JPH03277990A - 微小物体検出用光電スイッチ - Google Patents
微小物体検出用光電スイッチInfo
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- JPH03277990A JPH03277990A JP2204648A JP20464890A JPH03277990A JP H03277990 A JPH03277990 A JP H03277990A JP 2204648 A JP2204648 A JP 2204648A JP 20464890 A JP20464890 A JP 20464890A JP H03277990 A JPH03277990 A JP H03277990A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 24
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は微小物体検出用光電スイッチ、特に、投光器か
らの光線が被検出体の微小物体によって遮られるときの
光量変化を受光器で検出する形式のものに関する。
らの光線が被検出体の微小物体によって遮られるときの
光量変化を受光器で検出する形式のものに関する。
第４図は従来の微小物体検出用光電スイッチの基本構成
を示す光学系を含む系統図の例である。
を示す光学系を含む系統図の例である。
１は投光器、５は受光器であり、投光器１は空間的可干
渉性のある点光源４で、例えば、レーザダイオードが設
けられ、これより出射される投光線は投光レンズ２によ
り平行光＆１１１として受光器に送られる。受光器５で
は受光レンズ６により、この平行光線１１を集光し、フ
ォトダイオード等の受光素子８上に焦点を合わせる。１
０は被検出体の徽小物体であり、平行光＆１１１の中に
「有り」あるいは「無し」による受光素子８の受光量の
変化により検出される。しかしながら、一般に平行光線
の投光面（光線の投光方向に対して直角面で光線が存在
する面）の大きさに比して被検出体の微小物体の大きさ
は非常に小さいため、受光量の変化が小さく、このまま
では充分な感度が得られないので、受光レンズ６の前に
微小物体と同程度の大きさのとンホールまたはスリット
を有する遮光板１２を設ける。これによって微小物体「
無し」の場合の受光量と「有り」の場合の受光量の間に
大きな変化を生じさせ検出感度を向上させている。なお
、３は投光器ｌの電気回路、７は受光器５の電気回路で
ある。
渉性のある点光源４で、例えば、レーザダイオードが設
けられ、これより出射される投光線は投光レンズ２によ
り平行光＆１１１として受光器に送られる。受光器５で
は受光レンズ６により、この平行光線１１を集光し、フ
ォトダイオード等の受光素子８上に焦点を合わせる。１
０は被検出体の徽小物体であり、平行光＆１１１の中に
「有り」あるいは「無し」による受光素子８の受光量の
変化により検出される。しかしながら、一般に平行光線
の投光面（光線の投光方向に対して直角面で光線が存在
する面）の大きさに比して被検出体の微小物体の大きさ
は非常に小さいため、受光量の変化が小さく、このまま
では充分な感度が得られないので、受光レンズ６の前に
微小物体と同程度の大きさのとンホールまたはスリット
を有する遮光板１２を設ける。これによって微小物体「
無し」の場合の受光量と「有り」の場合の受光量の間に
大きな変化を生じさせ検出感度を向上させている。なお
、３は投光器ｌの電気回路、７は受光器５の電気回路で
ある。
しかしながら、前述の微小物体検出用充電スイッチにお
いては、微小物体の検出感度を向上するため、受光レン
ズの前にピンホールまたはスリットを設けているが、こ
のようにすると受光量が少なくなり、検出信号そのもの
が小さくなってしまう問題点が生じ、このためノイズの
影響で検出可能な被検出体の大きさに限度が住しる。更
に、ヒピンホールまたはスリットの大きさがあまり小さ
いとこの部分で光学的に回折等の影響が現れ、同様、検
出可能な被検出体の大きさに限度が生じる。
いては、微小物体の検出感度を向上するため、受光レン
ズの前にピンホールまたはスリットを設けているが、こ
のようにすると受光量が少なくなり、検出信号そのもの
が小さくなってしまう問題点が生じ、このためノイズの
影響で検出可能な被検出体の大きさに限度が住しる。更
に、ヒピンホールまたはスリットの大きさがあまり小さ
いとこの部分で光学的に回折等の影響が現れ、同様、検
出可能な被検出体の大きさに限度が生じる。
これに対して、投光レンズの径を小さくし、投光線を高
密度の細い平行光線に収束して検出感度を向上すること
が考えられるが、この場合レンズの収差が問題となり製
作を難しく非常にコストがかかる等の欠点が生じる。
密度の細い平行光線に収束して検出感度を向上すること
が考えられるが、この場合レンズの収差が問題となり製
作を難しく非常にコストがかかる等の欠点が生じる。
本発明の１ｌｆｌは前述の問題点を解決して、検出信号
の大きさを下げることなく検出感度を向上し、かつ、低
コストの微小物体検出用光電スイッチを提供することに
ある。
の大きさを下げることなく検出感度を向上し、かつ、低
コストの微小物体検出用光電スイッチを提供することに
ある。
前述の課題を解決するために、本発明においては、投光
器と受光器とからなり、前記投光器からの投光線が被検
出体の微小物体によって遮られるときの光量変化を前記
受光器で検出する微小物体検出用光電スイッチにおいて
、前記投光器の光源から出射される前記投光線をこの光
源の前面に設けたレンズによって前記投光器と前記受光
器との間に焦点を有する絞り光線とし、この絞り光線の
焦点部において前記投光線が前記被検出体の微小物体に
よって遮られるときの光量変化を前記受光器で検出する
ようにする。あるいは、前記投光器の光源から出射され
る前記投光線をこの光源の前面に設けたレンズとこのレ
ンズの前面に設けたピンホールによって細い平行光線と
し、この投光線が前記被検出体の微小物体によってルら
れるときの光量変化を前記受光器で検出するようにする
。
器と受光器とからなり、前記投光器からの投光線が被検
出体の微小物体によって遮られるときの光量変化を前記
受光器で検出する微小物体検出用光電スイッチにおいて
、前記投光器の光源から出射される前記投光線をこの光
源の前面に設けたレンズによって前記投光器と前記受光
器との間に焦点を有する絞り光線とし、この絞り光線の
焦点部において前記投光線が前記被検出体の微小物体に
よって遮られるときの光量変化を前記受光器で検出する
ようにする。あるいは、前記投光器の光源から出射され
る前記投光線をこの光源の前面に設けたレンズとこのレ
ンズの前面に設けたピンホールによって細い平行光線と
し、この投光線が前記被検出体の微小物体によってルら
れるときの光量変化を前記受光器で検出するようにする
。
本発明の第１の構成による微小物体検出用光電スイッチ
では、投光器の光線から出射される投光線をこの光源の
前面に設けたレンズによって、投光器と受光器の間に焦
点を有する絞り光線としたのでこの焦点部では微小の投
光面に全投光線が高密度に収束されたことになる。この
焦点部において被検出体の微小物体により投光線を遮る
ようにしたので、微小物体の「有りＪおよび「無しＪに
よって受光量は大きく変化するとともに、投光線は原理
的にその全光線が受光器で検出されるので、検出信号の
大きさを下げることなく高い検出感度が得られる。
では、投光器の光線から出射される投光線をこの光源の
前面に設けたレンズによって、投光器と受光器の間に焦
点を有する絞り光線としたのでこの焦点部では微小の投
光面に全投光線が高密度に収束されたことになる。この
焦点部において被検出体の微小物体により投光線を遮る
ようにしたので、微小物体の「有りＪおよび「無しＪに
よって受光量は大きく変化するとともに、投光線は原理
的にその全光線が受光器で検出されるので、検出信号の
大きさを下げることなく高い検出感度が得られる。
また、第２の構成による微小物体検出用光電スイッチで
は、投光器の光源から出射される投光線をまずこの光源
の前面に設けたレンズによって受光器の前面に焦点を有
する絞り光線とする。この絞り光線を更に前記レンズの
前面に設けたピンホールの回折作用によりほぼ平行な細
い光線に変換する。この細い平行光線は光源からの投光
線が集光されているので高密度であり、高い検出感度が
得られる。
は、投光器の光源から出射される投光線をまずこの光源
の前面に設けたレンズによって受光器の前面に焦点を有
する絞り光線とする。この絞り光線を更に前記レンズの
前面に設けたピンホールの回折作用によりほぼ平行な細
い光線に変換する。この細い平行光線は光源からの投光
線が集光されているので高密度であり、高い検出感度が
得られる。
第１図は本発明の一実施例による微小物体検出用充電ス
イッチの基本構成を示す光学系を含む系統図である。ｌ
は投光器、５は受光器であり、投光器ｌには光源４が設
けられており、これより出射される投光線はこの前面に
置がれた投光レンズ２により、投光器と受光器の間に焦
点を有する絞り光１％１１９として受光器に送られる。
イッチの基本構成を示す光学系を含む系統図である。ｌ
は投光器、５は受光器であり、投光器ｌには光源４が設
けられており、これより出射される投光線はこの前面に
置がれた投光レンズ２により、投光器と受光器の間に焦
点を有する絞り光１％１１９として受光器に送られる。
受光器５では受光レンズ６によりこの絞り光線９を集光
し、フォトダイオード等の受光素子８上に焦点を合わせ
る。１０は被検出体の微小物体であり、投光線を絞り光
線の焦点部で遮るようにしている。微小物体の「有り」
および「無し」による受光量の変化は受光素子８で検出
する。ｖＡ小物体１０が絞り光＆ｌＩ９の焦点に正しく
位置し、かつ、絞り光＆Ｉ９の焦点の投光面より大きい
場合は絞り光線９すなわち投光線は完全に遮られ、受光
素子の受光量はほぼ零となる。また、微小物体１０が絞
り光線９を遮らない時は投光量はほぼそのまま受光量と
なる。このようにして、高いＳ／Ｎ比で検出感度を向上
することができる。１０＾は微小物体が多少、第１図で
ｄに示す距離が焦点からずれた場合を示し、この場合、
微小物体１０Ａの「有り」によって絞り光線９は完全に
遮られないが、第１図から明らかなように多少のずれが
あってもかなりの絞り光＆Ｉ９が遮られ（第１図で投光
面Ｓｌが８２まで遮られる）同様に高いＳ／Ｎ比と高い
検出感度が得られる。光源４はこれから出射される投光
線が投光レンズ２によって、投光器と受光器の間で焦点
を有する絞り光線が得られればその構成は問わないが、
投光レンズの収差を考慮すると良好な焦点を得るために
は空間的可干渉性のある点光源、例えば、レーザダイオ
ード等がより望ましい、なお、３は投光器１の電気回路
、７は受光器５の電気回路である。
し、フォトダイオード等の受光素子８上に焦点を合わせ
る。１０は被検出体の微小物体であり、投光線を絞り光
線の焦点部で遮るようにしている。微小物体の「有り」
および「無し」による受光量の変化は受光素子８で検出
する。ｖＡ小物体１０が絞り光＆ｌＩ９の焦点に正しく
位置し、かつ、絞り光＆Ｉ９の焦点の投光面より大きい
場合は絞り光線９すなわち投光線は完全に遮られ、受光
素子の受光量はほぼ零となる。また、微小物体１０が絞
り光線９を遮らない時は投光量はほぼそのまま受光量と
なる。このようにして、高いＳ／Ｎ比で検出感度を向上
することができる。１０＾は微小物体が多少、第１図で
ｄに示す距離が焦点からずれた場合を示し、この場合、
微小物体１０Ａの「有り」によって絞り光線９は完全に
遮られないが、第１図から明らかなように多少のずれが
あってもかなりの絞り光＆Ｉ９が遮られ（第１図で投光
面Ｓｌが８２まで遮られる）同様に高いＳ／Ｎ比と高い
検出感度が得られる。光源４はこれから出射される投光
線が投光レンズ２によって、投光器と受光器の間で焦点
を有する絞り光線が得られればその構成は問わないが、
投光レンズの収差を考慮すると良好な焦点を得るために
は空間的可干渉性のある点光源、例えば、レーザダイオ
ード等がより望ましい、なお、３は投光器１の電気回路
、７は受光器５の電気回路である。
本発明によれば、絞り光線９に対応して投光レンズ２お
よび受光レンズ６の焦点を定めるのみで、従来のように
、ピンホールあるいはスリットが設けられた遮光板等の
追加部品がなく低コストの微小物体検出用充電スイッチ
が得られる。
よび受光レンズ６の焦点を定めるのみで、従来のように
、ピンホールあるいはスリットが設けられた遮光板等の
追加部品がなく低コストの微小物体検出用充電スイッチ
が得られる。
第２図は本発明の異なる実施例を示す、この実施例では
、光源４から出射される投光線はこの光源の前面に置か
れた投光レンズ２と、このレンズの前面に置かれたピン
ホール１２とによって、被検出体の微小物体の大きさに
近い径の細い平行光線１３として受光器に送られる。第
３図は投光レンズ２とピンホール１２とによって平行光
線が作られる原理を示す、第３図（２）はまず通常用い
られる方法を示し、光源４から出射された投光線はレン
ズ２により平行光線にされるが、ピンホール１２で細い
ビームとすると光の回折により、光線は１３０の状態か
ら１３Ｃの状態に拡がってしまう、そこで、第３図＋１
１に示すように、投光線をレンズ２により、受光器の前
面（第３図＋１１でＰで示す）に焦点を有する絞り光線
とする。このようにすると、光の回折により１３Ｂの状
態から１３＾のほぼ平行な光線となる。つまり、光の回
折を逆に利用したわけで、単にレンズの前面にピンホー
ルを設けることにより細い平行光線が得られる。この平
行光線は光源からの投光線が集光されているので高密度
であり、高い検出感度が得られる。なお、実験によれば
この細い平行光線を通常の微小物体検出用光電スイッチ
の検出距離の２〜３ｍまで出射するには直径１〜１．５
ｍのピンホールが適当である。第２図の実施例は第１図
の実施例に比して、広範囲にわたって微小物体の検出が
可能になる。
、光源４から出射される投光線はこの光源の前面に置か
れた投光レンズ２と、このレンズの前面に置かれたピン
ホール１２とによって、被検出体の微小物体の大きさに
近い径の細い平行光線１３として受光器に送られる。第
３図は投光レンズ２とピンホール１２とによって平行光
線が作られる原理を示す、第３図（２）はまず通常用い
られる方法を示し、光源４から出射された投光線はレン
ズ２により平行光線にされるが、ピンホール１２で細い
ビームとすると光の回折により、光線は１３０の状態か
ら１３Ｃの状態に拡がってしまう、そこで、第３図＋１
１に示すように、投光線をレンズ２により、受光器の前
面（第３図＋１１でＰで示す）に焦点を有する絞り光線
とする。このようにすると、光の回折により１３Ｂの状
態から１３＾のほぼ平行な光線となる。つまり、光の回
折を逆に利用したわけで、単にレンズの前面にピンホー
ルを設けることにより細い平行光線が得られる。この平
行光線は光源からの投光線が集光されているので高密度
であり、高い検出感度が得られる。なお、実験によれば
この細い平行光線を通常の微小物体検出用光電スイッチ
の検出距離の２〜３ｍまで出射するには直径１〜１．５
ｍのピンホールが適当である。第２図の実施例は第１図
の実施例に比して、広範囲にわたって微小物体の検出が
可能になる。
本発明の第１の構成によれば、投光器からの投光線を投
光器と受光器の間で焦点を有する絞り光線とし、その焦
点部で被検出体の微小物体を検出するようにしたので、
検出信号の大きさを下げることなく高い検出感度が得ら
れ、従来よりより小さい微小物体の検出が可能となった
。また、高いＳ／Ｎ比が得られ、検出位置の再現性も向
上した。
光器と受光器の間で焦点を有する絞り光線とし、その焦
点部で被検出体の微小物体を検出するようにしたので、
検出信号の大きさを下げることなく高い検出感度が得ら
れ、従来よりより小さい微小物体の検出が可能となった
。また、高いＳ／Ｎ比が得られ、検出位置の再現性も向
上した。
しかも、単に投光レンズおよび受光レンズの焦点を絞り
光線に合わせて定めるのみで、従来のようにピンホール
あるいはスリットが設けられた遮光、板等の追加部品が
なく低コストとなる。
光線に合わせて定めるのみで、従来のようにピンホール
あるいはスリットが設けられた遮光、板等の追加部品が
なく低コストとなる。
また、第２の構成によれば、投光器がらの投光線をこの
光源の前面に設けたレンズとこのレンズの前面に設けた
ピンホールによって高密度の細い平行光線とし、この投
光線が遮られることで微小物体を検出するようにしたの
で、検出信号の大きさを下げることなく高い検出感度が
得られ、従来よりより小さい微小物体の検出が可能とな
った。
光源の前面に設けたレンズとこのレンズの前面に設けた
ピンホールによって高密度の細い平行光線とし、この投
光線が遮られることで微小物体を検出するようにしたの
で、検出信号の大きさを下げることなく高い検出感度が
得られ、従来よりより小さい微小物体の検出が可能とな
った。
また、高いＳ／Ｎ比が得られ、検出位置の再現性も向上
した。更にまた、この構成においては第１の構成に比し
て、広範囲にわたって微小物体の検出が可能となる。第
２の構成では、投光レンズの前面にピンホールを設ける
ことが必要であるが、従来、投光レンズの径を小さくし
、投光線を高密度の細い平行光線に収束する方式に比し
、製作上の困難性もな（低コストとなる。
した。更にまた、この構成においては第１の構成に比し
て、広範囲にわたって微小物体の検出が可能となる。第
２の構成では、投光レンズの前面にピンホールを設ける
ことが必要であるが、従来、投光レンズの径を小さくし
、投光線を高密度の細い平行光線に収束する方式に比し
、製作上の困難性もな（低コストとなる。
第１図は本発明の一実施例による微小物体検出用充電ス
イッチの基本構成を示す光学系を含む系統図、第２図は
本発明の異なる実施例による微小物体検出用光電スイッ
チの基本構成を示す光学系を含む系統図、第３図は第２
図の投光レンズとピンホールによって平行光線が作られ
る原理を示す説明図、第４図は従来の微小物体検出用光
電スイッチの基本構成を示す光学系を含む系統図である
。 １：投光器、２二投光レンズ、４：光源、５：受光器、
９：絞り光線（投光線） 、１０．１０＾：被検出体の
微小物体、１２：ピンホール、１３：細い平行光線（投
光線声）。
イッチの基本構成を示す光学系を含む系統図、第２図は
本発明の異なる実施例による微小物体検出用光電スイッ
チの基本構成を示す光学系を含む系統図、第３図は第２
図の投光レンズとピンホールによって平行光線が作られ
る原理を示す説明図、第４図は従来の微小物体検出用光
電スイッチの基本構成を示す光学系を含む系統図である
。 １：投光器、２二投光レンズ、４：光源、５：受光器、
９：絞り光線（投光線） 、１０．１０＾：被検出体の
微小物体、１２：ピンホール、１３：細い平行光線（投
光線声）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）投光器と受光器とからなり、前記投光器からの投光
線が被検出体の微小物体によって遮られるときの光量変
化を前記受光器で検出する微小物体検出用光電スイッチ
において、前記投光器の光源から出射される前記投光線
をこの光源の前面に設けたレンズによって前記投光器と
前記受光器との間に焦点を有する絞り光線とし、この絞
り光線の焦点部において前記投光線が前記被検出体の微
小物体によって遮られるときの光量変化を前記受光器で
検出することを特徴とする微小物体検出用光電スイッチ
。 ２）投光器と受光器とからなり、前記投光器からの投光
線が被検出体の微小物体によって遮られるときの光量変
化を前記受光器で検出する微小物体検出用光電スイッチ
において、前記投光器の光源から出射される前記投光線
をこの光源の前面に設けたレンズとこのレンズの前面に
設けたピンホールによって細い平行光線とし、この投光
線が前記被検出体の微小物体によって遮られるときの光
量変化を前記受光器で検出することを特徴とする微小物
体検出用光電スイッチ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-39117 | 1990-02-20 | ||
| JP3911790 | 1990-02-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03277990A true JPH03277990A (ja) | 1991-12-09 |
Family
ID=12544142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2204648A Pending JPH03277990A (ja) | 1990-02-20 | 1990-08-01 | 微小物体検出用光電スイッチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03277990A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001308440A (ja) * | 2000-04-20 | 2001-11-02 | Rohm Co Ltd | 発光モジュールおよびその組み立て方法 |
| JP2005134369A (ja) * | 2003-08-01 | 2005-05-26 | Renishaw Plc | 測定装置および方法 |
| JP2010080492A (ja) * | 2008-09-24 | 2010-04-08 | Pulstec Industrial Co Ltd | フォトインタラプタ |
| JP2019039801A (ja) * | 2017-08-25 | 2019-03-14 | 日本電産コパル株式会社 | 物体検出装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63188789A (ja) * | 1987-02-02 | 1988-08-04 | Nikon Corp | 光学式物体認識装置 |
| JPH01118795A (ja) * | 1987-03-12 | 1989-05-11 | Erwin Sick Gmbh Opt Elektron | 光カーテン装置 |
-
1990
- 1990-08-01 JP JP2204648A patent/JPH03277990A/ja active Pending
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS63188789A (ja) * | 1987-02-02 | 1988-08-04 | Nikon Corp | 光学式物体認識装置 |
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| JP4520240B2 (ja) * | 2003-08-01 | 2010-08-04 | レニショウ パブリック リミテッド カンパニー | 測定装置および方法 |
| JP2010080492A (ja) * | 2008-09-24 | 2010-04-08 | Pulstec Industrial Co Ltd | フォトインタラプタ |
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