JP2894017B2 - 光学式物体検出装置 - Google Patents
光学式物体検出装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発光素子から放射され
た光を検出対象物体に反射させ、その反射光を受光素子
で検出することによって物体を検出する反射型の光学式
物体検出装置に関するものである。
た光を検出対象物体に反射させ、その反射光を受光素子
で検出することによって物体を検出する反射型の光学式
物体検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】発光素子と受光素子とを対として、物体
の存在の有無を検出する光学式物体検出装置が、各種の
機器に用いられている。従来用いられている光学式物体
検出装置の一例について、図７を参照して説明する。
の存在の有無を検出する光学式物体検出装置が、各種の
機器に用いられている。従来用いられている光学式物体
検出装置の一例について、図７を参照して説明する。
【０００３】この装置は、外囲器７１に、それぞれが検
出領域７２へ向かって開口した凹部７３，７４が設けら
れ、一方の凹部７３には発光素子７５が、また他方の凹
部７４内に受光素子７６がそれぞれ配置され、さらに凹
部７３，７４の開口部分には光学レンズ７７，７８が取
り付けられた構造をしていた。そして、発光素子７５と
光学レンズ７７とは光軸７９を、また受光素子７６と光
学レンズ７８とは光軸８０をそれぞれ共有するよう配置
されており、光軸７９，８０は検出領域７２において実
質的に交差する。発光素子７５側の光学レンズ７７は、
発光素子７５から放射された光を所定の検出領域７２へ
向けて屈折させるとともに、平行光線とするかもしくは
集束する。受光素子７６側の光学レンズ７８は、検出領
域７２内に検出対象物体８３が存在したとき、その反射
光を受光素子７６の受光部分方向へ屈折させるとともに
集束する。
出領域７２へ向かって開口した凹部７３，７４が設けら
れ、一方の凹部７３には発光素子７５が、また他方の凹
部７４内に受光素子７６がそれぞれ配置され、さらに凹
部７３，７４の開口部分には光学レンズ７７，７８が取
り付けられた構造をしていた。そして、発光素子７５と
光学レンズ７７とは光軸７９を、また受光素子７６と光
学レンズ７８とは光軸８０をそれぞれ共有するよう配置
されており、光軸７９，８０は検出領域７２において実
質的に交差する。発光素子７５側の光学レンズ７７は、
発光素子７５から放射された光を所定の検出領域７２へ
向けて屈折させるとともに、平行光線とするかもしくは
集束する。受光素子７６側の光学レンズ７８は、検出領
域７２内に検出対象物体８３が存在したとき、その反射
光を受光素子７６の受光部分方向へ屈折させるとともに
集束する。
【０００４】この物体検出装置によれば、発光素子７５
からの放射光路８１と受光素子７６への入射光路８２と
が交差する検出領域７２に検出対象物体８３が存在する
と、発光素子７５からの放射光が検出対象物体８３で反
射され、その反射光が受光素子７６へ入射して、検出対
象物体８３の存在が検出される。
からの放射光路８１と受光素子７６への入射光路８２と
が交差する検出領域７２に検出対象物体８３が存在する
と、発光素子７５からの放射光が検出対象物体８３で反
射され、その反射光が受光素子７６へ入射して、検出対
象物体８３の存在が検出される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の構造で
は、一組の発光素子７５、受光素子７６および光学レン
ズ７７，７８でただ一つの検出領域７２内における検出
対象物体８３の有無を検出する構造であるので、複数の
検出領域を対象とするためにはその領域数に応じた数の
光学式物体検出装置を必要とした。
は、一組の発光素子７５、受光素子７６および光学レン
ズ７７，７８でただ一つの検出領域７２内における検出
対象物体８３の有無を検出する構造であるので、複数の
検出領域を対象とするためにはその領域数に応じた数の
光学式物体検出装置を必要とした。
【０００６】さらに、つねに発光素子７５と光学レンズ
７７の光軸を一致させるとともに、受光素子７６と光学
レンズ７８の光軸を一致させ、さらにこれら光軸７９，
８０を所定の領域で実質的に交差させなければならず、
個別の用途に応じて、光学レンズ７７，７８の位置や、
発光素子７５からの放射光の放射角度、受光素子７６へ
の入射光の入射角度、さらには凹部７３，７４など外囲
器７１の形状を選ばなければならなかった。このため、
検出領域７２および検出対象物体８３が異なると、その
つど基本的なところから設計し直さなければならなかっ
た。
７７の光軸を一致させるとともに、受光素子７６と光学
レンズ７８の光軸を一致させ、さらにこれら光軸７９，
８０を所定の領域で実質的に交差させなければならず、
個別の用途に応じて、光学レンズ７７，７８の位置や、
発光素子７５からの放射光の放射角度、受光素子７６へ
の入射光の入射角度、さらには凹部７３，７４など外囲
器７１の形状を選ばなければならなかった。このため、
検出領域７２および検出対象物体８３が異なると、その
つど基本的なところから設計し直さなければならなかっ
た。
【０００７】本発明は、複数の検出領域を持った光学式
物体検出装置を提供することを目的とする。
物体検出装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の光学式物体検出
装置は、それぞれの光軸が平行になるように発光素子と
受光素子を外囲器に格納した反射型の光学式物体検出装
置において、これらの光軸の間にレンズ面の中央部分を
対応させて光学レンズを配置し、前記光学レンズのレン
ズ面に、前記発光素子及び受光素子の光軸に対してなす
角度が異なった複数の第１の傾斜面と、前記複数の第１
の傾斜面の間に前記発光素子の光軸及び受光素子の光軸
に対して前記第１の傾斜面とは逆向きの角度をもたせた
第２の傾斜面とにより段差部を形成したものである。ま
た、第２の発明は、それぞれの光軸が平行になるように
発光素子と受光素子を外囲器に格納した反射型の光学式
物体検出装置において、レンズ面がほぼ円錐状となる光
学レンズの頂点部分に設けられた穴に、前記発光素子と
前記受光素子との間に設けられた回転軸を通して、前記
光学レンズを回転自在に設けると共に、前記光学レンズ
の面が、円周方向に対して複数の角度を変えた面を有し
たものである。
装置は、それぞれの光軸が平行になるように発光素子と
受光素子を外囲器に格納した反射型の光学式物体検出装
置において、これらの光軸の間にレンズ面の中央部分を
対応させて光学レンズを配置し、前記光学レンズのレン
ズ面に、前記発光素子及び受光素子の光軸に対してなす
角度が異なった複数の第１の傾斜面と、前記複数の第１
の傾斜面の間に前記発光素子の光軸及び受光素子の光軸
に対して前記第１の傾斜面とは逆向きの角度をもたせた
第２の傾斜面とにより段差部を形成したものである。ま
た、第２の発明は、それぞれの光軸が平行になるように
発光素子と受光素子を外囲器に格納した反射型の光学式
物体検出装置において、レンズ面がほぼ円錐状となる光
学レンズの頂点部分に設けられた穴に、前記発光素子と
前記受光素子との間に設けられた回転軸を通して、前記
光学レンズを回転自在に設けると共に、前記光学レンズ
の面が、円周方向に対して複数の角度を変えた面を有し
たものである。
【０００９】
【作用】このように光学レンズの少なくとも一方の面に
段差をつけて、発光素子からの放射光を光学レンズを透
過する段階で縞状の光路を形成し、受光素子についても
同様にすることで、光路が縞状になり、かつそれが交差
して、複数個の非連続な検出領域が形成される。この構
造によって、複数の光学式物体検出装置を必要とするこ
となしに１個の光学式物体検出装置で複数の検出領域が
実現できる。
段差をつけて、発光素子からの放射光を光学レンズを透
過する段階で縞状の光路を形成し、受光素子についても
同様にすることで、光路が縞状になり、かつそれが交差
して、複数個の非連続な検出領域が形成される。この構
造によって、複数の光学式物体検出装置を必要とするこ
となしに１個の光学式物体検出装置で複数の検出領域が
実現できる。
【００１０】
【実施例】本発明の第１の実施例の光学式物体検出装置
について、図１を用いて説明する。
について、図１を用いて説明する。
【００１１】本実施例は、図１に示すように、外囲器１
の一面側に設けられた凹部２，３内に発光素子４と受光
素子５とがそれぞれ組み込まれ、発光素子４の放射光路
６と受光素子５への入射光路７とに、発光素子４側およ
び受光素子５側のレンズ面に段差をもった複数の面８〜
１０、同１１〜１３が設けられた光学レンズ１４が配置
されている。そして、凹部２，３はその開口方向が平行
で、それらに組み込まれた発光素子４、受光素子５の光
軸が平行となるよう構成されている。さらに、光学レン
ズ１４の面８，１１、同９，１２、同１０，１３によっ
てそれぞれ形成される検出領域１５〜１７と、光学レン
ズ１４との距離が互いに異なる位置にあるよう、発光素
子４の光軸に対する光学レンズ１４の面８〜１０の角度
を異ならせ、またその面１１〜１３の、受光素子５の光
軸となす角度を互いに異なせてある。
の一面側に設けられた凹部２，３内に発光素子４と受光
素子５とがそれぞれ組み込まれ、発光素子４の放射光路
６と受光素子５への入射光路７とに、発光素子４側およ
び受光素子５側のレンズ面に段差をもった複数の面８〜
１０、同１１〜１３が設けられた光学レンズ１４が配置
されている。そして、凹部２，３はその開口方向が平行
で、それらに組み込まれた発光素子４、受光素子５の光
軸が平行となるよう構成されている。さらに、光学レン
ズ１４の面８，１１、同９，１２、同１０，１３によっ
てそれぞれ形成される検出領域１５〜１７と、光学レン
ズ１４との距離が互いに異なる位置にあるよう、発光素
子４の光軸に対する光学レンズ１４の面８〜１０の角度
を異ならせ、またその面１１〜１３の、受光素子５の光
軸となす角度を互いに異なせてある。
【００１２】このような構造の物体検出装置において、
発光素子４から放射された光が光学レンズ１４に入射す
る。ここで光学レンズ１４の入射側の面８〜１０の、発
光素子４の光軸に対してなす角度がそれぞれ異なるため
に、それらの角度に応じて屈折した光が光学レンズ１４
から出射する。つまり、光学レンズ１４から出射される
光の出射角度と出射範囲が、光学レンズ１４の面８〜１
０により制御される。受光側も同様に、受光素子５に入
射する光の入射角度、入射範囲が光学レンズ１４の面１
１〜１３によって制御される。この結果、発光素子４か
らの放射光路６と受光素子５への入射光路７とを組み合
わせて得られる検出領域１５〜１７の位置を、精度よく
決定することができる。
発光素子４から放射された光が光学レンズ１４に入射す
る。ここで光学レンズ１４の入射側の面８〜１０の、発
光素子４の光軸に対してなす角度がそれぞれ異なるため
に、それらの角度に応じて屈折した光が光学レンズ１４
から出射する。つまり、光学レンズ１４から出射される
光の出射角度と出射範囲が、光学レンズ１４の面８〜１
０により制御される。受光側も同様に、受光素子５に入
射する光の入射角度、入射範囲が光学レンズ１４の面１
１〜１３によって制御される。この結果、発光素子４か
らの放射光路６と受光素子５への入射光路７とを組み合
わせて得られる検出領域１５〜１７の位置を、精度よく
決定することができる。
【００１３】なお、検出領域の数は光学レンズ１４に段
差をもって設けられる面の数に応じて設定することがで
きる。また、本装置では、発光素子、受光素子および光
学レンズの一組で検出領域が非連続的に複数設定できる
ことも大きな特徴である。本例では発光素子および受光
素子のレンズ面に段差を設けたが検出対象物体側のレン
ズ面に段差を設ける、あるいは両面に段差を設けること
も可能である。
差をもって設けられる面の数に応じて設定することがで
きる。また、本装置では、発光素子、受光素子および光
学レンズの一組で検出領域が非連続的に複数設定できる
ことも大きな特徴である。本例では発光素子および受光
素子のレンズ面に段差を設けたが検出対象物体側のレン
ズ面に段差を設ける、あるいは両面に段差を設けること
も可能である。
【００１４】次に本発明の第２の実施例について説明す
る。図２は本実施例の断面図、図３はその光学レンズ１
９の外観斜視図、図４は図３のＸ−Ｘ’断面図、図５お
よび図６はそれぞれ図４のＹ−Ｙ’断面図、Ｚ−Ｚ’断
面図である。
る。図２は本実施例の断面図、図３はその光学レンズ１
９の外観斜視図、図４は図３のＸ−Ｘ’断面図、図５お
よび図６はそれぞれ図４のＹ−Ｙ’断面図、Ｚ−Ｚ’断
面図である。
【００１５】本実施例においては、外囲器１の凹部２，
３にそれぞれ発光素子４と受光素子５とが組み込まれ、
凹部４，５間の壁部分に一体に設けられた円柱状の回転
軸１８に、円周方向の回転が可能な光学レンズ１９が配
置されている。光学レンズ１９は、図４に示すような側
面が螺旋状に変化する円錐体をその軸に沿って二等分し
たものを、図５および図６のとおりに１８０度回転させ
て貼り合わせた形状をしており、回転させることでその
光路にあたる部分の厚みを変化させることが可能となっ
ている。
３にそれぞれ発光素子４と受光素子５とが組み込まれ、
凹部４，５間の壁部分に一体に設けられた円柱状の回転
軸１８に、円周方向の回転が可能な光学レンズ１９が配
置されている。光学レンズ１９は、図４に示すような側
面が螺旋状に変化する円錐体をその軸に沿って二等分し
たものを、図５および図６のとおりに１８０度回転させ
て貼り合わせた形状をしており、回転させることでその
光路にあたる部分の厚みを変化させることが可能となっ
ている。
【００１６】発光素子４から放射された光は光学レンズ
１９に入射する。光学レンズ１９は回転軸１８を中心に
して回転可能であり、回転させることにより、光学レン
ズ１９の面２０，２１を同時に変えられる構造となって
いる。光学レンズ１９の面２０，２１が変化するという
ことは、その面の傾きと厚みとが同時に変化することで
あり、この光学レンズ１９の面２０の形状によって、光
学レンズ１９から出射される光の出射角度や出射範囲を
自由に制御することができる。受光側についても、同様
に光学レンズ１９の面２１により光の入射範囲、入射角
度を制御することができる。この結果、発光素子４から
の放射光路と受光素子５への入射光路を組み合わせて得
られる検出領域２２を、光学レンズ１９を回転させるこ
とにより、高い精度をもって制御することが可能とな
る。
１９に入射する。光学レンズ１９は回転軸１８を中心に
して回転可能であり、回転させることにより、光学レン
ズ１９の面２０，２１を同時に変えられる構造となって
いる。光学レンズ１９の面２０，２１が変化するという
ことは、その面の傾きと厚みとが同時に変化することで
あり、この光学レンズ１９の面２０の形状によって、光
学レンズ１９から出射される光の出射角度や出射範囲を
自由に制御することができる。受光側についても、同様
に光学レンズ１９の面２１により光の入射範囲、入射角
度を制御することができる。この結果、発光素子４から
の放射光路と受光素子５への入射光路を組み合わせて得
られる検出領域２２を、光学レンズ１９を回転させるこ
とにより、高い精度をもって制御することが可能とな
る。
【００１７】また、本発明による光学式物体検出装置
は、単に設計段階での検出領域の設定だけでなく、機器
に組み込んだ後の実際の検出対象物体との微調整、ある
いは長時間使用後の発光素子、受光素子の特性変化の補
正などにも利用することができる。
は、単に設計段階での検出領域の設定だけでなく、機器
に組み込んだ後の実際の検出対象物体との微調整、ある
いは長時間使用後の発光素子、受光素子の特性変化の補
正などにも利用することができる。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、発光素子、受光素子お
よびレンズの一組で複数個の非連続の検出領域を設定す
ることができる。また、請求項１の発明は、検出領域は
段差の数により必要数だけ、かつごく限定した範囲だけ
設定できる。また、光学式物体検出装置の発光素子や、
受光素子、外囲器などを変更することなく、光学レンズ
の種類に応じて各種の光学式物体検出装置を容易に提供
できる。
よびレンズの一組で複数個の非連続の検出領域を設定す
ることができる。また、請求項１の発明は、検出領域は
段差の数により必要数だけ、かつごく限定した範囲だけ
設定できる。また、光学式物体検出装置の発光素子や、
受光素子、外囲器などを変更することなく、光学レンズ
の種類に応じて各種の光学式物体検出装置を容易に提供
できる。
【００１９】請求項２の発明によれば、一種類の光学式
物体検出装置が光学レンズを回転させることにより検出
領域が可変となるため、複数の検出領域を持つことがで
き、それぞれの検出対象に合わせて設定が可能となる。
すなわち、機械装置への組み込み初期での検出位置の微
調整、長期間使用後の特性変化への対応など柔軟性の高
い光学式物体検出装置が提供できる。
物体検出装置が光学レンズを回転させることにより検出
領域が可変となるため、複数の検出領域を持つことがで
き、それぞれの検出対象に合わせて設定が可能となる。
すなわち、機械装置への組み込み初期での検出位置の微
調整、長期間使用後の特性変化への対応など柔軟性の高
い光学式物体検出装置が提供できる。
【図１】本発明にかかる光学式物体検出装置の第１の実
施例の要部断面図
施例の要部断面図
【図２】本発明にかかる光学式物体検出装置の第２の実
施例の要部断面図
施例の要部断面図
【図３】本発明の第２の実施例における光学レンズの斜
視図
視図
【図４】図３における光学レンズのＸ−Ｘ’断面図
【図５】図４におけるＹ−Ｙ’断面図
【図６】図４におけるＺ−Ｚ’断面図
【図７】従来の光学式物体検出装置の一例の要部断面図
１ 外囲器 ２，３ 凹部 ４ 発光素子 ５ 受光素子 ６ 放射光路 ７ 入射光路 ８〜１３ レンズ面の段差をもった面 １４ 光学レンズ １５〜１７ 検出領域 １８ 回転軸 １９ 光学レンズ ２０，２１ 面 ２２ 検出領域
Claims (2)
- 【請求項１】 それぞれの光軸が平行になるように発光
素子と受光素子を外囲器に格納した反射型の光学式物体
検出装置において、これらの光軸の間にレンズ面の中央部分を対応させて光
学レンズを配置し、前記光学レンズのレンズ面に、前記
発光素子及び受光素子の光軸に対してなす角度が異なっ
た複数の第１の傾斜面と、前記複数の第１の傾斜面の間
に前記発光素子の光軸及び受光素子の光軸に対して前記
第１の傾斜面とは逆向きの角度をもたせた第２の傾斜面
とにより段差部を形成した 光学式物体検出装置。 - 【請求項２】 それぞれの光軸が平行になるように発光
素子と受光素子を外囲器に格納した反射型の光学式物体
検出装置において、レンズ面がほぼ円錐状となる光学レンズの頂点部分に設
けられた穴に、前記発光素子と前記受光素子との間に設
けられた回転軸を通して、前記光学レンズを回転自在に
設けると共に、前記光学レンズの面が、円周方向に対し
て複数の角度を変えた面を有した 光学式物体検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19161291A JP2894017B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 光学式物体検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19161291A JP2894017B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 光学式物体検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0534464A JPH0534464A (ja) | 1993-02-09 |
| JP2894017B2 true JP2894017B2 (ja) | 1999-05-24 |
Family
ID=16277534
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19161291A Expired - Fee Related JP2894017B2 (ja) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | 光学式物体検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2894017B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3779454B2 (ja) | 1997-12-04 | 2006-05-31 | 日立建機株式会社 | 建設機械の運転室 |
| JP2012078444A (ja) * | 2010-09-30 | 2012-04-19 | Nec Personal Computers Ltd | 表示装置及び情報処理装置 |
| JP5828073B2 (ja) * | 2011-10-21 | 2015-12-02 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 赤外線センサ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62134603A (ja) * | 1985-12-06 | 1987-06-17 | Omron Tateisi Electronics Co | 光電スイツチ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02116568U (ja) * | 1989-03-01 | 1990-09-18 |
-
1991
- 1991-07-31 JP JP19161291A patent/JP2894017B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62134603A (ja) * | 1985-12-06 | 1987-06-17 | Omron Tateisi Electronics Co | 光電スイツチ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0534464A (ja) | 1993-02-09 |
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