JPH1062159A - 光学センサの受光レンズ位置調整方法 - Google Patents

光学センサの受光レンズ位置調整方法

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JPH1062159A
JPH1062159A JP21463496A JP21463496A JPH1062159A JP H1062159 A JPH1062159 A JP H1062159A JP 21463496 A JP21463496 A JP 21463496A JP 21463496 A JP21463496 A JP 21463496A JP H1062159 A JPH1062159 A JP H1062159A
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JP
Japan
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light
receiving lens
light receiving
moved
optical sensor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP21463496A
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English (en)
Inventor
Hiroyuki Murakami
浩之 村上
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】短時間で受光レンズの位置調整を行うことがで
きる光学センサの受光レンズ位置調整方法を提供する。 【解決手段】受光レンズ6は、反射板7の反射光を受光
素子5に集光させる。受光素子5は反射光の集光位置か
ら反射板7の位置を検出し、この光学センサは反射板7
と基準距離Aとの遠近に応じてオン/オフ信号を出力す
る。受光レンズ6の位置を調整する場合、まず、反射板
7を基準距離Aよりも遠い距離Bの位置に移動させた状
態で、センサ出力がオンからオフに切り替わるまで、調
整手段は受光レンズ6を初期送り位置P0 から15αμ
mずつ移動させる。センサ出力がオフになると、反射板
7を基準距離Aに移動させた状態で、再び、センサ出力
がオンからオフになるまで、調整手段は受光レンズ6を
αμmずつ移動させて、受光レンズ6を所定位置P2
で移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、測定物体の位置を
検出するための三角測距方式の光学センサの受光レンズ
位置調整方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、投光素子から測定物体に光を
照射し、測定物体の反射光を受光レンズを用いて受光素
子上に集光して、その集光位置から測定物体の位置を検
出する三角測距方式の光学センサがあり、以下のような
方法で受光レンズの位置を調整していた。
【0003】光学センサは、図3及び図4に示すよう
に、投光素子3と、投光素子3の照射光を測定物体に投
光させる投光レンズ4と、測定物体からの反射光の集光
位置から測定物体の位置を検出するPSD素子からなる
受光素子5と、測定物体からの反射光を受光素子5に集
光させる受光レンズ6と、投光素子3及び受光素子5が
実装されたプリント基板2と、プリント基板2上に被着
されるボディ1とを備えており、測定物体が所定の基準
距離よりも近くにある場合、オン信号を出力し、測定物
体が基準距離よりも遠くにある場合、オフ信号を出力し
ている。
【0004】ここで、投光レンズ4はボディ1の取付面
1aに配設されており、投光レンズ4を取付面1aの奥
まで押し込むことによって、投光レンズ4は位置決めさ
れる。一方、受光レンズ6はボディ1の取付面1bに配
設され、突起リブ6aにて取付面1bに圧入されてい
る。ところで、受光素子5の両端電極に流れる電流
1 ,I2 は、受光素子5上の反射光の集光位置によっ
て異なっている。受光レンズ6が所定位置P3 にあり、
測定物体たる反射板7が投光レンズ4から基準距離Aの
位置にある場合、反射光の集光位置は受光素子5の略中
央となり、電流I1 ,I2 は略等しくなる。一方、反射
板7が基準距離Aよりも近くに移動すると、反射光の集
光位置が受光素子5の図中I1 側となり、電流I1 が大
きくなる。また、反射板7が基準距離Aよりも遠くに移
動すると、反射光の集光位置が受光素子5の図中I2
となり、電流I2 が大きくなる。ここで、電流I1 が電
流I2 よりも大きくなると(I1 >I2 )、光学センサ
のセンサ出力はオンとなるので、反射板7が基準距離A
よりも近くにあると、センサ出力はオンとなり、基準距
離Aよりも遠くにあるとセンサ出力はオフになる。
【0005】したがって、反射板7が投光レンズ4から
基準距離Aの位置にある時に、反射板7の反射光が受光
素子5の略中央に集光して、電流I1 ,I2 が略等しく
なるように受光レンズ6の位置を調整すれば、反射板7
が基準距離Aの位置を前後に移動すると、センサ出力の
オン/オフが切り換わる。ここで、受光レンズ6の位置
を、例えば調整手段(図示せず)を用いて調整する方法
について、図4及び図5を用いて説明する。
【0006】まず、調整手段が、反射板7を基準距離A
の位置に置いて、受光レンズ6を初期送り位置P0 に置
く(ステップ31)。次に、調整手段は、外部スタート
信号及び電源を光学センサに印加し(ステップ32)、
センサ出力を得て、センサ出力がオンかオフかを判定す
る(ステップ33)。
【0007】ここで、受光レンズ6を初期送り位置P0
に置いた場合、反射板7の反射光は受光素子5の図中I
1 側に集光されるので、電流I1 が電流I2 よりも大き
くなり、センサ出力はオンとなっている。センサ出力が
オンの場合、調整手段は、調整ピン8を用いて、受光レ
ンズ6を図中D方向にαμm(例えば、1μm程度)ず
つ移動させた後(ステップ34)、再度、外部スタート
信号及び電源を印加し(ステップ32)、センサ出力を
得て、センサ出力がオンか、オフかを判定する(ステッ
プ33)。
【0008】この処理を繰り返した後、受光レンズ6が
所定位置P3 まで移動すると、反射光の集光位置が受光
素子5の略中央となって、センサ出力がオフになり、調
整手段は調整ピン8を開放して(ステップ35)、受光
レンズ6の位置調整を終了する。このように、受光レン
ズ6が所定位置P3 まで移動すると、センサ出力がオン
からオフに切り換わるので、反射板7の反射光が受光素
子5の略中央に集光するように、受光レンズ6の位置を
調整することができた。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】上述した光学センサで
は、プリント基板2に実装された投光素子3と受光素子
5の取り付け精度や、ボディ1とプリント基板2との位
置決め精度や、投光レンズ4のボディ1への位置決め精
度によって、受光レンズ6の位置ずれが数mmにもな
る。したがって、上述の受光レンズ位置調整方法では、
受光レンズ6をαμmずつ押し込んで、受光レンズ6の
位置を調整しているので、受光レンズ6の位置調整に数
分間かかるという問題点があった。
【0010】本発明は上記問題点に鑑みて為されたもの
であり、短時間で受光レンズの位置調整が行える光学セ
ンサの受光レンズ位置調整方法を提供することを目的と
するものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明では、上記目的を
達成するために、測定物体に光を照射する投光素子と、
測定物体によって反射された投光素子の照射光を受光素
子上に集光させる受光レンズとを備え、受光素子上の集
光位置から測定物体の位置を検出して、測定物体と基準
距離との遠近に応じてオン/オフ信号を出力する光学セ
ンサの受光レンズの位置を調整する際に、先ず測定物体
を基準距離よりも遠い位置に移動させた状態で、受光レ
ンズを初期送り位置から一定距離ずつ移動させて、セン
サ出力のオン/オフが切り替わる近似位置まで粗調整し
た後に、測定物体を基準距離に移動させた状態で、粗調
整時よりも短い一定距離ずつ受光レンズを近似位置から
移動させて、センサ出力のオン/オフが切り替わる所定
位置まで微調整しているので、粗調整を行う際に、微調
整時の数〜数十倍の速さで受光レンズを移動させて、受
光レンズの位置調整を行うことができる。
【0012】
【発明の実施の形態】本実施形態の光学センサの受光レ
ンズ位置調整方法を図1及び図2を用いて説明する。こ
の光学センサは、従来技術で説明した光学センサと同様
に、測定物体が所定の基準距離よりも近くにある場合、
オン信号を出力し、測定物体が基準距離よりも遠くにあ
る場合、オフ信号を出力している。尚、従来技術で説明
した同一の要素には、図4と同一の符号を付し、その説
明を省略する。
【0013】例えば、調整手段(図示せず)が反射板7
を基準距離Aよりも遠い距離Bの位置にロボット又はシ
リンダーで移動させる(ステップ11)。調整手段は調
整ピン8を用いて、受光レンズ6を初期送り位置P0
移動させる(ステップ12)。ここで、受光レンズ6の
一回当たりの送り量を15αμmとすると、距離Bは次
式で表される。
【0014】B=A+(X×15)/α+B0 尚、αは微調整時の受光レンズ6の送り量、Xは受光レ
ンズ6をαμmずつ移動させた時の、反射板7の基準距
離Aからの変位量を示し、余裕値B0 は受光レンズ6の
位置調整の繰り返しによる基準距離Aのばらつきの最大
値を示している。
【0015】次に、調整手段は外部スタート信号及び電
源を光学センサに印加し(ステップ13)、光学センサ
のセンサ出力を得て、センサ出力がオンか、オフかを判
定する(ステップ14)。ここで、受光レンズ6が初期
送り位置P0 にあり、反射板7が距離Bの位置にある場
合、反射板7の反射光はPSD素子からなる受光素子5
の図中I1 側に集光されるので、電流I1 が電流I2
りも大きくなり、センサ出力はオンとなっている。
【0016】光学センサのセンサ出力がオンの場合、調
整手段は調整ピン8を用いて受光レンズ6の位置を図中
D方向に例えば15αμmずつ移動させて(ステップ1
5)、再度、外部スタート信号及び電源を光学センサに
印加し(ステップ13)、センサ出力を得て、センサ出
力がオンか、オフかを判定する(ステップ14)。とこ
ろで、受光レンズ6の送り量15αμmは、微調整時の
送り量αμm(例えば、約1μm)に対して、約15倍
に設定されているので、受光レンズ6を短時間で近似位
置P1 まで移動させることができる。
【0017】そして、調整手段が受光レンズ6を近似位
置P1 まで移動させると、反射光の集光位置が受光素子
5の略中央となって、光学センサのセンサ出力がオフに
なり、距離Bの位置での粗調整が完了し、調整手段は調
整ピン8を一旦停止させる(ステップ16)。次に、調
整手段は反射板7を基準距離Aの位置に移動させて(ス
テップ17)、受光レンズ6の位置を微調整する。反射
板7を距離Bから基準距離Aの位置に移動させると、受
光レンズ6によって集光される反射光の集光位置が、受
光素子5の図中I1 側に移動するので、電流I1 が電流
2 よりも大きくなり、光学センサのセンサ出力は再び
オンになる。
【0018】調整手段は、外部スタート信号及び電源を
光学センサに印加し(ステップ18)、センサ出力を得
て、センサ出力がオンか、オフかを判定する(ステップ
19)。センサ出力がオンの場合、調整手段は受光レン
ズ6を図中D方向にαμmずつ移動させ(ステップ2
0)、再度、外部スタート信号及び電源を光学センサに
印加し(ステップ18)、センサ出力を得て、センサ出
力がオンか、オフかを判定する(ステップ19)。
【0019】そして、調整手段が受光レンズ6を所定位
置P2 まで移動させると、反射光の集光位置が受光素子
5の略中央となって、光学センサのセンサ出力がオフに
なり、調整手段は調整ピン8を開放して(ステップ2
1)、受光レンズ6の微調整を終了する。このように、
粗調整時(ステップ11〜16)、調整手段は受光レン
ズ6を15αμmずつ移動させ、微調整時(ステップ1
7〜21)、受光レンズ6をαμmずつ移動させている
ので、粗調整時は微調整時に比べて約15倍の速さで受
光レンズ6を移動させている。従って、受光レンズ6を
αμmずつ移動させた場合に比べて、短時間で受光レン
ズ6の位置を近似位置P1 まで粗調整でき、数秒程度で
受光レンズ6の位置調整を行うことができる。また、微
調整時は、受光レンズ6をαμmずつ移動させているの
で、粗調整時に比べて、受光レンズ6の位置を精度良く
調整することができる。
【0020】尚、本実施形態では、粗調整時に微調整時
の約15倍の速さで受光レンズ6を移動させているが、
受光レンズ6の速度を15倍に限定する趣旨のものでは
なく、15倍以外の速度で受光レンズ6を移動させても
よい。さらに、受光レンズ6の速度を粗調整時と微調整
時の2段階に切り換えて調整しているが、受光レンズ6
の速度を2段階に限定する趣旨のものではなく、速度を
3段階以上切り換えて位置調整を行ってもよい。
【0021】尚、光学センサの構成は、図3及び図4に
示す従来の光学センサの構成と同様であるので、その説
明は省略する。
【0022】
【発明の効果】本発明は、上述のように、測定物体に光
を照射する投光素子と、測定物体によって反射された投
光素子の照射光を受光素子上に集光させる受光レンズと
を備え、受光素子上の集光位置から測定物体の位置を検
出して、測定物体と基準距離との遠近に応じてオン/オ
フ信号を出力する光学センサの受光レンズの位置を調整
する際に、先ず測定物体を基準距離よりも遠い位置に移
動させた状態で、受光レンズを初期送り位置から一定距
離ずつ移動させて、センサ出力のオン/オフが切り替わ
る近似位置まで粗調整した後に、測定物体を基準距離に
移動させた状態で、粗調整時よりも短い一定距離ずつ受
光レンズを近似位置から移動させて、センサ出力のオン
/オフが切り替わる所定位置まで微調整しており、粗調
整を行う際に、微調整時の数〜数十倍の速さで受光レン
ズを移動させて、受光レンズの位置調整を行うことがで
きるので、短時間で受光レンズの位置調整が行えるとい
う効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施形態の光学センサの受光レンズ位置調整
方法を示す概念図である。
【図2】同上のフローチャートである。
【図3】従来の光学センサを示す分解斜視図である。
【図4】同上の受光レンズ位置調整方法を示す概念図で
ある。
【図5】同上のフローチャートである。
【符号の説明】
5 受光素子 6 受光レンズ 7 反射板 A 基準距離 B 距離 P0 初期送り位置 P2 所定位置

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】測定物体に光を照射する投光素子と、前記
    測定物体によって反射された前記投光素子の照射光を受
    光素子上に集光させる受光レンズとを備え、前記受光素
    子上の集光位置から前記測定物体の位置を検出して、前
    記測定物体と基準距離との遠近に応じてオン/オフ信号
    を出力する光学センサの前記受光レンズの位置を調整す
    る際に、先ず前記測定物体を前記基準距離よりも遠い位
    置に移動させた状態で、前記受光レンズを初期送り位置
    から一定距離ずつ移動させて、センサ出力のオン/オフ
    が切り替わる近似位置まで粗調整した後に、前記測定物
    体を前記基準距離に移動させた状態で、粗調整時よりも
    短い一定距離ずつ前記受光レンズを前記近似位置から移
    動させて、センサ出力のオン/オフが切り替わる所定位
    置まで微調整することを特徴とする光学センサの受光レ
    ンズ位置調整方法。
JP21463496A 1996-08-14 1996-08-14 光学センサの受光レンズ位置調整方法 Withdrawn JPH1062159A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10302542A1 (de) * 2003-01-23 2004-07-29 Conti Temic Microelectronic Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur optomechanischen Entfernungsmessung
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WO2017212648A1 (ja) * 2016-06-10 2017-12-14 富士通フロンテック株式会社 撮像装置

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Effective date: 20031104