(57)【要約】【課題】検出対象物の検出範囲を所定の大きさより小さくすることが可能な光電センサを提供する。【解決手段】光電センサは、光源と、レンズと、受光部と、第１絞りと、第２絞りとを備える。光源は、検出光を発する。レンズは、光源から出射された光を検知領域に集光する。受光部は、検知領域を通過した通過光を受光する。第１絞り及び第２絞りは、光源とレンズとの間に設けられる。第１絞りは第２絞りより光源に近い位置に配置される。レンズの光軸を含む断面における第１絞りの開口サイズは、光軸を含む断面における第２絞りの開口サイズより大きい。光源の有効サイズは第１絞りの開口サイズより大きい。レンズの有効サイズは光源の有効サイズより大きい。【選択図】図４
2015158388.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出光を発する光源と、
前記光源から出射された光を検知領域に集光するレンズと、
前記検知領域からの検出光を受光する受光部と、
前記光源と前記レンズとの間に設けられる第１絞りと第２絞りと、
を備える光電センサであって、
前記第１絞りは前記第２絞りより前記光源に近い位置に配置され、
前記レンズの光軸を含む断面における前記第１絞りの開口サイズは、前記光軸を含む前記断面における前記第２絞りの開口サイズより大きく、
前記光軸を含む前記断面における前記光源の有効サイズは、前記光軸を含む前記断面における前記第１絞りの前記開口サイズより大きく、
前記光軸を含む前記断面における前記レンズの有効サイズは、前記光軸を含む前記断面における前記光源の有効サイズより大きい、
光電センサ。
【請求項２】
前記光電センサは、回帰反射板と組み合わせて使用する回帰反射型光電センサであって、
前記光源からの前記検出光と前記検知領域からの前記検出光のそれぞれ一部を透過し、一部を反射する半透過板を、前記第２絞りと前記レンズとの間に有する、
請求項１に記載の光電センサ。
【請求項３】
前記第１絞りは、第２絞りと着脱可能である、
請求項１または２に記載の光電センサ。
【請求項４】
前記第１絞りと前記光源との間に設けられ、前記検出光を前記第１絞りに向けて集光する集光手段をさらに備える、
請求項１または３のいずれかに記載の光電センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光電センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の光電センサの１つとして、特許文献１に記載された光電センサがある。当該光電センサでは、投光器、受光器の少なくとも一方に２つのスリットが所定間隔だけ離隔して対向して配置されている。投光器、受光器の少なくとも一方と、２つのスリットとの間にレンズが配置されている。この２つのスリットによって、投光器から発せられた光、又は受光器に入射される光（以降、投光器の光源から発せられた光、又は受光器に入射される光のことを総称して検出光と呼ぶ）の指向角を小さくすることが実現されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開平６−１６８３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に係る光電センサでは、２つのスリットの開口部の形状が同じである。したがって、対象物体を検出するために予め定める検知領域が当該スリットから離れるほど、レンズの光軸に対して垂直な平面上における対象物体の検出範囲が広がってしまう。しかし、用途によっては、当該光軸方向において製品仕様上必要な範囲を有する検知領域において、投光器または受光器からの距離によらずに当該検出範囲を製品仕様上必要な大きさより小さくしたいという要求もある。したがって、本発明の目的は、投光器または受光器からの距離によらずに当該検出範囲を当該必要な大きさより小さくすることができる光電センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第１の態様における光電センサは、光源と、レンズと、受光部と、第１絞りと、第２絞りとを備える。光源は、検出光を発する。レンズは、光源から出射された光を検知領域に集光する。受光部は、検知領域からの検出光を受光する。第１絞り及び第２絞りは、光源とレンズとの間に設けられる。第１絞りは第２絞りより光源に近い位置に配置される。レンズの光軸を含む断面における第１絞りの開口サイズは、当該断面における第２絞りの開口サイズより大きい。上記光軸を含む上記断面における光源の有効サイズは、当該断面における第１絞りの開口サイズより大きい。上記光軸を含む上記断面におけるレンズの有効サイズは、当該断面における光源の有効サイズより大きい。
【０００６】
光電センサは、回帰反射板と組み合わせて使用する回帰反射型光電センサであるとよい。当該回帰反射型光電センサは、光源からの検出光と検知領域からの検出光のそれぞれ一部を透過し、一部を反射する半透過板を、第２絞りとレンズとの間に有するとよい。
【０００７】
第１絞りは、第２絞りと着脱可能であるとよい。
【０００８】
当該光電センサは、第１絞りと光源との間に設けられ、検出光を第１絞りに向けて集光する集光手段をさらに備えるとよい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、光源とレンズとの間に設けられた第１絞りと第２絞りとを備える。第１絞りは第２絞りより光源に近い位置に配置される。そして、レンズの光軸を含む断面における第１絞りの開口サイズは、光軸を含む断面における第２絞りの開口サイズより大きい。したがって、検知領域において、検出対象物の検出範囲を所定の大きさより小さくすることが可能な光電センサを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態の光電センサの光学系の基本構成を表す図である。
【図２】複合絞り及び複合絞りの係止部材の具体例を表す図である。
【図３】光電センサの光源からレンズまでの範囲の拡大図である。
【図４】複合絞りの一例を表す図である。
【図５】複合絞りの開口サイズを説明するための図である。
【図６】複合絞りの一例を表す図である。
【図７】複合絞りの一例を表す図である。
【図８】第２の実施形態の光電センサの光学系の基本構成を表す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
＜第１の実施形態＞
以下、図面を参照して、本発明の第１の実施形態に係る光電センサ1について説明する。図１は、光電センサ1の光学系の基本構成を示す図である。図３は、本実施形態における光源11からレンズ18までの範囲の拡大図である。
【００１２】
図１に示すように、光電センサ1は、光源11と、複合絞り14と、半透過板15と、レンズ18と、回帰反射板2と、受光部16とを備える。光電センサ1は、回帰反射板2とともに使用される所謂回帰反射型光電センサである。
【００１３】
光源11は、検知領域5内に存在する検出対象物6を検出するための検出光Aを発する。光源11は、例えば、検出光Aを発する発光ダイオードなどの投光素子である。
【００１４】
複合絞り14は、光源11から発せられた検出光Aの広がりを制限し、後述するレンズ18の光軸Ax方向におけるレンズ18の主点Pからの距離がL0 からL0+WLまでの範囲内において設計上の最大許容スポットサイズをHDとする検知領域5内のスポット径の大きさを制限する。複合絞り14は、光源11とレンズ18との間に設けられている。より具体的には、複合絞り14は、光源11に近接して配置されている。さらに、複合絞り14は、後述するレンズ18の2つの焦点のうち、光源11に近い焦点Pf（図４〜図６参照）よりも光源11の近くに配置される。
【００１５】
図２は、複合絞り14及び複合絞り14の係止部材の具体例を表す図である。図２（a）は、後述するレンズ18の光軸Axに対して垂直な方向から見た複合絞り11付近の拡大図である。図２（a）を参照すると、複合絞り14は、第１絞り141と第２絞り142とを含む。第１絞り141は、第２絞り142よりも光源11に近い位置に配置される。図２(b)は、第１絞り141の光軸Ax方向から見た拡大図である。図２(c)は、第２絞り142の光軸Ax方向から見た拡大図である。第１絞り141及び第２絞り142は、SUS（ステンレス鋼）のような遮光性を有する部材から成る。
【００１６】
第１絞り141は、図２（ｂ）に示すように、所定の直径を有する円形状の絞りである。第１絞り141は、第１絞り径がＲ１である第１絞り孔１４１０を有する。また、第１絞り141は、第１切り欠き部１４１１及び第２切り欠き部１４１２を有する。第１切り欠き部２１４１１及び第２切り欠き部１４１２は、異なる大きさに形成されている。これにより、第１絞り141を絞りホルダ１７に取り付ける際に裏表を間違わないようにすることができる。
【００１７】
第２絞り142は、図２（ｃ）に示すように、第１絞り141に貼り合わせる。第２絞り142は、第１絞り141よりも直径の小さい円形状の絞りである。第２絞り142は、第２絞り径がＲ２である第２絞り孔１４２０を有する。第２絞り径Ｒ２は、第１絞り径Ｒ１よりも小さい。
【００１８】
絞りホルダ１７は、図２（ａ）に示すように、開口１７ａ及び凹部１７ｂを有する。開口１７ａは、円形状に形成されている。凹部１７ｂも、円形状に形成されている。凹部１７ｂの内部に開口１７ａが形成されており、開口１７ａの径Ｒ３は凹部１７ｂの径Ｒ４よりも小さい。よって、開口１７ａと凹部１７ｂとが階段状の段差を形成している。
【００１９】
図２（ａ）に示すように、第２絞り１４２は、絞りホルダ１７の凹部１７ｂに収容される。第１絞り１４１は、絞りホルダ１７の外表面に密着して固定される。絞りホルダ１７には、図示しない２つの突起が第１絞り１４１側に突出して設けられている。この２つの突起が第１絞り１４１の第１切り欠き部１４１１及び第２切り欠き部１４１２に嵌め込まれて、第１絞り１４１が絞りホルダ１７に係止される。なお、第１絞り孔１４１０が開口１７ａと中心が一致するように、第１絞り１４１が絞りホルダ１７に係止される。投光素子１１は、第１絞り１４１を介して絞りホルダ１７と反対側に配置される。第１絞り141及び第２絞り142の設置場所及び厚みについては後述する。
【００２０】
上述の例では、第１絞り141及び第２絞り142は、ピンホール、すなわち、円形状の開口を有する。しかし、第１絞り141及び第２絞り142は、スリットなどの矩形状の開口を有してもよい。後述するレンズ18の光軸Axが第１絞り141と第２絞り142の開口を通るように、第１絞り141及び第２絞り142は配置されている。図３は、光電センサの光源からレンズまでの範囲の拡大図である。図３は、第１絞り141及び第２絞り142がピンホールである場合の第１絞り141及び第２絞り142の開口径を、それぞれR1、R2として図示している。図３を参照すれば、第１絞り141の開口径R1は、第２絞り142の開口径R2より大きい。すなわち、レンズ18の光軸Axを含む断面における第１絞り141の開口サイズR1は、光軸Axを含む断面における第２絞り142の開口サイズR2よりも大きい。なお、光軸Axを含む断面における開口サイズとは、レンズ18の光軸Axを含む断面上における、光軸Axに対して垂直な方向の当該開口部の長さを意味する。
【００２１】
光源11の発光エリアの径DEは、第１絞り141の開口径R1より大きい。すなわち、レンズ18の光軸Axを含む断面における光源11の有効サイズDEは、当該断面における第１絞りの開口サイズR1より大きい。ここで、光軸Axを含む断面上の光源11の有効サイズとは、単なる光源11内部の発光デバイス（例えば、LEDチップ）の、当該断面上の長さを意味するばかりではない。複合絞り14に向けて光が出射される光源11の全ての領域を光出射領域と呼ぶとすると、光軸Axを含む断面上の光源11の有効サイズとは、当該断面上の光出射領域の長さを意味する。つまり、光源11が、ステム等の部材により、一部の領域のみ光を通過させる光透過窓を有する場合、当該断面上の光源11の有効サイズは、当該断面上の光透過窓の長さを意味する。また、光源11が発光デバイスからの光を反射させる反射部材を含む場合、当該断面上の光源11の有効サイズは、当該断面上の、以下の第１領域と、以下の第２領域と、第１領域と第２領域との間の領域との和によって定まる第３領域の両端のそれぞれの光軸からの距離の和である。ここで、第１領域は、当該断面上において発光デバイスが占める領域である。第２領域は、当該断面上の当該反射部材の領域のうち、発光デバイスから出た光が当該領域によって反射されて開口に入射することができる領域である。
【００２２】
半透過板15は、検出光Aと後述する戻り光Bのそれぞれ一部を透過し、一部を反射する。半透過板15は、所謂ハーフミラーである。図１及び図３では、半透過板15に入射する検出光A（すなわち、光源11からの検出光A）を実線で、戻り光Bを二点鎖線で示している。図３では、検出光Aのうち、半透過板15を透過する光を実線で、半透過板15において反射する光を点線で表示している。図３では、戻り光Bのうち、半透過板15を透過する光を点線で、半透過板15において反射する光を二点鎖線で表示している。
【００２３】
レンズ18は、光源11から出射された検出光Aを検知領域5に集光する。図３に示すように、レンズの有効径DLは、光源11の有効径DEより大きい。すなわち、レンズ18の光軸Axを含む断面上におけるレンズ18の有効サイズDLは、レンズ18の光軸Axを含む断面上における光源11の有効サイズDEより大きい。ここで、レンズの作用を生じる領域をレンズ有効領域と呼ぶとすると、レンズ18の光軸Axを含む断面上におけるレンズ18の有効サイズSLとは、レンズ18の光軸Axを含む断面上のレンズ有効領域の長さを意味する。したがって、レンズ18を固定する部材が取り付けられ、光を透過させることができないレンズ18の領域、及び、レンズ固定部材を取り付けるための、レンズ機能を有しないレンズ18の領域は、レンズ有効領域から除外される。
【００２４】
回帰反射板2は、光源11に対向して配置され、光源11から出射された検出光Aは、回帰反射板2で反射して戻り光Bとなる。戻り光Bは、検知領域5からの検出光Aである。検出光Aは、例えば可視光であるが、回帰反射板2によって回帰される光であればよく、その波長領域は特に限定されない。回帰反射板2は、多数のコーナーキューブを含む。入射光は、回帰反射板2内で反射した後、入射光と同じ方向に返される。
【００２５】
戻り光Bは、検出光Aの経路を、検出光Aの進む向きと逆向きに進み、レンズ18に入射する。図１に示すように、レンズ18を透過した戻り光Bは、半透過板15で反射されて、受光部16に送られる。
【００２６】
受光部16は、戻り光Bを受光する。受光部16は、例えば、フォトダイオードであり、戻り光Bの受光量に応じて出力信号を変化させる。なお、半透過板15と受光部16との間に、レンズ、ミラー、プリズムなどの戻り光Bを導くための光学機器が別途設けられてもよい。
【００２７】
つぎに、複合絞り14の形状と、検知領域5におけるスポット径との関係について説明する。図１に示すように、レンズ18の焦点距離をf、仮想光源とレンズ18の主点Pとの光軸Ax方向の距離をLa、像面I-I(検知領域5内の光軸Axに対して垂直な平面)と主点Pとの光軸Ax方向の距離をLbとすると、レンズの公式により、以下の（式1）が成り立つ。なお、仮想光源とは、図１において、レンズ18の光軸Ax方向におけるレンズ18の主点Pとの距離がLaであって、レンズ18の光軸Axに対して垂直な切断面C-C上の複合絞り14の開口部分を指す。
1/f = 1 / La + 1 / Lb  …（式1）
【００２８】
さらに、仮想光源サイズ（断面C-Cにおける開口の直径）をWa、スポットサイズ(像面I-Iにおけるスポット径により定まる領域の直径)をWbとすると、以下の（式2）が成り立つ。
Wb = Lb * Wa / La  …（式2）
【００２９】
このとき、図１に示すように、主点Pからの光軸Ax方向の距離がL0〜L0+WLの範囲内にある検知領域5のスポットサイズをHD以下とするには、以下の手順で第１絞り141及び第２絞り142において検出光Aの光束が通過しうる最大の空間である最大光束通過空間140aを定める。まず、LbをL0からL0+WLまで変化させたときに、Laを(式1)から求める。つぎに、Lbと（式1）で求めたLaを（式2）に代入した上で、WbをHD以下となるように、Waを求める。最大光束通過空間140aは、LbをL0からL0+WLまで変化させたときに、(式1)から求められたLaにおいて（式2）から上述のように求められたWaのとりうる平面上の領域全体を現す空間である。
【００３０】
最大光束通過空間140aは、図４においてドットパターンで示すように、Laがf*(L0+WL)/(L0+WL-f)からf*L0/(L0-f)までとなる範囲に形成される円錐台である。なお、図４では、レンズ18の光源11に近い焦点をPfとして図示している。また、図４（a）は、光源11から最大光束通過空間140aと後述する複合絞り14aとを見た図であって、図４（ｂ）は、光軸Axと垂直な方向から最大光束通過空間140aと後述する複合絞り14aとを見た図である。最大光束通過空間140aのうち、最もレンズ18に近い側の円の直径Wminは、（式３）のように表される。また、最大光束通過空間140aのうち、最も光源11に近い側の円の直径Wmaxは、（式４）のように表される。
Wmin = f * HD / (L0 + WL - f)   …（式３）
Wmax = f * HD / (L0 - f)   …（式４）
【００３１】
ここで、検知領域5内でのスポットサイズがHDで一定となるように、複合絞り14を設計する場合、図４において断面形状をハッチングで示すように、最大光束通過空間140aを開口とするように複合絞り14aを形成するとよい。この場合、複合絞り14aは、すり鉢状（円錐台状）の開口部140aを有している。
【００３２】
上述のように、最大光束通過空間140aが求められると、第１絞り141の開口と第２絞り142の開口とが統合された空間が上述する最大光束通過空間140aより狭くなるように、第１絞り141の開口と第２絞り142の開口とを設計する。これによって、検知領域5内でのスポットサイズがHDより小さくなる。このような複合絞り14の一例を図５に示す。図５では、最大光束通過空間140aの外形を一点鎖線で示している。図５（ａ）（ｂ）の定義は、図４（ａ）（ｂ）と同じである。図５では、第１絞り141の開口と第２絞り142の開口とを統合した空間は、最大光束通過空間140aの範囲内である。この場合、光源11から光電センサ１の外部に出射される検出光Aの全ての光束は、最大光束通過空間140aの内部を通過する。したがって、検知領域5内でのスポットサイズをHD以下とすることができる。
【００３３】
なお、第１絞り141の開口の直径R1（図３参照）が上述するWmaxより小さく、第２絞り142の開口の直径R2（図３参照）が上述するWminより小さい場合、第１絞り141の厚みd1と第２絞り142の厚みd2を加えた長さdaが最大光束通過空間140aにより形成される円錐台の高さHより小さくすることが可能である。なお、Hは、以下の（式５）により定義される。
H = f * L0 / (L0 - f) - f * (L0 + WL) / (L0 + WL - f)   …（式５）
【００３４】
この場合の複合絞りの一例14bを図６に示す。図６は、光軸Axと垂直な方向から複合絞り14bと光源11とを見た図である。この複合絞り14bは、第1絞り141bと第2絞り142bとにより形成されている。第1絞り141bの厚みd1、第2絞り142bの厚みd2、第１絞り141bの開口径、第２絞り142bの開口径、第１絞り141bのレンズ18側の表面と主点Pとの光軸Ax方向の距離、及び、第２絞り14２bのレンズ18側の表面と主点Pとの光軸Ax方向の距離は、以下の２つの条件を満たすように定められている。
【００３５】
［条件１］レンズ18の光軸Axを含む断面上の光源11の有効サイズの両方の端部から発せられた光線のうち、光軸Axと交差し、第2絞り142bのレンズ18側の端部を通る光線が最大光束通過空間140aの内部を通過する。図６は、当該断面上の光源11の有効サイズの一方の端部E1から発せられた光線のうち、光軸Axと交差し、第2絞り142bのレンズ18側の端部（図６では、当該端部をP1として図示している）を通る光線L1が最大光束通過空間140aの内部を通過している例を図示している。同様に、図６は、当該断面上の光源11の有効サイズの別の端部E2から発せられた光線のうち、光軸Axと交差し、第2絞り142bのレンズ18側の端部（図６では、当該端部をP2として図示している）を通る光線L2が最大光束通過空間140aの内部を通過している例を図示している。
【００３６】
［条件２］レンズ18の光軸Axを含む断面上の光源11の有効サイズの両方の端部から発せられた光線のうち、光軸Axと交差し、第1絞り141bの光源11側の端部、または、第2絞り142bの光源11側の端部を通る全ての光線が最大光束通過空間140aの内部を通過する。図６は、当該断面上の光源11の有効サイズの一方の端部E1から発せられた光線のうち、光軸Axを通り、第1絞り141bの光源11側の端部（図６では、当該端部をQ1として図示している）または、第2絞り142bの光源11側の端部（図６では、当該端部をR1として図示している）を通る光線L3が最大光束通過空間140aの内部を通過している例を図示している。なお、光源11の端部E1から発せられ、第1絞り141bの光源11側の端部Q1を通る光線が光軸Axを交差する場合、光源11の端部E1から発せられた光は、第2絞り142bの光源11側の端部R1に届かない。また、光源11の端部E1から発せられ、第2絞り142bの光源11側の端部R1を通る光線が光軸Axを交差する場合、光源11の端部E1から発せられ、第1絞り141bの光源11側の端部R1を通る光線が光軸Axに届かない。同様に、図６は、当該断面上の光源11の有効サイズの別の端部E2から発せられた光線のうち、第1絞り141bの光源11側の端部（図６では、当該端部をQ2として図示している）または、第2絞り142bの光源11側の端部（図６では、当該端部をR2として図示している）を通る光線L4が最大光束通過空間140aの内部を通過している例を図示している。
【００３７】
このとき、光源11から光電センサ１の外部に出射される検出光Aの全ての光束は、開口部140aの内部を通過する。したがって、主点Pからの光軸Ax方向の距離がL0〜L0+WLの範囲内にある検知領域5内でのスポットサイズをHD以下とすることができる。
【００３８】
また、図４〜図６において複合絞り14の開口が円筒形、円筒形の組み合わせ、及び円錐形の場合を示している。しかし、光軸Axを通る切断面によって形成される検出光Aが通過する検知領域5の光軸Axに対して垂直な断面形状が矩形である場合、矩形の辺の方向に対応させて、上述する方法によって、当該切断面によって形成される複合絞り14の開口の断面形状を設計することにより、複合絞り14を角柱形、角柱形の組み合わせ、及び角錐台形として形成してもよい。図７は、このような場合の典型例として複合絞り14が四角柱形の組み合わせの場合を示している。図７の例では、最大光束通過空間140aも四角錐台の形状を有している。つまり、最大光束通過空間140aの形状は、円錐台形に限られない。さらに、複合絞り14の開口が楕円柱形、楕円柱形の組み合わせ、及び、楕円錐形であってもよい。さらには、星形柱形、星形柱形の組み合わせ、及び、星形錐形などの別の形状であってもよい。
【００３９】
＜第２の実施形態＞
第１の実施形態に係る光電センサ１は、所謂同軸反射型の光電センサを例に挙げて説明したが、他の種類の光電センサにも適用可能である。第２の実施形態では、透過型の光電センサに本発明を適用した場合について説明する。図８は、第２の実施形態の光電センサ3の光学系の基本構成を表す図である。
【００４０】
光電センサ3は、所謂透過型の光電センサであって、投光器3aと受光器3bとを含む。投光器3aは、第１の実施形態の光電センサ1から半透過板15と受光部16とを除いたものに相当する。したがって、光源11、複合絞り14、及びレンズ18の特徴は、第1の実施形態のそれらの特徴と同じである。したがって、光源11、複合絞り14、及びレンズ18の詳細な説明を省略する。受光器3bは、第１の実施形態の回帰反射板2に代えて設けられる。投光器3aと受光器3bとは、検知領域5を挟むように配置される。図８に示すように、投光器3aと受光器3bとは、互いに対向して配置される。投光器3aのレンズ18の光軸は、受光器38の後述するレンズ19の光軸と一致する。受光器3bは、投光器3aが発する光を受光する。
【００４１】
受光器3bは、受光部16とレンズ19を含む。受光部16は、第１の実施形態の受光部16と同じであるので詳細な説明を省略する。レンズ19は、検知領域5を通過して受光器3bに入射する通過光Cを受光部16に集光する。通過光Cは、検知領域5からの検出光である。なお、本実施形態において、レンズ19は省略されてもよい。また、レンズ19は、検知領域5のスポットサイズを制限する機能を有しないことから、レンズ18とは無関係にレンズパラメータが定められてもよい。
【００４２】
つぎに、第１の実施形態及び第２の実施形態に係る光電センサ1,3の効果について説明する。上述する複合絞り14では、第１絞り141は第２絞り142より光源に近い位置に配置され、レンズ18の光軸Axを含む断面における第１絞り141の開口サイズS1は、光軸Axを含む断面における第２絞り142の開口サイズS2より大きい。よって、従来技術のように、2つのスリットの開口サイズが同じである場合と比べて、検知領域5のうち、レンズ18から遠い領域において、検出光Aの広がりが抑えられる。
【００４３】
さらに、当該光電センサ1,3において、検知領域5のレンズ18の主点Pからレンズ18の光軸Ax方向の距離の範囲［L0，L0+WL］と検知領域5のスポットサイズの上限値HDが決めれば、それによって定まる錐台状の最大光束通過空間140aが定まる。そして、光電センサ１の外部に出射される全ての光束（検出光Aの全ての光束）は、最大光束通過空間140aの内部を通過するように、第１絞り141と第２絞り142の開口が決定される。これによって、上述する距離の範囲の検知領域5のスポットサイズをHDに制限できるように、第１絞り141と第２絞り142の形状を定めることができる。
【００４４】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
【００４５】
上述の実施形態では、第１絞り141の開口の形状と第２絞り142の開口の形状とが同じで開口の大きさのみが異なる場合を例示しているが、第１絞り141の開口の形状と第２絞り142の開口の形状とが異なる形状であってもよい。例えば、第１絞り141の開口の形状が円筒形状であって、第２絞り142の開口の形状が四角柱状であってもよい。また、光源11の位置から見て、第２絞り142の開口の全体が第１絞り141の開口から見える形状でなくてもよい。つまり、光源11の位置から見て、第２絞り142の開口の一部が第１絞り141の開口の外にあってもよい。
【００４６】
複合絞り14は、第１絞り141、第２絞り142以外に異なる開口を持つ絞りをさらに有してもよい。複合絞り14が３つ以上の絞りで形成される場合、それらの絞りのうちの２つの絞りによって、上述する［条件１］［条件２］を満たすように、当該２つの絞りの厚み、開口径、及び、レンズ18側の表面と主点Pとの光軸Ax方向の距離が定められればよい。上述の実施形態では、第１絞り141、第２絞り142が別体で形成された例を示しているが、一体で形成されてもよい。複合絞り14が３つ以上の開口を有する絞りを含む場合も同様である。これによって、検知領域のレンズ18の光軸Ax方向におけるレンズ18の主点Pからの距離と、当該距離における設計上の最大許容スポットサイズとの関係を満たすように、複合絞り14の形状を容易に設定することができる。
【００４７】
複合絞り14は、複合絞り14aのように、光軸Axを含む断面における開口サイズが光軸Ax方向に連続的に変化するものであってもよい。複合絞り14は、複合絞り14aのような錐体状に限らず、漏斗形状（funnel-shaped）など異なる形状であってもよい。
【００４８】
最大光束通過空間140aの形状は、検知領域5におけるスポットサイズを一定とすれば、錐台形となるが、検知領域5におけるスポットサイズがレンズ18の主点Pとの距離に応じて変化する場合、錐台形とならなくてもよい。
【００４９】
光電センサ1,3は、複合絞り14と光源11との間には、検出光Aを複合絞り14（第１絞り141）に向けて集光する集光手段をさらに備えてもよい。この集光手段は、例えば、レンズ、反射鏡などがある。集光手段が集光することが可能な領域（例えば、集光手段がレンズである場合、当該領域はレンズの有効径に該当する。また、集光手段が反射鏡の場合、上述する光軸Axを含む断面上の光軸Axに対して垂直な向きにおける、光軸Axと集光手段との間の距離に該当する。）は、上述する第３領域より広い。これによって、複合絞り14を通過する検出光Aの強度を高くすることができるので、光源11から発する光の利用効率を高めることができる。なお、光電センサ1,3が集光手段を備える場合、集光手段を有することによって上述する第２領域が集光手段を有しない場合の第２領域に比べて広がるため、上述する光軸Axを含む断面上の光源11の有効サイズは、広がる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明によれば、検知領域において、検出対象物の検出範囲を所定の大きさより小さくすることが可能な光電センサを提供することができる。
【符号の説明】
【００５１】
1,3          光電センサ
2           回帰反射板
5           検知領域
11          光源
16          受光部
18          レンズ
141          第１絞り
142          第２絞り
15          半透過板
140a        最大光束通過空間
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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