JPS60186708A - 光電装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分り！ｆ） 本発明は、赤外線等の光を投射し、その反射光を検出し
て物体の有無或いはその物体までの距離を測定するため
の光電装置に関する。

（従来技術） この種の光電装置は、工場内の生産ラインのセンサとし
て、その前方を物体が通過したか否か、或いばｉＩ′Ｉ
ＩＩＩｌｆ度を要求される場合としてはそのセンサから
特定距離の検出エリア内を物体が通過したか否かの検知
に使用される。

従って、このような場所に光電装置を設置する場合には
、その取付場所如何によっては、移動物体によって、或
いは光電装置の取イζ１時に、その光電装置自体に外力
が加わる恐れがあり、この場合は光電装置の本体ケース
が歪んで内部の投光部及び受光部を有する光学ユニット
に悪影響を＋３える恐れがある。

（発明の目的） 本発明は斯かる点に泥みて成されたもので、その目的は
、本体ケースに外力が加わってもその外力が緩行Ｉされ
るようにして、内部の光学ユニットに悪影響を与えない
ようにした光電装置を提供することである。

（発明の構成） このために本発明は、投光素子、該投光素子の前方に位
置する投光用集光レンズ、及び上記投光素子と上記投光
用集光レンズを収容する投光用遮光筒部で構成した投光
部と、 該投光部からの投射光の被検出物体での反射光を受光す
る受光素子、該受光素子の前方に位置する受光用集光レ
ンズ、及び上記受光素子と上記受光用集光レンズを収容
する受光用遮光筒部で構成した受光部とを具備し、 上記投光部と受光部を光学ユニ・ノドとして一体構造と
し、該光学ユニットを本体ケース内に緩衝部材を介在し
て取り付けている。

（実施例） 以下、本発明の光電装置の実施例を図を参照して説明す
る。本実施例の光電装置は、第１図に示すように、本体
ケース１の内側１ａに光学ユニットその他が設けられ、
それらを覆うように上蓋２が閉じられる（第４図、第５
図）構成である。そして、本体ケース１の正面１ｂには
、その中心部分に赤外線式の投光部へが、またその投光
ＩＢへの両側に同一距離だけ離れて受光部■３、Ｂ′が
設けられている。そして、この投光部Ａ及び受光部Ｂ、
Ｂ′によって光学ユニットが構成されている。また、上
記した正面１ｂに隣接する一方の側面ＩＣには、検出距
離エリアを設定する距離設定部Ｃとその設定した距離エ
リア内に被検出用の物体が入った際にそのことを表示す
る距離表示部りが設けられている。更に、背面の角部分
にはコード接続部Ｈが設けられている。

上記投光部Ａ及び受光部Ｂ、Ｂ’　は、その前面が、第
２図及び第３図に示すような防塵板３により覆われてい
る。この防塵板３は、赤色透明部材等の透光部材で構成
されたインサート板３１と、そのインサート板３１の前
面及び背面を覆うようにそのインサート板３１に刻して
一体的に樹脂の２色成形により形成された遮光性を有す
る例えば黒色の遮光部材３２により構成されている。

即ち、インサート板３１は、受光部Ｂ′の防塵用の窓部
３］ａ、投光部への防塵用の窓９１（３ｌ　ｂ、受光部
Ｂの防塵用の窓部３１Ｃが、突出した形状で、段部を有
するスリンｌ−３１ｄ、３１ｄにより並び方向に分離さ
れて形成され、その各窓部３］ａ〜３１ｃの連結は上下
の連結部３］ｃ、３１．、ｅにより行われている。

一方、遮光部材３２ば、インサート板３１の前面におい
ては、窓部３１　ａ〜３１Ｃの各々を囲んでそれらを光
学的に分離するように窓枠部３２ａとして形成され、ま
た背面においては、０リング４を懸架するための鍔部３
２ｂとして形成されている。この鍔部３２ｂに形成され
た切欠部３２ｃは後記するレンズの位置決め用である。

また窓枠部３２ａの部分の内、スリット３１ｄに埋設さ
れて表裏間に連続する遮光部３２ｄの裏面には後記する
遮光筒５の先端が嵌るための四部３２ｅが形成されてい
る。

従って、この防塵板３は、窓部３１ａ〜３１ｃの前面と
窓枠部３２ａの前面との境界部分に段部等が無く而−と
なって偏平となるために、その前面に塵が付着した場合
でも窓部分３　ｊ　ａ〜３１Ｃの各々の全ての前面を槓
Ｊ等で容易に・清掃することができる。また、窓部分３
］ａ〜３１、−、は相ｎ。の隣接部分が遮光部材３２の
遮光部３２ｄによって分離されているので、窓部分３１
１〜３１（の相互間において光の廻り込み現象は起らな
い。更に、インサー１１Ｍ３１に対する遮光部材３２の
一体化は、インサー１−＆３１の表裏両側にまで遮光部
材３２の樹脂を回し込む一体成形であるので、両者の結
合は完全なものとなり、分離の恐れはない。

上記した遮光筒５は、受光部Ｂ′用の’ｊＶｌ　ｔｉｌ
＋　（図示せず）、投光部Ａ用の筒部５ｂ、受光部１３
川の筒部５ｃを具備し、各筒部を分１ｉｉ＋ｔする隔壁
５ｄＱ）先端部分が上記したように防塵様３の遮光部＋
、４３２の凹部３２ｅに嵌合し、外周部分５ｅの先＋Ｉ
ｊ１１か遮　゛光部材３２の鍔部３２ｂの内側に嵌合し
、ている。

このため、例えば筒部５ｂと筒部５Ｃの間では、遮光部
材３２の凹部３２ｅと隔壁５ｄの先端との衝合面が光通
路となるが、その通路は曲折Ｊるので、光が通過する恐
れはない。

受光部Ｂ′用の筒部内には受光用の集光レンズが、投光
部Ａ用の筒部５ｂ内には投光用の集光レンズ６２が、受
光部Ｂ用の筒部５Ｃ内には受光用の集光レンズ６３が各
々配置されている。集光レンズ６２の取り付けは、第４
図に示すように、その」二下方向に形成された突起６２
ａを防塵板３の遮光部材３２の切欠部３２Ｃに嵌め込み
、遮光筒５の」−板部５ｈと下板部５１の先端を押し当
てて行う。他の集光レンズについても同様である。

そして、投光部Ｂの筒部５ｂの奥部分には、絞り７を介
して投光素子（発光ダイオード）８が取り付けられてい
る（第４図）。

また、受光部Ｂの筒部５ｃの奥には、上片５ｆ＋　、下
片５ｆ２、及び突起５ｆ３によってガイド部５ｆが形成
され、このガイド部５ｆにホルダ９２がガイドされてい
る。９２ａは突起５ｆ３に嵌合する凹１’ｌ（である。

そして、このホルダ９２内に位置検出用受光素子（ＰＳ
Ｄ）１．０２が接着剤等によって固定・保持されている
。１１ば不必要な波長領域をカットするためのフィルタ
である（第５図）。

この位置検出用受光素子１０２は、横長の受光部１０２
ａを有し、被検出物体からの反射ヒームがその受光部１
０２ａの長平方向のどの位置で受光されたかによって出
力電流を変化するよう構成されている。１０２ｂはバイ
アス昂１了、Ｉ　Ｏ’　２　ｃ。

と１０２ｄは出力端子である。

この位置検出用受光素子１０２の部分では、そのホルダ
９２が矢印Ｘ方向に移］ｔｌ＋　ｉｉＪ能に設けられ、
これによって位置検出用受光素子１０２自体が捕手方向
に移動可能となって、その長平方向のイ）７ｉ？′Ｉ′
調整が可能となっている。即ち、筒部５ｃの奥のガイド
部５ｆの一ヒ片５ｆ＋には孔５ｇが形成され、またボル
ダ９２にも長溝９２ｂが形成されている。

そして、本体１２２ａが孔５ｇに、ピン１２２ｂが長溝
９２ｂ内に入るように、偏心量１２２が装着されている
。１２２ｃはトライバ用の溝である。

なお、ピン１２２　Ｌ）の本体１２２ａの軸心がらの偏
心量はＬである（第７図、第８図）。

従って、溝１２２　ｃ、にドライバを当てて偏心量１２
２を回転ずルト、ヒフ　１２２　ｂ　ｈ”Ｅｃ〆ＩＳ’
ｊ　９２　ｂ内を移動するために、ホルダ９２の全体が
ガイド部５ｆの上片５ｆＩ、下片５ｆ２、及び突起５ｆ
３にガイドされて、矢印Ｘ方向に最大２Ｌの距離だけ移
動する。このため、位置検出用受光素子１０２も同様に
移動するので、その位置を調整することができる。

この点を第９図を参照してもう少し詳細に説明すると、
偏心量１２２を仮に矢印α方向に回転すると、力Ｅがホ
ルダ９２に加わると同時に偏心量１２２を押さえる力Ｆ
が加わる。この場合、ホルダ９２の下面９２Ｃを突当面
とすると、その下面９’２Ｃを中心としてモーメントＭ
が加わり、本来左右に動かなげればならないホルダ９２
が、その下面９２ｃを中心とした動きとなる。このとき
下面９２Ｃの点ではかなり大きなステックスリップ現象
を起すので、左右調整は困狸となる。これを防止するた
めには、偏心量１２２の力Ｅの作用する面に力Ｆの突当
面をもって（れば良いことなになる。

本実施例では、スペースの点から上記問題の解決が回外
なため、可能な限り力Ｆを受ける突当て面を偏心量１２
２の力Ｅの作用する血に近づりるために、ホルダ９２に
凹部９２ａを設Ｇ）ると共にガイド部５ｆに突起５［３
を設げ、両者の嵌合面Ｇで受けるようにした。これによ
り、突当面を下面９２Ｃとした場合に比べてかなり改善
される。

なお、ここでは一方の受光部Ｂについて説明したが他方
の受光部Ｂ′の位置検出用受光素子ｌＯ１、ホルダ９１
、偏心量１２１についても全体が対称的になっている点
を除けは全く同一構造である。

以上のようにして構成される投光部Ａ、受光部Ｂ、Ｂ’
　は、遮光筒５に対して一体的に１個の光学ユニットと
して設けられ、本体グース１への取り付けは、その本体
ケース１の面１ｂ側に形成された開口部１ｄに対してＯ
リング４によって緩ｉｉ・水密構造で取り付けられる。

即し、防塵板３の遮光部＋：ｔ　３２の鍔部３２ｂの外
面に０リング４を懸架して、開口部１ｄの前部分に形成
された段部１ｄ＋にその０リング４が嵌合するように嵌
め込むと、第１図、第４図、第５し１等に示すように、
光学ユニット全体が本体ケース１に対して緩ｊ４１・水
蜜構造で取り付けられる。特に、この取付構造では、本
体ケース１に外力が加わった場合でも、その外力はＯリ
ング４によって吸収されるために、光学ユニット自体に
加わる力は緩衝され、その光学ユニットに対する悪影響
を回避することができる。

上記０リング４としては、それら嵌め込まれる防塵板３
の鍔部３２ｂの外形に類似のほぼ長方形に成型時に形作
られたものが使用される。円形の０リングを用いると組
立作業性が悪くなるばかりでなく、防塵板３の角部によ
ってその０リングに力がかかり、その０リングが局部的
に伸びて、防水が確実でなくなるが、上記のようにほぼ
長方形に作られたＯリング４を使用するごとによってこ
のような欠点は防止される。

検出距離エリアを成定する距離設定部Ｃ及びその設定し
たエリア内に被検出物体が入ったことを表示する距離表
示部りは、本体ケース１の側面１ｃに形成された開「１
部１ｅに設けられている（第１図、第６図）。１３はプ
リント配線板であり、この部分に距離設定用の可変抵抗
Ｉ４及び距離表示用の表示用光源（発光ダイオード）１
５か取Ｌｊられており、その可変抵抗１４の回転操作部
１４ａに対して、摘み１６が連結扱１７を介して取り伺
けられている。

そして、プリント配線板１３は透明部＋Ａで成る表示本
体１８の２個の突起１８　ａ、１８ｂに対し７て位置決
めされ、その一方の突起１８　ｂの溶着により、固定さ
れている。この表示本体１１１４：ｉ、１糸合突起１８
　Ｃ，，１８ｄによって、本体ケース１の開口部ｌ　、
ｅ内に係合され、引き抜けが防１１されている。１．８
８はレンズ部として広い範囲から見えるように突出した
形状に構成した表示窓であり、その表面はアラシ仕上げ
されている。

上記摘み１６はこの表示本体１８に形成された四部１８
ｆ内に防水用の０リング１９を介して取り付けられてい
る。また表示本体１８の前面部分も、本体ケース１の開
口部１ｅの開口面の段部１ｅ＋に対してＯリング２０を
介在させて水密構造となっでいる。

２１は銘板であり、本体ケース１の段部１ｅ２と表示本
体１８の前面に両面テープにより貼り付けられている。

２２はリング状のシートであり、銘板２１と摘み１６と
の間に介在させて、その銘板２１と摘み１６が接着しな
いようにている。よって、摘み１６はその回転に支障は
起らない。

従って、この距離設定部Ｃ及び距ｑ＋を表示部りにおい
′ζは、それらが表示本体１８に組み込まれ”ＣＩ　＋
１１．Ｉの表示ブ【コックとして一体化されているので
、その表示ブロックを中休とした検査が可能となるばか
りでなく、組立の簡素化や本体ケース１に組み込む際の
位置調整（特にプリント配線板１３上の可変抵抗と摘み
１６の間の位ＦＲｔＭ整、プリント配線板１３−１：の
表示用光源［５と窓］、　８　ｅとの間の位置調整等）
が不要となる。

第１Ｏ図は被検出物体Ｑを検出する光学系を原理的に示
すもので、集光レンズ６２に対する集光レンズ６１．６
３の離間距離は同一のＲ０となっており、集光レンズ６
１．６３と位置検出用受光素子１０１．１０２との各々
の離間距離し１ゴとなっている。なお、位置検出用受光
素子１ｏ１は半導体装置検出素子（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ　
Ｓｅｎ５１ｇ　１）ｅｖｉｃｅ　：ＰＳＤ）として知ら
れているものが用いりれており、出力端子１０１ｃ、１
０１ｄにばスポット光ｒ′と電極１０１ｅ、１０１ｆま
での距離に反比例した出力電流が生じる。他方の位置検
出用受光素子１０２についても同様である。また、位置
検出用受光素子１０１．１０２ば、集光レンズ６１．６
３からの距離がいずれもρｌに等しくなるようにする必
要があるが、これば前記した偏心鋲１２１．１２２の回
転によるボルダ９１．９２の矢印Ｘ力量の位置調整によ
って行う。

さて、投光素子８から赤外線ヲ投光すると、その光は集
光レンズ６２によっ−（ある幅を持った光　−ビームＰ
となって被検出物体Ｑに投射され、そこで反射された反
射ビームＲ１１ン′が集光レンズ６１．６３によっ°ζ
ζ先光れ”（各々ｈ’＋置検出用受光素了１０１．１０
２に入射する。

従って、この位置検出用受光素子１０１．１０２に生ず
る受光スポットｒ、ｒ’　の内のいずれか一方の位置を
検出することにより、三角測量的に被検出物体Ｑまでの
距Ｍｌｔ　ｉを知ることができる。即ち、距！ｉｉ＋１
１が短ければ例えば−力の受光スボ・ノドｒは投光素子
８側と反対側（外側）に比較的偏って位置し、長ければ
投光素子８１１１１１　（内側）に比較的偏って位置す
る。よって、その受光素子１０２の出力端子１０２Ｃ１
１０２ｄの出力電流を比較すれば、受光スポットｒがど
の位置にあるかを知ることができる。そして、上記両方
の出力電流を比較した比較信号が距１ｉ１１１　／を示
ずことになる。

従って、距ア１１設定部Ｃの可変抵抗１４によって所定
の距離に対応した基準レベルを設定しておけば、」二記
比較信号がその基準レベルを越えたか否かを検出するこ
とにより、被検出物体Ｑが設定し７た距離内にあるか否
かを検出することができる。

そして、その設定距離内にあるとき距離表示部りの表示
用光源１５を点灯させるようにすることができる。なお
、上記受光スボ７）ｒが位置検出用受光素子１０２に受
光されるか否かにより、被検出物体の有無も検出するこ
とができることば勿論である。

他方の位置検出用受光素子１０１についても全く同様で
あり、よって一方のみで充分であり、両方の位置検出用
受光素子１０１．１０２ば不要であると思われるが、こ
れは検出誤差を補正するために設けたものである。

即ち、投光素子８から発射した光は集光レンズ６２によ
って平行な光ビームＰとなるのであるが、その光ビーム
Ｐにはある程度の幅があるために、その光ビームＰの全
部ではなく一部が被検出物体に投射された場合には、そ
の投射部分からの反！（・１ビームの光スポットが位置
検出用受光素子に入るために、そこで検出誤差が生じる
。つまり、第１１図に示すように、被検出物体Ｑ′が前
記第１０図の場合と同一の距％ｌｉ／にあるにも拘らず
、光ビームＰの一部のみがその被検出物体Ｑ′に投射さ
れるために、位置検出用受光素子１０２の受光面の受光
スポソ）ｒの位置配分が第１０図の場合と異なり、出力
端子１０２ｃ、１０２ｄからの出力電流を比較した比較
信号が第１０図の場合と異なって、誤差が生じる。

そこで、２個の位置検出用受光素子１０１と１０２を投
光素子８に対して対称的に設けている。このようにする
と、上記ｉ呉差が生じる場合には、再位置検出用受光素
子１０１．１０２の出力電流の比較信号が互いに反対方
向に変化する。よって、再位置検出用受光素子１０１と
１０２の内側の端子１０１Ｃ１１０２Ｃの出力を加算し
、外側の端子１０１ｄ、１０２ｄの出力を加算し、その
両加算信号を比較することにより、誤差が相殺されて、
＋１：、シい距１ｉｉ＋１βを示す信号を得ることがで
きる。

（発明の効果） 以−にのように、本発明によれば、投光部及び受光部で
成る光学コアニットが、Ｑ　ＩＪソングの緩衝部材を介
在して本体ケースに取り付けられるので、その本体ケー
スに例え外力が加わった場合でも、その外力は緩衝部材
によって吸収され、コアニットに悪影響を及ばずことを
防止することができ、信頼性を向上することができる。

また、この緩衝部材は防水作用も行う。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光重装置の蓋を外した状態
の」二面図、第２図は防塵板の斜視図、第３図は同防塵
仮の長手方向の断面図、第４図は第１図におけるａ−ａ
線に沿った断面図、第５図はｂ−ｂ線に沿った１折曲図
、第６し１はｄ−（１線に沿った１４１ｄ面図、第７図
は第６図に才ヌりる（！−ｆう線に沿った断面図、第８
図は位置検出用受光素子のボルダのガイド部のｉ１２面
図、第９図は偏心鋲による位置調整の説明図、第１０図
及び第１１図は距離測定の説明用の光学図である。 Ａ・・・投光部、Ｂ、Ｂ’・・・受光部、Ｃ・・・距離
設定部、Ｄ・・・距離表示部、Ｉ］・・・コード接続部
、１・・・本体ケース、２・・・蓋、３・・・防塵板、
３１・・・インザート根、３２・・・遮光部材、４・・
・０リング、５・・・遮光筒、６１．６２．６３・・・
集光レンズ、７・・・絞り、８・・・投光素子、９１．
９２・・・ボルダ、１０１．１、０２・・・位置検出用
受光素子、１１・・・フィルタ、１２１．１２２・・・
偏心鋲、１３・・・プリント配線板、１４・・・距離設
定用の可変抵抗、１５・・・表示用光源、１６・・・距
離設定用の摘み、１７・・・連結板、Ｉ８・・・表示本
体、１９．２０・・・０リング、２１・・・銘板、２２
・・・シート。 特許出願人　小西六写真工業株式会社 同　松下電工株式会社 代理人弁理士長尾常明 −−１占　Ｕ歳　杓１ｉ　ｊ、Ｅ　”ｖＭ二　（自発）
　（方式）昭和５９年５月８日 昭和５９年特許願第０４１７８０号 ２、発明の名称 光重装置 ３、？１１ｉ正をする何 事（’ｌとの関係　時相出願人 住　所　東京都新宿区西新宿１　’Ｊ目２６番２号名　
称　（１２７）小西六写真工業株式会汁　他Ｉ名４、代
理人 ６、？Ｉｌｉ正により増加する発明の数　なし７、補正
の対象　委ｆ士状、図面 ８、補正の内容

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、投光素子、該投光素子の前方に位置する投光用
   集光レンズ、及び上記投光素子と上記投光用集光レンズ
   を収容する投光用遮光筒部で構成した投光部と、 該投光部からの投射光の被検出物体での反射光を受光す
   る受光素子、該受光素子の前方に位置する受光用集光レ
   ンズ、及び上記受光素子と−Ｆ記受光用簗光］／ンズを
   収容する受光用遮光筒部で構成した受光部とを其備し、 上記投光部と受光部を光学ユニノ１−として一体構造と
   し、該光学ユニットを本体ケース内に緩衝部祠を介在し
   て取り付けて成ることを特徴とする光電装置。