JP3625066B2 - Photoelectric sensor - Google Patents

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Description

この発明は、投光素子や受光素子の前面にスリットやピンホール等の光通過窓を有する遮光板を配置することにより、検知領域限定や外乱光排除等を実現するようにした光電センサに関する。   The present invention relates to a photoelectric sensor in which a light shielding plate having a light passage window such as a slit or a pinhole is disposed on the front surface of a light projecting element or a light receiving element, thereby realizing detection area limitation, disturbance light exclusion, and the like.

投光素子や受光素子の前面にスリットやピンホール等の光通過窓を有する遮光板を配置することにより、検知領域限定や外乱光排除等を実現するようにした反射型や透過型の光電センサは既に知られている(例えば、特許文献1参照)。   Reflective and transmissive photoelectric sensors that can limit the detection area and eliminate disturbance light by arranging a light-shielding plate with light passage windows such as slits and pinholes in front of the light projecting element and light receiving element. Is already known (see, for example, Patent Document 1).

反射型の光電センサにあっては、投受光素子と投受光レンズとは合成樹脂製のホルダにより一体的に保持されることが多い。その場合、スリットやピンホール等の光通過窓を有する遮光板はホルダの一部として一体的に形成される。すなわち、投受光素子の前面に配置される光通過窓付の遮光板はホルダと共に一体成形されたものであり、光通過窓のサイズや形状は金型設計により決定される。   In the reflection type photoelectric sensor, the light projecting / receiving element and the light projecting / receiving lens are often integrally held by a synthetic resin holder. In that case, a light shielding plate having a light passage window such as a slit or a pinhole is integrally formed as a part of the holder. That is, the light shielding plate with a light passage window disposed on the front surface of the light projecting / receiving element is integrally formed with the holder, and the size and shape of the light passage window are determined by the mold design.

透過型の光電センサにあっては、投光器と受光器とは別体とされる。投光器は、投光素子と投光レンズとを含んでおり、それらは合成樹脂製ホルダにより一体的に保持される。受光器は、受光レンズと受光素子とを含んでおり、それらも又合成樹脂製ホルダにより一体的に保持される。スリットやピンホール等の光通過窓を有する遮光板はホルダの一部として一体的に形成される。すなわち、投光器において、投光素子の前面に配置される光通過窓付の遮光板はホルダと一体成形されたものである。同様に、受光器において、受光素子の前面に配置される光通過窓付の遮光板はホルダと一体成形されたものである。光通過窓のサイズや形状は金型設計により決定される。
実開平6−4848号公報
In the transmission type photoelectric sensor, the light projector and the light receiver are separated. The light projector includes a light projecting element and a light projecting lens, which are integrally held by a synthetic resin holder. The light receiver includes a light receiving lens and a light receiving element, which are also integrally held by a synthetic resin holder. A light shielding plate having a light passage window such as a slit or a pinhole is integrally formed as a part of the holder. That is, in the projector, the light shielding plate with the light passage window disposed on the front surface of the light projecting element is formed integrally with the holder. Similarly, in the light receiver, a light shielding plate with a light passage window disposed on the front surface of the light receiving element is integrally formed with the holder. The size and shape of the light passage window are determined by the mold design.
Japanese Utility Model Publication No. 6-4848

しかしながら、遮光板上の光通過窓(スリットやピンホール等)の形状や大きさをホルダ製作の際の金型設計で決定するようにした従来の光電センサにあっては、(1)光通過窓の形状や大きさの異なるホルダが必要なときには、新規にホルダを製作する必要があり、ホルダの種類が増える毎に、部品在庫、金型償却費が増加すること、(2)新規に光通過窓の形状や大きさの異なるホルダを入手する場合、図面作成(設計)して金型を手配する必要があり、時間が掛かること、(3)新規に光通過窓の形状や大きさの異なるホルダを入手する場合、使用数量が少ないときには単価が割高となること、(4)光通過窓の位置精度は金型精度(例えば、±0.05mm)以上に上げることはできないこと、と言った問題点がある。   However, in the conventional photoelectric sensor in which the shape and size of the light passage window (slit, pinhole, etc.) on the light shielding plate is determined by the mold design at the time of manufacturing the holder, (1) light passage When a holder with a different window shape or size is required, it is necessary to manufacture a new holder. Each time the type of holder increases, parts inventory and mold depreciation costs increase. (2) New light When obtaining holders with different shapes and sizes of passing windows, it is necessary to prepare (design) drawings and arrange molds, which takes time, and (3) new shapes and sizes of light passing windows. When obtaining different holders, the unit price will be higher when the quantity used is small. (4) The position accuracy of the light passage window cannot be raised beyond the mold accuracy (for example, ± 0.05 mm). There is a problem.

この発明は、上述の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、任意の形状や大きさの光通過窓を有する製品を、迅速に、低コストに、さらに精度よく、製造することが可能な光通過窓付の光電センサを提供することにある。   The present invention has been made paying attention to the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to quickly and inexpensively and more accurately provide a product having a light passage window of any shape and size. An object of the present invention is to provide a photoelectric sensor with a light passage window that can be manufactured.

この発明の他の目的とするところは、任意の形状や大きさの光通過窓を有する製品を、迅速に、低コストに、さらに精度よく、製造することが可能な光通過窓付光電センサの製造方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a photoelectric sensor with a light passage window capable of producing a product having a light passage window of any shape and size quickly, at low cost, and with high accuracy. It is to provide a manufacturing method.

この発明のさらに他の目的並びに作用効果については、以下の明細書の記載を参照することにより、当業者であれば容易に理解されるであろう。   Other objects and operational effects of the present invention will be easily understood by those skilled in the art by referring to the description of the following specification.

この発明の光電センサの主たる特徴は、遮光板に対する光通過窓の形成にレーザ加工技術を採用した点にある。投光部の光通過窓の形成にレーザ加工技術を採用した場合、そのような光電センサは、投光素子と投光レンズとを含む投光部と、受光素子と受光レンズとを含む受光部とを有し、投光部に含まれる投光素子と投光レンズとの間には、所定形状の光通過窓が開口形成された遮光板が介在されており、かつ遮光板の光通過窓がレーザ加工により開口形成されたものである、と表現することができる。一方、受光部の光通過窓の形成にレーザ加工技術を採用した場合、そのような光電センサは、投光素子と投光レンズとを含む投光部と、受光素子と受光レンズとを含む受光部とを有し、受光部に含まれる受光素子と受光レンズとの間には、所定形状の光通過窓が開口形成された遮光板が介在されており、かつ遮光板の光通過窓がレーザ加工により開口形成されたものである、と表現することができる。投光部及び受光部の光通過窓の双方に、レーザ加工技術を採用した場合にも、上述の2つの表現を満足することは言うまでもない。   The main feature of the photoelectric sensor of the present invention is that a laser processing technique is adopted for forming a light passage window for the light shielding plate. When laser processing technology is used to form the light passage window of the light projecting unit, such a photoelectric sensor includes a light projecting unit including a light projecting element and a light projecting lens, and a light receiving unit including a light receiving element and a light receiving lens. A light-shielding plate having a predetermined-shaped light passage window formed between the light projecting element and the light projection lens included in the light projecting unit, and the light passage window of the light shield plate Can be expressed as an opening formed by laser processing. On the other hand, when the laser processing technology is adopted for forming the light passage window of the light receiving unit, such a photoelectric sensor includes a light projecting unit including a light projecting element and a light projecting lens, and a light receiving unit including a light receiving element and a light receiving lens. A light-shielding plate having a predetermined-shaped light passage window formed between the light-receiving element and the light-receiving lens included in the light-receiving portion, and the light passage window of the light-shielding plate is a laser. It can be expressed as an opening formed by processing. It goes without saying that the above two expressions are satisfied even when the laser processing technique is adopted for both the light transmitting window and the light passing window of the light receiving section.

なお、『所定形状の光通過窓』とあるのは、スリット(直線)状、ピンホール(小円)状、楕円状、半円状等々の様々な形状の光通過窓が可能であることを考慮した表現である。また、『光通過窓』とあるのは、光が通過しさえすれば、貫通孔であっても、透明孔(例えば、透明ガラス)であっても差し支えないことを考慮した表現である。   The “light passage window of a predetermined shape” means that light passage windows of various shapes such as a slit (straight line) shape, a pinhole (small circle) shape, an ellipse shape, and a semicircular shape are possible. It is an expression that takes into account. In addition, the “light passage window” is an expression that takes into consideration that it may be a through hole or a transparent hole (for example, transparent glass) as long as light passes through.

上述した本発明によれば、光通過窓の形成に形状やサイズの調整自由度の高いレーザ加工技術を導入しているため、それらの調整を金型設計に負担させた場合に生ずる、多大な製作日数、高価な金型、在庫増大と言った問題が解消され、しかもレーザ加工技術の精度は金型による成形精度よりも高いため、任意の形状や大きさの光通過窓を有する製品を、迅速に、低コストに、さらに精度よく、製造することが可能となる。   According to the above-described present invention, since laser processing technology having a high degree of freedom in adjusting the shape and size is introduced in the formation of the light passage window, a large amount is generated when these adjustments are imposed on the mold design. Problems such as production days, expensive molds, and increased inventory are resolved, and the accuracy of laser processing technology is higher than the molding accuracy of molds, so products with light passage windows of any shape and size can be used. It becomes possible to manufacture quickly, at low cost and with higher accuracy.

上述の2つの表現で特定される光電センサは、合成樹脂製ホルダを含む場合もある。そのような場合にあっては、前者の光電センサにあっては、投光素子と投光レンズとそれらを一体的に保持する合成樹脂製ホルダとを含む投光部と、受光素子と受光レンズとを含む受光部とを有し、投光部に含まれる投光素子と投光レンズとの間には、所定形状の光通過窓が開口形成された遮光板が介在されており、かつ遮光板の光通過窓がレーザ加工により開口形成されたものである、と表現することができる。また、後者の光電センサにあっては、投光素子と投光レンズとを含む投光部と、受光素子と受光レンズとそれらを一体的に保持する合成樹脂製ホルダとを含む受光部とを有し、受光部に含まれる受光素子と受光レンズとの間には、所定形状の光通過窓が開口形成された遮光板が介在されており、かつ遮光板の光通過窓がレーザ加工により開口形成されたものである、と表現することができる。   The photoelectric sensor specified by the above two expressions may include a synthetic resin holder. In such a case, in the former photoelectric sensor, a light projecting unit including a light projecting element, a light projecting lens, and a synthetic resin holder that integrally holds them, a light receiving element, and a light receiving lens A light-shielding plate including a light-transmitting window having a predetermined shape is interposed between the light-projecting element and the light-projecting lens included in the light-projecting unit. It can be expressed that the light passage window of the plate is an opening formed by laser processing. In the latter photoelectric sensor, a light projecting unit including a light projecting element and a light projecting lens, and a light receiving unit including a light receiving element, a light receiving lens, and a synthetic resin holder that integrally holds them. A light-shielding plate having a predetermined-shaped light passage window formed between the light-receiving element and the light-receiving lens included in the light-receiving unit, and the light passage window of the light-shielding plate is opened by laser processing. It can be expressed as being formed.

レーザ加工の対象となる遮光板については、ホルダとの関係、構造、材質、形状等々について、様々な選択肢が存在する。   There are various options for the light shielding plate to be subjected to laser processing with respect to the relationship with the holder, structure, material, shape, and the like.

ホルダとの関係における第1の選択肢としては、遮光板が合成樹脂製ホルダと一体成形されたものであり、かつ遮光板の光通過窓がレーザ加工により遮光板を所定形状に穿孔することにより開口形成されたものである、とすることが考えられる。このような構成を採用すれば、遮光板部分の存在しないホルダ(現状では注文全体の9割以上がこのホルダを用いた光電センサで対応可能)と存在するホルダ(本発明を用いて、光通過窓をレーザ加工により任意の形状や大きさに開口形成)との2種類の金型があれば、全ての光電センサのホルダに対応可能であるから、その都度にホルダの金型の設計からやり直さずとも、任意の顧客のニーズに対応できる。   As a first option in relation to the holder, the light shielding plate is integrally formed with the synthetic resin holder, and the light passage window of the light shielding plate is opened by drilling the light shielding plate into a predetermined shape by laser processing. It is conceivable that it is formed. If such a configuration is adopted, a holder without a light-shielding plate part (currently 90% or more of the entire order can be handled by a photoelectric sensor using this holder) and an existing holder (by using the present invention, light passing through If there are two types of molds (opening the window to an arbitrary shape and size by laser processing), it can be applied to all photoelectric sensor holders, so the design of the holder mold must be repeated each time. At least it can meet the needs of any customer.

ホルダとの関係における第2の選択肢としては、遮光板が合成樹脂製ホルダの所定位置に装着される別部品である、とすることが考えられる。このような構成を採用すれば、大多数の顧客に対しては遮光板を装着しないことで対応できる一方、一部の遮光板を要求する顧客に対しては別部品である遮光板を装着してこれにレーザ加工で光通過窓を開口形成することで対応することができる。加えて、ホルダと遮光板とを別素材とすることができるから、遮光板の素材を適切に選択すれば、孔加工精度を調整したり、遮光板に光学フィルタ機能を持たせることもできる。   As a second option in relation to the holder, it is conceivable that the light shielding plate is a separate part mounted at a predetermined position of the synthetic resin holder. If such a configuration is adopted, it is possible to deal with the majority of customers by not installing a light shielding plate, while a customer who requires some light shielding plates can be equipped with a separate light shielding plate. This can be dealt with by forming a light passage window by laser processing. In addition, since the holder and the light shielding plate can be made of different materials, the hole processing accuracy can be adjusted or the light shielding plate can have an optical filter function by appropriately selecting the material of the light shielding plate.

より具体的には、遮光板がガラスやプラスチック等の透明板の表面にクロム等の金属膜を蒸着させた断面構造を有するものとし、レーザ加工により金属膜を昇華させて所定形状に除去することにより光通過窓を開口形成することができる。このとき、遮光板を構成する透明板が光学的多層膜(光学フィルタ、偏光板等として機能する)を含むものとすることもできる。他の具体的な例としては、遮光板がレーザ加工予定領域を薄肉化された金属板であり、かつ遮光板の光透過窓がレーザ加工により薄肉化された領域を所定形状に穿孔することにより開口形成されたものである、とすることもできる。ここで開口部の形状としては、いわゆるナイフエッジ形状が好ましい。従来は、樹脂成形などで開口を形成していたためナイフエッジ形状を形成するのが難しかったが、本発明ではレーザ加工により光通過窓を作製するため、薄肉化金属板・金属膜蒸着・薄肉化樹脂などにより加工部を薄肉化させておく必要があり、その結果必然的に開口部がナイフエッジ形状と等価になる。また、受光側遮光板において、遮光板傾斜した状態で保持されるような構成を採用することも可能である。   More specifically, the light shielding plate has a cross-sectional structure in which a metal film such as chromium is deposited on the surface of a transparent plate such as glass or plastic, and the metal film is sublimated by laser processing to be removed into a predetermined shape. Thus, the light passage window can be formed as an opening. At this time, the transparent plate constituting the light shielding plate may include an optical multilayer film (functioning as an optical filter, a polarizing plate, or the like). As another specific example, the light shielding plate is a metal plate in which the laser processing scheduled region is thinned, and the light transmission window of the light shielding plate is drilled in a predetermined shape in the thinned region by laser processing. An opening may also be formed. Here, the shape of the opening is preferably a so-called knife edge shape. Conventionally, it was difficult to form a knife edge shape because the opening was formed by resin molding etc., but in the present invention, a light passage window is produced by laser processing, so a thin metal plate, metal film deposition, thinning It is necessary to thin the processed portion with resin or the like, and as a result, the opening is necessarily equivalent to the knife edge shape. Moreover, it is also possible to employ a configuration in which the light-receiving side light-shielding plate is held in a state where the light-shielding plate is inclined.

本発明は、別の一面から見れば、複数の製造ステップからなる光電センサの製造方法として捉えることもできる。   From another aspect, the present invention can be regarded as a method for manufacturing a photoelectric sensor including a plurality of manufacturing steps.

このような観点から捉えた本発明の製造方法は、投光部の遮光板のホルダ一体化に着目すれば、投光素子収容部と、投光レンズ収容部と、それらを結ぶ空洞部と、空洞部内にあって投光素子から投光レンズに向かう光路を遮る遮光板部とを有する合成樹脂製ホルダを射出成形により一体成形する第1のステップと、第1のステップにより得られた合成樹脂製ホルダを所定の治具によりレーザ加工機に装着したのち、空洞部内に投光素子収容部側又は投光レンズ収容部側より投光光路に沿ってレーザビームを導入して遮光板部を所定形状に穿孔することにより光通過窓を開口形成する第2のステップと、第2のステップにより光通過窓が遮光板部に開口形成された合成樹脂製ホルダに投光素子及び投光レンズを装着して素子・レンズ組立体を完成する第3のステップとを含む、光電センサの製造方法として表現することができる。   The manufacturing method of the present invention captured from such a viewpoint, when focusing on the holder integration of the light shielding plate of the light projecting unit, the light projecting element housing unit, the light projecting lens housing unit, and the cavity portion connecting them, A first step of integrally molding a synthetic resin holder having a light shielding plate portion in the hollow portion and blocking a light path from the light projecting element toward the light projecting lens by injection molding, and the synthetic resin obtained by the first step After mounting the made holder on the laser processing machine with a predetermined jig, a laser beam is introduced into the cavity from the light projecting element housing part side or the light projecting lens housing part side along the light projecting light path, and the light shielding plate part is predetermined. Mounting the light projecting element and the light projecting lens on the second step of opening the light passage window by drilling into the shape, and the synthetic resin holder having the light passage window opened in the light shielding plate portion by the second step To complete the element / lens assembly. And a third step of, can be expressed as a method for manufacturing a photoelectric sensor.

斯かる方法によれば、遮光板の光通過窓の形状制御を金型設計に依存しないことから、遮光板付のホルダと遮光板のないホルダとを用意するだけで、投光部側に任意の形状を有する光通過窓を備えた光電センサを迅速、低コスト、かつ高精度に製作することができる。   According to such a method, since the shape control of the light passage window of the light shielding plate does not depend on the mold design, it is only necessary to prepare a holder with a light shielding plate and a holder without a light shielding plate on the light projecting unit side. A photoelectric sensor including a light passage window having a shape can be manufactured quickly, at low cost, and with high accuracy.

投光部の遮光板の別部品化に着目すれば、投光素子収容部と、投光レンズ収容部と、それらを結ぶ空洞部と、空洞部内にあって投光素子から投光レンズに向かう光路を遮る遮光板を装着するための遮光板収容部とを有する合成樹脂製ホルダを射出成形により一体成形する第1のステップと、第1のステップにより得られた合成樹脂製ホルダ内の遮光板収容部に遮光板を装着する第2のステップと、第2のステップにより得られた遮光板付合成樹脂製ホルダを所定の治具によりレーザ加工機に装着したのち、空洞部内に投光素子収容部側又は投光レンズ収容部側より投光光路に沿ってレーザビームを導入して遮光板を所定形状にレーザ加工することにより光通過窓を開口形成する第3のステップと、第3のステップにより光通過窓が遮光板に開口形成された合成樹脂製ホルダに投光素子及び投光レンズを装着して素子・レンズ組立体を完成する第4のステップとを含む、光電センサの製造方法として表現することができる。   Paying attention to the separate parts of the light-shielding plate of the light projecting part, the light projecting element accommodating part, the light projecting lens accommodating part, the cavity connecting them, and the cavity within the cavity part are directed from the light projecting element to the light projecting lens. A first step of integrally molding a synthetic resin holder having a light shielding plate housing portion for mounting a light shielding plate for blocking an optical path by injection molding, and the light shielding plate in the synthetic resin holder obtained by the first step A second step of mounting the light shielding plate in the housing portion, and mounting the synthetic resin holder with the light shielding plate obtained in the second step on the laser processing machine with a predetermined jig, and then the light projecting element housing portion in the cavity portion A third step of opening the light passage window by introducing a laser beam along the light projecting light path from the side or the light projecting lens housing portion and laser processing the light shielding plate into a predetermined shape; and a third step The light passage window opens on the shading plate. And a fourth step of mounting the light projecting element and a projection lens formed of synthetic resin holder to complete the device and lens assembly, can be expressed as a method for manufacturing a photoelectric sensor.

斯かる方法によれば、遮光板の光通過窓の形状制御を金型設計に依存しないことに加えて、共通のホルダを遮光板付用途と遮光板なし用途に併用できることから一層のコストダウンを図れる上、遮光板とホルダとを別素材とできるため、レーザ加工性を考慮して遮光板素材を選択すれば、光通過窓の加工精度を向上させることができる。さらに、遮光板として金属膜被着の透明板を採用すると共に、透明板に光学的多層膜を含ませれば、フィルタと遮光板とを共用できる。   According to such a method, in addition to not relying on the mold design to control the shape of the light passage window of the light shielding plate, a common holder can be used in combination with a light shielding plate application and a light shielding plate-free application, thereby further reducing costs. In addition, since the light shielding plate and the holder can be made of different materials, the processing accuracy of the light passage window can be improved if the light shielding plate material is selected in consideration of laser processability. Furthermore, if a transparent plate with a metal film is employed as the light shielding plate and an optical multilayer film is included in the transparent plate, the filter and the light shielding plate can be shared.

受光部の遮光板のホルダ一体化に着目すれば、受光レンズ収容部と、受光素子収容部と、それらを結ぶ空洞部と、空洞部内にあって受光レンズから受光素子に向かう光路を遮る遮光板部とを有する合成樹脂製ホルダを射出成形により一体成形する第1のステップと、第1のステップにより得られた合成樹脂製ホルダを所定の治具によりレーザ加工機に装着したのち、空洞部内に受光レンズ収容部側又は受光素子収容部側より受光光路に沿ってレーザビームを導入して遮光板部を所定形状に穿孔することにより光通過窓を開口形成する第2のステップと、第2のステップにより光通過窓が遮光板部に開口形成された合成樹脂製ホルダに受光素子及び受光レンズを装着して素子・レンズ組立体を完成する第3のステップとを含む、光電センサの製造方法として表現することができる。   Focusing on the holder integration of the light-shielding plate of the light-receiving part, the light-receiving lens housing part, the light-receiving element housing part, the cavity connecting them, and the light-shielding plate that shields the optical path from the light-receiving lens toward the light-receiving element in the cavity part A first step of integrally molding a synthetic resin holder having a portion by injection molding, and mounting the synthetic resin holder obtained by the first step on a laser processing machine with a predetermined jig, A second step of forming a light passage window by introducing a laser beam along the light receiving optical path from the light receiving lens housing part side or the light receiving element housing part side to perforate the light shielding plate part into a predetermined shape; And a third step of completing the element / lens assembly by mounting the light receiving element and the light receiving lens on the synthetic resin holder in which the light passage window is formed in the light shielding plate by the step. It can be expressed as a method.

斯かる方法によれば、遮光板の光通過窓の形状制御を金型設計に依存しないことから、遮光板付のホルダと遮光板のないホルダとを用意するだけで、受光部側に任意の形状を有する光通過窓を備えた光電センサを迅速、低コスト、かつ高精度に製作することができる。   According to such a method, since the shape control of the light passage window of the light shielding plate does not depend on the mold design, an arbitrary shape can be formed on the light receiving unit side only by preparing a holder with a light shielding plate and a holder without a light shielding plate. A photoelectric sensor having a light passage window having the above can be manufactured quickly, at low cost, and with high accuracy.

遮光板を傾斜状態で成型した場合には、第2のステップにおいてレーザ加工を行う前に、遮光板上の2点の座標を測定しその座標に基づいて遮光板の傾斜角を算出する工程を含む。   When the light shielding plate is molded in an inclined state, a step of measuring the coordinates of two points on the light shielding plate and calculating the inclination angle of the light shielding plate based on the coordinates before performing laser processing in the second step. Including.

斯かる方法によれば、遮光板の光通過窓の形状制御を金型設計に依存しないことに加えて、距離限定性が高く、光電センサを製作することができる。   According to such a method, the shape control of the light passage window of the light shielding plate does not depend on the mold design, and the distance limitation is high, and the photoelectric sensor can be manufactured.

受光部の遮光板の別部品化に着目すれば、受光素子収容部と、受光レンズ収容部と、それらを結ぶ空洞部と、空洞部内にあって受光レンズから受光素子に向かう光路を遮る遮光板を装着するための遮光板収容部とを有する合成樹脂製ホルダを射出成形により一体成形する第1のステップと、第1のステップにより得られた合成樹脂製ホルダ内の遮光板収容部に遮光板を装着する第2のステップと、第2のステップにより得られた遮光板付合成樹脂製ホルダを所定の治具によりレーザ加工機に装着したのち、空洞部内に受光レンズ収容部側又は受光素子収容部側より受光光路に沿ってレーザビームを導入して遮光板を所定形状にレーザ加工することにより光通過窓を開口形成する第3のステップと、第3のステップにより光通過窓が遮光板に開口形成された合成樹脂製ホルダに受光レンズ及び受光素子を装着して素子・レンズ組立体を完成する第4のステップとを含む、光電センサの製造方法として表現することができる。   Paying attention to the separate parts of the light-shielding plate of the light-receiving part, the light-receiving element accommodating part, the light-receiving lens accommodating part, the cavity connecting them, and the light-shielding plate that shields the optical path from the light-receiving lens toward the light-receiving element in the cavity A first step of integrally molding a synthetic resin holder having a light shielding plate housing portion for mounting a plastic plate by injection molding, and a light shielding plate on the light shielding plate housing portion in the synthetic resin holder obtained by the first step After mounting the synthetic resin holder with the light shielding plate obtained in the second step to the laser processing machine with a predetermined jig, the light receiving lens accommodating portion side or the light receiving element accommodating portion is placed in the cavity portion. A third step of opening the light passage window by introducing a laser beam from the side along the light receiving optical path and laser processing the light shielding plate into a predetermined shape, and the third step opens the light passage window to the light shielding plate. And a fourth step of mounting the light-receiving lens and a light receiving element formed of synthetic resin holder to complete the device and lens assembly, can be expressed as a method for manufacturing a photoelectric sensor.

斯かる方法によれば、遮光板の光通過窓の形状制御を金型設計に依存しないことに加えて、共通のホルダを遮光板付用途と遮光板なし用途に併用できることから一層のコストダウンを図れる上、遮光板とホルダとを別素材とできるため、レーザ加工性を考慮して遮光板素材を選択すれば、光通過窓の加工精度を向上させることができる。さらに、遮光板として金属膜被着の透明板を採用すると共に、透明板に光学的多層膜を含ませれば、フィルタと遮光板とを共用できる。   According to such a method, in addition to not relying on the mold design to control the shape of the light passage window of the light shielding plate, a common holder can be used in combination with a light shielding plate application and a light shielding plate-free application, thereby further reducing costs. In addition, since the light shielding plate and the holder can be made of different materials, the processing accuracy of the light passage window can be improved if the light shielding plate material is selected in consideration of laser processability. Furthermore, if a transparent plate with a metal film is employed as the light shielding plate and an optical multilayer film is included in the transparent plate, the filter and the light shielding plate can be shared.

遮光板を傾斜状態で保持した場合には、第3のステップにおいてレーザ加工を行う前に、遮光板上の2点の座標を測定しその座標に基づいて遮光板の傾斜角を算出する工程を含む。   When the light shielding plate is held in an inclined state, before performing laser processing in the third step, a step of measuring coordinates of two points on the light shielding plate and calculating an inclination angle of the light shielding plate based on the coordinates is performed. Including.

以上の説明で明らかなように、本発明によれば、任意の形状や大きさの光通過窓を有する製品を、迅速に、低コストに、さらに精度良く、製造することが可能な光通過窓付きの光電センサ、及びその製造方法を提供することができる。   As is apparent from the above description, according to the present invention, a light passage window capable of manufacturing a product having a light passage window of an arbitrary shape and size quickly, at low cost and with higher accuracy. The attached photoelectric sensor and the manufacturing method thereof can be provided.

以下に、この発明に係る光電センサ並びにその製造方法の好適な実施の一形態を添附図面を参照しながら詳細に説明する。   Hereinafter, a preferred embodiment of a photoelectric sensor and a manufacturing method thereof according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

本発明が適用された反射型光電センサの外観を示す斜視図が図1に示されている。同図に示されるように、この光電センサ1は反射型として構成されたものであり、ケース10と、このケース10の前面側開口に装着される素子・レンズ組立体20と、ケース10の上面側開口に装着される操作・表示部組立体30とを主体として構成されている。尚、図において、符号50aは電気コード、21は投光レンズ部と受光レンズ部とが形成されたレンズ板、23g,23hはセンサ据付けのための取付穴、31aは表示灯の光を拡散させるための照光レンズ、31bは感度調整等のために使用される回転操作子である。   A perspective view showing the external appearance of a reflective photoelectric sensor to which the present invention is applied is shown in FIG. As shown in the figure, the photoelectric sensor 1 is configured as a reflection type, and includes a case 10, an element / lens assembly 20 attached to the front-side opening of the case 10, and an upper surface of the case 10. The operation / display unit assembly 30 is mounted mainly on the side opening. In the figure, reference numeral 50a denotes an electrical cord, 21 denotes a lens plate on which a light projecting lens portion and a light receiving lens portion are formed, 23g and 23h denote mounting holes for installing the sensor, and 31a diffuses light from the indicator lamp. An illumination lens 31b is a rotary operator used for sensitivity adjustment and the like.

同反射型光電センサの内部構造を示す分解斜視図が図2に示されている。同図に示されるように、レンズ・素子組立体20は、レンズ板21と投受光基板22とを合成樹脂製のホルダ23を介して一体的に結合してなるものである。レンズ板21の裏面には、後に図7を参照して説明するように、投光レンズ部21aと受光レンズ部21bとが膨出形成されている。投受光基板22上には、投光素子22aと受光素子22bとが搭載されている。   An exploded perspective view showing the internal structure of the reflective photoelectric sensor is shown in FIG. As shown in the figure, the lens / element assembly 20 is formed by integrally coupling a lens plate 21 and a light projecting / receiving substrate 22 via a holder 23 made of synthetic resin. As will be described later with reference to FIG. 7, a light projecting lens portion 21 a and a light receiving lens portion 21 b are bulged on the back surface of the lens plate 21. On the light projecting / receiving substrate 22, a light projecting element 22a and a light receiving element 22b are mounted.

合成樹脂製のホルダ23には、それぞれホルダを前後方向に貫通する2つの空洞部23e,23fが設けられている。下側の空洞部23eは投光光学系のためのものであり、上側の空洞部23fは受光光学系のためのものである。ホルダ23の側面には2つの遮光板装着スリット23i,23jが上下2段に開口形成されている。これらの遮光板装着スリット23iには、後に図3を参照して説明するように、投光側遮光板41及び受光側遮光板42が挿入固定される。尚、23g,23hは取付穴である。   The synthetic resin holder 23 is provided with two cavities 23e and 23f penetrating the holder in the front-rear direction. The lower cavity 23e is for the light projecting optical system, and the upper cavity 23f is for the light receiving optical system. On the side surface of the holder 23, two light shielding plate mounting slits 23i and 23j are formed in two upper and lower openings. As will be described later with reference to FIG. 3, a light projecting side light shielding plate 41 and a light receiving side light shielding plate 42 are inserted and fixed in these light shielding plate mounting slits 23i. Reference numerals 23g and 23h are mounting holes.

次に、操作・表示部組立体30の詳細について説明する。操作・表示部組立体30は、操作・表示ブロック31と回路基板32とを一体に結合して構成されている。回路基板32上には、安定表示灯32a及び動作表示灯32bが搭載されている。一方、回路基板32に被せるようにして装着される操作・表示ブロック31の表面には、安定表示灯32a及び動作表示灯32bからの光を外部へと拡散するための照光レンズ31aと、感度調整等の各種の操作に利用されるマイナスドライバ差し込み式の2個の操作子31b,31cとが設けられている。尚、突起31eは操作・表示ブロック31と回路基板32とを結合するためのものであり、突起31dは操作・表示ブロック31をケース10に装着する際に、ケース側の凹部10bと係合抜け止めするためのものである。また、ケース10の相対向する内面に設けられた凸部10aは、ケース10とホルダ23とを結合するためのものである。ケース10の底部には電気コード組立体50が装着される。尚、図において50aは電気コード、50bはコードホルダである。   Next, details of the operation / display unit assembly 30 will be described. The operation / display unit assembly 30 is configured by integrally connecting an operation / display block 31 and a circuit board 32. On the circuit board 32, a stability indicator lamp 32a and an operation indicator lamp 32b are mounted. On the other hand, on the surface of the operation / display block 31 mounted so as to cover the circuit board 32, an illumination lens 31a for diffusing the light from the stability indicator lamp 32a and the operation indicator lamp 32b to the outside, and sensitivity adjustment There are provided two operators 31b, 31c of a minus driver insertion type used for various operations such as. The protrusion 31e is for coupling the operation / display block 31 and the circuit board 32, and the protrusion 31d is engaged with the recess 10b on the case side when the operation / display block 31 is attached to the case 10. It is for stopping. Further, the convex portions 10 a provided on the inner surfaces facing each other of the case 10 are for coupling the case 10 and the holder 23. An electric cord assembly 50 is attached to the bottom of the case 10. In the figure, 50a is an electric cord and 50b is a cord holder.

次に、本発明の要部であるレンズ・素子組立体20の製造方法を、図3〜図7を参照して詳細に説明する。   Next, a manufacturing method of the lens / element assembly 20 which is a main part of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

遮光板装着工程を示す反射型光電センサ用のホルダの斜視図が図3に示されている。先に説明したように、ホルダ23の側面には、2個の遮光板装着スリット23i,23jが開口形成されている。これらの遮光板装着スリット23i,23jには、図に示されるように、投光側遮光板41及び受光側遮光板42がそれぞれ矢印に示すように挿入される。後に詳細に説明するように、これらの遮光板41,42は、例えばガラス板の表面にクロム蒸着膜を被着させたものや、レーザ加工領域を薄肉化した金属板とされている。遮光板装着スリット23i,23jの隙間の寸法は遮光板41,42の厚さとほぼ同等とされており、そのためそれらの遮光板41,42はスリット23i,23jに圧入固定される。加えて、圧入装着が完了した後、各スリットの入口部に設けられた熱かしめ用凸部23k,23lがそれぞれ加熱圧壊されることによって、スリットに装着された遮光板41,42はしっかりと抜け止め固定される。尚、図において、23g,23hは取付穴であり、23cは後述する投光素子収容部、23dは受光素子収容部である。   FIG. 3 shows a perspective view of a reflection photoelectric sensor holder showing a light shielding plate mounting step. As described above, two light shielding plate mounting slits 23 i and 23 j are formed in the side surface of the holder 23. As shown in the drawing, the light projecting side light shielding plate 41 and the light receiving side light shielding plate 42 are respectively inserted into these light shielding plate mounting slits 23i and 23j as indicated by arrows. As will be described in detail later, the light shielding plates 41 and 42 are, for example, those obtained by depositing a chromium vapor deposition film on the surface of a glass plate, or metal plates having a thinned laser processing region. The size of the gap between the light shielding plate mounting slits 23i and 23j is substantially equal to the thickness of the light shielding plates 41 and 42. Therefore, the light shielding plates 41 and 42 are press-fitted and fixed to the slits 23i and 23j. In addition, after the press fitting is completed, the heat caulking convex portions 23k and 23l provided at the entrance portions of the respective slits are heated and crushed so that the light shielding plates 41 and 42 attached to the slits are securely removed. It is fixed. In the figure, reference numerals 23g and 23h denote mounting holes, 23c denotes a light projecting element housing part, and 23d denotes a light receiving element housing part.

次に、遮光板装着後、レーザ加工前の反射型光電センサ用のホルダの側断面図が図4に示されている。同図に示されるように、ホルダ23内には、それぞれホルダ23を前後に貫通する2個の空洞部23e,23fが設けられている。下側の空洞部23eは投光光学系のためのものであり、その前面側には投光レンズ収容部23aが、後面側には投光素子収容部23cが設けられている。すなわち、空洞部23eは、投光レンズ収容部23aと投光素子収容部23cとを連通する。そのため、投光側遮光板41は、投光素子収容部23cから投光レンズ収容部23aへ至る光路を遮るようにして配置される。   Next, FIG. 4 shows a side sectional view of the holder for the reflective photoelectric sensor after the light shielding plate is mounted and before the laser processing. As shown in the figure, in the holder 23, there are provided two hollow portions 23e and 23f that respectively penetrate the holder 23 in the front-rear direction. The lower cavity 23e is for the light projecting optical system, and a light projecting lens accommodating portion 23a is provided on the front side thereof, and a light projecting element accommodating portion 23c is provided on the rear side. That is, the cavity 23e communicates the light projecting lens housing 23a and the light projecting device housing 23c. Therefore, the light projecting side light shielding plate 41 is arranged so as to block the optical path from the light projecting element housing portion 23c to the light projecting lens housing portion 23a.

上側の空洞部23fの前面側には受光レンズ収容部23bが、また後面側には受光素子収容部23dが設けられる。すなわち、空洞部23fは、受光レンズ収容部23bと受光素子収容部23dとを連通する。そのため、受光側遮光板42は、受光レンズ収容部23bから受光素子収容部23dへ至る光路を遮るようにして配置される。   A light receiving lens housing portion 23b is provided on the front side of the upper cavity portion 23f, and a light receiving element housing portion 23d is provided on the rear surface side. That is, the cavity 23f communicates the light receiving lens housing 23b and the light receiving device housing 23d. Therefore, the light receiving side light shielding plate 42 is disposed so as to block the optical path from the light receiving lens housing portion 23b to the light receiving element housing portion 23d.

次に、治具に固定されてレーザ加工が行われている反射型光電センサ用のホルダの側面図が図5に示されている。同図に示されるように、投光側遮光板41及び受光側遮光板42が装着されたホルダ23は、治具60を介して、図示しないレーザ加工機のXYθテーブル上に固定される。図の例では、ホルダ23は、レンズ収容部23a,23bを上に向けた水平姿勢を保った状態で、治具60を介して、レーザ加工機のXYθテーブル上に位置決め固定される。   Next, FIG. 5 shows a side view of a holder for a reflective photoelectric sensor which is fixed to a jig and laser-processed. As shown in the figure, the holder 23 to which the light projecting side light shielding plate 41 and the light receiving side light shielding plate 42 are attached is fixed on an XYθ table of a laser processing machine (not shown) via a jig 60. In the example shown in the figure, the holder 23 is positioned and fixed on the XYθ table of the laser processing machine via the jig 60 while maintaining the horizontal posture with the lens housing portions 23a and 23b facing upward.

この状態において、レーザ加工機を作動させると、レーザ装置から出射されたレーザビームは、ホルダ23をその真上から照射する。このとき、レーザビームL1のように、受光側光軸に沿って、受光レンズ収容部23bから空洞部23fに導入されたレーザビームは、受光側遮光板42に照射される。このとき、図示しないXYθステージを適宜に移動制御させれば、受光側遮光板42には所定形状の光通過窓が開口形成される。ここで、所定形状としては、スリット(直線)状、長方形状、円形状、楕円形状、半円状等々さまざまな形状をXYθステージの移動制御によって実現することができる。しかもこの種のレーザ加工機における加工精度は、一般に、金型設計による加工精度に比べて高いため、従前よりも高精度に光通過窓を形成することができる。同様にして、レーザビームL2に示されるように、投光側光軸に沿って、投光レンズ収容部23aから空洞部23eに導入されたレーザビームは、投光側遮光板41に照射される。このとき、先ほどと同様にして、XYθステージを適宜に移動制御すれば、投光側遮光板41上には、所定形状の光通過窓を開口形成することができる。   When the laser processing machine is operated in this state, the laser beam emitted from the laser device irradiates the holder 23 from directly above. At this time, like the laser beam L1, the laser beam introduced from the light receiving lens housing 23b into the cavity 23f along the light receiving side optical axis is irradiated onto the light receiving side light shielding plate 42. At this time, if an XYθ stage (not shown) is appropriately moved and controlled, a light passage window having a predetermined shape is formed in the light receiving side light shielding plate 42. Here, as the predetermined shape, various shapes such as a slit (straight line) shape, a rectangular shape, a circular shape, an elliptical shape, and a semicircular shape can be realized by movement control of the XYθ stage. Moreover, since the processing accuracy in this type of laser processing machine is generally higher than the processing accuracy by the mold design, the light passage window can be formed with higher accuracy than before. Similarly, as shown by the laser beam L2, the laser beam introduced from the light projecting lens housing portion 23a into the cavity 23e along the light projecting side optical axis is irradiated onto the light projecting side light shielding plate 41. . At this time, if the XYθ stage is appropriately moved and controlled in the same manner as described above, a light passage window having a predetermined shape can be formed on the light projecting side light shielding plate 41.

次に、光通過窓形成後の反射型光電センサ用のホルダの側断面図が図6に示されている。この例にあっては、図から明らかなように、遮光板41には光通過窓41aが、また遮光板42には光通過窓42aがそれぞれ開口形成されている。尚、図に示される遮光板41,42の断面構造は、ガラス板の表面にクロム蒸着膜を被着させたものやレーザ加工領域を若干薄肉化した金属板など様々なバリエーションが考えられる。   Next, FIG. 6 shows a side sectional view of the holder for the reflective photoelectric sensor after the light passage window is formed. In this example, as is apparent from the figure, the light passage window 41a is formed in the light shielding plate 41, and the light passage window 42a is formed in the light shielding plate 42, respectively. The cross-sectional structure of the light shielding plates 41 and 42 shown in the figure may be various variations such as a glass plate with a chromium vapor deposition film deposited thereon or a metal plate with a slightly thinned laser processing region.

次に、投受光素子並びにレンズ板の組付けが完了した反射型光電センサ用のホルダであるレンズ・素子組立体20の側断面図が図7に示されている。図から明らかなように、この状態においては、ホルダ23の前面側にはレンズ板21が装着され、後面側には投受光基板22が装着される。先に説明したように、レンズ板21の背面側には、投光レンズ部21aと受光レンズ部21bとが膨出形成されている。そのため、空洞部23eの前面側に位置する投光レンズ収容部23aには投光レンズ部21aが収容され、空洞部23fの前面側に位置する受光レンズ収容部23bには受光レンズ21bが収容される。尚、レンズ板21とホルダ23との結合手段としては、例えばピンと穴とを利用した圧入構造、接着構造などが採用される。一方、投受光基板22には投光素子22aと受光素子22bとが搭載されている。そして、投光素子22aは投光素子収容部23cに収容され、受光素子22bは受光素子収容部23dに収容される。尚、投受光基板22とホルダ23との結合手段もピンと穴とを利用した圧入構造、接着構造等が採用される。   Next, FIG. 7 shows a side sectional view of the lens / element assembly 20 which is a holder for the reflection type photoelectric sensor in which the assembly of the light projecting / receiving element and the lens plate is completed. As is apparent from the drawing, in this state, the lens plate 21 is mounted on the front side of the holder 23 and the light projecting / receiving substrate 22 is mounted on the rear side. As described above, the light projecting lens portion 21a and the light receiving lens portion 21b are bulged on the back side of the lens plate 21. Therefore, the light projecting lens housing portion 23a located on the front side of the cavity 23e accommodates the light projecting lens portion 21a, and the light receiving lens housing portion 23b located on the front side of the cavity 23f accommodates the light receiving lens 21b. The As a coupling means between the lens plate 21 and the holder 23, for example, a press-fitting structure using a pin and a hole, an adhesive structure, or the like is employed. On the other hand, a light projecting element 22 a and a light receiving element 22 b are mounted on the light projecting / receiving substrate 22. The light projecting element 22a is accommodated in the light projecting element accommodating portion 23c, and the light receiving element 22b is accommodated in the light receiving element accommodating portion 23d. It should be noted that a press-fitting structure, a bonding structure, or the like using pins and holes is also used as a coupling means between the light projecting / receiving substrate 22 and the holder 23.

このようにして製造されたレンズ・素子組立体20によれば、投光光学系と受光光学系とが上下2段に構成される。下段に位置する投光光学系は、投光素子22aと光通過窓41aを有する投光側遮光板41と、投光レンズ部21aとを順に配置した構造を有し、投光素子22aから発せられた光は、光通過窓41aによってビーム断面が整形された後、投光レンズ部21aを介して集光されて、検出対象物へと照射される。すなわち、光通過窓41aの存在によって、投光領域は適切に限定される。一方、上段に位置する受光光学系は、受光レンズ部21bと、光通過窓42aと、受光素子22bとを順に配置して構成される。そして、検出対象物で反射された光は、受光レンズ部21bで収束された後、光通過窓42aによってビーム断面が整形された後、受光素子22bへと照射される。これにより、受光素子22bに照射される光は、受光側遮光板42の光通過窓42aによって領域制限され、不要な外乱光等が受光素子22bに導入される虞れを排除することができる。   According to the lens / element assembly 20 thus manufactured, the light projecting optical system and the light receiving optical system are configured in two upper and lower stages. The light projecting optical system located at the lower stage has a structure in which a light projecting side light-shielding plate 41 having a light projecting element 22a and a light passage window 41a, and a light projecting lens portion 21a are arranged in order, and emits light from the light projecting element 22a. After the beam cross-section is shaped by the light passage window 41a, the emitted light is condensed through the light projecting lens unit 21a and irradiated onto the detection target. That is, the light projection area is appropriately limited by the presence of the light passage window 41a. On the other hand, the light receiving optical system located in the upper stage is configured by sequentially arranging a light receiving lens portion 21b, a light passage window 42a, and a light receiving element 22b. Then, the light reflected by the detection target is converged by the light receiving lens portion 21b, and after the beam cross section is shaped by the light passage window 42a, it is irradiated to the light receiving element 22b. Thereby, the area of the light irradiated to the light receiving element 22b is limited by the light passing window 42a of the light receiving side light shielding plate 42, and the possibility that unnecessary disturbance light or the like is introduced into the light receiving element 22b can be eliminated.

しかも、この例にあっては、ホルダ23と遮光板41,42とは別部品であるから、共通のホルダ23を使用しつつも、遮光板41,42を選択的に装着することによって、光通過窓を要求する顧客と要求しない顧客との双方に対応することができる。また、光通過窓を要求する顧客に対して、任意の形状や大きさの光通過窓を加工できるため、顧客の任意のニーズに対応できる。加えて、ホルダ23と遮光板41,42とを別素材とすることができるため、遮光板41,42の素材をレーザ加工し易いものとすることによって、光通過窓41a,42aの加工精度を向上させることができる。   In addition, in this example, since the holder 23 and the light shielding plates 41 and 42 are separate parts, the light shielding plates 41 and 42 can be selectively mounted while the common holder 23 is used. Both customers who require a passage window and customers who do not require it can be handled. Moreover, since it can process the light passage window of arbitrary shape and a magnitude | size with respect to the customer who requests | requires a light passage window, it can respond to customer's arbitrary needs. In addition, since the holder 23 and the light shielding plates 41 and 42 can be made of different materials, the processing accuracy of the light passage windows 41a and 42a can be improved by making the material of the light shielding plates 41 and 42 easy to laser process. Can be improved.

次に、レンズ・素子組立体20の製造方法の別の一例を図13〜図20を参照して詳細に説明する。   Next, another example of the manufacturing method of the lens / element assembly 20 will be described in detail with reference to FIGS.

遮光板未装着状態における反射型光電センサ用のホルダの側断面図が図13に示されている。また、遮光板装着後、レーザ加工前の反射型光電センサ用のホルダの側断面図が図14に示されている。図13〜図18に示された反射型光電センサ用ホルダは、受光側遮光板42が受光レンズ部21b及び受光素子22bと非平行に(傾斜して)設けられている点を除けば、図3〜7に示された反射型光電センサ用ホルダと基本的に同じ構成であり、受光素子収容部23dから受光レンズ収容部23bへ至る光路を遮るようにして受光側遮光板42が配置される。   FIG. 13 shows a sectional side view of the holder for the reflective photoelectric sensor in a state where the light shielding plate is not mounted. Further, FIG. 14 shows a side sectional view of the holder for the reflective photoelectric sensor after mounting the light shielding plate and before laser processing. The reflection type photoelectric sensor holder shown in FIGS. 13 to 18 is shown except that the light receiving side light blocking plate 42 is provided non-parallel (inclined) to the light receiving lens portion 21b and the light receiving element 22b. The light receiving side light blocking plate 42 is arranged so as to block the optical path from the light receiving element housing portion 23d to the light receiving lens housing portion 23b, which is basically the same configuration as the reflection type photoelectric sensor holder shown in FIGS. .

次に、遮光板の傾き角度が算出されている反射型光電センサ用のホルダの側断面図が図15に、治具に固定されてレーザ加工が行われている反射型光電センサ用ホルダの別の一例が図16にそれぞれ示されている。また、傾斜状態の遮光板に光通過窓をレーザ加工する工程を示すフローチャートが図19に示されている。投光側遮光板41及び受光側遮光板42をホルダ23の投光側遮光板取付部43,受光側遮光板取付部44に取り付けた後、治具60を介して、図示しないレーザ加工機のXYθステージ上に固定される。図の例では、ホルダ23は、レンズ収容部23a,23bを下に向けた水平姿勢を保った状態で固定された後、原点マークを読み込まれ、X,Yの加工原点補正が行われる(ステップ2001)。加工原点補正を行った後、受光側遮光板42の表面上の2点をフォーカスし、その2点の位置情報を記憶し(ステップ2002,ステップ2003)、フォーカスした2点の座標に基づき2点間のX,Yの移動量とZ方向の傾きφを算出し、レーザ加工位置のX,Y情報からZ位置を算出する(ステップ2004,ステップ2005)。Z位置情報に合わせてレーザ出射レンズ焦点を調整し、レーザ加工機を作動させると、レーザ装置から出射されたレーザビームL4は、ホルダ23を遮光板取付部側から照射しレーザ加工を行う(ステップ2006,ステップ2007)。このとき、図示しないXYθステージを適宜に移動制御させれば、受光側遮光板42には所定形状の光通過窓が形成される。ここで、所定形状としては、スリット(直線)状、長方形状、円形状、楕円形状、半円形状等々さまざまな形状をXYθステージの移動制御によって実現することが出来る。   Next, FIG. 15 shows a side sectional view of the holder for the reflection type photoelectric sensor in which the inclination angle of the light shielding plate is calculated. FIG. 15 shows another example of the holder for the reflection type photoelectric sensor that is fixed to the jig and subjected to laser processing. An example of each is shown in FIG. FIG. 19 shows a flowchart showing a process of laser processing the light passage window on the light shielding plate in the inclined state. After the light emitting side light shielding plate 41 and the light receiving side light shielding plate 42 are attached to the light emitting side light shielding plate mounting portion 43 and the light receiving side light shielding plate mounting portion 44 of the holder 23, a laser processing machine (not shown) is connected via a jig 60. Fixed on the XYθ stage. In the example shown in the figure, the holder 23 is fixed in a state where the lens housing portions 23a and 23b are faced downward, and then the origin mark is read and X and Y machining origin correction is performed (steps). 2001). After correcting the processing origin, two points on the surface of the light-receiving side light-shielding plate 42 are focused, the positional information of the two points is stored (step 2002, step 2003), and two points based on the coordinates of the two focused points The amount of X and Y movement between them and the inclination φ in the Z direction are calculated, and the Z position is calculated from the X and Y information of the laser processing position (step 2004, step 2005). When the laser emitting lens focus is adjusted in accordance with the Z position information and the laser processing machine is operated, the laser beam L4 emitted from the laser device irradiates the holder 23 from the light shielding plate mounting portion side to perform laser processing (step) 2006, step 2007). At this time, if an XYθ stage (not shown) is appropriately moved and controlled, a light passage window having a predetermined shape is formed on the light-receiving side light-shielding plate 42. Here, as the predetermined shape, various shapes such as a slit (straight line) shape, a rectangular shape, a circular shape, an elliptical shape, and a semicircular shape can be realized by movement control of the XYθ stage.

次に、光通過窓形成後の反射型光電センサ用ホルダの側断面図が図17に示されている。この例にあっては、先の工程でレーザ加工により形成された光通過窓41b及び42bが、投光側遮光板41と受光側遮光板42にそれぞれ開口形成されている。   Next, FIG. 17 shows a side sectional view of the reflection type photoelectric sensor holder after the light passage window is formed. In this example, the light passing windows 41b and 42b formed by laser processing in the previous step are formed in the light projecting side light shielding plate 41 and the light receiving side light shielding plate 42, respectively.

次いで、投受光素子並びにレンズ板の組み付けが完了した反射型光電センサ用のホルダであるレンズ・素子組立体20の別の一例の側断面図が図18に示されている。図7に示された反射型光電センサ用ホルダとの大きな違いは、受光側遮光板42が傾斜状態で保持されていることである。受光側遮光板を傾斜状態で保持した場合の受光曲線と、平行状態で保持した場合の受光曲線との比較が図20に示されている。同図より明らかなように、要検出範囲での受光感度は、いずれの遮光板の場合でもほぼ同様の値であるが、検出範囲外の受光感度は傾斜状態で保持された遮光板の方が著しく低く、傾斜状態で保持された遮光板は距離限定性に優れていることがわかる。すなわち、検出範囲外で受光量が急激に減少する急峻な受光特性が得られ距離限定性の高い反射型光電センサを作製できる。   Next, FIG. 18 shows a side sectional view of another example of a lens / element assembly 20 that is a holder for a reflective photoelectric sensor in which the assembly of the light projecting / receiving element and the lens plate is completed. A major difference from the reflective photoelectric sensor holder shown in FIG. 7 is that the light-receiving side light-shielding plate 42 is held in an inclined state. FIG. 20 shows a comparison between the light receiving curve when the light receiving side light shielding plate is held in an inclined state and the light receiving curve when held in a parallel state. As is clear from the figure, the light receiving sensitivity in the required detection range is almost the same for any light shielding plate, but the light receiving sensitivity outside the detection range is better for the light shielding plate held in an inclined state. It can be seen that the light shielding plate which is extremely low and held in an inclined state is excellent in distance limitation. That is, it is possible to manufacture a reflective photoelectric sensor with a high distance limiting property that provides a steep light receiving characteristic in which the amount of received light decreases rapidly outside the detection range.

次に、一体成形による遮光板にレーザ加工でスリットを形成する工程を示す透過型光電センサ用ホルダの断面図が図8に示されている。同図に示されるように、この例にあっては、遮光板部71dはホルダ71の製作(射出成形)の際に一体成形される。すなわち、投光レンズ収容部71aと投光素子収容部71bとを連通する空洞部71cには、これを遮るようにして遮光板部71dがホルダ71の射出成形時に一体に形成される。遮光板部71dの厚さは、レーザビームL3の照射によって貫通穴を形成できるように適切に選択される。すなわち、この例にあっては、ホルダ71と遮光板部71dとは射出成形工程において一体的に形成される。   Next, FIG. 8 shows a cross-sectional view of a transmissive photoelectric sensor holder showing a step of forming a slit by laser processing on a light shielding plate by integral molding. As shown in the figure, in this example, the light shielding plate 71d is integrally formed when the holder 71 is manufactured (injection molding). That is, in the hollow portion 71c that communicates the light projecting lens housing portion 71a and the light projecting element housing portion 71b, the light shielding plate portion 71d is integrally formed at the time of injection molding of the holder 71 so as to block this. The thickness of the light shielding plate 71d is appropriately selected so that a through hole can be formed by irradiation with the laser beam L3. That is, in this example, the holder 71 and the light shielding plate 71d are integrally formed in the injection molding process.

このような構成において、先に図5を参照して説明したと同様にして、治具80を介してレーザ加工機のXYθステージ上に固定した後、レーザビームL3を照射しつつステージの移動制御を行えば、遮光板部71dに所定形状の光通過窓を開口形成することができる。   In such a configuration, in the same manner as described above with reference to FIG. 5, after being fixed on the XYθ stage of the laser processing machine via the jig 80, the movement of the stage is controlled while irradiating the laser beam L3. In this way, a light passage window having a predetermined shape can be formed in the light shielding plate 71d.

次に、一体成形による遮光板にレーザ加工でスリットを形成した透過型光電センサ用ホルダの組立体の断面図が図9に示されている。同図に示されるように、ホルダ71の前面側にはレンズ板72が装着され、後面側には投光基板73が装着される。レンズ板72の裏面側には投光レンズ部72aが膨出形成されており、この投光レンズ部72aは投光レンズ収容部71aに収容される。一方、投光基板73上には投光素子73aが搭載されており、この投光素子73aはホルダの投光素子収容部71bに収容される。投光レンズ収容部71aと投光素子収容部71bとは空洞部71cを介して連通しており、この空洞部71cには光通過窓71gを有する遮光板部71dが設けられる。   Next, FIG. 9 shows a cross-sectional view of an assembly of a transmissive photoelectric sensor holder in which a slit is formed by laser processing on an integrally formed light shielding plate. As shown in the figure, a lens plate 72 is mounted on the front side of the holder 71 and a light projecting substrate 73 is mounted on the rear side. A projection lens portion 72a is formed to bulge on the rear surface side of the lens plate 72, and the projection lens portion 72a is accommodated in the projection lens accommodation portion 71a. On the other hand, a light projecting element 73a is mounted on the light projecting substrate 73, and this light projecting element 73a is accommodated in a light projecting element accommodating portion 71b of a holder. The light projecting lens housing portion 71a and the light projecting element housing portion 71b communicate with each other via a hollow portion 71c, and a light shielding plate portion 71d having a light passage window 71g is provided in the hollow portion 71c.

そのため、投光素子73aから出射された光は、光通過窓71gによって断面形状が適宜に整形された後、投光レンズ部72aによって集光されて、検出対象領域へと投光される。   Therefore, the light emitted from the light projecting element 73a is appropriately shaped by the light passage window 71g, then condensed by the light projecting lens unit 72a, and projected onto the detection target region.

このようなレンズ・素子組立体70によれば、遮光板部71dを有する成形金型と有しない成形金型との2種類の成形金型を用意して、予め遮光板部71dを有するホルダと有しないホルダの2種類を用意しておけば、光通過窓71gの形状についてはレーザ加工機の作用によって任意に設定できるから、様々な形状を有する光通過窓を備えたレンズ・素子組立体70を低コストに製作することができる。   According to such a lens / element assembly 70, two types of molding dies, that is, a molding die having a light shielding plate portion 71d and a molding die having no light shielding plate portion 71d are prepared, and a holder having a light shielding plate portion 71d in advance. If two types of holders that do not have are prepared, the shape of the light passage window 71g can be arbitrarily set by the action of the laser processing machine. Therefore, the lens / element assembly 70 having light passage windows having various shapes. Can be manufactured at low cost.

次に、レーザ加工によるスリット形成方法のバリエーションを示す説明図が図10に示されている。同図(a)に示されるものは、樹脂製遮光板へレーザ加工機によって穴開け加工を行うようにしたものであり、合成樹脂製薄板81に対してレーザ加工を行うことによって、貫通孔81aを形成するものである。この方法は、先に図8及び図9を参照して説明した一体成形による遮光板部71dに好適なものである。すなわち、ホルダ71の射出成形時に、遮光板部71dも同時に形成しておき、これにレーザビームを照射することによって、貫通孔を形成するものである。   Next, an explanatory view showing a variation of the slit forming method by laser processing is shown in FIG. In FIG. 6A, a resin shading plate is drilled by a laser processing machine, and the through hole 81a is formed by performing laser processing on the synthetic resin thin plate 81. Is formed. This method is suitable for the light shielding plate portion 71d by integral molding described above with reference to FIGS. That is, at the time of injection molding of the holder 71, the light shielding plate 71d is also formed at the same time, and a through hole is formed by irradiating this with a laser beam.

同図(b)に示されるものは、金属薄板へのレーザ加工により、光通過窓を開口形成するものである。この例にあっては、金属薄板82の表面に電鋳金属層83を形成してなる遮光板を用意し、その薄肉領域84に対してレーザビームを照射して、貫通孔84aを形成することによって、光通過窓を開口形成しようとするものである。尚、電鋳金属層83は補強のためであり、遮光板装着スリット23i,23jに圧入する際の剛性を維持させるためである。金属薄板82の厚さは10μm〜0.2mm程度、電鋳金属層83の厚さは0.5mm〜2.0mm程度が好ましい。   In FIG. 4B, a light passage window is formed by laser processing on a thin metal plate. In this example, a light shielding plate formed by forming an electroformed metal layer 83 on the surface of the metal thin plate 82 is prepared, and the thin region 84 is irradiated with a laser beam to form a through hole 84a. Thus, an opening is formed for the light passage window. The electroformed metal layer 83 is for reinforcement and to maintain rigidity when press-fitted into the light shielding plate mounting slits 23i and 23j. The thickness of the thin metal plate 82 is preferably about 10 μm to 0.2 mm, and the thickness of the electroformed metal layer 83 is preferably about 0.5 mm to 2.0 mm.

同図(c)に示されるものは、金属蒸着膜へのレーザ加工を行うことにより、光通過窓を開口形成しようとするものである。この例にあっては、ガラス板85の表面にクロム蒸着膜86を形成すると共に、これにレーザビームを照射することによって、クロム除去領域86aを形成することにより、光通過窓を開口形成しようとするものである。この例にあっては、クロム蒸着膜86はレーザビームの照射によって昇華除去されるため、光通過窓の形成が容易である他、ガラス板85として光学的多層膜を含むものを採用すれば、ガラス板85自体に光フィルタ機能を持たせることによって、別途光フィルタ板を設けることが不要となる利点がある。なお、ガラス板の素材としてはBK7やB270等が好ましく、その厚さは0.5mm〜2.0mm程度が好ましい。   The one shown in FIG. 2C is intended to form an opening for a light passage window by performing laser processing on a metal vapor deposition film. In this example, a chromium deposition film 86 is formed on the surface of the glass plate 85, and a laser beam is irradiated on the chromium deposition film 86 to form a chromium removal region 86a. To do. In this example, since the chromium vapor deposition film 86 is sublimated and removed by irradiation with a laser beam, it is easy to form a light passage window, and if a glass plate 85 including an optical multilayer film is employed, By providing the glass plate 85 with an optical filter function, there is an advantage that it is not necessary to separately provide an optical filter plate. In addition, as a raw material of a glass plate, BK7, B270, etc. are preferable, and the thickness is preferably about 0.5 mm to 2.0 mm.

このように、同図(a)〜(c)に示される方法を適宜選択することによって、遮光板上に任意の形状の光通過窓を高精度に開口形成することができる。   As described above, by appropriately selecting the method shown in FIGS. 5A to 5C, a light passage window having an arbitrary shape can be formed with high accuracy on the light shielding plate.

なお、同図(a)〜(c)において、光通過窓は、(a)合成樹脂製薄板81、(b)金属薄板82、(c)クロム蒸着膜86と、薄板または薄膜に対してレーザ加工されることにより形成されるため、ナイフエッジ形状と等価な開口部を得ることができる。   In FIGS. 4A to 4C, the light passage window is a laser for (a) synthetic resin thin plate 81, (b) metal thin plate 82, (c) chromium vapor deposition film 86, and thin plate or thin film. Since it is formed by processing, an opening equivalent to a knife edge shape can be obtained.

次に、レーザ加工設備のシステム構成図が図11に示されている。同図に示されるように、レーザ加工機90は、演算処理装置91と、レーザ加工装置92と、視覚認識装置93とから構成される。演算処理装置91には、CADデータ91aとレーザ・ワーク制御数値演算装置91bとが含まれている。また、レーザ加工装置92には、レーザ装置92aと、電源装置92bと、冷却装置92cと、ミラー92dと、集光レンズ92eと、XYθステージ装置とが含まれている。ここで、XYθステージ装置は、X方向ステージ92fと、Y方向ステージ92gと、θ方向ステージ92hとを含んでいる。それらのステージ92f〜92hは水平な基準面において、X方向、Y方向、及び垂直軸を中心とした回転方向(θ方向)のそれぞれにおいて、位置決め制御が可能となされている。そして、θ方向ステージ92hの上にワークWが置かれる。ここでワークWとしては、本発明にあっては、合成樹脂製のホルダ23又は71がこれに相当する。   Next, a system configuration diagram of the laser processing equipment is shown in FIG. As shown in the figure, the laser processing machine 90 includes an arithmetic processing device 91, a laser processing device 92, and a visual recognition device 93. The arithmetic processing unit 91 includes CAD data 91a and a laser / work control numerical arithmetic unit 91b. The laser processing device 92 includes a laser device 92a, a power supply device 92b, a cooling device 92c, a mirror 92d, a condenser lens 92e, and an XYθ stage device. Here, the XYθ stage apparatus includes an X direction stage 92f, a Y direction stage 92g, and a θ direction stage 92h. These stages 92f to 92h are capable of positioning control on the horizontal reference plane in each of the X direction, the Y direction, and the rotation direction (θ direction) about the vertical axis. Then, the workpiece W is placed on the θ-direction stage 92h. Here, as the work W, in the present invention, the holder 23 or 71 made of synthetic resin corresponds to this.

一方、視覚認識装置93は、照明用光源93aと、ハーフミラー93bと、CCD等を内蔵したカメラ93cとを含んでいる。   On the other hand, the visual recognition device 93 includes an illumination light source 93a, a half mirror 93b, and a camera 93c incorporating a CCD or the like.

以上の構成において、レーザ加工機90が動作を開始すると、レーザ・ワーク制御数値演算装置91bは、CADデータ91aに従って、X方向ステージ92f,Y方向ステージ92g,θ方向ステージ92hを適宜制御することによって、ワークWを適宜に移動制御する。このとき、ワークWの位置は、カメラ93cからの情報に基づいて制御される。一方、レーザ装置92aから発せられたレーザ光は、ミラー92dで垂直真下に反射された後、集光レンズ92eで集光されて、ワークWの表面へと照射される。これにより、先に図5及び図8を参照して説明したように、遮光板41,42又は遮光板部71dには、光通過窓41a、42a、71gが開口形成されることとなる。   In the above configuration, when the laser processing machine 90 starts operating, the laser / work control numerical arithmetic unit 91b appropriately controls the X direction stage 92f, the Y direction stage 92g, and the θ direction stage 92h according to the CAD data 91a. Then, the movement of the work W is appropriately controlled. At this time, the position of the workpiece W is controlled based on information from the camera 93c. On the other hand, the laser light emitted from the laser device 92a is reflected vertically below by the mirror 92d, then condensed by the condenser lens 92e, and irradiated onto the surface of the workpiece W. Accordingly, as described above with reference to FIGS. 5 and 8, the light passage windows 41a, 42a, and 71g are formed in the light shielding plates 41 and 42 or the light shielding plate portion 71d.

演算処理装置91のソフトウェア構成を示すフローチャートが図12に示されている。同図に示されるように、ワークがセットされると、スタートスイッチのONを待機するか、またはオートスタート機能によって装置の作動が開始され(ステップ101)、しかる後CADデータの読み込みが行われる(ステップ102)。以後、XYθステージ装置を原点位置に復帰させた後(ステップ103)、加工位置への移動(ステップ104)とレーザ加工(ステップ105)とが繰り返し実行される。そして、CADデータに従ってあらかじめ予定された加工処理が終了するのを待って、ワークを取り出し(ステップ106)、1個のホルダに対する処理が終了し、以後同様な処理を繰り返すことによって、1品製作的にこの種の光電センサにおける光通過窓の開口形成を可能とするのである。   A flowchart showing the software configuration of the arithmetic processing unit 91 is shown in FIG. As shown in the figure, when the work is set, the operation of the apparatus is started by waiting for the start switch to be turned on or by the auto-start function (step 101), and then the CAD data is read (step 101). Step 102). Thereafter, after the XYθ stage device is returned to the origin position (step 103), the movement to the machining position (step 104) and the laser machining (step 105) are repeatedly executed. Then, after waiting for the machining process scheduled in advance according to the CAD data to be completed, the workpiece is taken out (step 106), the process for one holder is completed, and thereafter the same process is repeated, so that one product can be manufactured. In addition, it is possible to form an opening for a light passage window in this type of photoelectric sensor.

以上説明した実施形態によれば、レーザ加工技術を用いてホルダにスリット等の光通過窓を開口形成するようにしているため、光通過窓の形状は丸穴、角穴、異形状等のどのような形状でも採用が可能となる他、後工程でホルダに異なる光通過窓を形成することで1個からでも光通過窓の形状の異なるホルダを製作することができ、ホルダの種類と在庫を減らすことができる。   According to the embodiment described above, since the light passage window such as a slit is formed in the holder by using laser processing technology, the shape of the light passage window can be any of round holes, square holes, irregular shapes, etc. In addition, it is possible to adopt a different shape of the light passage window by forming different light passage windows on the holder in a later process. Can be reduced.

また、遮光板をレーザ加工して任意の形状や大きさの光通過窓を有する製品を製造するため、遮光板素材と遮光板未装着状態のホルダの種類が少なくて済み、その結果生産量が増えるため、遮光板素材と遮光板未装着状態のホルダが量産効果でコストダウンとなり、光電センサ自身のコストダウンにつながるといった利点がある。   Moreover, since the light shielding plate is laser processed to produce a product having a light passage window of an arbitrary shape and size, the number of types of the light shielding plate material and the holder without the light shielding plate is reduced, and as a result, the production amount is reduced. Therefore, there is an advantage that the cost of the light shielding plate material and the holder without the light shielding plate is reduced due to the mass production effect, leading to cost reduction of the photoelectric sensor itself.

また、ホルダに直接光通過窓のための加工を行うことで光通過窓の位置精度が向上する。具体的には、従前の金型設計により光通過窓のサイズや形状を決定する場合の位置精度は±0.05mm程度であったのに対し、本発明のレーザ加工により直接に光通過窓を開口形成する場合の位置精度は±0.03mm以下とすることができた。   Moreover, the position accuracy of the light passage window is improved by processing the light passage window directly on the holder. Specifically, the position accuracy when determining the size and shape of the light passage window by the conventional mold design was about ± 0.05 mm, but the light passage window was directly formed by the laser processing of the present invention. The positional accuracy in forming the opening could be ± 0.03 mm or less.

また、光通過窓を後加工することで、投受光素子とレンズとの位置関係を精度よく構築できるので、光学性能が向上するという利点も確認された。   Moreover, since the positional relationship between the light projecting / receiving element and the lens can be accurately constructed by post-processing the light passage window, an advantage that the optical performance is improved was also confirmed.

また、光通過窓は、薄板または薄膜などに対してレーザ加工されることにより形成されるため、ナイフエッジ形状と等価な開口部を得ることができる。   Further, since the light passage window is formed by laser processing on a thin plate or thin film, an opening equivalent to a knife edge shape can be obtained.

また、傾斜状態で保持された遮光板に対しても本発明のレーザ加工により光通過窓を加工することができる。傾斜状態で保持された遮光板を有する反射型光電センサは、検出範囲外で受光量が急激に減少する急峻な受光特性が得られ、距離限定性が高くなるという利点がある。   Further, the light passage window can be processed by the laser processing of the present invention even for the light shielding plate held in an inclined state. A reflective photoelectric sensor having a light-shielding plate held in an inclined state has an advantage that a steep light-receiving characteristic in which the amount of received light is drastically reduced outside the detection range can be obtained, and distance limitation is enhanced.

さらに、ガラスの表面にクロム蒸着膜等を被着させて遮光板とする例にあっては、ガラス板それ自体を光学的なバンドパスフィルタとしておけば、単なる光通過窓の機能を超えて、窓それ自体が様々な光学的特性を有することとなり、新たな技術展開が期待できるという利点もある。   Furthermore, in the example of making the light shielding plate by depositing a chromium vapor deposition film or the like on the surface of the glass, if the glass plate itself is an optical bandpass filter, it exceeds the function of a simple light passage window, Since the window itself has various optical characteristics, there is an advantage that a new technical development can be expected.

本発明が適用された反射型光電センサの外観を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the external appearance of the reflection type photoelectric sensor to which this invention was applied. 本発明が適用された反射型光電センサの内部構造を示す分解斜視図である。It is a disassembled perspective view which shows the internal structure of the reflection type photoelectric sensor to which this invention was applied. 遮光板装着工程を示す反射型光電センサ用のホルダの斜視図である。It is a perspective view of the holder for reflection type photoelectric sensors which shows a shading board mounting process. 遮光板装着後、レーザ加工前の反射型光電センサ用のホルダの側断面図(その1)である。It is the sectional side view (the 1) of the holder for reflection type photoelectric sensors after laser-shielding board mounting | wearing and before laser processing. 治具に固定されてレーザ加工が行われている反射型光電センサ用のホルダの側断面図(その1)である。It is the sectional side view (the 1) of the holder for reflection type photoelectric sensors currently fixed to the jig | tool and performing the laser processing. 光通過窓形成後の反射型光電センサ用のホルダの側断面図(その1)である。It is a sectional side view (the 1) of the holder for reflection type photoelectric sensors after light passage window formation. 投受光素子並びにレンズ板の組付けが完了した反射型光電センサ用ホルダの側断面図(その1)である。It is a sectional side view (the 1) of the holder for reflection type photoelectric sensors in which the assembly of the light emitting / receiving element and the lens plate is completed. 一体成形による遮光板にレーザ加工で光通過窓を形成する工程を示す透過型光電センサ用ホルダの断面図である。It is sectional drawing of the holder for transmissive | pervious photoelectric sensors which shows the process of forming a light passage window by laser processing in the light-shielding plate by integral molding. 一体成形による遮光板にレーザ加工で光通過窓を形成した透過型光電センサ用ホルダの組立体を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the assembly of the holder for transmission type photoelectric sensors which formed the light passage window in the light-shielding plate by integral molding by laser processing. レーザ加工による光通過窓形成方法のバリエーションを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the variation of the light passage window formation method by laser processing. レーザ加工設備のシステム構成図である。It is a system configuration figure of laser processing equipment. 演算処理装置のソフトウェア構成を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the software structure of an arithmetic processing unit. 遮光板未装着状態における反射型光電センサ用のホルダの側断面図である。It is a sectional side view of the holder for reflection type photoelectric sensors in the state where a light-shielding plate is not attached. 遮光板装着後、レーザ加工前の反射型光電センサ用のホルダの側断面図(その2)である。It is a sectional side view (the 2) of the holder for reflection type photoelectric sensors after laser-shielding board mounting | wearing and before laser processing. 遮光板の傾き角度が算出されている反射型光電センサ用のホルダの側断面図である。It is a sectional side view of the holder for reflective photoelectric sensors in which the inclination angle of the light shielding plate is calculated. 治具に固定されてレーザ加工が行われている、反射型光電センサ用のホルダの側断面図(その2)である。It is a sectional side view (the 2) of the holder for reflective photoelectric sensors currently fixed to the jig | tool and performing the laser processing. 光通過窓形成後の反射型光電センサ用のホルダの側断面図(その2)である。It is a sectional side view (the 2) of the holder for reflection type photoelectric sensors after light passage window formation. 投受光素子並びにレンズ部材の組付けが完了した反射型光電センサ用のホルダの側断面図(その2)である。It is a sectional side view (the 2) of the holder for reflection type photoelectric sensors which the assembly | attachment of the light projection / reception element and the lens member was completed. 傾斜状態の遮光板に光通過窓をレーザビームにて加工する工程を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the process of processing a light passage window with a laser beam in the light-shielding plate of an inclined state. 受光側遮光板を傾斜状態で保持した場合の受光曲線と、平行状態で保持した場合の受光曲線との比較を示す図である。It is a figure which shows the comparison with the light reception curve when the light-receiving side light-shielding plate is hold | maintained in the inclination state, and the light reception curve when it hold | maintains in a parallel state.

符号の説明Explanation of symbols

1 反射型光電センサ
10 ケース
10a 凸部
10b 凹部
20 レンズ・素子組立体
21 レンズ板
21a 投光レンズ部
21b 受光レンズ部
22 投受光基板
22a 投光素子
22b 受光素子
23 ホルダ
23a 投光レンズ収容部
23b 受光レンズ収容部
23c 投光素子収容部
23d 受光素子収容部
23e,23f 空洞部
23g,23h 取付穴
23i,23j 遮光板装着スリット
23k,23l 熱かしめ用凸部
30 操作・表示部組立体
31 操作・表示ブロック
32 回路基板
31a 照光レンズ
31b,31c 操作子
32a 安定表示灯
32b 動作表示灯
31d,31e 凸部
41 投光側遮光板
41a,41b 光通過窓
42 受光側遮光板
42a,42b 光通過窓
43 投光側遮光板収容部
44 受光側遮光板収容部
50 電気コード組立体
50a 電気コード
50b コードホルダ
60 治具
70 レンズ・素子組立体
71 ホルダ
71a 投光レンズ収容部
71b 投光素子収容部
71c 空洞部
71d 遮光板部
71e,71f 取付穴
71g 光通過窓
72 レンズ板
72a 投光レンズ部
73 投光基盤
73a 投光素子
80 治具
81 合成樹脂製薄板
81a 貫通孔
82 金属製薄板
83 電鋳金属層
84 薄肉領域
84a 貫通孔
85 ガラス板
86 クロム蒸着膜
86a クロム除去領域
90 レーザ加工機
91 演算処理装置
91a CADデータ
91b レーザ・ワーク制御数値演算装置
92 レーザ加工装置
92a レーザ装置
92b 電源装置
92c 冷却装置
92d ミラー
92e 集光レンズ
92f X方向ステージ
92g Y方向ステージ
92h θ方向ステージ
93 視覚認識装置
93a 光源
93b ハーフミラー
93c カメラ
W ワーク
φ 傾斜角
L1,L2,L3,L4 レーザビーム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Reflection type photoelectric sensor 10 Case 10a Convex part 10b Concave part 20 Lens / element assembly 21 Lens plate 21a Light projection lens part 21b Light reception lens part 22 Light projection / reception board 22a Light projection element 22b Light reception element 23 Holder 23a Light projection lens accommodating part 23b Light receiving lens accommodating portion 23c Light projecting element accommodating portion 23d Light receiving element accommodating portion 23e, 23f Cavity portion 23g, 23h Mounting hole 23i, 23j Light shielding plate mounting slit 23k, 23l Heat caulking convex portion 30 Operation / display unit assembly 31 Operation / display Display block 32 Circuit board 31a Illuminating lens 31b, 31c Operating element 32a Stability indicator lamp 32b Operation indicator lamp 31d, 31e Convex part 41 Projection side light shielding plate 41a, 41b Light passage window 42 Light reception side light shielding plate 42a, 42b Light passage window 43 Light emitting side light shielding plate accommodating portion 44 Light receiving side light shielding plate accommodating portion 50 Code cord assembly 50a Electric cord 50b Cord holder 60 Jig 70 Lens / element assembly 71 Holder 71a Light projection lens housing portion 71b Light projection device housing portion 71c Cavity portion 71d Light shielding plate portion 71e, 71f Mounting hole 71g Light passage window 72 Lens plate 72a Projection lens part 73 Projection substrate 73a Projection element 80 Jig 81 Synthetic resin thin plate 81a Through hole 82 Metal thin plate 83 Electroformed metal layer 84 Thin wall region 84a Through hole 85 Glass plate 86 Chrome vapor deposition film 86a Chrome Removal area 90 Laser processing machine 91 Arithmetic processing unit 91a CAD data 91b Laser / work control numerical calculation unit 92 Laser processing unit 92a Laser unit 92b Power supply unit 92c Cooling unit 92d Mirror 92e Condensing lens 92f X direction stage 92g Y direction stage 92h θ Direction Over di 93 visual recognition device 93a light source 93b half mirror 93c Camera W workpiece φ inclination L1, L2, L3, L4 laser beam

Claims (8)

投光素子収容部と、投光レンズ収容部と、それらを結ぶ空洞部と、空洞部内にあって投光素子から投光レンズに向かう光路を遮る遮光板部とを有する合成樹脂製ホルダを射出成形により一体成形する第1のステップと、
第1のステップにより得られた合成樹脂製ホルダを所定の治具によりレーザ加工機に装着したのち、空洞部内に投光素子収容部側又は投光レンズ収容部側より投光光軸に沿ってレーザビームを導入して遮光板部を所定形状に穿孔することにより光通過窓を開口形成する第2のステップと、
第2のステップにより光通過窓が遮光板部に開口形成された合成樹脂製ホルダに投光素子及び投光レンズを装着して素子・レンズ組立体を完成する第3のステップとを含む、
ことを特徴とする光電センサの製造方法。
A synthetic resin holder having a light projecting element housing portion, a light projecting lens housing portion, a cavity connecting them, and a light shielding plate portion that is in the cavity and blocks an optical path from the light projecting element to the light projecting lens is emitted. A first step of integrally molding by molding;
After the synthetic resin holder obtained in the first step is mounted on the laser processing machine with a predetermined jig, the light projecting element housing part side or the light projecting lens housing part side enters the cavity along the light projecting optical axis. A second step of opening a light passage window by introducing a laser beam and perforating the light shielding plate portion into a predetermined shape;
Including a third step of completing the element / lens assembly by mounting the light projecting element and the light projecting lens on the synthetic resin holder in which the light passage window is formed in the light shielding plate by the second step.
A method for manufacturing a photoelectric sensor.
投光素子収容部と、投光レンズ収容部と、それらを結ぶ空洞部と、空洞部内にあって投光素子から投光レンズに向かう光路を遮る遮光板を装着するための遮光板収容部とを有する合成樹脂製ホルダを射出成形により一体成形する第1のステップと、
第1のステップにより得られた合成樹脂製ホルダ内の遮光板収容部に遮光板を装着する第2のステップと、
第2のステップにより得られた遮光板付合成樹脂製ホルダを所定の治具によりレーザ加工機に装着したのち、空洞部内に投光素子収容部側又は投光レンズ収容部側より投光光軸に沿ってレーザビームを導入して遮光板を所定形状にレーザ加工することにより光通過窓を開口形成する第3のステップと、
第3のステップにより光通過窓が遮光板に開口形成された合成樹脂製ホルダに投光素子及び投光レンズを装着して素子・レンズ組立体を完成する第4のステップとを含む、
ことを特徴とする光電センサの製造方法。
A light projecting element accommodating portion, a light projecting lens accommodating portion, a cavity connecting them, and a light shielding plate accommodating portion for mounting a light shielding plate in the cavity that blocks the optical path from the light projecting element toward the light projecting lens; A first step of integrally molding a synthetic resin holder having injection molding by injection molding;
A second step of mounting the light shielding plate on the light shielding plate housing portion in the synthetic resin holder obtained by the first step;
After mounting the synthetic resin holder with the light shielding plate obtained in the second step on the laser processing machine with a predetermined jig, the light projecting element housing part side or the light projecting lens housing part side into the light projecting optical axis in the cavity part A third step of opening a light passage window by introducing a laser beam along and laser processing the light shielding plate into a predetermined shape;
And a fourth step of completing the element / lens assembly by mounting the light projecting element and the light projecting lens on the synthetic resin holder in which the light passage window is formed in the light shielding plate by the third step.
A method for manufacturing a photoelectric sensor.
受光レンズ収容部と、受光素子収容部と、それらを結ぶ空洞部と、空洞部内にあって受光レンズから受光素子に向かう光路を遮る遮光板部とを有する合成樹脂製ホルダを射出成形により一体成形する第1のステップと、
第1のステップにより得られた合成樹脂製ホルダを所定の治具によりレーザ加工機に装着したのち、空洞部内に受光レンズ収容部側又は受光素子収容部側より受光光軸に沿ってレーザビームを導入して遮光板部を所定形状に穿孔することにより光通過窓を開口形成する第2のステップと、
第2のステップにより光通過窓が遮光板部に開口形成された合成樹脂製ホルダに受光素子及び受光レンズを装着して素子・レンズ組立体を完成する第3のステップとを含む、
ことを特徴とする光電センサの製造方法。
Synthetic resin holder having a light receiving lens housing portion, a light receiving device housing portion, a cavity connecting them, and a light shielding plate portion in the cavity that blocks the optical path from the light receiving lens to the light receiving device is integrally formed by injection molding. A first step to:
After the synthetic resin holder obtained in the first step is mounted on the laser processing machine with a predetermined jig, a laser beam is emitted along the light receiving optical axis from the light receiving lens housing part side or the light receiving element housing part side into the cavity. A second step of opening and forming a light passage window by introducing and punching the light shielding plate part into a predetermined shape;
And a third step of completing the element / lens assembly by mounting the light receiving element and the light receiving lens on the synthetic resin holder in which the light passage window is formed in the light shielding plate portion by the second step.
A method for manufacturing a photoelectric sensor.
遮光板部は、受光素子収容部及び受光レンズ収容部と、所定の傾きをもって設置されることを特徴とする請求項に記載の光電センサの製造方法。 The method for manufacturing a photoelectric sensor according to claim 3 , wherein the light shielding plate portion is installed with a light receiving element housing portion and a light receiving lens housing portion with a predetermined inclination. 受光素子収容部と、受光レンズ収容部と、それらを結ぶ空洞部と、空洞部内にあって受光レンズから受光素子に向かう光路を遮る遮光板を装着するための遮光板収容部とを有する合成樹脂製ホルダを射出成形により一体成形する第1のステップと、
第1のステップにより得られた合成樹脂製ホルダ内の遮光板収容部に遮光板を装着する第2のステップと、
第2のステップにより得られた遮光板付合成樹脂製ホルダを所定の治具によりレーザ加工機に装着したのち、空洞部内に受光レンズ収容部側又は受光素子収容部側より受光光軸に沿ってレーザビームを導入して遮光板を所定形状にレーザ加工することにより光通過窓を開口形成する第3のステップと、
第3のステップにより光通過窓が遮光板に開口形成された合成樹脂製ホルダに受光レンズ及び受光素子を装着して素子・レンズ組立体を完成する第4のステップとを含む、
ことを特徴とする光電センサの製造方法。
Synthetic resin having a light receiving element accommodating portion, a light receiving lens accommodating portion, a cavity connecting them, and a light shielding plate accommodating portion for mounting a light shielding plate that is in the cavity and blocks an optical path from the light receiving lens toward the light receiving element A first step of integrally molding the holder made by injection molding;
A second step of mounting the light shielding plate on the light shielding plate housing portion in the synthetic resin holder obtained by the first step;
After the synthetic resin holder with the light shielding plate obtained in the second step is mounted on the laser processing machine with a predetermined jig, the laser is moved along the light receiving optical axis from the light receiving lens housing part side or the light receiving element housing part side into the cavity. A third step of opening the light passage window by introducing a beam and laser processing the light shielding plate into a predetermined shape;
And a fourth step of completing the element / lens assembly by mounting the light receiving lens and the light receiving element on the synthetic resin holder in which the light passage window is formed in the light shielding plate by the third step.
A method for manufacturing a photoelectric sensor.
遮光板収容部は、遮光板が、受光素子収容部及び受光レンズ収容部と、所定の傾きをもって設置されることを特徴とする請求項に記載の光電センサの製造方法。 The method for manufacturing a photoelectric sensor according to claim 5 , wherein the light shielding plate accommodating portion is provided with a light receiving plate accommodating portion and a light receiving lens accommodating portion with a predetermined inclination. 第2のステップは、遮光板上の2点の座標に基づいて遮光板の傾き角を算出した後に、レーザ加工を施すステップを含むことを特徴とする請求項に記載の光電センサの製造方法 4. The method of manufacturing a photoelectric sensor according to claim 3 , wherein the second step includes a step of performing laser processing after calculating an inclination angle of the light shielding plate based on coordinates of two points on the light shielding plate. 第3のステップは、遮光板上の2点の座標に基づいて遮光板の傾き角を算出した後に、レーザ加工を施すステップを含むことを特徴とする請求項に記載の光電センサの製造方法 6. The method of manufacturing a photoelectric sensor according to claim 5 , wherein the third step includes a step of performing laser processing after calculating an inclination angle of the light shielding plate based on coordinates of two points on the light shielding plate.
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