JP2013211152A

JP2013211152A - 光電センサ

Info

Publication number: JP2013211152A
Application number: JP2012080155A
Authority: JP
Inventors: Manabu Mizobuchi; 学溝渕; Nagayuki Sato; 永幸佐藤; Kenichi Soeda; 健一添田; Masayuki Hakamada; 昌幸袴田
Original assignee: Azbil Corp
Current assignee: Azbil Corp
Priority date: 2012-03-30
Filing date: 2012-03-30
Publication date: 2013-10-10

Abstract

【課題】カバーにより生ずる偏光方向の乱れを低減した光電センサを提供する。
【解決手段】光電センサ１は、投光部と、受光部と、投光部の投光方向において縦偏光成分のみ透過させる偏光フィルタ４と、受光部の受光方向において横偏光成分のみ透過させる偏光フィルタ５とを筐体２に収容している。筐体２は、非透光性を有する樹脂等の部材により形成された略直方体形状の箱体であり、前面に開口部２ａが形成されている。この開口部２ａの内部側には、偏光フィルタ４，５が縦に並べて設置され、筐体２には、開口部２ａを被覆しつつ投光素子の波長帯の光を有効に透過する投受光部カバー３が取り付けられている。筐体２の内部に、投光部とその偏光フィルタ４、受光部とその偏光フィルタ５を設置し、投受光部カバー３をレーザ溶着により取り付けて開口部２ａを被覆する。
【選択図】図１

Description

この発明は、投受光部に偏光フィルタを備えた光電センサに関するものである。

光電センサは、自機の発した光とその他の光とを区別するために偏光フィルタを用いている（例えば、特許文献１参照）。製品の長期的信頼性を確保するために、偏光フィルタそのものを外部に露出することはできない。そのため、光源として用いる投光素子の波長帯の光を有効に透過する樹脂製のカバーを用いて、偏光フィルタを被覆していた。

実開平１−８８４３７号公報

図６に、従来の光電センサの断面図を示す。従来、投光素子および偏光フィルタ等を収容した筐体１００とカバー１０１とを一体成形にて固着していた。これにより、製品の密閉性を確保して、環境に対する長期的信頼性確保が可能となる。その一方で、一体成形用の流路に射出した樹脂部１０２が冷えて固まる際の熱的変化により、カバー１０１が非常に大きなストレスを受けた状態で筐体１００に固定されることになり、このカバー１０１のストレスの大きい部位において偏光方向の乱れを生ずることになるという課題があった。この偏光方向の乱れは、自機の発した光とその他の光とを区別する弁別機能を妨げ、光電センサの誤動作の原因となり性能の低下を招く。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、カバーにより生ずる偏光方向の乱れを低減した光電センサを提供することを目的とする。

この発明に係る光電センサは、開口部が形成され、当該開口部を通して投光または受光する投光部または受光部の少なくとも一方を収容した筐体と、レーザ溶着により筐体に取り付けられて開口部を被覆する、少なくとも一部が光透過性を有する素材で形成されたカバーと、投光部または受光部の少なくとも一方とカバーとの間に設置された偏光フィルタとを備えるものである。

この発明によれば、レーザ溶着によりカバーを筐体に取り付けるようにしたので、カバーにストレスを与えることがない。よって、カバーにより生ずる偏光方向の乱れを低減した光電センサを提供することができる。

この発明の実施の形態１に係る光電センサの構成を示す斜視図である。実施の形態１に係る光電センサの検出原理を説明する分解斜視図である。図１に示す光電センサを、図１に示すＡＡ線に沿って切断した断面図である。図１に示す光電センサの正面図である。図１に示す光電センサを底面側から見た斜視図である。従来の光電センサを、図１に示すＡＡ線に相当する位置で切断した断面図である。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る光電センサ１の構成を示す斜視図である。また、この光電センサ１の検出原理を図２に示す。この光電センサ１は、投光素子７とレンズ８から成る投光部９と、受光素子１０とレンズ１１から成る受光部１２と、投光部９の投光方向において縦偏光成分のみ透過させる偏光フィルタ４と、受光部１２の受光方向において横偏光成分のみ透過させる偏光フィルタ５とを筐体２に収容し、対向する方向に偏光方向を９０度ずらして反射する反射ミラー１３を配置するポラライズドリフレクタ形光電センサである。

光電センサ１は、偏光フィルタ４を透過した投光部９の縦偏光成分を反射ミラー１３へ向けて出射する。反射ミラー１３は偏光方向を９０度ずらして反射するため、光電センサ１から出射された光は横偏光成分の反射光となって光電センサ１へ反射され、横偏光成分が偏光フィルタ５を透過して受光部１２へ入射する。光路上に検出対象物体が存在する場合、この検出対象物体の表面で反射した光には偏光方向の変化が生じない、または９０度の偏光にならないため、偏光フィルタ５により阻止されて受光部１２には入射しないことになる。光路上に検出対象物体が存在するか否かに応じて受光部１２の受光量に変化が生じるので、光電センサ１は検出対象物体の有無を検知できる。

筐体２は、非透光性を有する樹脂等の部材により形成された略直方体形状の箱体であり、前面に開口部２ａが形成されている。この開口部２ａの内部側には、偏光フィルタ４，５が縦に並べて設置され、さらにこれら偏光フィルタ４，５の内部側に投光部９と受光部１２とが縦に並べて設置されている。また、この筐体２には、開口部２ａを被覆しつつ投光素子７の波長帯の光を有効に透過する投受光部カバー３と、動作状態を表すための表示部６ａが横並びに形成された表示部カバー６とが取り付けられている。

本実施の形態１では、投受光部カバー３を筐体２に対してレーザ溶着により取り付ける。
図３は、図１に示す光電センサ１をＡＡ線に沿って切断した断面図、図４は正面図、図５は底面側から見た斜視図である。なお、図３〜図５において偏光フィルタ４，５、投光部９および受光部１２は図示を省略している。
投受光部カバー３は、レーザ光を透過する性質の樹脂等（たとえば、ポリカーボネイト、ポリアクリレート、ポリメタクリル酸メチル等）で構成される。一方、筐体２は、レーザ光を吸収する性質の樹脂等（たとえば、ＰＣ／ＡＢＳ系ポリマーアロイ、ポリブチレンテレフタレート、カーボンフィラーを添加したポリカーボネイト等）で構成される。筐体２の内部に、投光素子７、受光素子１０、レンズ８，１１、偏光フィルタ４，５を設置した後、筐体２の開口部２ａに投受光部カバー３を載置し、図３〜図５に示すように、筐体２の開口部２ａの縁部と投受光部カバー３とをレーザ光で全周、レーザ溶着する。開口部２ａの全周を溶着するので、内部の密閉性は十分に確保されている。

レーザ溶着による固定では、投受光部カバー３にストレスを与えることがないため、歪み等が生じず、投光および受光の偏光方向の乱れが生じることもない。従って、光電センサ１の性能の低下を防止できる。従来は偏光方向の乱れ等に起因した誤検出を防ぐために感度を低下させていたが、偏光方向の乱れを低減したことにより感度を低下させる必要がなくなるので、光電センサ１を長距離の検出に用いることが可能となる。

また、従来のような筐体２と投受光部カバー３の一体成形による取り付け方法と比較して、レーザ溶着に用いる装置は簡素であり、また、かかるタクトタイムも短縮できるため、光電センサ１の生産性が向上しコストダウンに通ずる。一般に一体成形では約４０秒かかるところ、レーザ溶着では１０秒未満で済む。
さらに、従来の一体成形と比較して、レーザ溶着は溶着しろが小さくできるため、光電センサ１の外観のデザイン性向上が見込める。一方、一体成形では、先立って図６に示したように樹脂部１０２のような樹脂流路が必要となるため、デザイン上の制約があった。また樹脂部１０２のバリ取り等の工程も必要となる。

なお、投受光部カバー３だけでなく、表示部カバー６もレーザ溶着により筐体２へ取り付けて、生産性向上およびデザイン性向上を図ってもよい。

以上より、実施の形態１によれば、ポラライズドリフレクタ形の光電センサ１は、開口部２ａが形成され、この開口部２ａを通して投光および受光する投光部９および受光部１２を収容した筐体２と、レーザ溶着により筐体２に取り付けられて開口部２ａを被覆する、光透過性を有する投受光部カバー３と、投光部９および受光部１２と投受光部カバー３との間に設置された偏光フィルタ４，５とを備えるように構成した。このため、投受光部カバー３を筐体２に取り付ける際に投受光部カバー３にストレスを与えることがない。よって、投受光部カバー３により生ずる偏光方向の乱れを低減した光電センサ１を提供することができる。

また、実施の形態１によれば、投受光部カバー３はレーザ溶着のレーザ光を透過しやすい素材で構成し、筐体２は投受光部カバー３に比較してレーザ光を透過し難い素材で構成するようにしたので、筐体２の前面側からレーザ光を照射して開口部２ａの全周を容易に溶着できる。

なお、本発明の実施形態を図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成は、上述した実施の形態の構成に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれることは言うまでもない。
上記実施の形態１では、ポラライズドリフレクタ形の光電センサ１を例に用いて筐体２と投受光部カバー３の取り付け方法を説明したが、ポラライズドリフレクタ形以外の光電センサに対しても同様の取り付け方法を適用可能である。
また、筐体２に投光部９および受光部１２を収容した構成例を示したが、投光部９または受光部１２のいずれか一方のみ収容した構成であっても構わない。

また、投受光カバー３は、少なくともその一部（具体的には偏光フィルタ４，５に対面する領域）が、投光部９の投光と受光部１２の受光を透過できる光透過性を有する素材で形成されていればよい。同様に、表示部カバー６も、少なくともその一部（具体的には表示部６ａ）が、表示部用の光源の光を透過できる光透過性を有する素材で形成されていればよい。

１光電センサ
２筐体
２ａ開口部
３投受光部カバー
４，５偏光フィルタ
６表示部カバー
６ａ表示部
７投光素子
８，１１レンズ
９投光部
１０受光素子
１２受光部
１３反射ミラー
１００筐体
１０１カバー
１０２樹脂部

Claims

開口部が形成され、当該開口部を通して投光または受光する投光部または受光部の少なくとも一方を収容した筐体と、
レーザ溶着により前記筐体に取り付けられて前記開口部を被覆する、少なくとも一部が光透過性を有す素材で形成されたカバーと、
前記投光部または前記受光部の少なくとも一方と前記カバーとの間に設置された偏光フィルタとを備える光電センサ。
前記カバーはレーザ溶着のレーザ光を透過しやすい素材で構成され、前記筐体は前記カバーに比較して当該レーザ光を透過し難い素材で構成されたことを特徴とする請求項１記載の光電センサ。