JP4150790B2 - 減衰シートを用いた反射型光電センサーの光軸調整方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投光部と受光部を内蔵したセンサーユニットと、再帰反射性を有する反射部材とで構成される反射型光電センサーに関するものであり、特にその設置時や、設置後の調整時に使用する感度チェック用の減衰シートに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
反射型光電センサーは、赤外線発光ダイオードとレンズや反射鏡などの光学系とで構成される投光部と、赤外線受光素子とレンズや反射鏡などの光学系とで構成される受光部を内蔵したセンサーユニットと、このユニットと対向して所定の距離を隔てて設置される反射部材とを備えている。反射部材は、再帰反射性を有する反射鏡や反射シートなどで構成される。この反射部材側には電源の供給は不要となるので、配線工事上の制約のある場所において、よく用いられている。反射型光電センサーを良好な状態で使用するためには、投光部と反射部材間、反射部材と受光部間の光軸が合致するように光軸調整をする必要がある。
【０００３】
光軸調整を確実にするために、光電センサーの感度を落とした状態にて光軸を合わせ、その後に感度を元に戻して使用する方法が多用されている。例えば、投光素子（発光ダイオード）の前面に、端子カバーを外すという操作に連動して移動するマスク金具を介在させ、移動後のこのマスク金具が、発光ダイオードから発せられる光の一部を遮るようにし、感度が低下した状態で光軸調整をおこない、最後に端子カバーを取り付け、元の感度に復旧させるといった構成の光電スイッチが存在する（実公昭６０−３１１４３号公報）。また、光の一部を遮る方法として、赤外線を透過させない材料でできたシートに、小さな穴を開け、これを均一にたくさん配置させた感度チェック用の減衰シートを準備し、光軸調整後の光電センサーの投光部、受光部の前面にこのシートを介在させて基本動作を確認するということも、おこなわれている。減衰シートで光軸を遮断したときに、受光部側で、投光部から発せられた光が所定量以上受光しており、検知信号を発していないことが確認されれば、光軸調整は正常に完了していることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
反射型光電センサーのセンサーユニット内の投光部と受光部は、その光軸が平行となるようにして隣接して一体化されており、反射部材と正対させるための光軸調整は、この一体化された光学系ユニット全体を回転させることにより実施される。反射部材は、再帰反射性を有しており、投光部から発せられた赤外線は、投光部にそのまま戻る形となって反射される。この反射部材で反射された赤外線は、ある程度の広がりを持っており、投光部に隣接している受光部にも入射する。受光部に入射する赤外線量が所定のレベル以上となった状態にて、反射型光電センサーの検出待機状態が維持される。
【０００５】
投光部から発せられる赤外線は、円錐状にある程度広がっており、また、反射部材で反射された赤外線も、ある程度の広がりを持っているので、受光部に達する赤外線の量は、センサーユニットと反射部材間の距離（警戒距離）が長くなる程少なくなる。逆に、警戒距離が短くなる程、受光部に達する赤外線の量は多くなるが、極端に短くなると減少に転ずる。これは、反射部材の再帰反射特性と、投光部と受光部の光軸間距離の関係により生じる現象である。
【０００６】
警戒距離を１メートル以上１０メートル以下として設計された反射型光電センサーの場合、警戒距離１メートルにおける受光量が、警戒距離１０メートルにおける受光量よりも少なくなることもあり得る。反射型光電センサーの検出待機状態における赤外線受光量は、遮光物体検出限界における受光量の数倍から数十倍に設定しており、この倍率のことを、感度余裕と呼んでいる。警戒距離１０メートルにおける感度余裕が２０倍であるときに、これを確認するために、赤外線の透過量を２０分の１に減少させる減衰シートを用いる。警戒距離１メートルにおける感度余裕が１０倍であるときには、これを確認するために、赤外線の透過量を１０分の１に減少させる減衰シートを用意してチェックすることになる。このように、設置する距離に応じて、感度余裕確認用の減衰シートを２枚以上用意しなければならなかった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明では、減衰シートの形状を、小さな開口部が、シート全体に均一に設けられたものではなく、開口部の配置に工夫を加え、警戒距離に応じた減衰率が得られるような形状にしたものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は、反射型光電センサーの減衰シートをセンサーユニットの直前にセットし、反射部材を近距離に設置した状態を示す図である。１は、投光素子１１とレンズ１２を備えた投光部、２は、受光素子２１とレンズ２２を備えた受光部である。投光部１の光軸Ｐ１と受光部２の光軸Ｐ２とが平行となるよう、互いに隣接して共通の基台３に固定されている。基台３は、水平（左右）方向及び、垂直（上下）方向に所定の角度だけ回転することができるような形で、センサーユニットのケース（図示省略）内に支持されている。Ｍは、再帰反射性を有する反射部材である。投光部と受光部の光学系の口径をカバーする大きさの再帰反射鏡であり、長方形の板状の形となっている。Ｆは、減衰シートであり、センサーユニット内のレンズ１２とレンズ２２の直前にセットされる。減衰シートＦは、光を透過させない紙などのシート状の材料に開口部を設けたものであり、レンズ前面の所定の位置に固定されるよう位置決め用のガイド部（図示省略）等を備えている。
【０００９】
図２は減衰シートＦの正面図である。破線で示された円１３の位置にレンズ１２が、円２３の位置にレンズ２２が一致するようにセットされる。セットされた減衰シート上のレンズ１２とレンズ２２に対応する位置には、円形の開口部と、長方形の開口部が設けられている。この開口部の開口率に応じ、投光部１から反射部材Ｍに向けて発射される光の量が制限され、反射部材Ｍで反射し、受光部２へ入射する光の量が制限される。警戒距離が長い場合には、投光部と受光部の光学系の口径全体の平均の開口率が、透過光量に対応することになるが、図１に示すように警戒距離が極端に短い場合には、光学系の口径全体の平均の開口率がそのまま透過光量に対応しなくなる。
【００１０】
投光素子１１から発射された光は、レンズ１２で略平行光線となるように絞られて、光軸Ｐ１に沿って反射部材Ｍに達する。受光素子２１には、光軸Ｐ２の方向から達する光がレンズ２２によって集光される。光軸Ｐ１とＰ２は平行であるため、反射部材Ｍ上での、投光部１から発射された光の照射範囲と、受光部２の受光範囲との重なり部分は、図中の反射部材上に示すｍの部分だけとなる。このＭの部分に対応する減衰シートＦ上の光通過範囲は、図中の減衰シート上に示すｔとｒの範囲である。つまり、警戒距離が短い場合には、センサーユニットのレンズ１２の上下幅ｔの範囲と、レンズ２２の上下幅ｒの範囲しか使用されていないことになる。
【００１１】
この状態でセットされた減衰シートＦにより、実際に光が減衰される割合は、図２に示す円１３と上下幅ｔで囲まれる範囲と、円２３と上下幅ｒで囲まれる範囲の開口率により決定される。この部分の開口率を、他の部分の開口率と異なるようにすると、警戒距離が短い場合の減衰率を、警戒距離Ｌが充分に長い場合の減衰率と異なるようにした減衰シートが実現されることになる。図２に示す実施形態では、 投光部前面の単位面積当たりの開口率が、受光部に近い部分（上下幅ｔで囲まれる範囲）においてその他の部分より大きくなるようにし、受光部前面の単位面積当たりの開口率が、投光部に近い部分（上下幅ｒで囲まれる範囲）においてその他の部分より大きくなるようにしたものである。
【００１２】
図２に示した減衰シートＦの長方形の開口部を塞いでしまうと、投光部前面の単位面積当たりの開口率が、受光部に近い部分（上下幅ｔで囲まれる範囲）においてその他の部分より小さくなり、受光部前面の単位面積当たりの開口率が、投光部に近い部分（上下幅ｒで囲まれる範囲）においてその他の部分より小さくなる。このようにして、警戒距離に応じた異なる減衰率を備えた減衰シートが実現される。
【００１３】
【発明の効果】
本発明の減衰シートは、センサーユニットの直前にセットされたときに、投光部前面の単位面積当たりの開口率が、受光部に近い部分とその他の部分とで異なるようにし、受光部前面の単位面積当たりの開口率が、投光部に近い部分とその他の部分とで異なるようにしたので、１枚の減衰シートで、警戒距離に応じた減衰率が実現され、複数枚の減衰シートを、警戒距離に合わせて交換しながら使用するといった煩わしさが解消される。その結果、光軸調整をおこない、付属された１枚の減衰シートを用いて感度をチェックするだけで、確実な取付作業が完了するといった扱いやすい反射型光電センサーが実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】反射型光電センサーの減衰シートをセンサーユニットの直前にセットし、反射部材を近距離に設置した状態を示す図である。
【図２】本発明の減衰シートＦの正面図である。
【符号の説明】
１・・・投光部
１１・・・投光素子
１２・・・レンズ
２・・・受光部
２１・・・受光素子
２２・・・レンズ
３・・・基台
Ｆ・・・減衰シート
Ｍ・・・反射部材

Claims (1)

1. 投光部と受光部を内蔵したセンサーユニットと、再帰反射性を有する反射部材とで構成される反射型光電センサーにおける、減衰シートを用いた光軸調整方法であって、前記減衰シートは、投光部からの投光光量及び、受光部への入射光量を、所定の率だけ減衰させるため、光を遮断するシート材料上に複数の開口部を備えたものであり、前記開口部は、センサーユニットの直前にセットされたときに、投光部前面の単位面積当たりの開口率が、受光部に近い部分においてその他の部分より大きくなるようにし、受光部前面の単位面積当たりの開口率が、投光部に近い部分においてその他の部分より大きくなるようにしたものであり、この減衰シートを、反射型光電センサーの設置時や、設置後の調整時に前記センサーユニットの直前にセットし、調整終了後取り外すことを特徴とする反射型光電センサーの光軸調整方法。

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