調節をなしつる。なお、Sはスペーサである。
センサBは支持ケーシング61中で、自在に回動し光軸
の調節をなしつる。なお、Sはスペーサである。
[発明の効果]
この発明は1以上述べた構成・作用により次のような効
果を得ることができる。
果を得ることができる。
(イ)受光素子は、光の到来方向への反射光を受光する
ことになり、受光素子における受光効率が向上し、した
がって検知精度が良好となる。前述の実施例では、従来
のミラー反射式光電センサの検知距離が4〜5mである
のに比較し、Ion以上の検知距離が得られた。
ことになり、受光素子における受光効率が向上し、した
がって検知精度が良好となる。前述の実施例では、従来
のミラー反射式光電センサの検知距離が4〜5mである
のに比較し、Ion以上の検知距離が得られた。
(■)小型化が可能となる。前述の実施例では、1m以
上の検出距離を有する性能の拡散反射型光電センサが直
径的26 m mの球体で得られた。
上の検出距離を有する性能の拡散反射型光電センサが直
径的26 m mの球体で得られた。
(ハ)光電センサ自体に占める反射光の有効受光面積が
従来に比べて極めて大きくなるため、検知精度の向上と
小型化が矛盾なく実現される。
従来に比べて極めて大きくなるため、検知精度の向上と
小型化が矛盾なく実現される。
形状が球体であるため設置性が良好となり1例えば、取
付は用のケーシング内で、上下左右に自由に摺動させる
ことができるため、検出エリアへの方向調節、固定が簡
単・正確になしえる。
付は用のケーシング内で、上下左右に自由に摺動させる
ことができるため、検出エリアへの方向調節、固定が簡
単・正確になしえる。
第1図は、この発明に係る光電センサの一部断面説明図
。 第2個および第3図はそれぞれ球体形状の光電センサの
設置例を示す二部断面説明図、第4図は従来技術を示す
図で、同図(a)は、光電センサの外観斜視図、同図(
b)は光軸経路を示す図である。 zl −−−−−−光学ブロック 22−・・ ・・・ 投光機構 22a −−−・・・ 投光レンズ 22b ・・・・・・ ケーシング22c ・−
−−発光素子 23 ・・・ ・・・ 透明レンズ体 (ニ) 第1反射鏡 第2反射鏡 受光レンズ 電子回路ブロック 第2図
。 第2個および第3図はそれぞれ球体形状の光電センサの
設置例を示す二部断面説明図、第4図は従来技術を示す
図で、同図(a)は、光電センサの外観斜視図、同図(
b)は光軸経路を示す図である。 zl −−−−−−光学ブロック 22−・・ ・・・ 投光機構 22a −−−・・・ 投光レンズ 22b ・・・・・・ ケーシング22c ・−
−−発光素子 23 ・・・ ・・・ 透明レンズ体 (ニ) 第1反射鏡 第2反射鏡 受光レンズ 電子回路ブロック 第2図
Claims (3)
- (1)投光機構および受光レンズ部を有する半球形状の
光学ブロックと受光素子、電子回路部品、回路基板等を
有する半球形状の電子回路ブロックからなる球体状の光
電センサであって、半球形状の透明レンズ体に形成した
凹部に設けられる前記投光機構は底部に発光素子を有す
るケーシングと、これに嵌合して透明レンズ体の表面と
連続して同一曲率の球面を形成する投光レンズとで構成
し、前記受光レンズ部は半球形状の透明レンズ体と、そ
の外表面と対向する面に形成した凹面鏡とこの凹面鏡に
対向してケーシングの底部の外側に形成した凸面鏡と、
前記凹面鏡の中央に形成された受光レンズとで構成し、
受光レンズからの出射光を前記電子回路ブロックにおけ
る受光素子に集光するようにしたことを特徴とする光電
センサ。 - (2)前記投光レンズは、フレネルレンズであることを
特徴とする請求項1記載の光電センサ。 - (3)作動表示灯部を設けたことを特徴とする請求項1
記載の光電センサ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63193301A JP2688361B2 (ja) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | 光電センサ |
US07/284,199 US4967069A (en) | 1988-08-02 | 1988-12-14 | Spherical photoelectric sensor |
US07/324,185 US4942618A (en) | 1988-08-02 | 1989-03-16 | Method and apparatus for determining the shape of wire or like article |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63193301A JP2688361B2 (ja) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | 光電センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0242381A true JPH0242381A (ja) | 1990-02-13 |
JP2688361B2 JP2688361B2 (ja) | 1997-12-10 |
Family
ID=16305635
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63193301A Expired - Lifetime JP2688361B2 (ja) | 1988-08-02 | 1988-08-02 | 光電センサ |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (2) | US4967069A (ja) |
JP (1) | JP2688361B2 (ja) |
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