反射型光電傳感器的制造方法
【專(zhuān)利摘要】一種反射型光電傳感器，具有投光元件（1）、受光元件（2）、安裝在透鏡保持架（4）上的投光透鏡（3A）及受光透鏡（3B），從投光元件（1）及投光透鏡（3A）出射在與投光透鏡（3A）相距規(guī)定距離的位置會(huì)聚的第一檢測(cè)光，該聚光位置前后的規(guī)定范圍內(nèi)的第一檢測(cè)光的光路與進(jìn)入受光透鏡（3B）的光的光路相交叉。進(jìn)而，將投光元件（1）作為光源來(lái)產(chǎn)生第二檢測(cè)光的單元，安裝在透鏡保持架（4）上或者配置為透鏡保持架（4）的一部分，上述第二檢測(cè)光，在比進(jìn)入受光透鏡（3B）的光的光路與第一檢測(cè)光相交叉的范圍靠前方的位置，與進(jìn)入受光透鏡（3B）的光的光路相交叉。在一實(shí)施方式中，從投光透鏡（3A）的透鏡主體的里側(cè)的一部分突出并包括沿透鏡（3A、3B）的排列方向傾斜的傾斜面（32）的突出部（31）和與突出部（31）相連的透鏡主體的一部分發(fā)揮產(chǎn)生第二檢測(cè)光的單元的功能。
【專(zhuān)利說(shuō)明】反射型光電傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及具有投出檢測(cè)用光(下面，稱(chēng)為“檢測(cè)光”)并接受該檢測(cè)光被反射而產(chǎn)生的反射光的結(jié)構(gòu)的光學(xué)系統(tǒng)的反射型光電傳感器。特別地，本發(fā)明涉及進(jìn)行限定了成為檢測(cè)對(duì)象的范圍的檢測(cè)處理的“限定反射型”的反射型光電傳感器。
【背景技術(shù)】
[0002]在限定反射型光電傳感器中，一般在一個(gè)框體內(nèi)配置有包含投光元件及投光透鏡的投光部和包含受光元件及受光透鏡的受光部，利用受光部接受從投光部出射的檢測(cè)光被反射而產(chǎn)生的反射光，并基于所生成的受光量信號(hào)來(lái)檢測(cè)物體的有無(wú)。
[0003]另外，限定反射型傳感器具有使用聚光光學(xué)系統(tǒng)的類(lèi)型的傳感器和使用發(fā)散光學(xué)系統(tǒng)的類(lèi)型的傳感器這兩種。例如在專(zhuān)利文獻(xiàn)I中公開(kāi)了使用聚光光學(xué)系統(tǒng)的類(lèi)型的傳感器，例如專(zhuān)利文獻(xiàn)2中公開(kāi)了使用發(fā)散光學(xué)系統(tǒng)的類(lèi)型的傳感器。
[0004]在任何類(lèi)型的傳感器中，都是從投光部出射的檢測(cè)光傳播的范圍與入射至受光部而在受光元件中成像的光傳播的范圍之間的重疊部分成為檢測(cè)區(qū)域，但因光學(xué)系統(tǒng)的特性的差異而檢測(cè)區(qū)域的范圍及檢測(cè)能力也產(chǎn)生差異。
[0005]圖12及圖13是分別示意性示出了發(fā)散光學(xué)系統(tǒng)及聚光光學(xué)系統(tǒng)的檢測(cè)原理的圖。在各圖中，附圖標(biāo)記101是投光元件，102是受光元件，100A是投光透鏡，100B是受光透鏡。投光透鏡100A及受光透鏡100B連接成一個(gè)透鏡構(gòu)件，安裝在內(nèi)部有兩個(gè)導(dǎo)光路105A、105B的透鏡保持架103的開(kāi)放端面上。投光透鏡100A配置在導(dǎo)光路105A的前面，受光透鏡100B配置在導(dǎo)光路105B的前面。投光元件101及受光元件102分別在導(dǎo)光路105A、105B的后端位置以安裝在未圖示的基板上的狀態(tài)被支撐在該基板上。
[0006]在圖12及圖13中用單點(diǎn)劃線表示來(lái)自投光元件101的檢測(cè)光，并且用雙點(diǎn)劃線表不入射至受光兀件102的光。
[0007]如圖12所示，在發(fā)散光學(xué)系統(tǒng)中，從投光透鏡100A出射的檢測(cè)光擴(kuò)散至寬的范圍，受光透鏡100B也從寬的范圍收集光。由此，如圖12中的斜線部分所示，能夠設(shè)定在傳感器附近大幅擴(kuò)散的檢測(cè)區(qū)域。
[0008]另一方面，如圖13所示，在聚光光學(xué)系統(tǒng)中，從投光透鏡100A出射的檢測(cè)光會(huì)聚到規(guī)定位置。受光對(duì)象的反射光的范圍也隨著遠(yuǎn)離傳感器而變窄，因而如圖13中的斜線部分所示，檢測(cè)區(qū)域被限定為光學(xué)系統(tǒng)的中心軸附近。另外，在傳感器附近的位置，投光的范圍和受光的范圍不交叉，因而產(chǎn)生成為盲區(qū)的區(qū)域(圖中的區(qū)域110)。
[0009]在前述的專(zhuān)利文獻(xiàn)2中，示出了在發(fā)散光學(xué)系統(tǒng)的傳感器中也產(chǎn)生同樣的盲區(qū)的情況，但如專(zhuān)利文獻(xiàn)2所述，在發(fā)散光學(xué)系統(tǒng)的情況下，通過(guò)對(duì)透鏡的光軸及曲率等進(jìn)行調(diào)整來(lái)變更檢測(cè)光擴(kuò)散的范圍，由此能夠使盲區(qū)變小。
[0010]如上所述，使用了發(fā)散光學(xué)系統(tǒng)的傳感器適合對(duì)與傳感器相對(duì)近的位置的檢測(cè)(下面，稱(chēng)為“近距離的檢測(cè)”)，但檢測(cè)光越遠(yuǎn)離傳感器則越擴(kuò)散而變?nèi)?，因而難以確保對(duì)與傳感器相對(duì)遠(yuǎn)的位置的檢測(cè)(下面，稱(chēng)為“遠(yuǎn)距離的檢測(cè)”)的精度。[0011]相對(duì)于此，使用了聚光光學(xué)系統(tǒng)的傳感器能夠?qū)⒐饬棵芏雀叩臋z測(cè)光傳播到遠(yuǎn)處。另外，檢測(cè)光的光束直徑較小，因而即使在接受檢測(cè)光的面傾斜的情況下，也不受該傾斜的影響而能夠?qū)z測(cè)光向能夠入射至受光元件的方向反射。
[0012]因而，根據(jù)聚光光學(xué)系統(tǒng)，能夠穩(wěn)定地進(jìn)行遠(yuǎn)距離的檢測(cè)，但在傳感器附近的位置產(chǎn)生盲區(qū)，因而難以進(jìn)行近距離的檢測(cè)。
[0013]這樣，雙方的光學(xué)系統(tǒng)分別有優(yōu)勢(shì)與略勢(shì)。鑒于該點(diǎn)，在專(zhuān)利文獻(xiàn)3中記載有如下技術(shù)，即，同時(shí)內(nèi)置有遠(yuǎn)距離用的投光元件和近距離用的投光元件，并且在這些投光元件的后方配置受光元件，由此能夠進(jìn)行近距離的檢測(cè)及遠(yuǎn)距離的檢測(cè)這雙方的技術(shù)。
[0014]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0015]專(zhuān)利文獻(xiàn)
[0016]專(zhuān)利文獻(xiàn)1:日本專(zhuān)利第3297968號(hào)公報(bào)
[0017]專(zhuān)利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2011-107019號(hào)公報(bào)
[0018]專(zhuān)利文獻(xiàn)3:日本特開(kāi)2010-258237號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0019]發(fā)明要解決的問(wèn)題
[0020]近年來(lái)，為了適用到各種應(yīng)用，需要開(kāi)發(fā)出小型且性能高的傳感器。另外，為了在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中勝出，需要以低成本生產(chǎn)出滿足上述要求的傳感器。
[0021]在專(zhuān)利文獻(xiàn)3所述的發(fā)明中，通過(guò)內(nèi)置兩個(gè)投光元件并且錯(cuò)開(kāi)受光元件的位置，能夠進(jìn)行近距離的檢測(cè)及遠(yuǎn)距離的檢測(cè)這雙方，但這樣的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致光學(xué)系統(tǒng)的增大。另外，若增加投光元件，則除了電路增多之外耗電量也增大，因而成本上升。
[0022]本發(fā)明是鑒于上述問(wèn)題而作出的，其目的在于，提供一種通過(guò)對(duì)光學(xué)系統(tǒng)追加簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)來(lái)能夠進(jìn)行近距離的檢測(cè)和遠(yuǎn)距離的檢測(cè)這雙方的小型且降低成本的反射型光電傳感器。
[0023]用于解決問(wèn)題的手段
[0024]本發(fā)明適用于如下結(jié)構(gòu)的反射型光電傳感器，該反射型光電傳感器設(shè)置有投光元件、受光元件、安裝在透鏡保持架上的投光透鏡及受光透鏡，這些元件具有以下關(guān)系，即，從投光元件經(jīng)由投光透鏡出射的光被反射而產(chǎn)生的反射光的一部分經(jīng)由受光透鏡導(dǎo)入至受光元件。在上述反射型光電傳感器中，利用投光元件及投光透鏡，來(lái)出射在與投光透鏡相距規(guī)定距離的位置會(huì)聚的第一檢測(cè)光，并且該聚光位置前后的規(guī)定范圍內(nèi)的第一檢測(cè)光的光路與進(jìn)入受光透鏡的光的光路相交叉。進(jìn)而，將投光元件作為光源來(lái)產(chǎn)生第二檢測(cè)光的單元，安裝在透鏡保持架上或者配置為透鏡保持架的一部分，所述第二檢測(cè)光，在比進(jìn)入受光透鏡的光的光路與第一檢測(cè)光相交叉的范圍靠前方的位置，與進(jìn)入該受光透鏡的光的光路相交叉。
[0025]根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，利用第一檢測(cè)光來(lái)在與傳感器相距某一程度的范圍內(nèi)設(shè)定檢測(cè)區(qū)域，并且在比該第一檢測(cè)光的檢測(cè)區(qū)域靠前方的位置設(shè)定第二檢測(cè)光的檢測(cè)區(qū)域。因而，能夠執(zhí)行近距離的檢測(cè)和遠(yuǎn)距離的檢測(cè)這雙方。另外，第二檢測(cè)光與第一檢測(cè)光將同一投光元件作為光源，因而不會(huì)導(dǎo)致光學(xué)系統(tǒng)大幅增大，或?qū)е峦豆庥秒娐纷兊脧?fù)雜。從而，能夠防止傳感器的大型化。[0026]上述反射型光電傳感器的第一實(shí)施方式的投光透鏡具有聚光透鏡的透鏡主體以及從該透鏡主體的里側(cè)的一部分突出的投光側(cè)突出部。投光側(cè)突出部包括沿投光透鏡和受光透鏡的排列方向傾斜的傾斜面，該投光側(cè)突出部及與此相連的透鏡主體的一部分發(fā)揮產(chǎn)生第二檢測(cè)光的單元的功能。
[0027]進(jìn)而，在第一實(shí)施方式中，同樣地，受光透鏡也可具有聚光透鏡的透鏡主體以及從該透鏡主體的里側(cè)的一部分突出的受光側(cè)突出部。該情況的受光側(cè)突出部也包括沿投光透鏡和受光透鏡的排列方向傾斜的傾斜面，該受光側(cè)突出部及與此相連的透鏡主體的一部分發(fā)揮將進(jìn)入到受光透鏡中的第二檢測(cè)光的反射光導(dǎo)入至受光元件的單元的功能。
[0028]優(yōu)選地，上述的投光側(cè)突出部及受光側(cè)突出部是寬度窄的透鏡體，它們將傾斜面的傾斜方向作為長(zhǎng)度方向。該透鏡體可在相對(duì)應(yīng)的透鏡上設(shè)置至少一個(gè)。另外，在設(shè)置多個(gè)突出部的情況下，也可以根據(jù)各突出部的位置來(lái)調(diào)整傾斜面的朝向，由此將經(jīng)由各傾斜面的光集中到透鏡主體的中央部。
[0029]在第一實(shí)施方式中，通過(guò)在將聚光透鏡作為主體的投光透鏡的里側(cè)設(shè)置投光側(cè)突出部，來(lái)使該投光透鏡還發(fā)揮使光發(fā)散的功能。若在透鏡里側(cè)突出，則能夠在投光元件和投光透鏡之間的導(dǎo)光路上定位突出部，因而不會(huì)導(dǎo)致光學(xué)系統(tǒng)的增大。另外，還易于加工。
[0030]另一方面，在第二實(shí)施方式及第三實(shí)施方式中，使用聚光透鏡作為投光透鏡及受光透鏡，并使用其他構(gòu)件來(lái)產(chǎn)生第二檢測(cè)光。
[0031]在第二實(shí)施方式中，在透鏡保持架的前端部安裝有罩體，該罩體具有從與投光透鏡的一部分相向的部位突出的投光側(cè)突出部。上這投光側(cè)突出部包括沿投光透鏡和受光透鏡的排列方向傾斜的傾斜面，該投光側(cè)突出部及與此相連的罩體的一部分發(fā)揮產(chǎn)生第二檢測(cè)光的單元的功能。
[0032]進(jìn)而，在第二實(shí)施方式中，還可在罩體的與受光透鏡的一部分相向的部位設(shè)置具有同樣的傾斜面的受光側(cè)突出部。該受光側(cè)突出部及與此相連的罩體的一部分發(fā)揮使進(jìn)入到罩體中的第二檢測(cè)光的反射光的光路經(jīng)由受光透鏡而變更為朝向受光元件的方向的單元的功能。
[0033]優(yōu)選地，第二實(shí)施方式中的投光側(cè)突出部及受光側(cè)突出部也是寬度窄的透鏡體，它們將傾斜面的傾斜方向作為長(zhǎng)度方向。該透鏡體可在相對(duì)應(yīng)的透鏡上設(shè)置至少一個(gè)。另夕卜，突出部可以設(shè)置在罩的背面(與投光透鏡及受光透鏡相向的一側(cè)的面)，還可以設(shè)置在罩的前表面(出射檢測(cè)光的面)。
[0034]根據(jù)第二實(shí)施方式，通過(guò)在安裝在透鏡保持架的前端部的罩體上追加簡(jiǎn)易的結(jié)構(gòu)，無(wú)需變更透鏡保持架內(nèi)的主要的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，就能夠產(chǎn)生第二檢測(cè)光。
[0035]在第三實(shí)施方式中，在透鏡保持架的投光元件一側(cè)的內(nèi)壁面上設(shè)有光學(xué)構(gòu)件，該光學(xué)構(gòu)件用于使從投光元件射向內(nèi)壁面的光向朝向投光透鏡的方向折射。上述光學(xué)構(gòu)件及投光透鏡中的接受由該光學(xué)構(gòu)件折射的光的部分，發(fā)揮產(chǎn)生第二檢測(cè)光的單元的功能。
[0036]進(jìn)而，在第三實(shí)施方式中，在透鏡保持架的受光元件一側(cè)的內(nèi)壁面上可設(shè)置第二光學(xué)構(gòu)件，該第二光學(xué)構(gòu)件用于將進(jìn)入到受光透鏡中后射向受光元件側(cè)的內(nèi)壁面的光導(dǎo)入至受光元件。
[0037]根據(jù)第三實(shí)施方式，利用設(shè)在透鏡保持架的內(nèi)壁面上的光學(xué)構(gòu)件和聚光透鏡的投光透鏡，來(lái)產(chǎn)生第二檢測(cè)光，因而無(wú)需變更透鏡保持架內(nèi)的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，就能夠產(chǎn)生第二檢測(cè)光。
[0038]發(fā)明效果
[0039]根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)將第二檢測(cè)光導(dǎo)入至利用聚光光學(xué)系統(tǒng)的第一檢測(cè)光是不能檢測(cè)出的傳感器附近的區(qū)域，能夠進(jìn)行近距離的檢測(cè)及遠(yuǎn)距離的檢測(cè)這雙方。第二檢測(cè)光與第一檢測(cè)光將同一投光元件作為光源，因而能夠利用安裝到透鏡保持架上的構(gòu)件(透鏡或罩等)或者通過(guò)在透鏡保持架自身追加簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)，來(lái)產(chǎn)生第二檢測(cè)光。
[0040]因而，無(wú)需使傳感器大型化，就能夠提高檢測(cè)能力。進(jìn)而，不會(huì)導(dǎo)致成本上升，因而能夠以預(yù)算的價(jià)格提供。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0041]圖1是示出了本發(fā)明所適用的反射型光電傳感器的光學(xué)系統(tǒng)的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)及檢測(cè)原理的圖。
[0042]圖2是示出了圖1的光學(xué)系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0043]圖3是示出了安裝到光學(xué)系統(tǒng)上的透鏡構(gòu)件的結(jié)構(gòu)的立體圖。
[0044]圖4是并列示出了上述透鏡構(gòu)件的主視圖、后視圖及側(cè)視圖的圖。
[0045]圖5是示出了第一檢測(cè)光及第二檢測(cè)光的光路和檢測(cè)區(qū)域之間的關(guān)系的圖。
[0046]圖6是將結(jié)合了使光發(fā)散的功能的光學(xué)系統(tǒng)的其他例與其問(wèn)題點(diǎn)一起示出的圖。
[0047]圖7是一起示出了透鏡主體上的突出部的基本結(jié)構(gòu)、突出部的數(shù)目及配置位置的變形例的圖。
[0048]圖8是示出了本發(fā)明所適用的反射型光電傳感器的光學(xué)系統(tǒng)的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)及檢測(cè)原理的圖。
[0049]圖9是示出了本發(fā)明所適用的反射型光電傳感器的光學(xué)系統(tǒng)的第三實(shí)施例的結(jié)構(gòu)及檢測(cè)原理的圖。
[0050]圖10是示出了本發(fā)明所適用的反射型光電傳感器的光學(xué)系統(tǒng)的第四實(shí)施例的結(jié)構(gòu)及檢測(cè)原理的圖。
[0051]圖11是示出了本發(fā)明所適用的反射型光電傳感器的光學(xué)系統(tǒng)的第五實(shí)施例的結(jié)構(gòu)及檢測(cè)原理的圖。
[0052]圖12是示出了發(fā)散光學(xué)系統(tǒng)的檢測(cè)原理的圖。
[0053]圖13是示出了聚光光學(xué)系統(tǒng)的檢測(cè)原理的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0054]圖1 一起示出了本發(fā)明所適用的反射型光電傳感器的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和檢測(cè)原理。
[0055]在本實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)中包含投光元件I及受光元件2、配置在這些元件1、2的前方的透鏡構(gòu)件3以及用前端部支撐透鏡構(gòu)件3的透鏡保持架4。投光元件I及受光元件2安裝到后述的電路基板5上之后配置在透鏡保持架4的背后。在透鏡保持架4的背面，在與投光元件I及受光元件2相對(duì)應(yīng)的位置上分別設(shè)有開(kāi)口部41、42。另外，在透鏡保持架4的內(nèi)部設(shè)有壁部40，通過(guò)該壁部40來(lái)將透鏡保持架4內(nèi)的空間分為投光用導(dǎo)光路43A和受光用導(dǎo)光路43B這兩部分。鑒于該透鏡保持架4的結(jié)構(gòu)，在以圖1為首的各圖中，在與壁部40的中心位置相對(duì)應(yīng)的位置上設(shè)定光學(xué)系統(tǒng)的中心軸C。
[0056]本實(shí)施例的透鏡構(gòu)件3具有連接了投光透鏡3A和受光透鏡3B的結(jié)構(gòu)。在兩個(gè)透鏡3A、3B的邊界部分形成有具有與壁部40相對(duì)應(yīng)的寬度的孔部36(參照后述的圖3、圖4)，向該孔部36插入壁部40，使兩個(gè)側(cè)緣抵接到透鏡保持架4的內(nèi)壁面的階梯部(未圖示)，由此透鏡構(gòu)件3處于被支撐在透鏡保持架4的前端部上的狀態(tài)。
[0057]投光透鏡3A和受光透鏡3B形成為以中心軸C為基準(zhǔn)而對(duì)稱(chēng)的形狀，因而對(duì)這些投光透鏡3A和受光透鏡3B的詳細(xì)部位的結(jié)構(gòu)標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記。本實(shí)施例的透鏡3A、3B分別具有前表面為凸面的透鏡主體30和從該透鏡主體30的背面的一部分起突出的突出部31。透鏡主體30的除了背面的突出部31之外的部分是平坦面。
[0058]突出部31是寬度窄的透鏡體，其將沿透鏡3A、3B的排列方向的方向作為長(zhǎng)度方向，隨著與另一個(gè)透鏡接近而其厚度變厚。具體地，突出部31的兩個(gè)側(cè)面為三角形，各側(cè)面之間的寬度窄的背面32為沿投光透鏡3A和受光透鏡3B的排列方向傾斜的傾斜面。
[0059]各透鏡主體30的主要部分是聚光透鏡，但借助與突出部31在厚度方向上連接的部位及突出部31而產(chǎn)生使光發(fā)散的功能。從投光元件I出射的光在導(dǎo)光路43A擴(kuò)散的同時(shí)傳播而照射到投光透鏡3A的背面整體，但通過(guò)了突出部31的光和通過(guò)了該突出部31以外的部分的光，分別經(jīng)由的光路不同。同樣地，在受光透鏡3B中，在與突出部31相對(duì)應(yīng)的部位和該部位以外的部位，聚光對(duì)象的光的光路不同。
[0060]在圖1中，將由投光透鏡3A中的聚光透鏡的功能來(lái)產(chǎn)生的檢測(cè)光作為“第一檢測(cè)光”，并用單點(diǎn)劃線表示其主要的光路，并且，將由通過(guò)了突出部31的光來(lái)產(chǎn)生的檢測(cè)光作為“第二檢測(cè)光”，并用虛線表示其主要的光路(在后述的圖8?圖11中也同樣)。另外，在圖中示出平板形狀的工件WF、WN，作為檢測(cè)對(duì)象物。
[0061]從投光元件I進(jìn)入到投光透鏡3A的光的大半部分緩慢折射而一邊與中心軸C逐漸接近一邊傳播，并在與傳感器相距較遠(yuǎn)的地點(diǎn)到達(dá)中心軸C。傳播到與中心軸C接近的位置上的第一檢測(cè)光在工件Wf上反射產(chǎn)生的反射光，一邊與中心軸C逐漸遠(yuǎn)離一邊傳播而進(jìn)入受光透鏡3B，并導(dǎo)入到受光元件2。
[0062]另一方面，導(dǎo)入到投光透鏡3A的里側(cè)的突出部31上的光，因其傾斜面32發(fā)揮棱鏡的功能而大幅折射后進(jìn)入透鏡主體30，并導(dǎo)入到凸?fàn)畹那氨砻?。其結(jié)果，從與前表面的突出部31相對(duì)應(yīng)的帶區(qū)域，出射以比周?chē)蟮慕嵌日凵涞墓狻Ｔ摴馐窃诒饶軌蚪邮艿谝粰z測(cè)光的范圍位于更前方的位置上與中心軸C或受光側(cè)的光路交叉的第二檢測(cè)光。
[0063]在受光透鏡3B中，也通過(guò)同樣的功能，將在比能夠利用第一檢測(cè)光來(lái)檢測(cè)的范圍位于更前方的工件Wn上反出射的第二檢測(cè)光，從透鏡主體30經(jīng)由突出部31導(dǎo)入至受光元件2。
[0064]如上所述，本實(shí)施例的投光透鏡3A及受光透鏡3B是在具有聚光功能的透鏡主體30的一部分附加了發(fā)散功能的結(jié)構(gòu)。即，利用這些透鏡3A、3B、投光元件I及受光元件2，設(shè)定了一并具有聚光光學(xué)系統(tǒng)和發(fā)散光學(xué)系統(tǒng)這雙方的要素的混合式光學(xué)系統(tǒng)。
[0065]在該光學(xué)系統(tǒng)中，能夠利用從一個(gè)投光元件I出射的光來(lái)產(chǎn)生兩種的檢測(cè)光，并且能夠接受各檢測(cè)光的反射光。
[0066]由于各透鏡主體30的主要部分是聚光透鏡，因而能夠通過(guò)以足夠的強(qiáng)度會(huì)聚第一檢測(cè)光來(lái)使遠(yuǎn)距離檢測(cè)變得穩(wěn)定。[0067]具有使光發(fā)散的功能的部位的比例雖小，但通過(guò)對(duì)里側(cè)的突出部31的傾斜角度或前表面的曲率等進(jìn)行調(diào)整，能夠如后述那樣使第二檢測(cè)光發(fā)散到僅利用第一檢測(cè)光檢測(cè)時(shí)是盲區(qū)的傳感器附近的區(qū)域。從而，還能夠確保近距離的檢測(cè)精度。
[0068]下面，詳細(xì)說(shuō)明圖1所示的光學(xué)系統(tǒng)的具體化的實(shí)施例。
[0069]圖2是示出了光學(xué)系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)(透鏡保持架4內(nèi)的結(jié)構(gòu))的立體圖，圖3是示出了在該光學(xué)系統(tǒng)中使用的透鏡構(gòu)件3的背面?zhèn)鹊慕Y(jié)構(gòu)的立體圖。進(jìn)而，在圖4中并排示出了該透鏡構(gòu)件3的主視圖(I)、后視圖(2 )及側(cè)視圖(3 )。
[0070]在圖2中，附圖標(biāo)記10是包含投光元件I的組件，20是包含受光元件2的組件。此外，用于收容受光元件2的組件20可以是內(nèi)置有用于對(duì)受光量信號(hào)進(jìn)行處理的電路的光電集成電路(1C)。
[0071]各組件10、20被支撐在電路基板5上，并且與電路基板5電連接。另外，在圖2的例子中，透鏡保持架4的周壁稍微延長(zhǎng)，并在該延長(zhǎng)部分以一體方式設(shè)有用于保護(hù)組件10、20的保護(hù)保持架6。電路基板5被支撐在透鏡保持架4的背面?zhèn)鹊拈_(kāi)口端面和未圖示的基板保持架之間，由此基板5上的組件10、20定位在保護(hù)保持架6內(nèi)。
[0072]本實(shí)施例的透鏡構(gòu)件3是將投光透鏡3A和受光透鏡3B利用在它們的兩側(cè)緣延伸的一對(duì)連接部33、34來(lái)連接而成的結(jié)構(gòu)。將投光透鏡3A和受光透鏡3B，利用各連接部33、34以隔著一些間隙36相向的狀態(tài)連接。該間隙36發(fā)揮用于插入壁部40的孔部的功能。另外，在一個(gè)連接部33的中央部形成有向外側(cè)突出的突片35。
[0073]上述結(jié)構(gòu)的透鏡構(gòu)件3被支撐在從透鏡保持架4的前表面的開(kāi)口端緣起稍微進(jìn)入到內(nèi)部的位置。各連接部33、34被支撐在設(shè)在透鏡保持架4的內(nèi)壁上的階梯部上。另外，與形成有突片35的連接部33相對(duì)應(yīng)的階梯部上，連續(xù)形成有用于插入突片35的凹部。通過(guò)該凹部和突片35之間的扣合以及向插入孔36中貫通壁部40，來(lái)將透鏡構(gòu)件3定位于透鏡保持架4上。
[0074]此外，在圖2中雖未示出，但如后述那樣，在透鏡保持架4的前表面的開(kāi)口端緣安裝有具有透光性的罩7。該罩7用于防止塵埃附著到透鏡構(gòu)件3及透鏡保持架4的內(nèi)部，但也可以將具有一些曲率的透鏡構(gòu)件作為罩來(lái)調(diào)整各檢測(cè)光的光路。
[0075]另外，根據(jù)圖3的立體圖及圖4的(3)部分的側(cè)視圖，在本實(shí)施例的透鏡構(gòu)件3中，在突出部31的傾斜面32中，通過(guò)切削中心軸C側(cè)的端部(最厚的部位)來(lái)顯出了平坦面，但也可以與圖1的例子同樣地，將突出部31的背面整體形成為傾斜面。另外，傾斜面32的傾斜的變化并不限定于直線狀，也可以使曲面狀發(fā)生變化。
[0076]在圖4的(2)部分的后視圖中，用附圖標(biāo)記DL表示各透鏡3A、3B的具有使光發(fā)散的功能的部位，其兩側(cè)的出射會(huì)聚的光的部位分別由附圖標(biāo)記CL1、CL2來(lái)表示。下面，為了方便說(shuō)明，將DL稱(chēng)為發(fā)散透鏡，將CL1、CL2稱(chēng)為聚光透鏡。
[0077]如該圖4的(2)部分所示，在本實(shí)施例的透鏡3A、3B中，在透鏡主體30的寬度一側(cè)的寬度的中心部設(shè)有寬度窄的發(fā)散透鏡DL(突出部31及在透鏡主體30內(nèi)在厚度方向上與突出部31連接的部分)，夾著該發(fā)散透鏡DL設(shè)有面積大的聚光透鏡CL1、CL2。根據(jù)該結(jié)構(gòu)的投光透鏡3A，能夠從各聚光透鏡CU、CL2以足夠的強(qiáng)度出射第一檢測(cè)光，因而能夠確保遠(yuǎn)距離的檢測(cè)精度。另外，能夠從透鏡主體30的前表面中的向前方最凸出的中心部的帶區(qū)域出射發(fā)散光，因而即使是小的區(qū)域也能夠確保足夠的發(fā)散功能，從而還能夠確保第二檢測(cè)光的檢測(cè)精度。
[0078]圖5是示意性示出了上述結(jié)構(gòu)的光學(xué)系統(tǒng)中的各檢測(cè)光的光路和根據(jù)這些光路來(lái)設(shè)定的檢測(cè)區(qū)域之間的關(guān)系的圖。具體地，用單點(diǎn)劃線表示聚光透鏡CU、CL2的第一檢測(cè)光，用雙點(diǎn)劃線表示該第一檢測(cè)光的反射光，另一方面，分別用不同的填充圖案來(lái)表示發(fā)散透鏡DL的第二檢測(cè)光和該第二檢測(cè)光的反射光。
[0079]另外，在圖5中，僅用外側(cè)的輪廓線示出了透鏡保持架4內(nèi)的透鏡構(gòu)件3。如用該輪廓線明確表示那樣，投光透鏡3A及受光透鏡3B的各傾斜面32分別定位在與投光元件I及受光元件2的光路的寬度整體相對(duì)應(yīng)的范圍內(nèi)。
[0080]根據(jù)圖5,投光透鏡3A內(nèi)的聚光透鏡CLl、CL2的第一檢測(cè)光,會(huì)聚在以光學(xué)系統(tǒng)的中心軸C上的a點(diǎn)為中心的范圍內(nèi)。該第一檢測(cè)光的傳播范圍(用單點(diǎn)劃線表示的范圍)和能夠經(jīng)由受光透鏡3B內(nèi)的聚光透鏡CL1、CL2接受的光所傳播的范圍(用雙點(diǎn)劃線表示的范圍)重疊的區(qū)域Rl (用斜線圖案表示)，成為用第一檢測(cè)光進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)區(qū)域。
[0081]下面，將該檢測(cè)區(qū)域Rl稱(chēng)為第一檢測(cè)區(qū)域R1，將在該第一檢測(cè)區(qū)域Rl的前方與中心軸C相交的點(diǎn)稱(chēng)為b點(diǎn)。
[0082]來(lái)自投光透鏡3A內(nèi)的發(fā)散透鏡DL的第二檢測(cè)光向從前表面的帶狀凸面朝向中心軸C的方向大幅折射。在圖5的例子中，以使該第二檢測(cè)光的光束在第一檢測(cè)區(qū)域Rl的前方位置與中心軸C及受光透鏡3B的光路交叉的方式，對(duì)突出部31的傾斜角度及透鏡主體30的前表面的曲率進(jìn)行調(diào)整。受光透鏡3B也具有與投光透鏡3A同樣的結(jié)構(gòu)，因而經(jīng)由受光透鏡3B側(cè)的發(fā)散透鏡DL向受光元件2導(dǎo)入的反射光的范圍，也在第一檢測(cè)區(qū)域Rl的前方位置與中心軸C交叉。
[0083]在圖5中，將第二檢測(cè)光的傳播范圍(用虛線圖案表示)和能夠由受光透鏡3B內(nèi)的發(fā)散透鏡DL接受的光所傳播的范圍(用網(wǎng)點(diǎn)圖案表示)相重疊的區(qū)域R2的邊界線，用極粗的線表示。該區(qū)域R2成為用第二檢測(cè)光進(jìn)行檢測(cè)的檢測(cè)區(qū)域。下面，將該檢測(cè)區(qū)域R2稱(chēng)為第二檢測(cè)區(qū)域R2。
[0084]第二檢測(cè)區(qū)域R2從與傳感器接近的位置起擴(kuò)散而與第一檢測(cè)區(qū)域Rl相連，因而能夠在將雙方的檢測(cè)區(qū)域R1、R2合起來(lái)的范圍內(nèi)，即從第二檢測(cè)區(qū)域R2的前端位置至第一檢測(cè)區(qū)域Rl的后端位置(在圖5中未示出)為止的范圍內(nèi)，檢測(cè)物體。
[0085]能夠用兩個(gè)檢測(cè)區(qū)域Rl、R2保證的檢測(cè)距離根據(jù)條件而發(fā)生各種變動(dòng)，但作為一個(gè)例子，在第一檢測(cè)光在從傳感器相距約40mm的位置會(huì)聚的情況下，在到與傳感器相距70?80_的范圍為止，能夠進(jìn)行穩(wěn)定的檢測(cè)。另外，在從與傳感器接近的位置到第一檢測(cè)光的聚光點(diǎn)為止的范圍，也能夠進(jìn)行穩(wěn)定的檢測(cè)。
[0086]另一方面，對(duì)于放置在從傳感器相距IOOmm以上的位置上的工件，不能得到“是物體”的檢測(cè)結(jié)果。
[0087]此外，根據(jù)圖5，第二檢測(cè)光的傳播范圍，在第一檢測(cè)區(qū)域Rl的前方的位置上，與經(jīng)由受光透鏡3B內(nèi)的聚光透鏡CU、CL2接受的光的范圍(雙點(diǎn)劃線)相交叉，因而能夠在該雙點(diǎn)劃線的范圍和第二檢測(cè)光的傳播范圍相交叉的區(qū)域內(nèi)檢測(cè)物體。從而，即使對(duì)受光透鏡3B不設(shè)定發(fā)散功能而僅用聚光功能，若是大到某一程度的工件，也能夠進(jìn)行第一檢測(cè)區(qū)域Rl的前方的檢測(cè)。
[0088]然而，若在受光透鏡3B內(nèi)設(shè)置發(fā)散透鏡DL，則能夠在傳感器附近的寬的范圍內(nèi)進(jìn)行穩(wěn)定的檢測(cè)。另外，能夠確保在傳感器附近中的尤其是中心軸C附近的檢測(cè)的精度，因而即使是微小的物體，也能夠進(jìn)行穩(wěn)定的檢測(cè)。
[0089]接著，在圖6中示出了一并具有聚光光學(xué)系統(tǒng)和發(fā)散光學(xué)系統(tǒng)的功能的光學(xué)系統(tǒng)的其他例子，作為上述實(shí)施例的比較例。
[0090]在該例子中，使用在主體的里側(cè)以一列形成有多個(gè)凹部301的結(jié)構(gòu)的透鏡300A、300B。各凹部301形成為沿透鏡主體的厚度方向的一個(gè)表面傾斜的形狀。
[0091]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在投光透鏡300A中，使從投光元件I導(dǎo)入至凹部301的光通過(guò)該傾斜面折射至中心軸C的一側(cè)。另外，在受光透鏡300B中，也使從圖中的傾斜下方進(jìn)入透鏡主體而到達(dá)了凹部301的傾斜面的光折射而導(dǎo)入至受光元件2的一側(cè)。從而，通過(guò)與凹部301的陣列在厚度方向上連接的部位和凹部301的陣列，能夠?qū)l(fā)射光出射至傳感器的附近。
[0092]但是，如圖6中的極粗的箭頭P所示，在該結(jié)構(gòu)的投光透鏡3A中，存在如下可能性，即，在微小的凹部301內(nèi)進(jìn)行了多重反射的光從與朝向中心軸C的方向不同的方向入射至透鏡主體等，因而向從假定為各檢測(cè)光的光路的范圍偏離的方向出射光的可能性。在受光透鏡3B中，也存在如下可能性，即，來(lái)自與假定為能夠受光的反射光光路的范圍不同的方向的光，在凹部301被反射等而導(dǎo)入至受光元件2的可能性。
[0093]這樣，若采用利用透鏡主體的里側(cè)的微小的凹部301的陣列來(lái)使光發(fā)散的結(jié)構(gòu)，則難以確保檢測(cè)精度。而且，為了使具有微小的凹部301的透鏡構(gòu)件成型需要復(fù)雜的金屬模，從而成本變高。
[0094]相對(duì)于此，在圖1至圖5所示的透鏡構(gòu)件3中，由于在透鏡主體30的里側(cè)沿著其徑向形成延伸為一連串的突出部31，因而能夠不需復(fù)雜的金屬模就能夠成型。另外，通過(guò)將傾斜面32形成在突出部31的大致整個(gè)區(qū)域，如圖5所示，能夠?qū)?lái)自投光元件I的光以及去向受光元件2的光擴(kuò)散的范圍整體區(qū)域設(shè)置傾斜面，因而不存在照射至傾斜面32和切削部分之間的邊界的角部等上的光向假定外的方向傳播的可能性。從而，能夠確保檢測(cè)精度。
[0095]此外，在上述的實(shí)施例中，在透鏡主體30的中央部?jī)H形成了一個(gè)突出部31，但突出部31的數(shù)目及形成位置并不限定于此。
[0096]在圖7中，將透鏡構(gòu)件3內(nèi)的一個(gè)透鏡(投光透鏡3A或受光透鏡3B)作為圖示的對(duì)象，示出了與突出部31的形成相關(guān)的變形例。
[0097]首先，圖7的(l_a)部分及圖7的(l_b)部分是與之前的圖1?圖4的實(shí)施例相符的結(jié)構(gòu)的透鏡的后視圖及側(cè)視圖。突出部31形成在透鏡主體30的寬度方向上的寬度的中央部，通過(guò)使厚度部分逐漸變化，來(lái)使里側(cè)32傾斜。這是突出部31的基本結(jié)構(gòu)。
[0098]圖7的(2)部分及(3)部分的例子，在保持了上述基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，增加了突出部的數(shù)目而成的。
[0099]在圖7的(2)部分的例子中，不是在透鏡主體30的中央部設(shè)置突出部，而是沿著透鏡主體30的各側(cè)緣配置了一對(duì)突出部31a、31b。在圖7 (3)的例子中，配置了與圖7的
(I)部分同樣的中央部的突出部31和在圖7的(2)部分示出的突出部31a、31b合計(jì)三個(gè)突出部。
[0100]并不限定于圖7的(2)部分及圖7的(3)部分的例子，在對(duì)聚光光學(xué)系統(tǒng)的檢測(cè)不帶來(lái)影響的范圍內(nèi)，通過(guò)增加突出部31的數(shù)目，能夠提高發(fā)散反射型的光學(xué)系統(tǒng)的第二檢測(cè)光的強(qiáng)度，從而能夠使近距離的檢測(cè)變得穩(wěn)定。
[0101]另外，在增加了突出部31的數(shù)目的情況下，如圖7的(4)部分所示，也可以將兩側(cè)的突出部31a、31b的剖面形狀設(shè)定為直角三角形，并將與該斜邊相對(duì)應(yīng)的面定位到外側(cè)并且使該面傾斜。這樣，在投光透鏡3A中，能夠?qū)⑼ㄟ^(guò)了各突出部31、31a、31b的傾斜面的光會(huì)聚到透鏡主體30的中心部后出射。另外，在受光透鏡3B中，也能夠使沿著與投光透鏡3A相反的路徑入射至透鏡主體30的中心部而到達(dá)至各突出部31、31a、31b的傾斜面的反射光，會(huì)聚到受光元件2上。
[0102]對(duì)上面記述的第一實(shí)施例的優(yōu)點(diǎn)進(jìn)行總結(jié)。
[0103]在本第一實(shí)施例中，由于使用在里側(cè)具有突出部31的透鏡構(gòu)件3，因而能夠?qū)⑼豆馔哥R3A及受光透鏡3B的透鏡主體30的大小保持在與以往相同的大小。另外，由于突出部31具有能夠進(jìn)入透鏡保持架4的導(dǎo)光路43A、43B內(nèi)的大小，能夠不需變更透鏡保持架4的結(jié)構(gòu)及大小。
[0104]從而，能夠?qū)⒐鈱W(xué)系統(tǒng)的大小保持在與以下相同的程度。另一方面，能夠利用兩種檢測(cè)光來(lái)實(shí)施遠(yuǎn)距離的檢測(cè)及近距離的檢測(cè)這雙方，因而與以下的限定反射型傳感器及擴(kuò)散反射型傳感器相比，能夠大幅提高檢測(cè)能力。
[0105]另外，由于上述的透鏡構(gòu)件3的成型容易，因而成本也不會(huì)上升。從而，能夠以預(yù)算的價(jià)格提供小型且提高了檢測(cè)能力的反射型光電傳感器。
[0106]接著，參照?qǐng)D8至圖11，說(shuō)明與如下的光學(xué)系統(tǒng)相關(guān)的四個(gè)實(shí)施例，該光學(xué)系統(tǒng)利用透鏡構(gòu)件3以外的單元來(lái)產(chǎn)生同樣的兩種檢測(cè)光。此外，任何例子的光學(xué)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)都與圖1同樣，因而通過(guò)對(duì)相對(duì)應(yīng)的部位標(biāo)注相同的附圖標(biāo)記，來(lái)省略說(shuō)明或簡(jiǎn)單地進(jìn)行說(shuō)明。在各圖中，單點(diǎn)劃線是第一檢測(cè)光及其反射光的光路，虛線是第二檢測(cè)光及其反射光的光路。另外，將位于與傳感器遠(yuǎn)離的位置的工件作為Wf，將位于與傳感器相近的位置的工件作為Wn。
[0107]圖8所示的實(shí)施例的光學(xué)系統(tǒng)，在安裝在透鏡保持架4的前表面上的罩7的里側(cè)，形成有一對(duì)突出部71、71。在圖8中與示出光學(xué)系統(tǒng)整體的結(jié)構(gòu)的圖(圖8的(I)部分)一起示出了罩7的后視圖(圖8的(2)部分)。
[0108]如圖8的(2)部分所示，各突出部71排列在罩7的寬度方向上的寬度的中心部。與之前的實(shí)施例的透鏡構(gòu)件3的突出部31同樣地，各突出部71的厚度隨著與另一個(gè)突出部71接近而增加，由此背面72成為傾斜面。
[0109]如罩7安裝到透鏡保持架4上，如圖8的(I)部分所示，處于如下?tīng)顟B(tài)，即，一個(gè)突出部71位于投光透鏡3A的前方，另一個(gè)突出部71位于受光透鏡3B的前方。
[0110]透鏡構(gòu)件3與之前的實(shí)施例同樣地，具有投光透鏡3A和受光透鏡3B連接而成的結(jié)構(gòu)，但對(duì)于本實(shí)施例的透鏡3A、3B使用一般的聚光透鏡。
[0111]從投光元件I出來(lái)后進(jìn)入了投光透鏡3A的光的大半部分緩慢折射而通過(guò)罩7，作為第一檢測(cè)光向遠(yuǎn)方出射。傳播到與中心軸C接近的位置上的第一檢測(cè)光在工件Wf上反射產(chǎn)生的反射光，一邊與中心軸C逐漸遠(yuǎn)離一邊傳播而通過(guò)罩7及受光透鏡3B，并導(dǎo)入至受光元件2。
[0112]通過(guò)了投光元件I及投光透鏡3A的光的一部分，照射至罩7的突出部71的傾斜面72，并因其棱鏡作用而被大幅折射，從而處于在傳感器附近的位置與中心軸C或受光側(cè)的光路相交叉的狀態(tài)。該光發(fā)揮第二檢測(cè)光的功能。
[0113]在位于傳感器附近的工件Wn上反出射的第二檢測(cè)光向不能向受光元件2導(dǎo)入的方向傳播，但進(jìn)入到罩7的突出部71的反射光在傾斜面72大幅折射而進(jìn)入受光透鏡3B，并導(dǎo)入至受光元件2。由此，能夠利用第二檢測(cè)光來(lái)對(duì)位于能夠利用第一檢測(cè)光檢測(cè)的范圍的前方的工件Wn進(jìn)行檢測(cè)。
[0114]圖9的實(shí)施例也使用具有突出部的罩7，但在該例中，在罩7的前表面?zhèn)刃纬捎幸粚?duì)突出部71a、71a。各突出部71a的厚度與圖8的例子相反地，隨著與另一個(gè)突出部71a接近而變小。從而，傾斜面72a的傾斜方向也與圖8的傾斜面72相反。
[0115]在上述結(jié)構(gòu)中，從投光元件I出來(lái)后進(jìn)入了投光透鏡3A的光的大半部分緩慢折射而通過(guò)罩7，并作為第一檢測(cè)光向遠(yuǎn)方出射。傳播到與中心軸C接近的位置上的第一檢測(cè)光在工件Wf上反射產(chǎn)生的反射光，一邊與中心軸C逐漸遠(yuǎn)離一邊傳播而通過(guò)罩7及受光透鏡3B，并導(dǎo)入至受光元件2。
[0116]從投光透鏡3A進(jìn)入至罩7的突出部71a的光在其傾斜面72a上被大幅折射，從而處于在與傳感器接近的位置上與中心軸C或受光側(cè)的光路相交叉的狀態(tài)。該光發(fā)揮第二檢測(cè)光的功能。
[0117]在位于傳感器附近的工件Wn上反射的第二檢測(cè)光向不能向受光元件2導(dǎo)入的方向傳播，但到達(dá)受光側(cè)的突出部71a上的反射光通過(guò)其傾斜面72a被大幅折射，從而經(jīng)由受光透鏡3B轉(zhuǎn)換為向受光元件2導(dǎo)入的光。由此，能夠利用第二檢測(cè)光來(lái)對(duì)位于能夠利用第一檢測(cè)光檢測(cè)的范圍的前方的工件Wn進(jìn)行檢測(cè)。
[0118]在圖10的實(shí)施例中，通過(guò)在透鏡保持架4內(nèi)的各導(dǎo)光路43A、43B分別設(shè)置鏡8A、8B，來(lái)確保第二檢測(cè)光的光路。各鏡8A、8B分別安裝在相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)光路43A、43B的周壁側(cè)的內(nèi)壁面，或以露出前表面的狀態(tài)嵌入在內(nèi)壁面。
[0119]本實(shí)施例的投光透鏡3A及受光透鏡3B也是通常的聚光透鏡。另外，在圖10中雖未示出，但安裝在透鏡保持架4的開(kāi)口端面上的罩7也采用不具有突出部的通常的方式。
[0120]進(jìn)入到投光透鏡3A的光的大半部分緩慢折射而作為與中心軸C逐漸接近的第一檢測(cè)光來(lái)出射，并在遠(yuǎn)方的地點(diǎn)會(huì)聚。但是，從投光元件I向?qū)Ч饴?3A的周壁出射的光在鏡8A進(jìn)行正反射而被大幅折射。由此，產(chǎn)生與最初的圖1的實(shí)施例的傾斜面32的效果同樣的效果，從而從透鏡3A處于大幅折射的光。該光發(fā)揮第二檢測(cè)光的功能。
[0121]傳播到與中心軸C接近的位置上的第一檢測(cè)光在工件Wf上反射產(chǎn)生的反射光，一邊與中心軸C逐漸遠(yuǎn)離一邊傳播而通過(guò)受光透鏡3B，并導(dǎo)入至受光元件2。在傳感器附近反射的第二檢測(cè)光通過(guò)受光透鏡3B而導(dǎo)入至導(dǎo)光路43B的周壁上的可能性高，但內(nèi)壁面的鏡8B能夠使該光向受光兀件2的一側(cè)反射而在受光兀件2上成像。
[0122]從而，在該結(jié)構(gòu)中，與在透鏡構(gòu)件3或罩7上設(shè)置突出部的結(jié)構(gòu)同樣地，產(chǎn)生第二檢測(cè)光，并且以高準(zhǔn)確度接受該第二檢測(cè)光的反射光，從而能夠與遠(yuǎn)距離的檢測(cè)一起進(jìn)行近距離的檢測(cè)。
[0123]圖11的實(shí)施例也與圖10的實(shí)施例同樣地，利用使從投光元件I向周壁出射的光向朝向投光透鏡3A的方向折射的光學(xué)構(gòu)件。在本實(shí)施例的投光側(cè)的導(dǎo)光路43A中，取代鏡8A而設(shè)置在前后具有開(kāi)口部91、92的光圈構(gòu)件9。該光圈構(gòu)件9通過(guò)限定光通路來(lái)使光會(huì)聚，因而能夠以一體方式設(shè)置在導(dǎo)光路43A的后端部的周壁的內(nèi)壁面上。[0124]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，在光圈構(gòu)件9中，將從投光元件I向透鏡保持架4的周壁傳播的光從背面?zhèn)鹊拈_(kāi)口部92接受而使該光會(huì)聚，并使會(huì)聚的光經(jīng)由前方的開(kāi)口部91向前方導(dǎo)入。通過(guò)該方式，使從與來(lái)自圖10的例的鏡8A的反射光同樣的方向傳播來(lái)的光入射至投光透鏡3A，并使該光在投光透鏡3A上大幅折射，從而能夠作為在傳感器附近的位置與中心軸C交叉的第二檢測(cè)光來(lái)出射。
[0125]在受光側(cè)的導(dǎo)光路43B上，在與圖10的例子同樣的位置上設(shè)置有鏡8B。因此，與圖10的例子同樣地，能夠使在傳感器附近的位置反射而經(jīng)由受光透鏡3B到達(dá)周壁側(cè)的內(nèi)壁面上的光，在鏡SB上反射而導(dǎo)入至受光元件2。
[0126]在圖10及圖11所示的實(shí)施例中，不變更聚光光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，而通過(guò)在透鏡保持架4上附加簡(jiǎn)單的光學(xué)構(gòu)件，來(lái)確保近距離檢測(cè)用的第二檢測(cè)光的光路。任何光學(xué)構(gòu)件均設(shè)置在透鏡保持架4的內(nèi)部，因而能夠?qū)⑼哥R保持架4保持為以往的大小。另外，均是簡(jiǎn)單結(jié)構(gòu)的構(gòu)件，因而不存在成本大幅上升的可能性。
[0127]因此，在圖10及圖11的實(shí)施例中，能夠以預(yù)算的價(jià)格提供小型且提高了檢測(cè)能力的反射型光電傳感器。
[0128]此外，在圖10及圖11的實(shí)施例中，在第二檢測(cè)光不向?qū)Ч饴?3B的周壁部傳播而經(jīng)由受光透鏡3B入射至受光元件2的反射光的比例高的情況下，也可以不在導(dǎo)光路43B上配設(shè)鏡8B。另外，在圖8及圖9所示的實(shí)施例中也同樣地，也可以?xún)H在與罩7的投光側(cè)相對(duì)應(yīng)的部位安裝突出部71或71a。
[0129]在任何實(shí)施例中，只要以提高近距離的檢測(cè)精度的目的，采用與擴(kuò)散光學(xué)系統(tǒng)相關(guān)的受光側(cè)的功能即可。
[0130]附圖標(biāo)記的説明
[0131]1:投光元件
[0132]2:受光元件
[0133]3:透鏡構(gòu)件
[0134]3A:投光透鏡
[0135]3B:受光透鏡
[0136]4:透鏡保持架
[0137]7:罩
[0138]30:透鏡主體
[0139]31、71、71a:突出部
[0140]32、72、72a:傾斜面
[0141]8A、8B:鏡
[0142]9:光圈構(gòu)件
【權(quán)利要求】
1.一種反射型光電傳感器，設(shè)置有投光元件、受光元件、安裝在透鏡保持架上的投光透鏡及受光透鏡，這些元件具有以下關(guān)系，即，從投光元件經(jīng)由投光透鏡出射的光被反射而產(chǎn)生的反射光的一部分，經(jīng)由受光透鏡導(dǎo)入至受光元件，所述反射型光電傳感器的特征在于， 利用所述投光元件及投光透鏡，來(lái)出射在與投光透鏡相距規(guī)定距離的位置會(huì)聚的第一檢測(cè)光，并且該聚光位置前后的規(guī)定范圍內(nèi)的第一檢測(cè)光的光路與進(jìn)入所述受光透鏡的光的光路相交叉； 將所述投光元件作為光源來(lái)產(chǎn)生第二檢測(cè)光的單元，安裝在所述透鏡保持架上或者配置為透鏡保持架的一部分，所述第二檢測(cè)光，在比進(jìn)入所述受光透鏡的光的光路與所述第一檢測(cè)光相交叉的范圍靠前方的位置，與進(jìn)入該受光透鏡的光的光路相交叉。
2.如權(quán)利要求1所述的反射型光電傳感器，其特征在于， 所述投光透鏡具有聚光透鏡的透鏡主體以及從該透鏡主體的里側(cè)的一部分突出的投光側(cè)突出部； 所述投光側(cè)突出部包括沿所述投光透鏡和受光透鏡的排列方向傾斜的傾斜面，該投光側(cè)突出部及與其相連的透鏡主體的一部分發(fā)揮產(chǎn)生所述第二檢測(cè)光的單元的功能。
3.如權(quán)利要求2所述的反射型光電傳感器，其特征在于， 所述受光透鏡具有聚光透鏡的透鏡主體以及從該透鏡主體的里側(cè)的一部分突出的受光側(cè)突出部； 所述受光側(cè)突出部包括沿所述投光透鏡和受光透鏡的排列方向傾斜的傾斜面，該受光側(cè)突出部及與其相連的透鏡主體的一部分發(fā)揮將進(jìn)入到所述受光透鏡中的第二檢測(cè)光的反射光導(dǎo)入至受光元件的單元的功能。
4.如權(quán)利要求1所述的反射型光電傳感器，其特征在于， 所述投光透鏡及受光透鏡是聚光透鏡； 在所述透鏡保持架的前端部安裝有罩體，該罩體具有從與投光透鏡的一部分相向的部位突出的投光側(cè)突出部； 所述投光側(cè)突出部包括沿所述投光透鏡和受光透鏡的排列方向傾斜的傾斜面，該投光側(cè)突出部及與其相連的罩體的一部分發(fā)揮產(chǎn)生所述第二檢測(cè)光的單元的功能。
5.如權(quán)利要求4所述的反射型光電傳感器，其特征在于， 所述罩體還包括從與所述受光透鏡的一部分相向的部位突出的受光側(cè)突出部，并且，受光側(cè)突出部包括沿所述投光透鏡和受光透鏡的排列方向傾斜的傾斜面； 所述受光側(cè)突出部及與其相連的罩體的一部分發(fā)揮使進(jìn)入到所述罩體中的第二檢測(cè)光的反射光的光路經(jīng)由受光透鏡而變更為朝向受光元件的方向的單元的功能。
6.如權(quán)利要求2或4所述的反射型光電傳感器，其特征在于， 所述投光側(cè)突出部是寬度窄的透鏡體，其將所述傾斜面的傾斜方向作為長(zhǎng)度方向， 對(duì)投光透鏡設(shè)有至少一個(gè)所述投光側(cè)突出部。
7.如權(quán)利要求3或5所述的反射型光電傳感器，其特征在于， 所述投光側(cè)突出部及受光側(cè)突出部是寬度窄的透鏡體，它們將所述傾斜面的傾斜方向作為長(zhǎng)度方向， 對(duì)投光透鏡及受光透鏡分別設(shè)有至少一個(gè)所述投光側(cè)突出部及所述受光側(cè)突出部。
8.如權(quán)利要求1所述的反射型光電傳感器，其特征在于，所述投光透鏡及受光透鏡是聚光透鏡； 在所述透鏡保持架的投光元件一側(cè)的內(nèi)壁面上設(shè)有光學(xué)構(gòu)件，該光學(xué)構(gòu)件用于使從所述投光兀件射向內(nèi)壁面的光向朝向投光透鏡的方向折射，所述光學(xué)構(gòu)件及所述投光透鏡中的接受由該光學(xué)構(gòu)件折射的光的部分發(fā)揮產(chǎn)生所述第二檢測(cè)光的單元的功能。
9.如權(quán)利要求8所述的反射型光電傳感器，其特征在于， 在所述透鏡保持架的受光元件一側(cè)的內(nèi)壁面上設(shè)有第二光學(xué)構(gòu)件，該第二光學(xué)構(gòu)件用于將進(jìn)入到所述受光透鏡 后射向受光元件一側(cè)的內(nèi)壁面的光導(dǎo)入至受光元件。
【文檔編號(hào)】G02B13/00GK103620799SQ201380001777
【公開(kāi)日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年1月10日 優(yōu)先權(quán)日:2012年3月15日
【發(fā)明者】丸本雄基, 奧濃基晴 申請(qǐng)人:歐姆龍株式會(huì)社