(57)【要約】【課題】投光面での光量の減少を抑え、光の強度を高め、また、投光面に対する傷、埃等が付くことにより光量が減少した場合に容易にこの投光面を交換する。【解決手段】光を投光する投光部と、光を受光する受光部と、投光部または、投光部及び受光部を収納する筐体５と、投光部により投光された光を集光して検出領域に投光するレンズ７を有し、筐体に取り付けられるアタッチメント６とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を投光する投光部と、
光を受光する受光部と、
前記投光部または、前記投光部及び前記受光部を収納する筐体と、
前記投光部により投光された光を集光して検出領域に投光するレンズと、
前記レンズを保持した状態で前記筐体に取り付けられるアタッチメントと
を備える光電センサ。
【請求項２】
光を投光する投光部と、
光を受光する受光部と、
前記投光部または、前記投光部及び前記受光部を収納する筐体と、
前記筐体に取り付けられるアタッチメントとを備え、
前記アタッチメントには透明部材が取り付けられた孔と、前記孔の背面側に、前記投光部により投光された光を集光して前記孔を介して検出領域に投光する集光壁部とが設けられた
ことを特徴とする光電センサ。
【請求項３】
投光部は、光を発光する発光素子である
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の光電センサ。
【請求項４】
投光部は、発光素子により発光された光を導光する光ファイバの出射端部である
ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の光電センサ。
【請求項５】
前記アタッチメントは、前記筐体に着脱可能に取り付けられる
ことを特徴とする請求項１から請求項４のうちいずれか１項記載の光電センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は光電センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、電子部品などの微細化に伴い、細径の光ファイバを使用した光電センサが増えている。この光電センサでは、光ファイバと、この光ファイバの端部に取り付けられたスリーブにより構成されたファイバユニットを用い、このファイバユニットの光ファイバ端部を、発光素子が設けられたアンプユニットの接続口に接続して構成している（特許文献１参照）。
【０００３】
この光電センサでは、まず、アンプユニットの発光素子により発光された光をファイバユニットの投光ヘッド部であるスリーブに送り、投光ヘッド部のうち検出対象物体が通過する領域（検出領域）に対向する面（投光面）から、検出領域に投光する。次いで、この検出領域を介して投光された光を受光側のファイバユニットを介してアンプユニットに設けられた受光素子で受光する。ここで、検出対象である微細部品が検出領域を通過する際に検出領域に投光された光を遮った場合、受光素子での受光量が減少し、この微細部品が検出領域内に存在していることを判定することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−５２１９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示される光電センサでは、アンプユニットの発光素子とファイバユニットの光ファイバとの結合効率が悪いため、発光素子により発光された光のかなりの部分をロスしてしまい、投光面から投光された光の光量が減少してしまうという課題がある。また、光ファイバにより導光された光を投光面でそのまま投光しているため、光の強度が弱いという課題がある。
【０００６】
また、光電センサを使用していると、投光面に物体が接触して傷付き、あるいは、埃等が付着することにより、投光される光の光量が減少してしまう。この場合、ファイバユニット全体を交換する必要があり、手間がかかるという課題がある。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、投光面での光量の減少を抑え、光の強度を高め、また、投光面に対する傷、埃等が付くことにより光量が減少した場合に容易にこの投光面を交換することができる光電センサを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る光電センサは、光を投光する投光部と、光を受光する受光部と、投光部または、投光部及び受光部を収納する筐体と、投光部により投光された光を集光して検出領域に投光するレンズを有し、筐体に取り付けられるアタッチメントとを備えるものである。
【発明の効果】
【０００９】
この発明によれば、上記のとおり、投光部または、投光部及び受光部を収納する筐体と、投光部により投光された光を集光して検出領域に投光するレンズを有するアタッチメントとを備える構成としたので、投光面での光量の減少を抑え、光の強度を高め、また、投光面に対する傷、埃等が付くことにより光量が減少した場合に容易にこの投光面を交換することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】この発明の実施の形態１に係る光電センサの構成を示す図である。
【図２】この発明の実施の形態１における投光ヘッド部の構成を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態２における投光ヘッド部の構成を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態２における投光ヘッド部の別の構成を示す図である。
【図５】この発明の実施の形態３における投光ヘッド部の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る光電センサの構成を示す図である。
光電センサは、図１に示すように、投光ヘッド部１、受光ヘッド部２及びアンプユニット３により構成される。
【００１２】
投光ヘッド部１は、物体（微細部品）が搬送される搬送路上に設けた検出領域に対して光を投光するものであり、搬送路に設けられた孔に挿入されて配置されている。また、この投光ヘッド部１は電線によりアンプユニット３に接続されている。この投光ヘッド部１の詳細については後述する。
【００１３】
受光ヘッド部２は、検出領域を介して投光ヘッド部１から投光された光を受光するものであり、検出領域を介して投光ヘッド部１に対向する位置に配置される。受光ヘッド部２は、フォトダイオード（ＰＤ）等の受光素子を有する受光部を備え、電線によりアンプユニット３に接続されている。この受光ヘッド部２の受光部により受光された光の受光量を示す受光信号はアンプユニット３に送信される。
【００１４】
アンプユニット３は、投光ヘッド部１及び受光ヘッド部２の動作を制御するものであり、検出領域に存在する物体の有無を検出する処理部３ａを有している。この処理部３ａは、受光ヘッド部２により受光された受光量に基づいて、受光量が所定の閾値より少ない場合には、検出領域内に物体が存在すると判定する。
【００１５】
次に、投光ヘッド部１の構成について説明する。図２はこの発明の実施の形態１に係る投光ヘッド部１の構成を示す図である。
投光ヘッド部１は、図２に示すように、発光素子４、筐体５、アタッチメント６及び集光レンズ７により構成される。
【００１６】
発光素子４は、光を投光する投光部として機能するものであり、アンプユニット３による制御に従い光を発光するものである。この発光素子４は、発光ダイオード（ＬＥＤ）やレーザーダイオード（ＬＤ）等により構成される。
【００１７】
筐体５は、発光素子４を収納するものであり、少なくとも一端が開口した空洞部５ａを有した円柱状に形成されている。この空洞部５ａの先端側には、発光素子４を接着・固定するための接着部５ｂが形成されている。また、筐体５の先端側の外周面には、アタッチメント６の後述するねじ部６ｂと螺合するねじ部５ｃが形成されている。
このように構成された筐体５の接着部５ｂに発光素子４が収納されて、接着剤により固定される。
【００１８】
アタッチメント６は、発光素子４が収納された筐体５と接続し、発光素子４により発光された光を検出領域に投光するものであり、筐体５と接続される端が開口するとともに、他端は微小径の孔６ｃを残し閉口した空洞部６ａを有した円柱状に形成されている。この空洞部６ａの背面側には、筐体５のねじ部５ｃと螺合するねじ部６ｂが形成されている。また、空洞部６ａの先端には、投光面である集光レンズ７が取り付けられている。
このように構成されたアタッチメント６は、ねじ部６ｂを筐体５のねじ部５ｃと螺合させることにより、筐体５に着脱可能に取り付けられる。
また、孔６ｃには図示しない光ファイバを埋め込むなどして固定し、当該光ファイバの先端が適切に検出領域に対向するよう配置することが好ましい。
【００１９】
集光レンズ７は、発光素子４により発光された光を集光して検出領域に投光するものであり、投光面として機能するものである。この集光レンズ７は、アタッチメント６の空洞部６ａに、例えば接着剤で固着あるいはアタッチメント６に設けられた溝（図示せず）への嵌め込み等の手段により固定されて取り付けられる。
【００２０】
次に、上記のように構成された光電センサの動作について説明する。
まず、投光ヘッド部１は検出領域に光を投光する。すなわち、アンプユニット３による制御に従い、発光素子４は光を発光して、アタッチメント６の先端に取り付けられた集光レンズ７に直接投光する。次いで、集光レンズ７は、発光素子４により発光された光を集光して検出領域に投光する。
【００２１】
次いで、受光ヘッド部２は、検出領域を介して投光ヘッド部１により投光された光を受光する。この受光ヘッド部２により受光された光の受光量を示す受光信号はアンプユニット３の処理部３ａに送信される。
【００２２】
次いで、処理部３ａは検出領域内の物体の有無を検出する。すなわち、処理部３ａは、受光ヘッド部２により受光された受光量に基づいて、受光量が所定の閾値より少ない場合には、検出領域に物体が存在していると判定する。
【００２３】
ここで、従来アンプユニット３内に配置されていた発光素子４を投光ヘッド部１に配置することで、直接、投光面である集光レンズ７に光を投光することができるため、この集光レンズ７から検出領域に投光される光量の減少を大幅に抑えることができる。
また、投光面として集光レンズ７を用いたので、発光素子４により発光された光を集光して検出領域に投光することができるため、集光効率を向上させることで、光の強度を高めることができる。
更に、アタッチメント６の一端に孔６ｃを設けることにより、集光レンズ７により集光した光を、拡散を最小限に抑えた細径のままアタッチメント６の外部（即ち検出領域）へ向けて投光することができるので、特に検出対象物体が微小であるときに有効な効果が得られるうえ、孔６ｃに光ファイバを固定した場合は更に、光ファイバの可撓性のため、集光レンズ７により集光した光を検出領域の存在する方向に適切に投光することが可能になるとともに、アタッチメント６の外部から内部に埃等が侵入して光学性能を損じることを防止できる。
【００２４】
また、光電センサの使用過程で、集光レンズ７に物体が接触して傷付くことにより、あるいは埃が溜まる等により、この集光レンズ７から投光される光量が低下した場合に、この集光レンズ７が取り付けられたアタッチメント６を筐体５から取り外すことによって容易に交換することができる。
【００２５】
以上のように、この実施の形態１によれば、発光素子４を収納した筐体５に、投光面である集光レンズ７を有するアタッチメント６を取り付けて、発光素子４を投光ヘッド部１内に配置したので、発光素子４により発光された光を直接集光レンズ７に投光して集光させることができるため、集光レンズ７により投光される光量の減少を抑えることができ、集光効率を向上させることで光の強度を高めることができる。
また、筐体５とアタッチメント６とを着脱可能に取り付けたので、投光面である集光レンズ７に物体が接触して傷付くことにより、あるいは埃が溜まる等により、光量が減少した場合にも、容易にこの集光レンズ７を交換することができる。
【００２６】
実施の形態２．
図３はこの発明の実施の形態２に係る投光ヘッド部１の構成を示す図である。
図３に示す実施の形態２に係る投光ヘッド部１は、図２に示す実施の形態１に係る投光ヘッド部１の集光レンズ７の替わりに、アタッチメント６に、光を集光する集光壁部６ｄを設けたものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２７】
アタッチメント６は、発光素子４が収納された筐体５と接続し、発光素子４により発光された光を検出領域に光を投光するものであり、背面側が開口し、先端側に孔６ｃが形成された空洞部６ａを有した円柱状に形成されている。この空洞部６ａの背面側には、筐体５のねじ部５ｃと螺合するねじ部６ｂが形成されている。また、孔６ｃの背面には、発光素子４により発光された光を集光して、孔６ｃを介して検出領域に投光するための集光壁部６ｄが形成されている。この集光壁部６ｄは、所定の角度で略円錐形に加工し、加工面を鏡面仕上げすることにより形成される。なお、孔６ｃには、光ファイバ、ガラス、プラスチック等の光を透過する透明部材が取り付けられ、投光面として機能する。集光レンズ７で集光した光を検出領域に細径に投光することができるので、微細部品の検知において特に有効である。このとき、孔６ｃの内寸法と、微細部品検知の検出領域の大きさとを近しいものとして設計することにより、孔６ｃを通って検出領域へ投光した光を効率よく検知に用いることができる。
このように構成されたアタッチメント６は、ねじ部６ｂを筐体５のねじ部５ｃと螺合させることにより、筐体５に着脱可能に取り付けられる。
【００２８】
なお、集光壁部６ｄの形状は、図３に示すように、略円錐形状に限るものではなく、発光素子４により発光された光を集光して、孔６ｃを介して投光することができるものであればよく、図４に示すような、所定の曲率を有する略球面上に形成してもよい。
【００２９】
以上のように、この実施の形態２によれば、発光素子４により発光された光を集光する集光壁部６ｄが形成されたアタッチメント６を用いて構成することによっても、実施の形態１に係る光電センサと同様の効果を得ることができる。
【００３０】
実施の形態３．
図５はこの発明の実施の形態３に係る投光ヘッド部１の構成を示す図である。
図５に示す実施の形態３に係る投光ヘッド部１は、図２−４に示す実施の形態１，２に係る投光ヘッド部１に設けられた発光素子４をアンプユニット３内に設け、この発光素子４により発光された光を導光する光ファイバ８の出射端部８ａを投光ヘッド部１に収納したものである。その他の構成は同様であり、同一の符号を付してその説明を省略する。
【００３１】
光ファイバ８は、アンプユニット３に設けられた発光素子４からの光を導光して、出射端部８ａから集光レンズ７または集光壁部６ｄに投光するものであり、投光ヘッド部１とアンプユニット３とを接続するものである。この光ファイバ８の出射端部８ａは、光を投光する投光部として機能するものであり、筐体５の接着部５ｂに収納されて、接着剤により固定される。
【００３２】
以上のように、この実施の形態３によれば、アンプユニット３内に発光素子４を設けて、この発光素子４による光を導光する光ファイバ８の出射端部８ａを投光ヘッド部１に収納するように構成しても、光ファイバ８の出射端部８ａからの光を集光レンズ７または集光壁部６ｄによって集光することができるため、集光効率を高めることができる。
【００３３】
なお、この発明の実施の形態１−３に係る光電センサでは、投光ヘッド部１と受光ヘッド部２とを検出領域を介して対向配置させた透過型光電センサに構成したが、これに限るものではなく、反射型光電センサに構成してもよい。
【００３４】
この反射型光電センサの場合には、投光部と受光部を筐体に収納した検出ヘッド部と、投光部により投光された光を反射して受光部に送るリフレクタとを設けて、この検出ヘッド部とリフレクタとを検出領域を介して対向配置させることにより構成する。
【００３５】
また、この発明の実施の形態１，２に係る光電センサでは、筐体５とアタッチメント６にねじ部５ｃ，６ｂを形成して、螺合させることにより着脱可能に取り付けるように構成したが、これに限るものではなく、筐体５からアタッチメント６を着脱可能であればよく、例えば、カプラにより筐体５とアタッチメント６とを取り付けるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００３６】
１  投光ヘッド部
２  受光ヘッド部
３  アンプユニット
３ａ  処理部
４  発光素子
５  筐体
５ａ  空洞部
５ｂ  接着部
５ｃ  ねじ部
６  アタッチメント
６ａ  空洞部
６ｂ  ねじ部
６ｃ  孔
６ｄ  集光壁部
７  集光レンズ
８  光ファイバ
８ａ  出射端部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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