JP4272803B2 - 光電デバイスの感度及び配光制御方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子と受光素子とで光電式として構成された近接センサ、傾斜センサ、あるいは、発光素子で構成された投光器、受光素子で構成された受光器など、光電デバイスに関するものであり、詳細には、近接センサ、投光器、受光器などに交換に必要を生じたときに、交換前と交換後とで検出内容に相違を生じることがないように行われる感度調整の方法に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の光電センサにおける感度調整の方法の例を示すものが図５〜図７であり、先ず、図５で示す方法は、光電センサに組み込むＬＥＤランプなど発光素子９０の単体に対して感度調整を行うものであり、前記発光素子９０には直列に可変抵抗器９１を接続しておき、この発光素子９０を規定電流で点灯させ、照度計８０などで出力を測定しながら前記可変抵抗器９１を調整し、所定数の全てが同一出力となるようにするものである。
【０００３】
また、図６に示すものは、前記可変抵抗器９１が発光素子９０に比べてあまりにも大型であり、且つ、高価であるので、この点を改良すべく行われるものであり、工程中において前記可変抵抗器９１に換えて標準抵抗器８１などを接続しておき、上記と同様な方法で調整を行い、そのときの標準抵抗器の値を読み取り、同じ値の固定抵抗器９２を取付けるものである。
【０００４】
更に、図７に示すものは、前記発光素子９０に絞り板９３を設けるものであり、上記と同様に照度計８０などで出力を測定しながら、ケース９４に摺動自在に取付けられた前記絞り板９３を前進若しくは後退させ、前記照度計８０に所定値が得られるように調整し、固定を行うものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した従来の感度の調整方法では、先ず、図５に示したものでは、確かに調整工程は比較的に容易に実施できる利点は有するものの、上記にも説明したように可変抵抗器９１が高価であり、且つ、大型であるので、光電センサの全体がコストアップと大型化し、用途が制限されるなど商品性が低下する問題点を生じている。
【０００６】
また、図６に示した調整方法では、確かに可変抵抗器９１が不要となり、小型化の目的は達成されるものとなったが、その代償として調整工程が煩雑化し、また、精度を確保するためには固定抵抗器９２の選別なども行わなければならず、組立工程も煩雑化して、依然としてコストアップの問題点を生じている。更に、図７に示したものにおいても、絞り板９３を保持し、確実に固定を行う機構が必要であり、図６に示した方法と同様にコストアップと大型化の問題点を生じるものとなっている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した従来の課題を解決するための具体的手段として、発光素子、受光素子またはその双方を含む光電デバイスの感度及び配光の制御方法であって、前記光電デバイスが発光素子、受光素子の何れか一方を含むものである場合には、当該の素子自体、または、当該の素子を収納するケースの光透過部の表面にレーザーマーカー装置による微細な凹凸加工を施し、前記光電デバイスが発光素子、受光素子の双方を含むものである場合には、少なくとも何れか一方の素子自体、または、少なくとも何れか一方の素子を収納するケースの光透過部の表面にレーザーマーカー装置による微細な凹凸加工を施すことで感度の制御を行い、前記凹凸加工は、前記光電デバイスの出力の測定が行われている状態において施され、必要に応じて前記凹凸加工のパターンを変化させることで感度と同時に配光形状の制御も行うことを特徴とする光電デバイスの感度及び配光制御方法を提供することで課題を解決するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１に示すのは発光素子１自体に対して本発明を実施するときの実施形態を示すものである。このときには、前記発光素子１に対して所定距離Ｌを保って、感度が検定された受光装置１０が対峙され、この受光装置１０の出力には制御装置２０が接続されている。
【０００９】
また、前記制御装置２０には微細凹凸加工機２１が接続され、この微細凹凸加工機２１の動作は前記制御装置２０の出力により制御されている。ここで、前記微細凹凸加工機２１は具体的にはレーザーマーカー装置、あるいは、サンドブラスト装置であり、発光素子１のケーシングの表面に微細な凹凸を形成するものである。
【００１０】
そして、図１（Ａ）に示す実施形態では、前記微細凹凸加工機２１がレーザーマーカー装置である場合について示したもので、微細凹凸加工機２１は発光素子１が受光装置１０に対峙している状態で、即ち、光量の測定が行われている状態において凹凸加工ができる位置としてセットされている。
【００１１】
このようにすることで、前記発光素子１、受光装置１０、制御装置２０、微細凹凸加工機２１は１つの閉ループを構成するものとなり、前記制御装置２０を前記受光装置１０からの出力が所定値になったときには前記微細凹凸加工機２１の動作を停止させるものとしておけば、発光素子１の個々のバラツキは補正され、同じ出力のものが得られるものとなる。そして、これらの工程は制御装置２０を設けたことで全自動化が可能であり、顕著な組立工数の増加などを来すことはない。
【００１２】
図１（Ｂ）は、前記微細凹凸加工機２１がサンドブラスト装置であるときの実施形態の例であり、サンドブラスト装置は微細な粒子を対象物に衝突させたときの打痕をもって凹凸を形成するものであるので、加工途上では上記した微細な粒子が対象物、即ち、発光素子１のケーシングの表面に付着して残余し正確な光量が計測できない恐れがある。
【００１３】
このような場合には、前記制御装置２０は当初の発光素子１の光量からサンドブラスト装置に対する適正な噴射時間を演算し、この演算に基づいてサンドブラスト装置（微細凹凸加工機２１）を制御するものであり、このときには発光素子１からの光量を継続して測定する必要はないので受光装置１０と対峙させておく必要はなく、また、加工時の塵埃を受光装置１０に付着させないためにも離れた位置で行うのが好ましい。
【００１４】
このように、発光素子１に微細な凹凸加工を行うことで、図２（Ａ）に示す発光素子１の基本特性Ｄ０は、この凹凸加工部分で光は図２（Ｂ）に示すように広い範囲に拡散する配光特性Ｄ１となり、結果としてピーク値が減衰し光量が調整されるものとなる。ここで、凹凸加工を施すことによる別な作用について説明を行うのが図２（Ｃ）である。
【００１５】
微細凹凸加工機１２がレーザーマーカー装置である場合、加工パターンの設定は自在であるので、例えば凹凸加工を発光素子１の中心軸を囲むドーナツ状に行えば、図２（Ｃ）に配光特性Ｄ２として示すように、上記ドーナツ状の内径を通過する光に対しては拡散を与えず、照射角の広い部分に対して拡散を与えるものとなり、発光素子１の実質的に有効な照射角を狭いものとする、即ち、配光特性を調整することができるものとなる。
【００１６】
図３は、本発明を受光素子２に対して実施するときの状態を示すものであり、受光素子２に所定距離Ｌを設けては、標準光源装置１１が設置されている。そして、受光素子２からの出力が前記制御装置２０に接続され、この制御装置２０が上記と同様な微細凹凸加工機２１を制御し、所望の特性が得られる凹凸加工を行うものである。尚、このときに、微細凹凸加工機２１はレーザーマーカー装置であってもサンドブラスト装置であっても良いことはいうまでもない。また、調整の方法も発光素子１の場合と同様であるので、ここでの詳細な説明は省略する。
【００１７】
このようにすることで、例えば投光器を形成するときには、無差別に何れの発光素子１を組込むときにも同一の特性の投光器が製造できるものとなる。また、受光素子２で受光器を形成するときも同様である。更には、発光素子１と受光素子２とを組合せた光電センサ３を形成するときも同様であり、無選別に何れの発光素子１と受光素子２とを組合せるときにも、同じ特性の光電センサ３が得られるものとなる。
【００１８】
図４は、本発明を発光素子１と受光素子２とが組合わされて構成された光電センサ３に実施するときの例であり、この種の光電センサ３は近接センサ、傾斜センサなどとして使用されているものである。この光電センサ３においては前記発光素子１から放射された光が被検出物に当接し反射してくる光の光量で被検出物の存在、あるいは、被検出物との距離などを検知する。
【００１９】
よって、この光電センサ３に対して実施するときには、所定距離Ｌに反射率などが予めに検定されたダミー被検出物１２が設置されるものとなり、そして、受光素子２の出力に前記制御装置２０が接続され、この制御装置２０が微細凹凸加工機２１を制御する。
【００２０】
前記微細凹凸加工機２１は、この実施形態においては前記発光素子１と受光素子２とを収納するケース４の表面に凹凸加工を行うものであり、このときに、凹凸加工は発光素子１の前面に対応する部分であっても良く、あるいは、受光素子２の前面に対応する部分であっても良く、更には、双方の前面に対応する部分であっても良い。
【００２１】
但し、双方の表面に行うと、出力変化が急激となるので、発光素子１、受光素子２の何れか一方に行うのが精度の確保の面などから好ましく、また、発光素子１、受光素子２の何れかに行うかは、素子自体としてバラツキの大きい方に行う方が光電センサ３の特性の均一化の面から好ましい。
【００２２】
このように光電センサ３の状態で感度調整を行うと、それぞれの光電センサ３は検出感度は同一感度となるが、厳密に見ると、明るい発光素子１と、低い感度の受光素子２が組合わされたもの、逆に暗い発光素子１と、高感度の受光素子２が組合わされたものなどのバラツキを生じている。しかしながら、それぞれの素子１、２毎に行うのと比べれば工数は半減するので、光電センサ３に要求される精度に応じて何れかを選択すればよいものである。
【００２３】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明により、発光素子、受光素子またはその双方を含む光電デバイスの感度及び配光の制御方法であって、前記光電デバイスが発光素子、受光素子の何れか一方を含むものである場合には、当該の素子自体、または、当該の素子を収納するケースの光透過部の表面に微細な凹凸加工を施し、前記光電デバイスが発光素子、受光素子の双方を含むものである場合には、少なくとも何れか一方の素子自体、または、少なくとも何れか一方の素子を収納するケースの光透過部の表面に微細な凹凸加工を施すことで感度の制御を行い、必要に応じて前記凹凸加工のパターンを変化させることで感度と同時に配光形状の制御も行う光電デバイスの感度及び配光制御方法としたことで、実質的には何らの付帯物も生じることなく均一な特性の投光器、受光器、光電センサなどの光電デバイスが得られるものとなり、この種の光電デバイスの小型化に極めて優れた効果を奏するものである。
【００２４】
また、本発明の方法においては、制御装置を設けたことで、工程の全自動化が可能であり、このように発光素子、受光素子、光電センサなどに調整を行うときにも顕著な工数増加などを来さず、従来の手作業による感度調整を行う光電デバイスに比較してコストダウンも可能にする極めて優れた効果も奏することができるものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る光電デバイスの感度及び配光制御方法を発光素子に実施するときの手順を示す説明図である。
【図２】 本発明の実施により得られる作用を配光特性で示すグラフである。
【図３】 本発明に係る光電デバイスの感度及び配光制御方法を受光素子に実施するときの手順を示す説明図である。
【図４】 本発明に係る光電デバイスの感度及び配光制御方法を光電センサに実施するときの手順を示す説明図である。
【図５】 従来例を示す説明図である。
【図６】 別の従来例を示す説明図である。
【図７】 更に別の従来例を示す説明図である。
【符号の説明】
１……発光素子
２……受光素子
３……光電センサ
４……ケース
１０……受光装置
１１……標準光源装置
１２……ダミー被検出物
２０……制御装置
２１……微細凹凸加工機

Claims (1)

1. 発光素子、受光素子またはその双方を含む光電デバイスの感度及び配光の制御方法であって、
   前記光電デバイスが発光素子、受光素子の何れか一方を含むものである場合には、当該の素子自体、または、当該の素子を収納するケースの光透過部の表面にレーザーマーカー装置による微細な凹凸加工を施し、前記光電デバイスが発光素子、受光素子の双方を含むものである場合には、少なくとも何れか一方の素子自体、または、少なくとも何れか一方の素子を収納するケースの光透過部の表面にレーザーマーカー装置による微細な凹凸加工を施すことで感度の制御を行い、
   前記凹凸加工は、前記光電デバイスの出力の測定が行われている状態において施され、必要に応じて前記凹凸加工のパターンを変化させることで感度と同時に配光形状の制御も行うことを特徴とする光電デバイスの感度及び配光制御方法。

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