JP5898020B2 - Photoelectric sensor - Google Patents
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Description
本発明は投光部と受光部とからなる光電センサに関する。 The present invention relates to a photoelectric sensor including a light projecting unit and a light receiving unit.
図3に示すように、発光素子101を備える投光部102と、発光素子101から発射される光103を受光する受光素子104を備える受光部105とを有し、この受光部105の受光素子104への入光の有無で投光部102と受光部105との間に物体が存在しないか否かを識別する光電センサ100が、実用に供されている。
As shown in FIG. 3, a
光電センサ100は、電源制御ユニット110により制御される。
電源制御ユニット110は、受光素子104で発生する受信信号を増幅する増幅回路111や、増幅された電気信号を処理する諸回路112や、出力回路113を備えると共に、投光部102へ電気エネルギーを供給すると共に、電源制御ユニット110内の各回路111、112、113へ電気エネルギーを供給する電源回路115を備える。
The
The power
具体的には、電源制御ユニット110から投光部102へ給電配線116が延ばされ、受光部105から電源制御ユニット110へ信号配線117が延ばされる。
Specifically, the
投光部102と受光部105との間を物体(対象物)が通過する。この対象物に干渉しないように、給電配線116を敷設する必要がある。多くは、床や壁や天井に沿わせるように敷設する。対象物を大きく迂回させるため、投光部102と受光部105との距離に比較して、給電配線116が長くなる。結果、配線工事が繁雑になり、工事費用も嵩む。
An object (object) passes between the
そこで、給電配線116を省くことができる光電センサ(システム)が、各種提案されている(例えば、特許文献1(第1図)参照。)。
Various photoelectric sensors (systems) that can omit the
特許文献1を次図に基づいて説明する。
図4に示されるように、投光部102に、太陽電池119が付属されている。
太陽電池119は、周辺光118を受け、光エネルギーを電気エネルギーに変換し、この電気エネルギーで発光素子101を発光させる。結果、給電配線を省くことができる。
Patent document 1 is demonstrated based on the following figure.
As shown in FIG. 4, the
投光部102は、屋外に配置される場合は、太陽光を受けるが、曇りや雨天、夜間は使用困難となり、使用が著しく制限される。
または、投光部102は、いわゆる工場の建屋内に配置され、蛍光灯の光を受けて作動する。建屋内は明るいとは言えず、受光量を確保するために、太陽電池117を大型化して受光面積を増大する必要がある。投光部102が大型になり、コストも嵩む。
すなわち、特許文献1の光電センサでは、周辺光の状態に左右され、実使用上の障害が多い。結果、採用率が低くなる。
When the
Or the
That is, the photoelectric sensor of Patent Document 1 depends on the state of ambient light, and there are many obstacles in actual use. As a result, the adoption rate is low.
本発明は、太陽電池を備える光電センサにおいて、周辺光の影響を受けない技術を提供することを課題とする。 This invention makes it a subject to provide the technique which is not influenced by ambient light in a photoelectric sensor provided with a solar cell.
請求項1に係る発明は、発光素子を備える投光部と、前記発光素子から発射される光を受光する受光素子を備える受光部と、電源回路を備え前記投光部及び前記発光素子を制御する電源制御ユニットを有し、
前記受光素子への入光の有無で前記投光部と前記受光部との間に物体が存在しないか否かを識別する光電センサにおいて、
前記受光部側に配置され前記電源回路から給電されてレーザ光を発射するレーザ発光手段と、前記投光部側に配置され前記レーザ光を受光し電気エネルギーに変換し前記投光部へ給電する太陽電池と、前記投光部側に配置され前記太陽電池で発生する電気エネルギーを貯えると共に前記発光素子へ給電する蓄電手段とを備えており、
前記太陽電池は、前記物体が存在するときに前記レーザ光が前記物体で遮断される位置に設けられ、前記物体で前記レーザ光が遮断されたときには、前記蓄電手段から前記発光素子に給電させるようにしたことを特徴とする。
The invention according to claim 1 includes a light projecting unit including a light emitting element, a light receiving unit including a light receiving element that receives light emitted from the light emitting element, a power supply circuit, and controlling the light projecting unit and the light emitting element. the power control unit to possess,
In the photoelectric sensor for identifying whether or not there is an object between the light projecting unit and the light receiving unit based on whether light is incident on the light receiving element ,
Laser light emitting means that is arranged on the light receiving unit side and is supplied with power from the power supply circuit and emits laser light; and laser light emitting means that is arranged on the light projecting unit side to receive the laser light, convert it into electrical energy, and supply power to the light projecting unit A solar cell, and a power storage means that is disposed on the light projecting unit side and stores electrical energy generated by the solar cell and supplies power to the light emitting element,
The solar cell is provided at a position where the laser beam is blocked by the object when the object is present, and when the laser beam is blocked by the object, power is supplied from the power storage unit to the light emitting element. characterized in that the.
請求項2に係る発明では、発光素子と太陽電池セルが共通の筐体に組み込まれ、受光素子とレーザ発光手段が共通の筐体に組み込まれていることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is characterized in that the light emitting element and the solar battery cell are incorporated in a common casing, and the light receiving element and the laser light emitting means are incorporated in a common casing.
請求項1に係る発明では、レーザ光を太陽電池に照射する。太陽電池で発光素子に給電する。レーザ光は、周辺光(太陽光や蛍光灯の光)に比較して、格段に強力であり、太陽電池の受光面積を小さくすることができる。格段に強力であるため、周辺光の影響を受けない。
また、物体(対象物)が光を遮る際に、レーザ光も遮断される。このときには、蓄電手段の蓄電量が一定のレベルに下がるまで蓄電手段から発光素子に給電が継続される。
加えて、蓄電手段を備えているため、一定時間内であれば、レーザ光が遮断されることは許容される。結果、発光素子に接近して太陽電池を配置し、受光素子に接近してレーザ発光手段を配置することができ、構成要素のレイアウト自由度が高まる。
In the invention which concerns on Claim 1, a laser beam is irradiated to a solar cell. Electric power is supplied to the light emitting element by a solar cell. Laser light is much stronger than ambient light (sunlight or fluorescent light), and the light receiving area of the solar cell can be reduced. Because it is extremely powerful, it is not affected by ambient light.
Further, when the object (object) blocks light, the laser beam is also blocked. At this time, power feeding from the power storage means to the light emitting element is continued until the amount of power stored in the power storage means falls to a certain level.
In addition, since the power storage means is provided, the laser beam is allowed to be blocked within a certain time. As a result, the solar cell can be arranged close to the light emitting element, and the laser light emitting means can be arranged close to the light receiving element, and the layout flexibility of the constituent elements can be increased.
請求項2に係る発明では、発光素子と太陽電池セルが共通の筐体に組み込まれ、受光素子とレーザ発光手段が共通の筐体に組み込まれている。光電センサを従来品並の大きさに留めることができる。 In the invention which concerns on Claim 2, a light emitting element and a photovoltaic cell are integrated in the common housing | casing, and a light receiving element and a laser light emission means are integrated in the common housing | casing. The photoelectric sensor can be kept as large as a conventional product.
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1に示すように、本発明に係る光電センサ10は、発光素子11を備える投光部12と、発光素子11から発射される光13を受光する受光素子14を備える受光部15とを有し、この受光部15の受光素子14への入光の有無で投光部12と受光部15との間に物体が存在しないか否かを識別する。
As shown in FIG. 1, the
光電センサ10は、電源制御ユニット20により制御される。
電源制御ユニット20は、受光素子14で発生する受信信号を増幅する増幅回路21や、増幅された電気信号を処理する諸回路22や、出力回路23を備えると共に、電源制御ユニット20内の各回路21、22、23等へ電気エネルギーを供給する電源回路25を備える。受信信号は信号配線16により増幅回路21へ送られる。
The
The power
さらに、電源制御ユニット20は、外部(又は内部)に、レーザ発光手段27を備える。このレーザ発光手段27は配線28を介して電源回路25により給電され、レーザ光29を発射する。
Further, the power
一方、投光部12側に太陽電池31が配置され、この太陽電池31と発光素子11とが配線32で結ばれる。太陽電池31はレーザ光29の光軸上に配置される。好ましくは、配線32に蓄電手段33を介設する。
On the other hand, the
電源回路25から給電されたレーザ発光手段27は電気エネルギーをレーザ光29に変換する。レーザ光29は太陽電池31に照射され、太陽電池31で電気エネルギーに変換される。変換された電気エネルギーが配線32を介して蓄電手段33に溜められる。そして、蓄電手段33から発光素子11に給電され、発光素子11で光エネルギーに変換される。変換され発射される光13は受光素子14に入光される。
The laser light emitting means 27 fed from the
蛍光灯による光の強さより、太陽光の強さは、数倍から数十倍と言われている。そして、大陽光の強さより、レーザ光29の強さは、数倍から数十倍と言われている。
すなわち、蛍光灯を光源とする場合に比較して、レーザ光29を光源とする場合は、数十倍〜数百倍程度光を強めることができる。ただし、レーザ光29は、太陽電池31が破壊されないように、太陽電池31で許容される光の強さに留める。
It is said that the intensity of sunlight is several to several tens of times greater than the intensity of light from fluorescent lamps. The intensity of the
That is, in the case where the
それであっても、レーザ光29は十分に強く、周辺光の影響を受ける心配はなく、且つ太陽電池31の受光面積を大幅に小さくすることができ、太陽電池31の小型化、低コスト化が可能となる。
Even so, the
次に、レーザ光29と太陽電池31の相性を検討する。
太陽電池31は、太陽光を対象に設計されている。太陽光は、白熱電球が発する白色光に近似し、波長が380nm(0.380μm)〜780nm(0.780μm)の可視光線、波長が380nm以下の紫外線、波長が1μm以上の赤外線の全て含んでいる。
蛍光灯は紫外線を主として発射するため、太陽電池31で受光可能となる。
Next, the compatibility between the
Since the fluorescent lamp mainly emits ultraviolet rays, the
一方、レーザは、波長が0.8μm又は1.5μmの半導体レーザ、波長が0.69μmのルビーレーザ、波長が0.32〜1.2μmの色素レーザ、波長が1.064μmのYAG(イットリウム・アルミニウム・ガーネット)レーザなどが、太陽光と近似し、太陽電池31と相性がよい。全て固体物であるため、取扱いが容易で、小型化が図れる。
したがって、レーザ発光手段27は、安価な市販品を採用することができる。
太陽電池31も安価な市販品を採用することができる。
On the other hand, the laser is a semiconductor laser having a wavelength of 0.8 μm or 1.5 μm, a ruby laser having a wavelength of 0.69 μm, a dye laser having a wavelength of 0.32 to 1.2 μm, a YAG having a wavelength of 1.064 μm (yttrium. An aluminum garnet) laser or the like approximates to sunlight and is compatible with the
Therefore, an inexpensive commercially available product can be used for the laser emission means 27.
The
次に、より好ましい実施例を説明する。
図2に示すように、投光部12は柱状の筐体35と、この筐体35に取付けられる複数(この例では10個)の発光素子11と、筐体35の下端(又は上端)に取付けられる太陽電池31及び蓄電手段33とからなる。
受光部15も柱状の筐体36、この筐体36に取付けられる複数(この例では10個)の受光素子14と、筐体36の下端(又は上端)に取付けられるレーザ発光手段27とからなる。
図1で説明済みであるため、一部の配線は省略した。また、電源制御ユニット20の説明も省略する。
Next, a more preferred embodiment will be described.
As shown in FIG. 2, the
The
Since it has already been described with reference to FIG. 1, some of the wiring is omitted. Further, the description of the power
物体(対象物)が光13を遮る際に、レーザ光29も遮断される。このときには、蓄電手段33の蓄電量が一定のレベルに下がるまで蓄電手段33から発光素子11に給電が継続される。遮蔽物がなくなれば、直ちに大陽電池31が発電を開始し、蓄電手段33に給電する。
When the object (object) blocks the light 13, the
太陽電池31を発光素子11に接近させて配置することができるため、筐体35に発光素子11と太陽電池31を一括取付けることが可能となった。
同様に、レーザ発光手段27を受光素子14に接近させて配置することができるため、筐体36に受光素子14とレーザ発光手段27を一括取付けることが可能となった。
Since the
Similarly, since the laser light emitting means 27 can be disposed close to the
無論、図1のように、投光部12と太陽電池31を分離配置し、受光部15とレーザ発光手段27を分離配置することは差し支えない。
また、蓄電手段33は設けることが望まれるが、省くことは差し支えない。
Of course, as shown in FIG. 1, the
Further, although it is desirable to provide the power storage means 33, it can be omitted.
本発明は、投光部と受光部とに配線を渡さないようにした光電センサに好適である。 The present invention is suitable for a photoelectric sensor in which wiring is not passed between the light projecting unit and the light receiving unit.
10…光電センサ、11…発光素子、12…投光部、13…光、14…受光素子、15…受光部、20…電源制御ユニット、25…電源回路、27…レーザ発光手段、29…レーザ光、31…太陽電池、33…蓄電手段、35、36…筐体。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記発光素子から発射される光を受光する受光素子を備える受光部と、
電源回路を備え前記投光部及び前記発光素子を制御する電源制御ユニットを有し、
前記受光素子への入光の有無で前記投光部と前記受光部との間に物体が存在しないか否かを識別する光電センサにおいて、
前記受光部側に配置され前記電源回路から給電されてレーザ光を発射するレーザ発光手段と、
前記投光部側に配置され前記レーザ光を受光し電気エネルギーに変換し前記投光部へ給電する太陽電池と、
前記投光部側に配置され前記太陽電池で発生する電気エネルギーを貯えると共に前記発光素子へ給電する蓄電手段とを備えており、
前記太陽電池は、前記物体が存在するときに前記レーザ光が前記物体で遮断される位置に設けられ、
前記物体で前記レーザ光が遮断されたときには、前記蓄電手段から前記発光素子に給電させるようにしたことを特徴とする光電センサ。 A light projecting unit comprising a light emitting element;
A light receiving unit including a light receiving element that receives light emitted from the light emitting element;
The light projecting unit comprises a power supply circuit and have a power control unit for controlling the light emitting element,
In the photoelectric sensor for identifying whether or not there is an object between the light projecting unit and the light receiving unit based on whether light is incident on the light receiving element ,
Laser light emitting means arranged on the light receiving unit side and fed with power from the power supply circuit to emit laser light;
A solar cell that is disposed on the light projecting unit side, receives the laser light, converts it into electrical energy, and supplies power to the light projecting unit ;
A power storage means disposed on the light projecting unit side for storing electrical energy generated by the solar cell and supplying power to the light emitting element;
The solar cell is provided at a position where the laser beam is blocked by the object when the object exists,
A photoelectric sensor , wherein when the laser beam is blocked by the object, power is supplied from the power storage means to the light emitting element .
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