JP3159828B2 - 光電センサ - Google Patents
光電センサInfo
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、対象物に照射した光の
反射光を検出することにより、対象物の有無を検出する
反射式光電センサに関する。
反射光を検出することにより、対象物の有無を検出する
反射式光電センサに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の反射式光電センサの概略構成を図
８を参照して説明する。この反射式光電センサ１は、投
光器２、投光レンズ３、受光レンズ４および受光素子５
をケーシング６に収納して構成されたもので、投光器２
から投光レンズ３を介して対象物Ｔへ向けて照射された
光は対象物Ｔの被測定面ｔで反射され、その反射光（散
乱光）は受光レンズ４で集束されて受光素子５に入射
し、この受光素子５の出力状態（ＯＮ／ＯＦＦ状態な
ど）によって、対象物Ｔの有無などを検出している。
８を参照して説明する。この反射式光電センサ１は、投
光器２、投光レンズ３、受光レンズ４および受光素子５
をケーシング６に収納して構成されたもので、投光器２
から投光レンズ３を介して対象物Ｔへ向けて照射された
光は対象物Ｔの被測定面ｔで反射され、その反射光（散
乱光）は受光レンズ４で集束されて受光素子５に入射
し、この受光素子５の出力状態（ＯＮ／ＯＦＦ状態な
ど）によって、対象物Ｔの有無などを検出している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。図９に示すように、上述した光電センサ１は、対
象物Ｔの被測定面ｔに対して誤って傾いて取り付けられ
ると、被測定面ｔからの反射光が受光素子５に入射しな
かったり、あるいは受光素子５に入射しても、その光量
が低くなって検出感度が低下するなどの問題が生じる。
そのため、この種の光電センサ１は、被測定面ｔに対し
て垂直になるように注意深く行う取り付けられる必要が
あるが、作業者にとって光電センサ１が正しく取り付け
られたかの判断は容易ではなく、その作業は一般に困難
である。
うな構成を有する従来例の場合には、次のような問題が
ある。図９に示すように、上述した光電センサ１は、対
象物Ｔの被測定面ｔに対して誤って傾いて取り付けられ
ると、被測定面ｔからの反射光が受光素子５に入射しな
かったり、あるいは受光素子５に入射しても、その光量
が低くなって検出感度が低下するなどの問題が生じる。
そのため、この種の光電センサ１は、被測定面ｔに対し
て垂直になるように注意深く行う取り付けられる必要が
あるが、作業者にとって光電センサ１が正しく取り付け
られたかの判断は容易ではなく、その作業は一般に困難
である。
【０００４】本発明は、このような事情に鑑みてなされ
たものであって、光電センサを正しい姿勢で簡単に取り
付けることができる光電センサを提供することを目的と
している。
たものであって、光電センサを正しい姿勢で簡単に取り
付けることができる光電センサを提供することを目的と
している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、このような目
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、本発明は、対象物に向けて光を照射する投光器と、
前記対象物からの反射光を検出する受光器とを備えた光
電センサにおいて、前記受光器は、前記対象物を検出す
るための対象物検出用受光素子と、前記対象物検出用受
光素子を挟んで対向するように配置された少なくとも一
対の傾き検出用受光素子とが、同一半導体素子上に一体
形成されたものである。
的を達成するために、次のような構成をとる。すなわ
ち、本発明は、対象物に向けて光を照射する投光器と、
前記対象物からの反射光を検出する受光器とを備えた光
電センサにおいて、前記受光器は、前記対象物を検出す
るための対象物検出用受光素子と、前記対象物検出用受
光素子を挟んで対向するように配置された少なくとも一
対の傾き検出用受光素子とが、同一半導体素子上に一体
形成されたものである。
【０００６】
【作用】本発明の作用は次のとおりである。すなわち、
光電センサを取り付ける際、対象物（または、それに相
当する物）に投光器から光を照射し、その反射光を傾き
検出用受光素子で検出する。光電センサが対象物の被測
定面に対して傾いていると、その反射光は一対の傾き検
出用受光素子の何れか一方へ偏って入射するので、両傾
き検出受光素子の出力信号を比較することにより、光電
センサの傾きを知ることができる。そして、両傾き検出
受光素子の出力信号が略等しくなるように光電センサの
姿勢を調整すれば、両傾き検出受光素子の中間部にある
対象物検出用受光素子の中心部に、反射光の光軸中心が
入射する関係になるので、光電センサが正しく取り付け
られたことになる。
光電センサを取り付ける際、対象物（または、それに相
当する物）に投光器から光を照射し、その反射光を傾き
検出用受光素子で検出する。光電センサが対象物の被測
定面に対して傾いていると、その反射光は一対の傾き検
出用受光素子の何れか一方へ偏って入射するので、両傾
き検出受光素子の出力信号を比較することにより、光電
センサの傾きを知ることができる。そして、両傾き検出
受光素子の出力信号が略等しくなるように光電センサの
姿勢を調整すれば、両傾き検出受光素子の中間部にある
対象物検出用受光素子の中心部に、反射光の光軸中心が
入射する関係になるので、光電センサが正しく取り付け
られたことになる。
【０００７】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の一実施例を説
明する。図１は、本発明の一実施例に係る光電センサの
概略構成を示した図である。本実施例に係る光電センサ
１１は、発光ダイオードや半導体レーザのような投光器
１２、投光器１２から照射された光を集束する投光レン
ズ１３、対象物Ｔの被測定面ｔからの反射光を集束する
受光レンズ１４、前記反射光を検出する受光器１５など
をケーシング１６に収納して構成されている。
明する。図１は、本発明の一実施例に係る光電センサの
概略構成を示した図である。本実施例に係る光電センサ
１１は、発光ダイオードや半導体レーザのような投光器
１２、投光器１２から照射された光を集束する投光レン
ズ１３、対象物Ｔの被測定面ｔからの反射光を集束する
受光レンズ１４、前記反射光を検出する受光器１５など
をケーシング１６に収納して構成されている。
【０００８】本実施例の特徴部分である受光器１５は、
図２の平面図に示すように、シリコン基板などの同一の
半導体素子１７上に一体形成されている、対象物Ｔを検
出するための対象物検出用フォトダイオード１８と、前
記フォトダイオード１８を挟んで対向するように配置さ
れた細長い２対の傾き検出用フォトダイオード１９ａ〜
１９ｄとを備えている。
図２の平面図に示すように、シリコン基板などの同一の
半導体素子１７上に一体形成されている、対象物Ｔを検
出するための対象物検出用フォトダイオード１８と、前
記フォトダイオード１８を挟んで対向するように配置さ
れた細長い２対の傾き検出用フォトダイオード１９ａ〜
１９ｄとを備えている。
【０００９】さらに、上述したケーシング１６内には、
受光器１５の対象物検出用のフォトダイオード１８の出
力信号を波形整形して検出信号ＯＵＴを出力するための
波形整形回路２０と、各フォトダイオード１９ａ〜１９
ｄの傾き検出信号を処理するための傾き検出信号処理回
路２１とを備えている。
受光器１５の対象物検出用のフォトダイオード１８の出
力信号を波形整形して検出信号ＯＵＴを出力するための
波形整形回路２０と、各フォトダイオード１９ａ〜１９
ｄの傾き検出信号を処理するための傾き検出信号処理回
路２１とを備えている。
【００１０】ケーシング１６の外側面には、傾き検出信
号処理回路２１によって駆動され、光電センサ１１の傾
きを表示するための傾き表示器２２が配設されている。
傾き表示器２２は、図３に示すように、光電センサ１１
の直交２軸方向Ｘ，Ｙの傾きをそれぞれ表示するための
４つの発光ダイオード（ＬＥＤ）２２ａ〜２２ｄで構成
されている。
号処理回路２１によって駆動され、光電センサ１１の傾
きを表示するための傾き表示器２２が配設されている。
傾き表示器２２は、図３に示すように、光電センサ１１
の直交２軸方向Ｘ，Ｙの傾きをそれぞれ表示するための
４つの発光ダイオード（ＬＥＤ）２２ａ〜２２ｄで構成
されている。
【００１１】図４に、本実施例に係る光電センサ１１の
ブロック図を示す。上述した波形整形回路２０は、対象
物検出用のフォトダイオード１８の出力信号を増幅する
増幅器２３と、この増幅器２３の出力信号を矩形状パル
ス信号（検出信号ＯＵＴ）に波形整形するための比較器
２４とを備えている。また、傾き検出信号処理回路２１
は、傾き検出用フォトダイオード１９ａ〜１９ｄの各出
力信号を増幅する増幅器２５ａ〜２５ｄと、各増幅器２
５ａ〜２５ｄの出力信号のレベル検出して波形整形する
ための比較器２６ａ〜２６ｄと、各比較器２６ａ〜２６
ｄの出力を与えられることにより、ＬＥＤ２２ａ〜２２
ｄをそれぞれ駆動するＬＥＤドライバ２７ａ〜２７ｄと
を備えている。なお、図中の符号Ｅは、各比較器２４、
２６ａ〜２６ｄの基準電圧である。
ブロック図を示す。上述した波形整形回路２０は、対象
物検出用のフォトダイオード１８の出力信号を増幅する
増幅器２３と、この増幅器２３の出力信号を矩形状パル
ス信号（検出信号ＯＵＴ）に波形整形するための比較器
２４とを備えている。また、傾き検出信号処理回路２１
は、傾き検出用フォトダイオード１９ａ〜１９ｄの各出
力信号を増幅する増幅器２５ａ〜２５ｄと、各増幅器２
５ａ〜２５ｄの出力信号のレベル検出して波形整形する
ための比較器２６ａ〜２６ｄと、各比較器２６ａ〜２６
ｄの出力を与えられることにより、ＬＥＤ２２ａ〜２２
ｄをそれぞれ駆動するＬＥＤドライバ２７ａ〜２７ｄと
を備えている。なお、図中の符号Ｅは、各比較器２４、
２６ａ〜２６ｄの基準電圧である。
【００１２】本実施例では、波形整形回路２０や傾き検
出信号処理回路２１を、受光器１５とは別体に構成した
が、これらの回路２０，２１を受光器１５の半導体素子
１７上に一体形成するように構成してもよい。
出信号処理回路２１を、受光器１５とは別体に構成した
が、これらの回路２０，２１を受光器１５の半導体素子
１７上に一体形成するように構成してもよい。
【００１３】次に、本実施例に係る光電センサ１１を取
り付ける際の動作を説明する。光電センサ１１を所定位
置、すなわち、対象物Ｔを検出しようとする位置に取り
付ける際、対象物Ｔ（または、これと同等の物）を検出
位置に置いておき、光電センサ１１を作動状態にセット
する。
り付ける際の動作を説明する。光電センサ１１を所定位
置、すなわち、対象物Ｔを検出しようとする位置に取り
付ける際、対象物Ｔ（または、これと同等の物）を検出
位置に置いておき、光電センサ１１を作動状態にセット
する。
【００１４】いま仮に、光電センサ１１が、その光軸Ｌ
が図５中に符号Ｌ1 で示すように、左に傾いて取り付け
られたとすると、対象物Ｔからの反射光ＲＬは、図６の
（ａ１）に示すように、左に偏って受光器１５に入射す
る。その結果、フォトダイオード１９ａへの入射光量が
増加する一方、これに対向するフォトダイオード１９ｂ
の入射光量が減少する。ここで、傾き検出信号処理回路
２１の各比較器２６ａ〜２６ｄの基準電圧Ｅを、反射光
ＲＬが受光器１５の中央に入射したとき（光電センサ１
１が正しく取り付けられたとき）の各フォトダイオード
１９ａ〜１９ｄの出力信号に対応するレベルよりも若干
高めに設定しておく。そうすると、図６（ａ１）の状態
では、傾き検出信号処理回路２１の比較器２６ａがＯＮ
状態に、比較器２６ｂがＯＦＦ状態になる。光軸がＹ方
向にずれていないとすれば、フォトダイオード１９ｃ，
１９ｄに対応した比較器２６ｃ，２６ｄは共にＯＮ状態
である。その結果、図６（ｂ１）に示すように、ＬＥＤ
２２ａ〜２２ｄのうち、ＬＥＤ２２ｂのみが消灯する。
これにより、作業者は、光電センサ１１が左に傾き過ぎ
ていることを知り、光電センサ１１の取り付け姿勢を修
正することができる。
が図５中に符号Ｌ1 で示すように、左に傾いて取り付け
られたとすると、対象物Ｔからの反射光ＲＬは、図６の
（ａ１）に示すように、左に偏って受光器１５に入射す
る。その結果、フォトダイオード１９ａへの入射光量が
増加する一方、これに対向するフォトダイオード１９ｂ
の入射光量が減少する。ここで、傾き検出信号処理回路
２１の各比較器２６ａ〜２６ｄの基準電圧Ｅを、反射光
ＲＬが受光器１５の中央に入射したとき（光電センサ１
１が正しく取り付けられたとき）の各フォトダイオード
１９ａ〜１９ｄの出力信号に対応するレベルよりも若干
高めに設定しておく。そうすると、図６（ａ１）の状態
では、傾き検出信号処理回路２１の比較器２６ａがＯＮ
状態に、比較器２６ｂがＯＦＦ状態になる。光軸がＹ方
向にずれていないとすれば、フォトダイオード１９ｃ，
１９ｄに対応した比較器２６ｃ，２６ｄは共にＯＮ状態
である。その結果、図６（ｂ１）に示すように、ＬＥＤ
２２ａ〜２２ｄのうち、ＬＥＤ２２ｂのみが消灯する。
これにより、作業者は、光電センサ１１が左に傾き過ぎ
ていることを知り、光電センサ１１の取り付け姿勢を修
正することができる。
【００１５】同様に、図５中に符号Ｌ2 で示すように、
光電センサ１１が右に傾いて取り付けられたとすると、
対象物Ｔからの反射光ＲＬは、図６の（ａ２）に示すよ
うに、右側に偏って受光器１５に入射するので、ＬＥＤ
２２ａのみが消灯する。また、光電センサ１１がＹ方向
に傾けば、ＬＥＤ２２ｃ，２２ｄの何れか一方が消灯す
る。
光電センサ１１が右に傾いて取り付けられたとすると、
対象物Ｔからの反射光ＲＬは、図６の（ａ２）に示すよ
うに、右側に偏って受光器１５に入射するので、ＬＥＤ
２２ａのみが消灯する。また、光電センサ１１がＹ方向
に傾けば、ＬＥＤ２２ｃ，２２ｄの何れか一方が消灯す
る。
【００１６】以上のように、ＬＥＤ２２ａ〜２２ｄの表
示状態により、光電センサ１１の取り付け姿勢を知るこ
とができ、最終的に、図６の（ａ３）に示すように、反
射光ＲＬの光軸中心が、フォトダイオード１８の中心に
略一致したところが、正しい取り付け位置であり、この
状態では、図６の（ｂ３）に示すように、全てのＬＥＤ
２２ａ〜２２ｃが点灯する。これにより、作業者は、光
電センサ１１が正しく取り付けられたことを知ることが
できる。
示状態により、光電センサ１１の取り付け姿勢を知るこ
とができ、最終的に、図６の（ａ３）に示すように、反
射光ＲＬの光軸中心が、フォトダイオード１８の中心に
略一致したところが、正しい取り付け位置であり、この
状態では、図６の（ｂ３）に示すように、全てのＬＥＤ
２２ａ〜２２ｃが点灯する。これにより、作業者は、光
電センサ１１が正しく取り付けられたことを知ることが
できる。
【００１７】なお、上述の実施例では、光電センサの取
り付け姿勢を直交２軸方向Ｘ，Ｙで検出したが、例えば
光電センサを垂直な壁面に取り付ける場合のように、何
れか一方にしかずれない場合には、図７に示すように、
対象物検出用のフォトダイオード１８と、これを挟む一
対のフォトダイオード１９ａ，１９ｂとから構成された
受光器１５Ａを用いるようにしてもよい。
り付け姿勢を直交２軸方向Ｘ，Ｙで検出したが、例えば
光電センサを垂直な壁面に取り付ける場合のように、何
れか一方にしかずれない場合には、図７に示すように、
対象物検出用のフォトダイオード１８と、これを挟む一
対のフォトダイオード１９ａ，１９ｂとから構成された
受光器１５Ａを用いるようにしてもよい。
【００１８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、対象物検出用受光素子を挟んで対向するよう
に少なくとも一対の傾き検出用受光素子を配置している
ので、光電センサを取り付ける際に、前記傾き検出用受
光素子の出力信号が略等しくなるように、光電センサの
姿勢を設定すればよく、光電センサを比較的簡単に正し
く取り付けることができる。
によれば、対象物検出用受光素子を挟んで対向するよう
に少なくとも一対の傾き検出用受光素子を配置している
ので、光電センサを取り付ける際に、前記傾き検出用受
光素子の出力信号が略等しくなるように、光電センサの
姿勢を設定すればよく、光電センサを比較的簡単に正し
く取り付けることができる。
【００１９】また、本発明の光電センサは、対象物検出
用受光素子と傾き検出用受光素子とを、同一半導体素子
上に一体形成しているので、フォトリソグラフィによっ
て対象物検出用受光素子と傾き検出用受光素子との位置
関係を正確に作り込むことができ、したがって、光電セ
ンサの傾き検出も精度よく行うことができる。また、各
受光素子を、同じ半導体製造工程で同時に作りこむこと
も可能であるので、この種のセンサの製造が容易であ
り、コストダウンを図ることもできる。
用受光素子と傾き検出用受光素子とを、同一半導体素子
上に一体形成しているので、フォトリソグラフィによっ
て対象物検出用受光素子と傾き検出用受光素子との位置
関係を正確に作り込むことができ、したがって、光電セ
ンサの傾き検出も精度よく行うことができる。また、各
受光素子を、同じ半導体製造工程で同時に作りこむこと
も可能であるので、この種のセンサの製造が容易であ
り、コストダウンを図ることもできる。
【図１】実施例に係る光電センサの概略構成を示した図
である。
である。
【図２】受光器の平面図である。
【図３】光電センサの外観斜視図である。
【図４】光電センサのブロック図である。
【図５】取り付け動作を説明するための図である。
【図６】取り付け動作を説明するための図である。
【図７】受光器の変形例を示す平面図である。
【図８】従来の光電センサの構成を示す図である。
【図９】従来の光電センサの問題点の説明に供する図で
ある。
ある。
１１…光電センサ １２…投光器 １３…投光レンズ １４…受光レンズ １５…受光器 １７…半導体素子 １８…対象物検出用フォトダイオード １９ａ〜１９ｄ…傾き検出用フォトダイオード ２０…波形整形回路 ２１…傾き検出信号処理回路 ２２…傾き表示器 ２２ａ〜２２ｄ…ＬＥＤ
Claims (1)
- 【請求項１】 対象物に向けて光を照射する投光器と、
前記対象物からの反射光を検出する受光器とを備えた光
電センサにおいて、前記受光器は、前記対象物を検出す
るための対象物検出用受光素子と、前記対象物検出用受
光素子を挟んで対向するように配置された少なくとも一
対の傾き検出用受光素子とが、同一半導体素子上に一体
形成されていることを特徴とする光電センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7092093A JP3159828B2 (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 光電センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7092093A JP3159828B2 (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 光電センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06258456A JPH06258456A (ja) | 1994-09-16 |
| JP3159828B2 true JP3159828B2 (ja) | 2001-04-23 |
Family
ID=13445429
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7092093A Expired - Fee Related JP3159828B2 (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 光電センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3159828B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7518655B2 (ja) * | 2020-04-10 | 2024-07-18 | 株式会社キーエンス | 光電センサ |
-
1993
- 1993-03-04 JP JP7092093A patent/JP3159828B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06258456A (ja) | 1994-09-16 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |