KR200392016Y1 - 확산형 센서 - Google Patents

Abstract

본 고안에 따른 확산형 센서는 빛이 조사되는 투광부와 반사된 빛이 입사되는 수광부가 구비된 확산형 센서의 전면창에 조사되는 광선의 빔폭을 제한하고 입사되는 광선의 빔폭을 제한하는 슬릿창이 형성된 차광대가 부착되어 슬릿창을 이용한 빔의 확산거리를 제한하여 렌즈를 이용한 협시계형 한정거리 센서로는 검출이 불가능했던 투명체 LCD-Glass 및 인쇄회로기판 등을 감지할 수 있으며 센서와 감지물체와의 사이에 존재하던 불감지지역이 생성되지 않아 안정적인 작동이 가능하고 한정거리만을 감지하므로 종래의 확산형 센서의 문제점인 배경물체에 대한 감지의 우려가 방지되어 안정적으로 작동되며 감지거리를 필요에 따라서 용이하게 조절하는 것이 가능하다는 효과가 있다.

Description

확산형 센서{DIFFUSION TYPE SENSOR}

본 고안은 확산형 센서에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, 물체를 감지하는 확산형 센서의 물체감지영역을 제한하여 감지영역내의 물체를 안정적으로 감지하는 것이 가능하고 용이하게 물체의 감지역역을 임의로 조절하는 것이 가능하게 되어 사용이 편리한 확산형 센서에 관한 것이다.

일반적으로, 종래의 물체를 감지하는 협시계형 한정거리 센서는, 도5에 도시된 바와 같이, 투광부(1)와 수광부(2)로 구성되고 투광부(1)와 수광부(2)의 전면에 렌즈(8)를 설치하여 투광부에서 빛이 조사되면 일정각도로 빛이 모아져 투광되고 빔이 교차된 지점에 물체가 있을 경우 물체에서 반사된 빔이 수광부(2)내로 들어가 센서가 동작하게 되는 구조로서 어느 일정 거리영역내의 물체만을 감지하여 출력하고자 할 경우에는 이러한 렌즈(8)를 이용한 협시계형 한정거리 센서를 사용하였으나, 투명체 엘씨디글래스(LCD-Glass)와 같은 투명체를 감지하고자 할 경우에는 투명체에서는 렌즈(8)로 모아진 빛이 투명체를 통과하고 반사되어 되돌아가는 빛이 너무 적어 작동되지 않으며, 인쇄회로기판과 같은 천공이 있는 물체의 감지시에는 렌즈(8)에 모아진 빛이 천공이 뚫려 있는 지점의 감지시 오작동되는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 확산형 센서는, 도6에 도시된 바와 같이, 투광부(1)에서 조사되는 빛이나 수광부(2)내로 입사되는 빛이 최대한 확산되도록 구성되어 있다. 이러한 종래의 확산형 센서는 물체의 감지만을 생각한다면 매우 유용한 방식이나, 감지하고자 하는 물체가 있는 곳에 배경물체가 있을 경우에는 물체에 앞서 배경물체를 감지하는 문제점을 갖게 되는 것이다. 즉 반도체공장에서, LCD제조라인의 경우 감지하고자 하는 LCD의 배경에 반사가 우수한 금속제 작동부가 있는 경우에는 LCD를 감지하기에 앞서 배경에 있는 금속제 작동부에서 반사된 빛이 수광부(2)내로 입사되므로 배경물체를 감지하여 오작동되게 되는 문제점이 있게 되는 것이다.

본 고안의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 슬릿창을 이용한 빔의 확산거리를 제한하여 렌즈를 이용한 협시계형 한정거리 센서로는 검출이 불가능했던 투명체 LCD-Glass 및 인쇄회로기판 등을 감지할 수 있으며 센서와 감지물체와의 사이에 존재하던 불감지지역이 생성되지 않아 안정적인 작동이 가능하고 한정거리만을 감지하므로 종래의 확산형 센서의 문제점인 배경물체에 대한 감지의 우려가 방지되어 안정적으로 작동되며 감지거리를 필요에 따라서 용이하게 조절하는 것이 가능한 확산형 한정거리 센서를 제공하는 것이다.

본 고안의 이러한 목적은 빛이 조사되는 투광부와 반사된 빛이 입사되는 수광부가 구비된 확산형 센서의 전면창에 조사되는 광선의 빔폭을 제한하고 입사되는 광선의 빔폭을 제한하는 슬릿창이 형성된 차광대가 부착된 본 고안에 따른 확산형 한정거리 센서에 의하여 달성된다.

본 고안에 따른 확산형 한정거리 센서는 첨부된 도면을 참고로 하여 이하에 상세히 기술되는 실시예에 의하여 그 특징 및 장점들을 보다 명백하게 이해할 수 있을 것이다.

본 고안의 일실시예에 따른 확산형 센서(A)는, 도1 내지 도4에 도시된 바와 같이, 적외선이 조사되는 투광부(1)와 반사된 적외선이 입사되는 수광부(2)가 구비되고 상기 투광부(1)와 수광부(2)의 전면에 적외선이 출입되는 전면창(3)이 구비된 확산형 센서(A)의 상기 전면창(3)에 출입되는 적외선의 빔폭을 제한하는 슬릿창(4)이 형성된 차광대(5)가 부착되어 있다.

상기 투광부(1)는 적외선이 발생되는 적외선 LED가 사용되고, 상기 수광부(2)는 적외선이 감지되는 포토 트랜지스터가 사용된다. 상기 전면창(3)은 투명한 폴리카보네이트 평판이 사용되며 중간에 분할대(31)에 의하여 투광전면창(3a)과 수광전면창(3b)으로 분할형성되어 있고, 상기 차광대(5)는 은박이 증착된 흑색의 불투명재로 성형되며, 상기 차광대(5)는 중간에 슬릿창(4)을 형성시켜 상기 투광전면창(3a)의 일부와 상기 수광전면창(3b)의 일부만을 개방시키고 상기 투광부(1)의 전면창(3)의 투광전면창(3a)의 하부와 수광부(2)의 수광전면창(3b)의 상부를 폐쇄시킨 구조를 갖는다.

상기 슬릿창(4)의 상하의 폭(W)을 크게 하면 상기 투광전면창(3a)과 수광전면창(3b)의 개방되는 폭이 넓어지게 되므로, 조사되고 반사되어 입사되는 적외선의 양이 많아지게 되므로 검출거리가 길어지게 되며 반대로 슬릿창(4)의 상하의 폭(W)이 좁을 경우에는 전면창(3)을 투과하여 뚫고나와 반사되어 되돌아가는 빛이 너무 적게되어 검출거리가 작게 되므로, 슬릿창(4)의 상하의 폭을 조절하므로서 물체의 감지거리를 조절할 수 있게 된다.

상기 차광대(5)는 본 실시예에서는 빛이 통과되지 않는 은박이 증착된 흑색스티커를 사용하였으나 두께가 얇은 철판이나, 스테인레스판, 또는 동판과 같은 불투과성금속재나 다른 불투광성재료가 사용될 수 있으며, 다른 실시예로는 센서의 외형구조를 슬릿홈이 형성된 것과 같이 전면창(3)의 크기를 감소시키거나 전면창상에 광선의 출입을 제한하는 다른 구조를 설치하여 사용할 수 도 있을 것이며, 이 또한 본 고안의 범위에 속한다고 할 것이다.

본 고안의 원리를 설명하면, 투광부(1)에서 발광되는 빛은 전면창(3)의 전부를 통과하지 못하고 개방된 절반의 상부면만 통과되므로 적외선은 상향경사지게 투광되고 반사된 빛은 수광부(2)의 전면창(3)의 전체면에 입사되지 않고 경사져 들어오는 하부면만 통과되는 빛이 입사되므로 적외선의 투광과 수광되는 구조는 삼각형의 구조를 이루게 되는 것이다. 이와 같이 삼각형의 투수광구조중에서 서로간에 겹쳐치는 부분만이 물체를 용이하게 감지할 수 있는 감지대역이되고 센서로 부터 먼거리에 있는 감지불능대역에서는 물체를 감지할 수 없게 되는 것이므로 일정하게 한정된 거리에서만 물체감지가 이루어지게 되는 것이다

이와 같은 구성을 갖는 본 고안에 따른 확산형 센서(A)의 작용효과를 이하에 상세히 기술한다.

도3a에 도시된 바와 같이, 투광부(1)를 통하여 발산되는 적외선은 투광전면창(3a)을 전부를 통과하지 못하고 슬릿창(4)으로 개방된 투광전면창(3a)의 절반부인 상부만을 통과하게 되므로 적외선 상향경사지게 경사방향으로 진행되는 것이다. 이와 같이 상향경사진 방향으로 진행되므로 원거리에 있는 배경반사물체(6)에 반사될 경우 반사되는 적외선은 상향경사방향으로 경사지게 진행되면서 수광전면창(3b)으로 입사되게 되나 이와 같이 입사되는 적외선은 슬릿창(4)이 아닌 슬릿창의 상부의 차광대(5)상에 입사되므로 수광부(2)는 배경반사물체(6)를 감지할 수 없게 되는 것이다.

도3b는 검출물체로서 투명LCD-Glass(7)를 검출하는 본 고안의 확산형 센서(A)의 작동을 도시하는 작동도로서, 투명LCD-Glass(7)가 확산형 센서(A)의 감지대역내에 진입되면 투광전면창(3a)의 슬릿창(4)을 통과한 적외선이 투명LCD-Glass(7)에 부딪히어 반사되면서 반사된 적외선이 수광전면창(3b)의 슬릿창(4)내부로 입사되면서 수광부(2)가 투명LCD-Glass(7)를 감지할 수 있게 되는 것이다. 즉, 슬릿창(4)을 통해 투과된 적외선은 투명LCD-Glass(7)의 여러면적에 걸쳐 반사되기 때문에 일부의 적외선은 투과하더라도 일부는 반사되어 슬릿창(4)을 통하여 수광부(2)로 입사되므로 투명LCD-Glass(7)의 진입을 감지할 수 있게 되는 것이다. 본 고안에 따른 확산형 센서를 사용하여 인쇄회로기판을 감지할 경우에도 인쇄회로기판의 크고 작은 천공을 통하여 빔의 일부가 빠져나가도 일부는 인쇄회로기판에 반사하여 되돌아오기 때문에 오동작 없이 안정된 출력을 얻을 수 있게 되는 것이다.

이와 같은 본 고안의 확산형 센서와 일반 한정거리 센서와 일반 확산형 센서의 사용 실시예의 비교표는 아래와 같다.

검출거리 30mm형 빔센서의 비교 데이타.

시 험 항 목	본 발 명	일반 한정거리 센서	일반 확산형 센서
검출거리(백면지)	0mm~30mm	10mm~30mm(10mm이하부분 감지불가)	0mm_30mm
검출거리(스테인리스)	10mm~50mm	10mm~50mm	10mm~300mm(300mm지점까지 감지)
2mm틈이있는 PCB감지	양호	틈 부분에서 오동작	양호
배경물체(스테인리스)가 있는 곳에서의 물체감지	양호	양호	출력 홀딩(연속 출력됨)
감지 센서의 전, 후로 출렁거리는 물체감지	양호	10mm이하의 거리에서 오동작	양호

이상과 같이 본 고안에 따른 확산형 센서는 빛이 조사되는 투광부와 반사된 빛이 입사되는 수광부가 구비된 확산형 센서의 전면창에 조사되는 광선의 빔폭을 제한하고 입사되는 광선의 빔폭을 제한하는 슬릿창이 형성된 차광대가 부착되어 슬릿창을 이용한 빔의 확산거리를 제한하여 렌즈를 이용한 협시계형 한정거리 센서로는 검출이 불가능했던 투명체 LCD-Glass 및 인쇄회로기판 등을 감지할 수 있으며 센서와 감지물체와의 사이에 존재하던 불감지지역이 생성되지 않아 안정적인 작동이 가능하고 한정거리만을 감지하므로 종래의 확산형 센서의 문제점인 배경물체에 대한 감지의 우려가 방지되어 안정적으로 작동되며 감지거리를 필요에 따라서 용이하게 조절하는 것이 가능하다는 효과가 있다.

도1은 본 고안의 일실시예에 따른 확산형 센서의 개략적인 종단면도

도2는 본 고안의 일실시예에 따른 확산형 센서에 부착사용되는 차광대가 부착된 확산형 센서의 정면도

도3a,3b는 본 고안의 일실시예에 따른 확산형 센서의 작용설명도

도4는 차광대의 슬릿창이 변형되는 실시예를 도시한 차광대의 정면도

도5는 종래의 렌즈를 이용한 협시계형 확산형 센서의 작동설명도

도6은 종래의 확산형 센서의 작동을 설명하는 개략적인 종단면도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1. 투광부 2. 수광부

3. 전면창 4. 슬릿창

5. 차광대

Claims (7)

1. 광선이 발광되는 투광부,

   상기 투광부를 통해 투광된 광선중에서 피검물체에서 반사된 광선부분이 입사되어 센싱되는 수광부, 및

   상기 투광부와 수광부의 전면에 설치되며 투광되는 광선의 빔폭 및 입사되는 광선의 빔폭 중의 적어도 어느 하나를 제한하여 일정 센싱 구역이 형성되도록 하는 빔폭 제한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 확산형 센서.
2. 제1항에 있어서, 상기 빔폭 제한 수단은 차광대에 부착하는 슬릿창의 구성에 의해 달성되는 것을 특징으로 하는 확산형 센서.
3. 제2항에 있어서, 상기 차광대의 슬릿창은 상기 투광부와 수광부의 전면에 설치된 투광전면창의 일부와 수광전면창의 일부만을 개방시키고 상기 투광전면창 및 수광전면창의 나머지부분을 폐쇄시킨 것을 특징으로 하는 확산형 센서.
4. 제1항에 있어서, 상기 빔폭 제한 수단은 불투명 스티커를 전면창 표면에 부착하여 이루어지는 전면창에 부착고정된 것을 특징으로 하는 확산형 센서.
5. 제2항에 있어서, 상기 차광대는 상기 투광부와 수광부의 전면에 설치된 전면창과 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 확산형 센서.
6. 제1항에 있어서, 상기 빔폭 제한 수단은 전면창의 크기를 감소시킴으로서 달성되는 것을 특징으로 하는 확산형 센서.
7. 제1항에 있어서, 상기 빔폭 제한 수단은 허용되는 빔폭의 조정이 동작으로 조절가능한 것을 특징으로 하는 확산형 센서.