JPH09265880A - Area sensor - Google Patents

Area sensor

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Publication number
JPH09265880A
JPH09265880A JP10328796A JP10328796A JPH09265880A JP H09265880 A JPH09265880 A JP H09265880A JP 10328796 A JP10328796 A JP 10328796A JP 10328796 A JP10328796 A JP 10328796A JP H09265880 A JPH09265880 A JP H09265880A
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JP
Japan
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light
area sensor
light receiving
sensor
light projecting
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP10328796A
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Japanese (ja)
Inventor
Osamu Nishizaki
修 西崎
Shigeru Aoyama
茂 青山
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Filing date
Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve reduction of wiring and miniaturization and cost reduction of the sensor head of a two-dimensional area sensor by decreasing the number of photoelectric sensors, etc., that are in use. SOLUTION: This area sensor is designed so that light projected from a projecting part 2 is transmitted to a receiving part 3 as it undergoes multiple reflections between two opposite reflectors 4, 6 that use one-dimensional prisms. If an object advances into the optical path leading from the projecting part 2 to the receiving part 3 and blocks the light, the advance of the object is detected on the basis of fluctuation of the signal input to the receiving part 3. Only one unit having photoelectric sensor functions is enough, and miniaturization of the sensor, etc., can be achieved.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、投光部から出射さ
れ受光部に至る光の伝搬経路中に物体が進入して光が遮
られる場合に、受光部での受光信号の変動を基に、物体
の有無を検知する二次元のエリアセンサに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention is based on a fluctuation of a light receiving signal in a light receiving section when an object enters a light propagation path of a light emitted from a light projecting section and reaching a light receiving section to block the light. , A two-dimensional area sensor for detecting the presence or absence of an object.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、工場の製造ライン等における危険
防止、住居等における不審者侵入検知などにエリアセン
サと称されるセンサが用いられている。図15は、従来
のエリアセンサの外観と動作を模式的に説明する図であ
る。図に示すように、この従来のエリアセンサ100
は、投光素子101が直線上に複数個配列された投光系
ヘッド102と、受光素子103が直線上に複数個配列
されて成る受光系ヘッド104を、検知距離Dを隔てて
対向させ、二次元のエリアを監視するものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, a sensor called an area sensor has been used for prevention of danger in a manufacturing line of a factory and detection of intrusion of a suspicious person in a house or the like. FIG. 15 is a diagram schematically illustrating the appearance and operation of a conventional area sensor. As shown in the figure, this conventional area sensor 100
Is a light emitting system head 102 having a plurality of light emitting elements 101 arranged on a straight line, and a light receiving system head 104 having a plurality of light receiving elements 103 arranged on a straight line, facing each other with a detection distance D therebetween. It monitors two-dimensional areas.

【0003】このような構成のエリアセンサ100の検
知エリアAを遮るように不透過物体105が進入したと
き、投光系ヘッド102から投光された光Lの一部が不
透過物体105により遮られるため、不透過物体105
の進入を検知することができる。
When the opaque object 105 enters so as to block the detection area A of the area sensor 100 having such a structure, a part of the light L projected from the projection system head 102 is blocked by the opaque object 105. Therefore, the opaque object 105
Can be detected.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のエリアセンサは、複数個の投光素子101
及び受光素子103を使用するので、コスト高となるば
かりでなく、センサヘッド102,104の小型化に際
しての限界、配線の複雑化等の問題がある。特に、検知
エリアAが広い場合や、検知分解能Sが高い場合には、
より多数の投光素子101や受光素子103が必要とな
るため、これらの問題は一層深刻である。
However, the conventional area sensor as described above has a plurality of light emitting elements 101.
Also, since the light receiving element 103 is used, not only the cost becomes high, but also there are problems such as a limit in downsizing the sensor heads 102 and 104 and complication of wiring. Especially when the detection area A is large or the detection resolution S is high,
These problems are more serious because a larger number of light emitting elements 101 and light receiving elements 103 are required.

【0005】本発明は上述の問題点を解決するためにな
されたもので、一次元プリズムの多重反射原理により、
投光部から出射された光を、対向する2つの反射板の間
を受光部の方向へ伝搬させ、受光部に入射させる構成と
することにより、投光素子や光電センサの使用数の大巾
削減、省配線化、センサヘッドの小型化、さらには、低
コスト化が図れるエリアセンサを提供することを目的と
する。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and is based on the multiple reflection principle of a one-dimensional prism.
The light emitted from the light projecting section is propagated in the direction of the light receiving section between two opposing reflecting plates and is incident on the light receiving section, so that the number of light projecting elements and photoelectric sensors used is greatly reduced. It is an object of the present invention to provide an area sensor capable of saving wiring, downsizing a sensor head, and reducing costs.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、光を出射する投光部と、この投光部から
出射された光を受光して電気信号に変換する受光部とを
備え、投光部から受光部に至る光路中に物体が進入して
光を遮ることによる受光部での受光信号の変動を基に物
体の有無を検知するエリアセンサにおいて、投光部と受
光部の間に配置された第1の反射板と、この反射板と対
向するように配置された第2の反射板とを備え、投光部
から第2の反射板に向けて光を出射し、この第2の反射
板により第1の反射板に向けて光を反射させることによ
り、光を両反射板の間を多重反射させながら伝搬させて
受光部に入射させるように構成したものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a light projecting section for emitting light, and a light receiving section for receiving the light emitted from the light projecting section and converting it into an electric signal. In an area sensor that detects the presence or absence of an object based on a change in a light reception signal at the light receiving unit due to an object entering the light path from the light emitting unit to the light receiving unit and blocking light, A first reflecting plate arranged between the light receiving units and a second reflecting plate arranged so as to face the reflecting plate are provided, and light is emitted from the light projecting unit toward the second reflecting plate. The second reflecting plate reflects the light toward the first reflecting plate, so that the light is propagated while being multiply reflected between the two reflecting plates and is incident on the light receiving portion.

【0007】上記の構成においては、投光部から第2の
反射板に向けて出射された光は、更に第2の反射板によ
り第1の反射板に向かって反射され、連続的に両反射板
の間を多重反射しながら伝搬し受光部に入射する。この
ため、光の伝搬経路中に何等かの光の不透過物体が進入
した場合には、光は受光部に届かず、物体の進入が検知
される。しかも、この構成においては投光部と受光部が
一組だけであるので、投光素子や光電センサの使用数の
大巾な削減、省配線化が可能である。
In the above structure, the light emitted from the light projecting portion toward the second reflection plate is further reflected by the second reflection plate toward the first reflection plate, and is continuously reflected by both. It propagates while being multiple-reflected between the plates and enters the light receiving portion. For this reason, when some light opaque object enters the light propagation path, the light does not reach the light receiving unit, and the entry of the object is detected. Moreover, in this configuration, since the light projecting section and the light receiving section are only one set, it is possible to greatly reduce the number of light projecting elements and photoelectric sensors used and to reduce wiring.

【0008】また、本発明は、上記反射板の少なくとも
1つが、少なくとも1軸方向に回帰反射特性を有するも
のであってもよい。この構成においては、投光部から出
射された光は、1軸方向の回帰反射特性により、的確に
多重反射されながら伝搬され受光部に入射するので、上
記と同等の作用が得られる。
Further, in the present invention, at least one of the reflectors may have a regressive reflection characteristic in at least one axial direction. In this configuration, the light emitted from the light projecting unit is propagated while being accurately reflected multiple times due to the recursive reflection characteristic in the uniaxial direction, and is incident on the light receiving unit, so that the same operation as described above can be obtained.

【0009】また、本発明は、上記投光部が可視光を発
光する素子と赤外光を発光する素子とを有し、これらの
光をハーフミラーにより合成して投光するものであって
もよい。この構成においては、取付調整が容易になる。
また、赤外光を発光する素子の方が、一般的に発光パワ
ーが強いため、センサの検知距離を長距離化できる。ま
た、センサ動作時における光線のギラツキは緩和され、
しかも動作感度が低下することがない。
Further, according to the present invention, the light projecting section has an element that emits visible light and an element that emits infrared light, and these lights are combined and projected by a half mirror. Good. With this configuration, the attachment adjustment becomes easy.
In addition, since an element that emits infrared light generally has higher emission power, the detection distance of the sensor can be extended. In addition, the glare of light rays during sensor operation is reduced,
Moreover, the operation sensitivity does not decrease.

【0010】また、本発明は、エリアセンサ取付調整時
にのみ可視光を発光する素子を発光させるようにしたも
のであってもよい。この構成においては、取付調整時の
調整が容易であり、かつ、通常は可視光が発光されない
ので、通行人や利用者にセンサ動作時の光線のギラツキ
などによる不快感や不審感を与えることがない。
Further, the present invention may be such that an element that emits visible light is caused to emit light only when the area sensor is attached and adjusted. In this configuration, adjustment at the time of mounting adjustment is easy, and since visible light is not normally emitted, a passerby or a user may feel uncomfortable or suspicious due to glare of light rays during sensor operation. Absent.

【0011】また、本発明は、上記エリアセンサを用い
て侵入者の検知を行う侵入者検知システムとすることが
できる。
Further, the present invention can be an intruder detection system for detecting an intruder using the area sensor.

【0012】また、本発明は、上記エリアセンサを用い
て物体等の検知を行い、この検知が行われたときに装置
の動作を停止させる危険防止システムとすることができ
る。
The present invention also provides a danger prevention system which detects an object or the like using the area sensor and stops the operation of the apparatus when the detection is performed.

【0013】また、本発明は、上記エリアセンサを用い
て部品が取り出されたか否かを検知する部品取り忘れ監
視システムとすることができる。
Further, the present invention can be a part removal forgetting monitoring system for detecting whether or not a part is taken out by using the area sensor.

【0014】また、本発明は、上記エリアセンサを用い
て落下物の検知を行う落下物検知システムとすることが
できる。
The present invention can also be applied to a fallen object detection system for detecting a falling object using the area sensor.

【0015】また、本発明は、上記エリアセンサが複数
組並んで用いられる場合に、投光部と受光部と反射板が
設けられたセンサヘッドの裏面側に反射板を設けたもの
であってもよい。この構成においては、隣り合う双方の
エリアセンサの一方のセンサヘッドの裏面側の反射板を
他方のセンサヘッドに対するものとして使用可能とな
り、反射板の取り付け効率の向上が図れる。
Further, according to the present invention, when a plurality of sets of the above area sensors are used side by side, a reflecting plate is provided on the back side of the sensor head provided with the light projecting portion, the light receiving portion and the reflecting plate. Good. In this configuration, the reflector on the back surface side of one of the sensor heads of the two adjacent area sensors can be used for the other sensor head, and the efficiency of attaching the reflector can be improved.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施の
形態を図面を参照して説明する。図1は本発明のエリア
センサの外観とその動作を説明する図である。図に示す
ように、エリアセンサ1は、光Lを出射する投光部2
と、この投光部2から出射された光Lを受光して電気信
号に変換する受光部3と、これら投光部2、受光部3、
及びこれらの間に設けられた第1の反射板4から成るセ
ンサヘッド5と、更に、第1の反射板4と対向するよう
に設けらた第2の反射板6とで構成されている。そし
て、投光部2から第2の反射板6に向けて出射された光
Lは第2の反射板6により反射され、この反射光Lは第
1の反射板4に向けて入射され、さらに、第1の反射板
4により反射され、第2の反射板6に入射されるよう
に、すなわち、第1及び第2の反射板4,6間で光Lが
多重反射され、この多重反射を繰り返しながら光Lは伝
搬され、受光部3に入射するように構成されている。こ
のような構成のエリアセンサ1において、投光部2から
受光部3に至る光路が物体等の検知エリアとなり、この
光路中に物体等が進入して光を遮れば、受光部3での受
光量が変動し、これに基いて物体等の進入を検知するこ
とができる。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram for explaining the appearance and operation of the area sensor of the present invention. As shown in the figure, the area sensor 1 includes a light projecting unit 2 that emits light L.
And a light receiving section 3 for receiving the light L emitted from the light projecting section 2 and converting it into an electric signal, and the light projecting section 2, the light receiving section 3,
And a sensor head 5 composed of the first reflecting plate 4 provided between them, and further, a second reflecting plate 6 provided so as to face the first reflecting plate 4. Then, the light L emitted from the light projecting unit 2 toward the second reflection plate 6 is reflected by the second reflection plate 6, and this reflected light L is incident toward the first reflection plate 4, and further, , So that the light L is reflected by the first reflection plate 4 and is incident on the second reflection plate 6, that is, the light L is multiply reflected between the first and second reflection plates 4 and 6, and this multiple reflection is The light L is propagated while repeating, and is incident on the light receiving unit 3. In the area sensor 1 having such a configuration, an optical path from the light projecting section 2 to the light receiving section 3 serves as a detection area for an object or the like. The amount of received light varies, and based on this, the entry of an object or the like can be detected.

【0017】図2は本発明の一実施の形態において用い
られる反射板4,6の構成を示す図で、(a)は入射角
及び出射角とx−z面との関係を、(b)はy軸を切断
する面(A面)における入射と出射の態様を表わしてい
る。図に示すように、反射板4,6はその断面形状が直
角二等辺三角形である一次元プリズム10を有し、光L
は、入射した角度θと同一の出射角θ´(z軸に対して
−θ)で出射され、順次、y軸に沿って伝搬する。ま
た、広がった光Lが入射した場合、反射した後、集光す
るようになるため、投光部の光強度を有効に利用でき、
光Lは効率よく多重反射して受光部に至る。
FIG. 2 is a diagram showing the structure of the reflectors 4 and 6 used in the embodiment of the present invention. FIG. 2A shows the relationship between the incident angle and the output angle and the xz plane, and FIG. Indicates the mode of incidence and emission on the plane (A plane) that cuts the y-axis. As shown in the figure, the reflectors 4 and 6 have a one-dimensional prism 10 whose cross-sectional shape is an isosceles right triangle, and the light L
Are emitted at an emission angle θ ′ (−θ with respect to the z axis) that is the same as the incident angle θ, and sequentially propagate along the y axis. Further, when the spread light L is incident, it is reflected and then condensed, so that the light intensity of the light projecting portion can be effectively used,
The light L is efficiently multiple-reflected and reaches the light receiving portion.

【0018】図3は本発明のエリアセンサの一実施の形
態における回路ブロック図である。図に示すように、本
実施の形態における回路は、投光部2、受光部3、信号
処理回路11から成る。投光部2から出射された光L
は、2つの反射板の間を多重反射して伝搬し受光部3に
入射し、信号処理回路11にて処理され、例えば、光の
入力がある場合と無い場合で出力がHiもしくはLoと
なる。
FIG. 3 is a circuit block diagram of an embodiment of the area sensor of the present invention. As shown in the figure, the circuit in this embodiment includes a light projecting unit 2, a light receiving unit 3, and a signal processing circuit 11. Light L emitted from the light projecting unit 2
Is propagated after being multiple-reflected between the two reflection plates, is incident on the light receiving section 3, and is processed by the signal processing circuit 11. For example, the output becomes Hi or Lo with and without light input.

【0019】図4(a),(b)は本発明のエリアセン
サの一実施の形態におけるセンサヘッド5の断面図及び
投光部2の平面図である。図に示すように、センサヘッ
ド5は、筐体5aに内蔵された発光ダイオード2a、コ
リメートレンズ2b、及び出射角(傾き)調整機構2c
から成る投光部2と、フォトダイオード3a及び結像レ
ンズ3bから成る受光部3と、信号処理回路11と、投
光部2と受光部3との間に設けられた第1の反射板4
と、これらを保護する保護カバー5bとから構成されて
いる。出射角調整機構2cは、発光ダイオード2a及び
コリメートレンズ2bを取り付ける基板2dを筐体5a
の裏板に対して出射角調整方向の少なくとも2点でネジ
等を用いて取り付けた構成で成る。
4 (a) and 4 (b) are a sectional view of the sensor head 5 and a plan view of the light projecting section 2 in an embodiment of the area sensor of the present invention. As shown in the figure, the sensor head 5 includes a light emitting diode 2a, a collimator lens 2b, and an emission angle (tilt) adjusting mechanism 2c built in a housing 5a.
A light projecting section 2 including a light receiving section 3 including a photodiode 3a and an imaging lens 3b, a signal processing circuit 11, and a first reflecting plate 4 provided between the light projecting section 2 and the light receiving section 3.
And a protective cover 5b for protecting them. In the emission angle adjusting mechanism 2c, the substrate 2d to which the light emitting diode 2a and the collimating lens 2b are attached is attached to the housing 5a.
It is configured to be attached to the back plate by using screws or the like at at least two points in the emission angle adjusting direction.

【0020】この構成によれば、投光部2と受光部3と
は、その一組のみがセンサヘッド5の筐体5aに内蔵さ
れる。従って、従来のエリアセンサ100が複数の投光
素子101や受光素子103を使用していたことに比
べ、筐体5aの内部が複数の投光素子101や受光素子
103により占領されることがない。このため、センサ
ヘッド5を小型化することができる。
According to this structure, only one set of the light projecting section 2 and the light receiving section 3 is built in the housing 5a of the sensor head 5. Therefore, as compared with the conventional area sensor 100 that uses a plurality of light projecting elements 101 and light receiving elements 103, the inside of the housing 5a is not occupied by the plurality of light projecting elements 101 and light receiving elements 103. . Therefore, the sensor head 5 can be downsized.

【0021】投光部2の光源としての発光ダイオード2
aについては、光強度を有効に利用するという観点から
発光部の小さいものがよい。例えば、発光スポット径3
0ミクロンの面発光ダイオード2aと、直径3.8m
m、焦点距離3.65mmのレンズ2bとを組み合わせ
ると、広がり角全角で0.47度(1mm先のスポット
径8.22mm)が得られる。因みに、広がり角=ta
-1(発光スポット径/レンズの焦点距離)、スポット
径=((観測距離cf.1000mm)×発光スポット
径)/レンズの焦点距離、である。また、受光部3の結
像レンズ3bは開口数(NA)が大きく、レンズ径の大
きいものほどよいが、小型化の観点から直径10mm乃
至20mmのものがよい。
Light emitting diode 2 as a light source of the light projecting section 2.
As for a, a small light emitting portion is preferable from the viewpoint of effectively utilizing the light intensity. For example, the emission spot diameter is 3
0 micron surface emitting diode 2a, diameter 3.8m
When combined with the lens 2b having an m and a focal length of 3.65 mm, a full divergence angle of 0.47 degrees (a spot diameter of 1 mm ahead of 8.22 mm) can be obtained. Incidentally, spread angle = ta
n −1 (emission spot diameter / lens focal length), spot diameter = ((observation distance cf. 1000 mm) × emission spot diameter) / lens focal length. Further, the imaging lens 3b of the light receiving unit 3 has a larger numerical aperture (NA) and a larger lens diameter, and is preferable, but from the viewpoint of downsizing, a diameter of 10 mm to 20 mm is preferable.

【0022】また、反射板6及び4には一次元プリズム
を用いており、この場合、特に反射後のビームの広がり
が小さいため光の利用効率が向上する。また、プリズム
の周期(ピッチ)は小さい方がよく、例えば、数百ミク
ロン程度がよい。ただし、周期が数十ミクロン以下にな
ると発光ダイオードにおいても干渉が起こるので広がり
が発生する。因みに、プリズムの周期≧可干渉距離、可
干渉距離=(光源の波長)2 /(2π×屈折率×発光ス
ペクトル幅)、である。
Further, since one-dimensional prisms are used for the reflecting plates 6 and 4, in this case, since the spread of the beam after reflection is particularly small, the light utilization efficiency is improved. Further, it is preferable that the period (pitch) of the prism is small, for example, about several hundreds of microns. However, when the period is less than several tens of microns, interference also occurs in the light emitting diode, so that the spread occurs. Incidentally, the period of the prism ≧ coherence length, coherence length = (wavelength of light source) 2 / (2π × refractive index × emission spectrum width).

【0023】なお、分解能については、特に受光部3の
レンズ3bの径による場合、レンズ3bの径を小さくす
ること及び光源の光の広がり角を小さくすることで向上
させ得る。また、検知距離は投光部2のビーム光軸角度
を小さくすること、光源の発光強度の向上、及び反射板
4及び6の反射損失の低減により長くし得る。
The resolution can be improved by reducing the diameter of the lens 3b and the divergence angle of the light from the light source, particularly when the diameter of the lens 3b of the light receiving section 3 is used. Further, the detection distance can be lengthened by reducing the beam optical axis angle of the light projecting unit 2, improving the light emission intensity of the light source, and reducing the reflection loss of the reflection plates 4 and 6.

【0024】図5は本発明のエリアセンサの一実施の形
態における反射板の形成例を説明する図で、(a)は三
角柱と基板から成るもの、(b)は三角柱部分と基板部
分を一体的に成型したものであり、いずれも、一つのプ
リズム形状を見れば断面が五角形構造であり、頂角部分
は直角であり、その隣り合う辺の長さは等しい。反射板
4,6の製法としては紫外線硬化樹脂を用いた2P(フ
ォトポリマリゼーション)法などを用いることができ
る。なお、(a)に示すものにおいては、基板4b,6
bにガラスを用いて、樹脂製のプリズム部4a,6aと
一体化すれば反射板4,6の外力による反りを防ぐこと
ができる。また、(b)に示すものにおいては、反射板
4,6はその一体的な厚みのため、外部から加わる応力
に対して強くなる。さらには、反射板4,6の全体をフ
イルム状とし、背面側を粘着シートとすれば、センサと
して組み立てる作業が容易となる。
FIGS. 5A and 5B are views for explaining an example of forming a reflection plate in one embodiment of the area sensor of the present invention. FIG. 5A shows a triangular prism and a substrate, and FIG. Each prism shape has a pentagonal structure in cross section, the apex angle portion is a right angle, and the adjoining sides have the same length. As a method for manufacturing the reflection plates 4 and 6, a 2P (photopolymerization) method using an ultraviolet curable resin or the like can be used. Incidentally, in the case shown in (a), the substrates 4b, 6
If glass is used for b and is integrated with the prism parts 4a and 6a made of resin, it is possible to prevent the reflection plates 4 and 6 from being warped by an external force. Further, in the structure shown in (b), the reflectors 4 and 6 are strong against external stress due to their integrated thickness. Furthermore, if the entire reflectors 4 and 6 are formed into a film and the back side is an adhesive sheet, the work of assembling as a sensor becomes easy.

【0025】図6も本発明のエリアセンサの一実施の形
態における反射板4,6の形成例を説明する図で、
(a)は両凸シリンドリカルレンズアレイ4c,6cと
ミラー4d,6dとの組み合わせに成るもの、(b)は
片凸シリンドリカルレンズアレイ4e,6eとミラー4
d,6dとの組み合わせに成るものである。いずれの場
合も、レンズ材の屈折率よりも小さい屈折率を有する材
料で両者をモールドして接着するので小型化が図れる。
なお、ミラーはレンズの焦点位置に設置する。
FIG. 6 is a view for explaining an example of forming the reflection plates 4 and 6 in the embodiment of the area sensor of the present invention.
(A) is a combination of the biconvex cylindrical lens arrays 4c, 6c and the mirrors 4d, 6d, (b) is a single convex cylindrical lens array 4e, 6e and the mirror 4
It is a combination of d and 6d. In any case, since both are molded and adhered with a material having a refractive index smaller than that of the lens material, miniaturization can be achieved.
The mirror is installed at the focal position of the lens.

【0026】図7は本発明のエリアセンサの一実施の形
態における投光部2の構造を説明する図で、(a)は平
面図、(b)は縦断面図である。図に示すように、投光
部2は、ハウジング20内に可視光を発光する半導体レ
ーザ(可視発光ダイオードでもよい)21と赤外光を発
光する赤外発光ダイオード22の2つの素子を有し、ハ
ーフミラー23及び投光レンズ24を介して投光するよ
うに構成されている。この構成によれば、センサの通常
の使用時には、赤外光を用いることでセンサ動作時のギ
ラツキにより不快感や不審感が生じることを防止するこ
とができ、また、光軸調整時には可視光を用いることで
光軸調整を容易に行うことができる。また、投光光源と
してレーザ光を用いればビームの広がりが、発光ダイオ
ードに比べ小さく、また、発光パワーが大きいため、検
知距離を長くすることや分解能を上げることが容易に可
能となる。
7A and 7B are views for explaining the structure of the light projecting portion 2 in the embodiment of the area sensor according to the present invention. FIG. 7A is a plan view and FIG. 7B is a longitudinal sectional view. As shown in the figure, the light projecting section 2 has two elements, a semiconductor laser (which may be a visible light emitting diode) 21 which emits visible light and an infrared light emitting diode 22 which emits infrared light, in a housing 20. The light is projected through the half mirror 23 and the light projecting lens 24. According to this configuration, when the sensor is normally used, it is possible to prevent discomfort or suspiciousness due to glare during sensor operation by using infrared light. By using it, the optical axis can be easily adjusted. Further, when laser light is used as the light projecting light source, the spread of the beam is smaller than that of the light emitting diode and the light emitting power is large, so that it is possible to easily increase the detection distance and increase the resolution.

【0027】図8は本発明のエリアセンサ1の変形例を
示す。この例では、対向して配置されるセンサヘッド5
と第2の反射板6とを一体の筐体25に設けている。こ
の構成にすることで、センサ自体が小さい場合、筐体2
5を適宜に設定することにより、反射板4,6及び投受
光部2,3の光軸調整機構が不要になる。
FIG. 8 shows a modification of the area sensor 1 of the present invention. In this example, the sensor heads 5 arranged to face each other
The second reflection plate 6 and the second reflection plate 6 are provided in an integrated housing 25. With this configuration, when the sensor itself is small, the housing 2
By setting 5 appropriately, the optical axis adjusting mechanism of the reflectors 4 and 6 and the light emitting and receiving parts 2 and 3 becomes unnecessary.

【0028】図9は、エリアセンサ1のさらに他の変形
例を示し、各別のセンサヘッド27,28のそれぞれに
投光部2と受光部3とを各別に設けたものである。この
構成においては、投光部2と受光部3の間に反射板4,
6が設けられていることにおいて、上記の実施例と変わ
らないが、投光部2と受光部3のそれぞれが各別のセン
サヘッド27,28に設けられるので、部品を各センサ
ヘッド27,28の筐体に分散することができる。
FIG. 9 shows still another modified example of the area sensor 1, in which each of the separate sensor heads 27 and 28 is provided with a light projecting section 2 and a light receiving section 3, respectively. In this configuration, the reflection plate 4 is provided between the light projecting unit 2 and the light receiving unit 3.
6 is provided, which is the same as in the above-described embodiment, but since the light projecting unit 2 and the light receiving unit 3 are provided in separate sensor heads 27 and 28, parts are provided in each sensor head 27, 28. Can be distributed over the housing.

【0029】図10は本発明のエリアセンサを用いた侵
入者検知システムの一実施例を示す図である。この侵入
者検知システム31は、貴金属店等の出入口32などに
エリアセンサ1を設置したものであり、不審者33等の
侵入により光Lが遮られてその侵入を検知することがで
き、それに連動して警報ベルなどを鳴らすことができ
る。
FIG. 10 is a diagram showing an embodiment of an intruder detection system using the area sensor of the present invention. This intruder detection system 31 is one in which the area sensor 1 is installed at a doorway 32 of a precious metal store or the like, and the light L is blocked by an intrusion of a suspicious person 33 or the like, and the intrusion can be detected. Then you can ring an alarm bell.

【0030】図11は本発明のエリアセンサを用いた、
スパッタ装置の危険防止システムを示す図である。この
危険防止システム41は、スパッタ装置42のオペレー
タ側開口部にエリアセンサ1を設置したもので、手等の
進入があった時に光Lが遮られて装置の動作を停止させ
るようにする。
FIG. 11 shows an area sensor of the present invention,
It is a figure which shows the danger prevention system of a sputtering device. This danger prevention system 41 has an area sensor 1 installed in the opening on the operator side of the sputtering device 42, and when the hand or the like enters, the light L is blocked and the operation of the device is stopped.

【0031】図12は本発明のエリアセンサを用いた部
品取り忘れ監視システムを示す図である。この部品取り
忘れ監視システム51は、製造工場等における複数に区
分された部品棚52から複数種の部品53を全て取りだ
したか否を監視するために、各部品棚52の開口に対応
してエリアセンサ1を配置したものである。このセンサ
を用いて部品が取り出される(ピッキング)毎にそれが
検知され、この検知信号を用いてカウンタ54により部
品数を管理し、所定の警告を発するようにすればよい。
このシステム51を採用することで、多数の部品から成
る製品の組み立てにおいて、部品の取り忘れ、ひいては
不良品の発生防止に効果がある。さらには、エリアセン
サ1は小型化や省配線化を図ったものであるので、これ
を各部品棚52にコンパクトに設置することができる。
FIG. 12 is a view showing a part removal forgetting monitoring system using the area sensor of the present invention. The part-forgetting monitoring system 51 monitors an area sensor corresponding to an opening of each parts shelf 52 in order to monitor whether all kinds of parts 53 are taken out from the parts shelf 52 divided into a plurality in a manufacturing factory or the like. 1 is arranged. Each time a component is taken out (picked) by using this sensor, it is detected, and the detection signal is used to manage the number of components by the counter 54 to issue a predetermined warning.
By adopting this system 51, in assembling a product composed of a large number of parts, it is effective in forgetting to take out the parts and eventually preventing defective products. Furthermore, since the area sensor 1 is designed to be compact and have reduced wiring, it can be compactly installed on each component shelf 52.

【0032】図13は本発明のエリアセンサを複数個並
べて用いる場合に適する構成例を示す。このセンサヘッ
ド65は、前面側は図1と同様の構成でなり、裏面側6
6に一体的に反射板6´を設けている。このような構成
のセンサヘッド65の複数組をセットとして用いること
により、第2の反射板に相当する部材を別個に設置する
必要がなくなり、取り付け効率を向上することができ
る。特に、上述の部品棚52のように、エリアセンサ1
を複数個並べて用いる場合などに大巾なコスト削減が可
能となる。
FIG. 13 shows an example of a structure suitable when a plurality of area sensors of the present invention are arranged and used. This sensor head 65 has the same structure as that of FIG.
A reflector 6 ′ is integrally provided on the plate 6. By using a plurality of sets of sensor heads 65 having such a configuration as a set, it is not necessary to separately install a member corresponding to the second reflection plate, and the mounting efficiency can be improved. In particular, like the component shelf 52 described above, the area sensor 1
It is possible to significantly reduce the cost when using a plurality of lining up.

【0033】図14は本発明のエリアセンサを用いた落
下物検知システムを示す図である。この落下物検知シス
テム71は、ベルトコンベア72上を搬送されている物
73の数をカウントできるようにエリアセンサ1を配置
したものであり、この落下物検知システム71によれ
ば、物73の落下位置が不定であっても、正確なカウン
トが可能となる。また、エリアセンサ1が小型化、省配
線化に適しているので、ベルトコンベア72が壁際にあ
る場合や電源が取りにくい場合であっても容易に構成す
ることができる。
FIG. 14 is a diagram showing a falling object detection system using the area sensor of the present invention. The falling object detection system 71 has the area sensor 1 arranged so that the number of objects 73 conveyed on the belt conveyor 72 can be counted. Accurate counting is possible even if the position is indefinite. Further, since the area sensor 1 is suitable for downsizing and wiring saving, the area sensor 1 can be easily configured even when the belt conveyor 72 is located near a wall or when it is difficult to obtain power.

【0034】なお、本発明のエリアセンサは光を出射す
る投光部、投光部から出射された光を受光して電気信号
に変換する受光部、及び投光部と受光部の間に配置され
てなり、投光部から出射された光を多重反射により受光
部へ伝搬させるための2つの反射板から成ればよく、上
記の実施の形態に限られるものではない。例えば、更な
る小型化のために、結像レンズとして、フレネルレンズ
を用いてもよい。また、本発明のエリアセンサを用いた
システムとしては、例えば、厳格な清浄状態を要する半
導体製造ラインにおけるウエハ搬送工程へ手等が進入し
たときに製造ラインを的確に停止するシステム等も可能
である。
The area sensor of the present invention is arranged between the light projecting section for emitting light, the light receiving section for receiving the light emitted from the light projecting section and converting it into an electric signal, and between the light projecting section and the light receiving section. However, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, as long as it includes two reflecting plates for propagating the light emitted from the light projecting section to the light receiving section by multiple reflection. For example, a Fresnel lens may be used as the imaging lens for further size reduction. Further, as a system using the area sensor of the present invention, for example, a system that accurately stops the manufacturing line when a hand or the like enters a wafer transfer process in a semiconductor manufacturing line that requires a strict clean state is possible. .

【0035】[0035]

【発明の効果】以上のように本発明のエリアセンサによ
れば、投光部から出射された光を2つの反射板の間で多
重反射させながら受光部へ伝搬させるようにしたので、
光路中に物体が進入した場合、受光部の受光信号の変動
を基に物体の進入を検知することができる。このため、
光電センサの機能を有するユニットを複数使用する従来
のエリアセンサに比べ、光電センサ数の削減やそれに伴
う省配線化が図れ、さらには、装置の小型化を図ること
ができる。
As described above, according to the area sensor of the present invention, the light emitted from the light projecting portion is propagated to the light receiving portion while being multiply reflected between the two reflecting plates.
When an object enters the optical path, the object can be detected based on the fluctuation of the light receiving signal of the light receiving unit. For this reason,
Compared with a conventional area sensor that uses a plurality of units having a photoelectric sensor function, the number of photoelectric sensors can be reduced and the wiring can be saved accordingly, and the size of the device can be reduced.

【0036】また、本発明によれば、エリアセンサの各
種装置やシステムへの組み込みにおいて、設置スペース
をより小さく、しかも、配線工程などをより簡単にする
ことができるため、物体の落下防止、作業工程における
危険防止、部品取り出し管理、不審者等の侵入監視等の
システムとして構成することが容易に可能となる。
Further, according to the present invention, when the area sensor is incorporated in various devices and systems, the installation space can be made smaller and the wiring process can be made simpler. The system can be easily configured as a system for risk prevention in the process, management for taking out parts, intrusion monitoring of a suspicious person, and the like.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施の形態によるエリアセンサの外
観図である。
FIG. 1 is an external view of an area sensor according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態において用いられる反射
板の構成を示す図で、(a)は入射角及び出射角とx−
z面との関係を示した斜視図、(b)はy軸を切断する
面における入射及び出射の態様を示した側面図である。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a reflector used in an embodiment of the present invention, in which (a) is an incident angle and an outgoing angle and x−.
FIG. 3B is a perspective view showing the relationship with the z-plane, and FIG. 3B is a side view showing the mode of incidence and emission on the plane cutting the y-axis.

【図3】本発明のエリアセンサの一実施の形態による回
路ブロック図である。
FIG. 3 is a circuit block diagram according to an embodiment of an area sensor of the present invention.

【図4】(a),(b)はそれぞれ本発明のエリアセン
サの一実施の形態によるセンサヘッドの断面図及び投光
部の平面図である。
4A and 4B are respectively a cross-sectional view of a sensor head and a plan view of a light projecting unit according to an embodiment of an area sensor of the present invention.

【図5】(a),(b)はそれぞれ本発明のエリアセン
サの実施の形態による反射板の形成例を示す斜視図であ
る。
5 (a) and 5 (b) are perspective views each showing an example of forming a reflection plate according to an embodiment of the area sensor of the present invention.

【図6】(a),(b)はそれぞれ本発明のエリアセン
サの実施の形態による反射板の形成例を示す斜視図であ
る。
6 (a) and 6 (b) are perspective views showing an example of forming a reflection plate according to the embodiment of the area sensor of the present invention.

【図7】(a),(b)はそれぞれ本発明のエリアセン
サの一実施の形態における投光部の平面図及び縦断面図
である。
7 (a) and 7 (b) are respectively a plan view and a vertical cross-sectional view of a light projecting section in an embodiment of the area sensor of the present invention.

【図8】本発明のエリアセンサの変形例を示す斜視図で
ある。
FIG. 8 is a perspective view showing a modified example of the area sensor of the present invention.

【図9】本発明のエリアセンサの他の変形例を示す斜視
図である。
FIG. 9 is a perspective view showing another modification of the area sensor of the present invention.

【図10】本発明のエリアセンサを用いた侵入者検知シ
ステムの一実施例を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing an embodiment of an intruder detection system using the area sensor of the present invention.

【図11】本発明のエリアセンサを用いた危険防止シス
テムの一実施例を示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing an embodiment of a danger prevention system using the area sensor of the present invention.

【図12】本発明のエリアセンサを用いた部品取り忘れ
監視システムの一実施例を示す図である。
FIG. 12 is a diagram showing an embodiment of a part removal forgetting monitoring system using the area sensor of the present invention.

【図13】本発明のエリアセンサを複数個並べて用いる
場合に適するセンサヘッドの一実施例を示す斜視図であ
る。
FIG. 13 is a perspective view showing an embodiment of a sensor head suitable when a plurality of area sensors of the present invention are arranged and used.

【図14】本発明のエリアセンサを用いた落下物検知シ
ステムの一実施例を示す図である。
FIG. 14 is a diagram showing an example of a falling object detection system using the area sensor of the present invention.

【図15】従来のエリアセンサの外観図である。FIG. 15 is an external view of a conventional area sensor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エリアセンサ 2 投光部 3 受光部 4 第一の反射板 5 センサヘッド 6 第二の反射板 L 光 1 Area Sensor 2 Light Emitting Section 3 Light Receiving Section 4 First Reflector 5 Sensor Head 6 Second Reflector L Light

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 光を出射する投光部と、この投光部から
出射された光を受光して電気信号に変換する受光部とを
備え、前記投光部から受光部に至る光路中に物体が進入
して光を遮ることによる前記受光部での受光信号の変動
を基に該物体の有無を検知するエリアセンサにおいて、 前記投光部と受光部の間に配置された第1の反射板と、
この反射板と対向するように配置された第2の反射板と
を備え、 前記投光部から前記第2の反射板に向けて光を出射し、
この第2の反射板により前記第1の反射板に向けて光を
反射させることにより、光を両反射板の間を多重反射さ
せながら伝搬させて前記受光部に入射させるように構成
したことを特徴とするエリアセンサ。
1. A light projecting unit that emits light and a light receiving unit that receives the light emitted from the light projecting unit and converts the light into an electric signal, and is provided in an optical path from the light projecting unit to the light receiving unit. In an area sensor for detecting the presence or absence of the object based on a change in a light reception signal in the light receiving section due to an object entering and blocking light, a first reflection arranged between the light projecting section and the light receiving section. A board,
A second reflecting plate arranged so as to face the reflecting plate, and emits light from the light projecting section toward the second reflecting plate,
By reflecting light toward the first reflector by the second reflector, the light is propagated while being multiple-reflected between the two reflectors and is incident on the light receiving portion. Area sensor to do.
【請求項2】 前記反射板の少なくとも1つが、少なく
とも1軸方向に回帰反射特性を有することを特徴とする
請求項1に記載のエリアセンサ。
2. The area sensor according to claim 1, wherein at least one of the reflectors has a recursive reflection characteristic in at least one axis direction.
【請求項3】 前記投光部が、可視光を発光する素子と
赤外光を発光する素子とを有し、これらの光をハーフミ
ラーにより合成して投光することを特徴とする請求項1
に記載のエリアセンサ。
3. The light projecting unit has an element that emits visible light and an element that emits infrared light, and these lights are combined and projected by a half mirror. 1
Area sensor described in.
【請求項4】 エリアセンサ取付調整時にのみ前記可視
光を発光する素子を発光させるようにしたことを特徴と
する請求項3に記載のエリアセンサ。
4. The area sensor according to claim 3, wherein the element that emits the visible light is caused to emit light only when the area sensor is attached and adjusted.
【請求項5】 請求項1に記載のエリアセンサを用いて
侵入者の検知を行うことを特徴とする侵入者検知システ
ム。
5. An intruder detection system, which uses the area sensor according to claim 1 to detect an intruder.
【請求項6】 請求項1に記載のエリアセンサを用いて
物体等の検知を行い、該検知が行われたときに装置の動
作を停止させることを特徴とした危険防止システム。
6. A danger prevention system characterized by detecting an object or the like by using the area sensor according to claim 1, and stopping the operation of the apparatus when the detection is performed.
【請求項7】 請求項1に記載のエリアセンサを用いて
部品が取り出されたか否かを検知することを特徴とする
部品取り忘れ監視システム。
7. A part removal forgetting monitoring system, which detects whether or not a part is taken out by using the area sensor according to claim 1.
【請求項8】 請求項1に記載のエリアセンサを用いて
落下物の検知を行うことを特徴とする落下物検知システ
ム。
8. A fallen object detection system, which detects a fallen object using the area sensor according to claim 1.
【請求項9】 請求項1に記載のエリアセンサが複数組
並んで用いられる場合に、前記投光部と受光部と反射板
が設けられたセンサヘッドの裏面側に反射板を設けたこ
とを特徴とするエリアセンサ。
9. When a plurality of area sensors according to claim 1 are used side by side, a reflecting plate is provided on the back side of the sensor head provided with the light projecting portion, the light receiving portion and the reflecting plate. Characteristic area sensor.
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