JPS6197587A - 微小物体検出用光電スイツチ - Google Patents
微小物体検出用光電スイツチInfo
- Publication number
- JPS6197587A JPS6197587A JP59218574A JP21857484A JPS6197587A JP S6197587 A JPS6197587 A JP S6197587A JP 59218574 A JP59218574 A JP 59218574A JP 21857484 A JP21857484 A JP 21857484A JP S6197587 A JPS6197587 A JP S6197587A
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- Japan
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- light
- light source
- optical system
- receiving surface
- detection
- Prior art date
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
- G01V8/00—Prospecting or detecting by optical means
- G01V8/10—Detecting, e.g. by using light barriers
- G01V8/12—Detecting, e.g. by using light barriers using one transmitter and one receiver
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Geophysics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の分野〕
本発明は微小物体検出用光電スイッチ、特に投光部から
の光線が被検出物体によって遮られるときの光量変化を
ピンホールまたはスリットを介して受光部で検出する形
式の微小物体検出用光電スイッチに関する。
の光線が被検出物体によって遮られるときの光量変化を
ピンホールまたはスリットを介して受光部で検出する形
式の微小物体検出用光電スイッチに関する。
従来のこの種の微小物体検出用光電スイッチでは、投光
部の光源に発光ダイオードを用いるのが一般的であシ、
発光ダイオードの見かけの発光面の大きさが無視できな
いものであったので、投光部近傍では微小物体の検出に
支障が生じるという欠点があった。
部の光源に発光ダイオードを用いるのが一般的であシ、
発光ダイオードの見かけの発光面の大きさが無視できな
いものであったので、投光部近傍では微小物体の検出に
支障が生じるという欠点があった。
すなわち第２図は従来のこの種の微小物体検出用光電ス
イッチの基本構成を示す光学系統図で、受光面１１に対
して投光部光学系１２を介して光軸１５上の光源ＬＥＤ
１３から投光し、投光部光学系１２と受光面１１との
間に存在する微小物体１４を検出するようになされてい
る。ここで微小物体１４に関して図面上にて光源ＬＥＤ
１３の上縁から出射する光線を１６、光軸上の点から
出射する光線を１７、下縁から出射する光線を１８とし
、これら光線１６，１７．１８が受光面１１上で点１９
に集光するものとする。また光源ＬＥＤ １３の光軸上
の点から出射して微小物体１４と交わらずに受光面１１
に到達する光線を２０で表わす。
イッチの基本構成を示す光学系統図で、受光面１１に対
して投光部光学系１２を介して光軸１５上の光源ＬＥＤ
１３から投光し、投光部光学系１２と受光面１１との
間に存在する微小物体１４を検出するようになされてい
る。ここで微小物体１４に関して図面上にて光源ＬＥＤ
１３の上縁から出射する光線を１６、光軸上の点から
出射する光線を１７、下縁から出射する光線を１８とし
、これら光線１６，１７．１８が受光面１１上で点１９
に集光するものとする。また光源ＬＥＤ １３の光軸上
の点から出射して微小物体１４と交わらずに受光面１１
に到達する光線を２０で表わす。
このような光学系の構成で光電スイッチを構成するには
、受光面１１上の点１９にピンホールまたはスリットを
配置して光電検出するようにするが、これはピンホール
等を配置しない場合には受光面に光源からの出射光の大
部分が到達してしまい微小な物体１４による遮光で光電
検出に充分な光量変化が得られないからである。従って
ピンホール等を配置して構成された光電スイッチでは、
光源からの出射光のうち微小物体１４と交わらずに受光
面１１に達する光線２０を光電検出に対して遮光するた
め、受光面１１上の限定された大きさの点１９において
微小物体１４による遮光の結果生じる光量変化は、光電
検出に充分なものとなる。
、受光面１１上の点１９にピンホールまたはスリットを
配置して光電検出するようにするが、これはピンホール
等を配置しない場合には受光面に光源からの出射光の大
部分が到達してしまい微小な物体１４による遮光で光電
検出に充分な光量変化が得られないからである。従って
ピンホール等を配置して構成された光電スイッチでは、
光源からの出射光のうち微小物体１４と交わらずに受光
面１１に達する光線２０を光電検出に対して遮光するた
め、受光面１１上の限定された大きさの点１９において
微小物体１４による遮光の結果生じる光量変化は、光電
検出に充分なものとなる。
しかしながら物体１４０大きさがあまシ小さくなシ過ぎ
ると、光源ＬＥＤ １３から出射される光線１６．１７
，１８の全てを物体１４が遮光できなくなり、点１９に
おける光量変化が少なくなって検出に支障をきたし、従
って検出可能な物体１４の大きさの下限に制限がある。
ると、光源ＬＥＤ １３から出射される光線１６．１７
，１８の全てを物体１４が遮光できなくなり、点１９に
おける光量変化が少なくなって検出に支障をきたし、従
って検出可能な物体１４の大きさの下限に制限がある。
この点について第２図と共に更に説明すれば以下の通シ
である。
である。
投光部光学系１２を光源ＬＥＤ １３からの光線が通過
するとき、これら光線は投光部光学系１２の主平面で曲
げられ、曲げられる程度□は角倍率として表わされる。
するとき、これら光線は投光部光学系１２の主平面で曲
げられ、曲げられる程度□は角倍率として表わされる。
光線１６，１７，１８が投光部光学系１２の受光面１１
側において光軸１５となす角をそれぞれθ１６．θ１７
１θ１８で表わすこととし、又光源１３側において光軸
１５となす角をそれぞれ０１６′、０１７′。
側において光軸１５となす角をそれぞれθ１６．θ１７
１θ１８で表わすこととし、又光源１３側において光軸
１５となす角をそれぞれ０１６′、０１７′。
０１ｇ’で表わすこととする。又受光面１１と投光部光
学系１２の主平面との間隔距離をＬｌｌ、光源゛ＬＥＤ
１３と投光部光学系１２の主平面との間隔距離をＬｍ
、検出すべき微小物体１４と投光部光学系１２の主平面
との間隔距離をＬ３、光源ＩＪＤ１３の発光面幅寸法を
２ｄ、投光部光学系１２の主平面と各光線１６，１７．
１８との交点の高さをそれぞれｈＨ６１ｈ１７ ｙ １
１１８ 、検出すべき物体１４０位 １置での光線の
幅をＤとする。
学系１２の主平面との間隔距離をＬｌｌ、光源゛ＬＥＤ
１３と投光部光学系１２の主平面との間隔距離をＬｍ
、検出すべき微小物体１４と投光部光学系１２の主平面
との間隔距離をＬ３、光源ＩＪＤ１３の発光面幅寸法を
２ｄ、投光部光学系１２の主平面と各光線１６，１７．
１８との交点の高さをそれぞれｈＨ６１ｈ１７ ｙ １
１１８ 、検出すべき物体１４０位 １置での光線の
幅をＤとする。
角倍率ｒは次のように定義されている。
γ＝ ｔａｎθ１７ ’／ｌａｎθ１７従って
ｒ＝θ１７′／θ１７＝θ１６′／θ１６＝θ１８′／
θ１ｇ −（１）また、受光面上の点１９に光線１６
，１７．１８・ が集光する条件から、 Ｌｌ ｔａｎθ１６ ＋ｈｌｅ ＝ Ｌｌ ｔａｎθ１
ｓ ＋ ｈ ｓ ｓ ・＝ （２）光源の大
きさを考慮すれば、 ｈＨ＝ Ｌｍ ｔａｎθｌ ６ ’＋ ｄ
−（３）ｈｌｓ ＝ Ｌｍ ｔａｎθ１８
’＋ ｄ −（４）従ってＤは、 Ｄ ＝ （Ｌ３ ｔａｎθ１ｓ ＋ ｈｔａ ） （
Ｌ３ ｔａｎθｔｓ＋ｈｔｓ）・・・（５） （２）式に（３） （４）式を代入すれば、Ｌｌ ｔａ
ｎθ、６−）−Ｌ２ｔａｎθ１６’＋ ｄ＝ Ｌｌ ｔ
ａｎθ１８−）−Ｌｍ ｔａｎθ１ｇ’ ｄ従って Ｌｌ（ｔａｎθ１６−ｔａｎθ１ｓ ） ＋ Ｌｍ （
ｔａｎθ１６’−ｔａｎθｔｓ’）＋２ｄ＝０ θ１６・０１６′・０１８ ・０１８′が充分に小さく
・ｔａｎθｉ＝θｉと近似すれば、 Ｌｌ（θ１６−０１８）＋Ｌ２（０１６′＋θｔｇ’）
＋ ２ ｄ ＝ Ｑとなる。これに（１）式からｒθ
１６＝θ１６’及びγθｌ１ｌ＝θ１ｇ’の関係を代入
すると、Ｌｓ （θ１６−θｔｓ）＋γＬ２（θ１６−
〇ＩＩＩ ）、＋ ２ ｄ ＝ ０従って （Ｌ１＋γＬ２）（θ１６−θｘｓ）＋２ｄ＝０よって θ１６１６−０ｌ ２ｄ／（Ｌｘ＋γＬ２）
・・・（６）また（５）式に（３） （４）式を代
入すれば、Ｄ＝Ｌ３（θ１６−０１８）＋Ｌ２（０１６
′−θｘｓ’）＋２ｄこれに（１）式からγθ１６＝０
１６′、γθ１８＝θ１８′の関係を代入すれば、 Ｄ＝（Ｌ３＋γＬ２）（θ１６−〇ｔｇ）＋２ｄ（６）
式を代入すると、 Ｄ＝２ｄ（１−（Ｌ３＋γＬ２）／（Ｌｌ＋γＬ２）〕
＝２ｄ（Ｌｌ−Ｌ３ ） ／ （Ｌｔ＋γＬ２）
・・・（７）検出すべき物体１４が投光部光学系１
２の近傍にあるときはＬｌ ＞ Ｌ３となシ、また設計
条件から一般にＬｌ＞γＬ２であるので、（７）式は、
Ｄ＝２ｄ ・・・（８）
となる。つまり、投光部光学系１２に近いところでの検
出可能な検出物体１４の大きさの下限値は、実質的に光
源ＬＥＤ １３の発光面の大きさまでであシ、それより
小さいものが投光部光学系近傍にあっても検出すること
はできなかったのが実情である。
θ１ｇ −（１）また、受光面上の点１９に光線１６
，１７．１８・ が集光する条件から、 Ｌｌ ｔａｎθ１６ ＋ｈｌｅ ＝ Ｌｌ ｔａｎθ１
ｓ ＋ ｈ ｓ ｓ ・＝ （２）光源の大
きさを考慮すれば、 ｈＨ＝ Ｌｍ ｔａｎθｌ ６ ’＋ ｄ
−（３）ｈｌｓ ＝ Ｌｍ ｔａｎθ１８
’＋ ｄ −（４）従ってＤは、 Ｄ ＝ （Ｌ３ ｔａｎθ１ｓ ＋ ｈｔａ ） （
Ｌ３ ｔａｎθｔｓ＋ｈｔｓ）・・・（５） （２）式に（３） （４）式を代入すれば、Ｌｌ ｔａ
ｎθ、６−）−Ｌ２ｔａｎθ１６’＋ ｄ＝ Ｌｌ ｔ
ａｎθ１８−）−Ｌｍ ｔａｎθ１ｇ’ ｄ従って Ｌｌ（ｔａｎθ１６−ｔａｎθ１ｓ ） ＋ Ｌｍ （
ｔａｎθ１６’−ｔａｎθｔｓ’）＋２ｄ＝０ θ１６・０１６′・０１８ ・０１８′が充分に小さく
・ｔａｎθｉ＝θｉと近似すれば、 Ｌｌ（θ１６−０１８）＋Ｌ２（０１６′＋θｔｇ’）
＋ ２ ｄ ＝ Ｑとなる。これに（１）式からｒθ
１６＝θ１６’及びγθｌ１ｌ＝θ１ｇ’の関係を代入
すると、Ｌｓ （θ１６−θｔｓ）＋γＬ２（θ１６−
〇ＩＩＩ ）、＋ ２ ｄ ＝ ０従って （Ｌ１＋γＬ２）（θ１６−θｘｓ）＋２ｄ＝０よって θ１６１６−０ｌ ２ｄ／（Ｌｘ＋γＬ２）
・・・（６）また（５）式に（３） （４）式を代
入すれば、Ｄ＝Ｌ３（θ１６−０１８）＋Ｌ２（０１６
′−θｘｓ’）＋２ｄこれに（１）式からγθ１６＝０
１６′、γθ１８＝θ１８′の関係を代入すれば、 Ｄ＝（Ｌ３＋γＬ２）（θ１６−〇ｔｇ）＋２ｄ（６）
式を代入すると、 Ｄ＝２ｄ（１−（Ｌ３＋γＬ２）／（Ｌｌ＋γＬ２）〕
＝２ｄ（Ｌｌ−Ｌ３ ） ／ （Ｌｔ＋γＬ２）
・・・（７）検出すべき物体１４が投光部光学系１
２の近傍にあるときはＬｌ ＞ Ｌ３となシ、また設計
条件から一般にＬｌ＞γＬ２であるので、（７）式は、
Ｄ＝２ｄ ・・・（８）
となる。つまり、投光部光学系１２に近いところでの検
出可能な検出物体１４の大きさの下限値は、実質的に光
源ＬＥＤ １３の発光面の大きさまでであシ、それより
小さいものが投光部光学系近傍にあっても検出すること
はできなかったのが実情である。
本発明は前述のような従来技術の問題点を解決して、投
光部光学系の近傍でも微小な物体の検出が可能な光電ス
イッチを提供しようとするものである。
光部光学系の近傍でも微小な物体の検出が可能な光電ス
イッチを提供しようとするものである。
前述の目的を達成するために、本発明の光電スイッチで
は投光用の光源としてレーザダイオードなどの空間可干
渉性のある点光源を用いるものであシ、従来の光源に比
べてその見かけの発光面積が例えば１／１００〜１／１
００００と小さくすること□ のできるレーザ点光源の
使用によって、前述（８）式に従って検出可能な物体の
大きさの下限を小さくでき、回折の影響を無視できなく
なるほどに小さくなるまで、微小物体を投光部光学系の
近傍で検出可能である。
は投光用の光源としてレーザダイオードなどの空間可干
渉性のある点光源を用いるものであシ、従来の光源に比
べてその見かけの発光面積が例えば１／１００〜１／１
００００と小さくすること□ のできるレーザ点光源の
使用によって、前述（８）式に従って検出可能な物体の
大きさの下限を小さくでき、回折の影響を無視できなく
なるほどに小さくなるまで、微小物体を投光部光学系の
近傍で検出可能である。
第１図に本発明の一実施例に係る微小物体検出用光電ス
イッチの基本構成を示す。この実施例では、投光用光源
としてレーザダイオードを用いた場合を示している。
イッチの基本構成を示す。この実施例では、投光用光源
としてレーザダイオードを用いた場合を示している。
第１図において受光面１には投光部光学系２を介してレ
ーザダイオード光源３からの光が投光されている。４は
検出すべき微小物体、５は光軸、６は物体４と交る光線
、７は物体４と交わらない光線、８は光線６と受光面１
との交点である。この交点８にピンホール又はスリット
等の不要光線遮光手段９が配置されることにより、受光
面１で光電検出による受光量変化の検出を行なう光電ス
イッチが構成されている。
ーザダイオード光源３からの光が投光されている。４は
検出すべき微小物体、５は光軸、６は物体４と交る光線
、７は物体４と交わらない光線、８は光線６と受光面１
との交点である。この交点８にピンホール又はスリット
等の不要光線遮光手段９が配置されることにより、受光
面１で光電検出による受光量変化の検出を行なう光電ス
イッチが構成されている。
この実施例では光源３にレーザダイオードを用いており
、従ってその発光面の大きさは従来のＬＥＤに比べて１
／１００〜１／１００００とすることができ、（８）式
から明らかなように、検出可能な物体４の大きさの下限
が従来の１／１００〜Ｌ／１００００になり、従って一
層小さな物体を投光部光学系２の近傍でも検出できるも
のである。この場合、光源２としてはレーザダイオード
の代シに他の空間的可干渉性のある点光源、例えばがス
レーザ光源などを用いてもよく、検出可能な物体の大き
さの下限は、実質的に回折の影響が無視できなくなるま
での微小値となる。
、従ってその発光面の大きさは従来のＬＥＤに比べて１
／１００〜１／１００００とすることができ、（８）式
から明らかなように、検出可能な物体４の大きさの下限
が従来の１／１００〜Ｌ／１００００になり、従って一
層小さな物体を投光部光学系２の近傍でも検出できるも
のである。この場合、光源２としてはレーザダイオード
の代シに他の空間的可干渉性のある点光源、例えばがス
レーザ光源などを用いてもよく、検出可能な物体の大き
さの下限は、実質的に回折の影響が無視できなくなるま
での微小値となる。
第１図は本発明の実施例に係る微小物体検出用光電スイ
ッチの基本構成を示す光学系統図、第２図は従来例を示
す光学系統図である。 １：受光面、２：投光部光学系、３：レーザダイオード
光源、４：検出すべき微小物体、９：不要光線遮光手段
（ピンホール又はスリット）。
ッチの基本構成を示す光学系統図、第２図は従来例を示
す光学系統図である。 １：受光面、２：投光部光学系、３：レーザダイオード
光源、４：検出すべき微小物体、９：不要光線遮光手段
（ピンホール又はスリット）。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、投光部からの光線が被検出物体によって遮られると
きの光量変化をピンホールまたはスリットを介して受光
部で検出するものにおいて、投光部の光源として空間的
可干渉性のある点光源を有することを特徴とする微小物
体検出用光電スイッチ。 ２、点光源がレーザダイオードからなる特許請求の範囲
第１項に記載の微小物体検出用光電スイッチ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59218574A JPS6197587A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 微小物体検出用光電スイツチ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59218574A JPS6197587A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 微小物体検出用光電スイツチ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6197587A true JPS6197587A (ja) | 1986-05-16 |
Family
ID=16722076
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59218574A Pending JPS6197587A (ja) | 1984-10-19 | 1984-10-19 | 微小物体検出用光電スイツチ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6197587A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0425151A (ja) * | 1990-05-21 | 1992-01-28 | Canon Inc | 薄板検出装置 |
| JPH067087U (ja) * | 1992-06-30 | 1994-01-28 | 株式会社椿本チエイン | 単一投光器・複数受光器の光電センサ式検出装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5610579A (en) * | 1979-07-09 | 1981-02-03 | Daio Kakoshi Kogyo Kk | Adhesive material having back-release property |
-
1984
- 1984-10-19 JP JP59218574A patent/JPS6197587A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5610579A (en) * | 1979-07-09 | 1981-02-03 | Daio Kakoshi Kogyo Kk | Adhesive material having back-release property |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0425151A (ja) * | 1990-05-21 | 1992-01-28 | Canon Inc | 薄板検出装置 |
| JPH067087U (ja) * | 1992-06-30 | 1994-01-28 | 株式会社椿本チエイン | 単一投光器・複数受光器の光電センサ式検出装置 |
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