JP6598556B2 - Photoelectric sensor - Google Patents
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Description
この発明は、透明体を検出する、投光軸と受光軸が同軸にない光電センサに関するものである。 The present invention relates to a photoelectric sensor that detects a transparent body and whose light projecting axis and light receiving axis are not coaxial.
従来から、高透過率を有する透明体を検出するリフレクタ反射型の光電センサが知られている(例えば特許文献1参照)。この透明体検出用の光電センサにおいて、例えば図5に示すように、投光素子1012及び投光レンズ1013を有する投光部1016の投光軸と、受光レンズ1014及び受光素子1015を有する受光部1017の受光軸とが同軸ではない光電センサ101がある。この光電センサ101では、投光素子1012を、投光レンズ1013の中心軸に合わせて配置することで、投光した光を真っ直ぐ飛ばして検出距離をかせぐことができる。また、受光素子1015も、受光レンズ1014の中心軸に合わせて配置されている。なお図5において符号1011は回路基板である。
(例えば特許文献1参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, a reflector reflection type photoelectric sensor that detects a transparent body having high transmittance is known (see, for example, Patent Document 1). In this transparent body detection photoelectric sensor, for example, as shown in FIG. 5, a light projecting axis of a
(For example, refer to Patent Document 1).
このような透明体検出用の光電センサにおいて、図6に示すように、受光部1017に入射される光は、検出対象の透明体5を通過してリフレクタ(反射板)2で反射された光502と、透明体5の表面で反射された光503とを合わせた光である。なお図6において、符号501は投光部1016から投光された光であり、符号504は透明体5の搬送方向である。
ここで、例えば図7に示すように、透明体5が傾いて搬送された場合、リフレクタ2で反射される光502に対して、透明体5の表面で反射される光503bの光量が多くなる。よって、安定した検出をすることができなくなる。
In such a transparent body detecting photoelectric sensor, as shown in FIG. 6, the light incident on the
Here, for example, as shown in FIG. 7, when the
そこで、従来では、例えば図8に示すように、光電センサ101とリフレクタ2を、透明体5が傾く角度以上に傾けて配置している。すなわち、透明体5の最大の傾き角度をαとし、光電センサ101とリフレクタ2の傾き角度をβとした場合に、β>αとなるように傾けて配置している。
Therefore, conventionally, for example, as shown in FIG. 8, the
又は、透明体5の傾きによる影響を受けないように、例えば図9に示すように、透明体5が傾く方向の面に対して、光電センサ101の投光部1016及び受光部1017を含む面が垂直となるように光電センサ101を縦置きで取付けている。
Alternatively, in order not to be affected by the tilt of the
しかしながら、光電センサ101を透明体5の位置決め用途として用いる場合(透明体5を所定位置で止めて作業を行いたいような場合)には、図8に示すように光電センサ101とリフレクタ2を傾けて配置することができないという課題がある。すなわち、光電センサ101とリフレクタ2を斜めに配置すると、高い位置決め精度を実現できなくなってしまう。
However, when the
また、透明体5の傾く方向が2次元方向のみの場合には、図9に示すように光電センサ101の取付け向きを変えることで対応である。しかしながら、高速のコンベア等を用いる場合又は透明体5自体が軽い場合等には、透明体5が3次元方向で傾くことも考えられる。このように、3次元方向で透明体5が傾く場合には、図9に示すような光電センサ101の取付け向きでは対応できないという課題がある。
Further, when the
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、投光軸と受光軸とが同軸にない透明体検出用の光電センサにおいて、光電センサを斜めに配置することなく、透明体の傾きによる誤動作を回避す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。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and in a photoelectric sensor for detecting a transparent body in which a light projecting axis and a light receiving axis are not coaxial, the photoelectric sensor is transparent without being disposed obliquely. An object of the present invention is to provide a photoelectric sensor capable of avoiding malfunction due to body tilt.
この発明に係る光電センサは、投光素子及び投光レンズを有し、光を投光する投光部と、投光部の投光軸とは異なる位置に配置され、投光部により投光されて反射された光を受光する受光部とを備え、透明体を検出する光電センサにおいて、投光素子は、投光レンズの中心軸に対し、投光距離が当該投光素子に対向して配置されたリフレクタまで光が届く距離であり且つ前記透明体から前記受光部への反射光が入り難くなるように予め設計された値だけ受光部側にずれて配置されたものである。 The photoelectric sensor according to the present invention includes a light projecting element and a light projecting lens, and is disposed at a position different from the light projecting axis of the light projecting unit and the light projecting axis of the light projecting unit. In the photoelectric sensor for detecting the transparent body, the light projecting element has a light projecting distance opposite to the light projecting element with respect to the central axis of the light projecting lens. It is a distance that allows light to reach the disposed reflector , and is shifted to the light receiving portion side by a predesigned value so that it is difficult for reflected light from the transparent body to enter the light receiving portion.
この発明によれば、上記のように構成したので、投光軸と受光軸とが同軸にない透明体検出用の光電センサにおいて、光電センサを斜めに配置することなく、透明体の傾きによる誤動作を回避することができる。 According to the present invention, since it is configured as described above, in the photoelectric sensor for detecting a transparent body in which the light projecting axis and the light receiving axis are not coaxial, malfunctioning due to the inclination of the transparent body without arranging the photoelectric sensor obliquely. Can be avoided.
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1に係る光電センサ1の構成例を示す図であり、(a)素子配列方向から見た状態を示す図であり、(b)素子配列方向に垂直な方向から見た状態を示す図である。
図1に示す光電センサ1は、ペットボトル等の透明体5を検出するものであり、投光部16の投光軸と受光部17の受光軸が同軸にない光電センサである。この光電センサ1による透明体5の検出原理及び基本構成は従来構成と同様であり、以下では本発明に関係する構成についてのみ説明を行う。なお図1では、光電センサ1の筐体の図示を省略している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a photoelectric sensor 1 according to Embodiment 1 of the present invention, (a) a view seen from the element arrangement direction, and (b) a direction perpendicular to the element arrangement direction. It is a figure which shows the state seen from.
The photoelectric sensor 1 shown in FIG. 1 detects a
この光電センサ1の各種回路が実装されたプリント基板11には、投光素子12と受光素子15が接続されている。また、光電センサ1には、投光素子12に対向配置された投光レンズ13と、受光素子15に対向配置された受光レンズ14とがそれぞれ設けられている。ここで、投光素子12と投光レンズ13は投光部16を構成し、また、受光レンズ14と受光素子15は受光部17を構成する。
また、図2に示すように、検出領域を挟んで光電センサ1とは反対側には、光電センサ1から投光された光を回帰反射するリフレクタ(反射板)2が設けられている。このリフレクタ2として、例えばコーナーキューブリフレクタを用いる。
A
As shown in FIG. 2, a reflector (reflecting plate) 2 that recursively reflects light projected from the photoelectric sensor 1 is provided on the opposite side of the photoelectric sensor 1 across the detection region. For example, a corner cube reflector is used as the reflector 2.
投光素子12は、光を発光するものである。この投光素子12として、例えばLEDを用いる。なお、投光素子12の配置例については後述する。
投光レンズ13は、投光部16により発光された光を集光するものである。なお、投光レンズ13は、投光素子12に対して傾き角は有していない。この投光レンズ13により集光された光は、検出領域に投光される。そして、この投光された光は、検出領域上に存在する検出対象の透明体5を通過してリフレクタ2で反射され、また、当該透明体5の表面で反射される。
The
The
受光レンズ14は、投光部16により投光されて反射された光を集光するものである。
受光素子15は、受光レンズ14により集光された光を電気信号(電流)に変換するものである。この受光素子15として、例えばフォトダイオードを用いる。そして、光電センサ1では、この受光素子15により変換された電気信号を用いて、透明体5の検出を行う。
The
The
次に、投光素子12の配置について説明する。
本発明では、図1(a)に示すように、投光素子12を、投光レンズ13の中心軸に対して、投光部16(投光素子12)と受光部17(受光素子15)の配列方向(以下、素子配列方向と称す)において、受光素子15側にずらして配置している(ずれ量l1)。これにより、例えば図2(a)に示すように、投光部16から投光される光201を投光軸に対して外側(右側)に向けることができる。その結果、透明体5が2次元方向に傾く場合であっても、透明体5の表面で反射された光203が受光部17に入り難くすることができる。なお図2において、符号202はリフレクタ2で反射された光を示し、符号204は透明体5の搬送方向を示している。
Next, the arrangement of the
In the present invention, as shown in FIG. 1A, the
さらに、図1(b)では、投光素子12を、投光レンズ13の中心軸に対して、素子配列方向に垂直な方向にずらして配置している(ずれ量l2)。これにより、例えば図2(b)に示すように、投光部16から投光される光201を投光軸に対して外側(上側)に向けることができる。その結果、透明体5が3次元方向に傾く場合であっても、透明体5の表面で反射された光203が受光部17に入り難くすることができる。
Further, in FIG. 1B, the
なお、投光素子12のずれ量l1,l2が大きくなるほど、投光部16から投光される光を投光軸の外側に向けることができ、透明体5の表面で反射される光が受光部17に入り難くなる。しかしながら、投光素子12のずれ量l1,l2が大きくなると、投光距離が短くなってしまう。そのため、投光素子12のずれ量l1,l2は、光電センサ1の用途に合わせて、投光部16から投光される光を必要な投光距離まで飛ばすことができるような値に予め設計される。例えば、通常の透明体検出用途において、投光レンズ13の径をφ6〜6.5程度とし、投光素子12と投光レンズ13との間の距離を10mm程度とした場合には、投光素子12を、投光レンズ13の中心軸から200μm程度ずらす。
Note that as the shift amounts l 1 and l 2 of the
このように、投光素子12を投光レンズ13の中心軸からずらすことで、従来のように光電センサ1とリフレクタ2を斜めに配置する必要がなくなる。よって、例えば図3に示すように、光電センサ1を透明体5の位置決め用途に用いることが可能となる。すなわち、光電センサ1とリフレクタ2を、コンベアの搬送方向204に垂直な方向に真っ直ぐ配置することができ、透明体5に対する高い位置決め精度を実現することができる。なお、図3において符号301は透明体5の位置決め箇所を示している。
In this way, by shifting the
また、投光素子12を投光レンズ13の中心軸から素子配列方向及び当該素子配列方向に垂直な方向にずらすことで、光電センサ1の取付け方向の制約がなくなり、縦置き及び横置きを自由に決めることができる。また、透明体5が高速のコンベア等で搬送される場合又は透明体5自体が軽い場合等において、透明体5が3次元方向に傾く場合であっても、透明体5の表面で反射された光が受光部17に入り難くなる。
Further, by shifting the
なお上記では、投光素子12がプリント基板11に面実装された場合を想定して説明を行ったが、図4に示すように、投光素子12がディップ部品の場合にも同様に本発明を適用可能である。
In the above description, the case where the
また上記では、投光素子12を投光レンズ13の中心軸から素子配列方向及び当該素子配列方向に垂直な方向にずらす場合を示したが、投光素子12を投光レンズ13の中心軸から素子配列方向にのみずらすようにしてもよい。これにより、透明体5が2次元方向にのみずれる場合に対応することができる。
In the above description, the case where the
以上のように、この実施の形態1によれば、投光素子12及び投光レンズ13を有し、光を投光する投光部16と、投光部16の投光軸とは異なる位置に配置され、投光部16により投光されて反射された光を受光する受光部17とを備え、透明体5を検出する光電センサ1において、投光素子12を、投光レンズ13の中心軸に対して、受光部17側にずらして配置したので、投光軸と受光軸とが同軸にない透明体検出用の光電センサ1において、簡単な構成で、光電センサ1とリフレクタ2を斜めに配置することなく、透明体5の傾きによる誤動作を回避することができる。
As described above, according to the first embodiment, the
また、投光素子12を投光レンズ13の中心軸からずらすことで、透明体5の検出が安定するだけではなく、鏡面体(遮光体)への誤動作耐性も強化することができる。すなわち、実際のラインでは、ライン上にSUS等の鏡面体が配置されている場合、透明体5の一部に鏡面体が付されている場合、透明体5と一緒に鏡面体が搬送される場合等がある。このような場合であっても、投光素子12を投光レンズ13の中心軸からずらすことで、鏡面体からの光が受光部17に入り難くすることができ、誤動作を回避することができる。
Further, by shifting the
また、投光レンズ13を特殊なレンズを用いることなく構成できるため、投光レンズ13を他の用途(例えば長距離検出用途等)のレンズと共用して用いることができる。その結果、コストを抑えることができる。
Moreover, since the
なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。 In the present invention, any constituent element of the embodiment can be modified or any constituent element of the embodiment can be omitted within the scope of the invention.
1 光電センサ
2 リフレクタ
5 透明体
11 プリント基板
12 投光素子
13 投光レンズ
14 受光レンズ
15 受光素子
16 投光部
17 受光部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photoelectric sensor 2
Claims (2)
前記投光素子は、前記投光レンズの中心軸に対し、投光距離が当該投光素子に対向して配置されたリフレクタまで光が届く距離であり且つ前記透明体から前記受光部への反射光が入り難くなるように予め設計された値だけ前記受光部側にずれて配置された
ことを特徴とする光電センサ。 Light that has a light projecting element and a light projecting lens, is disposed at a position different from the light projecting axis of the light projecting unit, and is projected and reflected by the light projecting unit. A photoelectric sensor that detects a transparent body,
It said light emitting element, said the center axis of the projection lens, the reflection of the distance of projection distance light can reach reflector disposed opposite to the light projecting element and from the transparent body to the light receiving portion A photoelectric sensor, wherein the photoelectric sensor is arranged so as to be shifted toward the light receiving portion by a value designed in advance so that light does not easily enter.
ことを特徴とする請求項1記載の光電センサ。 The photoelectric sensor according to claim 1, wherein the light projecting element is arranged so as to be shifted in a direction perpendicular to an arrangement direction of the light projecting unit and the light receiving unit with respect to a central axis of the light projecting lens.
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