JPH0520988A

JPH0520988A - 光電センサ

Info

Publication number: JPH0520988A
Application number: JP20121791A
Authority: JP
Inventors: Norisada Horie; 教禎堀江; Junichi Takagi; 潤一高木
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1991-07-16
Filing date: 1991-07-16
Publication date: 1993-01-29

Abstract

(57)【要約】【構成】発光素子１からの光ビーム６を投光用レンズ
２を介して物体５に投射し、物体５からの拡散反射光７
を受光用レンズ３を介して多重反射板１１で多重反射さ
せて位置センサ４へ導く。【効果】光電センサを大型化させることなく、物***
置に対する検出精度の向上を図ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、三角測量法に基づいた
測距式光電センサンサに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の測距式光電センサンサとしては、
図３に示すように発光素子 1、投光用レンズ２、受光用
レンズ 3および位置センサ（ＰＳＤ）４を基本要素と
し、三角測量法により物体５を検知するものがある。

【０００３】この場合、発光素子 1より出射される光ビ
ーム 6が投光用レンズ２により物体面 5ａで微小スポッ
トに集光され、その拡散反射光 7が受光用レンズ 3を介
して位置センサ４上に集光される。そして、位置センサ
4上に集光されるスポットの位置により三角測量法の原
理に従って投光用レンズ２から検知物体 5までの距離Ｌ
が検出される。すなわち、投光用レンズ２から検知物体
5までの距離Ｌは、発光素子 1と投光用レンズ２との間
の距離をｌ、投光用レンズ２の光軸と受光用レンズ 3の
光軸との間の距離をＤ、発光素子 1と位置センサ 4上に
集光されるスポットの位置間の距離をｘとすると、Ｌ＝Ｄｌ／（ｘ−Ｄ）で与えられる。したがって、位置センサ 4上に集光され
るスポットの位置におけるｘが位置センサ 4により検出
されるので、Ｌを検出することができる。

【０００４】なお、物体 5が△Ｌだけ変位し物体面 5ａ
が鎖線の位置にあると、図示鎖線の如く物体面 5ａでの
拡散反射光 7が受光用レンズ 3を介して位置センサ 4上
に集光される。

【０００５】

【発明が解決しょうとする課題】しかしながら、上述し
た従来の光電センサでは、発光素子１に発光ダイオード
（ＬＥＤ）を用いた場合、距離分解能が、測定される距
離Ｌの10％しかとれず、物***置に対する検出精度が悪
いという問題点があった。

【０００６】また、位置センサ 4の位置を受光用レンズ
3より離せば、距離分解能が向上し物***置に対する検
出精度が上がるが、装置が大型化してしまうという問題
があった。

【０００７】本発明の目的は、このような従来の問題点
に鑑み装置を大型化させることなく距離分解能を向上さ
せ物***置に対する検出精度の向上を図ることができる
光電センサを提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の光電セ
ンサは、光源と、光源からの光を物体に投射する投光用
レンズと、物体からの反射光あるいは拡散光を集光する
受光用レンズと、受光用レンズからの光を受光する受光
素子を有する、三角測量法に基づいた測距式光電センサ
において、受光用レンズと受光素子との間に、物体から
の反射光あるいは拡散光を多重反射させて受光素子へ導
くための多重反射素子を備えたことを特徴とする。請求
項２又は請求項 3に記載の光電センサは、前記多重反射
素子として、多重反射板又は一対のミラーからなる多重
反射ミラーを用いたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】請求項１の構成の光電センサにおいては、光源
からの光を投光用レンズを介して物体に投射し、物体か
らの反射光あるいは拡散光を受光用レンズを介して多重
反射素子、例えば多重反射板又は一対のミラーからなる
多重反射ミラーなどで多重反射させて受光素子へ導く。
これにより、受光用レンズと受光素子間の光路長を大き
くとることができ、実質的に受光素子を従来に比べ大き
く離間させたことと等価となる。したがって、光電セン
サを大型化させることなく物***置に対する検出精度の
向上を図ることができる。

【００１０】

【実施例】次ぎに本発明の実施例について図面を用いて
説明する。

【００１１】図 1は、本発明の実施例による光電センサ
の一実施例を示す簡略構成図である。同図において、図
3と同一又は相当部分には同符号を用いている。図１に
おいて、本発明の光電センサは、本発明の光源としての
発光素子１と、投光用レンズ２と、受光用レンズ３と、
本発明の受光素子としての位置センサ４とから構成され
る。

【００１２】ここで、多重反射板１１は、受光用レンズ
３と位置センサ４間に配設されている。また、多重反射
板１１の、受光用レンズ３からの光の入射面にはホログ
ラム素子１２が形成されており、かつ多重反射板１１の
位置センサ４への出射面にはホログラム素子１３が形成
されている。この多重反射板１１は、ホログラム素子１
２より受光用レンズ３からの光、すなわち物体面５ａで
の拡散反射光（拡散光または反射光）が入力され、その
拡散反射光７を多重反射板１１内で全反射を繰返させて
（多重反射させて）ホログラム素子１３より出力させ位
置センサ４へ導く（集光させる）ようになっている。

【００１３】このような構成のもとに、発光素子１から
の光ビーム６は、投光用レンズ２を介して物体５へ投射
される。物体面５ａからの拡散反射光７は、受光用レン
ズ３で集光され、多重反射板１１内に入射し、図示のご
とく多重反射板１１内で全反射を繰返した（多重反射し
た）後、位置センサ４に導かれる。

【００１４】このように多重反射板１１を用いたことに
より、受光用レンズ３と位置センサ４間の光路長を従来
に比べ、すなわち多重反射板１１が無い場合に比べ大き
くとることができ、従って実質的に受光用レンズ３と位
置センサ４間の距離を従来に比べ大きく離間させたこと
になる。よって、装置（光電センサ）を従来に比べ大型
化させることなく光電センサによる物***置検出の距離
分解能を従来に比べ向上させることができ、物***置に
対する検出精度を上げることができる。

【００１５】また、図３において、光電センサ全体の小
型化のため、投光用レンズ２の光軸と受光用レンズ 3の
光軸との間の距離（間隔）Ｄを小さくする場合、このま
までは距離分解能が悪化することになる。これに対し
て、本発明では、投光用レンズ２の光軸と受光用レンズ
3の光軸との間の距離（間隔）Ｄを小さくし、光電セン
サ全体の小型化を図る場合でも、多重反射板１１を用い
たことによりスペースをとることなく光路長を大きくと
ることができるため、光電センサによる距離分解能を従
来と略同等またはそれ以上にすることができる。なお、
光は多重反射板１１内を全反射現象を利用して伝搬する
ため極めて低損失である。

【００１６】図２は、本発明の他の実施例を示す簡略構
成図である。同図において、図１および図 3と同一又は
相当部分には同符号を用いている。図２は、図１の多重
反射板１１の代わりに本発明の多重反射素子としての一
対の反射ミラーからなる多重反射ミラー１４を用いたこ
とにあり、その他の構成については図１と同様である。
この多重反射ミラー１４は、平行に対向して配設した二
枚の透明板１５、１６の内側に多重反射が行なえるよう
に反射ミラー１７、１８を取付けたものである。多重反
射ミラー１４においては、物体面５ａでの拡散反射光７
が受光用レンズ 3を介して多重反射ミラー１４に入力さ
れ、多重反射の後、位置センサ４へ出力できるように、
反射ミラー１７と反射ミラー１８は、位置をずらしてあ
る。

【００１７】なお、近距離の物体５を検出する場合に
は、物体５ａからの拡散反射光７の多重反射ミラー１４
への入射角が大きくなるため、受光用レンズ 3と多重反
射ミラー１４の透明板１５との間にプリズムを挿入して
（介在させて）多重反射ミラー１４、従って透明板１５
（反射ミラー１８）への入射角を小さくするよう光路を
曲げるようにすればよい。これにより、多重反射ミラー
１４にて多重反射させることができる。

【００１８】図２においては、図１の多重反射板１１を
多重反射ミラー１４に代えたものであり、図１と同様の
動作、作用効果を有する。従って、動作、作用効果の説
明を省略する。

【００１９】なお、本発明は、本実施例に限定されるこ
となく本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の応用およ
び変形が考えられる。

【００２０】

【発明の効果】上述したように本発明によれば、次のよ
うな効果が得られる。（１）、受光用レンズと受光素子間に、例えば多重反射
板や一対のミラーからなる多重反射ミラーなどの多重反
射素子を配設したので、受光用レンズと受光素子間の光
路長を、多重反射素子が無い場合（従来の場合）に比べ
大きくとることができる。従って、装置を大型化させる
ことなく物***置に対する検出精度を向上させることが
できる。（２）、投光用レンズの光軸と受光用レンズの光軸との
間の距離を、従来に比べ小さくし装置の小型化を図る場
合でも、受光用レンズと受光素子間に、例えば多重反射
板や一対のミラーからなる多重反射ミラーなどの多重反
射素子を配設したことにより、光電センサの距離分解能
を従来と略同等またはそれ以上にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による光電センサの一実施例を示す簡略
構成図

【図２】本発明の他の実施例を示す簡略構成図

【図３】従来の光電センサの一例を示す簡略構成図

【符号の説明】

１発光素子２投光用レンズ３受光用レンズ４位置センサ５物体６光ビーム７拡散反射光１１多重反射板１４多重反射ミラー１７、１８反射ミラー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光源と、前記光源からの光を物体に投射
する投光用レンズと、前記物体からの反射光あるいは拡散光を集光する受光用
レンズと、前記受光用レンズからの光を受光する受光素
子を有する、三角測量法に基づいた測距式光電センサに
おいて、前記受光用レンズと前記受光素子との間に、前記物体か
らの反射光あるいは拡散光を多重反射させて前記受光素
子へ導くための多重反射素子を備えたことを特徴とする
光電センサ。
【請求項２】前記多重反射素子として多重反射板を用
いたことを特徴とする請求項１に記載の光電センサ。
【請求項３】前記多重反射素子として一対のミラーか
らなる多重反射ミラーを用いたことを特徴とする請求項
２に記載の光電センサ。