KR101545075B1 - 한정영역 반사형 광전센서 - Google Patents

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Abstract

[과제]
검출 범위를 넓힘에 의해, 피측정면까지의 거리가 변화하는 물체를 정밀도 좋게 검출할 수 있고, 또한 구성이 간단한 한정영역 반사형 광전센서를 제공한다.
[해결 수단]
한정영역 반사형 광전센서(1A)는, 레이저 다이오드(11)를 갖는 투광부(10)와 포토 다이오드(21)를 갖는 수광부(20)를 구비한다. 투광부(10)와 수광부(20)는, 투광부(10)로부터 투광 빔을 물체 검지 한정영역(S1 내지 S3)을 향하여 조사하고, 그 물체 검지 한정영역(S1 내지 S3)에 존재하는 물체(M)로부터의 반사광에 의한 수광 빔을 수광부(20)에서 수광 가능하게 되도록 투광 빔의 광축과 수광 빔의 광축과의 교차 각도가 설정되어 있다. 포토 다이오드(21)에서의 수광 레벨에 의거하여 물체(M)의 유무를 판별한다. 레이저 다이오드(11)로부터의 투광 빔의 광로 중에, 투광 빔을 복수 방향의 빔으로 분할하는 회절 격자(13)가 마련되어 있다.

Description

한정영역 반사형 광전센서{REFLECTIVE PHOTOELECTRIC SENSOR FOR CONFINED AREA}
본 발명은, 물체의 검지 영역이 한정되는 한정영역 반사형 광전(光電)센서에 관한 것이다.
종래, 물체가 소정의 위치에 존재하는지의 여부를 검출하기 위한 광전센서로서, 물체의 검지 영역이 한정된 한정영역 반사형 광전센서가 알려져 있다.
이 한정영역 반사형 광전센서(100)는, 도 13(a) (b)에 도시하는 바와 같이, 발광 소자(101) 및 수광 소자(102)를 구비하고 있고, 발광 소자(101)와 수광 소자(102)는, 발광 소자(101)로부터 투광 빔을 물체 검지 한정영역(S)을 향하여 조사하고, 이 투광 빔과 그 물체 검지 한정영역(S)에서만 교차한 물체의 반사광을 수광 소자(102)에서 수광 가능하게 되도록 광축의 각도가 설정되어 있다. 따라서 해칭으로 나타내는 물체 검지 한정영역(S)을 물체가 통과한 때에는, 물체로부터의 반사광을 수광 소자(102)에서 검출하여 물체를 판별하도록 되어 있다.
상세하게는, 상기 한정영역 반사형 광전센서(100)에서는, 그 한정영역 반사형 광전센서(100)로부터의 거리(L2 내지 L4)의 물체 검지 한정영역(S)에 물체가 존재하는 경우에는, 발광 소자(101)로부터의 투광 빔이 물체에 의해 정반사되고, 그 정반사된 수광 빔이 수광 소자(102)에 입사된다. 그러나, 물체가 거리(L2 내지 L4)의 물체 검지 한정영역(S)의 밖에 존재하는 경우에는, 물체는 존재하지 않는다고 판단된다. 따라서 거리(L2 내지 L4)의 범위가 물체 검출 범위가 된다. 이와 같이, 한정영역 반사형 광전센서(100)에서는, 물체가 거리(L2 내지 L4)의 물체 검지 한정영역(S)에 도래하는 경우에는, 수광 소자(102)에 신호가 얻어지기 때문에, 이 신호에 의거하여 물체의 유무를 판별하고 있다.
여기서, 한정영역 반사형 광전센서(100)는, 투광 빔과 수광 빔이 각각 퍼짐을 갖지 않는 경우에는, 물체를 검지하여 검지 신호를 출력하는 동작 레벨과, 물체가 이동하여 비검지 가 되는 비동작 레벨과의 거리의 차가 작고, 배경의 영향도 적어진다. 또한, 발광 소자(101) 및 수광 소자(102)의 광축의 각도를 변화시킴에 의해, 검출 거리의 설정이 가능하다는 특징이 있다.
이와 같은 종래의 한정영역 반사형 광전센서(100)는, 예를 들면, 근접하여 오는 물체를 검출하여 일정한 위치에서 정지시키기 위해 사용된다. 이 때문에, 도 13(a) (b)에 도시하는 바와 같이, 특히, 한정영역 반사형 광전센서(100)로부터 떨어진 위치인 거리(L4)에서의 투광 빔 및 수광 빔을 샤프하게 할 필요가 있다.
특허 문헌 1 : 일본국 특개평6-241783호 공보(1994년 09월 02일 공개)
그러나, 상기 종래의 한정영역 반사형 광전센서에서는, 검출 범위를 넓힐 수가 없다는 문제점을 갖고 있다.
여기서, 검출 범위를 넓히는 것이 가능한 광전센서(200)로서, 예를 들면, 특허 문헌 1에는, 도 14에 도시하는 바와 같이, 검출 위치(P)에서의 각 피측정면(A 내지 D)을 각각 검출하기 위한 복수개의 반사식 광학 센서(201A 내지 201D)를 병설하고, 각각의 반사식 광학 센서(201A 내지 201D)에 의해 각 피측정면(A 내지 D)을 개별적으로 검출한 수법이 개시되어 있다. 즉, 이 광전센서(200)에서는, 각 피측정면(A 내지 D)을 각각 검출하기 위해, 각 반사식 광학 센서(201A 내지 201D), 각각 투광기(202)와 수광기(203)를 구비하고 있고, 이에 의해, 결과적으로, 검출 범위를 넓히는 것이 가능하게 되어 있다.
그러나, 특허 문헌 1에 개시된 광전센서(200)에서는, 피측정면의 수에 응한 센서를 마련할 필요가 있기 때문에, 장치가 대형화한다는 문제점이 있다. 또한, 각 센서를 근접 마련하면, 이웃 끼리의 센서가 간섭하여, 오동작하기 쉽다는 문제점도 있다.
본 발명은, 상기 종래의 문제점을 감안하여 이루어진 것으로서, 그 목적은, 검출 범위를 넓힘에 의해, 피측정면까지의 거리가 변화하는 물체를 정밀도 좋게 검출할 수 있고, 또한 구성이 간단한 한정영역 반사형 광전센서를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.
본 발명의 한 양태에서의 한정영역 반사형 광전센서는, 상기 과제를 해결하기 위해, 발광 소자를 갖는 투광부와 수광 소자를 갖는 수광부를 구비하고, 상기 투광부와 수광부는, 그 투광부로부터 투광 빔을 물체 검지 영역을 향하여 조사하고, 그 물체 검지 한정영역에 존재하는 물체로부터의 반사광에 의한 수광 빔을 그 수광부에서 수광 가능하게 되도록 그 투광 빔의 광축과 그 수광 빔의 광축과의 교차 각도가 설정되어 있고, 상기 수광 소자에서의 수광 레벨에 의거하여 물체의 유무를 판별하는 한정영역 반사형 광전센서에서, 상기 발광 소자로부터의 투광 빔의 광로 중에, 그 투광 빔을 복수 방향의 빔으로 분할하는 빔 분할 부재가 마련되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.
상기 구성에 의하면, 한정영역 반사형 광전센서는, 발광 소자를 갖는 투광부와 수광 소자를 갖는 수광부를 구비하고, 상기 투광부와 수광부는, 그 투광부로부터 투광 빔을 물체 검지 영역을 향하여 조사하고, 그 물체 검지 한정영역에 존재하는 물체로부터의 반사광에 의한 수광 빔을 그 수광부에서 수광 가능하게 되도록 그 투광 빔의 광축과 그 수광 빔의 광축과의 교차 각도가 설정되어 있고, 상기 수광 소자에서의 수광 레벨에 의거하여 물체의 유무를 판별한다.
그런데, 이런 종류의 한정영역 반사형 광전센서에서는, 투광 빔은 단일한 광선이기 때문에, 물체 검지 한정영역을 넓힐 수가 없다는 문제가 있다.
그래서, 본 발명의 한 양태에서는, 발광 소자로부터의 투광 빔의 광로 중에, 그 투광 빔을 복수 방향의 빔으로 분할하는 빔 분할 부재가 마련되어 있다. 이 때문에, 투광 빔은, 빔 분할 부재에 의해 복수 방향의 빔으로 분할되기 때문에, 투광 빔의 광축과 수광 빔의 광축과의 교차 각도가 다른 복수종류의 빔을 생성할 수 있다. 이것은, 물체와의 대향 방향에서 복수종류의 물체 검지 한정영역을 생성하는 것을 의미하는 것이고, 이에 의해, 검출 범위가 넓어진다. 그리고, 검출 범위를 넓히기 위해, 빔 분할 부재를 마련하였을 뿐이기 때문에, 구성은 용이하다.
따라서 검출 범위를 넓힘에 의해, 피측정면까지의 거리가 변화하는 물체를 정밀도 좋게 검출할 수 있고, 또한 구성이 간단한 한정영역 반사형 광전센서를 제공할 수 있다.
본 발명의 한 양태에서의 한정영역 반사형 광전센서에서는, 상기 빔 분할 부재는, 회절 격자로 이루어져 있는 것이 바람직하다.
이에 의해, 회절 격자에 투광 빔을 조사하면, 회절 격자로부터는 0차광, ±1차광 …이 출사되고, 투광 빔이 복수 방향의 빔으로 분할된다. 또한, 회절 격자는 시판되고 용이하게 입수할 수 있다.
따라서 빔 분할 부재를 염가이며 구성이 간단한 회절 격자로 용이하게 구성할 수 있다.
본 발명의 한 양태에서의 한정영역 반사형 광전센서에서는, 상기 수광부는, 빔 분할 부재에서 복수 방향의 빔으로 분할된 투광 빔이 물체에서 반사된 때의 복수의 수광 빔을 수광하는 하나의 복수 빔 수광 수단을 구비하고 있다고 할 수 있다.
이에 의해, 하나의 복수 빔 수광 수단에서, 복수의 수광 빔을 수광하기 때문에, 수광부에 있어서의 부품 갯수의 삭감을 도모할 수 있다.
본 발명의 한 양태에서의 한정영역 반사형 광전센서에서는, 상기 수광부는, 빔 분할 부재에서 적어도 3개의 방향의 빔으로 분할된 투광 빔이 물체에서 반사된 때의 수광 빔의 각각을 수광하는 적어도 3개의 단일 빔광 수광 수단을 구비하고 있다고 할 수 있다.
이에 의해, 한정영역 반사형 광전센서를, 물체의 위치를 판단하는 변위(變位)센서로서 사용하는 것이 가능해진다.
본 발명의 한 양태에서의 한정영역 반사형 광전센서에서는, 상기 발광 소자와 빔 분할 부재의 사이에는, 투광 빔을 집광하는 볼록렌즈가 마련되어 있다고 할 수 있다.
즉, 발광 소자와 빔 분할 부재와의 사이에 볼록렌즈를 마련함에 의해, 광강도 분포를 가파르게 할 수 있다. 이 결과, 물체가 존재하는지의 판정을 위한 임계치를 용이하게 설정할 수 있도록 된다.
본 발명의 한 양태에서의 한정영역 반사형 광전센서에서는, 상기 투광 빔의 광축과 수광 빔의 광축과의 교차 각도를 변경하는 교차 각도 변경 수단이 마련되어 있는 것이 바람직하다.
이에 의해, 교차 각도 변경 수단을 이용하여, 투광 빔의 광축과 수광 빔의 광축과의 교차 각도를 변경할 수 있다. 이 결과, 검출 범위를 넓힐 수 있고, 피측정면까지의 거리가 크게 변화하는 물체를 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
본 발명의 한 양태에서의 한정영역 반사형 광전센서에서는, 상기 교차 각도 변경 수단은, 상기 투광 빔의 광축과 수광 빔의 광축과의 교차 각도를 변경하기 위해, 상기 투광부와 수광부의 적어도 한쪽의 경사각도를 변경하는 경사각도 변경 수단으로 이루어져 있다고 할 수 있다.
이에 의해, 경사각도 변경 수단을 이용하여 투광 빔의 광축과 수광 빔의 광축과의 교차 각도를 변경한다. 구체적으로는, 투광부와 수광부의 적어도 한쪽의 경사각도를 변경한다. 따라서 교차 각도를 크게 변경하는 것이 가능하고, 물체 검지 한정영역의 원근을 용이하게 조정하는 것이 가능해진다.
본 발명의 한 양태에서의 한정영역 반사형 광전센서에서는, 상기 수광부는, 입사된 투광 빔을 정반사시키는 물체로부터의 수광 빔을 수광하는 것이 가능하다.
이에 의해, 경면 반사 물체의 검출이 가능해지고, 물체의 존재 유무를 확인할 뿐만 아니라, 후술하는 바와 같이, 물체의 움직임에 관한 정보를 파악할 수 있게 된다.
본 발명의 한 양태에서의 한정영역 반사형 광전센서에서는, 상기 수광 소자에서의 수광 레벨의 크기에 의거하여, 물체까지의 거리를 산출하는 물체 사이 거리 산출 수단이 마련되어 있는 것이 바람직하다.
이에 의해, 물체 사이 거리 산출 수단을 이용하여, 한정영역 반사형 광전센서와 물체 사이의 거리를 산출하는 것이 가능해진다.
본 발명의 한 양태에서의 한정영역 반사형 광전센서에서는, 상기 물체가 근접하여 온 것인지 또는 멀어지는 것인지를, 상기 수광 소자에서의 수광 레벨의 대(大)로부터 소(小)로의 변화 또는 소로부터 대로의 변화의 어느것인지에 의해 검출하는 물체 이동 방향 검출 수단이 마련되어 있는 것이 바람직하다.
이에 의해, 물체 이동 방향 검출 수단을 이용하여, 물체가 근접하여 온 것인지 또는 멀어지는 것인지를, 수광 소자에서의 수광 레벨의 대로부터 소로의 변화 또는 소로부터 대로의 변화의 어느것인지에 의해 검출할 수 있다.
본 발명의 한 양태에서의 한정영역 반사형 광전센서에서는, 상기 물체가 근접하는 속도 또는 멀어지는 속도를 상기 수광 소자의 수광 레벨의 시간적 변화에 의거하여 산출하는 이동 속도 산출 수단을 구비하고 있는 것이 바람직하다.
이에 의해, 이동 속도 산출 수단을 이용하여, 물체가 근접하는 속도 또는 멀어지는 속도를 수광 소자의 수광 레벨의 시간적 변화에 의거하여 산출할 수 있다.
본 발명의 한 양태에 의하면, 검출 범위를 넓힘에 의해, 피측정면까지의 거리가 변화하는 물체를 정밀도 좋게 검출할 수 있고, 또한 구성이 간단한 한정영역 반사형 광전센서를 제공한다는 효과를 이룬다.
도 1(a) (b) (c)는, 본 발명의 실시 형태 1에서의 한정영역 반사형 광전센서를 도시하는 것으로서, 각각 다른 물체 검지 한정영역에서의 물체의 검지 상태를 도시하는 단면도.
도 2(a)는 한정영역 반사형 광전센서에 물체를 검지할 때의 물체 검지 한정영역을 도시하는 도면, (b)는 물체 검지 한정영역에서의 검출 신호를 도시하는 파형도.
도 3은 상기 한정영역 반사형 광전센서의 구성을 도시하는 사시도.
도 4는 상기 한정영역 반사형 광전센서의 구성을 도시하는 단면도.
도 5는 상기 한정영역 반사형 광전센서에서, 수광 소자가 1개로 이루어지는 수광부를 도시하는 단면도.
도 6(a) (b) (c)는, 상기 한정영역 반사형 광전센서에서, 하나의 수광 소자에서 다른 물체 검지 한정영역의 물체를 검출하는 경우의 투광 빔 및 수광 빔의 광로를 도시하는 단면도.
도 7(a) (b) (c)는, 상기 한정영역 반사형 광전센서에서, 수광 소자가 복수개로 이루어지는 수광부를 갖는 경우의 투광 빔 및 수광 빔의 광로를 도시하는 단면도.
도 8은 투광 빔의 광로 중에 볼록렌즈를 마련한 집중형, 볼록렌즈를 마련하지 않은 평행형, 오목렌즈를 마련한 확산형, 및 본 실시의 형태의 회절 격자를 마련한 한정영역 반사형 광전센서에서의 수광 소자에서의 검출 신호의 분포를 도시하는 그래프.
도 9는 투광 빔의 광로 중에 볼록렌즈를 마련한 집중형, 볼록렌즈를 마련하지 않은 평행형, 오목렌즈를 마련한 확산형, 및 본 실시의 형태의 회절 격자를 마련한 한정영역 반사형 광전센서에서의 물체의 검출 위치의 허용 범위를 수광 소자에서의 검출 신호의 분포에서 각도 변동으로서 도시하는 그래프.
도 10(a) (b) (c)는, 본 발명의 실시 형태 2에서의 한정영역 반사형 광전센서를 도시하는 것으로서, 각각 다른 물체 검지 한정영역에서의 물체의 검지 상태를 도시하는 단면도.
도 11은 상기 한정영역 반사형 광전센서의 수광 소자에서의, 각각 다른 물체 검지 한정영역에서의 물체의 검지 출력을 도시하는 그래프.
도 12는 상기 한정영역 반사형 광전센서의 수광 소자에서의, 각각 다른 물체 검지 한정영역에서의 물체의 검지 출력에 의거하여, 물체의 이동 속도를 산출하는 기구를 설명하는 단면도.
도 13(a)는 종래의 한정영역 반사형 광전센서의 구성을 도시하는 개략도, (b)는 한정영역 반사형 광전센서로부터의 각 거리의 위치에서의 투광 빔과 수광 빔과의 관계를 도시하는 평면도.
도 14는 종래의 다른 반사형 광전센서의 구성을 도시하는 개략도.
[실시의 형태 1]
본 발명의 한 실시 형태에 관해 도 1 내지 도 9에 의거하여 설명하면, 이하와 같다.
본 실시의 형태의 한정영역 반사형 광전센서는, 도 2(a)에 도시하는 바와 같이, 물체의 단차(段差) 검지 또는 용지(用紙)의 존재의 유무 검출 등이 한정한 범위 내에서의 물체의 유무를 검출하는 경우에 이용된다. 따라서 검출 물체로부터의 반사광이 정반사 또는 확산반사의 어느 경우라도 지정한 물체 검지 한정영역(S)의 범위 내에서, 도 2(b)에 도시하는 바와 같이, 신호 출력의 경계가 명확하게 되도록 할 필요가 있다. 그 때, 물체 검지 한정영역(S)의 범위는, 가능한 한 넓은 쪽이 바람직하다.
즉, 이런 종류의 한정영역 반사형 광전센서에서는, 투광 빔은 단일한 광선이기 때문에, 물체 검지 한정영역을 넓힐 수가 없다는 문제가 있다.
그래서, 본 실시의 형태의 한정영역 반사형 광전센서는, 이와 같은 물체 검지 한정영역(S)을 가능한 한 넓게 하기 위해 개량된 것으로 되어 있다.
본 실시의 형태의 한정영역 반사형 광전센서(1A)의 구성에 관해, 도 3에 의거하여 설명한다. 도 3은 본 실시의 형태의 한정영역 반사형 광전센서(1A)의 구성을 도시하는 사시도이다.
본 실시의 형태의 한정영역 반사형 광전센서(1A)는, 도 3에 도시하는 바와 같이, 투광부(10)와 수광부(20)를 구비하고, 이들 투광부(10) 및 수광부(20)가 케이스(2)에 수용된 것으로 이루어져 있다.
투광부(10)는, 발광 소자로서의 레이저 다이오드(11)와, 그 레이저 다이오드(11)의 앞면에 마련된 볼록렌즈로 이루어지는 투광용 렌즈(12) 및 회절 격자(13)를 구비하고 있다.
또한, 수광부(20)는, 수광 소자로서의 포토 다이오드(21)와, 그 포토 다이오드(21)의 앞면에 마련된 볼록렌즈로 이루어지는 수광용 렌즈(22)를 구비하고 있다. 또한, 상기 투광용 렌즈(12) 및 수광용 렌즈(22)는, 본 발명에서는, 생략할 수 있다.
상기 케이스(2)에서의 투광용 렌즈(12) 및 수광용 렌즈(22)의 앞면은, 케이스 개구(2a)로 되어 있고, 투광 빔 및 수광 빔이 통과할 수 있도록 되어 있다.
상기 투광부(10)와 수광부(20)는, 투광부(10)로부터 투광 빔을 상기 물체 검지 한정영역(S)을 향하여 조사하고, 그 물체 검지 한정영역(S)에 존재하는 물체로부터의 반사광에 의한 수광 빔을 수광부(20)에서 수광 가능하게 되도록 그 투광 빔의 광축과 그 수광 빔의 광축과의 교차 각도가 설정되어 있다. 그리고, 한정영역 반사형 광전센서(1A)는, 포토 다이오드(21)에서의 수광 레벨에 의거하여 물체의 유무를 판별하도록 되어 있다.
본 실시의 형태의 한정영역 반사형 광전센서(1A)에서는, 투광부(10)로부터의 투광 빔의 광로 중에, 그 투광 빔을 복수 방향의 빔으로 분할하는 빔 분할 부재로서의 회절 격자(13)가 마련되어 있다. 또한, 본 실시의 형태에서는, 빔 분할 부재는 회절 격자(13)로 이루어져 있지만, 본 발명에서는 반드시 회절 격자(13)로 한하지 않고, 투광 빔을 복수 방향의 빔으로 분할하는 것이라면 다른 부재를 이용할 수 있다.
상기 구성의 한정영역 반사형 광전센서(1A)에서의 물체가 존재하는지의 물체 검출 방법에 관해, 도 1(a) (b) (c) 및 도 4에 의거하여 설명한다. 도 1(a) (b) (c)는, 상기 한정영역 반사형 광전센서를 도시하는 것으로서, 각각 다른 물체 검지 한정영역에서의 물체의 검지 상태를 도시하는 단면도이다. 도 4는, 상기 한정영역 반사형 광전센서의 구성을 도시하는 단면도이다.
본 실시의 형태의 한정영역 반사형 광전센서(1A)에서는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 투광부(10)에는, 그 레이저 다이오드(11)로부터의 투광 빔의 광로 중에, 그 투광 빔을 복수 방향의 빔으로 분할하는 빔 분할 부재로서의 회절 격자(13)가 마련되어 있다. 따라서 투광 빔은, 회절 격자(13)에 의해 하나의 광선이, 0차광, ±1차광, ±2차광, ±3차광 …이라는 바와 같이, 복수 방향의 빔으로 분할된다. 이 때문에, 투광 빔의 광축과 수광 빔의 광축과의 교차 각도가 다른 복수종류의 빔을 생성할 수 있다. 여기서, 회절 격자(13)는, 이론적으로는 ±3차광 … 이후의 빔을 출사할 수 있지만, 현실적으로는, ±3차광 … 이후의 빔은 광강도가 극도로 저하된다. 이 때문에, 사용할 수 있는 것은, 0차광, ±1차광, ±2차광의 5개의 빔 정도까지이고, 실용적인 정밀도의 관점에서는, 0차광 및 ±1차광까지의 3개의 분할 빔을 사용하는 것이 바람직하다.
이것은, 물체와의 대향 방향에서 3종류의 물체 검지 한정영역(S)을 생성하는 것을 의미하는 것이다. 즉, 회절 격자(13)를 통과한 0차광의 빔은, 도 1(b)에 도시하는 바와 같이, 회절 격자(13)가 존재하지 않는 경우와 같은 물체 검지 한정영역(S1)에서, 물체(M)를 검지할 수 있다. 한편, 회절 격자(13)를 통과한 ±1차광의 빔은, 도 1(a) (c)에 도시하는 바와 같이, 물체 검지 한정영역(S2) 및 물체 검지 한정영역(S3)에서, 물체(M)를 검지할 수 있다.
이 결과, 물체 검지 한정영역(S)은, 물체 검지 한정영역(S2) 내지 물체 검지 한정영역(S1) 내지 물체 검지 한정영역(S3)까지 넓어진다. 즉, 검출 범위가 넓어지게 된다.
여기서, 본 실시의 형태에서는, 물체(M)는, 입사된 투광 빔을 정반사시키는 물체로 되어 있다. 이 결과, 경면 반사 물체의 검출이 가능해진다. 또한, 본 실시의 형태에서는, 물체(M)는, 입사된 투광 빔을 정반사시키는 물체로 되어 있지만, 본 발명에서는, 반드시 이것으로 한하지 않고, 입사된 투광 빔을 확산반사시키는 물체라도 좋다. 즉, 물체(M)가 확산반사 물체라도, 확산된 어느 하나의 수광 빔의 포토 다이오드(21)에서 수광할 수 있기 때문에, 물체(M)의 검지가 가능하다.
또한, 본 실시의 형태에서는, 수광부(20)의 포토 다이오드(21)에 관해서도, 여러가지의 것을 적용하는 것이 가능하다. 이들의 한 예에 관해, 도 5 내지 도 7(a) (b) (c)에 의거하여 설명한다. 도 5는, 상기 한정영역 반사형 광전센서에서, 수광 소자가 1개로 이루어지는 수광부를 도시하는 단면도이다. 도 6(a) (b) (c)는, 상기 한정영역 반사형 광전센서에서, 1개의 수광 소자에서 다른 물체 검지 한정영역의 물체를 검출하는 경우의 투광 빔 및 수광 빔의 광로를 도시하는 단면도이다. 도 7(a) (b) (c)는, 상기 한정영역 반사형 광전센서에서, 수광 소자가 복수개로 이루어지는 수광부를 갖는 경우의 투광 빔 및 수광 빔의 광로를 도시하는 단면도이다.
예를 들면, 포토 다이오드(21)는, 도 5에 도시하는 바와 같이, 회절 격자(13)에서 복수 방향의 빔으로 분할된 투광 빔이 물체(M)에서 반사된 때의 복수의 수광 빔을 수광하는 하나의 복수 빔 수광 수단으로서의 포토 다이오드(21a)로 하는 것이 가능하다. 즉, 수광 소자는, 1개이다 라고 할 수 있다.
이에 의해, 도 6(a)에 도시하는 바와 같이, 한정영역 반사형 광전센서(1A)로부터 가장 가까운 물체 검지 한정영역(S2)에서는 회절 격자(13)의 -1차광의 빔을 사용함에 의해 포토 다이오드(21a)에서 수광이 가능하다. 또한, 도 6(b)에 도시하는 바와 같이, 물체 검지 한정영역(S1)에서는 회절 격자(13)의 0차광의 빔을 사용함에 의해 포토 다이오드(21a)에서 동일 위치에서 수광이 가능하다. 또한, 도 6(c)에 도시하는 바와 같이, 한정영역 반사형 광전센서(1A)로부터 가장 먼 물체 검지 한정영역(S3)에서는 회절 격자(13)의 +1차광의 빔을 사용함에 의해 포토 다이오드(21a)에서 동일 위치에서 수광이 가능하다.
이에 대해, 예를 들면, 포토 다이오드(21)는, 도 7(a) (b) (c)에 도시하는 바와 같이, 수광부(20)는, 빔 분할 부재에서 적어도 3개의 방향의 빔으로 분할된 투광 빔이 물체(M)에서 반사된 때의 수광 빔의 각각을 수광하는 적어도 3개의 단일 빔광 수광 수단으로서의 포토 다이오드(21b1·21b2·21b3)를 구비하고 있다고 하는 것이 가능하다.
이에 의해, 도 7(a)에 도시하는 바와 같이, 한정영역 반사형 광전센서(1A)로부터 가장 가까운 물체 검지 한정영역(S2)에서는 회절 격자(13)의 -1차광의 빔을 사용함에 의해 포토 다이오드(21b1)에서 수광이 가능하다. 또한, 도 7(b)에 도시하는 바와 같이, 물체 검지 한정영역(S1)에서는 회절 격자(13)의 0차광의 빔을 사용함에 의해 포토 다이오드(21b2)에서 동일 위치에서 수광이 가능하다. 또한, 도 7(c)에 도시하는 바와 같이, 한정영역 반사형 광전센서(1A)로부터 가장 먼 물체 검지 한정영역(S3)에서는 회절 격자(13)의 +1차광의 빔을 사용함에 의해 포토 다이오드(21b3)에서 동일 위치에서 수광이 가능하다.
이 결과, 포토 다이오드(21b1)에서 신호를 검지한 경우에는 물체(M)가 한정영역 반사형 광전센서(1A)로부터 가장 가까운 물체 검지 한정영역(S2)의 위치에 존재하고, 포토 다이오드(21b2)에서 신호를 검지한 경우에는 물체(M)가 물체 검지 한정영역(S1)의 위치에 존재하고, 포토 다이오드(21b3)에서 신호를 검지한 경우에는 물체(M)가 한정영역 반사형 광전센서(1A)로부터 가장 먼 물체 검지 한정영역(S3)의 위치에 존재하고 있다고 판단할 수 있다. 따라서 한정영역 반사형 광전센서(1A)를 변위센서로서 사용할 수 있다.
여기서, 본 실시의 형태의 한정영역 반사형 광전센서(1A)에서는, 발광 소자로서의 레이저 다이오드(11)와 빔 분할 부재로서의 회절 격자(13)의 사이에는, 투광 빔을 집광하는 볼록렌즈로 이루어지는 투광용 렌즈(12)가 마련되어 있다고 할 수 있다.
즉, 레이저 다이오드(11)와 회절 격자(13)와의 사이에 볼록렌즈로 이루어지는 투광용 렌즈(12)를 마련함에 의해, 광강도 분포를 가파르게 할 수 있다. 이 결과, 물체(M)가 존재하는지의 판정을 위한 임계치를 용이하게 설정할 수 있도록 된다.
상기 볼록렌즈로 이루어지는 투광용 렌즈(12)를 마련한 것 및 회절 격자(13)를 마련함에 의한 효과에 관해, 도 8에 의거하여 설명한다. 도 8은, 투광 빔의 광로 중에 볼록렌즈를 마련한 집중형, 볼록렌즈를 마련하지 않은 평행형, 오목렌즈를 마련한 확산형, 및 본 실시의 형태의 회절 격자를 마련한 한정영역 반사형 광전센서에서의 수광 소자에서의 검출 신호의 분포를 도시하는 그래프이다.
일반적으로, 포토 다이오드(21)에서의 검출 신호의 분포는, 도 8에 도시하는 바와 같이, 가우스 분포로 되어 있는데, 신호의 검출에서는, 분포가 가파른 것이 바람직하다. 이에 의해, 위치 검출에서의 임계치의 설정이 용이해지기 때문이다. 이 임계치를 고려할 때에, 볼록렌즈로 이루어지는 투광용 렌즈(12)를 채용한 경우에는, 도 8에서 집광형으로서 플롯하고 있는 바와 같이, 신호의 상승이 가파르게 되기 때문에, 위치 검출에서의 임계치의 설정이 용이해진다는 메리트가 있다. 또한, 도 8에서 평행형으로서 플롯하고 있는 것은, 볼록렌즈로 이루어지는 투광용 렌즈(12)를 사용하지 않는 경우를 나타내고 있는데, 볼록렌즈로 이루어지는 투광용 렌즈(12)를 사용하는 경우, 및 본 실시의 형태의 회절 격자(13)를 이용한 한정영역 반사형 광전센서(1A)에서는, 이 볼록렌즈로 이루어지는 투광용 렌즈(12)를 사용하지 않는 평행형, 및 오목렌즈를 사용한 확산형보다도, 신호 검출 피크가 가파르게 되어 있음을 알 수 있다. 또한, 본 실시의 형태의 회절 격자(13)를 이용한 한정영역 반사형 광전센서(1A)에서는, 단지 볼록렌즈로 이루어지는 투광용 렌즈(12)만을 이용한 평행형이나 오목렌즈를 사용한 확산형보다도, 검출 범위가 넓어저 있음을 파악할 수 있다.
다음에, 본 실시의 형태의 한정영역 반사형 광전센서(1A)에서의 물체의 물체 검지 한정영역(S)의 검출의 허용 범위에 관해, 도 9에 의거하여 설명한다. 도 9는, 투광 빔의 광로 중에 볼록렌즈를 마련한 집중형, 볼록렌즈를 마련하지 않은 평행형, 오목렌즈를 마련한 확산형, 및 본 실시의 형태의 회절 격자를 마련한 한정영역 반사형 광전센서에서의 물체의 검출 위치의 허용 범위를 수광 소자에서의 검출 신호의 분포에서 각도 변동으로서 도시하는 그래프이다.
본 실시의 형태의 한정영역 반사형 광전센서(1A)에서의 물체(M)의 물체 검지 한정영역(S)에서의 검출 위치의 허용 범위를, 수광 소자에서의 검출 신호의 분포에서 각도 변동으로서 도시하면, 도 9에 도시하는 바와 같이 된다.
이 결과, 도 9로 부터 알 수 있는 바와 같이, 본 실시의 형태의 회절 격자(13)를 마련한 한정영역 반사형 광전센서(1A)에서의 물체(M)의 물체 검지 한정영역(S)에서의 검출 위치의 허용 범위는, 수광 소자에서의 검출 신호의 분포에서 각도 변동으로서 해석하면, 볼록렌즈를 마련하지 않은 평행형, 오목렌즈를 마련한 확산형의 경우보다도 우수함을 알 수 있다. 즉, 본 실시의 형태의 회절 격자(13)를 마련한 한정영역 반사형 광전센서(1A)에서는, 각도 특성은, 볼록렌즈를 마련하지 않은 평행형, 및 오목렌즈를 마련한 확산형의 경우에서는, 각도의 절대치가 증가하면 신호의 출력이 저하되는 것을 파악할 수 있다. 이에 대해, 본 실시의 형태의 회절 격자(13)를 마련한 한정영역 반사형 광전센서(1A)에서는, 각도의 절대치가 증가하여도 신호의 출력의 저하는 완만하다. 이것은, 물체 검지 한정영역(S)의 범위가, 볼록렌즈를 마련하지 않은 평행형, 오목렌즈를 마련한 확산형의 경우보다도 확장하여 있음을 나타내고 있다. 따라서 본 실시의 형태의 회절 격자(13)를 마련한 한정영역 반사형 광전센서(1A)에서는, 볼록렌즈를 마련하지 않은 평행형 및 오목렌즈를 마련한 확산형의 경우보다도 검출 범위가 넓어져 있음을 이해할 수 있다. 또한, 투광 빔의 광로 중에 볼록렌즈를 마련한 집중형의 각도 특성은, 본 실시의 형태의 회절 격자(13)를 마련한 한정영역 반사형 광전센서(1A)의 각도 특성과 거의 동등하였다.
다음에, 본 실시의 형태의 한정영역 반사형 광전센서(1A)에서는, 또한 기능을 높이기 위해, 예를 들면, 물체 검지 한정영역(S)의 위치를 변경하는 것이 가능하다.
즉, 본 실시의 형태의 한정영역 반사형 광전센서(1A)에서는, 물체 검지 한정영역(S)의 위치를 변경하기 위해, 투광 빔의 광축과 수광 빔의 광축과의 교차 각도를 변경하는 교차 각도 변경 수단이 마련되어 있다. 이에 의해, 교차 각도 변경 수단을 이용하여, 투광 빔의 광축과 수광 빔의 광축과의 교차 각도를 변경할 수 있다. 이 결과, 검출 범위를 넓힐 수 있고, 피측정면까지의 거리가 크게 변화하는 물체(M)를 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
구체적으로는, 교차 각도 변경 수단은, 투광 빔의 광축과 수광 빔의 광축과의 교차 각도를 변경하기 위해, 투광부(10)와 수광부(20)의 적어도 한쪽의 경사각도를 변경하는 경사각도 변경 수단으로 이루어져 있다고 할 수 있다.
이에 의해, 경사각도 변경 수단을 이용하여 투광 빔의 광축과 수광 빔의 광축과의 교차 각도를 변경한다. 구체적으로는, 투광부(10)와 수광부(20)의 적어도 한쪽의 경사각도를 변경한다. 예를 들면, 투광부(10)를 케이스(2)의 측면에 도시하지 않은 축을 중심으로 하여 회동 가능하게 부착하여 두고, 임의의 회동 위치에서 고정할 수 있도록 하여 두는 것이 가능하다. 이 결과, 이 방법에 의하면, 교차 각도를 크게 변경하는 것이 가능하다. 따라서 물체 검지 한정영역(S)의 원근을 용이하게 조정하는 것이 가능해진다.
이와 같이, 본 실시의 형태의 한정영역 반사형 광전센서(1A)는, 레이저 다이오드(11)를 갖는 투광부(10)와 포토 다이오드(21)를 갖는 수광부(20)를 구비하고, 투광부(10)와 수광부(20)는, 그 투광부(10)로부터 투광 빔을 물체 검지 한정영역(S)을 향하여 조사하고, 그 물체 검지 한정영역(S)에 존재하는 물체(M)로부터의 반사광에 의한 수광 빔을 그 수광부(20)에서 수광 가능하게 되도록 그 투광 빔의 광축과 그 수광 빔의 광축과의 교차 각도가 설정되어 있고, 포토 다이오드(21)에서의 수광 레벨에 의거하여 물체(M)의 유무를 판별한다. 그리고, 레이저 다이오드(11)로부터의 투광 빔의 광로 중에, 그 투광 빔을 복수 방향의 빔으로 분할하는 빔 분할 부재가 마련되어 있다.
이 때문에, 투광 빔은, 빔 분할 부재에 의해 복수 방향의 빔으로 분할되기 때문에, 투광 빔의 광축과 수광 빔의 광축과의 교차 각도가 다른 복수종류의 빔을 생성할 수 있다. 이것은, 물체(M)와의 대향 방향에서 복수종류의 물체 검지 한정영역(S1·S2·S3)을 생성하는 것을 의미하는 것이고, 이에 의해, 검출 범위가 넓어진다. 그리고, 검출 범위를 넓히기 위해, 빔 분할 부재를 마련하였을 뿐이기 때문에, 구성은 용이하다.
따라서 검출 범위를 넓힘에 의해, 피측정면까지의 거리가 변화하는 물체(M)를 정밀도 좋게 검출할 수 있고, 또한 구성이 간단한 한정영역 반사형 광전센서(1A)를 제공할 수 있다.
또한, 본 실시의 형태의 한정영역 반사형 광전센서(1A)에서는, 빔 분할 부재는, 회절 격자(13)로 이루어져 있다. 이에 의해, 회절 격자(13)에 투광 빔을 조사하면, 회절 격자(13)로부터는 0차광, ±1차광 …가 출사되고, 투광 빔이 복수 방향의 빔으로 분할된다. 또한, 회절 격자(13)는 시판되어 용이하게 입수할 수 있다. 따라서 빔 분할 부재를 염가이며 구성이 간단한 회절 격자(13)로 용이하게 구성할 수 있다.
또한, 본 실시의 형태의 한정영역 반사형 광전센서(1A)에서는, 수광부(20)는, 빔 분할 부재에서 복수 방향의 빔으로 분할된 투광 빔이 물체(M)에서 반사된 때의 복수의 수광 빔을 수광하는 하나의 복수 빔 수광 수단으로서의 포토 다이오드(21a)를 구비하고 있다.
이에 의해, 하나의 복수 빔 수광 수단으로서의 포토 다이오드(21a)에서, 복수의 수광 빔을 수광하기 때문에, 수광부(20)에서의 부품 갯수의 삭감을 도모할 수 있다.
또한, 본 실시의 형태의 한정영역 반사형 광전센서(1A)에서는, 수광부(20)는, 빔 분할 부재에서 적어도 3개의 방향의 빔으로 분할된 투광 빔이 물체에서 반사된 때의 수광 빔의 각각을 수광하는 적어도 3개의 단일 빔광 수광 수단으로서의 포토 다이오드(21b1·21b2·21b3)를 구비하고 있다고 하는 것이 가능하다.
이에 의해, 한정영역 반사형 광전센서(1A)를, 물체의 위치를 판단하는 변위센서로서 사용할 수 있다.
또한, 본 실시의 형태의 한정영역 반사형 광전센서(1A)에서는, 레이저 다이오드(11)와 빔 분할 부재의 사이에는, 투광 빔을 집광하는 볼록렌즈로 이루어지는 투광용 렌즈(12)가 마련되어 있다고 할 수 있다.
즉, 레이저 다이오드(11)와 빔 분할 부재와의 사이에 볼록렌즈로 이루어지는 투광용 렌즈(12)를 마련함에 의해, 광강도 분포를 가파르게 할 수 있다. 이 결과, 물체(M)가 존재하는지의 판정을 위한 임계치를 용이하게 설정할 수 있도록 된다.
또한, 본 실시의 형태의 한정영역 반사형 광전센서(1A)에서는, 투광 빔의 광축과 수광 빔의 광축과의 교차 각도를 변경하는 교차 각도 변경 수단이 마련되어 있다고 할 수 있다. 이에 의해, 교차 각도 변경 수단을 이용하여, 투광 빔의 광축과 수광 빔의 광축과의 교차 각도를 변경할 수 있다. 이 결과, 검출 범위를 넓힐 수 있고, 피측정면까지의 거리가 크게 변화하는 물체를 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
또한, 본 실시의 형태의 한정영역 반사형 광전센서(1A)에서는, 투광 빔의 광축과 수광 빔의 광축과의 교차 각도를 변경하는 교차 각도 변경 수단이 마련되어 있다고 할 수 있다.
이에 의해, 교차 각도 변경 수단을 이용하여, 투광 빔의 광축과 수광 빔의 광축과의 교차 각도를 변경할 수 있다. 이 결과, 검출 범위를 넓힐 수 있고, 피측정면까지의 거리가 크게 변화하는 물체(M)를 정밀도 좋게 검출할 수 있다.
또한, 본 실시의 형태의 한정영역 반사형 광전센서(1A)에서는, 교차 각도 변경 수단은, 투광 빔의 광축과 수광 빔의 광축과의 교차 각도를 변경하기 위해, 투광부(10)와 수광부(20)의 적어도 한쪽의 경사각도를 변경하는 경사각도 변경 수단으로 이루어져 있다고 할 수 있다.
이에 의해, 경사각도 변경 수단을 이용하여 투광 빔의 광축과 수광 빔의 광축과의 교차 각도를 변경한다. 구체적으로는, 투광부(10)와 수광부(20)의 적어도 한쪽의 경사각도를 변경한다. 따라서 교차 각도를 크게 변경하는 것이 가능하고, 물체 검지 한정영역(S)의 원근을 용이하게 조정하는 것이 가능해진다.
[실시의 형태 2]
본 발명의 다른 실시의 형태에 관해 도 10 내지 도 12에 의거하여 설명하면, 이하와 같다. 또한, 본 실시의 형태에서 설명하는 것 이외의 구성은, 상기 실시의 형태 1과 같다. 또한, 설명의 편의상, 상기한 실시의 형태 1의 도면에 도시한 부재와 동일한 기능을 갖는 부재에 관해서는, 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략한다.
상기 실시의 형태 1의 한정영역 반사형 광전센서(1A)에서는, 물체(M)가 물체 검지 한정영역(S1)에 존재하는지의 여부의 검출을 목적으로 하는 것이고, 물체(M)는, 정반사 물체 또는 확산반사 물체의 어느것이라도 좋았다.
이에 대해, 본 실시의 형태의 한정영역 반사형 광전센서(1B)는, 물체(M)가 정반사 물체로 한정되어 있다. 이에 의해, 본 실시의 형태의 한정영역 반사형 광전센서(1B)에서는, 물체(M)의 존재의 유무뿐만 아니라, 물체(M)의 거리 변동에 대해서도 파악할 수 있도록 되어 있다.
즉, 본 실시의 형태의 한정영역 반사형 광전센서(1B)에서는, 물체(M)가 정반사 물체로 되어 있기 때문에, 도 10(a) (b) (c)에 도시하는 바와 같이, 포토 다이오드(21)를 이용하여 물체 검지 한정영역(S1·S2·S3)에 존재하는 물체(M)를 검출할 수 있다. 이 때, 포토 다이오드(21)의 출력은, 도 11에 도시하는 바와 같이, 한정영역 반사형 광전센서(1B)로부터의 거리가 가까운 물체 검지 한정영역(S2·S1·S3)의 순서로 커진다. 따라서 이 출력과 물체 검지 한정영역(S2·S1·S3)의 각 거리와의 상관을 취하여 둠에 의해, 물체(M)에서의 한정영역 반사형 광전센서(1B)로부터의 위치를 용이하게 파악할 수 있다.
또한, 도 12에 도시하는 바와 같이, 물체(M)가 전후 방향으로 이동한 때에는, 출력이 큰 쪽부터 작은 쪽으로 변화하는 것인지 또는 출력이 작은 쪽부터 큰 쪽으로 변화하는 것인지에 의해, 물체(M)가 한정영역 반사형 광전센서(1B)에 대해 멀어지고 있는 것인지, 또는 근접하고 있는 것인지를 파악할 수 있다.
구체적으로는, 포토 다이오드(21)의 출력이 큰 쪽부터 작은 쪽으로 변화한 경우에는, 물체(M)는 멀어지고 있고, 포토 다이오드(21)의 출력이 작은 쪽부터 큰 쪽으로 변화한 경우에는, 물체(M)는 근접하고 있다고 판단할 수 있다.
또한, 물체(M)가 전후 방향으로 이동하는 경우에, 그 거리의 이동에 필요로 하는 시간을 측정하여 두면, 용이하게 물체(M)의 이동 속도를 구하는 것이 가능해진다.
이와 같이, 본 실시의 형태의 한정영역 반사형 광전센서(1B)에서는, 수광부(20)는, 입사된 투광 빔을 정반사시키는 물체(M)로부터의 수광 빔을 수광하는 것이 가능하다.
이에 의해, 경면 반사 물체의 검출이 가능해지고, 물체(M)의 존재 유무를 확인할 뿐만 아니라, 물체(M)의 움직임에 관한 정보를 파악할 수 있게 된다.
또한, 본 실시의 형태의 한정영역 반사형 광전센서(1B)에서는, 포토 다이오드(21)에서의 수광 레벨의 크기에 의거하여, 물체(M)까지의 거리를 산출하는 물체 사이 거리 산출 수단이 마련되어 있다고 할 수 있다.
이에 의해, 물체 사이 거리 산출 수단을 이용하여, 한정영역 반사형 광전센서(1B)와 물체(M) 사이의 거리를 산출하는 것이 가능해진다.
또한, 본 실시의 형태의 한정영역 반사형 광전센서(1B)에서는, 물체(M)가 근접하여 온 것인지 또는 멀어지는 것인지를, 포토 다이오드(21)에서의 수광 레벨의 대로부터 소로의 변화 또는 소로부터 대로의 변화의 어느것인지에 의해 검출하는 물체 이동 방향 검출 수단이 마련되어 있다고 할 수 있다.
이에 의해, 물체 이동 방향 검출 수단을 이용하여, 물체가 근접하여 온 것인지 또는 멀어지는 것인지를, 포토 다이오드(21)에서의 수광 레벨의 대로부터 소로의 변화 또는 소로부터 대로의 변화의 어느것인지에 의해 검출할 수 있다.
또한, 본 실시의 형태의 한정영역 반사형 광전센서(1B)에서는, 물체(M)가 근접하는 속도 또는 멀어지는 속도를 포토 다이오드(21)의 수광 레벨의 시간적 변화에 의거하여 산출하는 이동 속도 산출 수단을 구비하고 있다고 할 수 있다.
이에 의해, 이동 속도 산출 수단을 이용하여, 물체(M)가 근접하는 속도 또는 멀어지는 속도를 포토 다이오드(21)의 수광 레벨의 시간적 변화에 의거하여 산출할 수 있다.
또한, 본 발명은, 상술한 각 실시 형태로 한정되는 것이 아니고, 청구항에 나타낸 범위에서 여러가지의 변경이 가능하고, 다른 실시 형태에 각각 개시된 기술적 수단을 적절히 조합시켜서 얻어지는 실시 형태에 대해서도 본 발명의 기술적 범위에 포함된다.
본 발명은, 물체의 검지 영역이 한정되는 한정영역 반사형 광전센서에 적용할 수 있다. 구체적으로는, 물체의 단차 검지 또는 용지의 존재의 유무 검출 등의 한정된 범위 내에서의 물체의 유무를 검출하는 경우에 이용된다. 또한, 물체 검지 한정영역에서의 물체의 이동 정보를 파악하는 경우에도 적용할 수 있다.
1A : 한정영역 반사형 광전센서
1B : 한정영역 반사형 광전센서
2 : 케이스
2a : 케이스 개구
10 : 투광부
11 : 레이저 다이오드(발광 소자)
12 : 투광용 렌즈(볼록렌즈)
13 : 회절 격자
20 : 수광부
21 : 포토 다이오드(수광 소자)
21a : 포토 다이오드(수광 소자)
21b1 : 포토 다이오드(수광 소자)
21b2 : 포토 다이오드(수광 소자)
21b3 : 포토 다이오드(수광 소자)
22 : 수광용 렌즈

Claims (11)

  1. 발광 소자를 갖는 투광부와 수광 소자를 갖는 수광부를 구비하고, 상기 투광부와 수광부는, 그 투광부로부터 투광 빔을 물체 검지 한정영역을 향하여 조사하고, 그 물체 검지 한정영역에 존재하는 물체로부터의 반사광에 의한 수광 빔을 그 수광부에서 수광 가능하게 되도록 그 투광 빔의 광축과 그 수광 빔의 광축과의 교차 각도가 설정되어 있고, 또한, 투광 빔 및 수광 빔이 각각 퍼짐을 갖지 않도록 구성되어 있고, 상기 수광 소자에서의 수광 레벨에 의거하여 물체의 유무를 판별하는 한정영역 반사형 광전센서에 있어서,
    상기 발광 소자로부터의 투광 빔의 광로 중에, 그 투광 빔을 복수 방향의 빔으로 분할하는 빔 분할 부재가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 한정영역 반사형 광전센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 빔 분할 부재는, 회절 격자로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 한정영역 반사형 광전센서.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 수광부는, 빔 분할 부재에서 복수 방향의 빔으로 분할된 투광 빔이 물체에서 반사된 때의 복수의 수광 빔을 수광하는 하나의 복수 빔 수광 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 한정영역 반사형 광전센서.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 수광부는, 빔 분할 부재에서 적어도 3개의 방향의 빔으로 분할된 투광 빔이 물체에서 반사된 때의 수광 빔의 각각을 수광하는 적어도 3개의 단일 빔광 수광 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 한정영역 반사형 광전센서.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자와 빔 분할 부재의 사이에는, 투광 빔을 집광하는 볼록렌즈가 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 한정영역 반사형 광전센서.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 투광 빔의 광축과 수광 빔의 광축과의 교차 각도를 변경하는 교차 각도 변경 수단이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 한정영역 반사형 광전센서.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 교차 각도 변경 수단은, 상기 투광 빔의 광축과 수광 빔의 광축과의 교차 각도를 변경하기 위해, 상기 투광부와 수광부의 적어도 한쪽의 경사각도를 변경하는 경사각도 변경 수단으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 한정영역 반사형 광전센서.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 수광부는, 입사된 투광 빔을 정반사시키는 물체로부터의 수광 빔을 수광하는 것을 특징으로 하는 한정영역 반사형 광전센서.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 수광 소자에서의 수광 레벨의 크기에 의거하여, 물체까지의 거리를 산출하는 물체 사이 거리 산출 수단이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 한정영역 반사형 광전센서.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 물체가 근접하여 온 것인지 또는 멀어지는 것인지를, 상기 수광 소자에서의 수광 레벨의 대로부터 소로의 변화 또는 소로부터 대로의 변화의 어느것인지에 의해 검출하는 물체 이동 방향 검출 수단이 마련되어 있는 것을 특징으로 하는 한정영역 반사형 광전센서.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 물체가 근접하는 속도 또는 멀어지는 속도를 상기 수광 소자의 수광 레벨의 시간적 변화에 의거하여 산출하는 이동 속도 산출 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 한정영역 반사형 광전센서.
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