JPH06223685A - 反射型光電スイッチ - Google Patents

反射型光電スイッチ

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Publication number
JPH06223685A
JPH06223685A JP2973593A JP2973593A JPH06223685A JP H06223685 A JPH06223685 A JP H06223685A JP 2973593 A JP2973593 A JP 2973593A JP 2973593 A JP2973593 A JP 2973593A JP H06223685 A JPH06223685 A JP H06223685A
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JP
Japan
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light
light projecting
light receiving
photoelectric switch
lens
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Pending
Application number
JP2973593A
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English (en)
Inventor
Seiji Imai
清司 今井
Tadashi Chiga
匡 千賀
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
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  • Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
  • Switches Operated By Changes In Physical Conditions (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 光電スイッチ内の不要な光を近距離での物体
検出に利用することによって、近距離の物体検出感度を
向上させるようにすること。 【構成】 投光素子13から照射された光のうち投光部
の側壁に当たる光を、鏡17によって受光ビーム側に反
射する。こうすれば光電スイッチ11の近傍の物体18
からの反射光を受光素子16側に入光することができ
る。このため近距離特性を改善することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は反射型光電スイッチに関
し、特に近距離特性を改善するようにした光学系に特徴
を有する反射型光電スイッチに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来反射型光電スイッチは投受光部の光
学系に凸レンズを用いて構成している。図9は従来の光
電スイッチの光学系の主要部を示す断面図である。本図
において従来の光電スイッチ1は、投光素子2により光
を断続的に点灯しており、光電スイッチのケース3の前
面に設けられた投光レンズ4によって平行な投光ビーム
を物体検知領域に照射している。そして検知領域に物体
が到来すれば、反射光が受光レンズ5によって集光され
受光素子6に入射する。従って反射光の有無によって物
体の有無を判別することができる。
【0003】しかしながらこのような従来の光電スイッ
チでは、図9に示すように物体7が接近している場合に
は物体からの反射光は受光素子6に達せず、物体が検出
できない。図2の曲線Aは物体までの距離に対する受光
出力レベルの変化を示すグラフである。本図に示される
ように従来の反射型光電スイッチにおいては、光電スイ
ッチからの距離が近い場合に不感領域を有するという欠
点があった。
【0004】このような欠点を改善するため、特開平2
−306513号公報に示されているように、受光レンズの一
部にトーリックレンズを用いたものが提案されている。
図10はこのような光電スイッチの光学系の構成を示す
断面図である。本図に示すように受光レンズとして上部
が凸レンズであり、中央部以下にトーリック面を有する
トーリックレンズ8が用いられている。このようなトー
リックレンズ8を用いることによって比較的近い物体か
らの反射光も受光素子6側に導くことができ、物体を判
別することができる。
【0005】又特開昭59−125709号に示されているよう
に、光源の光の一部を受光レンズの受光領域側に向けて
拡散する小型の凹レンズを設けることによって、光電ス
イッチの近傍にある物体を判別するようにした光電スイ
ッチも提案されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な従来のトーリックレンズを用いた光電スイッチでは、
物体が遠距離にある場合は受光素子への入射量がトーリ
ックレンズ部分で減少するため、遠距離の検出感度が低
下するという欠点があった。図2の破線で示す曲線Bは
トーリックレンズを用いた光電スイッチの距離に対する
受光出力の変化を示すグラフであって、トーリックレン
ズを用いていない光電スイッチに比べて遠距離での感度
が低下している状態が示されている。
【0007】又小型の凹レンズを用いた光電スイッチで
は光学系が複雑となるだけでなく、凹レンズからの光が
広い範囲に拡散するため近接領域での感度が低下する。
即ち本来物体検出に用いていた光パワーを近距離側に配
分し近距離での感度を向上させるようにしているため、
遠距離に照射される光量が減少してしまい、最大検出距
離が低下してしまうという欠点があった。
【0008】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なされたものであって、物体検出には寄与せず光電スイ
ッチの筐体内でロスとなっていた光を近距離での物体検
出に使用できるようにすることを技術的課題とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】本願の請求項1の発明
は、投光素子及びその光を集束する投光レンズを有し、
投光ビームを物体検知領域に導く投光部と、投光部より
照射された投光ビームの反射光を集光する受光レンズ及
びその焦点位置に配置された受光素子を有する受光部
と、を具備する反射型光電スイッチであって、投光部の
投光素子の近傍に、光を受光ビーム側に照射する反射体
を設けたことを特徴とするものである。
【0010】本願の請求項2の発明は、投光素子及びそ
の光を集束する投光レンズを有し、投光ビームを物体検
知領域に導く投光部と、投光部より照射された投光ビー
ムの反射光を集光する受光レンズ及びその焦点位置に配
置された受光素子を有する受光部と、を具備する反射型
光電スイッチであって、受光部内に近距離の物体からの
反射光を受光素子に導く反射体を設けたことを特徴とす
るものである。
【0011】本願の請求項3の発明は、投光素子及びそ
の光を集束する投光レンズを有し、投光ビームを物体検
知領域に導く投光部と、投光部より照射された投光ビー
ムの反射光を集光する受光レンズ及びその焦点位置に配
置された受光素子を有する受光部と、を具備する反射型
光電スイッチであって、投光部の投光素子の近傍に光を
受光ビーム側に反射する反射体を設けると共に、受光部
内に近距離の物体からの反射光を受光素子に導く反射体
を設けたことを特徴とするものである。
【0012】本願の請求項4の発明は、投光素子及びそ
の光を集束する投光レンズを有し、投光ビームを物体検
知領域に導く投光部と、投光部より照射された投光ビー
ムの反射光を集光する受光レンズ及びその焦点位置に配
置された受光素子を有する受光部と、を具備する反射型
光電スイッチであって、投光素子の背面に光を投光レン
ズ側に反射する反射体を設けたことを特徴とするもので
ある。
【0013】本願の請求項5の発明は、投光素子及びそ
の光を集束する投光レンズを有し、投光ビームを物体検
知領域に導く投光部と、投光部より照射された投光ビー
ムの反射光を集光する受光レンズ及びその焦点位置に配
置された受光素子を有する受光部と、を具備する反射型
光電スイッチであって、受光素子は受光面を囲むコ字状
に切欠き、該切欠きを外向きに折り曲げた折曲部を有す
るシールドケース内に挿入されたものであり、該シール
ドケースの折曲部を反射面として光電スイッチの近傍の
物体からの反射光を受光素子に反射させるようにしたこ
とを特徴とするものである。
【0014】
【作用】このような特徴を有する本願の請求項1及び3
の発明によれば、投光素子の光のうち投光部のケース内
に照射する光が投光ビームとは異なった角度で受光ビー
ム側に反射される。そのため光電スイッチの近傍の物体
からの反射光が受光素子側に導かれることとなる。又請
求項2及び3の発明では、投光レンズを介して照射され
た光ビームが近距離の物体に反射された場合には、受光
部内の反射体によって反射され受光素子側に導かれるこ
ととなり、近距離側での感度を向上させることができ
る。
【0015】又請求項4の発明では、投光素子からの光
のうち背面に照射された光が背面の反射体によって反射
されることとなり、光量が増加することとなる。このた
め遠距離及び近距離側の感度が向上することとなる。
【0016】更に本願の請求項5及び6の発明では、受
光素子を囲むシールドケースの切欠きを反射面として利
用しており、この反射面で反射された光が受光素子側に
入光することとなり、近距離側の特性が改善される。
【0017】
【実施例】図1は本発明の第1実施例による光電スイッ
チの光学系部分を示す断面図である。本図において前述
した従来例と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を
省略する。本実施例の光電スイッチ11は、ケース12
内に投光素子13が設けられ、その前面には投光レンズ
14が配置される。投光素子13からの光は図中破線で
示すように投光レンズ14によって平行な投光ビームと
して物体検知領域に照射される。そして物体検知領域か
らの反射光(受光ビーム)を受光レンズ15によって集
光し、その焦点位置に配置された受光素子16側に集光
するようにしている。さて本実施例では図示のように、
投光素子13の前面の素子レンズ13aに接近してケー
ス12に切欠き12aを設け、この位置に微小な反射
体、例えば鏡17を張り付けている。こうすれば投光素
子13から照射された光の一部がこの鏡17で反射して
受光ビーム側に照射される。従って図示のように光電ス
イッチに近接した物体18からの反射光は、受光レンズ
15を介して受光素子16側に入光することとなる。こ
の場合には投光レンズ14によって集光される投光素子
13からの光量は光の一部を使用するものではないた
め、遠距離での感度が変化することはない。尚反射体と
しては鏡の他に金属板,鏡面状の光沢を有する反射テー
プ等を用いてもよい。
【0018】図2は物体までの距離に対する受光素子1
6の感度の変化を示すグラフである。本図において破線
で示す曲線Aは鏡18のない従来の光電スイッチの距離
に対する受光出力の変化を示しており、曲線Bは図9に
示すようにトーリックレンズを用いた光電スイッチの変
化を示している。又曲線Cは本実施例の光電スイッチの
距離と受光出力の変化を示している。このグラフより明
らかなように本実施例では光電スイッチに近い感度特性
が向上し、しかも遠距離側での感度も低下することはな
い。
【0019】図3は本発明の第2の実施例による光電ス
イッチの光学系を示す部分断面図であり、前述した第1
実施例と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省略
する。本実施例による光電スイッチ21はケース22の
投光素子13のレンズ13aの端部から図示のように下
向きに切欠かれている。そしてこの切欠き部22aから
投光レンズ14の端部近傍まで、図示のように反射体2
3が設けられる。この反射体23は第1実施例と同様
に、鏡や金属板、又は鏡面状の光沢を有する反射テープ
等によって実現することができる。この場合にも投光素
子13から照射された光のうち、ケースの内部で乱反射
して物体検知に使用されなかった光の一部が反射体によ
って受光ビーム側に照射されることとなり、図示のよう
に光電スイッチに接近している物体を検出することがで
きる。
【0020】図4は本発明の第3実施例による光電スイ
ッチの光学系の主要部を示す断面図であり、前述した第
2実施例と同一部分は同一符号を付して詳細な説明を省
略する。光電スイッチ31のケース32には、第2実施
例と同様に投光素子13の素子レンズ13aの近傍が切
欠かれており、反射体33が張り付けられている。更に
本実施例では受光部側にも同様の反射体が設けられる。
即ちケース32の投光部と対向する位置が平らに切欠か
れた切欠き部32bを有している。この切欠き部32b
には投光部と同様に反射体34が張り付けられる。こう
すれば第2実施例と同様に、光電スイッチに接近した物
体18からの反射光が受光部側の反射体34によっても
反射され、受光素子16側に集光されることとなる。従
って第2実施例の光電スイッチに比して、近距離特性を
更に改善することができる。
【0021】図5は本発明の第4実施例による光電スイ
ッチ41の光学系部分を示す縦断面図である。本実施例
では光電スイッチ41の投光素子13の裏面に内部反射
板42を設けている。この場合には投光素子13から内
側に反射される成分が素子レンズ13a及び投光レンズ
14側に反射されることとなる。従って素子レンズ13
a及び投光レンズ14を介して、光の一部が広い範囲で
出光することとなる。このため同様にして近距離側の特
性を改善することができる。
【0022】次に本発明の第5実施例について説明す
る。本実施例は受光素子にノイズを防止するための電磁
シールドを形成した光電スイッチに用いられる。そして
図6(a)は従来の受光部の受光素子16と電磁シール
ド51を示しており、(b)は本実施例による受光素子
16と電磁シールド52を示している。従来の電磁シー
ルド51は受光素子16の挿入面が開放された筐体状の
部材であって、受光面には長方形の開口51aが形成さ
れる。これに対し本実施例の電磁シールド52では、あ
らかじめその内面を鏡面状に全面コーティングしてお
く。そして開口面を形成するために電磁シールドにコ字
状の切欠きを設け、この切欠きを折曲部52aとして外
側に折り曲げるようにしている。
【0023】図7はこの受光素子を用いた光電スイッチ
53の光学系部分を示す部分断面図である。本図におい
て第1実施例と同一部分は同一符号を付して詳細な説明
を省略する。本実施例では投光素子側は従来の光電スイ
ッチと同一であり、ケース54には投光素子13が設け
られ、その前面には投光レンズ14が設けられる。そし
て受光素子側には受光レンズ15の焦点位置に前述した
ように受光素子16側に電磁シールド52を設け、その
折曲げ部52aを反射面としている。こうすれば光電ス
イッチ53に近い物体からの反射光は図示のようにその
一部が折曲げ部52aの反射面によって反射され、受光
素子16に入光する。従って他の機能を損なうことなく
近距離での不感帯を減少させることができる。
【0024】図8はこの反射面の付いた電磁シールドを
用いて、ホーン型のアパチャ62を有する光電スイッチ
61にシールドされた受光素子16を挿入する状態を示
す一部切欠き斜視図である。本図において受光アパチャ
にはその上部に反射面に沿った部分的な折曲部挿入スリ
ット63を形成している。そうすれば折曲部52aの折
曲角度が一定となり、所望の角度を保持しつつ容易に受
光素子16を実装することができる。
【0025】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、投光素子より出射する光のうち従来使用されていな
かった光を近距離検出用として光軸から傾けて受光ビー
ム側に照射している。又受光素子に従来入射されなかっ
た光を反射させることによって従来素子に導いている。
このため他の機能を損なうことなく光電スイッチの近距
離特性を向上させることが可能となる。この場合遠距離
側でも検出特性が低下することがなくなり、広い範囲で
物体検知が行えるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による反射型光電スイッチの
光学系部分を示す部分断面図である。
【図2】本実施例及び従来例の検知距離に対する受光出
力の特性を示すグラフである。
【図3】本発明の第2実施例による反射型光電スイッチ
の光学系部分を示す部分断面図である。
【図4】本発明の第3実施例による反射型光電スイッチ
の光学系部分を示す部分断面図である。
【図5】本発明の第4実施例による反射型光電スイッチ
の光学系部分を示す部分断面図である。
【図6】(a)は従来の受光素子とシールドケース、
(b)は第5実施例に用いられる受光素子とシールドケ
ースを示す斜視図である。
【図7】第5実施例による受光素子を用いた光電スイッ
チの光学系部分を示す部分断面図である。
【図8】第5実施例の受光素子を用いた他の光電スイッ
チの一部切欠き斜視図である。
【図9】従来の一例による光電スイッチの光学系部分を
示す部分断面図である。
【図10】従来の他の光電スイッチの光学系部分を示す
部分断面図である。
【符号の説明】
11,21 31,41,53,61 光電スイッチ 12,22,32,54 ケース 13 投光素子 14 投光レンズ 15 受光レンズ 16 受光素子 17 鏡 23,33,34 反射体 42 内部反射板 51,52 シールドケース 52a 折曲部 12a,22a,32a,32b 切欠き部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 投光素子及びその光を集束する投光レン
    ズを有し、投光ビームを物体検知領域に導く投光部と、 前記投光部より照射された投光ビームの反射光を集光す
    る受光レンズ及びその焦点位置に配置された受光素子を
    有する受光部と、を具備する反射型光電スイッチにおい
    て、 前記投光部の投光素子の近傍に、光を受光ビーム側に照
    射する反射体を設けたことを特徴とする反射型光電スイ
    ッチ。
  2. 【請求項2】 投光素子及びその光を集束する投光レン
    ズを有し、投光ビームを物体検知領域に導く投光部と、 前記投光部より照射された投光ビームの反射光を集光す
    る受光レンズ及びその焦点位置に配置された受光素子を
    有する受光部と、を具備する反射型光電スイッチにおい
    て、 前記受光部内に近距離の物体からの反射光を受光素子に
    導く反射体を設けたことを特徴とする反射型光電スイッ
    チ。
  3. 【請求項3】 投光素子及びその光を集束する投光レン
    ズを有し、投光ビームを物体検知領域に導く投光部と、 前記投光部より照射された投光ビームの反射光を集光す
    る受光レンズ及びその焦点位置に配置された受光素子を
    有する受光部と、を具備する反射型光電スイッチにおい
    て、 前記投光部の投光素子の近傍に光を受光ビーム側に反射
    する反射体を設けると共に、 前記受光部内に近距離の物体からの反射光を受光素子に
    導く反射体を設けたことを特徴とする反射型光電スイッ
    チ。
  4. 【請求項4】 投光素子及びその光を集束する投光レン
    ズを有し、投光ビームを物体検知領域に導く投光部と、 前記投光部より照射された投光ビームの反射光を集光す
    る受光レンズ及びその焦点位置に配置された受光素子を
    有する受光部と、を具備する反射型光電スイッチにおい
    て、 前記投光素子の背面に光を投光レンズ側に反射する反射
    体を設けたことを特徴とする反射型光電スイッチ。
  5. 【請求項5】 投光素子及びその光を集束する投光レン
    ズを有し、投光ビームを物体検知領域に導く投光部と、 前記投光部より照射された投光ビームの反射光を集光す
    る受光レンズ及びその焦点位置に配置された受光素子を
    有する受光部と、を具備する反射型光電スイッチにおい
    て、 前記受光素子は受光面を囲むコ字状に切欠き、該切欠き
    を外向きに折り曲げた折曲部を有するシールドケース内
    に挿入されたものであり、 該シールドケースの折曲部を反射面として光電スイッチ
    の近傍の物体からの反射光を受光素子に反射させるよう
    にしたことを特徴とする反射型光電スイッチ。
  6. 【請求項6】 前記受光部は、前記シールドケースの折
    曲部を所定の角度に保持するガイドを有するものである
    ことを特徴とする請求項5記載の反射型光電スイッチ。
JP2973593A 1993-01-25 1993-01-25 反射型光電スイッチ Pending JPH06223685A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0660042U (ja) * 1993-01-28 1994-08-19 横河電機株式会社 反射形光電スイッチ
JP2013210263A (ja) * 2012-03-30 2013-10-10 Azbil Corp センサ装置
JP2013238854A (ja) * 2012-05-14 2013-11-28 Avago Technologies General Ip (Singapore) Private Ltd 光学レンズアセンブリ及びその光学デバイス
JP2015184037A (ja) * 2014-03-20 2015-10-22 株式会社デンソーウェーブ レーザレーダ装置

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