JPS60186710A - 光電装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、赤外線等の光を投射し、その反射光を検出し
て物体を検出するための光電装置に関する。

（従来技術） 光電装置は、一般的に投光部とその投光部からの投射光
の被検出物体での反射光を受光する受光部とで構成され
、反射光がその受光部内の受光素子に受光されたか否か
によって被検出物体の台無を検出している。

このような光電装置では、受光素子に反射光が受光され
たか否かのみの検出を行うために、その受光素子の位置
に高精度は要求されない。

ところが、受光素子を位置検出用受光素子（例えばＰｓ
’Ｄ）として、その位置検出用受光素子のどの位置に反
射光が受光されたかによって、被検出物体までの距離を
三角側ｍ的に検出する光電装置においては、その位置検
出用受光素子と投光素子との隣接距離積度が非常に重要
となる。

このために、光電装置内に上記位置検出用受光素子を組
み込んだ後に、その位置を１ＩｌＩｉ！整して、上記隣
接距離を正確な距離にする必要がある。

（発明の目的） 本発明は斯かる点に鑑みて成されたもので、その１」的
は、受光素子の位置を調整できるようにした光電装置を
提供することである。

（発明の構成） このために本発明は、内部に投光素子を有する投光部と
、内部に受光素子を有する受光部で成り、」二記投光部
からの投射光の被検出物体での反射光を上記受光部で受
光して該被検出物体を検出する光電装置において、上記
受光部内の上記受光素イの位置を調整する位置調整機構
を設けたものである。

（実施例） 以下、本発明の光電装置の実施例を図を参照して説明す
る。本実施例の光電装置は、第１図に示すように、本体
ケース１の内側１ａに光学ユニットその他が設けられ、
それらを覆うように一ト蓋２が閉しられる（第４図、第
５図）構成である。そして、本体ケース１の正面１ｂに
は、その中心部分に赤外線式の投光部Ａが、またその投
光部Ａの両側に同一距離だけ離れて受光部Ｂ、Ｂ’が設
けられている。そして、この投光部Ａ及び受光部Ｂ、Ｂ
′によって光学ユニットが構成されている。また、上記
した曲面１ｂに隣接する一力の側ｍｌ！　ｌ　ｃには、
検出能Ｍｌｔエリアを設定する距−１を設定部Ｃとその
設定した距離エリア内に被検出用の物体が入った際にそ
のことを表示する距離表示部りが設げられている。更に
、背面の角部分にはコート接続部Ｈが設けられている。

上記投光部Ａ及び受光部Ｂ、Ｂ’　は、その前向が、第
２図及び第３図に示すような防塵板３により覆われてい
る。この防塵板３ば、赤色透明部４７１等の透光部材で
構成されたインサート板３１と、そのインサート板３■
の前面及び背面を覆うよ・）にそのインサート板３１に
対して一体的に樹脂の２色成形により形成された遮＊；
（！ｉを自する例えは黒色の遮光部材３２により構成さ
れている。

即ち、インサート板３１は、受光部Ｂ′の防塵用の窓部
３１ａ、投光部Ａの防塵用の窓部３　ｌ　ｂ、受光部Ｂ
の防塵用の窓部３１　Ｃ，が、突出した形状で、段部を
有するスリット３１ｄ、３１ｄにより並び方向に分Ａｌ
ｔされて形成され、その各窓部３１ａ〜３１ｃの連結は
上下の連結部３］ｅ、３１ｅにより行われている。

一方、遮光部材３２は、イン−〇・−１−＆：３１の曲
面においては、窓部３１．　ａ〜３１ｃ、の各々を囲ん
でそれらを光学的に分離するよ・）に窓枠部３２ａとし
て形成され、また背面においては、０リング４を懸架す
るための鍔部３’２　ｂとして形成されている。この鍔
部３２ｂに形成された切欠部３２ｃは後記するレンズの
位置決め用である。また窓枠部３２ａの部分の内、スリ
ット３１ｄに埋設されて表裏間に連続する遮光部３２ｄ
の裏面には後記する遮光筒５の先端が嵌るための凹部３
２　ｅが形成されている。

従って、この防塵板３ば、窓部３］ａ〜３１ｃの；ｊ１
ノ而と窓枠部３２ａの前面との境界部分に段部等が無く
面一となっ′（偏平となるために、その前面に塵が付着
した場合でも窓）１１３分３１ａ〜３１ｃの各々の全て
の前面を布等で容易に清掃することができる。また、窓
部分３１ａ〜３１ｃは相互の隣接部分が遮光部材３２の
遮光部３２　ｄによ一２°（分離されているので、窓部
分ζ（Ｉ　ａ　−３１ｃ、の相互間において光の廻り込
み現象は起らない。史に、インサート板３１に対する遮
光部伺３２の　体化は、インサート板３１の表裏両側に
まで誌光部伺３２の樹脂を回し込む一体成形であるので
、両Ｈの結合は完全なものとなり、分ト１１ｔのＢ１れ
はない。

上記した遮光筒５は、受光部Ｂ′用の筒部（図示せず）
、投光部Ａ用のｆ１？ｉ部５１）、：゛Ｊ：光部１３川
の筒部５ｃを具備し、各筒部を分Ｘ＋＋する隔壁５　（
Ｉ　ｏ’１先端部分か」二記し７たように防Ｊｌρ扱３
の遮光部＋４３２の四部３２ｅに嵌合し、外周部分５ｅ
の先端が遮光部材３２の鍔部３２ｂの内側に嵌合してい
る。

このため、例えば筒部５ｂと筒部５ｃの間では、遮光部
材３２の凹部３２ｅと隔壁５ｄの先１＞Ａ１１との衝合
面が光通路となるが、その通路は曲折するので、光が通
過する恐れはない。

受光部Ｂ′用のす１？７部内には受光用の集光レンズが
、投光部Ａ用の筒部５ｂ内には投光用の集光レンズ６２
が、受光部Ｂ用の筒部５ｃ内には受光用の集光レンズ６
３が各々配置されている。集光レンズ６２の取り付けは
、第４図に示すように、そのＪ：　ｌ＝力方向形成され
た突起６２ａを防塵板３の遮光部材３２の切欠部３２ｃ
に嵌め込み、遮光筒５の上４に部５ｈと下板部５１の先
端を押し当てて行う。他の集光レンズについても同様で
ある。

そして、投光部Ｂの筒部５ｂの奥部分には、絞り７を介
して投光素子（発光ダイオード）８が取り付けられてい
る（第４図）。

また、受光部Ｂの筒ｊｌ：１ｉ５ｃの奥にば、上片５ｆ
＋　、下片５ｆ２、及び突起５ｆ３によってガイド部５
ｆが形成され、このガイドＨ）＋５ｒにホルダ９２がガ
イドされている。９２ａば突起５ｆ３に嵌合する凹部で
ある。そして、このホルダ９２内に位置検出用受光素子
（ＰＳＤ）１（＋２が接着剤等によってＭｌ定・保持さ
れている。１１は手心・要な波長領域をカットするため
のフィルタである（第５図）。

この位置検出用受光素子１０２は、横長の受光部１０２
ａを有し、被検出物体からの反射ビームがその受光４１
≦１０２ａの長手方向のどの位置で受光されたかによっ
て出力電流を変化するよう構成されている。１０２ｂは
バイアス端−Ｙ、１０２　＜：と１０２ｄは出力端子で
ある。

この位置検出用受光素子１０２の部分では、そのボルダ
９２が矢印Ｘ方向に移動ｉｉＪ能に設けられ、これによ
って位置検出用受光素子１０２自体が長手方向に移動ｒ
＝Ｊ能となって、その１４手力方向（ｉ７　ｉｉ＋１’
。

調整が可能となっている。即ち、’ｊ’ｉｌ’ｌ　Ｆｉ
ｌ　、５　ｃの川のガイ１部５ｒの−に１片５［１には
ｉＬ　５ｇが形成されまたホルダ９２にも長溝９２１）
か形成され−とい？）。

そして、本体１２２ａが孔５ｇに、ビンｌ　２２　ｂが
長溝９２ｂ内に入るように、偏心量１２２か装着されて
いる。１２２ｃはドライバ用の溝ごある。

なお、ビン１２２　ｂの本体１２２ａの軸心からの偏心
量はしてある（第７図、第）（図）。

従って、溝１２２ｃにト“ライムを当てて偏心量１２２
を回転すると、ビン１２２ｂが長溝！１２１）内を移動
するために、ボルダ９２の全体がガイ１一部５ｒ□）Ｌ
片５ｆ＋　、Ｆ片５ｒ２、及び突起５「（にガイドされ
て、矢印Ｘツノ向に１１４人２Ｌのｔ？ｌ！ｌ１ｊｌｔ
だけ移動する。このため、位置検出用受光素子１０２も
同様に移動するので、その位置をｍ整することができる
。

この点を第９図を参照してもう少し詳細に説明すると、
偏心量１２２を仮に矢印α方向に回転すると、力Ｅがホ
ルダ９２に加わると同時に偏心量１２２を押さえる力Ｆ
が加わる。この場合、ホルダ９２の下面９２ｃを突当面
とすると、その下面９２Ｃを中心としてモーメントＭが
加わり、本来左右に動かなければならないボルダ９２が
、その下面９２　ｃを中心とした動きとなる。このとき
−ト面９２　Ｃの点でばかなり大きなステックスリップ
現象を起すので、左右調整は困難となる。これを防止す
るためには、偏心量１２２の力Ｅの作用する面に力Ｆの
突当面をもってくれば良いことなになる。

本実施例では、スペースの点から上記問題の解決が困難
なため、可能な限り力Ｆを受ける突当て而を偏心ｔ３＝
　１２２の力Ｅの作用する面に近づけるために、ボルダ
９２に凹ｆｆＨ９２ａを設げると共にガイド部５ｒに突
起５ｆｉを設け、両者の嵌合面Ｇで受けるようにした。

これにより、突当ｉ／＋ｉを１−而９２　Ｃ，とじた場
合に比べてかなり改善される。

なお、ここでは一方の受光（ｊｉ　Ｂについて説明しま
たが他方の受光部Ｂ′の位置検出用受光素イ１０１、ホ
ルダ９１、偏心量１２１についても全体が対称的になっ
ている点を除けは全く同一構造である。

以上のようにして構成される投光部Ａ、受光ｆｊ（４Ｂ
、Ｂ’　は、遮光筒５に対して一体的に１１１１１１の
光学ユニットとして設けられ、本体グースト＼のＩｆｆ
り付けば、その本体ケースｌの１（＋１ｂ側に形成され
た開口部１ｄに対してＯリング４によって９．ガ侑・水
密構造で取り付けられる。即ち、防塵板；）の遮光部材
３２の鍔部３２ｂの外面にＯＩＪンク４を懸架して、開
１」部１ｄの前部分に形成された段部１ｄ＋　にその０
リング４が嵌合するように嵌め込むと、第１図、第４図
、第５図等に示すように、光学ユニット全体が本体ケー
ス１に対して緩衝・水密構造で取りｆ］けられる。特に
、この取付構造では、本体ケース１に外力が加わった場
合でも、その夕）力ばＯリング４によって吸１１ソされ
るために、光学ユニット自体に加わる力はｔｕｆ・ト■
され、その光学ユニットに対する恋影響を回避すること
がＣきる。

−に記Ｏリング４とし７てシ；シ、それら嵌め込まれる
防塵板３の鍔部３２　ｂの外形に類似のほぼ振力形に成
型時に形作られたものが使用されろ。円形の０リングを
用いると組立作！Ｊ竹が悪くなるばかりでなく、防塵板
：３の角ｉｉＨによってそのＯリングに力がかかり、そ
の０リングが局部的に伸びて、防水がＭｅ実でなくなる
が、−）二記のようにほぼ置方形に作られた０リング４
を使用することによってこのような欠点は防止される。

検出距削エリアを設定する距離設定部Ｃ及びその設定し
たエリア内に被検出物体が入ったことを表示する距離表
示部ｒ）は、本体ケースＩの側面１ｃに形成された開「
１部１ｅに設りられている（第１図、第６図）。１３は
プリント配線板であり、この部分に距離設定用の可変抵
抗１４及び距離表示用の表示用光源（発光ダイオード）
１５が数句られており、その可変抵抗１４の回転操作部
１４ａに対して、摘み１６が連結板１７を介して取り付
けられている。

そして、プリント配線板１３は透明部材で成る表示本体
１８の２　（１１ｉ１の突起１８ａ、ｌ　Ｂ　ｂ　Ｌ’
Ｃ対して位置決めされ、その一方の突起１８ｂの溶着に
より、１ｉ’ｌ定されている。この表示本体１８は、係
合突起Ｌ８ｃ、１８ｄによって、本体ケース１の開１１
部ｌｅ内に係合され、引き抜のが防止されている。１８
ｅはレンズ部として広い軛囲から見えるように突出した
形状に＋＋’ｌＹ成した表示窓であり、その表′ｒＩｌ
はアラシ仕上げされている。

−Ｆ記摘み１６はこの表示本体１８に形成された四部１
８「内に防水用のＯリングＩ９を介して取り付けられて
いる。また表示本体１８の前面部分も、本体ケース１の
開口部ｌｅの開口面の段部ＩＬ３１に対して０リング２
０を介在させて水密構造となっている。

２１ば銘板であり、本体ケース１の段部１．ｅｙと表示
本体１８の前面に両面テープにより貼すイ・］レノられ
ている。２２ばリング状のシー１−であり、銘板２１と
摘み１６との間に介在させて、その銘板２１と摘み１６
が接着しないようにている。よって、＋ｆｉｆｉみ】６
ばその回転に支障は起らない。

従って、この距離設定部Ｃ及び距離表示部りにおいでは
、それらが表示本体１８に組み込まれて１個の表示ブロ
ックとして一体化されているので、その表示ブロックを
竿体とした検査が可能となるばかりでなく、組立の簡素
化や本体ケースｌに絹み込む際の位置調整（特にプリン
ト配線板１３上の可変＋１（抗と摘み１６の間の位置調
整、プリント配線板１３上の表示用光源１５と窓１８ｅ
との間の位置調整等）が不要となる。

第１０図は被検出物体Ｑを検出する光学系を原理的に小
才もので、集光レンズ６２に対する集光レンズ６Ｉ、６
３の離間圧ｑ＋ｔは同一の７１！ｏとなっζおり、集光
レンズ６１．６３と位置検出用受光素子１０１．１０２
との各々の離間圧あ１ｔばｆとなっている。なお、位置
検出用受光素子１０１は半導体装置検出素子（Ｐｏｓｉ
ｔｉｏｎ　Ｓｅｎ５１ｇ　ｒｌｅｖｉｃｅ　：ＰＳＩ）
）として知られているものが用いられており、出力端子
１０１ｃ、１０１ｄにはスボ、ノド光ｒ′と電極１０１
ｅ、１０１ｆまでの１ｌｌｌｉ離に反比例した出力電流
が生じる。他力の位置検出用受光素子１０２についても
同様である。また、位置検出用受光素子１０１．１０２
は、集光レンズ６１．６３からの距離がいずれもβ１に
等しくなるようにする必要があるが、これは前記した偏
心鋲１２１．１２２０回転によるホルダ９１．９２の矢
印Ｘ方向の位置調整によって行う。

さて、投光素子８から赤外線を投光すると、その光は集
光レンズ６２によっである幅を持った光ビームＰとなっ
て被検出物体Ｑに投射され、そこテ反射された反射ビー
ムＲ，Ｒ’が集光レンズ６１．６３によって集光されて
各々位置検出用受光素子１０１１０２に入射する。

従って、この位置検出用受光素子１０１．１０２に生ず
る受光スボ７トｒ、ｒ’　の内のいずれか−゛方の位置
を検出することにより、三角測量的に被検出物体Ｑまで
の距離βを知ることができる。即ら、距％ｉｌ！βが短
ければ例えば一方の受光スポソ１−ｒは投光素子８側と
反対側（外側）に比較的偏って位置し、長ければ投光素
子８　（＋１１１　（内側）に比較的偏って位置する。

よって、その受光未了１０２の出力端子１０２ｃ、１０
２ｄの出力電流を比較ずれば、受光スポソｌ−ｒがどの
位置にあるかを知ることができる。そして、上記両方の
出力電流を比較した比較信号が距離ｌを示すことになる
。

従って、距離設定部Ｃの可変抵抗１４によって所定の距
離に対応した基準レベルを設定しておけば、上記比較信
号がその基準レベルを越えたか否かを検出することによ
り、被検出物体Ｑが設定した距離内にあるか否かを検出
することができる。

そして、その設定距離内にあるとき距離表示部りの表示
用光源■５を点灯させるようにすることができる。なお
、上記受光スポットｒが位置検出用受光素子１０２に受
光されるか否かにより、被検出物体の台無も検出するこ
とかできることば勿論である。

他方の位置検出用受光素子１０１についても仝く同様で
あり、よって一方のみで充分であり、両方の位置検出用
受光素子１０１．１０２は不要であると思われるが、こ
れば検出誤差を補正するために設けたものである。

即ち、投光素子８から発射した光は集光レンズ６２によ
って平行な光ビーム■）となるのであるが、その光ビー
ムＰにはある程度の幅があるために、その光ビームＰの
全部ではなく一部が被検出物体に投射された場合には、
その投射部分からの反射ビームの光スポットが位置検出
用受光素子に入るために、そこで検出誤差が生じる。つ
まり、第１Ｉ図に示すように、被検出物体Ｑ′が前記第
１０図の場合と同一の距離ｌにあるにも拘らず、光ビー
ムＰの一部のみがその被検出物体Ｑ′に投射されるため
に、位置検出用受光素子１０２の受光ｉ？１１の受光ス
ポソｌ−ｒの位置配分が第１０図の場合と異なり、出力
端子１０２ｃ、１　（＋　２　ｄからの出力電流を比較
した比較（ｉ号が第１０図の場合と異なって、誤差が生
じる。

そこで、２１１１ｒｌの位置検出用受光素子１０１と１
０２を投光素子８に対し゛ζ対称的に設けている。この
ようにすると、」＝記誤差が生じる場合には、両位ｉｉ
”Ｉ：検出用受光素子１０１．１０２の出力電流の比較
信号が１１いに反対方向に変化する。よって、駒位置検
出用受光素子■０１と１０２の内側の端子１０］ｃ、、
１０２ｃの出力を加算し、外側の端子１ｏｚｉ、ｔｏｚ
ａの出力を加算し、その両加算信号を比較することによ
り、誤差が相殺されて、正しい距１ｉｉＩＩ　ｎを示す
信号を得ることができる。

（発明の勿Ｊ果） 以上のように、本発明によれば、受光素イの位置を調整
することができるので、投光素子との間の離問罪Ｈ１を
適正な距離に高い精度で微調整することができ、特に距
Ａｌｔ測定ではその測定精度を向上することができる。

また、調整を偏心鋲の回転により行うようにすれば、そ
の調整作業も簡ｒＢとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実ｋｍ例の光電装置の蓋を外した状
態の上面図、第２図は防塵板の斜視図、第３図は同防塵
板の島手方向の断面図、第４図は第１図におけるａ−ｄ
線に沿った断面図、第５し１はｂ−ｂ線に沿った断面図
、第６図は（１−ｄ線に沿った断面図、第７図は第６図
におりるｅ−ｄ線に沿った断面図、第８図は位置検出用
受光素子のボルダのガイド部の平面図、第９図は偏心鋲
による位置調整の説明図、第１０図及び第１１図は化１
ｉ１１１測定の説明用の光学図である。 Ａ・・・投光部、Ｂ、Ｂ’　・・・受光部、Ｃ・・・距
−１１設定部、Ｄ・・・距離表示部、Ｈ・・・コーＩ接
続部、１・・・本体ケース、２・・・蓋、３・・・防塵
板、３Ｉ・・・インサート板、３２・・・遮光部材、４
・・・０リング、５・・・遮光筒、６１．６２．６３・
・・集光レンズ、７・・・絞り、８・・・投光素子、９
１．９２・・・ボルダ、１０１１１０２・・・位置検出
用受光素イ、ＩＩ・・・フィルタ、１２１１２２・・・
偏心鋲、１３・・・プリント配線板、■４・・・距離設
定用の可変抵抗、１５・・・表示用光源、１６・・・距
離設定用の摘み、１７・・・連結板、１　Ｂ・・・表示
本体、１９．２０・・・Ｏリング、２１・・・銘板、２
２・・・シート。 第６図 第７図　第８図 ！ 第９図 ＋Ｉｌ（ 手　続　ネ１１？　ｊ、Ｅ　書　（自発）（方式）昭和
５９年５月８日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 ２、発明の名称 光電装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　東京都新宿区西新宿１丁目２６番２号名　称　
（１２７）小西六写真工業株式会社　他１名４、代理人 ６、補正により増加する発明の数　なし７、補正の対象
　委任状、図面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）、内部に投光素子を有する投光部と、内部に受光
   素子を有する受光部で成り、」二記投光部からの投射光
   の被検出物体での反射光を一１二記受光部で受光して該
   被検出物体を検出する光電装置において、 上記受光部内の上記受光素子の位置を調整する位置調整
   機構を設けたことを特徴とする光電装置。
2. （２）、上記位置調整機構が、上記受光素子を保持する
   ホルダと、該ボルダをガイドするガイド部と、回転によ
   り上記ホルダを上記ガイド部に対して移動させる偏心鋲
   とで成ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   光電装置。