JPH10122966A - 光センサとレンズユニット及びファイバユニット - Google Patents
光センサとレンズユニット及びファイバユニットInfo
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- JPH10122966A JPH10122966A JP8301245A JP30124596A JPH10122966A JP H10122966 A JPH10122966 A JP H10122966A JP 8301245 A JP8301245 A JP 8301245A JP 30124596 A JP30124596 A JP 30124596A JP H10122966 A JPH10122966 A JP H10122966A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 検出物体の有無又は表面状態を検出する光セ
ンサにおいて、使用状況に応じてファイバ式、レンズ式
と使い分けても同等かつ高い検出性能を得ることがで
き、また、ファイバ式、レンズ式と使い分けも、投・受
光の基本光学系を有するセンサ本体の構成の変更が必要
なく、大量生産化と低コスト化を図る。 【解決手段】 光センサ1を、投受光の基本光学系を有
するセンサ本体ユニット3と、長距離検出用のレンズユ
ニット4と、短距離検出用のファイバユニット5から構
成し、レンズユニット4又はファイバユニット5が交換
自在に着脱される着脱面3aをセンサ本体ユニット3に
設ける。これにより、レンズユニット4とファイバユニ
ット5のどちらを装着する場合においても、センサ本体
ユニット3の構成を変更する必要がなくなり、光センサ
1の量産効果が上がり、低コスト化を図ることができ
る。
ンサにおいて、使用状況に応じてファイバ式、レンズ式
と使い分けても同等かつ高い検出性能を得ることがで
き、また、ファイバ式、レンズ式と使い分けも、投・受
光の基本光学系を有するセンサ本体の構成の変更が必要
なく、大量生産化と低コスト化を図る。 【解決手段】 光センサ1を、投受光の基本光学系を有
するセンサ本体ユニット3と、長距離検出用のレンズユ
ニット4と、短距離検出用のファイバユニット5から構
成し、レンズユニット4又はファイバユニット5が交換
自在に着脱される着脱面3aをセンサ本体ユニット3に
設ける。これにより、レンズユニット4とファイバユニ
ット5のどちらを装着する場合においても、センサ本体
ユニット3の構成を変更する必要がなくなり、光センサ
1の量産効果が上がり、低コスト化を図ることができ
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、検出物体からの反
射光又は透過光を受光し、その検出信号から検出物体の
有無、表面状態等を検出する光センサに関するものであ
る。
射光又は透過光を受光し、その検出信号から検出物体の
有無、表面状態等を検出する光センサに関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の光センサについて、図1
2,図13を参照して説明する。図12に示したカラー
センサ101はランプ102からの白色光をレンズ10
3、ハーフミラー104、レンズ105を介して検出物
体106に照射し、検出物体106からの反射光をレン
ズ105、ハーフミラー104、レンズ107を介して
カラーセンサ素子108に入射させるように構成されて
いる。このカラーセンサ101において、カラーセンサ
素子108により、赤、緑、青の成分の信号に分けられ
た各成分の信号は、アンプ109,AD変換器110を
経てマイクロプロセッサ111に入力され、ここで、こ
の演算結果が予め記憶される。検出動作により得られた
受光量の演算結果が、先に記憶された演算結果と等しい
場合は同色と判断し、入出力回路112よりON信号を
出力する。
2,図13を参照して説明する。図12に示したカラー
センサ101はランプ102からの白色光をレンズ10
3、ハーフミラー104、レンズ105を介して検出物
体106に照射し、検出物体106からの反射光をレン
ズ105、ハーフミラー104、レンズ107を介して
カラーセンサ素子108に入射させるように構成されて
いる。このカラーセンサ101において、カラーセンサ
素子108により、赤、緑、青の成分の信号に分けられ
た各成分の信号は、アンプ109,AD変換器110を
経てマイクロプロセッサ111に入力され、ここで、こ
の演算結果が予め記憶される。検出動作により得られた
受光量の演算結果が、先に記憶された演算結果と等しい
場合は同色と判断し、入出力回路112よりON信号を
出力する。
【0003】また、図13にはファイバ式カラーセンサ
の一例を示す。このファイバ式カラーセンサ120の構
成は、ランプ102からの出射光及び検出物体106か
らの反射光を誘導するために光ファイバ121が使われ
ているほかは上述のカラーセンサ101と同様である。
の一例を示す。このファイバ式カラーセンサ120の構
成は、ランプ102からの出射光及び検出物体106か
らの反射光を誘導するために光ファイバ121が使われ
ているほかは上述のカラーセンサ101と同様である。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のカラーセンサセンサ101,120において
は、前者のセンサ101(以下、レンズ式センサとい
う)に較べて後者のファイバ式センサ120の検出物体
106への照射光量が非常に小さくなるため、ファイバ
式120の受光電流のSNが悪化し、結果として微妙な
色差の判別ができず、レンズ式センサに較べて性能が悪
化するという問題があった。このため、例えば、工場に
おいて搬送ライン上を移送される検出物体106の不良
品検出にこれらのセンサ101,120が用いられる場
合において、ラインのスペースによりレンズ式センサ1
01とファイバ式センサ120とを使い分けなければな
らないとき、レンズ式センサ101で検出できたものが
ファイバ式センサ120で検出できなくなるといった問
題があった。また、レンズ式センサ101とファイバ式
センサ120で回路(アンプ)部の構成を変えなければ
ならないため、部品が大量生産できず、コスト高となる
という問題があった。
うな従来のカラーセンサセンサ101,120において
は、前者のセンサ101(以下、レンズ式センサとい
う)に較べて後者のファイバ式センサ120の検出物体
106への照射光量が非常に小さくなるため、ファイバ
式120の受光電流のSNが悪化し、結果として微妙な
色差の判別ができず、レンズ式センサに較べて性能が悪
化するという問題があった。このため、例えば、工場に
おいて搬送ライン上を移送される検出物体106の不良
品検出にこれらのセンサ101,120が用いられる場
合において、ラインのスペースによりレンズ式センサ1
01とファイバ式センサ120とを使い分けなければな
らないとき、レンズ式センサ101で検出できたものが
ファイバ式センサ120で検出できなくなるといった問
題があった。また、レンズ式センサ101とファイバ式
センサ120で回路(アンプ)部の構成を変えなければ
ならないため、部品が大量生産できず、コスト高となる
という問題があった。
【0005】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、検出物体での反射光又は透過光
より得られた受光信号に基づいて検出物体の有無又は表
面状態を検出する光センサにおいて、使用状況に応じて
ファイバ式、レンズ式と使い分けても同等かつ高い検出
性能を得ることができ、また、ファイバ式、レンズ式と
使い分けても、投・受光の基本光学系を有するセンサ本
体の構成の変更が必要なく、大量生産化と低コスト化を
図ることができる光センサを提供することを目的として
いる。
になされたものであり、検出物体での反射光又は透過光
より得られた受光信号に基づいて検出物体の有無又は表
面状態を検出する光センサにおいて、使用状況に応じて
ファイバ式、レンズ式と使い分けても同等かつ高い検出
性能を得ることができ、また、ファイバ式、レンズ式と
使い分けても、投・受光の基本光学系を有するセンサ本
体の構成の変更が必要なく、大量生産化と低コスト化を
図ることができる光センサを提供することを目的として
いる。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明は、光を投光する光源と、この光源
による投光の検出物体での反射光又は透過光を受光する
受光部と、この受光部による受光信号に基づいて検出物
体の有無又は表面状態を検出する光センサにおいて、光
源と受光部と光源からの光を集光させるレンズとを有す
るセンサ本体ユニットに、センサ本体ユニットのレンズ
を通して投光された光を検出物体に向けて照射する投光
レンズと、検出物体での反射光又は透過光を前記センサ
本体ユニットの受光部に集光させる受光レンズとを有す
るレンズユニット、又はセンサ本体ユニットのレンズを
通して投光された光を導光しその出射端より投光レンズ
を介して検出物体に向けて照射する投光ファイバと、検
出物体での反射光又は透過光を受光する受光レンズと、
この受光レンズからの光を受光部まで導光する受光ファ
イバとを有するファイバユニットのいずれかのユニット
を取り付ける着脱面を設けたものである。
に、請求項1の発明は、光を投光する光源と、この光源
による投光の検出物体での反射光又は透過光を受光する
受光部と、この受光部による受光信号に基づいて検出物
体の有無又は表面状態を検出する光センサにおいて、光
源と受光部と光源からの光を集光させるレンズとを有す
るセンサ本体ユニットに、センサ本体ユニットのレンズ
を通して投光された光を検出物体に向けて照射する投光
レンズと、検出物体での反射光又は透過光を前記センサ
本体ユニットの受光部に集光させる受光レンズとを有す
るレンズユニット、又はセンサ本体ユニットのレンズを
通して投光された光を導光しその出射端より投光レンズ
を介して検出物体に向けて照射する投光ファイバと、検
出物体での反射光又は透過光を受光する受光レンズと、
この受光レンズからの光を受光部まで導光する受光ファ
イバとを有するファイバユニットのいずれかのユニット
を取り付ける着脱面を設けたものである。
【0007】この構成においては、光源や受光部といっ
た投・受光の基本光学系を有するセンサ本体ユニットの
着脱面に対して、レンズユニットとファイバユニットと
が交換自在な構成となっており、また、レンズ・ファイ
バのどちらのユニットを装着する場合においても、セン
サ本体ユニットの部品交換等が一切必要ないので、光セ
ンサの大量生産化、低コスト化を図ることがができる。
た投・受光の基本光学系を有するセンサ本体ユニットの
着脱面に対して、レンズユニットとファイバユニットと
が交換自在な構成となっており、また、レンズ・ファイ
バのどちらのユニットを装着する場合においても、セン
サ本体ユニットの部品交換等が一切必要ないので、光セ
ンサの大量生産化、低コスト化を図ることがができる。
【0008】また、請求項2の発明は、光を投光する光
源と、光源による投光の検出物体での反射光又は透過光
を受光する受光部と、光源からの光を集光させるレンズ
とを有し、受光部による受光信号に基づいて検出物体の
有無又は表面状態を検出する処理部を持つセンサ本体ユ
ニットに取り付け可能なレンズユニットであって、セン
サ本体ユニットのレンズを通して投光された光を検出物
体に向けて照射する投光レンズと、検出物体での反射光
又は透過光をセンサ本体ユニットの受光部に集光させる
受光レンズとを有するものである。この構成において
は、レンズユニットがセンサ本体ユニットに対して取り
外し可能な構成となっているため、ファイバユニット等
との交換を容易に行うことができる。また、このレンズ
ユニットが装着されるセンサ本体ユニットにおいては、
ユニット交換による部品交換等が一切必要ないので、こ
のセンサ本体ユニットを備えた光センサの大量生産化、
低コスト化を図ることができる。
源と、光源による投光の検出物体での反射光又は透過光
を受光する受光部と、光源からの光を集光させるレンズ
とを有し、受光部による受光信号に基づいて検出物体の
有無又は表面状態を検出する処理部を持つセンサ本体ユ
ニットに取り付け可能なレンズユニットであって、セン
サ本体ユニットのレンズを通して投光された光を検出物
体に向けて照射する投光レンズと、検出物体での反射光
又は透過光をセンサ本体ユニットの受光部に集光させる
受光レンズとを有するものである。この構成において
は、レンズユニットがセンサ本体ユニットに対して取り
外し可能な構成となっているため、ファイバユニット等
との交換を容易に行うことができる。また、このレンズ
ユニットが装着されるセンサ本体ユニットにおいては、
ユニット交換による部品交換等が一切必要ないので、こ
のセンサ本体ユニットを備えた光センサの大量生産化、
低コスト化を図ることができる。
【0009】また、請求項3の発明は、光を投光する光
源と、光源による投光の検出物体での反射光又は透過光
を受光する受光部と、光源からの光を集光させるレンズ
とを有し、受光部による受光信号に基づいて検出物体の
有無又は表面状態を検出する処理部を持つセンサ本体ユ
ニットに取り付け可能なファイバユニットであって、セ
ンサ本体ユニットのレンズを通して投光された光を導光
しその出射端より投光レンズを介して検出物体に向けて
照射する投光ファイバと、検出物体での反射光又は透過
光を受光する受光レンズと、受光レンズからの光を受光
部まで導光する受光ファイバとを有するものである。こ
の構成においては、ファイバユニットがセンサ本体ユニ
ットに対して取り外し可能な構成となっているため、レ
ンズユニット等との交換を容易に行うことができる。ま
た、このファイバユニットが装着されるセンサ本体ユニ
ットにおいては、ユニット交換による部品交換等が一切
必要ないので、このセンサ本体ユニットを備えた光セン
サの大量生産化、低コスト化を図ることができる。
源と、光源による投光の検出物体での反射光又は透過光
を受光する受光部と、光源からの光を集光させるレンズ
とを有し、受光部による受光信号に基づいて検出物体の
有無又は表面状態を検出する処理部を持つセンサ本体ユ
ニットに取り付け可能なファイバユニットであって、セ
ンサ本体ユニットのレンズを通して投光された光を導光
しその出射端より投光レンズを介して検出物体に向けて
照射する投光ファイバと、検出物体での反射光又は透過
光を受光する受光レンズと、受光レンズからの光を受光
部まで導光する受光ファイバとを有するものである。こ
の構成においては、ファイバユニットがセンサ本体ユニ
ットに対して取り外し可能な構成となっているため、レ
ンズユニット等との交換を容易に行うことができる。ま
た、このファイバユニットが装着されるセンサ本体ユニ
ットにおいては、ユニット交換による部品交換等が一切
必要ないので、このセンサ本体ユニットを備えた光セン
サの大量生産化、低コスト化を図ることができる。
【0010】また、請求項4の発明は、請求項2におい
て、投光レンズと前記センサ本体ユニットのレンズとの
間の光軸上に、開口を有する絞り部材を備えているもの
であってもよい。この構成においては、絞り部材をレン
ズユニット側に構成することにより、ファイバユニット
を装着した時にファイバユニットのずれにより起こる光
のパワーロスを、絞り部材をファイバユニット側に構成
した場合よりも小さくすることができる。また、ファイ
バユニットの投光ファイバ径の制限をなくすことができ
る。
て、投光レンズと前記センサ本体ユニットのレンズとの
間の光軸上に、開口を有する絞り部材を備えているもの
であってもよい。この構成においては、絞り部材をレン
ズユニット側に構成することにより、ファイバユニット
を装着した時にファイバユニットのずれにより起こる光
のパワーロスを、絞り部材をファイバユニット側に構成
した場合よりも小さくすることができる。また、ファイ
バユニットの投光ファイバ径の制限をなくすことができ
る。
【0011】また、請求項5の発明は、請求項2又は請
求項4において、受光レンズとセンサ本体ユニットの受
光部との間に、開口を有する絞り部材又は遮光部材を備
えているものであってもよい。この構成においては、開
口を有する絞り部材又は遮光部材により、検出物体が近
距離にある場合の受光部の受光効率を低減させるので、
レンズユニットのずれによる受光量−検出距離特性のば
らつきを低減させることができる。また、ファイバユニ
ットの受光ファイバ径の制限をなくすことができる。
求項4において、受光レンズとセンサ本体ユニットの受
光部との間に、開口を有する絞り部材又は遮光部材を備
えているものであってもよい。この構成においては、開
口を有する絞り部材又は遮光部材により、検出物体が近
距離にある場合の受光部の受光効率を低減させるので、
レンズユニットのずれによる受光量−検出距離特性のば
らつきを低減させることができる。また、ファイバユニ
ットの受光ファイバ径の制限をなくすことができる。
【0012】また、請求項6の発明は、請求項2,4,
5のいずれかにおいて、絞り部材又は遮光部材は、レン
ズユニットの投光レンズ又は/及び受光レンズと一体成
形されているものであってもよい。この構成において
は、上記作用に加えて、部品点数の削減を図ることがで
きる。
5のいずれかにおいて、絞り部材又は遮光部材は、レン
ズユニットの投光レンズ又は/及び受光レンズと一体成
形されているものであってもよい。この構成において
は、上記作用に加えて、部品点数の削減を図ることがで
きる。
【0013】また、請求項7の発明は、請求項2,4,
5,6のいずれかにおいて、レンズユニットの絞り部材
又は遮光部材は、前記レンズユニットの前記センサ本体
ユニットに対する着脱時の位置合わせ部材となるもので
あってもよい。この構成においては、絞り部材又は遮光
部材と受光部の受光面とのずれがなくなり、センサの特
性のばらつきを低減することができる。
5,6のいずれかにおいて、レンズユニットの絞り部材
又は遮光部材は、前記レンズユニットの前記センサ本体
ユニットに対する着脱時の位置合わせ部材となるもので
あってもよい。この構成においては、絞り部材又は遮光
部材と受光部の受光面とのずれがなくなり、センサの特
性のばらつきを低減することができる。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した実施の
形態を図面を参照して説明する。 (第1の実施形態)図1(a)(b)は本実施形態によ
る光学式センサ装置の光学系の構成図である。この光学
式センサ装置1は、透明カバーを前面に備えたセンサケ
ース2内に設けられた投光及び受光の基本光学系を有す
るセンサ本体ユニット3と、このセンサ本体ユニット3
の着脱面3aに交換自在に装着される長距離検出用のレ
ンズユニット4(図1(a))と、小スポット短距離検
出用のファイバユニット5(図1(b))とから構成さ
れる。センサ本体ユニット3は、赤色(R)、緑色
(G)、青色(B)の互いに異なる波長の光を投光する
3つのLED6a,6b,6c(光源)を有し、赤色及
び緑色のLED6a,6bからの光の光軸を光学部材で
あるダイクロイックミラー7a(以下、DCMという)
を用いて同じ方向へ合成して出射させる。さらに、この
合成された光と青色のLED6cからの光の光軸をもう
一枚のDCM7bにより合成している。この合成光は集
光レンズ8(レンズ)より出射される。また、センサ本
体ユニット3はフォトダイオード等でなる検出信号用の
受光素子9(受光部)を備えている。レンズユニット4
は、センサ本体ユニット3の集光レンズ8に対面する絞
り部材10と投光レンズ11、及び検出物体12からの
反射光を受光素子9に集光させる受光レンズ13とから
なる。一方、ファイバユニット5は、投光ファイバ14
と受光ファイバ15、及び投光レンズ16と受光レンズ
17を有するセンサヘッド18とからなる。
形態を図面を参照して説明する。 (第1の実施形態)図1(a)(b)は本実施形態によ
る光学式センサ装置の光学系の構成図である。この光学
式センサ装置1は、透明カバーを前面に備えたセンサケ
ース2内に設けられた投光及び受光の基本光学系を有す
るセンサ本体ユニット3と、このセンサ本体ユニット3
の着脱面3aに交換自在に装着される長距離検出用のレ
ンズユニット4(図1(a))と、小スポット短距離検
出用のファイバユニット5(図1(b))とから構成さ
れる。センサ本体ユニット3は、赤色(R)、緑色
(G)、青色(B)の互いに異なる波長の光を投光する
3つのLED6a,6b,6c(光源)を有し、赤色及
び緑色のLED6a,6bからの光の光軸を光学部材で
あるダイクロイックミラー7a(以下、DCMという)
を用いて同じ方向へ合成して出射させる。さらに、この
合成された光と青色のLED6cからの光の光軸をもう
一枚のDCM7bにより合成している。この合成光は集
光レンズ8(レンズ)より出射される。また、センサ本
体ユニット3はフォトダイオード等でなる検出信号用の
受光素子9(受光部)を備えている。レンズユニット4
は、センサ本体ユニット3の集光レンズ8に対面する絞
り部材10と投光レンズ11、及び検出物体12からの
反射光を受光素子9に集光させる受光レンズ13とから
なる。一方、ファイバユニット5は、投光ファイバ14
と受光ファイバ15、及び投光レンズ16と受光レンズ
17を有するセンサヘッド18とからなる。
【0015】この光センサ1において、LED6a,6
b,6cや受光素子9といった投・受光の基本光学系を
有するセンサ本体ユニット3の着脱面3aに対して、レ
ンズユニット4とファイバユニット5とが交換自在な構
成となっており、また、レンズユニット4、ファイバユ
ニット5のどちらのユニットを装着する場合において
も、センサ本体ユニット3は部品交換等が一切必要ない
構成となっている。従って、センサ1の大量生産化と低
コスト化が可能となる。
b,6cや受光素子9といった投・受光の基本光学系を
有するセンサ本体ユニット3の着脱面3aに対して、レ
ンズユニット4とファイバユニット5とが交換自在な構
成となっており、また、レンズユニット4、ファイバユ
ニット5のどちらのユニットを装着する場合において
も、センサ本体ユニット3は部品交換等が一切必要ない
構成となっている。従って、センサ1の大量生産化と低
コスト化が可能となる。
【0016】また、絞り部材10の中心部には開口10
aが形成されており、長距離検出用のレンズユニット4
をセンサ本体ユニット3に装着したとき、開口10aは
LED6a,6b,6cと投光レンズ11の間の合成さ
れたLED6a,6b,6cの光軸上に位置する。この
絞り部材10が見かけ上の投光レンズ11の光源となる
ので、各LED6a,6b,6cの発光パターンのバラ
ツキ、チップのバラツキを吸収し、投光レンズ11から
出射される光の投光スポットのズレをなくすことができ
る。また、絞り部材10は、センサ本体ユニット3,レ
ンズユニット4のどちらに構成しても、センサ本体ユニ
ット3に対してレンズ,ファイバユニット4,5がずれ
ると、その照射光にパワーロスを生じる。本実施の形態
に係る光センサ1においては、レンズユニット4側に絞
り部材10を構成しているので、ファイバユニット5を
装着した時にファイバユニット5のずれにより起こる照
射光のパワーロスを、絞り部材10をセンサ本体ユニッ
ト3側に構成した場合よりも小さくすることができ、ま
た、ファイバユニット5の投光ファイバ径の制限をなく
すことができる。さらに、LED6a,6b,6cと絞
り部材10との間には集光レンズ8が備えられており、
この集光レンズ8が開口10aにLED6a,6b,6
cからの光を集光させるので、より効率良く光を出射さ
せることができると共に、LED6a,6b,6cの投
光スポットのズレをさらになくしている。
aが形成されており、長距離検出用のレンズユニット4
をセンサ本体ユニット3に装着したとき、開口10aは
LED6a,6b,6cと投光レンズ11の間の合成さ
れたLED6a,6b,6cの光軸上に位置する。この
絞り部材10が見かけ上の投光レンズ11の光源となる
ので、各LED6a,6b,6cの発光パターンのバラ
ツキ、チップのバラツキを吸収し、投光レンズ11から
出射される光の投光スポットのズレをなくすことができ
る。また、絞り部材10は、センサ本体ユニット3,レ
ンズユニット4のどちらに構成しても、センサ本体ユニ
ット3に対してレンズ,ファイバユニット4,5がずれ
ると、その照射光にパワーロスを生じる。本実施の形態
に係る光センサ1においては、レンズユニット4側に絞
り部材10を構成しているので、ファイバユニット5を
装着した時にファイバユニット5のずれにより起こる照
射光のパワーロスを、絞り部材10をセンサ本体ユニッ
ト3側に構成した場合よりも小さくすることができ、ま
た、ファイバユニット5の投光ファイバ径の制限をなく
すことができる。さらに、LED6a,6b,6cと絞
り部材10との間には集光レンズ8が備えられており、
この集光レンズ8が開口10aにLED6a,6b,6
cからの光を集光させるので、より効率良く光を出射さ
せることができると共に、LED6a,6b,6cの投
光スポットのズレをさらになくしている。
【0017】レンズユニット4は、その受光レンズ13
とセンサ本体ユニット2の受光素子9との間に、ナイフ
エッジ20(遮光部材)を備えている。このナイフエッ
ジ20は検出物体12が近距離にある場合に受光効率を
低減させるものである。このナイフエッジ20をレンズ
ユニット4側に構成することにより、レンズユニット4
のずれによる受光量−検出距離特性のばらつきを低減す
ることができる。また、ファイバユニット5の受光ファ
イバ15の径の制限をなくすことができる。なお、図2
(a)に示すように、ナイフエッジ20は、受光素子9
に入射する光の一部を遮光した状態にあることが望まし
く、図2(b)(c)に示すように、レンズユニット4
がずれてナイフエッジ20の端部の位置が移動しても、
受光素子9の受光面がナイフエッジ20の部分からはみ
出ないような大きさを持つ受光素子9を用いることが望
ましい。
とセンサ本体ユニット2の受光素子9との間に、ナイフ
エッジ20(遮光部材)を備えている。このナイフエッ
ジ20は検出物体12が近距離にある場合に受光効率を
低減させるものである。このナイフエッジ20をレンズ
ユニット4側に構成することにより、レンズユニット4
のずれによる受光量−検出距離特性のばらつきを低減す
ることができる。また、ファイバユニット5の受光ファ
イバ15の径の制限をなくすことができる。なお、図2
(a)に示すように、ナイフエッジ20は、受光素子9
に入射する光の一部を遮光した状態にあることが望まし
く、図2(b)(c)に示すように、レンズユニット4
がずれてナイフエッジ20の端部の位置が移動しても、
受光素子9の受光面がナイフエッジ20の部分からはみ
出ないような大きさを持つ受光素子9を用いることが望
ましい。
【0018】また、図3(a)に示すように、センサ本
体ユニット3の集光レンズ8は、その焦点位置とレンズ
11とを合致させており、また、同図(b)に示すよう
に、レンズユニット4に代えてファイバユニット5を装
着したとき前記投光素子6aからの光が、投光ファイバ
14の入射端14aにおける開口角(θ)と略同等の角
度で合焦するようにしている。これにより、集光レンズ
8からの光を全て投光ファイバ14に入射させることが
できるので、レンズユニット4を装着した場合も、ファ
イバユニット5を装着した場合も、ほぼ等しい光量の光
を検出物体12に向けて照射することができる。これに
より、ファイバユニット5を装着した場合においても、
レンズユニット4を装着した場合と同等の高い検出性能
を得ることができる。
体ユニット3の集光レンズ8は、その焦点位置とレンズ
11とを合致させており、また、同図(b)に示すよう
に、レンズユニット4に代えてファイバユニット5を装
着したとき前記投光素子6aからの光が、投光ファイバ
14の入射端14aにおける開口角(θ)と略同等の角
度で合焦するようにしている。これにより、集光レンズ
8からの光を全て投光ファイバ14に入射させることが
できるので、レンズユニット4を装着した場合も、ファ
イバユニット5を装着した場合も、ほぼ等しい光量の光
を検出物体12に向けて照射することができる。これに
より、ファイバユニット5を装着した場合においても、
レンズユニット4を装着した場合と同等の高い検出性能
を得ることができる。
【0019】なお、上述の図1に示した光センサ1にお
いては、LED6a,6b,6cからの検出信号を処理
し、色判定を行うためのマイクロプロセッサ等の検出回
路(アンプ)が、センサ本体ユニット3には内蔵されて
おらず、外付けとなっているものについて示したが、こ
の検出回路がセンサ本体ユニット3に内蔵されているも
のであっても構わない。
いては、LED6a,6b,6cからの検出信号を処理
し、色判定を行うためのマイクロプロセッサ等の検出回
路(アンプ)が、センサ本体ユニット3には内蔵されて
おらず、外付けとなっているものについて示したが、こ
の検出回路がセンサ本体ユニット3に内蔵されているも
のであっても構わない。
【0020】(第2の実施形態)図4(a)(b)は本
実施形態による光センサのレンズユニット4の受光レン
ズ13の構成を示す断面図である。この受光レンズ13
は絞り部材21又はナイフエッジ20と一体成形されて
いるものである。これにより、レンズユニット4内の受
光レンズ13の位置精度の影響がなくなるので、上述の
第1の実施形態の光センサ1と同様に、レンズユニット
4のずれにより起こる受光量−検出距離特性のばらつき
を抑えるとともに、部品点数を削減できるので、コスト
削減を図ることができる。なお、レンズユニット4の投
光レンズ11が絞り部材10と一体成形されているもの
であってもよく、この場合においても、部品点数を削減
し、コスト削減を図ることができる。なお、図中のクロ
ス斜線部は、黒塗り加工など、光を通さないように加工
した部位を示す。
実施形態による光センサのレンズユニット4の受光レン
ズ13の構成を示す断面図である。この受光レンズ13
は絞り部材21又はナイフエッジ20と一体成形されて
いるものである。これにより、レンズユニット4内の受
光レンズ13の位置精度の影響がなくなるので、上述の
第1の実施形態の光センサ1と同様に、レンズユニット
4のずれにより起こる受光量−検出距離特性のばらつき
を抑えるとともに、部品点数を削減できるので、コスト
削減を図ることができる。なお、レンズユニット4の投
光レンズ11が絞り部材10と一体成形されているもの
であってもよく、この場合においても、部品点数を削減
し、コスト削減を図ることができる。なお、図中のクロ
ス斜線部は、黒塗り加工など、光を通さないように加工
した部位を示す。
【0021】(第3の実施形態)図5は本実施の形態に
よる光センサのレンズユニット4の受光レンズ13近傍
の構成を示す断面図である。本実施の形態による光セン
サは、レンズユニット4の受光レンズ13を絞り部材2
1と一体成形し、この絞り部材21をレンズユニット4
のセンサ本体ユニット3に対する着脱時の位置合わせ部
材としたものである。上述の第1の実施形態の光センサ
1においては、受光面積の大きい受光素子9を用いるこ
とにより、投光ユニット3に対してレンズユニット4が
ずれ、絞り部材21の開口21aが受光素子9からはみ
出て、センサ特性のばらつきが発生することを防いでい
た。しかし、受光面積の大きな受光素子9は高価であ
り、コスト高の原因となっていた。本実施の形態におい
ては、開口21aと受光素子9の受光面がずれないよう
に、絞り部材21がレンズユニット4とセンサ本体ユニ
ット3の位置合わせを決定するような構成となっている
ので、レンズユニット4のずれが少なくなる。これによ
り、受光面積の大きな受光素子9を用いることなく、セ
ンサの特性のばらつきを抑えることができ、コスト削減
を図ることができる。なお、上述の図5においては、絞
り部材21がレンズユニット4のセンサ本体ユニット3
に対する着脱時の位置合わせ部材となっているものにつ
いて説明したが、受光レンズ13と一体成形されたナイ
フエッジ20がレンズユニット4のセンサ本体ユニット
3に対する着脱時の位置合わせ部材となっているもので
あってもよい。
よる光センサのレンズユニット4の受光レンズ13近傍
の構成を示す断面図である。本実施の形態による光セン
サは、レンズユニット4の受光レンズ13を絞り部材2
1と一体成形し、この絞り部材21をレンズユニット4
のセンサ本体ユニット3に対する着脱時の位置合わせ部
材としたものである。上述の第1の実施形態の光センサ
1においては、受光面積の大きい受光素子9を用いるこ
とにより、投光ユニット3に対してレンズユニット4が
ずれ、絞り部材21の開口21aが受光素子9からはみ
出て、センサ特性のばらつきが発生することを防いでい
た。しかし、受光面積の大きな受光素子9は高価であ
り、コスト高の原因となっていた。本実施の形態におい
ては、開口21aと受光素子9の受光面がずれないよう
に、絞り部材21がレンズユニット4とセンサ本体ユニ
ット3の位置合わせを決定するような構成となっている
ので、レンズユニット4のずれが少なくなる。これによ
り、受光面積の大きな受光素子9を用いることなく、セ
ンサの特性のばらつきを抑えることができ、コスト削減
を図ることができる。なお、上述の図5においては、絞
り部材21がレンズユニット4のセンサ本体ユニット3
に対する着脱時の位置合わせ部材となっているものにつ
いて説明したが、受光レンズ13と一体成形されたナイ
フエッジ20がレンズユニット4のセンサ本体ユニット
3に対する着脱時の位置合わせ部材となっているもので
あってもよい。
【0022】(第4の実施形態)図6は本実施の形態に
よる光センサの構成を示す断面図である。この光センサ
30は上述の第1の実施形態に示した光センサ1を透過
型としたものであり、投光の基本光学系を有する投光ユ
ニット31aと、この投光ユニット31aの着脱面に交
換自在に装着される長距離検出用の投光用レンズユニッ
ト32a(図6(a))と小スポット短距離検出用の投
光用ファイバユニット33a(図6(b))と、受光の
基本光学系を有する受光ユニット31bと、この受光ユ
ニット31bの着脱面に交換自在に装着される受光用レ
ンズユニット32b(図6(a))と、受光用ファイバ
ユニット33b(図6(b))とから構成される。光セ
ンサ30は、投光ユニット31aに組み込まれた投光素
子36から出射されたコリメート光を、投光用レンズユ
ニット32aの投光レンズ37を介して検出物体12に
向けて出射し、この検出物体12における透過光を受光
ユニット31bの受光素子38において受光用レンズユ
ニット32bの受光レンズ39を介して受光する。この
受光レンズ39は、上述の第2の実施形態に示した受光
レンズ13と同様に、開口39aを有する絞り部材39
bと一体成形されたものとなっており、この受光レンズ
39の集光点に開口が配置されている。なお、40は投
光素子36が取り付けられた投光回路を、41は受光素
子38が取り付けられた処理回路を示している。一方、
短距離検出用としてこの光センサ30を用いる場合に
は、投光用ファイバユニット33a,受光用ファイバユ
ニット33bを投光ユニット31a,受光ユニット31
bに装着する。投光素子36より投光された光は投光用
ファイバ42により導光され、検出物体12に向けて投
光され、その検出物体12における透過光は受光用ファ
イバ43により導光され、受光素子38において受光さ
れる。なお、投光側又は受光側の一方のみにファイバユ
ニット33a,33bを装着したものであってもよい。
よる光センサの構成を示す断面図である。この光センサ
30は上述の第1の実施形態に示した光センサ1を透過
型としたものであり、投光の基本光学系を有する投光ユ
ニット31aと、この投光ユニット31aの着脱面に交
換自在に装着される長距離検出用の投光用レンズユニッ
ト32a(図6(a))と小スポット短距離検出用の投
光用ファイバユニット33a(図6(b))と、受光の
基本光学系を有する受光ユニット31bと、この受光ユ
ニット31bの着脱面に交換自在に装着される受光用レ
ンズユニット32b(図6(a))と、受光用ファイバ
ユニット33b(図6(b))とから構成される。光セ
ンサ30は、投光ユニット31aに組み込まれた投光素
子36から出射されたコリメート光を、投光用レンズユ
ニット32aの投光レンズ37を介して検出物体12に
向けて出射し、この検出物体12における透過光を受光
ユニット31bの受光素子38において受光用レンズユ
ニット32bの受光レンズ39を介して受光する。この
受光レンズ39は、上述の第2の実施形態に示した受光
レンズ13と同様に、開口39aを有する絞り部材39
bと一体成形されたものとなっており、この受光レンズ
39の集光点に開口が配置されている。なお、40は投
光素子36が取り付けられた投光回路を、41は受光素
子38が取り付けられた処理回路を示している。一方、
短距離検出用としてこの光センサ30を用いる場合に
は、投光用ファイバユニット33a,受光用ファイバユ
ニット33bを投光ユニット31a,受光ユニット31
bに装着する。投光素子36より投光された光は投光用
ファイバ42により導光され、検出物体12に向けて投
光され、その検出物体12における透過光は受光用ファ
イバ43により導光され、受光素子38において受光さ
れる。なお、投光側又は受光側の一方のみにファイバユ
ニット33a,33bを装着したものであってもよい。
【0023】次に、この光センサ30を用いた検出方法
について、図7と図8を参照して説明する。図7(a)
のように、検出物体12が検出領域にない場合には、投
光用レンズユニット32aから出射されたコリメート光
のうち、ほとんどの光は受光レンズ39に受光され、図
8(a)に示すように、その集光点に配置された開口3
9aを通って受光素子38に受光される。一方、図7
(b)のように、透明ビン等の透明な検出物体12が検
出領域にある場合には、投光用レンズユニット32aか
ら出射されたコリメート光は透明体のレンズ効果でデフ
ォーカスされるので、受光レンズ39が受ける光は減少
し、また、それらの光を一点に集光させることも困難と
なるので、開口39aを通過する光は大きく減少する。
これにより、図8(b)に示すように、受光素子38の
受光量は大きく減少するので、この受光量変化をとらえ
ることにより、透明ビン等の透明な検出物体12の有無
検出をより正確に行うことが可能となる。
について、図7と図8を参照して説明する。図7(a)
のように、検出物体12が検出領域にない場合には、投
光用レンズユニット32aから出射されたコリメート光
のうち、ほとんどの光は受光レンズ39に受光され、図
8(a)に示すように、その集光点に配置された開口3
9aを通って受光素子38に受光される。一方、図7
(b)のように、透明ビン等の透明な検出物体12が検
出領域にある場合には、投光用レンズユニット32aか
ら出射されたコリメート光は透明体のレンズ効果でデフ
ォーカスされるので、受光レンズ39が受ける光は減少
し、また、それらの光を一点に集光させることも困難と
なるので、開口39aを通過する光は大きく減少する。
これにより、図8(b)に示すように、受光素子38の
受光量は大きく減少するので、この受光量変化をとらえ
ることにより、透明ビン等の透明な検出物体12の有無
検出をより正確に行うことが可能となる。
【0024】(第5の実施形態)図9は本実施の形態に
よる光センサの構成図である。この光センサ50におい
て、ランプ51(光源)からの光はセンサ本体ユニット
3の集光レンズ8を通してθ1の角度で集光される。こ
の光はレンズユニット4の投光レンズ11により検出物
体12上で集光されるように、θ2の角度で集光されて
投光される。この反射光のうちθ3の角度の範囲で反射
された光はレンズユニット4の受光レンズ13で受光さ
れ、さらに、この光はθ4の角度で集光されてカラーセ
ンサ素子52に受光される。なお、θ5は検出物体12
への照射光と反射光の光軸のなす角度である。このカラ
ーセンサ素子52(受光部)は受光信号を赤、緑、青の
成分の信号に分けるものであり、この分けられた各成分
の信号はアンプ53において増幅される。この信号はA
D変換器54においてデジタル信号に変換された後にマ
イクロプロセッサ55において評価値等の演算がなさ
れ、その演算結果は記憶される。次に、検出動作を行
い、これにより得られた受光量の演算結果が、記憶され
た演算結果と等しい場合は同色と判断し、入出力回路5
6よりON信号を出力する。
よる光センサの構成図である。この光センサ50におい
て、ランプ51(光源)からの光はセンサ本体ユニット
3の集光レンズ8を通してθ1の角度で集光される。こ
の光はレンズユニット4の投光レンズ11により検出物
体12上で集光されるように、θ2の角度で集光されて
投光される。この反射光のうちθ3の角度の範囲で反射
された光はレンズユニット4の受光レンズ13で受光さ
れ、さらに、この光はθ4の角度で集光されてカラーセ
ンサ素子52に受光される。なお、θ5は検出物体12
への照射光と反射光の光軸のなす角度である。このカラ
ーセンサ素子52(受光部)は受光信号を赤、緑、青の
成分の信号に分けるものであり、この分けられた各成分
の信号はアンプ53において増幅される。この信号はA
D変換器54においてデジタル信号に変換された後にマ
イクロプロセッサ55において評価値等の演算がなさ
れ、その演算結果は記憶される。次に、検出動作を行
い、これにより得られた受光量の演算結果が、記憶され
た演算結果と等しい場合は同色と判断し、入出力回路5
6よりON信号を出力する。
【0025】一方、ファイバユニット5のセンサヘッド
18の光学系は、レンズユニット4の光学系をそのまま
1/2にスケールダウンしたものとなっている。すなわ
ち、投光レンズ16、受光レンズ17の開口角や投受光
の交差角は同角度(θ1〜θ5)となっており、検出距
離l1,基線長等は1/2の長さとなっている。また、
投光ファイバ14の入射端の開口部の開口角はθ1とな
っており、センサ本体ユニット3の集光レンズ8から照
射された光を全て結合することができる構成となってい
る。このような構成にすることにより、レンズユニット
4をセンサ本体ユニット3に装着した場合と、ファイバ
ユニット5を装着した場合のカラーセンサ素子52の受
光量の差は、ファイバ14、15内の損失分とファイバ
端面におけるフルネル損失分のみとなる。この損失分は
全体の受光量と較べてわずかであるので、レンズユニッ
ト4を装着した場合と、ファイバユニット5を装着した
場合の受光量の差は非常に小さくなる。これにより、受
光信号量とノイズの比(S/N比)の差が小さくなるの
で、レンズユニット4を装着した場合と、ファイバユニ
ット5を装着した場合における両者の色差判別能力の差
をなくすことができる。
18の光学系は、レンズユニット4の光学系をそのまま
1/2にスケールダウンしたものとなっている。すなわ
ち、投光レンズ16、受光レンズ17の開口角や投受光
の交差角は同角度(θ1〜θ5)となっており、検出距
離l1,基線長等は1/2の長さとなっている。また、
投光ファイバ14の入射端の開口部の開口角はθ1とな
っており、センサ本体ユニット3の集光レンズ8から照
射された光を全て結合することができる構成となってい
る。このような構成にすることにより、レンズユニット
4をセンサ本体ユニット3に装着した場合と、ファイバ
ユニット5を装着した場合のカラーセンサ素子52の受
光量の差は、ファイバ14、15内の損失分とファイバ
端面におけるフルネル損失分のみとなる。この損失分は
全体の受光量と較べてわずかであるので、レンズユニッ
ト4を装着した場合と、ファイバユニット5を装着した
場合の受光量の差は非常に小さくなる。これにより、受
光信号量とノイズの比(S/N比)の差が小さくなるの
で、レンズユニット4を装着した場合と、ファイバユニ
ット5を装着した場合における両者の色差判別能力の差
をなくすことができる。
【0026】(第6の実施形態)図10は本実施の形態
による光センサの構成図である。この光センサ60は、
上述の第5の実施形態に示した色差判別を行う光センサ
50を、マークの検出を行うセンサとしたものである。
この光センサ60は、ランプ51からの光をハーフミラ
ー61で出射光とサンプル光に分け、サンプル光をサン
プル光用フォトダイオード62(以下PDと記す)に受
光する。このサンプル光用PD62近傍には、サンプル
光を遮るための遮光板63が、つまみ(図示せず)で遮
光量調整可能なかたちで設置されている。また、計測用
PD64とサンプル光用PD62の受光量を比較し、計
測用PD64の出力が大きい場合に出力回路56を動作
させる比較回路65が備えられている。
による光センサの構成図である。この光センサ60は、
上述の第5の実施形態に示した色差判別を行う光センサ
50を、マークの検出を行うセンサとしたものである。
この光センサ60は、ランプ51からの光をハーフミラ
ー61で出射光とサンプル光に分け、サンプル光をサン
プル光用フォトダイオード62(以下PDと記す)に受
光する。このサンプル光用PD62近傍には、サンプル
光を遮るための遮光板63が、つまみ(図示せず)で遮
光量調整可能なかたちで設置されている。また、計測用
PD64とサンプル光用PD62の受光量を比較し、計
測用PD64の出力が大きい場合に出力回路56を動作
させる比較回路65が備えられている。
【0027】例えば、白地に黒いマークを検出したい場
合、使用者はまず下地に出射光を当て、つまみをサンプ
ル光が大きくなる方向に回し、出力が消える目盛り(a
とする)を記憶する。次に、マークに光を当て、つまみ
をサンプル光が小さくなる方向に回し、出力がでる目盛
り(bとする)を記憶する。aとbの中間につまみの目
盛りを設定すれば、マークを検出したときには出力が消
えるので、マークの検出を行うことができる。従来のマ
ークセンサでは、ファイバユニット5を装着してファイ
バ式とした場合に検出光量が非常に小さくなるので、S
/N比が悪化し、レンズユニット4を装着してレンズ式
とした場合には検出できたマークがファイバ式では検出
できなくなるといった問題があったが、本実施の形態に
よる光センサ60では、レンズユニット4を装着した場
合と、ファイバユニット5を装着した場合の受光量の差
は非常に小さくなるので、上記問題を解決することがで
きる。
合、使用者はまず下地に出射光を当て、つまみをサンプ
ル光が大きくなる方向に回し、出力が消える目盛り(a
とする)を記憶する。次に、マークに光を当て、つまみ
をサンプル光が小さくなる方向に回し、出力がでる目盛
り(bとする)を記憶する。aとbの中間につまみの目
盛りを設定すれば、マークを検出したときには出力が消
えるので、マークの検出を行うことができる。従来のマ
ークセンサでは、ファイバユニット5を装着してファイ
バ式とした場合に検出光量が非常に小さくなるので、S
/N比が悪化し、レンズユニット4を装着してレンズ式
とした場合には検出できたマークがファイバ式では検出
できなくなるといった問題があったが、本実施の形態に
よる光センサ60では、レンズユニット4を装着した場
合と、ファイバユニット5を装着した場合の受光量の差
は非常に小さくなるので、上記問題を解決することがで
きる。
【0028】(第7の実施形態)図11は本実施の形態
による光センサの構成図である。この光センサ70は、
上述の第5の実施形態に示した色差判別を行う光センサ
50を、検出物体12の光沢の検出を行う光沢センサと
したものである。この光センサ70は、ランプ51から
偏光フィルタ71を介して入射面に垂直な偏光成分(S
偏光成分)を持つ光を検出物体12に向けて照射し、こ
の検出物体12において反射された光を偏向ビームスプ
リッタ72により、S偏光成分の光(S波)と、P偏光
成分の光(P波)に分離し、夫々の偏光成分の光をPD
73,74において受光し、判定部75においてP波と
S波の比率を演算する。光沢のない物体であれば、その
拡散反射光にはP波とS波が同じ割合で混在し、光沢の
強い物体であれば、ほとんどのS偏光成分が保存され
る。本実施の形態による光センサ70では、レンズユニ
ット4を装着した場合と、ファイバユニット5を装着し
た場合の受光量の差が非常に小さくなるので、ファイバ
ユニット5を装着した場合においても、安定して検出物
体12の光沢を検出することが可能となる。
による光センサの構成図である。この光センサ70は、
上述の第5の実施形態に示した色差判別を行う光センサ
50を、検出物体12の光沢の検出を行う光沢センサと
したものである。この光センサ70は、ランプ51から
偏光フィルタ71を介して入射面に垂直な偏光成分(S
偏光成分)を持つ光を検出物体12に向けて照射し、こ
の検出物体12において反射された光を偏向ビームスプ
リッタ72により、S偏光成分の光(S波)と、P偏光
成分の光(P波)に分離し、夫々の偏光成分の光をPD
73,74において受光し、判定部75においてP波と
S波の比率を演算する。光沢のない物体であれば、その
拡散反射光にはP波とS波が同じ割合で混在し、光沢の
強い物体であれば、ほとんどのS偏光成分が保存され
る。本実施の形態による光センサ70では、レンズユニ
ット4を装着した場合と、ファイバユニット5を装着し
た場合の受光量の差が非常に小さくなるので、ファイバ
ユニット5を装着した場合においても、安定して検出物
体12の光沢を検出することが可能となる。
【0029】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、光を投光
する光源と、この光源による投光の検出物体での反射光
又は透過光を受光する受光部と、この受光部による受光
信号に基づいて検出物体の有無又は表面状態を検出する
光センサにおいて、光センサを投・受光の基本光学系を
有するセンサ本体ユニットに対して、長距離検出用のレ
ンズユニット、又は短距離検出用のファイバユニットの
いずれかを取り付ける構成とする。これにより、レンズ
ユニットとファイバユニットのどちらを装着する場合に
おいても、センサ本体ユニットの構成を変更する必要が
なくなり、光センサの量産効果が上がり、低コスト化を
図ることができる。
する光源と、この光源による投光の検出物体での反射光
又は透過光を受光する受光部と、この受光部による受光
信号に基づいて検出物体の有無又は表面状態を検出する
光センサにおいて、光センサを投・受光の基本光学系を
有するセンサ本体ユニットに対して、長距離検出用のレ
ンズユニット、又は短距離検出用のファイバユニットの
いずれかを取り付ける構成とする。これにより、レンズ
ユニットとファイバユニットのどちらを装着する場合に
おいても、センサ本体ユニットの構成を変更する必要が
なくなり、光センサの量産効果が上がり、低コスト化を
図ることができる。
【0030】また、本発明によれば、レンズユニットを
センサ本体ユニットに取り付け可能な構成とすることに
よって、センサ本体ユニットにレンズユニットとファイ
バユニットのどちらを装着する場合においても、センサ
本体ユニットの構成を変更する必要がなくなり、光セン
サの量産効果が上がり、低コスト化を図ることができ
る。
センサ本体ユニットに取り付け可能な構成とすることに
よって、センサ本体ユニットにレンズユニットとファイ
バユニットのどちらを装着する場合においても、センサ
本体ユニットの構成を変更する必要がなくなり、光セン
サの量産効果が上がり、低コスト化を図ることができ
る。
【0031】また、本発明によれば、ファイバユニット
をセンサ本体ユニットに取り付け可能なとすることによ
って、このセンサ本体ユニットにレンズユニットとファ
イバユニットのどちらを装着する場合においても、セン
サ本体ユニットの構成を変更する必要がなくなり、光セ
ンサの量産効果が上がり、低コスト化を図ることができ
る。
をセンサ本体ユニットに取り付け可能なとすることによ
って、このセンサ本体ユニットにレンズユニットとファ
イバユニットのどちらを装着する場合においても、セン
サ本体ユニットの構成を変更する必要がなくなり、光セ
ンサの量産効果が上がり、低コスト化を図ることができ
る。
【0032】また、本発明によれば、レンズユニット
は、その投光レンズと、センサ本体ユニットの投光レン
ズとの間の光軸上に、開口を有する絞り部材を備えるこ
とによって、ファイバユニットを装着した場合のずれに
よる光源からの光のパワーロスを減少することができ
る。また、ファイバユニットの投光ファイバ径の制限を
なくすことができる。さらに、レンズユニットのずれに
よる光軸のずれを低減することができる。
は、その投光レンズと、センサ本体ユニットの投光レン
ズとの間の光軸上に、開口を有する絞り部材を備えるこ
とによって、ファイバユニットを装着した場合のずれに
よる光源からの光のパワーロスを減少することができ
る。また、ファイバユニットの投光ファイバ径の制限を
なくすことができる。さらに、レンズユニットのずれに
よる光軸のずれを低減することができる。
【0033】また、本発明によれば、レンズユニット
は、その受光レンズとセンサ本体ユニットの受光部との
間に、開口を有する絞り部材又は遮光部材を備えること
によって、受光部の受光効率を低減させることができる
ので、レンズユニットのずれによる受光量−検出距離特
性のばらつきを低減することができる。また、ファイバ
ユニットの受光ファイバ径の制限をなくすことができ
る。
は、その受光レンズとセンサ本体ユニットの受光部との
間に、開口を有する絞り部材又は遮光部材を備えること
によって、受光部の受光効率を低減させることができる
ので、レンズユニットのずれによる受光量−検出距離特
性のばらつきを低減することができる。また、ファイバ
ユニットの受光ファイバ径の制限をなくすことができ
る。
【0034】また、本発明によれば、絞り部材又は遮光
部材を、レンズユニットの投光レンズ又は/及び受光レ
ンズと一体成形することによって、上記作用効果に加え
て、部品点数の削減を図ることができる。
部材を、レンズユニットの投光レンズ又は/及び受光レ
ンズと一体成形することによって、上記作用効果に加え
て、部品点数の削減を図ることができる。
【0035】また、本発明によれば、レンズユニットの
絞り部材又は遮光部材を、前記レンズユニットの前記セ
ンサ本体ユニットに対する着脱時の位置合わせ部材とす
ることによって、絞り部材又は遮光部材と受光部の受光
面とのずれがなくなるので、センサの特性のばらつきを
低減することができる。
絞り部材又は遮光部材を、前記レンズユニットの前記セ
ンサ本体ユニットに対する着脱時の位置合わせ部材とす
ることによって、絞り部材又は遮光部材と受光部の受光
面とのずれがなくなるので、センサの特性のばらつきを
低減することができる。
【図1】(a)は本発明の第1の実施形態による光セン
サにおいて、センサ本体ユニットにレンズユニットを装
着した場合の断面図、(b)は交換自在なファイバユニ
ットの断面図である。
サにおいて、センサ本体ユニットにレンズユニットを装
着した場合の断面図、(b)は交換自在なファイバユニ
ットの断面図である。
【図2】(a)(b)(c)は受光素子の受光面とナイ
フエッジとの関係を説明するための図である。
フエッジとの関係を説明するための図である。
【図3】(a)(b)はセンサ本体ユニットの投光レン
ズの焦点角度と投光ファイバの入射端の開口角との関係
を説明するための図である。
ズの焦点角度と投光ファイバの入射端の開口角との関係
を説明するための図である。
【図4】(a)は本発明の第2の実施形態による光セン
サの絞り部材と一体的に構成されたレンズユニットの受
光レンズの構成を示す断面図、(b)はナイフエッジと
一体的に構成されたレンズユニットの受光レンズの構成
を示す断面図である。
サの絞り部材と一体的に構成されたレンズユニットの受
光レンズの構成を示す断面図、(b)はナイフエッジと
一体的に構成されたレンズユニットの受光レンズの構成
を示す断面図である。
【図5】本発明の第3の実施形態による光センサのレン
ズユニットの受光レンズ近傍の構成を示す断面図であ
る。
ズユニットの受光レンズ近傍の構成を示す断面図であ
る。
【図6】(a)は本発明の第4の実施形態による光セン
サにおいて、センサ本体ユニットにレンズユニットを装
着された場合の断面図、(b)は交換自在なファイバユ
ニットの断面図である。
サにおいて、センサ本体ユニットにレンズユニットを装
着された場合の断面図、(b)は交換自在なファイバユ
ニットの断面図である。
【図7】本発明の第4の実施形態による光センサの検出
方法を説明するための図であり、(a)は検出物体が検
出領域に無い場合、(b)は検出物体が有る場合の様子
を示す図である。
方法を説明するための図であり、(a)は検出物体が検
出領域に無い場合、(b)は検出物体が有る場合の様子
を示す図である。
【図8】(a)は本発明の第4の実施形態による受光レ
ンズと開口との関係を説明するための構成図、(b)は
受光素子の受光量を示す図である。
ンズと開口との関係を説明するための構成図、(b)は
受光素子の受光量を示す図である。
【図9】(a)は本発明の第5の実施形態による色差判
別を行う光センサにおいて、センサ本体ユニットにレン
ズユニットを装着した場合の構成図、(b)は交換自在
なファイバユニットの構成図である。
別を行う光センサにおいて、センサ本体ユニットにレン
ズユニットを装着した場合の構成図、(b)は交換自在
なファイバユニットの構成図である。
【図10】(a)は本発明の第6の実施形態によるマー
ク検出を行う光センサにおいて、センサ本体ユニットに
レンズユニットを装着した場合の構成図、(b)は交換
自在なファイバユニットの構成図である。
ク検出を行う光センサにおいて、センサ本体ユニットに
レンズユニットを装着した場合の構成図、(b)は交換
自在なファイバユニットの構成図である。
【図11】(a)は本発明の第7の実施形態による光沢
検出を行う光センサにおいて、センサ本体ユニットにレ
ンズユニットを装着した場合の構成図、(b)は交換自
在なファイバユニットの構成図である。
検出を行う光センサにおいて、センサ本体ユニットにレ
ンズユニットを装着した場合の構成図、(b)は交換自
在なファイバユニットの構成図である。
【図12】従来のレンズ式センサの構成を示す構成図で
ある。
ある。
【図13】従来のファイバ式センサの構成を示す構成図
である。
である。
1 光センサ 3 センサ本体ユニット 3a 着脱面 4 レンズユニット 5 ファイバユニット 6a,6b,6c LED(光源) 8 集光レンズ(レンズ) 9 受光素子(受光部) 10 絞り部材 10a 開口 11 投光レンズ 12 検出物体 13 投光レンズ 14 投光ファイバ 15 受光ファイバ 16 投光レンズ 17 受光レンズ 20 ナイフエッジ(遮光部材) 21 絞り部材 21a 開口 30 光センサ 36 投光素子(光源) 37 投光レンズ 38 受光素子(受光部) 39 受光レンズ 39a 開口 39b 絞り部材 42 投光ファイバ 43 受光ファイバ 50 光センサ 51 ランプ(光源) 60 光センサ 64 計測用PD(受光部) 70 光センサ 73 PD(受光部) 74 PD(受光部)
Claims (7)
- 【請求項1】 光を投光する光源と、該光源による投光
の検出物体での反射光又は透過光を受光する受光部と、
該受光部による受光信号に基づいて検出物体の有無又は
表面状態を検出する光センサにおいて、 前記光源と前記受光部と該光源からの光を集光させるレ
ンズとを有するセンサ本体ユニットに、 前記センサ本体ユニットのレンズを通して投光された光
を検出物体に向けて照射する投光レンズと、検出物体で
の反射光又は透過光を前記センサ本体ユニットの受光部
に集光させる受光レンズとを有するレンズユニット、又
は前記センサ本体ユニットのレンズを通して投光された
光を導光しその出射端より投光レンズを介して検出物体
に向けて照射する投光ファイバと、検出物体での反射光
又は透過光を受光する受光レンズと、該受光レンズから
の光を前記受光部まで導光する受光ファイバとを有する
ファイバユニットのいずれかのユニットを取り付ける着
脱面を設けたことを特徴とする光センサ。 - 【請求項2】 光を投光する光源と、該光源による投光
の検出物体での反射光又は透過光を受光する受光部と、
該光源からの光を集光させるレンズとを有し、受光部に
よる受光信号に基づいて検出物体の有無又は表面状態を
検出する処理部を持つセンサ本体ユニットに取り付け可
能なレンズユニットであって、 前記センサ本体ユニットのレンズを通して投光された光
を検出物体に向けて照射する投光レンズと、検出物体で
の反射光又は透過光を前記センサ本体ユニットの受光部
に集光させる受光レンズとを有することを特徴とするレ
ンズユニット。 - 【請求項3】 光を投光する光源と、該光源による投光
の検出物体での反射光又は透過光を受光する受光部と、
該光源からの光を集光させるレンズとを有し、受光部に
よる受光信号に基づいて検出物体の有無又は表面状態を
検出する処理部を持つセンサ本体ユニットに取り付け可
能なファイバユニットであって、 前記センサ本体ユニットのレンズを通して投光された光
を導光しその出射端より投光レンズを介して検出物体に
向けて照射する投光ファイバと、検出物体での反射光又
は透過光を受光する受光レンズと、該受光レンズからの
光を前記受光部まで導光する受光ファイバとを有するこ
とを特徴とするファイバユニット。 - 【請求項4】 前記投光レンズと前記センサ本体ユニッ
トのレンズとの間の光軸上に、開口を有する絞り部材を
備えていることを特徴とする請求項2に記載のレンズユ
ニット。 - 【請求項5】 前記受光レンズと前記センサ本体ユニッ
トの受光部との間に、開口を有する絞り部材又は遮光部
材を備えていることを特徴とする請求項2又は請求項4
に記載のレンズユニット。 - 【請求項6】 前記絞り部材又は前記遮光部材は、前記
レンズユニットの投光レンズ又は/及び受光レンズと一
体成形されていることを特徴とする請求項2,4,5の
いずれかに記載のレンズユニット。 - 【請求項7】 前記レンズユニットの絞り部材又は遮光
部材は、前記レンズユニットの前記センサ本体ユニット
に対する着脱時の位置合わせ部材となることを特徴とす
る請求項2,4,5,6のいずれかに記載のレンズユニ
ット。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30124596A JP3451525B2 (ja) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | 光センサとレンズユニット及びファイバユニット |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30124596A JP3451525B2 (ja) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | 光センサとレンズユニット及びファイバユニット |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH10122966A true JPH10122966A (ja) | 1998-05-15 |
JP3451525B2 JP3451525B2 (ja) | 2003-09-29 |
Family
ID=17894527
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30124596A Expired - Fee Related JP3451525B2 (ja) | 1996-10-24 | 1996-10-24 | 光センサとレンズユニット及びファイバユニット |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3451525B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008151577A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Omron Corp | 光電センサ |
JP2018066730A (ja) * | 2016-10-19 | 2018-04-26 | オムロン株式会社 | 透過型光電センサ及び目標検出システム |
WO2019022157A1 (ja) * | 2017-07-27 | 2019-01-31 | グローリー株式会社 | 媒体通過検知装置及び一対の媒体通過検知装置 |
-
1996
- 1996-10-24 JP JP30124596A patent/JP3451525B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008151577A (ja) * | 2006-12-15 | 2008-07-03 | Omron Corp | 光電センサ |
JP2018066730A (ja) * | 2016-10-19 | 2018-04-26 | オムロン株式会社 | 透過型光電センサ及び目標検出システム |
WO2019022157A1 (ja) * | 2017-07-27 | 2019-01-31 | グローリー株式会社 | 媒体通過検知装置及び一対の媒体通過検知装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3451525B2 (ja) | 2003-09-29 |
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