JP2010205455A - Photoelectric sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光電センサに関するものである。 The present invention relates to a photoelectric sensor.
投光器と受光器とが対向配置されている光電センサ(透過型の光電センサ)、特に、レーザを使った光電センサにおいては、長距離、微小検出を可能としているため、投光器の光はかなり細く絞られた光となっている。従って、光軸調整は厳密に行う必要がある。特許文献1においては受光器の受光部が不可視光の受光で可視光を発する材料で形成することにより受光素子の位置する部分に光軸を一致させるようにしている。
A photoelectric sensor (transmission type photoelectric sensor) in which a projector and a receiver are arranged to face each other, particularly a photoelectric sensor using a laser, enables long-range and minute detection, so that the light from the projector is considerably narrowed. Light. Therefore, it is necessary to adjust the optical axis strictly. In
上述したようにレーザを使った光電センサにおいては投光器の光は細く絞られた光となっており光軸調整は厳密に行う必要があるが、細い光の光軸を調整すること自体も難しく、その上、長距離で使われることが多い。そのため、仮にレーザ光が可視光であるとしても、作業者が投光器の調整を行なう際に、受光器に照射される光の位置(スポット位置)が見えづらく作業が煩わしいものとなっている。 As described above, in the photoelectric sensor using a laser, the light of the projector is narrowly focused light and it is necessary to adjust the optical axis strictly, but it is difficult to adjust the optical axis of the thin light itself, In addition, it is often used over long distances. For this reason, even if the laser beam is visible light, it is difficult to see the position (spot position) of the light applied to the light receiver when the operator adjusts the projector.
本発明の目的は、投光器と受光器との光軸調整を行う際、投光器からの光(投光)のスポットが受光器のどの位置に当たっているのかを認識しやすくすることで光軸調整を容易に行うことができる光電センサを提供することにある。 The purpose of the present invention is to easily adjust the optical axis by making it easy to recognize where the spot of the light (projection) from the light projector hits when adjusting the optical axis between the light projector and the light receiver. It is in providing the photoelectric sensor which can be performed.
請求項1に記載の発明では、投光器から出射された可視光を、前記投光器に対向配置された受光器で受光する光電センサにおいて、前記受光器の前面において前記投光器から出射された出射光を通過させる受光窓を有するケースと、前記受光器のケース内に設けられ、前記受光窓を通過した前記出射光を受光する受光素子と、前記受光器における前記受光素子の光軸上において、前記受光素子の前面側に、前記受光窓からの前記出射光を通過させる前記受光窓よりも小さな通過窓を有し、当該通過窓を除く部分が前記出射光の照射位置が視認できる反射率を有する反射面となっているスクリーン部材と、を備えたことを要旨とする。
In the invention according to
請求項1に記載の発明によれば、スクリーン部材は、受光器における前記受光素子の光軸上において、受光素子の前面側に、受光窓からの出射光を通過させる受光窓よりも小さな通過窓を有し、通過窓を除く部分が出射光の照射位置が視認できる反射率を有する反射面となっているので、投光器と受光器との光軸調整を行う際に投光器からの光(投光)のスポットが受光器のどの位置に当たっているのかを容易に認識することができ、これにより光軸調整を容易に行うことができる。 According to the first aspect of the present invention, the screen member has a passing window smaller than the light receiving window through which the light emitted from the light receiving window passes on the front side of the light receiving element on the optical axis of the light receiving element in the light receiver. And the portion excluding the passage window is a reflective surface having a reflectance that allows the irradiation position of the emitted light to be visually recognized. Therefore, when adjusting the optical axis between the projector and the light receiver, the light from the projector (projection) ) Can be easily recognized at which position of the light receiver, so that the optical axis can be adjusted easily.
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の光電センサにおいて、前記スクリーン部材のスポット形成面は白色系面であることを要旨とする。
請求項2に記載の発明によれば、各種波長の可視光について視認性に優れている。
The invention according to claim 2 is summarized in that, in the photoelectric sensor according to
According to invention of Claim 2, it is excellent in visibility about visible light of various wavelengths.
請求項3に記載の発明では、請求項2に記載の光電センサにおいて、前記白色系面は白色系塗料の塗布面であることを要旨とする。
請求項3に記載の発明によれば、容易に白色系面を形成することができる。
According to a third aspect of the present invention, in the photoelectric sensor according to the second aspect, the white surface is an application surface of a white paint.
According to invention of Claim 3, a white type | system | group surface can be formed easily.
請求項4に記載の発明では、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光電センサにおいて、前記出射光は赤色光であることを要旨とする。
請求項4に記載の発明によれば、投光器からの光(投光)のスポットが受光器のどの位置に当たっているのかを認識する上で好ましい。
According to a fourth aspect of the present invention, in the photoelectric sensor according to any one of the first to third aspects, the emission light is red light.
According to the fourth aspect of the present invention, it is preferable for recognizing which position on the light receiver the spot of the light (light projection) from the light projector hits.
請求項5に記載の発明では、請求項4に記載の光電センサにおいて、前記赤色光は赤色レーザ光であることを要旨とする。
請求項5に記載の発明によれば、スポット径が小さいレーザ光において投光器からの光(投光)のスポットが受光器のどの位置に当たっているのかを認識する上で好ましい。
The invention according to claim 5 is the photoelectric sensor according to claim 4, wherein the red light is red laser light.
According to the fifth aspect of the present invention, it is preferable for recognizing the position of the light spot (projection) from the light projector in the laser beam having a small spot diameter.
請求項6に記載の発明では、請求項1〜5のいずれか1項に記載の光電センサにおいて、前記通過窓が、前記出射光の光芒よりも小さいことを要旨とする。
請求項6に記載の発明によれば、光軸が不一致の場合、スポットがスクリーン部材に照射されている状況から光軸が一致したときの視認性に優れており光軸がしやすい。
The gist of the invention described in claim 6 is that, in the photoelectric sensor according to any one of
According to the sixth aspect of the present invention, when the optical axes do not coincide with each other, the visibility when the optical axes coincide with each other from the situation where the spot is irradiated on the screen member is excellent, and the optical axis is easily formed.
請求項7に記載の発明では、請求項1〜6のいずれか1項に記載の光電センサにおいて、前記通過窓は、円形であることを要旨とする。
請求項7に記載の発明によれば、スポットがスクリーン部材の透過窓に一致したか否かを正確に認識することができる。
The invention according to claim 7 is the photoelectric sensor according to any one of
According to the invention described in claim 7, it is possible to accurately recognize whether or not the spot coincides with the transmission window of the screen member.
本発明によれば、投光器と受光器との光軸調整を行う際、投光器からの光(投光)のスポットが受光器のどの位置に当たっているのかを認識しやすくすることで、光軸調整を容易に行うことができる。 According to the present invention, when adjusting the optical axis between the projector and the light receiver, it is easy to recognize where the spot of light (projection) from the projector hits the optical axis. It can be done easily.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に従って説明する。
本実施形態の光電センサは、投光器と受光器とが対向配置された透過型の光電センサであり、受光器において投光器から出射された可視光を受光する。また、本実施形態の光電センサはレーザセンサであって、可視光のレーザ光のうち赤色レーザ光を投光器から出射して受光器において受光する。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings.
The photoelectric sensor of this embodiment is a transmissive photoelectric sensor in which a projector and a light receiver are arranged to face each other, and receives visible light emitted from the light projector in the light receiver. Further, the photoelectric sensor of the present embodiment is a laser sensor, and emits red laser light from visible laser light from a projector and receives it by a light receiver.
図1には受光器の正面図を、図2には斜視図を、図3には分解斜視図を、図4には図1のA−A線での縦断面図を示す。図2,3,4において左側から投光器(図示略)の発する光(赤色レーザ光)を受光する。 FIG. 1 is a front view of the light receiver, FIG. 2 is a perspective view, FIG. 3 is an exploded perspective view, and FIG. 4 is a longitudinal sectional view taken along line AA of FIG. In FIGS. 2, 3 and 4, light (red laser light) emitted from a projector (not shown) is received from the left side.
図1,2に示すように、受光器1の本体10は、全体形状がほぼ直方体をなし、赤色レーザ光を受光する面S1は縦長の長方形状をなしている。本体10には取付孔10aが設けられている。受光器の本体10の下面からケーブル11が延びている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
光電センサにおける受光器1の本体10は、図1,2に示すように、樹脂製ケース20を備えている。樹脂製ケース20は、ベース部材21と背面カバー22と前面カバー23を備えている。また、受光器1は図1,3に示すように回路基板30、光IC40(受光素子41)、表示灯50等を備えている。図3は前面カバー23を取り外した状態での分解斜視図である。
The
ベース部材21に対し回路基板30が立設した状態で当接し、この状態で回路基板30がベース部材21に支持されている。
回路基板30の一方の面(前面)30aにおいて受光用光IC(受光素子)40が回路基板30のほぼ中央部に実装されている。図3に示すように、受光用光IC40は、光電素子としての受光素子41と処理回路とをワンチップ化したものである。回路基板30の一方の面30aに直交する方向が受光素子41の光軸L1となっており、光軸方向からの光を受光素子41で受光すると、その光量に応じた電気信号に変換される。そして、受光用光IC40の処理回路において増幅等の信号処理が行なわれる。また、受光用光IC40(受光素子41)の駆動は回路基板30に形成された駆動回路により行なわれる。このようにして、回路基板30と受光素子41との関係について、受光素子41の光軸方向と直交する方向に回路基板30が配置されている。
The
On one surface (front surface) 30 a of the
また、図4に示すように、回路基板30の他方の面(後面)30bにおいて電子ボリューム31が回路基板30のほぼ中央部に実装されている。この電子ボリューム31は連結部材32により受光器本体10の背面部に露出する操作部材33に連結されている。そして、外部から操作部材33を回動操作することにより電子ボリューム31の可変抵抗値を調整して受光感度等を調整することができるようになっている。
Further, as shown in FIG. 4, the electronic volume 31 is mounted on the substantially central portion of the
さらに、回路基板30の両面には各種の電子部品(トランジスタ、ダイオード等)が実装されている。これら実装部品により駆動回路が形成されている。具体的には、例えば、図3,4に示すように回路基板30の一方の面(前面)30aには複数のダイオード42が受光用光IC40の下方に接近して実装されている。
Further, various electronic components (transistors, diodes, etc.) are mounted on both surfaces of the
また、回路基板30の一方の面(前面)30aにおいて表示灯50が回路基板30の上端部に実装されている。表示灯50は緑色LED51と橙色LED52よりなる。緑色LED51は受光量が一定量以上となると(受光素子への入光量が安定すると)点灯する。橙色LED52は検出表示灯であって、物体があるか否かに基づいて点灯する。この表示灯50(緑色LED51、橙色LED52)の駆動は回路基板30に形成された駆動回路により行なわれる。
An
回路基板30の下部にはケーブル11が接続され、ケーブル11を介して受光器本体10に電源が供給される。
図3に示すように、回路基板30の前面30aには、シールド板60、導電フィルム61、樹脂製カバー62が設けられている。
A
As shown in FIG. 3, a
金属製のシールド板60は一方の面が開口する四角箱型をなし、回路基板30に対しシールド板60で回路基板30の前面に実装された光IC40等の電子部品を覆うように配置されている。シールド板60には長穴形の貫通孔60aが設けられ、貫通孔60aを通過した赤色レーザ光が受光用光IC40の受光素子41に送られる。シールド板60の前面には透明な導電フィルム61を介して樹脂製カバー62が配置されている。樹脂製カバー62は絶縁性の黒色樹脂よりなる。樹脂製カバー62はシールド板60を覆う状態で回路基板30に装着されている。詳しくは、樹脂製カバー62の本体部62aから突出する脚部62bを回路基板30の貫通孔30cに嵌入することにより樹脂製カバー62が回路基板30に固定されている。
The
樹脂製カバー62には円形の貫通孔62cが設けられ、貫通孔62cを通過した赤色レーザ光が受光用光IC40の受光素子41に送られる。また、シールド板60は回路基板30におけるグランドラインと接続されている。これによって、シールド板60により回路基板30に実装した電子部品(光IC40等)がシールドされ、外部からの電磁ノイズの影響を受けないようになっている。このとき、シールド板60に導電フィルム61を被せていることで、シールド板60に空いている貫通孔60aの部分を空間的に閉鎖して、外来ノイズから空間的に遮断している。
The
また、図3,4に示すように、回路基板30の前面側には前面カバー23がベース部材21に装着されている。前面カバー23は赤色よりなる。前面カバー23は回路基板30の前面30aのうちの表示灯50の配置部分およびケーブル11の接続部を除く部位を覆っている。前面カバー23の前面での中央部には長方形状をなす受光窓23aが形成されている。詳しくは、受光窓23aは前面カバー23の前面よりも窪んでおり、かつ、その表面は平滑にされており、これにより投光器からの赤色レーザ光を通過可能となっている。この受光窓23aを通過した赤色レーザ光(投光器の出射光)が受光用光IC40の受光素子41で受光される。このようにして、前面カバー23は、受光器のケースの一部をなし、受光器の前面において投光器から出射された出射光を通過させる受光窓23aを有している。そして、受光窓23aを通過した出射光(赤色レーザ光)がケース内の受光素子41で受光される。
As shown in FIGS. 3 and 4, a
また、図5に示すように、樹脂製カバー62の前面には白色膜63が形成されている。この白色膜63は樹脂製カバー62の前面に白色系塗料を塗布することにより形成したものである。長方形をなす白色膜63における中央部には円形の通過窓63aが設けられている。この通過窓63aは貫通孔である。樹脂製カバー62の貫通孔62cは前面側ほど拡径されており(断面形状でテーパ面となっており)、通過窓63aは樹脂製カバー62の貫通孔62cの最大径と同じ寸法となっている。即ち、樹脂製カバー62の前面に白色系塗料を塗布して白色膜63を形成するときに、樹脂製カバー62の貫通孔62cにより白色膜63にも貫通孔、即ち、通過窓63aが形成される。白色膜63の通過窓63aは、前面カバー23の受光窓23aよりも小さい。詳しくは、光軸L1に交差(直交)する面での前面カバー23の受光窓23aの面積に比べて、光軸L1に交差(直交)する面での白色膜63の通過窓63aの面積が小さくなっている。白色膜63は赤色レーザ光を全反射する。即ち、通過窓63aを除く部分が赤色レーザ光に対する高反射率の反射面となっている。
As shown in FIG. 5, a
このようにして、スクリーン部材としての白色膜63は、通過窓63aを除く部分が出射光(赤色レーザ光)の照射位置が視認できる反射率を有する反射面となっている。具体的には、反射率は50%以上である。好ましくは100%(全反射)であるとよい。反射率については高ければ高いほどよいが、要は、本体ケースで使用される代表的な黒色樹脂よりも反射率が高ければ従来よりも見やすくなる。また、通過窓63aは出射光(赤色レーザ光)の光芒よりも小さくなっている。
In this way, the
封止樹脂24は、ケース20の水密性を確保するためのものであって、ベース部材21と背面カバー22と前面カバー23とを組み付けた状態で、これら部材間の境界部分、ケーブル11との境界部(ケーブル11の封止部)、および、表示灯50を封止樹脂24で封止している。詳しくは、封止樹脂24は、回路基板30の上部での表示灯50(緑色LED51、橙色LED52)よりも下部の部位を封止するとともに、表示灯50(緑色LED51、橙色LED52)を封止している。封止樹脂24は、表示灯50の光を透過する透光性樹脂よりなる。具体的には、半透明樹脂(例えばグレースモーク樹脂)を用いることができる。これにより、外部から表示灯50の光を認識することができる。
The sealing
次に、このように構成したレーザセンサの光軸調整方法について説明する。
今、投光器と受光器1とが仮止め状態で支持され、光軸調整可能な状態となっている。この状態で、図6に示すように、投光器からの赤色レーザ光は前面カバー23の受光窓23aを通って樹脂製カバー62の前面に配した白色膜63に照射される。
Next, a method for adjusting the optical axis of the laser sensor configured as described above will be described.
Now, the projector and the
このとき、白色膜63においては通過窓63aを除く部分が高反射率の反射面により形成されているので赤色レーザ光を全反射する。その結果、レーザスポットが図6にハッチングを付した箇所(符号70を付した箇所)のように視認することができる。つまり、スポット位置を容易に確認することができる。図6の場合にはレーザスポットが白色膜63の通過窓63aの上側に位置しており、レーザスポットと白色膜63の通過窓63aとがずれている。この場合には投光器からの赤色レーザ光を受光用光IC40の受光素子41で受光することができない。つまり、光軸がずれている。
At this time, in the
そこで、投光器または受光器1の相対位置の調整を行って投光器からの赤色レーザ光のレーザスポットが白色膜63の通過窓63aに一致するように光軸を調整する。これにより、投光器からの赤色レーザ光が受光用光IC40の受光素子41で受光できるようになる。
Therefore, the relative position of the projector or
レーザセンサでの光軸調整について詳しくは、レーザセンサの投光器の光は細く絞られた光となっており光軸調整は厳密に行う必要があり、細い光の光軸を調整する際に白色膜63にレーザスポットを映し出すことにより光軸を容易に行なうことができる。特に、レーザセンサにおいて長距離で使われる場合において作業者が投光器の調整を行なう際に受光器に照射される光の位置(スポット位置)が見えやすく作業を容易に行なうことができる。 For details on adjusting the optical axis of the laser sensor, the light from the projector of the laser sensor is a narrowly focused light, and it is necessary to adjust the optical axis strictly. When adjusting the optical axis of the thin light, the white film By projecting a laser spot on 63, the optical axis can be easily performed. In particular, when the laser sensor is used at a long distance, the position (spot position) of the light irradiated to the light receiver can be easily seen when the operator adjusts the projector.
上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)スクリーン部材としての白色膜63を、受光器における受光素子41の光軸L1上において、受光素子41の前面側に、前面カバー23の受光窓23aからの出射光(赤色レーザ光)を通過させる受光窓23aよりも小さな通過窓63aを有し、通過窓63aを除く部分が出射光(赤色レーザ光)の照射位置が視認できる反射率を有する反射面となっている。よって、投光器と受光器1との光軸調整を行う際に投光器からの光(投光)のスポットが受光器1のどの位置に当たっているのかを容易に認識することができ、これにより光軸調整を容易に行うことができる。
According to the above embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The
(2)スクリーン部材(白色膜63)のスポット形成面は白色系面であるので、各種波長の可視光について視認性に優れている。
(3)白色系面(白色膜63)は白色系塗料の塗布面であるので、容易に白色系面を形成することができる。
(2) Since the spot forming surface of the screen member (white film 63) is a white surface, it is excellent in visibility of visible light of various wavelengths.
(3) Since the white surface (white film 63) is an application surface of the white paint, the white surface can be easily formed.
(4)出射光は赤色光であるので、投光器からの光(投光)のスポットが受光器のどの位置に当たっているのかを認識する上で好ましい。
(5)赤色光は赤色レーザ光であるので、スポット径が小さいレーザ光において投光器からの光(投光)のスポットが受光器のどの位置に当たっているのかを認識する上で好ましい。
(4) Since the emitted light is red light, it is preferable for recognizing which position on the light receiver the spot of the light (light projection) from the light projector hits.
(5) Since red light is red laser light, it is preferable for recognizing which position on the light receiver the spot of light (projection) from the light projector strikes in laser light having a small spot diameter.
(6)通過窓63aが出射光の光芒よりも小さいので、光軸が不一致の場合、「●」のスポットがスクリーン部材に照射されていて、光軸が一致した状態となったときに「●」から「○」となって視認できるため、光軸調整をしやすい。
(6) Since the passing
(7)通過窓63aは円形であるので、スポットが図6の紙面の上下左右方向に一致したか否かを正確に認識することができる。
実施形態は前記に限定されるものではなく、例えば、次のように具体化してもよい。
(7) Since the passing
The embodiment is not limited to the above, and may be embodied as follows, for example.
・光電センサとしてレーザセンサに適用したが、これに限るものではなく、レーザ光以外の光を用いた光電センサに適用してもよい。
・図5に示した樹脂製カバー62の前面に白色膜63を形成することによりスクリーン部材を構成したが、これに代わり、シールド板60により通過窓を有するスクリーン部材を構成してもよい。つまり、シールド板60は金属よりなり、この金属製シールド板に受光窓23aよりも小さな所定の大きさの光のみを通過させる通過窓を形成する。この場合においても、通過窓を除く部分が高反射率の反射面により形成され、投光器と受光器1との光軸調整を行う際、投光器からのレーザスポットを視認することができる。
-Although applied to the laser sensor as a photoelectric sensor, it is not restricted to this, You may apply to the photoelectric sensor using lights other than a laser beam.
The screen member is formed by forming the
・白色の部材以外でもスクリーン部材になりうる。白色であると、赤色光に対して高反射させることができる。また、赤色光以外の可視光に対しても高反射材料となる。ただし、白色以外の色でも高い反射を行なわせることができる。 -A screen member other than a white member can be used. When it is white, it is possible to highly reflect red light. Moreover, it becomes a highly reflective material with respect to visible light other than red light. However, high reflection can be performed even for colors other than white.
・スクリーン部材における通過窓について、貫通孔で構成する以外にも透明な部材で構成してもよい。つまり、通過窓は光学的な空間であればよく、投光器からの光のみを通過させる機能を有しさえすればよい。 -About the passage window in a screen member, you may comprise with a transparent member besides comprising with a through-hole. That is, the passing window may be an optical space, and need only have a function of passing only light from the projector.
・スクリーン部材に、通過窓を中心とする基準マーク(ターゲットマーク、例えば「+」マーク)を付してもよい。これにより、光軸調整の際に位置合わせをしやすくなる。
・スクリーン部材の透過窓は縦割スリットや横割スリットでもよい。つまり、スリットの形成方向に直交する方向についてはスリット形状で位置が分かる(縦割スリットの場合は、左右方向の位置が把握でき、横割スリットの場合は、上下方向の位置が把握できる)。スリットの形成方向についてはスリットに(正確にはスリットの近くに)基準位置を示すマークを付けておくとよい。
A reference mark (target mark, for example, “+” mark) centered on the passing window may be attached to the screen member. This facilitates alignment when adjusting the optical axis.
-The transmission window of the screen member may be a vertical slit or a horizontal slit. That is, in the direction perpendicular to the slit forming direction, the position can be known by the slit shape (in the case of the vertically divided slit, the position in the left and right direction can be grasped, and in the case of the horizontally divided slit, the position in the up and down direction can be grasped). With respect to the slit forming direction, a mark indicating a reference position may be attached to the slit (exactly near the slit).
1…受光器、20…ケース、23…前面カバー、23a…受光窓、41…受光素子、63…白色膜、63a…通過窓。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記受光器の前面において前記投光器から出射された出射光を通過させる受光窓を有するケースと、
前記受光器のケース内に設けられ、前記受光窓を通過した前記出射光を受光する受光素子と、
前記受光器における前記受光素子の光軸上において、前記受光素子の前面側に、前記受光窓からの前記出射光を通過させる前記受光窓よりも小さな通過窓を有し、当該通過窓を除く部分が前記出射光の照射位置が視認できる反射率を有する反射面となっているスクリーン部材と、
を備えたことを特徴とする光電センサ。 In a photoelectric sensor that receives visible light emitted from a projector with a light receiver disposed opposite to the projector,
A case having a light receiving window that allows the emitted light emitted from the projector to pass through the front surface of the light receiver;
A light receiving element that is provided in a case of the light receiver and receives the emitted light that has passed through the light receiving window;
On the optical axis of the light receiving element in the light receiver, a portion having a passing window smaller than the light receiving window for allowing the emitted light from the light receiving window to pass on the front side of the light receiving element, excluding the passing window Is a screen member having a reflective surface having a reflectance that allows the irradiation position of the emitted light to be visually recognized,
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