JPH10162699A - 反射型光電センサ - Google Patents

反射型光電センサ

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JPH10162699A
JPH10162699A JP31808596A JP31808596A JPH10162699A JP H10162699 A JPH10162699 A JP H10162699A JP 31808596 A JP31808596 A JP 31808596A JP 31808596 A JP31808596 A JP 31808596A JP H10162699 A JPH10162699 A JP H10162699A
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JP
Japan
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light
photoelectric sensor
light receiving
unit
type photoelectric
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Application number
JP31808596A
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English (en)
Inventor
Tadashi Chiga
匡 千賀
Kohei Tomita
公平 冨田
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
Application filed by Omron Corp, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Omron Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 物体の傾きや距離変動,表面形状の影響を受
けにくく、又低反射率の物体についても確実に検出でき
る反射型光電センサを提供すること。 【解決手段】 投光部3より光を物体検知領域に照射す
る。この反射光を受光する受光部を複数の受光部5,6
とする。各受光部は夫々異なった領域の光を受光できる
ようにする。こうすれば物体の傾きや距離,表面状態に
かかわらず物体の有無等を容易に判別できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は反射型光電センサに
関し、特に光学系に特徴を有する反射型光電センサに関
するものである。
【0002】
【従来の技術】反射型光電センサは光を物体検知領域に
照射し、物体からの反射光を受光し、その反射光のレベ
ルによって物体の有無や表面状態を判別するものであ
る。このような反射型光電センサとして、広い検知範囲
を有し光を拡散させて検知領域に照射し、その反射光を
受光する拡散反射型の光電センサと、投光ビームを一定
の径として又は集光して投光し、特定の領域に物体が存
在する場合にその反射光を受光する限定反射型光電セン
サがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかるに反射型光電セ
ンサにおいては、検出する物体の表面状態によって受光
レベルが異なる。拡散反射型光電センサでは、光をある
程度拡散させるため、物体の傾きに対してはある範囲内
で安定して検出することができる。しかし光を拡散させ
ているため、光の強度が弱くなり、反射率の低いガラス
等を検出することが難しくなるという欠点があった。一
方限定反射型光電センサは光を集光して物体検知領域に
照射するため、ガラス等の反射率の低い物体の場合も検
出は比較的容易にできる。しかしながら鏡やガラス等の
正反射性を有する物体を検出する場合には、物体の傾き
や距離変化,表面状態や平面,曲面等の表面形状が変化
すると反射光の方向や反射光の広がりが変化するため、
検出できなくなることがある。このように種々の物体を
安定して検出することができる反射型光電センサが存在
しないという欠点がある。
【0004】本発明はこのような従来の問題点に着目し
てなされたものであって、物体の傾きや距離変動,表面
の形状等の影響を受けにくく、又低反射率の物体も容易
に検出できる反射型光電センサを提供することを目的と
する。
【0005】
【課題を解決するための手段】本願の請求項1の発明
は、光を物体検知領域に投光する投光部と、前記投光部
によって照射された物体からの正反射光を受光する受光
部と、を有する反射型光電センサにおいて、前記投光部
及び受光部の少なくとも一方を複数の投光部及び受光部
として構成し、同時に動作させるようにしたことを特徴
とするものである。
【0006】本願の請求項2の発明は、光を物体検知領
域に投光する投光部と、前記投光部によって照射された
物体からの正反射光を受光する受光部と、を有する反射
型光電センサにおいて、前記受光部に隣接して配置さ
れ、前記受光部に直接入射されない反射光を前記受光部
に導くための光路変更手段を有することを特徴とするも
のである。
【0007】本願の請求項3の発明は、光を物体検知領
域に投光する投光部と、前記投光部によって照射された
物体からの正反射光を受光する受光部と、を有する反射
型光電センサにおいて、前記投光部又は受光部は、バン
ドル光ファイバの先端部分を分岐することにより形成さ
れたことを特徴とするものである。
【0008】本願の請求項4の発明は、光を物体検知領
域に投光する投光部と、前記投光部によって照射された
物体からの正反射光を受光する受光部と、を有する反射
型光電センサにおいて、前記投光部の前方に光の投光方
向を分散させるための回折格子を配置したことを特徴と
するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】図1(a)は本発明の第1の実施
の形態による反射型光電センサのヘッド部1Aを示す図
である。本図に示すように図示しない投光素子に投光用
光ファイバ2の一端が接続されており、光ファイバ2の
他端が光電センサのヘッド部1Aに接続される。そして
投光素子からの光が投光用光ファイバ2を介して投光部
3に加わる。投光部3には光をほぼ平行に出射するた
め、集光レンズであるコリメートレンズ4が設けられて
いる。そして物体の検知位置からの反射光を同時に受光
するために複数の受光部5及び6が設けられる。各受光
部5及び6は夫々反射光を受光用光ファイバ7及び8に
集光するための集光レンズ9,10、及び反射光のみを
光ファイバに導き、迷光を遮光するための円錐形遮光部
材を含んで構成されている。受光用光ファイバ7及び8
はバンドルファイバを分岐させて集光レンズ7,8の焦
点位置に配置したものであり、その他端はバンドルファ
イバのままで図示しない信号処理部の受光素子に接続さ
れる。各受光部5及び6は夫々投光ビームの一部の投光
領域を含む受光視野を有し、その領域からの反射光を同
時に受光するものである。従って検出物体の角度が光電
センサ1の前面と平行な状態から傾いた場合には、その
傾き角度θに対する2つの受光部5,6の受光レベルは
図1(b)の破線に示すように変化し、これを加算した
受光レベルは実線のように変化する。このように各受光
部の夫々の検出可能角度は狭いが、複数の受光部を用い
て各受光部の受光範囲をオーバーラップさせることによ
って、受光レベルの変動を少なくして広い角度範囲で受
光することが可能となる。
【0010】又このとき投受光部は視野を制限したり、
視野が交差するような配置とすることによって壁等の後
方物体からの反射光を誤って検出することを防ぐことが
できる。
【0011】図2は本発明の第2の実施の形態による光
電センサのヘッド部1Bを示す図であり、図1と同一部
分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。この実施
の形態では、投光部3は第1の実施の形態と同様であ
り、受光部は集光レンズ9及び10を設け、光ファイバ
7及び8に入射するようにしている。この実施の形態で
は、夫々の受光部は光の拡散を防止するための遮光部材
を設けず、集光レンズ9,10の中間に拡散板11を配
置しておく。拡散板11は2つの受光部の中間に入射さ
れた反射光を拡散させる光路変更手段であり、拡散され
た反射光の一部は受光用光ファイバ7及び8に入射され
る。このように各受光部5,6に直接受光されない反射
光の一部を拡散板で受光部に入射させることにより、図
1(b)に示すような2つの受光部5,6の中間位置で
の受光レベルの低下を少なくすることができる。このた
めより安定した検出が可能となる。
【0012】図3は本発明の第3の実施の形態による反
射型光電センサのヘッド部1Cを示す概略図である。こ
の実施の形態は投光部3については第1の実施の形態と
同様である。受光部側では反射光を凹面鏡12,13に
よって受光用光ファイバ14に集束させ、受光用光ファ
イバ14に入射する反射光のレベルを大きくすると共
に、広い範囲からの反射光を受光できるようにしてい
る。この実施の形態では凹面鏡を設けているが、回折格
子やプリズム等の光の進行方向を変更できる光路変更手
段であれば足りる。
【0013】又前述した第1〜第3の実施の形態では、
投光及び受光用光ファイバを用いているが、その出射又
は入射位置に直接投光素子や受光素子を配置してもよい
ことはいうまでもない。
【0014】次に本発明の第4の実施の形態について説
明する。この光電センサは第1の実施の形態の投光素子
と受光素子の位置を逆転させたものである。即ち図4に
ヘッド部1Dを示すように、投光用光ファイバ2をバン
ドルファイバとし、これを光ファイバ2a,2bに分離
する。そして2つの位置に投光部3a,3bを配置し、
各投光部3a,3bの前面にはコリメートレンズ4a,
4bを配置し、夫々異なった領域に光を投光する。一方
受光部14は反射光を受光用光ファイバ15に集光する
ための集光レンズ16を含んで構成されている。この場
合には広い範囲に光を投光するため、検出物体の傾き角
度θに対する受光量の変化は2つの投光部の投光ビーム
の反射光の和として表されるため、受光量は図4(b)
に示すように変化する。従って広い範囲の正反射光が得
られるため、物体の距離や角度変化にかかわらず物体の
有無を識別することができる。
【0015】図5(a)は本発明の第5の実施の形態に
よる光電センサのヘッド部1Eを示す図であり、第1の
実施の形態と同一部分は同一符号を付している。この実
施の形態では、投光用光ファイバ2の端面に隣接して回
折格子21を配置する。この回折格子21は出射光をそ
のまま透過して1次光として検知領域に投光し、又1次
光から所定角度離れた方向に2次出射光を投光する。図
5(b)は投光部の1次光を中心として図5(a)の面
上での出射角度θに対する投光レベルを示すグラフであ
る。こうすれば広い範囲に光が照射されることとなる。
この場合受光部として第1,第2の実施の形態のものを
用いてもよい。又受光部として図4に示すように1つの
受光部を用いても、広い範囲の正反射光が得られるた
め、物体の距離や角度変化にかかわらず物体の有無を識
別することができる。
【0016】次に本発明の第6の実施の形態による光電
センサについて図6〜図8を用いて説明する。この実施
の形態による光電センサはカセットに挿入されるLCD
基板等の薄い基板の有無を判別するものである。図6は
この光電センサのヘッド部1Fを示している。この図に
おいて、投光部31は投光素子32の前方に非球面トー
リックレンズ(シリンドリカルレンズ)33が配置され
ている。非球面トーリックレンズ33は図7(a)に示
すように光軸を縦方向に集束し、横方向には発散させ
る。そのため出射光は横方向の角度をθとすると、図7
(b)に示すような光の分散特性となる。このような光
電センサは多数のカセット中に平行にLCD基板等が収
納されている場合にその有無を判別する用途に適してい
る。
【0017】本実施の形態による光電センサにおいて
は、このようにして投光した光の反射光を受光するため
に複数の受光部を配置しておく。例えば受光部34,3
5,36を投光部の側方に配置し、夫々の取付角度を異
ならせておく。各受光部34,35,36は夫々受光素
子37,38,39と集光レンズ40,41,42を有
している。複数の受光部34,35,36は夫々その受
光視野を異ならせているため、夫々異なる領域の反射光
が受光できる。この実施の形態において図7(c)に示
すように、円板の一部が切欠かれたLCD基板43を検
出する際には、その傾き角θに応じて各受光部が受光す
るレベルを図8に示す。図8(a)〜(c)は光電セン
サと物体までの距離10mm,20mm,30mmにつ
いての受光レベルである。ここで受光部34の受光レベ
ルを破線Aで、受光部35の受光レベルを実線Bで、受
光部36の受光レベルを一点鎖線Cで示している。この
図から明らかなように、θが±20°の範囲でいずれか
の受光部により反射光が受光されるため、円形で一辺が
切り欠かれたLCD基板等の薄い基板の有無を容易に判
別することができる。
【0018】図9は本発明の第7の実施の形態の光電セ
ンサのヘッド部1Gを示す図であり、図4と同一部分は
同一符号を付して詳細な説明を省略する。この実施の形
態ではバンドル型の投光用光ファイバ51を分岐させて
投光レンズ52の前面に配置したものである。このよう
に光ファイバの端部を分岐させて配置すると、各光ファ
イバの端部より夫々異なった領域に光が照射されること
となる。このため物体の距離変動や角度変動があって
も、受光部14に反射光を得ることが容易となる。この
場合に受光部は第1〜第3,第5,第6の実施の形態と
同様に、複数設けておいてもよいことはいうまでもな
い。
【0019】図10は本発明の第8の実施の形態による
光電センサのヘッド部1Hを示す図であり、図1と同一
部分は同一符号を付して詳細な説明を省略する。この実
施の形態では受光用の光ファイバ53をバンドル型の光
ファイバとし、その端部を分岐して配置したものであ
る。又その前方には反射光を集光するための集光レンズ
54を配置する。こうすれば広い範囲からの反射光を受
光することができる。又図10(b)に示すように物体
の角度変動や距離変動があっても夫々異なったファイバ
の端面に光が入射するため、角度変動の影響を受けにく
い光電センサとすることができる。
【0020】更に第7,第8の実施の形態において、バ
ンドル型の投光用光ファイバ51又は受光用光ファイバ
53の先端を図11(a)に示すようにホーン状に加工
してもよい。こうすれば投光量又は受光量は図11
(b)に示すように、破線で示す元の角度から投受光の
角度範囲を拡大することができる。このような光ファイ
バの加工は投光側及び受光側の一方又は双方で行うこと
もできる。
【0021】次に図12は本発明の第10の実施の形態
の光電センサのヘッド部1Iを示す斜視図である。この
実施の形態では投光部は第1の実施の形態と同様に、投
光用光ファイバ2の先端にコリメートレンズ4を配置す
る。そして受光側では受光用のバンドル型光ファイバ5
3の端部を分散させて立体的に配置するようにしたもの
である。こうすればより広い領域からの反射光を受光す
ることができる。又検出物体の角度変動や距離変動等に
かかわらず物体の有無や表面状態を判別することができ
る。
【0022】尚前述した各実施の形態では光電センサの
ヘッド部について説明しているが、ヘッド部に接続させ
る信号処理部には投受光素子を設け、又受光素子に得ら
れる受光レベルに基づいて物体の有無や表面状態を識別
する信号処理回路を設けておくことはいうまでもない。
【0023】
【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明によれ
ば、投光部又は受光部の少なくとも一方を複数とし、投
光部が複数の場合複数の領域に光を照射する。又受光部
が複数の場合、複数の領域からの反射光を受光すること
ができる。このため物体検知領域に配置される物体の反
射率が低い場合や、物体に距離変動,角度変動が生じて
いる場合、更には物体の表面に凹凸が生じている場合等
であっても、受光部に光が入射される可能性が高くな
る。このため種々の物体を安定して検出することができ
るという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の第1の実施の形態による反射
型光電センサのヘッド部分を示す図、(b)は受光特性
を示す図である。
【図2】本発明の第2の実施の形態による反射型光電セ
ンサのヘッド部分を示す図である。
【図3】本発明の第3の実施の形態による反射型光電セ
ンサのヘッド部分を示す図である。
【図4】(a)は本発明の第4の実施の形態による反射
型光電センサのヘッド部分を示す図、(b)は受光特性
を示す図である。
【図5】(a)は本発明の第5の実施の形態による反射
型光電センサのヘッド部分を示す図、(b)は投光特性
を示す図である。
【図6】本発明の第6の実施の形態による反射型光電セ
ンサのヘッド部の構成を示す断面図である。
【図7】(a)は本発明の第6の実施の形態による反射
型光電センサのヘッド部分を示す図、(b)は投光特性
を示す図、(c)は検出物体の一例を示す図である。
【図8】第6の実施の形態において、物体までの異なる
距離について物体の傾きに対する複数の受光部の受光レ
ベルの変化を示すグラフである。
【図9】本発明の第7の実施の形態による反射型光電セ
ンサのヘッド部を示す図である。
【図10】(a)は本発明の第8の実施の形態による反
射型光電センサのヘッド部分を示す図、(b)は受光特
性を示す図である。
【図11】本発明の第9の実施の形態による反射型光電
センサの光ファイバの端部処理を示す図、(b)はその
投受光特性を示す図である。
【図12】本発明の第10の実施の形態による反射型光
電センサのヘッド部を示す斜視図である。
【符号の説明】
1A〜1I ヘッド部 2a,2b,51 投光用光ファイバ 3,31 投光部 4 コリメートレンズ 5,6,14,34,35,36 受光部 7,8,15,53 受光用光ファイバ 9,10,16,40,41,42,54 集光レンズ 11 拡散板 21 回折格子 32 投光素子 33 非球面トーリックレンズ 37,38,39 受光素子 52 投光レンズ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 光を物体検知領域に投光する投光部と、 前記投光部によって照射された物体からの正反射光を受
    光する受光部と、を有する反射型光電センサにおいて、 前記投光部及び受光部の少なくとも一方を複数の投光部
    及び受光部として構成し、同時に動作させるようにした
    ことを特徴とする反射型光電センサ。
  2. 【請求項2】 光を物体検知領域に投光する投光部と、 前記投光部によって照射された物体からの正反射光を受
    光する受光部と、を有する反射型光電センサにおいて、 前記受光部に隣接して配置され、前記受光部に直接入射
    されない反射光を前記受光部に導くための光路変更手段
    を有することを特徴とする反射型光電センサ。
  3. 【請求項3】 光を物体検知領域に投光する投光部と、 前記投光部によって照射された物体からの正反射光を受
    光する受光部と、を有する反射型光電センサにおいて、 前記投光部又は受光部は、バンドル光ファイバの先端部
    分を分岐することにより形成されたものであることを特
    徴とする反射型光電センサ。
  4. 【請求項4】 光を物体検知領域に投光する投光部と、 前記投光部によって照射された物体からの正反射光を受
    光する受光部と、を有する反射型光電センサにおいて、 前記投光部の前方に光の投光方向を分散させるための回
    折格子を配置したことを特徴とする反射型光電センサ。
JP31808596A 1996-11-28 1996-11-28 反射型光電センサ Pending JPH10162699A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008177087A (ja) * 2007-01-19 2008-07-31 Omron Corp 光ファイバ型光電センサ
JP2009099345A (ja) * 2007-10-16 2009-05-07 Yamatake Corp 反射型光電センサ
CN102175190A (zh) * 2011-02-15 2011-09-07 常州市风靡电子设备厂 兰湿皮量革机
JP2011200772A (ja) * 2010-03-25 2011-10-13 Sumitomo Chemical Co Ltd 触媒の充填方法

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