KR20160077024A - 변위 센서 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 짧은 깊이 치수를 갖는 변위 센서를 제공하는 것이다. 상기 변위 센서(1)는 발광 소자(2), 수광 렌즈(4), 수광 렌즈를 통과한 광을 반사시키기 위한 광 반사 플레이트(5), 광 반사 플레이트(5)에 의하여 반사된 광을 수광하기 위한 수광면(6a)을 갖고 상기 수광면(6a) 상의 광 위치에 대응되는 신호를 발생하는 수광 소자(6) 및 광학 부품들을 수납하고, 발광 소자(2)로부터 발생된 광을 투과시키고 감지될 대상체에 의하여 반사된 광을 투과시키는 감지면(1x)을 갖는 케이스를 포함한다. 광 반사 플레이트(5)는 수광 렌즈(4)의 수광축(φb)을 따라 이동하는 광을 발광 소자(2) 및 감지면(1x)을 향하여 반사시킨다.

Description

변위 센서{DISPLACEMENT SENSOR}

본 발명은 변위 센서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반사광을 수광 소자에 제공하는 광 반사 플레이트를 갖는 변위 센서에 관한 것이다.

삼각 측량법에 의하여 물체를 감지하는 변위 센서가 알려져 있다. 상기 변위 센서는 광을 물체에 조사하는 발광 소자(light emitting element), 상기 물체에 의하여 반사되는 반사광을 집광하는 수광 렌즈(light receiving lens) 및 상기 집광된 광을 수광하는 수광 소자(light receiving element)를 포함한다. 상기 발광 소자의 발광축 및 상기 수광 소자의 수광축은 소정 각도로 교차한다.

도 12는 종래 변위 센서의 일예로서 제1 변위 센서(300)를 나타낸다. 제1 변위 센서(300)는 발광 소자(310), 발광 렌즈(320), 수광 렌즈(330), 수광 소자(340) 및 이들을 수납하는 케이스(350)를 포함하다. 도 12에서, 상기 수광 렌즈(330) 및 수광 소자(340)는 이중 쇄선으로 도시되어 있다.

도 12를 참조하면, 상기 케이스(350) 내에서의 광 경로가 더 길게 설정될수록 상기 케이스(350)는 더 크게 만들어진다. 예를 들면, 긴 초점 거리를 갖는 수광 렌즈(330)를 이용하는 경우, 상기 수광 소자(340) 및 상기 수광 렌즈(330) 사이의 거리가 길다. 상기 수광 렌즈(330)는 감지면(350a)(케이스(350)의 전면)에 대하여 사선으로 배열된다. 따라서, 상기 초점 거리가 길어질수록 상기 수광 소자(340)는 상기 감지면(350a)로부터 멀어지며 상기 발광 소자(310)로부터 이격된다. 따라서, 상기 케이스(350)의 세로 치수(WYa)는 상기 케이스(350) 내의 광 경로가 길게 설정될 수 록 더 크다.

한편, 상기 변위 센서(300)의 유용성을 개선하기 위하여 상기 변위 센서(300)의 소형화가 요구된다. 상기 요구의 기초하여, 광 반사 플레이트로 광을 반사시킴으로써 상기 변위 센서(300)의 소형화를 이루는 기술이 제안되고 있다.(일본 공개특허 제2010-48575호 참조)

도 12는 광 반사 플레이트(260)를 이용하는 제2 변위 센서(200)의 개략도를 또한 나타낸다. 상기 제2 변위 센서(200)는 발광 소자(210), 발광 렌즈(220), 케이스(250) 내로 진입하는 광을 반사시키는 광 반사 플레이트(260), 상기 반사광을 집광하는 수광 렌즈(230), 수광 소자(240) 및 이것들을 수납하는 케이스(250)를 포함한다. 제1 변위 센서(300)의 케이스(350) 및 제2 변위 센서(200)의 케이스(250)의 크기 비교를 단순화하기 위하여, 제2 변위 센서(200)의 발광 소자(210) 및 발광 렌즈(220)를 제1 변위 센서(300)의 발광 소자(310) 및 발광 렌즈(320) 각각을 도12에서 동일한 위치로 도시한다.

상기 제2 변위 센서(200)에 있어서, 감지되는 대상체에 의하여 반사되어 상기 케이스(250)로 진입하는 광이 상기 광 반사 플레이트(260)에 의하여 수광 소자(210)를 향하여 반사된다. 상기 구조에 의하여 변위 센서(200)의 가로 치수(WYb)가 축소될 수 있다.

도 13은 종래 변위 센서의 감지 물체에 대한 장착 위치를 설명하기 위한 개략도이다.

도 13에 도시된 바와 같이, 상기 변위 센서들(200, 300)은 발광축의 방향으로 감지되는 대상체(900)로부터 소정 거리(L)로 위치한다.

한편, 공장 또는 연구실에서는 전선, 공조기 덕트, 제소 설비 및 에어컨들이 장착되어 있으며, 이와 더불어 작업자들이 해당 실내에서 충분한 작업 공간을 확보하는 것이 요구된다. 따라서, 변위 센서(200 또는 300)를 장착하는 데 필요한 공간을 확보하는 것이 어렵다. 이런 이유 때문에, 변위 센서들(200, 300)의 유용성을 개선하기 위한 관점에서, 상기 변위 센서들(200, 300)의 깊이 치수(depth dimension, WZ)의 축소가 요구되고 있다. 하지만, 상기 요구를 충족하기 위한 해결책에 대하여 어떠한 제안도 없는 상황이다.

본 발명은 상대적으로 작은 깊이 치수를 갖는 변위 센서를 제공하는 데 그 목적이 있다.

(1) 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 변위 센서는 감지될 대상체를 향하여 광을 발생시키는 발광 소자, 상기 대상체에 의하여 반사되는 광을 집광하기 위한 수광 렌즈, 상기 수광 렌즈를 통과한 광을 반사시키기 위한 광 반사 플레이트, 상기 광 반사 플레이트에 의하여 반사된 광을 수광하기 위한 수광면을 갖고 상기 수광면 상의 광 위치에 대응되는 신호를 발생하는 수광 소자 및 상기 발광 소자, 상기 수광 렌즈, 상기 광 반사 플레이트 및 상기 수광 소자를 수납하는 케이스를 포함한다. 상기 케이스는 상기 발광 소자로부터 발생된 광을 투과시키고 상기 대상체에 의하여 반사된 광을 투과시키는 감지면을 가지는 것으로 제공된다. 상기 광 반사 플레이트는 상기 수광 렌즈의 수광축을 따라 이동하는 광을 상기 발광 소자 및 상기 감지면을 향하여 반사시킨다.

상기 구성에 따르면, 상기 광 반사 플레이트는 상기 수광 렌즈의 상기 수광축을 따라 이동하는 광을 상기 발광 소자 및 상기 감지면을 향하여 반사시킨다. 이로써, 상기 감지면 및 상기 수광 소자 사이의 거리가, 상기 광 반사 플레이트가 상기 수광 렌즈의 상기 수광축을 따라 이동하는 광을 상기 발광 소자를 향하여 후방으로 반사시키는 비교예로서의 변위 센서와 비교할 때 작아진다. 즉, 상기 배치에 의하여, 상기 변위 센서의 상기 깊이 크기가 상기 비교예로서의 변위 센서와 비교할 때 작아질 수 있다.

(2) 상술된 변위 센서에 있어서, 상기 수광 소자는 직육면체 외형을 갖고, 상기 수광 소자는, 상기 수광 소자의 수평 방향이 상기 변위 센서의 깊이 방향에서 상기 감지면에 대하여 기울어지도록 배열된다.

상기 구성에 따르면, 상기 수광 소자의 후단은, 상기 수광 소자가 상기 수광 소자의 수평 방향이 감지면에 대하여 수직하게 배열된 비교예로서의 변위 센서에 비하여, 상기 감지면에 대하여 근접하게 위치한다. 따라서, 상기 케이스의 깊이 크기를 감소시킬 수 있다.

(3) 상술된 변위 센서에 있어서, 상기 수광 소자는, 상기 발광 소자보다 상기 감지면에 대하여 더 가깝게 위치한 중심점(mid point)을 가진다.

상기 구성에 따른 상기 수광 소자는, 수광 소자가 발광 소자의 후방에 위치한 중심점(수평 방향(longitudinal direction)으로 상기 수광 소자의 양 단부들로부터 등거리이며 횡 방향(transverse direction)으로 상기 수광 소자의 양 단부들로부터 등거리인 지점)을 갖도록 배열된 비교예로서의 변위 센서와 비교할 때, 상기 감지면에 대하여 더 가깝게 위치한다. 따라서, 상기 케이스의 깊이 치수는 감소할 수 있다.

(4) 상술한 변위 센서는 상기 수광 렌즈, 상기 광 반사 플레이트 및 상기 수광 소자를 홀딩하는 홀더를 더 포함한다. 상기 홀더는 베이스 및 상기 베이스 상에 제공된 루프부를 포함하고, 상기 홀더는 상기 베이스에 고정되고, 상기 홀더의 상기 루프부는 하나의 루프를 형성하는 주변벽, 상기 주변벽 내에 제공되며 상기 수광 렌즈를 홀딩하는 수광 렌즈 홀딩부, 상기 주변벽 내에 제공되며 상기 광 반사 플레이트를 홀딩하는 광 반사 플레이트 홀딩부 및 상기 주변벽 내에 제공되며 상기 수광 소자를 홀딩하는 수광 소자 홀딩부를 포함한다.

상기 수광 렌즈, 상기 광 반사 플레이트 및 상기 수광 소자는 상기 홀더의 상기 베이스 상에 개별적으로 제공된다. 예를 들면, 상기 수광 렌즈를 홀딩하는 상기 수광 렌즈 홀딩부, 상기 광 반사 플레이트를 홀딩하는 상기 광 반사 플레이트 홀딩부 및 상기 수광 소자를 홀딩하는 상기 수광 소자 홀딩부는 상기 베이스로부터 돌출되는 방식으로 개별적으로 제공된다. 하지만, 상기 홀딩부들은 상기 베이스로부터 돌출되도록 구비됨으로써 휘어져서 변형되거나 진동할 수 있다. 상기 홀딩부들의 휘어짐 또는 진동은 상기 변위 센서의 큰 동작 오류 또는 오동작을 일으킬 수 있다.

이 점에 있어서, 상술한 구조에 따르면 상기 수광 렌즈 홀딩부, 상기 광 반사 플레이트 홀딩부 및 상기 수광 소자 홀딩부가 상기 루프부의 상기 주변벽 내에 제공된다. 상기 루프부는 상기 베이스 상에 개별적으로 제공된 돌출부들과 비교할 때 진동 또는 변형이 어렵다. 따라서, 상기 변위 센서에서 발생할 수 있는 큰 동작 오류 또는 오동작을 억제할 수 있다.

(5) 상술한 변위 센서에 있어서, 상기 홀더는, 상기 홀더를 상기 케이스에 고정하기 위한 고정 부재들이 삽입될 수 있도록 복수의 관톨홀들을 포함하고, 상기 관통홀들 중 적어도 하나는 상기 홀더의 상기 루프부 내부에 제공된다.

상기 구조에 있어서, 상기 관통홀이 상기 루프부 내에 위치함으로써 상기 베이스의 외형은, 상기 관통홀이 상기 루프부의 외부에 위치하는 구조에 비하여 작아질 수 있다. 이로써, 상기 변위 센서의 소형화를 이룰 수 있다.

(6) 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 다른 예의 변위 센서는 감지될 대상체를 향하여 광을 발생시키는 발광 소자, 상기 대상체에 의하여 반사되는 광을 반사시키고 집광하기 위한 광 반사 플레이트, 상기 광 반사 플레이트에 의하여 반사된 광을 수광하기 위한 수광면을 갖고 상기 수광면 상의 광 위치에 대응되는 신호를 발생하는 수광 소자 및 상기 수광 소자, 상기 광 반사 플레이트 및 상기 수광 소자를 수납하는 케이스를 포함한다. 상기 케이스는 상기 발광 소자로부터 발생된 광을 투과시키고 상기 대상체에 의하여 반사된 광을 투과시키는 감지면을 가진다. 상기 광 반사 플레이트는 수광축을 따라 이동하는 광을 상기 발광 소자 및 상기 감지면을 향하여 반사시킨다.

상기 구성에 따르면, 광 반사 기능 및 집광 기능을 갖는 광 반사 플레이트는 상기 수광축을 따라 이동하는 광을 상기 발광 소자 및 상기 감지면을 향하여 반사시킨다. 이로써, 상기 감지면 및 상기 수광 소자 사이의 거리가, 상기 광 반사 플레이트가 상기 수광 렌즈의 상기 수광축을 따라 이동하는 광을 상기 발광 소자를 향하여 후방으로 반사시키는 비교예로서의 변위 센서와 비교할 때 작아진다. 즉, 상술한 배치에 의하여, 상기 변위 센서의 상기 깊이 크기가 상기 비교예로서의 변위 센서와 비교할 때 작아질 수 있다.

상술한 변위 센서는 작아진 깊이 치수를 가질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 변위 센서들에 따르면, 광 반사 플레이트가 수광 렌즈의 수광축을 따라 이동하는 광을 발광 소자 및 감지면을 향하여 반사시킨다. 이로써, 상기 감지면 및 상기 수광 소자 사이의 거리가 짧아진다. 즉, 상기 배치에 의하여, 상기 변위 센서의 상기 깊이 크기가 상기 비교예로서의 변위 센서와 비교할 때 작아질 수 있다.

또한, 상기 수광 소자는 직육면체 외형을 갖고, 상기 수광 소자는, 상기 수광 소자의 수평 방향이 상기 변위 센서의 깊이 방향에서 상기 감지면에 대하여 기울어지도록 배열된다. 이로써 상기 수광 소자의 후단은, 상기 수광 소자가 상기 수광 소자의 수평 방향이 감지면에 대하여 수직하게 배열된 비교예로서의 변위 센서에 비하여, 상기 감지면에 대하여 근접하게 위치한다. 따라서, 상기 케이스의 깊이 크기를 감소시킬 수 있다.

그리고, 상기 수광 소자는, 상기 발광 소자보다 상기 감지면에 대하여 더 가깝게 위치한 중심점(mid point)을 가진다. 상기 수광 소자는, 수광 소자가 발광 소자의 후방에 위치한 중심점을 갖도록 배열된 비교예로서의 변위 센서와 비교할 때, 상기 감지면에 대하여 더 가깝게 위치한다. 따라서, 상기 케이스의 깊이 치수는 감소할 수 있다.

한편, 상술한 변위 센서는 상기 수광 렌즈, 상기 광 반사 플레이트 및 상기 수광 소자를 홀딩하는 홀더를 더 포함한다. 상기 홀더는 베이스 및 상기 베이스 상에 제공된 루프부를 포함하고, 상기 홀더는 상기 베이스에 고정되고, 상기 홀더의 상기 루프부는 하나의 루프를 형성하는 주변벽, 상기 주변벽 내에 제공되며 상기 수광 렌즈를 홀딩하는 수광 렌즈 홀딩부, 상기 주변벽 내에 제공되며 상기 광 반사 플레이트를 홀딩하는 광 반사 플레이트 홀딩부 및 상기 주변벽 내에 제공되며 상기 수광 소자를 홀딩하는 수광 소자 홀딩부를 포함한다. 상술한 구조에 따르면 상기 수광 렌즈 홀딩부, 상기 광 반사 플레이트 홀딩부 및 상기 수광 소자 홀딩부가 상기 루프부의 상기 주변벽 내에 제공된다. 상기 루프부는 상기 베이스 상에 개별적으로 제공된 돌출부들과 비교할 때 진동 또는 변형이 어렵다. 따라서, 상기 변위 센서에서 발생할 수 있는 큰 동작 오류 또는 오동작을 억제할 수 있다.

또한, 상기 홀더는, 상기 홀더를 상기 케이스에 고정하기 위한 고정 부재들이 삽입될 수 있도록 복수의 관톨홀들을 포함하고, 상기 관통홀들 중 적어도 하나는 상기 홀더의 상기 루프부 내부에 제공된다. 이로써 상기 관통홀이 상기 루프부 내에 위치함으로써 상기 베이스의 외형은, 상기 관통홀이 상기 루프부의 외부에 위치하는 구조에 비하여 작아질 수 있다. 이로써, 상기 변위 센서의 소형화를 이룰 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 센서를 설명하기 위한 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A선을 따라 절단한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 변위 센서의 케이스 몸체를 설명하기 위한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 센서의 내부 구조를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 회로 기판이 제거된 내부 구조를 설명하기 위한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 센서의 홀더를 설명하기 위한 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 센서의 프론트 커버를 설명하기 위한 사시도이다.
도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 센서의 광학 부품들의 배열을 나타내는 개략도이다.
도 8b는 비교예로서 변위 센서의 광학 부품들의 배열을 나타내는 개략도이다.
도 9a는 짧은 감지 거리(short detection distance)를 갖는 변위 센서의 발광 렌즈 및 발광 소자 사이의 위치적인 관계를 나타내는 평면도이다.
도 9b는 중간 감지 거리(middle detection distance)를 갖는 변위 센서의 발광 렌즈 및 발광 소자 사이의 위치적인 관계를 나타내는 평면도이다.
도 9c는 긴 감지 거리(long detection distance)를 갖는 변위 센서의 발광 렌즈 및 발광 소자 사이의 위치적인 관계를 나타내는 평면도이다.
도 10a 내지 도 10d는 종래 변위 센서의 표시부의 스크린에 표시되는 특정 구동에 의하여 발생되는 표시부의 변화를 나타내는 개략도들이다.
도 11a 내지 도 11f는 본 발명의 실시예에 따른 변위 센서의 표시부의 스크린에 표시되는 특정 구동에 의하여 발생되는 표시부의 변화를 나타내는 개략도들이다.
도 12는 종래 변위 센서의 광학 부품들 중 위치 관계를 설명하기 위한 개략도이다.
도 13은 종래 변위 센서의 감지 물체에 대한 장착 위치를 설명하기 위한 개략도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 첨부된 도면에 있어서, 대상물들의 크기와 양은 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대 또는 축소하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 다른 특징들이나 단계, 기능, 구성요소 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

<변위 센서>

본 발명의 일 실시예에 따른 변위 센서(1)는 도 1 내지 도 8b를 참조로 설명될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 센서를 설명하기 위한 사시도이다.

도 1을 참조하면, 상기 변위 센서(1)는 발광축(φa), 소정 각도(θ)로 교차하는 수광축(φb)을 갖는다. 또한, 상기 변위 센서(1)는 감지될 대상체를 감지하기 위하여 적절한 감지 거리(L)를 갖는다. 상기 감지 거리(L)는 상기 발광축(φa)과 수광축(φb)이 교차하는 지점 및 상기 변위 센서(1)의 감지면(1x, detecting face) 사이의 거리이다. 상기 발광축(φa)은 상기 감지면(1x)에 대하여 수직하게 연장된다.

상기 변위 센서(1)의 상기 감지면(1x)은 발광축(φa) 및 케이스(50)의 전면(프론트 커버(40)의 전면)이 교차하며 상기 발광축(φa)에 수직한 포인트를 포함하는 평면이다.

상기 변위 센서(1)는 감지 대상체로부터 감지 거리(L)로 장착된다. 상기 변위 센서(1)는 상기 감지면(1x)으로 감지 거리(L)의 위치를 기준 위치(reference position)로 정의하며, 상기 기준 위치로부터 대상체의 변위량을 감지한다.

후술하는 데에 있어서, 발광축(φa)을 따르며 광이 방출되는 방향이 전방(forward direction)으로 정의되며, 상기 전방에 반대되는 방향이 후방(backward direction)으로 정의된다. 상기 발광축(φa) 및 수광축(φb)을 포함하는 평면 상에 있으며 상기 발광축(φa)에 수직한 선을 따르는 방향이 수직 방향(vertical direction)으로 정의되며, 여기서 상기 수광 소자(6)로부터 상기 발광 소자(2)에 이르는 방향이 상승 방향(upward direction)으로 정의되고 상기 상승 방향에 대하여 반대되는 방향이 하강 방향(downward direction)으로 정의된다. 상기 수직 방향 및 전후 방향(front-back direction)에 대하여 수직한 방향이 수평 방향(horizontal direction)으로 정의되며, 여기서 전면(상기 변위 센서(1)의 전면이 전방으로 정의됨)에서의 좌측이 좌측 방향(leftward direction)으로 정의되고, 우측으로 향하는 방향이 우측 방향(rightward direction)으로 정의된다. 상기 수직 방향에서의 상기 변위 센서(1)의 크기가 높이 크기(vertical dimension; WY)로 정의되며, 상기 수평 방향에서의 상기 변위 센서(1)의 크기가 가로 크기(horizontal dimension; WX)로 정의된다. 상기 전후 방향에서의 상기 변위 센서(1)의 크기는 깊이 크기(depth dimension; WZ)로 정의된다.

도 2는 도 1의 A-A선을 따라 절단한 단면도이다.

도 2에 도시된 바와 같이 상기 변위 센서(1)는 발광 소자(2), 발광 렌즈(3), 수광 렌즈(4), 광 반사 플레이트(5), 수광 소자(6), 상기 광학 부품들을 유지하는 홀더(holder, 10), 회로 기판(circuit board, 7, 도 4 참조), 상기 광학 부품들과 상기 회로 기판(7)을 수납하는 케이스(50), 상기 케이스(50)의 전면에 제공되는 프론트 커버(40) 및 표시 소자(60)를 포함한다.

상기 발광 소자(2)는, 예를 들면, 레이저 다이오드에 의하여 구비될 수 있다. 상기 발광 렌즈(3)는 상기 발광 소자(2)의 전방에 위치할 수 있다.

상기 수광 렌즈(4)는 감지되는 대상체에 의하여 반사되는 광을 집광한다. 상기 수광 렌즈(4)는 상기 수광축(φb)이 상기 발광축(φa)과 교차하도록 배열될 수 있다. 특히, 상기 수광 렌즈(4)는 상기 감지면(1x)에 대하여 기울어진 사선으로 배열될 수 있다.

상기 광 반사 플레이트(5)는 상기 케이스(50)로 진입하여 상기 수광 렌즈(4)를 통과한 광을 상기 수광 소자(6)를 향하도록 반사시킨다. 상기 광 반사 플레이트(5)는 상기 수광 렌즈(4)의 후방에 위치한다.

상기 수광 소자(6)는 수광면(6a) 상에서 광의 위치를 감지한다. 상기 수광 소자(6)는, 예를 들면, 상보형 금속 산화물 반도체(complementary metal-oxide semiconductor, CMOS) 이미지 센서, 전하 결합 소자(charge coupled device; CCD) 이미지 센서 또는 위치 검출기(position sensitive detector; PSD)로 구성될 수 있다. 상기 수광 소자(6)는 한 방향으로 길며 직육면체의 외형을 가질 수 있다.

상기 수광 소자(6)는 상기 변위 센서(1)의 수직 방향에 있어서 상기 발광 렌즈(3) 및 수광 렌즈(4) 사이에 배치된다. 상기 수광 소자(6)는 상기 변위 센서(1)의 전후 방향(깊이 방향)에 있어서 상기 감지면(1x)에 대하여 기울어진 수평 방향(longitudinal direction, DL)을 갖는다. 또한, 상기 수광 소자(6)는 상기 발광 소자(2)의 위치(발광 포인트의 위치)보다 상기 감지면(1x)에 대하여 더 가까운 중심점(midpoint, CX)를 갖는다. 상기 수광 소자(6)의 중심점(CX)은 상기 광 반사 플레이트(5)의 센터 포인트(center point, CM)의 전방에 위치하는 것이 바람직하다. 상기 수광 소자(6)의 중심점(CX)은 상기 수평 방향(horizontal direction, DL)에서 상기 수광 소자(6)의 양단부들과 등거리(equidistant)에 있으며 횡 방향(transverse direction)에서 상기 수광 소자(6)의 양단부들과 등거리에 있는 포인트로 정의될 수 있다.

상기 표시 소자(60)는 표시부(61), 파이롯 램프(pilot lamp, 62) 및 스위치(63)를 포함한다. 상기 표시부(61)는 감지 대상체의 변위량 및 상기 변위 센서(1)의 세팅과 같은 정보를 표시한다. 상기 표시부(61)는 예를 들면, 7 세그먼트 표시에 의하여 구비될 수 있다. 상기 파이롯 램프(62)는 상기 발광 소자(2)의 구동 상태를 표시한다. 상기 스위치는, 예를 들면, 상기 변위 센서(1)의 구동 모드를 세팅하기 위한 것이다.

상기 케이스(50)는 정면에서 볼 때 직사각형, 평면에서 볼 때(상기 케이스(50)의 상방에 위치한 관점에서 케이스(50)를 보는 경우) 직사각형, 측면에서 볼 때(상기 케이스(50)의 좌측 또는 우측 방향에 위치한 관점에서 케이스(50)를 보는 경우) 직사각형의 한 쪽 모서리를 제거함으로써 형성되는 오각형을 나타낸다.

상기 케이스(50)는 상기 홀더(10)를 유지하는 케이스 몸체(51) 및 상기 케이스 몸체(51)의 측면에 제공되며 사이드 개구(51a, 도3 참조)를 폐쇄하는 플레이트 형상의 사이드 패널(52, 도 1 참조)을 포함한다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 변위 센서의 케이스 몸체(51)를 설명하기 위한 사시도이다. 도 3을 참조하면, 상기 케이스 몸체(51)는 전면부(53), 플레이트 형상의 상부(54), 플레이트 형상의 저부(55), 후면부(56), 측부(57) 및 상기 저부(55)와 상기 후면부(56)를 상호 연결하는 테이퍼부(58)를 포함한다.

상기 전면부(53), 상기 상부(54), 상기 저부(55), 상기 후면부(56) 및 상기 페이퍼부(58)는 상기 측부(57)로부터 수직 방향으로 연장된다. 상기 전면부(53), 상기 상부(54), 상기 후면부(56), 상기 테이퍼부(58) 및 상기 저부(55)는 이와 같이 순서로 서로 연결되어 있다.

상기 상부(54)는 상기 케이스(50)의 상부면을 구성한다. 상기 상부(54)는 바람직하게, 평평하게 구비될 수 있다. 본 설명에서는, 평평하다는 것은, 사이드 모서리(54a)를 포함하는 평면(P, 도 2를 참조)로부터 돌출된 돌출을 갖지 않는 구조를 나타낸다. 상기 구조의 예로는 평면 구조, 오목 표면 구조 및 상기 평면(P)로부터 리세스부를 갖는 평면 구조를 포함한다. 상기 구성에서, 두 개의 변위 센서들(1)이 이용될 경우, 상기 변위 센서들(1)을 배열할 수 있음으로써, 상기 변위 센서들(1) 중 어느 하나의 상부(54)의 사이드 에지들(54a)들이 다른 변위 센서(1)의 상부(54)의 사이드 에지들(54a)과 컨택한다.

상기 전면부(53)는 상기 프론트 커버(40)가 장착될 수 있도록 커버 피팅부(cover fitting portion, 59)를 포함한다. 상기 커버 피팅부(59)는 발광 개구(59a) 및 수광 개구(59b)를 갖는 바텀부(bottom portion, 59c)를 포함한다. 상기 발광 개구(59a)를 통하여 상기 발광 소자(2)에 의하여 방출된 광이 상기 케이스(50)로부터 출사될 수 있다. 상기 수광 개구(59b)를 통하여 감지 대상체에 의하여 반사된 광이 케이스(50) 내로 진입할 수 있다.

상기 커버 피팅부(59)는 상기 커버 피팅부(59)의 주변을 따라 형성된 그루브부(groove portion, 59d)를 포함할 수 있다. 상기 그루브부(59d)에는 상기 프론트 커버(40)를 상기 케이스(50)의 전면부(53)에 고정하기 위한 접착제가 제공될 수 있다. 상기 프론트 커버(40)의 주변부와 상기 케이스(50)는 상기 접착제에 의하여 상호 고정될 수 있다.

상기 측부(57)는 상기 케이스(50)의 좌측면을 형성한다. 상기 측부(57)의 내면 상에는 상기 홀더(10)을 고정하기 위한 두 개의 나사 구멍들, 즉, 제1 나사 구멍(57a) 및 제2 나사 구멍(57b)이 제공된다. 상기 제1 나사 구멍(57a)은 수광 측에 위치하며, 상기 제2 나사 구멍(57b)은 발광 측에 위치한다.

상기 후면부(56)는 상기 표시 소자(60)가 고정될 수 있도록 직사각형 후방 개구(56a)를 포함한다.

상기 테이퍼부(58)에는 케이블(9, 도 2 참조)이 부착된다. 즉, 상기 케이블(9)은 상기 수광 소자(6)에 가까운 위치에 위치한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 센서의 내부 구조(70)를 설명하기 위한 사시도이다. 상기 내부 구조(70)는 상기 광학 부품들이 고정되는 상기 홀더(10) 및 회로 기판(7)을 포함한다.

도 4를 참조하면, 상기 회로 기판(7)은 상기 발광 소자(2)를 위한 구동 회로, 상기 표시 소자(60)를 위한 제어 회로, 상기 표시 소자(60)로 설정 정보 입력의 처리를 위한 처리 회로 및 상기 수광 소자(6)로부터의 출력 신호를 처리하는 신호 처리 회로를 포함한다. 상기 회로 기판(7)은 홀더(10)의 우측면(상기 홀더(10)가 상기 케이스(50) 내에 수납될 때의 우측에 배열된 면)상에 위치한다. 상기 회로 기판(7) 및 상기 발광 소자(2)는 연결 기판(8)을 통하여 상호 연결된다.

도 5는 회로 기판이 제거된 내부 구조를 설명하기 위한 사시도이다. 상기 발광 소자(2)는 발광 소자 어댑터(20)에 장착되며, 상기 발광 소자 어댑터(20)를 통하여 상기 홀더(10)에 유지될 수 있다.

상기 발광 소자 어댑터(20)는 상기 발광 소자(2)를 유지하기 위한 실린더형 배럴부(cylindrical barrel portion, 21) 및 상기 배럴부(21)의 단면(21a)로부터 돌출된 전단부(front end portion, 22)를 포함한다(도 2 참조). 상기 전단부(22)는 광을 투과시키기 위한 발광홀(23)을 포함한다. 상기 배럴부(21) 내부에는 상기 발광 소자(2)를 위치시키기 위한 단차부(21b)가 제공된다(도 2 참조).

*상기 발광 렌즈(3)는 발광 렌즈 어댑터(30)에 장착되며, 상기 발광 렌즈 어댑터(30)를 통하여 상기 홀더(10)에 수용된다. 리세스(31)가 상기 발광 렌즈 어댑터(30)의 어느 일 측면에 형성된다. 상기 발광 렌즈 어댑터(30)의 후단에는 렌즈 고정부(32)가 제공되어 상기 발광 렌즈(3)가 고정된다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 센서의 홀더를 설명하기 위한 사시도이다. 도 6은 상기 홀더(10)를 나타낸다. 상기 홀더(10)는 베이스(11), 상기 발광 소자 어댑터(20)를 수용하는 제1 홀딩부(12), 상기 발광 렌즈 어댑터(30)를 수용하는 제2 홀딩부(13) 및 루프부(14)를 포함한다.

상기 베이스(11)는 두 개의 관통홀들, 즉, 제1 관통홀(11a)과 제2 관통홀(11b)을 포함하고 여기에 나사와 같은 고정 부재들이 삽입된다. 상기 제1 및 제2 관통홀들(11a, 11b)은 상기 케이스(50)의 제1 및 제2 나사홀들(57a, 57b)에 대응되는 위치에 각각 형성된다. 상기 홀더(10)는 상기 케이스(50)에 상기 고정 부재들로 고정된다.

상기 제1 관통홀(11a)은 상기 베이스(11)의 루프부(14) 내에 위치한다. 상기 제2 관통홀(11b)은 상기 베이스(11)의 루프부(14) 밖에 위치한다. 상기 홀더(10)는 두 개의 나사로 상기 케이스(50)에 체결되며, 그중 하나는 상기 제1 관통홀(11a)을 통하여 상기 케이스(50)의 제1 나사홀(57a)에 조이며, 나머지 하나는 상기 제2 관통홀(11b)을 통하여 상기 케이스(50)의 제2 나사홀(57b)에 조여진다.

상기 제1 홀딩부(12), 상기 제2 홀딩부(13) 및 상기 루프부(14)는 상기 베이스(11)의 어느 일면에 제공된다.

상기 제1 홀딩부(12)는 상기 발광축(φa)으로 이동 가능한 방식으로 상기 발광 소자 어댑터(20)를 유지한다. 상기 발광 소자 어댑터(20)는 상기 제1 홀딩부(12)에 부착된 상태에서 상기 발광축(φa)의 방향으로 정렬되며, 상기 정렬 완료후 접착제로 상기 제1 홀딩부(12)에 고정된다.

상기 제1 홀딩부(12)는 상기 발광 소자 어댑터(20)의 배럴부(21)가 고정되는 홀부(hole portion, 12a) 및 상기 홀부(12a)와 연통되며 전방으로 개방된 개구(12b)를 포함한다(도 6 참조). 상기 발광 소자 어댑터(20)의 전단부(22)는 상기 개구(12b)에 삽입된다.

상기 제1 홀딩부(12)의 내부에는 접촉면(12c, 도 2 참조)이 제공되며, 여기에 상기 발광 소자 어댑터(20)의 단면(21a)이 접촉한다. 상기 발광 소자 어댑터(20)가 상기 제1 홀딩부(12) 내에 삽입될 경우, 상기 발광 소자 어댑터(20)의 단면(21a)이 상기 접촉면(12c)에 대하여 가압된다. 따라서, 상기 발광 소자 어댑터(20)가 상기 홀더(10)에 대하여 위치한다.

상기 제2 홀딩부(13)는 두 개의 돌출들(13a, 13b)이 구비되어 상기 발광 렌즈 어댑터(30)를 샌드위칭 방식으로 유지한다. 상기 발광 렌즈 어댑터(30)는 제2 홀딩부(13)에 부착되며 상기 발광축(φa)에 대하여 수직한 평면의 방향(특히, 수평 방향)에 대하여 이동 가능하며 기울일 수 있도록 구비된다. 상기 발광 렌즈 어댑터(30)는 상기 제2 홀딩부(13)에 부착된 상태에서 경사 방향으로 또는 수평 방향으로 정렬되며, 정렬 완료 후 접착제로 상기 제2 홀딩부(13)에 고정된다.

상기 루프부(14)는 하나의 루프를 구성하는 주변벽(14w), 수광 렌즈 홀딩부(14a), 광 반사 플레이트 홀딩부(14b) 및 수광 소자 홀딩부(14c)를 포함한다. 상기 수광 렌즈 홀딩부(14a)는 상기 주변벽(14w)에 형성되며 상기 수광 렌즈(4)를 유지한다. 상기 광 반사 플레이트 홀딩부(14b)는 상기 주변벽(14w)에 형성되며 상기 광 반사 플레이트(5)를 유지한다. 상기 수광 소자 홀딩부(14c)는 상기 주변벽(14w)에 형성되며 상기 수광 소자(6)를 유지한다.

상기 광 반사 플레이트 홀딩부(14b)는 상기 광 반사 플레이트(5)를 유지함으로써, 상기 수광축(φb)을 따라 조사되는 입사광이 상기 발광 소자(2) 및 상기 감지면(1x)을 향하여 반사시킨다. 즉, 상기 광 반사 플레이트 홀딩부(14b)는 상기 광 반사 플레이트(5)를 유지함으로써, 광이 가상면(imaginary plane, Pv)의 전방으로 반사되게 한다. 여기서, 상기 가상면(Pv)은 상기 감지면(1x)과 평행하며 상기 수광축(φb)을 따라 조사되는 입사광과 상기 광 반사 플레이트(5)의 광 반사면이 교차하는 지점을 포함한다.

상기 수광 소자 홀딩부(14c)는 상기 수광 소자(6)를 유지함으로써, 상기 수광축(φb)을 따라 입사되어 상기 광 반사 플레이트(5)에 의하여 반사되는 광이 상기 수광면(6a)의 중심부로 진입시킬 수 있다. 상기 수광 소자(6)는 상기 감지면(1x)에 대하여 경사진 사선으로 정렬된다. 더욱 상세하게는, 상기 수광 소자(6)는 기울어짐에 따라 상기 수광 소자(6)의 후단(6b)이 상기 루프부(14)의 후단부(14d)의 전방에 위치한다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 센서의 프론트 커버를 설명하기 위한 사시도이다. 도 7은 상기 프론트 커버(40)를 나타낸다. 상기 프론트 커버(7)는 상기 발광 개구(59a) 및 수광 개구(59b)가 커버되는 투명 커버 몸체(14) 및 상기 발광 개구(59a)에 대응되도록 돌출된 돌출부(42)를 포함한다. 상기 커버 몸체(41) 및 상기 돌출부(42)는 투명 플라스틱을 이용하여 일체로 형성된다.

상기 돌출부(42)는 상기 발광 개구(59a)와 유사한 형상을 가지도록 구비되며, 상기 발광 개구(59a)에 고정될 수 있는 크기를 가지도록 구비된다. 도 2에 도시된 바와 같이 상기 발광 개구(59a) 및 상기 돌출부(42) 사이에 갭(gap)이 존재할 수 있다.

상기 변위 센서(1)의 광학 부품들의 정렬에 관하여 도 8a 및 도 8b를 참고로 설명된다.

도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 변위 센서의 광학 부품들의 배열을 나타내는 개략도이다. 도 8b는 비교예로서 변위 센서의 광학 부품들의 배열을 나타내는 개략도이다.

비교예로서 변위 센서(100)는 본 실시예에 따른 변위 센서(1)와 마찬가지로 발광 소자(102), 발광 렌즈(103), 수광 렌즈(104), 광 반사 플레이트(105), 수광 소자(106) 및 상기 광학 부품들을 수납하는 케이스(150)를 포함한다. 상기 변위 센서(100)에 있어서, 광 반사 플레이트(105)는 종래의 방법으로 정렬된다. 결과적으로 감지 대상체에 의하여 반사되어 케이스(150) 내로 입사되는 광은 발광 소자(102)를 향하고 후방으로 반사된다. 상기 구조를 갖는 경우, 상기 수광 소자(106)는 상기 광 반사 플레이트(105)의 후방에 위치하며, 도 8b에 도시된 바와 같이 발광 소자(102)의 후방에 여분의 공간(Sa)이 존재한다. 또한 삼각측량의 원리에 따라 상기 발광 렌즈(103) 및 상기 수광 렌즈(104)는 소정 거리 이상으로 상호 이격된다. 따라서, 어떠한 부품도 위치하지 않는 공간(여기서, 내부 광학 부품 공간(Sx)으로 정의됨)이 상기 발광 소자(102), 발광 렌즈(103), 수광 렌즈(104) 및 광 반사 플레이트(105)를 둘러싸는 영역에 존재한다.

본 발명의 실시예에 있어서, 감지 대상체에 의하여 반사되어 케이스(50) 내로 입사되는 광은 발광 소자(2) 및 감지면(1x)을 향하며 반사된다. 즉, 상기 수광 소자(6)는 상기 광이 입사되는 위치에 배치된다. 다시 말하면, 상기 수광 소자(6)는 상기 내부 광학 부품 공간(Sx)에 위치한다. 상기 구조에 있어서 도 8a에 도시된 바와 같이, 변위 센서(1)의 깊이 크기(WZ)는 상기 비교예로서의 변위 센서(100)와 비교할 때 짧게 제작될 수 있다.

상기 수광 소자(6)가 상기 내부 광학 부품 공간(Sx) 내에 위치할 경우, 상기 수광 소자(6)를 수용하는 수용부의 두께가 상기 내부 광학 부품 공간(Sx)의 부적절한 크기로 인하여 제한될 수 있다. 예를 들면, 상기 감지 거리(L)가 더 짧을수록 상기 내부 광학 부품 공간(Sx)은 따라서 더 작아진다.

결과적으로 상기 수광 소자(6)를 유지하는 홀딩부의 두께를 줄이는 것을 고려할 수 있다. 하지만, 이럴 경우 상기 홀딩부의 강도가 감소하기 때문에 상기 수광 소자(6)는 진동하는 경향이 있다. 예를 들면, 상기 변위 센서(1)가 높은 진동을 야기하는 프레스와 같은 설비가 구비된 공장에 장착될 경우, 상기 수광 소자(6)를 위한 홀딩부가 진동할 우려가 있다. 이는, 상기 변위 센서(1)의 감지 오류를 일으킬 수 있다. 나아가, 상기 수광 소자(6)의 홀딩부가 얇을 경우, 상기 홀딩부는 열에 의한 변형이 발생할 수 있다. 예를 들면, 상기 변위 센서(1)가 고온의 공장에 장착될 경우, 상기 수광 소자(6)를 위한 홀딩부가 열에 의하여 변형될 우려가 있다. 이는, 상기 변위 센서(1)의 오동작을 일으킬 수 있다. 이런 이유로 인하여, 상기 수광 소자(6)의 위치 및 각도가 상기 변위 센서(1)의 장착시의 위치와 각도로부터 어긋날 수 있으며, 이로 인하여 수광 소자(6)의 출력값이 초기 값과 달라질 수 있다.

이런 문제들 때문에 도 5에 도시된 바와 같이 본 실시예에 있어서, 상기 수광 렌즈(4), 상기 광 반사 플레이트(5) 및 상기 수광 소자(6)는 상기 루프부(14)에 부착된다. 상기 루프 구조는, 상호 연결되어 있지 않은 홀딩 구조에 비하여 진동을 어렵게 하며 열 변형을 어렵게 한다. 이런 이유로, 상기 루프 구조의 두께는, 상기 홀딩부들(상기 베이스(11)로부터 돌출된 홀딩부들)이 상기 수광 렌즈(4), 광 반사 플레이트(5) 및 수광 소자(6)를 위하여 개별적으로 제공되는 홀딩 구조와 비교할 때 작을 수 있다.

상기 구조에 따르면, 상기 내부 광학 부재 공간(Sx)이 너무 작아서 상기 수광 소자(6)를 수용하는 홀딩부의 두께를 확보할 수 없는 경우에도 상기 내부 광학 부품 공간(Sx)에 상기 수광 소자(6)를 배열할 수 있다. 나아가, 상기 진동에 의한 감지 오류 또는 열 변형에 따른 감지 정확도의 저하를 억제할 수 있다.

<모델들 사이의 일반적인 구조>

이제, 상기 변위 센서(1)의 일반적인 구조에 대하여 기술할 것이다.

감지 대상체에 대한 상기 변위 센서(1)의 위치는 여러 이유들로 인하여 제한된다. 예를 들면, 공장 생산 라인에서, 상기 변위 센서(1)의 장착 위치는 상기 공장에서 장착된 전선 또는 배관의 위치에 의하여 제한될 수 있다. 또한 상기 변위 센서(1)의 장착 위치는 예를 들면, 상기 공장 생산 라인들의 소형화 요구에 의하여 제한될 수 있다. 또한 상기 변위 센서(1)의 장착 위치는 방해광 또는 전자기파의 영향을 고려할 때 제한될 수 있다. 이런 환경 하에서, 서로 다른 감지 거리(L)을 갖는 변위 센서(1)의 제공된 모델들이 있다. 상기 감지 거리(L)를 제외한 일반적인 구조를 갖는 복수의 모델들이 하나의 그룹을 구성한다(이후, 생산 패밀리(product family)라고 함.)

상기 생산 패밀리에 있어서, 부품들은 상기 모델들 사이에 표준화될 수 있도록 한다. 이것의 목적은 상기 생산 패밀리에 사용되는 부품의 수를 줄여서 그 생산을 단순화시키는 것에 있다. 특히, 상기 발광 소자(2), 상기 발광 렌즈(3), 상기 수광 렌즈(4), 상기 광 반사 플레이트(5), 상기 수광 소자(6), 상기 회로 기판(7) 및 상기 케이스(50) 중 적어도 하나는 표준화된다. 이후 실시예에 있어서, 상기 부품들(7개의 부품들) 모두는 표준화된다.

상기 생산 패밀리에 있어서, 감지 거리(L)는 상기 광학 부품들의 경사 또는 배열을 변경시킴으로써 각 모델에 따라 변경된다.

*상기 생산 패밀리에 있어서, 광학 특성을 최적화하기 위하여, 상기 광학 부품들이 상기 홀더(10)에 부착된 후 상기 발광 소자(2) 및 발광 렌즈(3) 사이의 정렬이 이루어진다. 상기 발광 소자(2) 및 발광 렌즈(3) 사이의 정렬은 상기 발광축(φa) 방향(상기 정렬에 관한 기재에서 Z축 방향으로 정의됨), 상기 발광축(φa)에 대하여 수직한 X축 방향 및 Y축 방향으로 정렬된다. 상기 X축 방향 및 Y축 방향은 서로 직교한다.

상기 발광축(φa) 방향으로의 상기 정렬을 조절하는 것은 상기 발광 소자(2) 및 상기 발광 렌즈(3) 사이의 거리를 조절하는 것에 해당한다. 상기 발광 소자(2) 및 상기 발광 렌즈(3) 사이의 거리는 상기 발광 소자(2)를 이동함으로써 조절될 수 있다. 하지만, 상기 발광 소자(2)를 이동시키기 위하여 상기 발광 소자(2)를 예를 들면, 유연성을 갖는 기판을 구비한 상기 회로 기판(7)과 연결하는 것이 요구된다. 상기 유연 기판은 상대적으로 비싸므로, 상기 발광 소자(2) 및 상기 회로 기판(7)은 단단한 기판(rigid substrate)으로 연결된다. 이런 이유로, 상기 발광축(φa) ( Z축 방향) 방향으로의 상기 정렬은 상기 발광 소자(2)를 이동함으로써 수행되지 않는다.

하지만, 상기 발광 렌즈(3)를 이동시켜, 상기 Z축 방향, 상기 X축 방향 및 상기 Y축 방향으로 상기 정렬을 수행하는 것은 아래의 문제를 포함할 수 있다.

상기 X축 방향 및 상기 Y축 방향에서 정렬은, 예를 들면 마이크로미터 단위로 조절될 수 있다. 이는, 상기 X축 방향 및 상기 Y축 방향에서의 상기 발광 렌즈(3)의 요구되는 스트로크는 작기 때문이다. 반대로 상기 Z축 방향에서의 상기 발광 렌즈(3)의 요구되는 스트로크는 커기 때문에 상기 Z축 방향으로 마이크로미터로 정렬하는 데에는 많은 시간이 소요된다. 따라서, 상기 X축 방향으로의 정렬을 조절하는 데 요구되는 시간을 단축시키는 것이 요구된다.

즉, 상기 정렬의 수행하는 데 걸리는 시간을 단축하는 것이 공통의 광학 부품 및 서로 다른 감지 거리(L)를 갖는 상기 변위 센서(1)의 생산 패밀리에 있어서 이슈이다.

상기 이슈를 해결하기 위하여, 상기 변위 센서(1)는 유연 기판이 필요없는 구조이며, 상기 X축 방향 및 상기 Y축 방향에서의 정렬은 상기 발광 렌즈(3)를 이동함으로써 수행되며, 상기 Z축 방향으로의 정령은 상기 발광 소자(2)를 이동함으로써 수행될 수 있다. 상기 구조를 갖는 내부 구조(70)는 아래와 같이 설명된다.

도 9a 내지 도 9c는 상기 회로 기판(7)이 제거된 상태의 내부 구조들 각각을 나타낸다. 도 9a는 상기 변위 센서(1)의 생산 패밀리 중에서 짧은 감지 거리(short detection distance)를 갖는 모델 A를 나타내는 평면도이다. 도 9b는 상기 변위 센서(1)의 생산 패밀리 중에서 중간 감지 거리(middle detection distance)를 갖는 모델 B를 나타내는 평면도이다. 도 9c는 상기 변위 센서(1)의 생산 패밀리 중에서 긴 감지 거리(long detection distance)를 갖는 모델 C를 나타내는 평면도이다.

다음의 기재에서는, 짧은 감지 거리(L)를 갖는 변위 센서(1)는 모델 A의 변위 센서(1)로 정의되며, 중간 감지 거리+(L)를 갖는 변위 센서(1)는 모델 B의 변위 센서(1)로 정의되며, 긴 감지 거리(L)를 갖는 변위 센서(1)는 모델 C의 변위 센서(1)로 정의된다.

상기 모델 A, 모델 B 및 모델 C의 변위 센서(1)는 서로 다른 렌즈 대 렌즈 거리, 즉, 상기 발광 렌즈(3) 및 상기 수광 렌즈(4) 사이의 거리를 갖는다. 특히, 상기 렌즈 대 렌즈 거리는 상기 모델 A, 모델 B 및 모델 C 순서로 증가한다.

나아가, 상기 모델 A, 모델 B 및 모델 C의 변위 센서(1)는 서로 다른 렌즈 대 소자 거리, 즉, 발광 소자(2) 및 상기 발광 렌즈(3) 사이의 거리를 갖는다. 특히, 도 9a 내지 도 9c에 도시된 바와 같이 상기 렌즈 대 소자 거리는 상기 모델 A, 모델 B 및 모델 C 순서로 감소한다. 모델 A, 모델 B 및 모델 C의 상기 렌즈 대 소자 거리는 거리(LXA), 거리(LXB) 및 거리(LXC)로 각각 나타낸다.

상기 구조의 적합성에 있어서, 모델 A 내지 모델 C의 각각의 홀더는 서로 다른 렌즈 대 렌즈 거리 및 렌즈 대 소자 거리들을 갖는다. 반면에, 상기 광학 부품을 홀딩하는 구조는 공통적이다. 즉, 상기 모델 A 내지 모델 C에서, 상기 발광 소자 어댑터(20)의 구조, 상기 광학 렌즈 어댑터(30)의 구조, 상기 제1 홀딩부(12)의 구조(발광축(φa) 방향의 크기 (La)는 제외함, 도 9a 내지 도 9c를 참조), 상기 제2 홀딩부(13)의 구조 및 상기 루프부(14)의 구조는 모두 동일하다.

상기 모델 A 내지 모델 C의 상기 제2 홀딩부(13)는 각각의 베이스(11)에서의 기준 위치(예; 상기 제1 나사홀(57a)의 중심)로부터 등거리에 있다.

상기 각각의 베이스들(11) 상의 기준 위치들로부터 상기 모델 A 내지 모델 C의 상기 제1 홀딩부(12)의 거리들은 도 9a 내지 도 9c에 도시된 바와 같이, 상기 각각의 렌즈 대 소자 거리에 따르며 또한 서로 다르다.

상기 모델 A 내지 모델 C의 상기 제1 홀딩부(12)의 후단면(12d)은, 도 9a 내지 9c에 도시된 바와 같이, 각각의 렌즈 대 소자 거리에 무관하게 상기 베이스들(11) 각각에서의 기준 위치로부터 등거리에 있다. 즉, 상기 모델 A 내지 모델 C 각각은 정해진 상기 발광 렌즈(3) 및 상기 제1 홀딩부(12)의 후단면(12d) 사이의 거리(LXD)를 가진다.

이런 구조에 따라, 상기 모델 A 내지 모델 C의 상기 연결 기판(8)(각각의 제1 홀딩부(12)의 후단면(12d)에 위치함)은 각각의 베이스들(11) 상의 기준 위치들로부터 등거리에 있다. 이로써, 상기 모델 A 내지 모델 C의 회로 기판(7)(각각의 연결 기판들(8)이 연결됨)이 동일한 형상을 가지도록 구비될 수 있다.

또한, 상기 홀더(10)의 구조는 다음의 효과를 가질 수 있다.

상기 발광 렌즈(3)를 홀딩하기 위한 상기 발광 렌즈 어댑터(30)는 상기 제2 홀딩부(13)의 두 개의 돌출들(13a, 13b)에 의하여 샌드위치 방식으로 유지될 수 있으므로 상기 발광 렌즈(3)는 X축 및 Y축 방향들(또는 경사진 방향)로 정렬될 수 있다.

상기 발광 소자(2)를 홀딩하는 상기 발광 소자 어댑터(20)는 상기 Z축 방향(발광축(φa) 방향)으로 이동할 수 있도록 상기 제1 홀딩부(12)에 의하여 유지되기 때문에, 상기 발광 소자(2)는 상기 Z축 방향으로 정렬될 수 있다.

상기 발광 소자 어댑터(20)는 상기 발광 소자 어댑터(20)의 단면(21a)을 상기 제1 홀딩부(12)의 접촉면(12c)에 대하여 컨택시킴으로써 위치할 수 있다. 따라서, 상기 발광 소자(2)는 상기 Z축 방향으로 소정 위치에 실질적으로 위치할 수 있다. 이는 상기 구조를 갖지 않는 종래의 변위 센서와 비교할 경우, 상기 Z축 방향으로 상기 발광 소자(2)의 정렬을 가능하게 한다.

상기 발광 소자(2)가 상기 Z축 방향으로 정렬될 때, 상기 발광 소자 어댑터(20) 또는 상기 발광 소자(2)는 이동하나 상기 연결 기판(8)은 이동하지 않는다. 상기 발광 소자(2)의 리드들(2a)은 상기 연결 기판(8)의 관통홀(8a)을 통하여 삽입될 수 있다. 이런 구조에 따르면, 상기 연결 기판(8)은 이동하지 않는 반면에 상기 발광 소자(2)는 이동한다. 상기 Z축 방향에서의 정렬을 완료한 후, 상기 발광 소자(2)의 리드들(2a)은 상기 관통홀(8a)의 원주 상에 상기 연결 기판(3)과 솔더링된다.

상기 방법에 있어서, 상기 구조에 따르면, 상기 연결 기판(8)은 상기 Z축 방향으로의 상기 발광 소자(2)의 정렬 중에 특정 위치(상기 제1 홀딩부(12)의 후단면(12d))에서부터 이동하지 않는다. 따라서, 단단한 기판이 상기 연결 기판(8)로서 이용될 수 있다.

<표시부의 모드 세팅>

상기 변위 센서(1)의 세팅 상태를 변화시키기 위한 구동은 상기 스위치(63)의 누름 및 유지 동작(press and hold operation)을 포함한다.

예를 들면, 상기 변위 센서(1)의 세팅이 의도되지 않은 작동으로 인하여 변경되는 것을 방지하기 위하여, 상기 변위 센서(1)는 잠금 모드 기능을 갖도록 구비될 수 있다. 상기 잠금 모드는 상기 변위 센서(1)에서 설정된 세팅이 정상적인 스위칭 동작(예를 들면 1초 동안 누름 동작)에 의하는 경우에도 변경되지 않는 모드이다. 상술한 누름 및 유지 동작은 상기 잠금 모드의 작동을 세팅하기 위하여 이용될 수 있다.

상기 누름 및 유지 동작은, 예를 들면, 소정 시간 동안 누름 및 유지에 의하여 완료될 수 있다. 즉, 상기 소정 시간동안 지속적인 누름 및 유지에 의하여 모드 세팅이 완료될 수 있다. 하지만, 상기 누름 및 유지 동작은 아래와 같은 문제를 포함할 수 있다.

도 10a 내지 도 10d는 종래 변위 센서의 표시부의 스크린에 표시되는 특정 구동에 의하여 발생되는 표시부의 변화를 나타내는 개략도들이다. 도 10a 내지 도 10d는 누름 및 유지 동작을 통하여 종래의 표시부(161)가 변화하는 방법을 나타낸다.

도 10a는 상기 변위 센서(1)가 정상 구동할 경우 상기 표시부(161)의 화면을 나타낸다. 상기 정상 구동은 세팅 동작이 상기 변위 센서(1)에 수행되지 않고 감지 대상체에 대한 감지가 수행되는 상태이다. 이때에, 상기 표시부(161)의 화면에는 감지 대상체의 변위량과 같은 정보(정상 구동에서의 정보)가 표시된다. 즉, 제1 정보는 좌측에 4 자리 7 세그먼트 표시(161a)로 표현되며, 제2 정보는 우측에 4자리 7 세그먼트 표시(161b)로 표시된다.

도 10b는 누름 및 유지 동작 동안 표시부(161)의 화면을 나타낸다. 이 때에 상기 표시부(161)의 화면은 상기 정상 구동에서의 표시부(161)의 화면과 동일하다.

도 10c는 상기 스위치(63)가 일정 시간 이상으로 가압될 때 상기 표시부(161)의 화면을 나타낸다. 상기 화면에는 상기 누름 및 유지 동작을 통하여 모드 세팅(또는 모드 전환)이 완료됨을 나타낸다. 상기 화면으로, 오퍼레이터는 상기 모드 세팅이 완료됨을 인지할 수 있다.

도 10d는 상기 변위 센서(1)가 모드 세팅 후 정상 구동으로 회복될 경우 상기 표시부(161)의 화면을 나타낸다. 상기 화면으로, 오퍼레이터는 상기 변위 센서(1)가 정상 구동으로 회복하였음을 인지할 수 있다.

상술한 바와 같이, 종래의 표시부(161)에 있어서, 상기 누름 및 유지 동작 중 상기 표시부(161)의 화면이 정상 구동의 표시부(161)의 화면과 동일하다 하지만, 상기 방법에 있어서, 오퍼레이터는 상기 화면이 표시된 정보로부터 상기 누름 및 유지 동작 중에 상기 누름 및 유지 동작이 정상적으로 수행되고 있는지 아닌지를 인지할 수 없다. 나아가, 오퍼레이터는 누름 및 유지 동작이 완료되었다고 잘못 인식하거나, 상기 누름 및 유지 동작이 일정 시간 이상동안 수행되지 않았음에도 상기 누름 및 유지 동작이 중지되었음을 잘못 인식할 수 있다. 이 경우, 변위 센서(1)의 모드가 변경되지 않음에도 불구하고, 오퍼레이터는 상기 변위 센서(1)의 모드 세팅이 종료된 것으로 계속 인식할 수 있다. 이런 이유 때문에, 오퍼레이터가 작동 중에 누름 및 유지 동작이 적절히 수행되었는지 인지할 필요가 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에 따른 변위 센서(1)에 있어서, 상기 누름 및 유지 동작 및 모드 세팅에 대응되는 모드 정보가 상기 유지 및 누름 동작 중에 상기 표시부(61)의 화면에 표시된다. 나아가, 상기 표시부(61)의 표시 방법이 상기 오퍼레이터가 상기 누름 및 유지 동작의 경과 시간을 알 수 있도록 누름 및 유지 동작 시간에 따라 변경된다.

도 11a 내지 도 11f는 본 발명의 실시예에 따른 변위 센서의 표시부의 스크린에 표시되는 특정 구동에 의하여 발생되는 표시부의 변화를 나타내는 개략도들이다. 도 11a 내지 도 11f는 본 발명의 실시예에 따른 변위 센서(1)에 있어서 상기 누름 및 유지 동작을 통하여 표시부(61)가 변화하는 방법을 표시한다.

상기 표시부(61)는 좌측에 4자리 7 세그먼트 표시(61a) 및 우측에 4자리 7세그먼트 표시(61b)를 포함한다.

도 11a는 상기 변위 센서(1)가 정상 구동할 경우 상기 표시부(61)의 화면을 나타낸다. 이때에, 상기 표시부(61)의 화면에는, 정상 구동에서의 제1 정보가 좌측에 4 자리 7 세그먼트 표시(61a)로 표현되며, 정상 구동시 제2 정보는 우측에 4자리 7 세그먼트 표시(61b)로 표시된다.

도 11b는 상기 모드를 변경하기 위한 누름 및 유지 동작이 시작할 때 표시부(61)의 화면을 나타낸다. 이때에, 상기 표시부(61)의 화면에는, 좌측에 4자리 7세그먼트 표시(61a)에 의하여 모드 정보가 표시되며, 우측의 4자리 7세그먼트 표시(61b)에 의하여 모드 세팅 상태가 표시된다. 상기 모드 정보는 3 자리로 표시되며, 모든 자리는 깜박거리는 상태이다. 도 11b에 도시된 기호"loc"는 잠금 모드를 나타내며, 기호 "off"는 잠금 모드가 설정되어 있지 않음을 나타낸다.

도 11c는 상기 모드를 변경시키기 위한 상기 누름 및 유지 동작이 시작한지 1초가 경과된 때 상기 표시부(61)의 화면을 나타낸다. 이 시점에서 상기 표시부(61)의 화면상에 표시된 정보는 상기 누름 및 유지 동작이 시작했을 때와 비슷하다. 하지만, 상기 표시부(61)의 표시 방법은 변화되어 모드 정보에서 마지막 자리의 깜박거림 상태가 취소된다. 즉, 모드 정보에서 처음 두 자리 세그먼트는 깜박거린다. 따라서, 상기 표시부(61)는 모드 세팅을 완료하기 위한 시간이 감소되고 있음을 나타낸다.

도 11d는 상기 모드를 변경시키기 위한 상기 누름 및 유지 동작이 시작한지 2초가 경과된 때 상기 표시부(61)의 화면을 나타낸다. 이 시점에서 상기 모드 정보에서 마지막 두 자리의 깜박거림 상태는 취소된다. 즉, 모드 정보에서 첫 자리 세그먼트는 깜박거린다. 따라서, 상기 표시부(61)는 모드 세팅을 완료하기 위한 시간이 추가적으로 감소되고 있음을 나타낸다.

도 11e는 상기 모드 세팅이 완료된 때에 상기 표시부(61)의 화면을 나타낸다. 이 시점에서, 상기 표시부(61)의 화면에는 모드 정보가 좌측에 4자리 7세그먼트 표시(61a)에 의하여 표시되며, 우측의 4자리 7세그먼트 표시(61b)에 의하여 모드 세팅 상태가 표시된다. 도 11e에 도시된 기호"on"은 잠금 모드가 설정되었음을 나타낸다. 또한 이 시점에서, 모드 정보를 구성하는 모든 자리의 깜박거림 상태는 취소된다.

도 11f는 상기 변위 센서(1)가 모드 세팅의 완료 후 정상 구동으로 회복될 경우 상기 표시부(61)의 화면을 나타낸다. 상기 화면으로, 오퍼레이터는 상기 변위 센서(1)가 정상 구동으로 회복하였음을 인지할 수 있다.

상기 표시 방법의 효과는 아래에 기술될 것이다.

상기 누름 유지 동작 중, 상기 표시부(61)는 정상 구동의 정보와 다른 정보를 표시한다. 이런 표시를 통하여 오퍼레이터가 상기 변위 센서(1)가 상기 누름 및 유지 동작을 확인하였음을 인식할 수 있다.

상기 누름 및 유지 동작 중, 상기 표시부(61)는 상기 누름 및 유지 동작 및 모드 세팅 상태에 대응되는 모드 정보를 표시한다. 이로써 오퍼레이터는 상기 누름 및 유지 동작에 의하여 세팅된 모드를 확인하고 상기 세팅의 진척을 확인한다.

상기 누름 및 유지 동작 중, 상기 표시부(61)는 시간에 따른 표시부(61)의 화면 상태 표시되는 정보를 변경시킨다. 특히, 상기 누름 및 유지 동작이 시작할 때에는 상기 표시부(61)은 상기 누름 및 유지 동작의 요구되는 동작 시간에 대응되는 자리수를 깜빡거린다. 이후, 상기 표시부(61)는 상기 누름 및 유지 동작에서의 경과 시간에 따라 깜박거리는 자리수를 줄인다. 이런 표시 방법에 의하여 상기 누름 및 유지 동작을 수행하는 오퍼레이터는 상기 동작에 의한 세팅의 완료에 걸리는 시간을 예상할 수 있다. 따라서, 상기 세팅이 종료되지 않음에도 불구하고 오퍼레이터가 상기 세팅이 종료되었다고 잘못 인식하는 오퍼레이터의 오인식의 발생을 줄일 수 있을 것이다.

상술한 실시예의 장점에 관하여 아래와 같이 기재될 것이다

(1) 본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 광 반사 플레이트(5)는 상기 수광 렌즈(4)의 상기 수광축(φb)을 따라 이동하는 광을 상기 발광 소자(2) 및 감지면(1x)을 향하여 반사시킨다.

상기 구성에 있어서, 상기 감지면(1x) 및 수광 소자(6) 사이의 거리는, 상기 광 반사 플레이트(5)가 상기 수광 렌즈(4)의 상기 수광축(φb)을 따라 이동하는 광을 상기 발광 소자(2)를 향하여 후방으로 반사시키는 비교예로서의 변위 센서(100)와 비교할 때 작아진다. 즉, 상기 배치에 의하여, 상기 변위 센서의 상기 깊이 크기(depth dimension; WZ)가 상기 비교예로서의 변위 센서(100)와 비교할 때 작아질 수 있다.

(2) 상기 수광 소자(6)는 직육면체의 외형을 가진다. 상기 수광 소자(6)는 이의 수평 방향(DL)이 전후 방향(깊이 방향)에 있어서 상기 감지면(1x)에 대하여 기울어진 상태로 배열된다.

상기 구성에 따르면 상기 수광 소자(6)의 후단(6b)은, 상기 수광 소자(6)가 상기 수광 소자(6)의 수평 방향(DL)이 감지면(1x)에 대하여 수직하게 배열된 비교예로서의 변위 센서에 비하여, 상기 감지면(1x)에 대하여 근접하게 위치한다. 따라서, 상기 케이스(60)의 깊이 크기(WZ)를 감소시킬 수 있다.

(3) 상기 수광 소자(6)는 상기 발광 소자(2)보다 상기 감지면(1x)에 대하여 더 가까운 중심점(CX)을 포함할 수 있다.

상기 구성에 따르면, 상기 수광 소자(6)는, 상기 수광 소자(6)가 상기 발광 소자(6)보다 후방에 위치하여 중심점(CX)를 갖도록 배열된 비교예로서의 변위 센서보다 상기 감지면(1x)에 대하여 더 가깝게 위치한다. 따라서, 상기 케이스의 깊이 크기가 감소될 수 있다.

(4) 상기 홀더(10)는 상기 베이스(11) 및 상기 베이스(11) 상에 제공된 상기 루프부(14)를 포함한다. 상기 루프부(14)는 하나의 루프를 형성하는 주변벽(14w), 상기 주변벽(14w) 내에 제공되며 상기 수광 렌즈(4)를 홀딩하는 상기 수광 렌즈 홀딩부(14a), 상기 주변벽(14w) 내에 제공되며 상기 광 반사 플레이트(5)를 홀딩하는 상기 광 반사 플레이트 홀딩부(14b), 및 상기 주변벽(14w) 내에 제공되며 상기 수광 소자(6)를 홀딩하는 상기 수광 소자 홀딩부(14c)를 포함한다.

상기 수광 렌즈(4), 상기 광 반사 플레이트(5) 및 상기 수광 소자(6)은 상기 홀더(10)의 상기 베이스(11) 상에 개별적으로 제공된다. 예를 들면, 상기 수광 렌즈(4)를 홀딩하는 상기 수광 렌즈 홀딩부(14a), 상기 광 반사 플레이트(5)를 홀딩하는 상기 광 반사 플레이트 홀딩부(14b) 및 상기 수광 소자(6)를 홀딩하는 상기 수광 소자 홀딩부(14c)는 상기 베이스(11)로부터 돌출되는 방식으로 개별적으로 제공된다. 하지만, 상기 홀딩부들(14a 내지 14c)은 상기 베이스(11)로부터 돌출되도록 구비됨으로써 휘어져서 변형되거나 진동할 수 있다. 상기 홀딩부들의 휘어짐 또는 진동은 상기 변위 센서의 큰 동작 오류 또는 오동작을 일으킬 수 있다.

이 점에 있어서, 상술한 구조에 따르면 상기 수광 렌즈 홀딩부(14a), 상기 광 반사 플레이트 홀딩부(14b) 및 상기 수광 소자 홀딩부(14c)가 상기 루프부(14)의 상기 주변벽(14w) 내에 제공된다. 상기 루프부(14)는 상기 베이스(11) 상에 개별적으로 제공된 돌출부들과 비교할 때 진동 또는 변형이 어렵다. 따라서, 상기 변위 센서(1)에서 발생할 수 있는 큰 동작 오류 또는 오동작을 억제할 수 있다.

(5) 상기 홀더는, 상기 홀더(10)을 상기 케이스(50)에 고정하기 위한 고정 부재가 삽입될 수 있도록 두 개의 관통홀들(11a, 11b)을 포함한다. 상기 관통홀들(11a, 11b) 중 하나(제1 관통홀, 11a)는 상기 홀더(10)의 상기 루프부(14) 내에 제공된다.

상기 구조에 있어서, 상기 베이스(11)의 외형은, 상기 제1 관통홀(11a)이 상기 루프부(14)의 외부에 위치하는 구조에 비하여 작아질 수 있다. 이로써, 상기 변위 센서(1)의 소형화를 이룰 수 있다.

다른 실시예들

본 발명은 상술한 실시예에 나타난 형태로 제한되지 않으며, 아래와 같이 변형될 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이 상술한 실시예에 있어서, 상기 루프부(14)의 주변벽(14w)은, 상기 베이스(11)에 대한 상기 주변벽의 높이(H)가 주변을 따라 일정할 수 있도록 구비될 수 있으나, 상기 높이(H)는 이에 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 루프부(14)의 주변벽(14w)은 다른 부들의 높이보다 낮은 부분을 갖도록 구비될 수 있으며, 인접하는 부들보다 높은 부분을 갖도록 구비될 수 있다. 또한, 이런 구조들은 상술한 장점(4)과 유사한 장점을 제공할 수 있다.

상술한 실시예에 있어서, 상기 발광 렌즈(3)는 상기 변위 센서(1)에 제공될 수 있으나, 이는 생략될 수 있다. 예를 들면, 상기 발광 소자(2)가 렌즈를 포함할 경우, 상기 발광 렌즈(3)는 생략될 수 있다. 또한, 상기 발광 소자(2)가 평행광과 충분히 유사한 광을 발생할 경우, 상기 발광 렌즈(3)는 생략될 수 있다.

상술한 실시예에 있어서, 상기 수광 렌즈(4) 및 광 반사 플레이트(5)는 수광 시스템 내에서 분리하여 제공되나, 이들은 하나의 광학 부품으로 대체될 수 있다 예를 들면, 상기 수광 렌즈(4) 및 상기 광 반사 플레이트(5)에 의하여 구비된 광학 시스템 대신에, 광을 집광하고 반사시킬 수 있는 오목 반사 거울(concave reflecting mirror)이 이용될 수 있다. 이 경우, 상기 오목 반사 거울은 감지 대상체에 의항 반사된 광을 발광 소자(2) 및 감지면(1x)을 향하도록 배열될 수 있다. 상기 구조는 상기 장점(1)과 유사한 이유로 상기 이점(1)에 기술된 것과 유사한 장점을 제공할 수 있다.

Claims (7)

1. 감지될 대상체를 향하여 광을 발생시키는 발광 소자;
   상기 대상체에 의하여 반사되는 광을 집광하기 위한 수광 렌즈;
   상기 수광 렌즈를 통과한 광을 반사시키기 위한 광 반사 플레이트;
   상기 광 반사 플레이트에 의하여 반사된 광을 수광하기 위한 수광면을 갖고 상기 수광면 상의 광 위치에 대응되는 신호를 발생하는 수광 소자; 및
   상기 발광 소자, 상기 수광 렌즈, 상기 광 반사 플레이트 및 상기 수광 소자를 수납하고, 상기 발광 소자로부터 발생된 광을 투과시키고 상기 대상체에 의하여 반사된 광을 투과시키는 감지면을 갖는 케이스를 포함하고,
   상기 광 반사 플레이트는 상기 수광 렌즈의 수광축을 따라 이동하는 광을 상기 발광 소자 및 상기 감지면을 향하여 반사시키고,
   상기 수광 소자는 상기 발광 소자보다 상기 감지면에 대하여 더 가깝게 위치한 중심점을 갖는 것을 특징으로 하는 변위 센서.
2. 제1항에 있어서, 상기 수광 소자는 직육면체 외형을 갖고,
   상기 수광 소자는, 상기 수광 소자의 수평 방향이 상기 변위 센서의 깊이 방향에서 상기 감지면에 대하여 기울어지도록 배열된 것을 특징으로 하는 변위 센서.
3. 제1항 및 제2항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 수광 소자의 중심점은, 상기 광 반사 플레이트의 중심점보다 상기 감지면에 대하여 더 가깝게 위치한 것을 특징으로 하는 변위 센서.
4. 제1항 및 제2항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 수광 렌즈, 상기 광 반사 플레이트 및 상기 수광 소자를 홀딩하는 홀더를 더 포함하고,
   상기 홀더는 베이스 및 상기 베이스 상에 제공된 루프부를 포함하고,
   상기 홀더는 상기 베이스에 고정되고,
   상기 홀더의 상기 루프부는 하나의 루프를 형성하는 주변벽, 상기 주변벽 내에 제공되며 상기 수광 렌즈를 홀딩하는 수광 렌즈 홀딩부, 상기 주변벽 내에 제공되며 상기 광 반사 플레이트를 홀딩하는 광 반사 플레이트 홀딩부 및 상기 주변벽 내에 제공되며 상기 수광 소자를 홀딩하는 수광 소자 홀딩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 변위 센서.
5. 제4항에 있어서,
   상기 홀더는, 상기 홀더를 상기 케이스에 고정하기 위한 고정 부재들이 삽입될 수 있도록 복수의 관톨홀들을 포함하고,
   상기 관통홀들 중 적어도 하나는 상기 홀더의 상기 루프부 내부에 제공된 것을 특징으로 하는 변위 센서.
6. 제1항 및 제2항 중 어느 하나의 항에 있어서, 상기 발광 소자에 의하여 발생된 광이 통과할 수 있는 발광 렌즈를 더 포함하고, 상기 수광 소자는 상기 발광 렌즈 및 상기 수광 렌즈 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 변위 센서.
7. 감지될 대상체를 향하여 광을 발생시키는 발광 소자;
   상기 대상체에 의하여 반사되는 광을 반사시키고 집광하기 위한 광 반사 플레이트;
   상기 광 반사 플레이트에 의하여 반사된 광을 수광하기 위한 수광면을 갖고 상기 수광면 상의 광 위치에 대응되는 신호를 발생하는 수광 소자; 및
   상기 수광 소자, 상기 광 반사 플레이트 및 상기 수광 소자를 수납하고, 상기 발광 소자로부터 발생된 광을 투과시키고 상기 대상체에 의하여 반사된 광을 투과시키는 감지면을 갖는 케이스를 포함하고,
   상기 광 반사 플레이트는 수광축을 따라 이동하는 광을 상기 발광 소자 및 상기 감지면을 향하여 반사시키고,
   상기 수광 소자는 상기 발광 소자보다 상기 감지면에 대하여 더 가깝게 위치한 중심점을 갖는 것을 특징으로 하는 변위 센서.

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