JP2015115290A - 光電センサ - Google Patents
光電センサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2015115290A JP2015115290A JP2013258669A JP2013258669A JP2015115290A JP 2015115290 A JP2015115290 A JP 2015115290A JP 2013258669 A JP2013258669 A JP 2013258669A JP 2013258669 A JP2013258669 A JP 2013258669A JP 2015115290 A JP2015115290 A JP 2015115290A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- light
- photoelectric sensor
- light source
- reflective photoelectric
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 59
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 4
- 238000001514 detection method Methods 0.000 abstract description 33
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 abstract description 6
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 6
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
- G01S7/4811—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements common to transmitter and receiver
- G01S7/4813—Housing arrangements
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
- G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
- G01S17/04—Systems determining the presence of a target
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
- G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
- G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
- G01S7/481—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements
- G01S7/4814—Constructional features, e.g. arrangements of optical elements of transmitters alone
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
- Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Description
上記公報に開示された構成によれば、長距離タイプの光電センサにおいて、投光ビームに関する様々な面から設定自由度を向上させることができる。
すなわち、上記公報に開示された反射型光電センサでは、検出対象物の表面状態によっては、小さなビーム径では表面の凹凸の影響を受けて誤検出するおそれがあるため、ラインビームを照射して受光量を平均化することにより誤検出を防止することになる。
しかしながら、実使用上では、ラインビームでも検出できないケースが存在するため、現場では、透過型・回帰反射型等の光電センサを追加するように設備を改造して対応していた。
ここで、断面長円形状の長軸と短軸の長さは、例えば、光源部から照射されるレーザ光の波長分布を示すグラフの半値幅を用いて規定してもよい。また、断面長円形状とは、完全な長円形状だけでなく、略長方形状のものも含まれる。さらに、略平行な光束には、完全に平行な光束だけでなく、若干、拡散している光束や集光される光束も含まれる。さらに、略平行には、光軸に対して垂直な少なくとも1軸方向に集光もしくは発散する光を略平行光化するものも含まれる。また、レンズには、集光レンズだけでなく、所定の第1方向に曲率を有し、第1方向に直交する第2方向に曲率を持たないシリンドリカルレンズ等も含まれる。
ここでは、対象物に対して照射される光束の長軸と短軸との長さの比について、より好ましい範囲を特定している。
これにより、長軸方向・短軸方向における寸法を調整可能であって、断面が長円形状となる所望のサイズのラインビームを対象物に対して照射することができる。
ここでは、縦・横比の異なる開口を有する絞り部と、略平行光を生成するレンズとを組み合わせることで、断面長円形状のラインビームを生成する。
なお、上記光軸とは、レンズの中心を通りレンズ面に垂直な直線を意味している。
これにより、絞り部を通過した光束は、絞り部の開口の形状に合わせた長円形状となり、レンズによって略平行光化される。この結果、絞り部の開口の形状に合わせた所望の断面長円形状のラインビームを生成することができる。
ここでは、縦・横比のほぼ等しい開口を有する絞り部と、略平行光を生成する光軸非対称レンズとを組み合わせることで、断面長円形状のラインビームを生成する。
これにより、絞り部を通過した光束は、絞り部の開口の形状に合わせて略円形となるが、光軸非対称レンズによって、光軸に垂直な面における第1方向においてのみ略平行光化される。この結果、光軸に垂直な面における第1方向に直交する第2方向にはレンズの影響を受けることなく光束が広がるため、第2方向において長い所望の断面長円形状のラインビームを生成することができる。
なお、上記光軸とは、レンズの中心を通りレンズ面に垂直な直線を意味している。
以上のように、光源部の投光面と第1レンズとの距離を調整することで、反射型光電センサの向きを変えたり、アタッチメントを交換したりすることなく、略円形のスポット光、互いに直交する2つの軸方向(第1・第2方向)における長さを調整可能なラインビームをそれぞれ照射することができる。
ここでは、第1レンズが基準位置にある状態において、第1方向では第1・第2レンズを通過した光の焦点位置が対象物よりも手前側にあり、第2方向では対象物よりも奥側にあるように、光源部および第1・第2レンズの配置を特定している。
ここでは、移動機構が、第1レンズ側を移動させることで、光源部と第1レンズとの間の距離を調整する。
これにより、基準位置を中心として第1レンズを光軸方向において前後に移動させることで、スポット形状のビーム、横長・縦長の長円形状のラインビームを選択的に投光することができる。
ここでは、移動機構が、第1レンズとともに絞り部を移動させることで、光源部と第1レンズとの間の距離を調整する。
これにより、移動機構によって、光源部と第1レンズとの間の距離を調整した場合でも、第1レンズと絞り部との距離が一定であるため、絞り部および第1レンズを通過した光束の形状を安定させることができる。
ここでは、第1レンズを保持するレンズ保持部における光軸方向に略垂直な平面に、絞り部を設けている。
これにより、移動機構は、レンズ保持部を光軸方向において移動させることで、第1レンズと絞り部とを一体化して移動させることができる。
これにより、基準位置を中心として光源部を光軸方向において前後に移動させることで、スポット形状のビーム、横長・縦長の長円形状のラインビームを選択的に投光することができる。
これにより、筐体部の外部に設けられた回転体を回転させるだけで、光源部と第1レンズとの間の距離が調整されるため、容易に所望の形状のレーザ光を投光することができる。
ここでは、第1方向においてのみ曲率を有する第2レンズとして、非球面トーリックレンズを用いている。
これにより、短軸方向におけるレーザ光の幅だけを第2レンズによって広げることができる。
ここでは、第1方向においてのみ曲率を有する非球面トーリックレンズ(第2レンズ)として、シリンドリカルレンズを用いている。
これにより、シリンドリカルレンズを用いて、短軸方向におけるレーザ光の幅だけを第2レンズによって広げることができる。
なお、出願人は、当業者が本発明の内容を十分に理解するために以下の説明および図面を提供するのであって、これらの開示内容によって特許請求の範囲に記載の主題を限定することを意図するものではない。
本発明の一実施形態に係る光電センサ100について、図1〜図12(c)を用いて説明すれば以下の通りである。
なお、以下の説明において、前後方向とは、光電センサ100からレーザ光が投光される側の面を前面とした場合の前後方向を意味している。また、上・下方向および縦・横方向とは、光電センサ100の前面11aの長軸方向に沿った方向を意味しており、左・右方向とは、前後方向および長軸方向に直交する方向を意味している。
本実施形態に係る光電センサ100は、投光した光の反射光を受光して検出対象物(対象物)Sの有無等を検知する、反射型の光電センサであって、例えば、光電スイッチ、光学式距離判別センサ、光学式変位センサとして用いられる。光電センサ100は、図1に示すように、本体部10と、アタッチメント20と、コード30と、を備えている。
本体部10は、後述する接続部40、投光ユニット50、受光ユニット60、移動機構70(すべて図5参照)等を内包するとともに、図2(a)〜図2(c)に示すように、筐体部11と、投光窓12a、受光窓12bとを有している。本体部10は、筐体部11における投光窓12aおよび受光窓12bが設けられた前面11a側に、アタッチメント20が装着される。
前面11aは、検出対象物Sに対して光を投光するとともにその反射光を取り込む側の面であって、図2(a)等に示すように、アタッチメント20が装着される。また、前面11aには、図3に示すように、光を投光するための投光窓12aと、投光された光を筐体部11内へ取り込むための受光窓12bとが、長軸方向(図中縦方向)に沿って並ぶように配置されている。
上面11cは、前面11aの上端と背面11bの上端とを接続するとともに、筐体部11の天井面を構成する。また、上面11cは、図2(a)および図3に示すように、前面11a寄りの位置に、アタッチメント20の把持部22aの係合部22aaが係合される係止溝13aが形成されている。
側面11e,11eは、本体部10の側面を形成する略台形の平面部分である。
投光窓12aは、筐体部11内に配置された後述する投光ユニット50(図5参照)から照射された光を外部へ投光する。また、投光窓12aの表面は、外部へ投光された光の反射光が投光窓12aから内部へ進入することを防止するために、投光された光の光軸に対して傾斜している。
受光窓12bは、投光窓12aから投光された光の反射光を取り込んで、筐体部11内に配置された後述する受光ユニット60(図5参照)へと導く。
なお、本体部10の内部に配置された各構成については、後段にて詳述する。
アタッチメント20は、本体部10の投光窓12aから投光される光を、水平方向に沿った一軸方向においてのみ集光する機能を有しており、本体部10の前面11a側に装着される。また、アタッチメント20は、図4(a)および図4(b)に示すように、平面部21、把持部22a,22b、シリンドリカルレンズ(第2レンズ、非球面トーリックレンズ)23を有している。
投光部21aは、図4(a)に示すように、平面部21における上寄りの位置に設けられており、アタッチメント20が本体部10に対して装着された際に、本体部10の投光窓12aの正面に配置される。また、投光部21aには、シリンドリカルレンズ23が取り付けられている。よって、本体部10の投光窓12aから投光された光は、投光部21aに取り付けられたシリンドリカルレンズ23を通過して外部へと投光される。
コード30は、図示しないアンプユニットと光電センサ100(本体部10)とに接続されている。より詳細には、コード30は、図5に示すように、コードホルダ31を介して、本体部10内に設けられた接続部40と接続される。
これにより、アンプユニットから供給される駆動電圧、アンプユニットと光電センサ100との間においてやり取りされる各種信号は、コード30を介して送受信される。
接続部40は、図5に示すように、本体部10の筐体部11内における背面11b側の下部に設けられており、コードホルダ31側に設けられた複数の端子と接触することで、コード30と本体部10とを電気的に接続する。
これにより、図示しないアンプユニットと光電センサ100とが、コード30を介して電気的に接続されることで、光電センサ100に対して駆動電圧が供給されるとともに、光電センサ100から送信される検出信号をアンプユニットが受信することで検出対象物Sの有無等を判定することができる。
投光ユニット50は、検出対象物Sに対して投光される光を照射するユニットであって、図5に示すように、本体部10の筐体部11内における投光窓12aの内側の部分に配置されている。また、投光ユニット50は、LD(レーザダイオード)(光源部)51、レンズホルダ(レンズ保持部)52、投光レンズ(第1レンズ)53を備えている。
LD51は、所定の波長を有するレーザ光を照射する光源であって、投光ユニット50における光軸方向の最下流側に設けられている。より詳細には、LD51は、図5に示すように、本体部10の筐体部11内における中央部やや上面11c寄りの位置に設けられている。なお、本実施形態では、LD51は本体部10の内部において固定配置されている。
本体部52aは、箱状の部材であって、内部に投光レンズ53が取り付けられる。
シャフト挿入孔52cは、後述する移動機構70のシャフト75が挿入される。そして、シャフト挿入孔52cの内周面には、シャフト75のネジ部(ネジ機構)75a(図8参照)と螺合するネジ部(ネジ機構)52ca(図6参照)が形成されている。
開口部52dは、本体部52aの内部に設けられる投光レンズ53を固定する際に、接着剤が導入される。
受光ユニット60は、投光ユニット50から検出対象物Sに対して投光されたレーザ光の反射光を受光して、その反射光の量を検出する。また、受光ユニット60は、図5に示すように、受光レンズ61、フィルタ62、および受光素子63を有している。
受光レンズ61は、投光ユニット50から検出対象物Sに対して投光されたレーザ光の反射光を集光して受光素子63へと導くために、受光窓12bの内側に隣接して配置されている。
受光素子63は、受光レンズ61およびフィルタ62を透過してきた反射光を受光して、その光の量に応じて生成される受光信号を出力する。受光信号は、接続部40およびコード30を介して、図示しないアンプユニットへと送信される。これにより、アンプユニットは、受光信号のレベル等に基づいて、検出対象物Sの有無等を判定することができる。
移動機構70は、図5に示すように、本体部10の背面11bから光軸方向に沿って内部に配置された機構であって、上述したLD51と投光レンズ53との間における光軸方向に沿った距離を、投光レンズ53の位置を移動させることで調整する。具体的には、移動機構70は、投光レンズ53とLD51との間の距離が投光レンズ53の焦点距離とほぼ一致する投光レンズ53の位置を基準位置P0とし、LD51に対して投光レンズ53を光路上において前後に移動させる。また、移動機構70は、図8に示すように、操作部(回転体)71、回転軸72、リング73、摺動部74、シャフト75、コイルバネ76、および板バネ77,77を有している。
一方、操作部71は、本体部10の背面11bに対して引き出された状態(図8参照)では、時計回り・反時計回りに回転可能な状態となる(調整可能状態)。よって、操作部71が引き出された状態において回転させることで、投光レンズ53が取り付けられたレンズホルダ52を光軸方向において前後に移動させることができる。
リング73は、図8に示すように、回転軸72の外周に取り付けられたゴム製のOリングであって、本体部10の背面11bに形成された貫通孔11baと回転軸72の外周面との間の隙間に介在してシールすることで、背面11b側からの異物や水等の浸入を防止する。
シャフト75は、摺動部74の前面11a側の端部に、相対回転不能な状態で連結されている。これにより、操作部71を回転させた際の回転トルクを、回転軸72および摺動部74を介して、シャフト75へと確実に伝達することができる。また、シャフト75の前面11a側における端部には、径大部75cが形成されており、径大部75cよりも背面11b側の位置には、径小部75bが形成されている。径小部75bは、レンズホルダ52のシャフト挿入孔52c内に挿入された後、コイルバネ76の内周部分に挿入されている。さらに、シャフト75の径小部75bには、ネジ部75a(図8参照)が形成されている。
一方、図8に示すように、操作部71を本体部10の背面11bから引き出した調整可能状態では、摺動部74が本体部10の背面11b側に移動する。このため、板バネ77,77の先端に設けられた屈曲部77a,77aは、摺動部74の溝74bに嵌まり込む。このとき、屈曲部77a,77aが溝74bに嵌まり込むことにより、操作者はクリック感を得ることができる。よって、操作者は、操作部71の回転を規制するロック状態となったことをクリック感によって確認することができるとともに、ロック状態を保持することができる。
まず、本実施形態の光電センサ100では、上述した構成からアタッチメント20を外した状態(図3参照)において、所望の長円形状のラインビームを照射することが可能である。
具体的には、図9(a)および図9(b)に示すように、X方向における隙間が小さく、Y方向における隙間がX方向よりも大きい絞り部52bと、光軸対称レンズである投光レンズ53とを組み合わせることで、所望の長円形状のラインビームを生成する。
よって、検出対象物Sに対して投光されるレーザ光Bは、絞り部52bの形状と同様に、Y方向における長さがX方向よりも長い長円形状となる。この結果、断面が所望の長円形状となるラインビームを対象物に対して照射することができる。この結果、光電センサ100の検知範囲を広げて平均化の対象を増やすことができる。
本実施形態の光電センサ100は、上述した長円形状のラインビームを照射するとともに、移動機構70によって、LD51と投光レンズ53との間の距離を調整することで、検出対象物(対象物)Sに対して投光されるレーザ光を、縦長形状、横長形状、および円形のスポット形状等に切り替えることができる。
なお、本実施形態の光電センサ100は、上述したように、LD51から照射されたレーザ光は、投光レンズ53を通過した後、X方向(水平方向)よりもY方向(鉛直方向)に長い縦長の開口が形成された絞り部52bを通過する。このため、アタッチメント20のシリンドリカルレンズ23を通過する直前のレーザ光は、絞り部52bの形状に影響を受けた縦長形状となる。そして、シリンドリカルレンズ23は、絞り部52bの短軸方向に相当するX方向においてのみ曲率を有している。以上の条件において、各形状のレーザ光を生成する際の操作について以下で説明する。
本実施形態の光電センサ100は、LD51と投光レンズ53との間の距離を調整することで、X方向およびY方向においてほぼ同じ長さを有するレーザ光を生成して、図10(a)に示すスポット光B0を投光する。
具体的には、図10(b)および図10(c)に示すように、投光レンズ53が、LD51の投光面から投光レンズ53の焦点距離だけ離れた基準位置P0にある状態では、上述したX方向よりもY方向に長い略長方形の絞り部52bを通過したレーザ光Bは、ともに投光レンズ53によって略平行光化される。
次に、投光レンズ53を通過したレーザ光Bは、X方向において、シリンドリカルレンズ23の曲率を有する曲面によって、投光レンズ53側から見て、検出対象物Sの手前側に焦点が位置するように集光され、検出対象物Sの表面に投光される。
ここで、X方向における検出対象物Sの表面から焦点までの距離d1は、Y方向における検出対象物Sの表面から焦点までの距離d2とほぼ同じになる。
本実施形態の光電センサ100は、LD51と投光レンズ53との間の距離を調整することで、X方向に短く、Y方向に長い縦長形状を有するレーザ光を生成して、図11(a)に示す縦長のラインビームB1を投光する。
具体的には、図11(b)および図11(c)に示すように、投光レンズ53が、LD51の投光面から投光レンズ53の焦点距離だけ離れた基準位置P0よりもLD51寄りに移動した状態では、上述したX方向よりもY方向に長い略長方形の絞り部52bを通過したレーザ光Bは、ともに投光レンズ53によって若干広がりながら略平行光化される。
このとき、X方向においては、絞り部52bの隙間が小さいため、投光レンズ53を通過する光束の幅は狭く、Y方向においては、X方向よりも絞り部52bの隙間が大きいため、投光レンズ53を通過する光束の幅はX方向よりも広い。
一方、投光レンズ53を通過したレーザ光Bは、Y方向において、シリンドリカルレンズ23が曲率を有しないため、シリンドリカルレンズ23の影響を受けることなくそのまま透過し、光束の幅が大きいまま検出対象物Sの表面に投光される。
なお、図11(a)に示す縦長のラインビームB1は、LD51に対する投光レンズ53の距離を調整することで、X方向、Y方向における寸法を適宜調整可能である。
本実施形態の光電センサ100は、LD51と投光レンズ53との間の距離を調整することで、X方向に長く、Y方向に短い横長形状を有するレーザ光を生成して、図12(a)に示す横長のラインビームB2を投光する。
次に、投光レンズ53を通過したレーザ光Bは、X方向において、シリンドリカルレンズ23の曲率を有する曲面によって集光され、投光レンズ53側から見て、検出対象物Sの手前側において焦点位置を形成した後、幅が広がった状態で検出対象物Sの表面に投光される。
これにより、検出対象物Sの表面には、X方向において幅が大きく、Y方向において幅が小さい横長のラインビームB2が投光される。よって、図12(b)および図12(c)に示すように、LD51に対して投光レンズ53を基準位置P0よりも遠ざけた位置へ移動させることで、絞り部52bの形状を90度回転させたように、図12(a)に示す横長のラインビームB2を投光することができる。
なお、図12(a)に示す縦長のラインビームB1は、LD51に対する投光レンズ53の距離を調整することで、X方向、Y方向における寸法を適宜調整可能である。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
上記実施形態では、レーザ光の形状を変更するために、LD(光源部)51と投光レンズ53との間の距離を調整する移動機構70を備えた光電センサ100を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、絞り部の形状とレンズの種類等を組み合わせることで、長円形状のラインビームを照射できるような構成であれば、図9(a)および図9(b)に示すように、アタッチメント(シリンドリカルレンズ)や移動機構が搭載されていない簡素な構成を採用してもよい。
例えば、図13(a)および図13(b)に示すように、縦・横の長さがほぼ等しい開口が形成された絞り部152bと光軸非対称レンズ(シリンドリカルレンズ)123とを組み合わせた構成を採用してもよい。
これにより、X方向、Y方向においてほぼ等しい長さのレーザ光のうち、シリンドリカルレンズ123によって所定の一方向(図13(a)の例ではX方向)においてのみレーザ光が集光されることで、所望の長円形状のラインビームを生成することができる。
上記実施形態では、光電センサ100から照射されるレーザ光Bの形状を変更する場合には、LD51と投光レンズ53との間の距離を変化させるために、投光レンズ53側を筐体部11内における光路上において前後に移動させる例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、図14(a)〜図15(c)に示すように、投光レンズ53の位置を固定して、LD51側を光路上において前後に移動させてもよい。
具体的には、図14(a)に示すように、X方向(水平方向)よりもY方向(鉛直方向)に長い縦長のラインビームB1を照射する場合には、図14(b)および図14(c)に示すように、LD51を基準位置P0から投光レンズ53側(図中右側)へ前進移動させればよい。
すなわち、本発明は、光源部としてのLD51と第1レンズとしての投光レンズ53との間の距離を焦点距離を基準位置として調整することができる構成であれば、上記と同様の効果を得ることができる。
また、光源部を移動させる機構としては、上記実施形態において説明した移動機構70と同様の機構を用いることができる。
上記実施形態では、シリンドリカルレンズ23が、アタッチメント20側に取り付けられている例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、本発明の投光ユニットを構成するLD(光源部)51、投光レンズ(第1レンズ)53、シリンドリカルレンズ(第2レンズ)23、絞り部52b、および移動機構70が1つのユニット内に一体的に設けられている構成であってもよい。
上記実施形態では、X方向(水平方向)よりもY方向(鉛直方向)に長い縦長の絞り部52bを用いて、LD51から照射されたレーザ光Bの光路の一部を制限する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
ただし、この場合には、絞り部の向きが90度回転しているのに合わせて、1軸方向にのみ曲率を有するシリンドリカルレンズ(非球面トーリックレンズ)の向きも90度回転させる必要がある。つまり、本発明の効果を得るためには、絞り部の短軸方向とシリンドリカルレンズの曲率を有する面の方向とが一致するように配置されていればよい。
これにより、上記と同様に、LDと投光レンズとの間の距離を基準位置を中心に調整することで、X方向に長い横長のレーザ光と、Y方向に長い縦長のレーザ光とを照射することができる。
上記実施形態では、絞り部52bの開口の形状として、略長方形状の開口を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、絞り部の開口としては、略円形、あるいは略長円形状のものを用いてもよい。
上記実施形態では、絞り部52bが形成されたレンズホルダ52に投光レンズ53が搭載されており、絞り部52bと投光レンズ53とが一体化して移動する例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
ただし、上記実施形態のように、絞り部と投光レンズとの距離を一定に保った状態とすることで、絞り部を通過した光の形状を維持することができるという効果を奏する。よって、上記観点からは、上記実施形態のように、絞り部と投光レンズとを一体化させて移動させる構成を採用することがより好ましい。
上記実施形態では、1軸方向にのみ曲率を有する非球面トーリックレンズとして、凸状のシリンドリカルレンズ23を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、凸状のシリンドリカルレンズの代わりに、凹状の非球面トーリックレンズを用いてもよい。
この場合でも、レンズが一軸方向にのみ曲率を有しているため、上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
上記実施形態では、光源部として、LD(Laser Diode)51を用いた例を挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、光源部として、LDの代わりに、LED(Light Emitting Diode)を用いてもよい。
上記実施形態では、いわゆる回帰反射型の光電センサ100に搭載された投光ユニット50を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、本発明に係る投光ユニットとしては、反射型に限らず、拡散反射型、限定反射型等の他の形式を採用した光電センサの投光ユニットとして用いられていてもよい。
上記実施形態では、投光窓12a(投光ユニット50)と受光窓12b(受光ユニット60)とが鉛直方向に沿って配置された非同軸タイプの光電センサ100を例として挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。
11 筐体部
11a 前面
11b 背面
11ba 貫通孔
11c 上面
11d 下面
11e 側面
11f 傾斜面
12a 投光窓
12b 受光窓
13a,13b 係止溝
20 アタッチメント
21 平面部
21a 投光部
21b 開口部
22a,22b 把持部
22aa,22ba 係合部
23 シリンドリカルレンズ(レンズ、第2レンズ、非球面トーリックレンズ)
30 コード
31 コードホルダ
40 接続部
50 投光ユニット
51 LD(レーザダイオード)(光源部)
52 レンズホルダ(レンズ保持部)
52a 本体部
52b 絞り部
52c シャフト挿入孔
52ca ネジ部(ネジ機構)
52d 開口部
53 投光レンズ(レンズ、第1レンズ)
60 受光ユニット
61 受光レンズ
62 フィルタ
63 受光素子
70 移動機構
71 操作部(回転体)
71a ギヤ
72 回転軸
73 リング
74 摺動部
74a 窪み
74b 溝
75 シャフト
75a ネジ部(ネジ機構)
75b 径小部
75c 径大部
76 コイルバネ
77 板バネ
77a 屈曲部
100 光電センサ
123 シリンドリカルレンズ(レンズ)
152b 絞り部
B レーザ光
B0 スポット光
B1 縦長のラインビーム
B2 横長のラインビーム
d1,d2 距離
S 検出対象物(対象物)
Claims (13)
- 想定距離だけ離れた位置にある対象物に対して光を照射してその反射光を検知する反射型光電センサであって、
光源部と、
前記光源部から照射された光の外周部分を遮光する絞り部と、
前記絞り部を通過した光を略平行な光束に変換するレンズと、
を備え、
前記光束は、前記想定距離だけ離れた位置において、長軸と短軸の長さの比が、2以上10以下の断面長円形状である、
反射型光電センサ。 - 前記光束は、前記想定距離だけ離れた位置において、前記長軸と前記短軸の長さの比が、2以上5以下の断面長円形状である、
請求項1に記載の反射型光電センサ。 - 前記絞り部は、縦・横の長さが異なる開口を有しており、
前記レンズは、前記絞り部の前記開口を通過した光束を略平行光化するレンズである、
請求項1または2に記載の反射型光電センサ。 - 前記絞り部は、縦・横の長さがほぼ等しい開口を有しており、
前記レンズは、光軸方向に垂直な平面における1軸方向にのみ曲率を有し、当該光軸に対して垂直な少なくとも1軸方向に集光もしくは発散する光を略平行光化するレンズである、
請求項1または2に記載の反射型光電センサ。 - 前記レンズは、光軸を中心として回転対称な面を有し、前記光源部から照射された光を集光する第1レンズと、前記第1レンズから入射される前記光に対して直交する平面における第1方向にのみ曲率を有し、前記第1方向に直交する第2方向には曲率を持たない第2レンズと、を有しており、
前記絞り部は、前記短軸方向と前記第2レンズの前記第1方向とが略平行になるように配置されており、
前記光源部から照射される光の光軸方向において、前記光源部の投光面から前記第1レンズの焦点距離だけ離れた位置を基準位置とし、前記光源部に対する前記第1レンズの相対位置を前記基準位置から前後に移動させる移動機構を、
さらに備えている、
請求項1から4のいずれかに記載の反射型光電センサ。 - 前記第1レンズが前記基準位置にある場合において、前記対象物側の焦点位置は、前記第1レンズ側から見て、前記第1方向において前記対象物よりも手前側にあり、前記第2方向において前記対象物よりも奥側にあるように、前記光源部および前記第1・第2レンズが配置されている、
請求項5に記載の反射型光電センサ。 - 前記移動機構は、前記光源部から照射される光の光軸方向に沿って、前記第1レンズを移動させる、
請求項5または6に記載の反射型光電センサ。 - 前記移動機構は、前記光源部から照射される光の光軸方向に沿って、前記第1レンズとともに前記絞り部を移動させる、
請求項5または6に記載の反射型光電センサ。 - 前記光源部から照射される光の光軸方向に略垂直な平面に形成された前記絞り部を有し、前記第1レンズを保持するレンズ保持部を、さらに備えている、
請求項8に記載の反射型光電センサ。 - 前記移動機構は、前記光源部から照射される光の方向に沿って、前記光源部を移動させる、
請求項5または6に記載の反射型光電センサ。 - 少なくとも前記光源部、前記第1レンズ、前記絞り部を内包する筐体部を、さらに備えており、
前記移動機構は、前記筐体部の外部に露出した状態で設けられた回転体と、前記回転体の回転に伴って前記第1レンズを前記光軸方向において移動させるネジ機構と、を有している、
請求項5から10のいずれか1項に記載の反射型光電センサ。 - 前記第2レンズは、非球面トーリックレンズである、
請求項5から11のいずれか1項に記載の反射型光電センサ。 - 前記第2レンズは、シリンドリカルレンズである、
請求項12に記載の反射型光電センサ。
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013258669A JP6337457B2 (ja) | 2013-12-13 | 2013-12-13 | 光電センサ |
CN201410582422.4A CN104713581B (zh) | 2013-12-13 | 2014-10-27 | 反射型光电传感器 |
EP14194173.2A EP2884302B1 (en) | 2013-12-13 | 2014-11-20 | Photoelectric sensor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013258669A JP6337457B2 (ja) | 2013-12-13 | 2013-12-13 | 光電センサ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015115290A true JP2015115290A (ja) | 2015-06-22 |
JP6337457B2 JP6337457B2 (ja) | 2018-06-06 |
Family
ID=51904847
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2013258669A Active JP6337457B2 (ja) | 2013-12-13 | 2013-12-13 | 光電センサ |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2884302B1 (ja) |
JP (1) | JP6337457B2 (ja) |
CN (1) | CN104713581B (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018066730A (ja) * | 2016-10-19 | 2018-04-26 | オムロン株式会社 | 透過型光電センサ及び目標検出システム |
JP2020149925A (ja) * | 2019-03-15 | 2020-09-17 | オムロン株式会社 | センサ |
JP2023512528A (ja) * | 2020-01-30 | 2023-03-27 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 光学効率が改善された送信ユニットおよびlidar装置 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6946659B2 (ja) * | 2017-02-22 | 2021-10-06 | オムロン株式会社 | 光学式変位センサおよびそれを備えるシステム |
CN112179384A (zh) * | 2020-09-11 | 2021-01-05 | 上海索迪龙自动化有限公司 | 一种便于调节的检测用光电传感器 |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63247603A (ja) * | 1987-04-02 | 1988-10-14 | Nikon Corp | パタ−ン検出装置 |
US5589930A (en) * | 1991-09-13 | 1996-12-31 | Nippondenso Co., Ltd. | Optical radar apparatus |
JPH1038513A (ja) * | 1996-07-22 | 1998-02-13 | Nikon Corp | 表面高さ計測装置及び、これを用いた露光装置 |
JPH11175651A (ja) * | 1997-12-17 | 1999-07-02 | Omron Corp | 反射型光電センサ |
JP2000000047U (ja) * | 1999-11-24 | 2000-06-30 | ユニオンツール株式会社 | 切削工具の検査装置。 |
JP2004071366A (ja) * | 2002-08-07 | 2004-03-04 | Omron Corp | 光電センサ |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3892704B2 (ja) * | 2001-10-30 | 2007-03-14 | ペンタックス株式会社 | 光波測距儀 |
FR2880945B1 (fr) * | 2005-01-14 | 2007-04-06 | Essilor Int | Palpeur optique ainsi que dispositif et procede le mettant en oeuvre. |
DE202005007089U1 (de) * | 2005-03-04 | 2005-07-14 | Mahlo Gmbh & Co. Kg | Sensoranordnung zur optischen Kantendetektierung einer Ware |
JP2011153982A (ja) * | 2010-01-28 | 2011-08-11 | Sanyo Electric Co Ltd | ビーム照射装置および半導体レーザ装置 |
-
2013
- 2013-12-13 JP JP2013258669A patent/JP6337457B2/ja active Active
-
2014
- 2014-10-27 CN CN201410582422.4A patent/CN104713581B/zh active Active
- 2014-11-20 EP EP14194173.2A patent/EP2884302B1/en active Active
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63247603A (ja) * | 1987-04-02 | 1988-10-14 | Nikon Corp | パタ−ン検出装置 |
US5589930A (en) * | 1991-09-13 | 1996-12-31 | Nippondenso Co., Ltd. | Optical radar apparatus |
JPH1038513A (ja) * | 1996-07-22 | 1998-02-13 | Nikon Corp | 表面高さ計測装置及び、これを用いた露光装置 |
JPH11175651A (ja) * | 1997-12-17 | 1999-07-02 | Omron Corp | 反射型光電センサ |
JP2000000047U (ja) * | 1999-11-24 | 2000-06-30 | ユニオンツール株式会社 | 切削工具の検査装置。 |
JP2004071366A (ja) * | 2002-08-07 | 2004-03-04 | Omron Corp | 光電センサ |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018066730A (ja) * | 2016-10-19 | 2018-04-26 | オムロン株式会社 | 透過型光電センサ及び目標検出システム |
JP2020149925A (ja) * | 2019-03-15 | 2020-09-17 | オムロン株式会社 | センサ |
WO2020189412A1 (ja) * | 2019-03-15 | 2020-09-24 | オムロン株式会社 | センサ |
KR20210114048A (ko) * | 2019-03-15 | 2021-09-17 | 오므론 가부시키가이샤 | 센서 및 전자 기기 |
JP6999093B2 (ja) | 2019-03-15 | 2022-01-18 | オムロン株式会社 | センサ |
US11776770B2 (en) | 2019-03-15 | 2023-10-03 | Omron Corporation | Sensor and electronic device |
KR102600676B1 (ko) * | 2019-03-15 | 2023-11-09 | 오므론 가부시키가이샤 | 센서 및 전자 기기 |
JP2023512528A (ja) * | 2020-01-30 | 2023-03-27 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 光学効率が改善された送信ユニットおよびlidar装置 |
JP7385048B2 (ja) | 2020-01-30 | 2023-11-21 | ロベルト・ボッシュ・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 光学効率が改善された送信ユニットおよびlidar装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2884302B1 (en) | 2020-12-30 |
JP6337457B2 (ja) | 2018-06-06 |
CN104713581B (zh) | 2017-08-04 |
CN104713581A (zh) | 2015-06-17 |
EP2884302A1 (en) | 2015-06-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6337457B2 (ja) | 光電センサ | |
JP5072337B2 (ja) | 光学式変位センサ及びその調整方法 | |
JP2010097177A (ja) | 光源ユニット、及び画像表示装置 | |
WO2013118913A1 (ja) | 内径測定装置 | |
JP2014190736A (ja) | レーザレーダ装置 | |
TW200944921A (en) | Automatic focus control unit, electronic device and automatic focus control method | |
EP3156822B1 (en) | Photoelectric sensor | |
JP2017110964A (ja) | 光波距離測定装置 | |
US7889326B2 (en) | Distance measuring apparatus | |
WO2012124208A1 (ja) | 発光装置、情報取得装置およびこれを搭載する物体検出装置 | |
CN104180969A (zh) | 椭球反射镜焦点的检测装置及其检测方法 | |
US7462805B2 (en) | Focus detection apparatus having a luminous flux deformation member | |
US8169598B2 (en) | Rangefinder | |
JP2017116318A (ja) | 照射装置と墨出器と照射方法 | |
WO2015132880A1 (ja) | 測定装置及び測定方法 | |
JP2011258610A (ja) | 光源装置 | |
JP2009068854A (ja) | 計測システム | |
CN108700730B (zh) | 显微分析装置 | |
JP6741501B2 (ja) | 光電センサ用光軸調整治具と光電センサの光軸調整方法 | |
JP6788396B2 (ja) | 光波距離計 | |
JP4906626B2 (ja) | 光電センサ | |
JP2021148863A (ja) | 光学素子の位置調整機構およびレーダ装置 | |
JP5309575B2 (ja) | 接近検出装置及びカメラ | |
JP2004198244A (ja) | 透過率測定装置および絶対反射率測定装置 | |
JP4317441B2 (ja) | 光電センサの検出ヘッド及び投光ヘッド並びにウエハ検出センサの検出ヘッド |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20161107 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170705 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170725 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170911 |
|
RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20170911 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20170911 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20171227 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20180126 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180410 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180423 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6337457 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |