JP2019039801A

JP2019039801A - 物体検出装置

Info

Publication number: JP2019039801A
Application number: JP2017161980A
Authority: JP
Inventors: 恒貴越智; Tsunetaka Ochi
Original assignee: Nidec Copal Corp
Current assignee: Nidec Precision Corp
Priority date: 2017-08-25
Filing date: 2017-08-25
Publication date: 2019-03-14

Abstract

【課題】発光部と受光部との間に放射される光を遮蔽する物体を検出する物体検出装置において、光軸のずれを抑制する方法を提供する。【解決手段】物体検出装置において、光を発光する発光部１と、前記発光部の近傍であって、前記発光された光を屈折させながら透過する発光レンズ１１と、前記発光レンズを透過した光を受光する受光部２と、前記発光部と前記受光部との間に配置され、被検出体が搬送される搬送路３と、を備え、前記発光レンズは、前記発光部の発光中心点に焦点が位置し、前記発光レンズから発光された光が平行になるよう位置調整可能に配置された構成とする。【選択図】図１

Description

本発明の一態様は、搬送路を搬送される被検出体を検出する物体検出装置に関する。

従来から、発光部から受光部に向かって照射される光の光路を遮る物体が存在するかどうかを検出することで、搬送路に物体が存在することを検出する物体検出装置がある。例えば、特許文献１には、発光モジュールと受光モジュールとを備え、発光素子を覆う透光樹脂にレンズ部が形成され、受光素子を覆う透光樹脂にレンズ部が形成された構成のフォトインタラプタが開示されている。

特開２００９−８１１５６号公報

しかしながら、従来のフォトインタラプタなどの受光部と発光部とにより物体を検出する物体検出装置では、光軸がずれることがあった。従来のような比較的大型な物体を検出する構成では、光軸のずれが問題となることは少なかったが、近年求められる比較的小型な物体を検出する物体検出装置では、光軸のずれを最小限に抑制することが求められている。この点について、特許文献１には発光素子と受光素子との近傍に透光樹脂で形成されたレンズ部を配置する構成が開示されているが、レンズ部のレンズとしての精度が十分ではなく、光軸がずれないよう調整することが困難であった。その結果、物体を誤検出してしまうことがあった。

本発明は、上記課題を解決するために次のような手段を採る。なお、以下の説明において、発明の理解を容易にするために図面中の符号等を括弧書きで付記するが、本発明の各構成要素はこれらの付記したものに限定されるものではなく、当業者が技術的に理解しうる範囲にまで広く解釈されるべきものである。

本発明の一の手段は、
光を発光する発光部（１）と、
前記発光部の近傍であって、前記発光された光を屈折させながら透過する発光レンズ（１１）と、
前記発光レンズを透過した光を受光する受光部（２）と、
前記発光部と前記受光部との間に配置され、被検出体が搬送される搬送路（３）と、を備え、
前記発光レンズは、前記発光部の発光中心点に焦点が位置し、前記発光レンズから発光された光が平行になるよう位置調整可能に配置されている、
物体検出装置である。

上記構成の物体検出装置によれば、発光レンズが位置調整可能になっているため、発光部に対して発光レンズの位置を微調整し、搬送路に対して光を平行に放射させる構成とすることができる。これによって、搬送路で光が反射されてしまうことがなくなり、搬送路の被検出体の誤検出を防止し、被検出体を適切に検出することなどが可能となる。

上記物体検出装置において、好ましくは、
前記受光部の近傍であって、前記発光レンズを透過した光を屈折させながら透過する受光レンズ（１２）をさらに備え、
前記受光レンズは、前記受光部の受光中心点に焦点が位置するよう、位置調整可能に配置されている。

上記構成の物体検出装置によれば、受光部の受光中心点に焦点が位置するよう、受光レンズの位置を微調整することが可能であるため、搬送路の被検出体を適切に検出することなどが可能となる。

上記物体検出装置において、好ましくは、
前記発光部及び前記受光部は、同一の基板上に配置されている。

上記構成の物体検出装置によれば、同一基板上に発光部と受光部が配置されており、互いの位置を調整しづらい場合であっても、発光部及び受光部とは独立して発光レンズ及び受光レンズの位置を調整することが可能な構成とすることができるため、搬送路に対して光を平行に放射可能な構成とすることなどが可能となる。これにより、発光部及び受光部の位置が固定されたとしても、搬送路の被検出体の誤検出を防止し、被検出体を適切に検出することなどが可能となる。

図１は、実施形態の物体検出装置の構成例を示す図である。

本発明に係る実施形態について、以下の構成に従って図面を参照しながら具体的に説明する。ただし、以下で説明する実施形態はあくまで本発明の一例にすぎず、本発明の技術的範囲を限定的に解釈させるものではない。
１．実施形態１
２．補足事項

＜１．実施形態＞
本実施形態の物体検出装置は、搬送路を搬送されるコインなどを検出する装置であって、発光素子及び受光素子のそれぞれの近傍にレンズを配置し、これらのレンズを発光素子及び受光素子とは独立して位置調整可能にしている点を特徴の一つとする。以下、本実施形態の物体検出装置について具体的に説明する。

図１は、本実施形態の物体検出装置の構成例を示す図である。図１に示されるように、物体検出装置は、発光素子１、受光素子２、搬送路３、カバー４、発光レンズ１１、及び受光レンズ１２を含んで構成される。搬送路３には、被検出体であるコイン１０が示されている。

＜発光素子１＞
発光素子１は、電圧を印加することで光を発するＬＥＤなどの電子部品であって、搬送路３に向かって光を発光（放射）する。発光素子１は、搬送路３に配置された基板（図示省略）に固定して配置される。発光素子１から発光された光は、発光レンズ１１を透過して搬送路３に進入し、受光レンズ１２を透過して受光素子２に入光する。なお、発光素子１は、本発明における「発光部」の一例である。

＜発光レンズ１１＞
発光レンズ１１は、発光素子１の近傍に配置されており、発光レンズ１１から発光された光を屈折させ、屈折させた光Ｌが搬送路３に対して平行に進行するよう、放射方向を調整する。発光素子１が基板に固定されているのに対して、発光レンズ１１は組み立て前の状態では自由に位置調整が可能である。物体検出装置の組立時には、発光レンズ１１は、発光素子１の発光中心点に焦点が位置するよう配置される。これによって、発光素子１から発光され発光レンズ１１を透過した光Ｌは、搬送路３において平行となる。発光レンズ１１は、発光素子１から発光された光の放射方向を調整した後、接着剤等で、物体検出装置における位置を固定される。

＜受光素子２＞
受光素子２は、光を受光することで電圧を発生する光電変換素子などの電子部品であって、搬送路３から受光レンズ１２を透過してきた光を受光する。受光素子２は、搬送路３に配置された基板に固定して配置される。つまり、発光素子１及び受光素子２の双方が、基板に対して位置固定される。なお、受光素子２は、本発明における「受光部」の一例である。

＜受光レンズ１２＞
受光レンズ１２は、受光素子２の近傍に配置されており、発光素子１により発光され搬送路３を進行してきた光Ｌを屈折させ、屈折させた光を受光素子２に入光するよう、光の焦点を調整する。受光素子２が基板に固定されているのに対して、受光レンズ１２は組み立て前の状態では自由に位置調整が可能である。物体検出装置の組立時には、受光レンズ１２は、受光素子２の受光中心点に焦点が位置するよう配置される。これにより、受光レンズ１２を透過した光は受光素子２の受光中心点によって受光されることとなる。受光レンズ１２は、受光素子２の受光中心点に焦点が位置するよう調整された後、接着剤等で、物体検出装置における位置を固定される。

＜搬送路３＞
搬送路３は、被検出体であるコイン１０が搬送される部分であって、発光素子１と受光素子２との間に位置する。搬送路３は、重力の方向に対して平行または垂直に配置されていてもよいし、それ以外の方向に延びて配置されていてもよい。また、搬送路３は必ずしも直線状に延びる必要はないが、少なくとも発光素子１及び受光素子２が対向するよう配置可能に構成される必要がある。搬送路３には、発光素子１及び受光素子２が位置固定されて配置された基板が固定されている。

＜カバー４＞
カバー４は、搬送路３に対向する位置に配置されており、搬送路３に外部から物体等が進入しないよう搬送路３を覆っている。カバー４は、搬送路３に対して平行に配置されることが好ましいが、これに限定されるものではない。

＜コイン１０の検出動作＞
コイン１０は、例えば搬送部材によって搬送路３を搬送される。また、コイン１０は、搬送路３を自由落下することで搬送されてもよい。搬送路３を搬送されてきたコイン１０は、発光素子１と受光素子２とが対向して配置された位置に進入する。

コイン１０が進入する前の状態では、発光素子１から発光された光は、発光レンズ１１を透過して搬送路３に進入し、搬送路３を横切った後、受光レンズ１２を透過して、受光素子２により受光されている。この状態では、受光素子２が光を受光しており、物体検出装置は、発光素子１と受光素子２とが対向した搬送路３の位置に物体が存在しないと判定する。

コイン１０が搬送路３の発光素子１と受光素子２とが対向した位置に進入すると、コイン１０によって搬送路３を横切って進行していた光Ｌが遮蔽される。これにより、受光素子２は光を受光しない状態となるため、物体検出装置は、発光素子１と受光素子２とが対向した搬送路３の位置に物体が存在すると判定する。

本実施形態の物体検出装置では、発光素子１の近傍に発光レンズ１１を配置して、発光素子１から発光された光が平行に進行するよう発光レンズ１１の位置を微調整することが可能であるため、搬送路３に対して光Ｌを平行に放射させる構成とすることができる。これによって、搬送路３を搬送されるコイン１０の誤検出を防止し、コイン１０を適切に検出することなどが可能となる。

なお、上記のように、物体検出装置では受光素子２の近傍に配置された受光レンズ１２を必ずしも備えない構成であっても、発光素子１から発光された光を平行に進行させることができるため、コイン１０の誤検出を防止するのに一定の効果が得られるが、受光レンズ１２をさらに備える構成とすることで、さらに精度良く、コイン１０を誤検出なく検出することができる。

また、発光レンズ１１を備えずに受光レンズ１２を配置する構成も採用可能であるが、発光レンズ１１を備える構成のほうが精度良くコイン１０を検出することができる。

また、本実施形態の物体検出装置では、発光素子１及び受光素子２が同一基板上に配置されており、それぞれの向きを調整することが困難である。このような構成であるため、発光レンズ１１及び受光レンズ１２を配置することで、光の進行方向を特に調整しやすい構成にすることができる。

＜２．補足事項＞
以上、本発明の実施形態についての具体的な説明を行った。上記説明は、あくまで一実施形態としての説明であって、本発明の範囲はこの一実施形態に留まらず、当業者が把握可能な範囲にまで広く解釈されるものである。

上記実施形態では、被検出体としてコイン１０を用いた構成について説明したが、被検出体はコイン１０に限定されるものではなく、任意の物体を検出する装置とすることができる。ただし、コインのような比較的小さな物体を検出する装置に適用することで、本発明は特に高い効果を得ることができる。

また、実施形態の物体検出装置は、単に物体を検出するだけの装置ではなく、搬送路３を通過した物体の数を計数する装置などとして有効に活用される。

本発明は、コインなどの物体を検出する物体検出装置などとして好適に適用される。

１…発光素子
１１…発光レンズ
２…受光素子
１２…受光レンズ
３…搬送路
４…カバー
１０…コイン
Ｌ…光

Claims

光を発光する発光部と、
前記発光部の近傍であって、前記発光された光を屈折させながら透過する発光レンズと、
前記発光レンズを透過した光を受光する受光部と、
前記発光部と前記受光部との間に配置され、被検出体が搬送される搬送路と、を備え、
前記発光レンズは、前記発光部の発光中心点に焦点が位置し、前記発光レンズから発光された光が平行になるよう位置調整可能に配置されている、
物体検出装置。
前記受光部の近傍であって、前記発光レンズを透過した光を屈折させながら透過する受光レンズをさらに備え、
前記受光レンズは、前記受光部の受光中心点に焦点が位置するよう、位置調整可能に配置されている、
請求項１に記載の物体検出装置。
前記発光部及び前記受光部は、同一の基板上に配置されている、
請求項１または請求項２に記載の物体検出装置。