JPH0743988B2 - 光電センサ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、被検出物体で反射され
る投光手段からの平行な光を受光手段で受光する光電セ
ンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、移動する被検出物体を検出す
るセンサとして、光電センサが利用されている。この種
の光電センサとしては、スポット光を投光する投光素子
の投光軸と交差し且つ平行な受光軸を有する一対の受光
素子を配置し、それらの受光素子の受光レベルが略同一
となったときに検出信号を出力する差動検出方式のもの
がある。この差動検出方式によれば、被検出物体が投光
軸と受光軸との交差ポイントの中間に位置すると、被検
出物体で反射した投光素子からの光が均等に受光素子に
入光するので、被検出物体を表面の反射率の影響を受け
ることなく精度よく検出することができる。

【０００３】また、投光素子及び受光素子を、それらの
投光軸及び受光軸が交差するように位置決めすると共に
投光範囲及び受光範囲を小範囲に限定した限定反射方式
のものがある。この限定反射方式によれば、投光範囲及
び受光範囲が重なる検出領域を極めて小さく設定するこ
とができるので、被検出物体を高精度で検出することが
できる。

【０００４】ところで、上記構成の光電センサを用いて
例えば移動する液晶基板の位置決めを行う装置が供され
ている。つまり、光電センサを液晶基板の移動停止位置
から所定距離（通常は光電センサの検出距離）離間させ
て配置し、光電センサが検出状態となったところで液晶
基板の移動を停止することにより、液晶基板を所定位置
で停止するようにしている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、液晶基
板検出用に差動検出方式の光電センサを用いた場合、こ
れの受光素子は被検出物体で反射した乱反射を検出する
ように比較的大きな受光範囲を有するので、液晶基板の
ように透明な被検出物体の裏側に物体が存在する場合に
は、その物体で反射した投光素子からの光を受光素子が
受光して光電センサによる液晶基板の位置決めが不正確
となる虞がある。

【０００６】また、限定反射方式の光電センサを用いた
場合、その検出領域は極めて限定されているので、液晶
基板の裏側に位置する物体からの反射光の影響は少ない
ものの、液晶基板の検出タイミングからその液晶基板が
完全に停止するまでに機械的な慣性により移動してしま
うので、液晶基板が停止した時点で光電センサが非検出
状態となっていることがある。このため、光電センサか
らの検出状態に基づいて液晶基板の移動停止をシーケン
ス制御を行う場合には、光電センサの出力をホールドす
る必要を生じ、回路構成が複雑化してしまう問題があ
る。

【０００７】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、投光手段から投光されて被検出物体で
反射された光を受光するものにおいて、被検出物体が透
明体の場合であっても確実に被検出物体を検出すること
ができると共に、その検出領域を大きく設定することが
可能となる光電センサを提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明の光電センサは、
検出領域を相対移動する被検出物体の表面に対し所定角
度で傾斜して投光軸が配置されその投光軸上を平行で且
つ幅狭な光束を投光する投光手段を設け、この投光手段
の投光軸と交差し且つ前記被検出物体に対して前記投光
軸が配置される所定角度と略同一角度をもって前記被検
出物体に対して傾斜して配置される受光軸を有し受光量
に応じた受光信号を出力する受光手段を設け、この受光
手段の受光軸と交差した状態で配置され前記投光手段か
ら投光された光束の幅よりも大なる幅の集光面を有し前
記被検出物体の表面で正反射される前記投光手段からの
光束のうち前記受光軸に平行に沿って上記集光面に入光
する光束を前記受光手段へ導く集光手段を設けたもので
ある。

【０００９】

【作用】被検出物体が検出領域に位置すると、投光手段
からの平行で且つ幅狭な光束は被検出物体の表面で反射
される。このとき、被検出物体の表面で反射された光束
のうち受光手段の受光軸に平行に沿って集光手段の集光
面に到達した光束は集光手段により受光手段に導かれる
ので、受光手段からの受光信号に基づいて被検出物体が
検出領域に位置したと判断できる。

【００１０】さて、被検出物体が透明体である共にその
裏側に物体があった場合、投光手段からの平行な光束の
一部は、被検出物体を通過して物体で反射されるように
なる。しかしながら、非検出領域に位置する物体により
反射された光が受光軸に平行に沿った状態で集光手段の
集光面に到達することはないので、受光手段が被検出物
体を通過して物体で反射する光を受光することはない。

【００１１】また、上述のような検出は検出領域にわた
って行われるので、集光手段を大きく設けることによ
り、被検出物体の検出範囲を大きく設定することができ
る。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。全体の縦断面を示す図１において、本体ケース
１は樹脂形成されており、これの前面側は空間部が存す
るように陥没形成されている。この本体ケース１には投
光手段２，受光手段３及び集光手段４が所定位置に配置
されている。

【００１３】投光手段２は投光アッシィ５を主体として
成る。この投光アッシィ５は、樹脂製の素子ブロック６
に投光レンズ７及びＬＥＤ８を嵌着して成り、そのＬＥ
Ｄ８は素子ブロック６に形成されたスリット９及び投光
レンズ７を介して前方を臨んでいる。この場合、投光レ
ンズ７は、スリット９を通じて投光されたＬＥＤ８から
の光を平行な光に変換するように位置決めされている。
そして、投光アッシィ５は本体ケース１に立設された複
数のリブ１０により位置決めされており、その位置決め
状態でＬＥＤ８の投光軸（矢印Ａで示す）は本体ケース
１の側面部に対して所定角度傾斜している。尚、ＬＥＤ
８には投光基板１１が装着されていると共に、その投光
基板１１には本体ケース１に形成された孔１２から外部
に導出される図示しないケーブルが接続されている。

【００１４】本体ケース１においてＬＥＤ８の投光軸上
にはミラー１３が固着されていると共に、そのミラー１
３により屈折された投光軸上に位置する本体ケース１に
はスリット１４及び段付孔１５が形成され、その段付孔
１５にカバー１６が嵌着している。従って、ＬＥＤ８か
らの平行な光は、ミラー１３で反射されてスリット１４
を通過するときに平行な光に絞られる。この場合、以上
の投光アッシィ５，ミラー１３及びスリット１４により
投光手段２が構成されている。

【００１５】受光手段３は受光アッシィ１７を主体とし
て成る。この受光アッシィ１７は、導電性樹脂製の素子
ブロック１８にフォトトランジスタ１９をスリーブ２０
を介して嵌着して成り、そのフォトトランジスタ１９は
素子ブロック１８に形成されたスリット２１を通じて前
方を臨んでいる。この素子ブロック１８には板状の接続
部１８ａが一体に形成されており、その接続部１８ａに
図示しないケーブルの０Ｖラインが接続されている。そ
して、受光アッシィ１８は本体ケース１に立設された複
数のリブ２２により位置決めされており、その位置決め
状態でフォトトランジスタ１９の受光軸（矢印Ｂで示
す）は本体ケース１の側面部に対して投光アッシィ５と
同一角度で傾斜している。尚、フォトトランジスタ１９
には受光基板２３が装着されていると共に、その受光基
板２３に本体ケース１の孔１２から外部に導出される図
示しないケーブルが接続されている。

【００１６】本体ケース１においてフォトトランジスタ
１９の受光軸上にはミラー２４が固着されていると共
に、そのミラー２４により屈折された受光軸上に集光手
段たる受光レンズ４が受光軸と交差するように本体ケー
ス１に嵌着されている。ここで、受光レンズ４の焦点位
置はフォトトランジスタ１９の受光面と一致するように
設定されている。また、受光レンズ４の前面の所定領域
は集光面に設定されており、受光レンズ４は、その集光
面に入射した光のうち受光軸に平行に沿って入光する光
をフォトトランジスタ１９に導くようなっている。この
場合、受光レンズ４の集光面の幅はＬＥＤ８からの光束
の幅よりも大きく設定されている。尚、本体ケース１に
は取付孔２５が形成されている。

【００１７】そして、上記構成の光電センサは被検出物
体である液晶基板２６（ガラス基板）の位置決め装置に
装着されている。つまり、光電センサは、上昇する液晶
基板２６を上方から検出するように配置され、その検出
方向と液晶基板２６の移動方向とは一致している。ま
た、光電センサからの受光信号が所定レベル以上となっ
たときは、液晶基板２６の移動が停止されるようにシー
ケンス制御されている。

【００１８】次に上記構成の作用について説明する。Ｌ
ＥＤ８の投光状態では、ＬＥＤ８からの光は投光レンズ
７で平行な光束に変換されると共に、ミラー１３で反射
してスリット１４を通過することにより平行で且つ幅狭
な光束として照射される。

【００１９】そのＬＥＤ８の投光状態で液晶基板２６が
上方に移動して二点鎖線で示す位置（矢印Ｃで示す）に
接近すると、ＬＥＤ８からの平行な光束は液晶基板２６
の表面で反射するようになる。このとき、液晶基板２６
の表面は平滑であるので、ＬＥＤ８からの平行な光束の
一部は入射角度と同一の反射角度で正反射するようにな
る。しかしながら、液晶基板２６は検出領域に達してい
ないので、液晶基板２６により正反射されたＬＥＤ８か
らの平行な光束が受光レンズ４の集光面に到達すること
はなく、これにより、フォトトランジスタ１９が受光状
態となることはない。

【００２０】そして、液晶基板２６の移動が進んで矢印
Ｃで示す検出領域に達すると、液晶基板２６により正反
射されたＬＥＤ８からの平行な光束は受光軸に平行に沿
った状態で受光レンズ４の集光面に到達するようにな
る。これにより、受光レンズ４を通過した光はミラー２
４で反射してからフォトトランジスタ１９に入光し、そ
れに応じてフォトトランジスタ１９からの受光信号の信
号レベルが設定レベルよりも高くなるので、シーケンス
制御により液晶基板２６の移動が停止される。

【００２１】さて、上述のように検出領域に位置する液
晶基板２６にＬＥＤ８から平行な光束が照射された状態
では、その一部が液晶基板２６を通過するようになる。
このとき、液晶基板２６の下方の非検出領域に物体が位
置していた場合、液晶基板２６を通過したＬＥＤ８から
の光束が物体で反射されるにしても、その反射光が受光
軸に平行に沿った状態で受光レンズ４の受光面に到達す
ることはないので、フォトトランジスタ１９が液晶基板
２６の下方に位置する物体からの反射光を受光すること
はない。

【００２２】一方、上述のようにフォトトランジスタ１
９からの受光信号に基づいて液晶基板２６の移動が停止
されるにしても、機械的な慣性により液晶基板２６の検
出タイミングからその液晶基板２６が実際に停止するま
でに液晶基板２６が僅かながら移動してしまうことがあ
る。このように液晶基板２６が移動した場合であって
も、液晶基板２６の停止位置が二点鎖線で示す位置（矢
印Ｄで示す）までの検出領域にある限り、ＬＥＤ８から
投光されて液晶基板２６の表面で反射される平行な光束
は受光軸に平行に沿った状態で受光レンズ４の受光面に
到達してフォトトランジスタ１９に入光するので、フォ
トトランジスタ１９からの受光信号に基づいて液晶基板
２６の検出状態が継続される。

【００２３】ここで、図２に上記構成の光電センサを用
いて透明なガラス基板及び金属薄膜を蒸着したガラス基
板を検出したときのフォトトランジスタ１９の受光信号
の特性を示す。この場合、フォトトランジスタ１９の受
光量が大きくなる程、その受光信号の電圧が高くなるよ
うに設定されている。また、フォトトランジスタ１９の
最大出力電圧（飽和出力電圧）は約２．１Ｖに設定され
ている。この図２から明らかなように、ガラス基板の種
類にかかわらず、ガラス基板が所定の検出距離以内とな
ると、受光信号の電圧が最大出力電圧まで急俊に上昇し
ているので、ガラス基板を高精度で検出できることが分
る。

【００２４】要するに、上記実施例の場合、検出領域を
移動する液晶基板２６に向けてＬＥＤ８から平行で且つ
幅狭な光束を投光すると共に、液晶基板２６が検出領域
を移動する期間中に液晶基板２６で反射されたＬＥＤ８
からの平行な光束が受光軸に沿うときは、その反射され
たＬＥＤ８からの平行な光束を受光レンズ４によりフォ
トトランジスタ１９に集光するようにしたので、フォト
トランジスタ１９は検出領域に存しない物体で反射した
ＬＥＤ８からの平行な光束を受けることはない。従っ
て、液晶基板の裏側に物体が位置する場合には、物体で
反射された光を受光してしまう虞がある差動検出方式の
光電センサと違って、液晶基板２６の下方に位置する物
体の影響を受けることなくその液晶基板２６の位置を確
実に検出することができる。

【００２５】また、受光レンズ４による集光範囲を大き
く設定したので、液晶基板２６の検出位置とその停止位
置とが異なる場合であっても、液晶基板２６の停止位置
が検出領域である限り、液晶基板２６の検出状態が継続
されるので、検出領域が極めて限定されている限定反射
方式の光電センサと違って、液晶基板２６が停止した状
態における光電センサの検出状態に基づいて、液晶基板
２６の移動をシーケンス制御できる。

【００２６】さらに、フォトトランジスタ１９は液晶基
板２６により正反射されたＬＥＤ８からの光を受光する
ように位置決めされているので、投光軸と一致するよう
に進入する外乱光を本体ケース１で遮断してその影響を
効果的に防止することができる。

【００２７】加えて、ミラー１３，２４を利用して投光
軸及び受光軸を屈折するようにしたので、全体の形状の
小形化を図ることができる。この場合、ミラー１３，２
４を省略するように構成してもよい。

【００２８】尚、上記実施例では、液晶基板２６を被検
出物体としたが、乱反射する物体、或いは反射率が低い
物体でも位置精度よく検出することができるものであ
り、その他の種々の物体の検出が可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の光電センサによれば、検出領域を相対移動する被検出
物体の表面に対し所定角度で傾斜して投光軸が配置され
その投光軸上を平行で且つ幅狭な光束を投光する投光手
段、及びこの投光手段の投光軸と交差し且つ前記被検出
物体に対して前記投光軸が配置される所定角度と略同一
角度をもって前記被検出物体に対して傾斜して配置され
る受光軸を有し受光量に応じた受光信号を出力する受光
手段を設けると共に、この受光手段の受光軸と交差した
状態で配置され前記投光手段から投光された光束の幅よ
りも大なる幅の集光面を有し前記被検出物体の表面で正
反射される前記投光手段からの光束のうち前記受光軸に
平行に沿って上記集光面に入光する光束を前記受光手段
へ導く集光手段を設けたので、投光手段から投光されて
被検出物体で反射された光を受光するものにおいて、被
検出物体が透明体の場合であっても確実に被検出物体を
検出することができると共に、その検出領域を大きく設
定することが可能となるという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す全体の縦断面図

【図２】フォトトランジスタからの受光信号を示す特性
図

【符号の説明】

２は投光手段、３は受光手段、４は受光レンズ（集光手
段）、８はＬＥＤ、１９はフォトトランジスタ、２６は
液晶基板（被検出物体）である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検出領域を相対移動する被検出物体の表
   面に対し所定角度で傾斜して投光軸が配置されその投光
   軸上を平行で且つ幅狭な光束を投光する投光手段と、こ
   の投光手段の投光軸と交差し且つ前記被検出物体に対し
   て前記投光軸が配置される所定角度と略同一角度をもっ
   て前記被検出物体に対して傾斜して配置される受光軸を
   有し受光量に応じた受光信号を出力する受光手段と、こ
   の受光手段の受光軸と交差した状態で配置され前記投光
   手段から投光された光束の幅よりも大なる幅の集光面を
   有し前記被検出物体の表面で正反射される前記投光手段
   からの光束のうち前記受光軸に平行に沿って上記集光面
   に入光する光束を前記受光手段へ導く集光手段とを備え
   たことを特徴とする光電センサ。