JPS61138919A - 光軸調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の要約 光線の入射位置に応じて偏向角の異なる偏向部材が光学
系の光軸上に光軸と直交する方向に移動可能に設けられ
ていることを特徴とする光軸調整装置。

この発明は次の目次にしたがって、以下詳細に説明され
る。

（１）発明の背堕 （１１）技術分野 （１，２１従来技術 （２）発明の概要 （２１）発明の目的 （２，２）発明の構成と効果 （３）実施例の説明 （３，１）プリズムの効果 （３，２）光電スイッチの構成 （３，３）　２つのプリズムの作用 （３４）変形例 （１）発明の背景 （ｉ、　Ｂ技術分野 この発明は光軸調整装置に関し、たとえば光電スイッチ
の光軸調整に好適な装置に関する。

（１，２）従来技術 光電スイッチ、とくに透過形光電スイッヂは別体の投光
器と受光器とから構成され、これらの役、受光器が離れ
て設置されるために、設置時に役、受光器の光軸を一致
させる必要がある。

一般に、役、受光器の指向角が大きければ光軸合わけは
比較的容易であるが、役、受光器の指向角が小さいとそ
れらの光軸合わせは難しい。

一方、投光器の指向角を小さくすることは次のような利
点がある。それは、指向角を小さくすれば、投光器から
出射される光の強度の減衰が少なく、投光器から遠く離
れた地点にも充分な強度の光が届く。このために、受光
器として小形のものを用いることができるということで
ある。

透過形光型スイッチに限らず、投光、受光の両機能を１
つのケース内にもつ反射形光型スイッチにおいても、被
検出対象が小さい場合にはその光軸合わせが困難なこと
がある。

第４図は従来の光電スイッチにおける光＠調整の様子を
示すものである。

横断面り字形の支持部材（３２）があり、これは互いに
垂直な２つの支持片（３２ａＨ３２ｂ）からなる。

支持片（３２ａ）（３２ｂ）にはそれぞれ弧状の長穴（
３５）（３８）があけられている。支持部材（３２）は
、２のねじ（３６）（３７１により取付部（図示路）に
固定される。光電スイッチのケース（３１）は、２つの
ねじ（３３）（３４）により支持部材（３２）の支持片
（３２ａ）に固定される。ねじ（３４）（３７）は長穴
（３５１（３８１をそれぞれ通っている。光電スイッチ
のケース（３１）は、具体的には投光器、受光器または
役、受光両機能をもつ反射形光型スイッチである。

光軸調整は次の手順で行なわれる。

光電スイッチのケース（３１）を支持部材（３２）に取
付けかつ支持部材（３２）を取付部に取付ける。

このとき、ねじ（３３）（３４Ｎ３６）（３７）をゆる
く締めておく。

この状態で、光電スイッチ（３１）をねじ（３３）を中
心として上下方向に回動させ、また支持部材（３２）を
ねじ（３６）を中心にして左右方向に回動させることに
より光軸調整を行なう。

投、受光器等（ケース（３１）　）の光軸が一致するこ
とにより光軸調整が終了すると、光軸がずれないように
ケース（３１）を手等で保持してぬじ（３３）（３４）
（３６）（３７）を強く締めっける。

光軸調整終了後ねじ（３３）（３４Ｎ３６）（３７）を
強く締めつけるときに支持部材（３２）、ケース（３１
）が若干動くことは避けられず、若干の光軸のずれを生
じる。従来のこの先軸調整によると、調整可能な指向角
の下限は１°程度といわれている。

（２）発明の概要 （２，１）発明の目的 この発明は、指向角が小さい場合であっても容易に光軸
調整を行なうことのできる装置を提供するものである。

（２，２）発明の構成と効果 この発明による光軸調整装置は、光線の入射位置に応じ
て偏向角の異なる偏向部材が光学系の光軸上に光軸と直
交する方向に移動可能に設けられていることを特徴とす
る。偏向部材は公知の支持手段によって移動自在に保持
することができる。

上記の偏向部材を移動さけることにより全方位にわたる
光軸調整が可能となる。偏向部材を移動させるだけで微
小な光軸調整が可能であり、その操作が容易で構造も簡
単である。調整された位置に偏向部材をねじによって固
定することがたとえ必要であったとしても、偏向部材は
上述のケース（３１）や支持部材（３２）に比べてはる
かに軽量であるから、ねじの締付は力も小さくて足り、
ねじの締付けによって光軸ずれはほとんど生じない。

（３）実施例の説明 （３，１）プリズムの効果 第１図はプリズムの断面を示している。プリズム（１１
）は屈折率がｎの材料でつくられ、その頂角（入射面（
１２）と出射面（１３）とのなす角）をαとする。入射
光線３ｉｎがプリズム（１１）の入射面（１２）に入射
し、その出射面（１３）から出射光線Ｂｏｕｔとして出
射する。

入射光線１３ｉｎがプリズム（１１）の入射面（１２）
に立てた法線となす角をθ７、入射面（１２）で屈折し
たのちにこの法線となす角をθ２とすると、スネルの法
則により次式が成り立つ。

ｓｉｎθ、　／ｓｉｎθ２＝ｎ　　　　　＝（１）同様
に、出射光線３ｏｕｔがプリズム（１１）の出射面に立
てた法線となす角をθ４、出射面（１３）から出射され
る前にこの法線となす角をθ３とすると第（２）式が成
立する。

ｓｉｎθ４／ＳｉＯθ３＝ｎ　　　　　　・　（２）第
１図の幾何学的形状により、次の関係が成立することは
容易に理解できよう。

θ２＋θ、＝α　　　　　　　　　・・・（３）入射光
線３ｉｎと出射光線３０ｕｔがなす角βは、第１図の幾
何学的形状より、次式で表わされる。

β＝（θ、−〇２）＋（θ４−０３）・・・（４）簡単
のために角θ１、θ２、θ３およびθ４は十分小さくて
θ１−ｓｉｎθｉ　　（ｉ＝１〜４）と近似できるもの
とする。このような近似を用いても以下の説明に支障は
ない。

第（１）式および第（２）式はそれぞれ次のように近似
される。

θ、／θ２＝ｎ　　　　　　　　　　・・・（５）θ４
／θ３＝ｎ　　　　　　　　　　・・・（６）第（３）
〜第（６）式より、θ４、θ２、θ３Ｊ′−３よびθ４
を消去り゛ると次式が１！Ｉられる。

β＝α（ｎ−１＞　　　　　　　　　・・・（７）（３
，２）光電スイッチの構成 第２図は光電スイッチの構成の概要を示している。投光
器を例にとって説明する。投光器のケース（２１）内に
は、投光素子（２２）が設けられ、この投光素子（２２
）の前方に投射光をコリメートまたは集光するためのレ
ンズ系（光学系）　（２３）が設けられている。このレ
ンズ系（２３）の光軸がＡＸで示されている。レンズ系
（２３）の前方にはざらに２つのプリズム（１）（２＞
が配置されている。これらのプリズムの構成が第３図に
示されている。一方のプリズム（１）はその稜（１ａ）
が水平になるように、他方のプリズム（２）はその稜（
２ａ）が垂直になるようにそれぞれ配置されている。ま
た、これらのプリズム（１）（２）はその頂角αが稜方
向に連続的に変化している。プリズム（１）と（２）は
、その稜方向に相互に独立して移動自在にケース（２１
）に支持されている。プリズム（１）（２）を移動自在
に支持する機構としては光学技術の分野で公知の道具を
用いることができる。

光電スイッチの受光器も全く同じように構成することが
できる。受光器の場合には、（２２）が受光素子になり
、（２３）が集光のためのレンズ系となろう。２つのプ
リズムももちろん移動自在に設けられる。

投光、受光両機能を１ケース内にもつ反射形充電スイッ
チの投光部、受光部もそれぞれ同じように構成できる。

いずれにしても、投光器（部）または受光器（部）の少
なくともいずれか一方の光学系に上述のプリズム（１）
（２＞を設ければよい。

（３，３）　２つのプリズムの作用 説明の便宜のために、光電スイッチの投光器に２つのプ
リズム（１）（２）が設置ノられている場合について説
明する。

投光素子（２２）から出射しレンズ系（２３）でコリメ
ートされた光線は、プリズム（１）によってその先軸が
上下方向に偏向される。この偏向角βは第（７）式によ
って与えられる。プリズム（１）をその稜方向に動かす
ことにより光線が通過する部分の頂角αが変化するから
偏向角βもまた変化する。したがって、プリズム（１）
の位置によって任意の偏向角を得ることができる。

同様に、光線の光軸はもう１つのプリズム（２）によっ
て横方向に偏向され、その偏向色はプリズム（２）の移
動によって変化する。

プリズム（１）による光の偏向はプリズム（２）による
偏向に何の影響ら与えることはなく、この逆もまた真で
ある。そして、プリズム（１）と（２）は相互に独立に
移動自在であるから、出（ト）光線の光軸を任意の方向
に任意の角度だけ調整することが可能となる。

したがって、プリズム（１）（２）を単に移動させると
いう操作のみで光軸調整が可能である。この実施例では
、２つのプリズム（１）（２）は互いに直角方向に移動
可能であるから取扱いが容易である。光軸の指向角の調
整量はプリズム（１）（２＞のＩ負角αによって定まる
ので（第（７）式）、この頂角αを小さく設定してＪ５
けば微調整が可能である。

（３４）変形例 上記実施例では２枚のプリズムが用いられているが、粗
調および微調用に４枚のプリズムを用いることも可能で
ある。また、回転方向に頂角が変化するようなプリズム
を用いれば、プリズムの回転量に応じた光軸調整が可能
で、調整装置の構造が簡素となる。偏向部材としてレン
ズの球面の一部を用いれば複数枚のプリズムを用いなく
とも光軸調整が可能となる。この場合、このレンズは集
光、コリメート用等のレンズを兼ねることができる。

以上のようにして、この発明によれば光線人（ト）位置
に応じて偏向角の異なる偏向部材を移動可能に設けると
いう簡易な構造で微小な指向角の調整が容易に可能とな
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はプリズムの作用を説明するための図、第２図は
光電スイッチの一例を示す構成図、第３図はプリズムの
構成を示す斜視図、第４図は従来の光軸調整の様子を示
づ一斜視図である。 （１）（２）（１１）・・・プリズム、（△Ｘ）・・・
光軸。 以　　上 第１図 第２図　　　　　　　第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）光線の入射位置に応じて偏向角の異なる偏向部材
   が光学系の光軸上に光軸と直交する方向に移動可能に設
   けられている、光軸調整装置。
2. （２）少なくとも２つの偏向部材が互いに独立に異なる
   方向に移動可能に設けられている、特許請求の範囲第（
   １）項に記載の光軸調整装置。