JP2000294825A - 光検出器のヘッド部 - Google Patents
光検出器のヘッド部Info
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- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 略帯状の検出光を対象領域に照射し、その反
射光を受光する光検出器のヘッド部において、該ヘッド
部の小型化および製造性の向上を図る。 【解決手段】 光線束の横断面形状が略帯状である検出
光Ｌ１を対象領域に照射して該対象領域において反射さ
れた反射光を受光する光検出器のヘッド部に関する。横
断面における互いに直交する２方向ＸＹについての集光
作用が異なることで、略帯状の検出光Ｌ１を生成する略
帯状光生成レンズ５と、該略帯状光生成レンズ５の第１
の界面５１から第２の界面５２を介して対象領域に向っ
て検出光を出射する投光部６と、略帯状光生成レンズ５
の第２の界面５２から第１の界面５１を介して入射する
反射光を受光する受光部７とを備えている。
射光を受光する光検出器のヘッド部において、該ヘッド
部の小型化および製造性の向上を図る。 【解決手段】 光線束の横断面形状が略帯状である検出
光Ｌ１を対象領域に照射して該対象領域において反射さ
れた反射光を受光する光検出器のヘッド部に関する。横
断面における互いに直交する２方向ＸＹについての集光
作用が異なることで、略帯状の検出光Ｌ１を生成する略
帯状光生成レンズ５と、該略帯状光生成レンズ５の第１
の界面５１から第２の界面５２を介して対象領域に向っ
て検出光を出射する投光部６と、略帯状光生成レンズ５
の第２の界面５２から第１の界面５１を介して入射する
反射光を受光する受光部７とを備えている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は光検出器のヘッド部
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、対象領域に略帯状の検出光を
照射し、その反射光を受光してワークなどの検出を行う
光検出器が知られている。該光検出器のヘッド部の構造
の一例を図１０（ａ）に示す。図１０（ａ）において、
ヘッド部１００は、ケース１０１に投光用光ファイバ１
０２と受光用光ファイバ１０３を交互に並べて固定する
と共に、その端面を露出させることにより構成されてい
る。
照射し、その反射光を受光してワークなどの検出を行う
光検出器が知られている。該光検出器のヘッド部の構造
の一例を図１０（ａ）に示す。図１０（ａ）において、
ヘッド部１００は、ケース１０１に投光用光ファイバ１
０２と受光用光ファイバ１０３を交互に並べて固定する
と共に、その端面を露出させることにより構成されてい
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来技術
では、多数の光ファイバ１０２，１０３をケース１０１
内に並べるので、ヘッド部１００が大型化する。したが
って、本発明の主目的は、略帯状の検出光を対象領域に
照射し、その反射光を受光する光検出器のヘッド部にお
いて、該ヘッド部の小型化を図ることである。
では、多数の光ファイバ１０２，１０３をケース１０１
内に並べるので、ヘッド部１００が大型化する。したが
って、本発明の主目的は、略帯状の検出光を対象領域に
照射し、その反射光を受光する光検出器のヘッド部にお
いて、該ヘッド部の小型化を図ることである。
【０００４】また、多数の光ファイバを１列に並べてケ
ース１０１に固定するので、製造性が悪い。したがっ
て、本発明の他の目的は、前記光検出器のヘッド部にお
いて、該ヘッド部の製造性を向上させることである。
ース１０１に固定するので、製造性が悪い。したがっ
て、本発明の他の目的は、前記光検出器のヘッド部にお
いて、該ヘッド部の製造性を向上させることである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記主目的を達成するた
めに、本第１発明は、光線束の横断面形状が略帯状であ
る検出光を対象領域に照射して該対象領域において反射
された反射光を受光する光検出器のヘッド部であって、
前記対象領域に向って光を出射する投光部と、前記投光
部からの光の光線束の横断面形状を略帯状に成形すると
共に、前記略帯状の光線束の横断面における長手方向に
直交する方向に前記光を集光して前記略帯状の検出光を
生成する光学系と、前記対象領域で反射され前記光学系
を介して入射する反射光を受光する受光部とを備えてい
る。
めに、本第１発明は、光線束の横断面形状が略帯状であ
る検出光を対象領域に照射して該対象領域において反射
された反射光を受光する光検出器のヘッド部であって、
前記対象領域に向って光を出射する投光部と、前記投光
部からの光の光線束の横断面形状を略帯状に成形すると
共に、前記略帯状の光線束の横断面における長手方向に
直交する方向に前記光を集光して前記略帯状の検出光を
生成する光学系と、前記対象領域で反射され前記光学系
を介して入射する反射光を受光する受光部とを備えてい
る。
【０００６】投光部から出射されたスポット状の光は、
前記光学系の作用により略帯状の検出光となって対象領
域に照射される。該検出光は対象領域において被検出物
または背景によって反射され、該反射光が前記光学系を
介して受光部に受光される。
前記光学系の作用により略帯状の検出光となって対象領
域に照射される。該検出光は対象領域において被検出物
または背景によって反射され、該反射光が前記光学系を
介して受光部に受光される。
【０００７】一方、本第２発明は、前記第１発明におけ
る光を集光する光学要素としてレンズを用いたものであ
る。すなわち、本第２発明は、光線束の横断面形状が略
帯状である検出光を対象領域に照射して該対象領域にお
いて反射された反射光を受光する光検出器のヘッド部で
あって、前記横断面における互いに直交する２方向につ
いての集光作用が異なることで、前記略帯状の検出光を
生成する略帯状光生成レンズと、該略帯状光生成レンズ
の第１の界面から第２の界面を介して対象領域に向って
前記検出光を出射する投光部と、前記略帯状光生成レン
ズの前記第２の界面から前記第１の界面を介して入射す
る反射光を受光する受光部とを備えている。
る光を集光する光学要素としてレンズを用いたものであ
る。すなわち、本第２発明は、光線束の横断面形状が略
帯状である検出光を対象領域に照射して該対象領域にお
いて反射された反射光を受光する光検出器のヘッド部で
あって、前記横断面における互いに直交する２方向につ
いての集光作用が異なることで、前記略帯状の検出光を
生成する略帯状光生成レンズと、該略帯状光生成レンズ
の第１の界面から第２の界面を介して対象領域に向って
前記検出光を出射する投光部と、前記略帯状光生成レン
ズの前記第２の界面から前記第１の界面を介して入射す
る反射光を受光する受光部とを備えている。
【０００８】投光部から出射されたスポット状の光は、
略帯状光生成レンズを透過して略帯状の検出光となって
対象領域に照射される。該検出光は対象領域において被
検出物または背景によって反射され、該反射光が前記略
帯状光生成レンズを通過して受光部に受光される。
略帯状光生成レンズを透過して略帯状の検出光となって
対象領域に照射される。該検出光は対象領域において被
検出物または背景によって反射され、該反射光が前記略
帯状光生成レンズを通過して受光部に受光される。
【０００９】本発明において、「光を集光する光学要
素」としては、レンズの他にミラーを用いることがで
き、また、本第１発明および第２発明においては、レン
ズを複数枚用いてもよい。「光学系」としては、前記レ
ンズを複数枚組み合わせたものの他に、スリットとレン
ズを組み合わせたものなど２以上の光学要素により光学
系を構成してもよい。「略帯状」とは、帯状、線状の他
に、極く細長い楕円形なども含む。
素」としては、レンズの他にミラーを用いることがで
き、また、本第１発明および第２発明においては、レン
ズを複数枚用いてもよい。「光学系」としては、前記レ
ンズを複数枚組み合わせたものの他に、スリットとレン
ズを組み合わせたものなど２以上の光学要素により光学
系を構成してもよい。「略帯状」とは、帯状、線状の他
に、極く細長い楕円形なども含む。
【００１０】「略帯状光生成レンズ」としては、一般
に、シリンドリカルレンズ（円柱レンズ）などの棒状レ
ンズや細長い板状レンズを好的に用いることができる。
また、「集光」とは、光を収束させることの他に、所定
の発散角で広がろうとする光を平行光にしたり、あるい
は、発散角を小さくすることをいう。したがって、点光
源から出射された光は略帯状光生成レンズを通過するこ
とで、細長い略帯状の光線束となる。「投光部」および
「受光部」としては、光ファイバの端面以外に、ＬＥ
Ｄ，ＬＤおよびＰＤなどの素子を用いることもできる。
に、シリンドリカルレンズ（円柱レンズ）などの棒状レ
ンズや細長い板状レンズを好的に用いることができる。
また、「集光」とは、光を収束させることの他に、所定
の発散角で広がろうとする光を平行光にしたり、あるい
は、発散角を小さくすることをいう。したがって、点光
源から出射された光は略帯状光生成レンズを通過するこ
とで、細長い略帯状の光線束となる。「投光部」および
「受光部」としては、光ファイバの端面以外に、ＬＥ
Ｄ，ＬＤおよびＰＤなどの素子を用いることもできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
にしたがって説明する。図１において、本発明の実施形
態の光検出器のヘッド部は、一組の分割ケース１１，１
２、固着具３、遮光筒４、シリンドリカルレンズ５およ
び図２の光ファイバ６，７を備えている。図１の前記両
分割ケース１１，１２は互いに組み立てられてヘッドケ
ース１を構成し、該ヘッドケース１内には前記固着具
３、遮光筒４（成形要素の一例）、シリンドリカルレン
ズ５（光学要素の一例）および図２の光ファイバ６，７
の先端部が収容される。なお、前記遮光筒４およびシリ
ンドリカルレンズ５は、本発明の光学系２を構成する。
にしたがって説明する。図１において、本発明の実施形
態の光検出器のヘッド部は、一組の分割ケース１１，１
２、固着具３、遮光筒４、シリンドリカルレンズ５およ
び図２の光ファイバ６，７を備えている。図１の前記両
分割ケース１１，１２は互いに組み立てられてヘッドケ
ース１を構成し、該ヘッドケース１内には前記固着具
３、遮光筒４（成形要素の一例）、シリンドリカルレン
ズ５（光学要素の一例）および図２の光ファイバ６，７
の先端部が収容される。なお、前記遮光筒４およびシリ
ンドリカルレンズ５は、本発明の光学系２を構成する。
【００１２】前記固着具３には、３つのファイバ固定孔
３０，３１，３１が設けてある。中央のファイバ固定孔
３０には、投光用光ファイバ（投光部）６の先端部が挿
入されていると共に固着されている。両側の２つのファ
イバ固定孔３１には、受光用光ファイバ（受光部）７の
先端部が挿入されていると共に固着されている。これら
の光ファイバ６，７の先端面は、それぞれ、投光部の出
射面６ａおよび受光部の入射面７ａを構成している。な
お、図示していないが、投光用光ファイバ６の基端部は
光源に臨んでおり、一方、受光用光ファイバ７の基端部
には、光電変換素子が設けられており、周知の光電スイ
ッチが構成されている。
３０，３１，３１が設けてある。中央のファイバ固定孔
３０には、投光用光ファイバ（投光部）６の先端部が挿
入されていると共に固着されている。両側の２つのファ
イバ固定孔３１には、受光用光ファイバ（受光部）７の
先端部が挿入されていると共に固着されている。これら
の光ファイバ６，７の先端面は、それぞれ、投光部の出
射面６ａおよび受光部の入射面７ａを構成している。な
お、図示していないが、投光用光ファイバ６の基端部は
光源に臨んでおり、一方、受光用光ファイバ７の基端部
には、光電変換素子が設けられており、周知の光電スイ
ッチが構成されている。
【００１３】図３に示すように、前記固着具３、遮光筒
４、シリンドリカルレンズ５は、この順に互いに近接な
いし接触している状態で、前記ケース１（図１）内に配
置されている。前記シリンドリカルレンズ５は、互いに
対向する第１の界面５１および第２の界面５２を備えて
いる。前記遮光筒４は角筒状で、その中空部分４０に
は、投光用光ファイバ６の出射面６ａが臨んでいる。該
出射面６ａから出射された検出光Ｌ１は、一点鎖線で示
すように、遮光筒４の中空部分４０を通り、シリンドリ
カルレンズ５の第１の界面５１から第２の界面５２を介
して対象領域Ａに向って出射される。一方、該対象領域
Ａにおいて被検出物または背景によって反射された反射
光Ｌ２は、二点鎖線で示すように、シリンドリカルレン
ズ５の第２の界面５２から第１の界面５１を介して、受
光用光ファイバ７の入射面７ａに入射して受光される。
４、シリンドリカルレンズ５は、この順に互いに近接な
いし接触している状態で、前記ケース１（図１）内に配
置されている。前記シリンドリカルレンズ５は、互いに
対向する第１の界面５１および第２の界面５２を備えて
いる。前記遮光筒４は角筒状で、その中空部分４０に
は、投光用光ファイバ６の出射面６ａが臨んでいる。該
出射面６ａから出射された検出光Ｌ１は、一点鎖線で示
すように、遮光筒４の中空部分４０を通り、シリンドリ
カルレンズ５の第１の界面５１から第２の界面５２を介
して対象領域Ａに向って出射される。一方、該対象領域
Ａにおいて被検出物または背景によって反射された反射
光Ｌ２は、二点鎖線で示すように、シリンドリカルレン
ズ５の第２の界面５２から第１の界面５１を介して、受
光用光ファイバ７の入射面７ａに入射して受光される。
【００１４】前記検出光Ｌ１は、その光線束の一部が図
２の遮光筒４の中を通過することで、光線束の横断面形
状が略方形になると共に、図３（ａ），（ｃ）のシリン
ドリカルレンズ５による一方向のみの集光作用によっ
て、略帯状の細長い形状の検出光Ｌ１となって対象領域
Ａに照射される。該検出光Ｌ１は、対象領域Ａにおいて
被検出物または背景によって反射され、該反射光Ｌ２は
シリンドリカルレンズ５による一方向のみの集光作用に
よって集光されて入射面７ａに入射して受光される。
２の遮光筒４の中を通過することで、光線束の横断面形
状が略方形になると共に、図３（ａ），（ｃ）のシリン
ドリカルレンズ５による一方向のみの集光作用によっ
て、略帯状の細長い形状の検出光Ｌ１となって対象領域
Ａに照射される。該検出光Ｌ１は、対象領域Ａにおいて
被検出物または背景によって反射され、該反射光Ｌ２は
シリンドリカルレンズ５による一方向のみの集光作用に
よって集光されて入射面７ａに入射して受光される。
【００１５】図２の遮光筒４には、略帯状の検出光Ｌ１
における長手方向（光線束の横断面における長手方向）
Ｘの中央部の光量を減らすための減光壁（減光部）４１
が設けてある。ここで、出射面６ａから出射された検出
光Ｌ１は、前記減光壁４１を設けていないと、当該検出
光Ｌ１の光軸に対して直交する断面の中央Ｃ（図３
（ｂ））における光量が強く、一方、端部に行くに従い
光量が弱くなる。かかる光量の分布では、対象領域Ａの
部分部分で光量が大きく異なるので検出能力にバラツキ
が生じる。これに対し、本実施形態では、前記減光壁４
１を設けて中央部の光量を減らしているので、光量の均
一化を図ることができるから、検出能力のバラツキを抑
制することができる。
における長手方向（光線束の横断面における長手方向）
Ｘの中央部の光量を減らすための減光壁（減光部）４１
が設けてある。ここで、出射面６ａから出射された検出
光Ｌ１は、前記減光壁４１を設けていないと、当該検出
光Ｌ１の光軸に対して直交する断面の中央Ｃ（図３
（ｂ））における光量が強く、一方、端部に行くに従い
光量が弱くなる。かかる光量の分布では、対象領域Ａの
部分部分で光量が大きく異なるので検出能力にバラツキ
が生じる。これに対し、本実施形態では、前記減光壁４
１を設けて中央部の光量を減らしているので、光量の均
一化を図ることができるから、検出能力のバラツキを抑
制することができる。
【００１６】図２の前記遮光筒４は一対の遮光部４３を
有している。該遮光部４３の先端面４２は、前記シリン
ドリカルレンズ５の第１の界面５１に合致した形状に湾
曲しており、第１の界面５１に近接している。図３
（ａ）の前記遮光部４３は、出射面６ａからシリンドリ
カルレンズ５の第１の界面５１に向い該第１の界面５１
で正反射した光が入射面７ａに入射するのを防止する。
これにより、入射面７ａに迷光が入射するのを防止で
き、検出精度が向上する。
有している。該遮光部４３の先端面４２は、前記シリン
ドリカルレンズ５の第１の界面５１に合致した形状に湾
曲しており、第１の界面５１に近接している。図３
（ａ）の前記遮光部４３は、出射面６ａからシリンドリ
カルレンズ５の第１の界面５１に向い該第１の界面５１
で正反射した光が入射面７ａに入射するのを防止する。
これにより、入射面７ａに迷光が入射するのを防止で
き、検出精度が向上する。
【００１７】前記出射面６ａおよび入射面７ａは、それ
ぞれ、シリンドリカルレンズ５の第１の界面５１から離
間した位置に配設されている。前記出射面６ａから第１
の界面５１までの距離と、前記入射面７ａから第１の界
面５１までの距離とは、略同じ距離Ｄに設定されてい
る。また、前記出射面６ａは、前記１対の入射面７ａの
中央に配設されている。したがって、本実施形態では、
出射面６ａ、入射面７ａ、遮光筒４およびシリンドリカ
ルレンズ５がシリンドリカルレンズ５の横断面５３を中
心に略対称に配設されていることになる。
ぞれ、シリンドリカルレンズ５の第１の界面５１から離
間した位置に配設されている。前記出射面６ａから第１
の界面５１までの距離と、前記入射面７ａから第１の界
面５１までの距離とは、略同じ距離Ｄに設定されてい
る。また、前記出射面６ａは、前記１対の入射面７ａの
中央に配設されている。したがって、本実施形態では、
出射面６ａ、入射面７ａ、遮光筒４およびシリンドリカ
ルレンズ５がシリンドリカルレンズ５の横断面５３を中
心に略対称に配設されていることになる。
【００１８】図２に明示するように、前記投光用光ファ
イバ６は１本の光ファイバで構成されており、一方、前
記受光用光ファイバ７は数本ないし多数本の光ファイバ
で構成されている。前記受光用光ファイバ７の入射面７
ａは、図３（ｄ），（ｅ）に明示するように、投光用光
ファイバ６から離れた外側に多くの光ファイバが配置さ
れている。これにより図３（ｂ）のように対象領域Ａの
中央Ｃからの受光光量を抑制して、受光光量の均一化を
図っている。すなわち、前記減光壁４１により、中央部
Ｃの光量を減らして均一化を図っているが、十分に均一
化されない場合がある。そこで、本実施形態では、中央
部Ｃよりも端部の光量を多く受光できるように、図３
（ｄ），（ｅ）のように、入射面７ａを配置して、受光
光量の更なる均一化を図っている。
イバ６は１本の光ファイバで構成されており、一方、前
記受光用光ファイバ７は数本ないし多数本の光ファイバ
で構成されている。前記受光用光ファイバ７の入射面７
ａは、図３（ｄ），（ｅ）に明示するように、投光用光
ファイバ６から離れた外側に多くの光ファイバが配置さ
れている。これにより図３（ｂ）のように対象領域Ａの
中央Ｃからの受光光量を抑制して、受光光量の均一化を
図っている。すなわち、前記減光壁４１により、中央部
Ｃの光量を減らして均一化を図っているが、十分に均一
化されない場合がある。そこで、本実施形態では、中央
部Ｃよりも端部の光量を多く受光できるように、図３
（ｄ），（ｅ）のように、入射面７ａを配置して、受光
光量の更なる均一化を図っている。
【００１９】つぎに、本検出器の用い方の例について説
明する。図４（ａ）に示すように、ワークＷの流れ方向
Ｙに対し、幅方向Ｘの位置が不定である場合に、本検出
器では、ワークＷの幅方向Ｘの位置にかかわらず、ワー
クＷを精度良く検出することができる。同様にして、図
４（ｂ）の孔Ｗ１や、図４（ｃ）のフィルムのエッジＷ
２や図４（ｄ）のラベルのエッジＷ３を精度良く検出す
ることができる。特に、図４（ｂ）のように大きさの異
なる孔Ｗ１，Ｎが存在する場合においては、スポット光
で検出する従来と異なり、予め閾値を設定することによ
り、小さい孔Ｎを検出せずに大きな孔Ｗ１のみを検出し
たり、あるいは、２つの孔Ｗ１，Ｎを識別することもで
きる。勿論、検出対象が孔以外のものであっても同様に
検出することができる。なお、本発明は被検出物の有無
だけでなく、被検出物の色の判別に適用することもでき
る。
明する。図４（ａ）に示すように、ワークＷの流れ方向
Ｙに対し、幅方向Ｘの位置が不定である場合に、本検出
器では、ワークＷの幅方向Ｘの位置にかかわらず、ワー
クＷを精度良く検出することができる。同様にして、図
４（ｂ）の孔Ｗ１や、図４（ｃ）のフィルムのエッジＷ
２や図４（ｄ）のラベルのエッジＷ３を精度良く検出す
ることができる。特に、図４（ｂ）のように大きさの異
なる孔Ｗ１，Ｎが存在する場合においては、スポット光
で検出する従来と異なり、予め閾値を設定することによ
り、小さい孔Ｎを検出せずに大きな孔Ｗ１のみを検出し
たり、あるいは、２つの孔Ｗ１，Ｎを識別することもで
きる。勿論、検出対象が孔以外のものであっても同様に
検出することができる。なお、本発明は被検出物の有無
だけでなく、被検出物の色の判別に適用することもでき
る。
【００２０】本ヘッド部は、図３の検出光Ｌ１および反
射光Ｌ２を１つのシリンドリカルレンズ５により集光し
て帯状の検出光を形成する。したがって、多数の光ファ
イバを１列に並べた従来例に比べてヘッド部が小型にな
る。しかも、投受光を１つのシリンドリカルレンズ５に
より集光するので、光学系に製造誤差が生じにくいか
ら、製造性が向上する。
射光Ｌ２を１つのシリンドリカルレンズ５により集光し
て帯状の検出光を形成する。したがって、多数の光ファ
イバを１列に並べた従来例に比べてヘッド部が小型にな
る。しかも、投受光を１つのシリンドリカルレンズ５に
より集光するので、光学系に製造誤差が生じにくいか
ら、製造性が向上する。
【００２１】ところで、前記実施形態では、レンズとし
て棒状のシリンドリカルレンズ５を用いたが、レンズは
図５（ａ），（ｂ）に示すように板状のレンズ５Ａ，５
Ｂであってもよい。
て棒状のシリンドリカルレンズ５を用いたが、レンズは
図５（ａ），（ｂ）に示すように板状のレンズ５Ａ，５
Ｂであってもよい。
【００２２】また、前記実施形態では図２に示すよう
に、光線束の横断面における互いに直交する２方向Ｘ，
ＹのうちＹ方向（光線束の横断面における長手方向に直
交する方向Ｙ）についてのみ集光作用を有するレンズ５
を用いた。しかし、本第２発明では、略帯状の光線束を
作ればよく、したがって、前記２方向Ｘ，Ｙについての
集光作用（集光の度合）が異なっておればよい。たとえ
ば、図５（ｃ），（ｄ）に示す棒状レンズ５Ｃ，５Ｄを
採用することもできる。図５（ｃ）の棒状レンズ５Ｃ
は、Ｘ，Ｙの２つの方向について集光作用を有すると共
に、Ｙ方向についての集光の度合の方がＸ方向に比べ大
きい。また図５（ｄ）の棒状レンズ５Ｄは、Ｙ方向につ
いては集光作用を有する一方で、Ｘ方向については発散
作用を呈する。
に、光線束の横断面における互いに直交する２方向Ｘ，
ＹのうちＹ方向（光線束の横断面における長手方向に直
交する方向Ｙ）についてのみ集光作用を有するレンズ５
を用いた。しかし、本第２発明では、略帯状の光線束を
作ればよく、したがって、前記２方向Ｘ，Ｙについての
集光作用（集光の度合）が異なっておればよい。たとえ
ば、図５（ｃ），（ｄ）に示す棒状レンズ５Ｃ，５Ｄを
採用することもできる。図５（ｃ）の棒状レンズ５Ｃ
は、Ｘ，Ｙの２つの方向について集光作用を有すると共
に、Ｙ方向についての集光の度合の方がＸ方向に比べ大
きい。また図５（ｄ）の棒状レンズ５Ｄは、Ｙ方向につ
いては集光作用を有する一方で、Ｘ方向については発散
作用を呈する。
【００２３】ところで、図１０（ａ）の従来の検出ヘッ
ドでは複数の投光用光ファイバ１０２から検出光を出射
するので、図１０（ｂ）のように、隣接する投光領域Ａ
１，Ａ２，Ａ３が互いに重なり、そのため、検出精度の
低下を招くおそれがある。これに対し、本実施形態で
は、図２のように出射面６ａを１つに設定したので、検
出精度を向上させることができる。
ドでは複数の投光用光ファイバ１０２から検出光を出射
するので、図１０（ｂ）のように、隣接する投光領域Ａ
１，Ａ２，Ａ３が互いに重なり、そのため、検出精度の
低下を招くおそれがある。これに対し、本実施形態で
は、図２のように出射面６ａを１つに設定したので、検
出精度を向上させることができる。
【００２４】また、前記実施形態では、図３の固着具３
の中央に出射面６ａを設け、その両側に入射面７ａを設
けている。そのため、被検出物までの距離Ｐ１が近い場
合には、２つの受光面７ａによる受光領域が重ならず、
一方、被検出物までの距離Ｐ２が遠い場合には、２つの
受光面７ａによる受光領域が重なる。ここで、一般に、
近い場合には光量が多く、遠い場合には光量が少なくな
るので、本実施形態では近い場合には受光領域が重なら
ない範囲で検出し、一方、遠い場合には受光領域を重ね
ることでより多くの光量を得ることができる。したがっ
て、本実施形態では距離Ｐ１，Ｐ２が多少変化しても、
受光光量の変化が小さくなるから、誤検出のおそれが少
なくなる。
の中央に出射面６ａを設け、その両側に入射面７ａを設
けている。そのため、被検出物までの距離Ｐ１が近い場
合には、２つの受光面７ａによる受光領域が重ならず、
一方、被検出物までの距離Ｐ２が遠い場合には、２つの
受光面７ａによる受光領域が重なる。ここで、一般に、
近い場合には光量が多く、遠い場合には光量が少なくな
るので、本実施形態では近い場合には受光領域が重なら
ない範囲で検出し、一方、遠い場合には受光領域を重ね
ることでより多くの光量を得ることができる。したがっ
て、本実施形態では距離Ｐ１，Ｐ２が多少変化しても、
受光光量の変化が小さくなるから、誤検出のおそれが少
なくなる。
【００２５】なお、前記実施形態では、出射面６ａの両
側に入射面７ａを設けたが、本発明は投光部と受光部の
配置を限定するものではない。たとえば、出射面６ａの
周囲に入射面７ａを同軸上に配置してもよい。
側に入射面７ａを設けたが、本発明は投光部と受光部の
配置を限定するものではない。たとえば、出射面６ａの
周囲に入射面７ａを同軸上に配置してもよい。
【００２６】また、前記実施形態では、遮光筒４や遮光
部４３を設けたが、本発明では遮光筒４や遮光部４３を
必ずしも設ける必要はない。また、遮光部４３に代え
て、図６（ａ）または図６（ｂ）のように、ハーフミラ
ー９０をシリンドリカルレンズ５の第１の界面５１側に
設けると共に、出射面６ａと入射面７ａとを直交させて
配置してもよい。
部４３を設けたが、本発明では遮光筒４や遮光部４３を
必ずしも設ける必要はない。また、遮光部４３に代え
て、図６（ａ）または図６（ｂ）のように、ハーフミラ
ー９０をシリンドリカルレンズ５の第１の界面５１側に
設けると共に、出射面６ａと入射面７ａとを直交させて
配置してもよい。
【００２７】また、前記実施形態では、１つのレンズ５
を用いたが、本第１発明および第２発明では、図７（
ａ）のように、レンズ５とは別のレンズカバー５４を設
けてもよいし、あるいは、図７（ｂ）や図７（ｃ）のよ
うに、光学要素として２以上のレンズ５，５Ｅを設けて
もよい。
を用いたが、本第１発明および第２発明では、図７（
ａ）のように、レンズ５とは別のレンズカバー５４を設
けてもよいし、あるいは、図７（ｂ）や図７（ｃ）のよ
うに、光学要素として２以上のレンズ５，５Ｅを設けて
もよい。
【００２８】図８は他の実施形態を示す。本実施形態で
は、遮光板４Ａに溝状（スリット状）の通過孔４９を形
成した成形要素と、凸レンズ５Ｆとで光学系２を構成し
ている。本実施形態では、出射面６ａから出射された光
線束の一部が前記通過孔４９を通過することで、略方形
に成形され、該成形された検出光Ｌ１が凸レンズ５Ｆに
よりＸ，Ｙ方向に集光され、対象領域に向って出射され
る。対象領域で反射された反射光Ｌ２は、前記凸レンズ
５Ｆおよび通過孔４９を通過して受光面７ａに入射す
る。
は、遮光板４Ａに溝状（スリット状）の通過孔４９を形
成した成形要素と、凸レンズ５Ｆとで光学系２を構成し
ている。本実施形態では、出射面６ａから出射された光
線束の一部が前記通過孔４９を通過することで、略方形
に成形され、該成形された検出光Ｌ１が凸レンズ５Ｆに
よりＸ，Ｙ方向に集光され、対象領域に向って出射され
る。対象領域で反射された反射光Ｌ２は、前記凸レンズ
５Ｆおよび通過孔４９を通過して受光面７ａに入射す
る。
【００２９】なお、本実施形態の場合、凸レンズ５Ｆの
集光作用はＸ，Ｙ方向について同一に設定されている
が、本実施形態においても凸レンズ５Ｆに代えてシリン
ドリカルレンズを用いることもできる。また、図８の実
施形態においては、遮光板４Ａをレンズ５Ｆの前方Ｚに
設けてもよい。
集光作用はＸ，Ｙ方向について同一に設定されている
が、本実施形態においても凸レンズ５Ｆに代えてシリン
ドリカルレンズを用いることもできる。また、図８の実
施形態においては、遮光板４Ａをレンズ５Ｆの前方Ｚに
設けてもよい。
【００３０】また、前記各実施形態では、集光作用を有
する光学要素としてレンズを用いたが、本発明では、レ
ンズに代えて、図９（ａ），（ｂ）に示すように、円筒
面を有する凹面鏡５Ｇで光学要素を構成してもよい。
する光学要素としてレンズを用いたが、本発明では、レ
ンズに代えて、図９（ａ），（ｂ）に示すように、円筒
面を有する凹面鏡５Ｇで光学要素を構成してもよい。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように、本第１発明によれ
ば、投光部および受光部の前方に、投光部からの光を略
帯状に成形すると共に、長手方向に直交する方向に光を
集光して略帯状の検出光を生成する光学系を設けたの
で、線状ないしは帯状などの略帯状の検出領域を持つ投
受光用ヘッド部の小型化を図り得る。また、検出領域を
光学要素により、細長くすることができるから、検出精
度が向上する。
ば、投光部および受光部の前方に、投光部からの光を略
帯状に成形すると共に、長手方向に直交する方向に光を
集光して略帯状の検出光を生成する光学系を設けたの
で、線状ないしは帯状などの略帯状の検出領域を持つ投
受光用ヘッド部の小型化を図り得る。また、検出領域を
光学要素により、細長くすることができるから、検出精
度が向上する。
【００３２】また、本第２発明によれば、投光部および
受光部の前方に略帯状光生成レンズを設けたので、第１
発明と同様に、線状ないしは帯状などの略帯状の検出領
域を持つ投受光用ヘッド部の小型化を図り得る。また、
検出領域を略帯状光生成レンズにより、細長くすること
ができるから、検出精度が向上する。
受光部の前方に略帯状光生成レンズを設けたので、第１
発明と同様に、線状ないしは帯状などの略帯状の検出領
域を持つ投受光用ヘッド部の小型化を図り得る。また、
検出領域を略帯状光生成レンズにより、細長くすること
ができるから、検出精度が向上する。
【００３３】さらに、１つの略帯状光生成レンズにより
集光すれば、光学系に製造誤差が生じにくいので、製造
性が向上する。また、光学系を略帯状光生成レンズの横
断面を中心に略対称に設ければ、検出可能な距離の範囲
が広がる。また、遮光部を設けて、迷光が受光部に入射
するの防止すれば、検出精度が更に向上する。また、減
光部を設けて、略帯状の検出光の長手方向の中央部の光
量を減らせば、光量の均一化を図ることができるから、
検出能力のバラツキを抑制することができる。
集光すれば、光学系に製造誤差が生じにくいので、製造
性が向上する。また、光学系を略帯状光生成レンズの横
断面を中心に略対称に設ければ、検出可能な距離の範囲
が広がる。また、遮光部を設けて、迷光が受光部に入射
するの防止すれば、検出精度が更に向上する。また、減
光部を設けて、略帯状の検出光の長手方向の中央部の光
量を減らせば、光量の均一化を図ることができるから、
検出能力のバラツキを抑制することができる。
【図１】本発明のヘッド部の一実施形態を示す分解斜視
図である。
図である。
【図２】光学系を示す分解斜視図である。
【図３】（ａ）は光学系を示す断面図、（ｂ）は受光光
量の変化を示す特性図、（ｃ）はレンズの断面図、
（ｄ）は固着具の正面図、（ｅ）は受光部の拡大正面図
である。
量の変化を示す特性図、（ｃ）はレンズの断面図、
（ｄ）は固着具の正面図、（ｅ）は受光部の拡大正面図
である。
【図４】光検出器の用い方を示す斜視図および正面図で
ある。
ある。
【図５】略帯状光生成レンズの他の例を示す斜視図であ
る。
る。
【図６】変形例を示す概略構成図である。
【図７】光学系の他の例を示す斜視図である。
【図８】他の実施形態にかかる光学系を示す分解斜視図
である。
である。
【図９】光学要素の他の例を示す平面図および斜視図で
ある。
ある。
【図１０】従来のヘッド部を示す斜視図である。
１：ヘッドケース ２：光学系 ３：固着具 ４：遮光筒（成形要素） ４Ａ：遮光板 ４１：減光壁（減光部） ４３：遮光部 ５：シリンドリカルレンズ（光学要素） ５Ａ〜５Ｇ：光学要素 ５１：第１の界面 ５２：第２の界面 ６：投光用光ファイバ（投光部） ６ａ：出射面 ７：受光用光ファイバ（受光部） ７ａ：入射面 Ｌ１：検出光 Ｌ２：反射光 Ｘ：長手方向 Ｙ：長手方向に直交する方向
Claims (14)
- 【請求項１】 光線束の横断面形状が略帯状である検出
光を対象領域に照射して該対象領域において反射された
反射光を受光する光検出器のヘッド部であって、 前記対象領域に向って光を出射する投光部と、 前記投光部からの光線束の横断面形状を略帯状に成形す
ると共に、前記略帯状の光線束の横断面における長手方
向に直交する方向に前記光を集光して前記略帯状の検出
光を生成する光学系と、 前記対象領域で反射され前記光学系を介して入射する反
射光を受光する受光部とを備えた光検出器のヘッド部。 - 【請求項２】 請求項１において、 前記光学系は、前記光を集光する光学要素として１つ以
上のレンズを有する光検出器のヘッド部。 - 【請求項３】 請求項２において、 前記レンズは、前記光線束の横断面における互いに直交
する２方向についての集光作用が異なる光検出器のヘッ
ド部。 - 【請求項４】 請求項１において、 前記光学系は前記光を集光する光学要素として凹面鏡を
有する光検出器のヘッド部。 - 【請求項５】 請求項１において、 前記光学系は前記光の光線束の一部を通過させて光線束
の横断面形状を略方形にする成形要素を有する光検出器
のヘッド部。 - 【請求項６】 光線束の横断面形状が略帯状である検出
光を対象領域に照射して該対象領域において反射された
反射光を受光する光検出器のヘッド部であって、 前記横断面における互いに直交する２方向についての集
光作用が異なることで、前記略帯状の検出光を生成する
略帯状光生成レンズと、 該略帯状光生成レンズの第１の界面から第２の界面を介
して対象領域に向って前記検出光を出射する投光部と、 前記略帯状光生成レンズの前記第２の界面から前記第１
の界面を介して入射する反射光を受光する受光部とを備
えた光検出器のヘッド部。 - 【請求項７】 請求項６において、 前記略帯状光生成レンズ、投光部および受光部が１つの
ケース内に収容されている光検出器のヘッド部。 - 【請求項８】 請求項６において、 前記投光部の出射面および前記受光部の入射面は、それ
ぞれ、前記第１の界面から離間した位置に配設され、 前記出射面から前記第１の界面までの距離と、前記入射
面から前記第１の界面までの距離とが略同じ距離に設定
されている光検出器のヘッド部。 - 【請求項９】 請求項６において、 前記略帯状光生成レンズを含む光学系、前記投光部なら
びに受光部が、前記略帯状光生成レンズの横断面を中心
に略対称に設けられている光検出器のヘッド部。 - 【請求項１０】 請求項９において、 前記受光部が１対設けられている光検出器のヘッド部。
- 【請求項１１】 請求項１０において、 前記投光部が前記１対の受光部の間に配設されている光
検出器のヘッド部。 - 【請求項１２】 請求項６において、 前記投光部および受光部が１つの固着具に固着されてい
る光検出器のヘッド部。 - 【請求項１３】 請求項６において、 前記投光部から前記第１の界面に向い該第１の界面で正
反射した光が前記受光部に入射するのを防止する遮光部
を設けた光検出器のヘッド部。 - 【請求項１４】 請求項６において、 前記略帯状の光線束の横断面における長手方向の中央部
の光量を減らす減光部が設けられている光検出器のヘッ
ド部。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5379099A JP4446507B2 (ja) | 1999-02-03 | 1999-03-02 | 光検出器のヘッド部 |
| US09/351,139 US6455829B1 (en) | 1999-02-03 | 1999-07-12 | Head unit of photo detector |
| EP99113670A EP1026498B1 (en) | 1999-02-03 | 1999-07-15 | Optical head unit of a photodetector |
| DE69922481T DE69922481T2 (de) | 1999-02-03 | 1999-07-15 | Optische Kopfeinheit eines Photodetektors |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2581899 | 1999-02-03 | ||
| JP11-25818 | 1999-02-03 | ||
| JP5379099A JP4446507B2 (ja) | 1999-02-03 | 1999-03-02 | 光検出器のヘッド部 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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Family
ID=26363512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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| JP2009175586A (ja) * | 2008-01-28 | 2009-08-06 | Nikon Corp | 接近検出装置 |
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| JP4266180B2 (ja) * | 2003-10-07 | 2009-05-20 | 株式会社キーエンス | 光電センサ |
| US8665442B2 (en) | 2011-08-18 | 2014-03-04 | Li-Cor, Inc. | Cavity enhanced laser based isotopic gas analyzer |
| JP6142501B2 (ja) * | 2012-10-30 | 2017-06-07 | オムロン株式会社 | 光学式センサ |
| US9116047B2 (en) | 2013-10-11 | 2015-08-25 | Li-Cor, Inc. | Systems and methods for controlling the optical path length between a laser and an optical cavity |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| DE3137174A1 (de) | 1981-09-18 | 1983-04-07 | Boehringer Mannheim Gmbh, 6800 Mannheim | Vorrichtung zur optischen erkennung einer codierung auf einem diagnoseteststreifen |
| JPS63257925A (ja) * | 1987-04-15 | 1988-10-25 | Nippon Coinco:Kk | 光ヘツドの焦点制御信号検出装置 |
| JP2774892B2 (ja) | 1991-12-28 | 1998-07-09 | 株式会社ネオレックス | バーコードリーダー |
| US5532999A (en) * | 1993-06-25 | 1996-07-02 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical detector having stray carrier absorption regions between light receiving elements, and an optical head using the same |
| JP3645319B2 (ja) * | 1995-07-31 | 2005-05-11 | 株式会社東芝 | 情報処理装置 |
| US6164544A (en) * | 1998-07-08 | 2000-12-26 | Welch Allyn Data Collection, Inc. | Adjustable illumination system for a barcode scanner |
-
1999
- 1999-03-02 JP JP5379099A patent/JP4446507B2/ja not_active Expired - Fee Related
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- 1999-07-15 DE DE69922481T patent/DE69922481T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1999-07-15 EP EP99113670A patent/EP1026498B1/en not_active Expired - Lifetime
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6392247B1 (en) | 1998-04-24 | 2002-05-21 | Hama Sensors, Inc. | Sensor and detection system having wide diverging beam optics |
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1026498A3 (en) | 2001-11-21 |
| US6455829B1 (en) | 2002-09-24 |
| EP1026498A2 (en) | 2000-08-09 |
| DE69922481T2 (de) | 2005-12-15 |
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| DE69922481D1 (de) | 2005-01-13 |
| EP1026498B1 (en) | 2004-12-08 |
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