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JP6947065B2 - Limited reflective sensor - Google Patents
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Description

本発明は、センサに関し、特に発光部からの出射光を出射光用レンズを介して物体検知領域に向けて照射し、該物体検知領域に存在する物体からの反射光を反射光用レンズを介して受光部にて受光する限定反射型センサに関する。 The present invention relates to a sensor, in particular, irradiates an emitted light from a light emitting portion toward an object detection region through an outgoing light lens, and transmits reflected light from an object existing in the object detecting region through the reflected light lens. The present invention relates to a limited reflection type sensor that receives light at a light receiving unit.

従来から、物体が所定の位置に存在するか否かを検出するためのセンサとして、物体の検知領域を限定して発光部から出射光を照射し、検知領域で物体により反射された反射光を受光部で受光する限定反射型センサが提案されている(例えば、特許文献1等を参照)。 Conventionally, as a sensor for detecting whether or not an object exists at a predetermined position, the detection area of the object is limited to emit light emitted from a light emitting unit, and the reflected light reflected by the object in the detection area is emitted. A limited reflection type sensor that receives light at the light receiving unit has been proposed (see, for example, Patent Document 1 and the like).

このような限定反射型センサでは、発光部から出射光用レンズを介して検知領域に対して出射光を照射し、受光用レンズを介して検知領域で物体により反射された反射光を受光部で受光する。受光部に反射光が入射すると、受光部により光が電気信号に変換されるため、受光部に生じる電圧変化を検出することで検知領域に物体が存在することを検知できる。したがって検知領域は、発光部から光が照射されるとともに受光部に光が到達できる範囲に限定される。このような検知領域の設定範囲は、出射光用レンズと受光用レンズの光学的設計により変更することが可能である。 In such a limited reflection type sensor, the light emitting portion irradiates the detection region with the emitted light via the emitting light lens, and the light receiving portion receives the reflected light reflected by the object in the detecting region via the light receiving lens. Receive light. When the reflected light is incident on the light receiving unit, the light is converted into an electric signal by the light receiving unit, so that the presence of an object in the detection region can be detected by detecting the voltage change generated in the light receiving unit. Therefore, the detection region is limited to the range in which the light is emitted from the light emitting portion and the light can reach the light receiving portion. The setting range of such a detection region can be changed by the optical design of the outgoing light lens and the light receiving lens.

特許文献1に示した従来技術の限定反射型センサでは、出射光用レンズと受光用レンズのそれぞれを非球面レンズとシリンドリカルレンズの組み合わせで構成している。これにより、内側に配したシリンドリカルレンズで近距離を検知し、外側に配した非球面レンズで遠距離を検知することで、近距離の検知範囲を維持したまま遠距離の検知範囲を拡大することができる。 In the conventional limited reflection type sensor shown in Patent Document 1, each of the emission light lens and the light receiving lens is composed of a combination of an aspherical lens and a cylindrical lens. As a result, the cylindrical lens placed on the inside detects the short distance, and the aspherical lens placed on the outside detects the long distance, thereby expanding the detection range of the long distance while maintaining the detection range of the short distance. Can be done.

特開2015−81801号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2015-81801

上述した従来の限定反射型センサは、例えば近づいてくる物体を検出して一定の位置で停止させるために用いられるが、さらに広い範囲で物体を検知できることが望まれている。しかし、特許文献1の限定反射型センサでは、シリンドリカルレンズの曲率を変化させたとしても、より近距離の物体を検知することは、光学的設計の難易度が非常に高くなり困難であった。また、より近距離を検知領域に含めるためには、レンズを大型化して発光部および受光部の位置を変更する必要があり、限定反射型センサの小型化や設計自由度が低下してしまうという問題があった。 The conventional limited reflection type sensor described above is used, for example, to detect an approaching object and stop it at a fixed position, but it is desired that the object can be detected in a wider range. However, in the limited reflection type sensor of Patent Document 1, even if the curvature of the cylindrical lens is changed, it is difficult to detect an object at a shorter distance because the optical design becomes very difficult. In addition, in order to include a shorter distance in the detection area, it is necessary to increase the size of the lens and change the positions of the light emitting part and the light receiving part, which reduces the miniaturization of the limited reflection type sensor and the degree of freedom in design. There was a problem.

本発明はかかる問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、検知領域の遠距離側範囲を維持しながら、近距離側の検知領域を拡大することが可能な限定反射型センサを提供することにある。 The present invention was devised to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a limited reflection type sensor capable of expanding the detection area on the short distance side while maintaining the long distance side range of the detection area. To provide.

上記課題を解決するため本発明の限定反射型センサは、発光部からの出射光を出射光用レンズを介して物体検知領域に向けて照射し、該物体検知領域に存在する物体からの反射光を反射光用レンズを介して受光部にて受光する限定反射型センサであって、前記出射光用レンズおよび前記反射光用レンズは平板部と一体に形成され、前記平板部の前記物体検知領域と対向する第1面は略平坦面であり前記第1面と反対側の第2面には前記出射光用レンズと前記反射光用レンズの間に分離溝が設けられており、前記出射光用レンズおよび前記反射光用レンズの前記第2面側には、それぞれ前記分離溝に近い側のトロイダルレンズ領域と、前記分離溝から遠い側の凸レンズ領域とを有し、前記出射光用レンズおよび前記反射光用レンズの前記第2面側での範囲をそれぞれレンズ幅W1,レンズ幅W2としたとき、前記出射光用レンズおよび前記反射光用レンズのそれぞれにおいて、前記トロイダルレンズ領域と前記凸レンズ領域との境界位置は、前記レンズ幅W1および前記レンズ幅W2の中心位置とは異なっており、前記発光部又は前記受光部は、前記境界位置よりも前記凸レンズ領域側に偏った位置に配置されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the limited reflection type sensor of the present invention irradiates the light emitted from the light emitting unit toward the object detection area through the lens for the emitted light, and the reflected light from the object existing in the object detection area. This is a limited reflection type sensor that receives light from the light receiving portion via the reflected light lens. The emitted light lens and the reflected light lens are integrally formed with the flat plate portion, and the object detection region of the flat plate portion is formed. a first surface facing are substantially planar surfaces, wherein the second surface of the first surface and the opposite side is the separation groove is provided between the reflective light lens and the exit light lens, the exit the lens and the second surface side of the reflective light lens for Shako has a side toroidal lens area close to each of the separation grooves, the convex region remote from said isolation trenches, the emitting light lens When the range of the reflected light lens on the second surface side is the lens width W1 and the lens width W2, respectively, the toroidal lens region and the convex lens in the emitted light lens and the reflected light lens, respectively. The boundary position with the region is different from the center position of the lens width W1 and the lens width W2, and the light emitting portion or the light receiving portion is arranged at a position biased toward the convex lens region side with respect to the boundary position. It is characterized by being.

これにより、凸レンズ領域を用いて遠距離側での光照射と受光を行い、トロイダルレンズ領域を用いて近距離での光照射と受光を行うことで、検知領域の遠距離側範囲を維持しながら、近距離側の検知領域を拡大することが可能となる。また、トロイダルレンズ領域と凸レンズ領域との境界位置がレンズの中心位置と異なることで、発光部と受光部を配置する設計の自由度が向上する。 As a result, the convex lens region is used to irradiate and receive light on the long distance side, and the toroidal lens region is used to irradiate and receive light at a short distance, while maintaining the long distance side range of the detection region. , It is possible to expand the detection area on the short distance side. Further, since the boundary position between the toroidal lens region and the convex lens region is different from the center position of the lens, the degree of freedom in designing the light emitting portion and the light receiving portion is improved.

また、本発明の一実施態様では、前記境界位置は、前記中心位置よりも前記トロイダルレンズ領域側に偏っている。 Further, in one embodiment of the present invention, the boundary position is biased toward the toroidal lens region side with respect to the center position.

また、本発明の一実施態様では、前記境界位置は、前記中心位置よりも前記凸レンズ領域側に偏っている。 Further, in one embodiment of the present invention, the boundary position is biased toward the convex lens region side with respect to the center position.

また、本発明の一実施態様では、前記分離溝は、前記平板部の前記第2面側まで到達してテーパ形状に設けられているFurther, in one embodiment of the present invention, the separation groove reaches the second surface side of the flat plate portion and is provided in a tapered shape .

本発明によれば、検知領域の遠距離側範囲を維持しながら、近距離側の検知領域を拡大することが可能な限定反射型センサを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a limited reflection type sensor capable of expanding the detection area on the short distance side while maintaining the long distance side range of the detection area.

実施形態1に係る限定反射型センサ10の構成を模式的に示す図であり、図1(a)は模式斜視図であり、図1(b)は模式断面図である。It is a figure which shows typically the structure of the limited reflection type sensor 10 which concerns on Embodiment 1, FIG. 1 (a) is a schematic perspective view, and FIG. 1 (b) is a schematic cross-sectional view. レンズ12の詳細な構造について説明する模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view explaining the detailed structure of a lens 12. 発光部14aから照射される光を光線軌跡シミュレーションで計算した結果を示す図であり、図3(a)は従来のレンズを用いた例を示し、図3(b)は本発明の凸レンズ部121aと凹レンズ部121bを有するレンズ12を用いた例を示している。It is a figure which shows the result of having calculated the light emitted from the light emitting part 14a by the ray trajectory simulation, FIG. 3A shows an example using a conventional lens, and FIG. 3B is a convex lens part 121a of this invention. An example is shown in which a lens 12 having a concave lens portion 121b is used. 限定反射型センサ10での発光部14aから照射される光と、受光部14bに入射する光の光線軌跡シミュレーションの結果を重ね合わせた図である。It is the figure which superposed the result of the ray trajectory simulation of the light emitted from the light emitting part 14a by the limited reflection type sensor 10 and the light incident on the light receiving part 14b. レンズ12を介しての発光部14a内側からの光の照射と、受光部14b内側への光線について示す光線軌跡シミュレーションの結果である。This is the result of a ray trajectory simulation showing the irradiation of light from the inside of the light emitting portion 14a through the lens 12 and the light beam to the inside of the light receiving portion 14b. 限定反射型センサ10の光照射について詳しく説明する図であり、図6(a)は凸レンズ部121a,122aでの幅方向の光線を示し、図6(b)は凸レンズ部121a,122aでの奥行方向の光線を示し、図6(c)は凹レンズ部121b,122bでの幅方向の光線を示し、図6(d)は凹レンズ部121b,122bでの奥行方向の光線を示している。It is a figure explaining the light irradiation of the limited reflection type sensor 10 in detail, FIG. 6A shows light rays in the width direction in convex lens portions 121a, 122a, and FIG. 6B is the depth in convex lens portions 121a, 122a. The light rays in the direction are shown, FIG. 6C shows the light rays in the width direction at the concave lens portions 121b and 122b, and FIG. 6D shows the light rays in the depth direction at the concave lens portions 121b and 122b. 本実施形態の限定反射型センサ10を用いた物体検出の距離特性を示すグラフである。It is a graph which shows the distance characteristic of the object detection using the limited reflection type sensor 10 of this embodiment. 実施形態2に係る限定反射型センサ20の構成を示す模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the structure of the limited reflection type sensor 20 which concerns on Embodiment 2. FIG. レンズ22の詳細な構造について説明する模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view explaining the detailed structure of a lens 22. 限定反射型センサ20での発光部14aから照射される光と、受光部14bで検出可能な領域の光線軌跡シミュレーションの結果を重ね合わせた図である。It is the figure which superposed the light which irradiates from the light emitting part 14a by the limited reflection type sensor 20, and the result of the ray trajectory simulation of the region which can be detected by a light receiving part 14b.

<実施形態1>
以下、本発明の実施形態1について、図面を参照して説明する。図1は、実施形態1に係る限定反射型センサ10の構成を模式的に示す図であり、図1(a)は模式斜視図であり、図1(b)は模式断面図である。図1(a)(b)に示すように、限定反射型センサ10は、筐体部11とレンズ12と、搭載基板13と、発光部14aと、受光部14bを備えている。
<Embodiment 1>
Hereinafter, Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to the drawings. 1A and 1B are views schematically showing the configuration of the limited reflection type sensor 10 according to the first embodiment, FIG. 1A is a schematic perspective view, and FIG. 1B is a schematic cross-sectional view. As shown in FIGS. 1A and 1B, the limited reflection type sensor 10 includes a housing portion 11, a lens 12, a mounting substrate 13, a light emitting portion 14a, and a light receiving portion 14b.

筐体部11は、限定反射型センサ10の外形を構成して各部を保持する筐体であり、図1では略直方体の箱状の例を示している。筐体部11は、紫外光よりも長波長な光を透過しない材料で構成されており、例えば黒色に着色された樹脂を用いることができる。また、筐体部11には取付部11aと、レンズ収容部11bと、レンズ保持部11cと、発光収容部11dと、受光収容部11eが設けられている。筐体部11の形状は図1に示したものに限定されない。 The housing portion 11 is a housing that constitutes the outer shape of the limited reflection sensor 10 and holds each portion, and FIG. 1 shows an example of a substantially rectangular parallelepiped box shape. The housing portion 11 is made of a material that does not transmit light having a wavelength longer than that of ultraviolet light, and for example, a resin colored in black can be used. Further, the housing portion 11 is provided with a mounting portion 11a, a lens accommodating portion 11b, a lens holding portion 11c, a light emitting accommodating portion 11d, and a light receiving accommodating portion 11e. The shape of the housing portion 11 is not limited to that shown in FIG.

取付部11aは、筐体部11の一対の側壁から略水平方向に突出して形成された平板状の部分であり、各々の略中央には締結穴が貫通して形成されている。取付部11aは、限定反射型センサ10を用いる装置等の各部に対して限定反射型センサ10を位置決めして固定するための部分であり、例えば装置に設けられた螺合部に締結穴を位置決めして螺子等で固定することができる。 The mounting portion 11a is a flat plate-shaped portion formed so as to project substantially horizontally from a pair of side walls of the housing portion 11, and a fastening hole is formed through the substantially center of each. The mounting portion 11a is a portion for positioning and fixing the limited reflection type sensor 10 to each part of a device or the like using the limited reflection type sensor 10. For example, a fastening hole is positioned in a screw portion provided in the device. It can be fixed with a screw or the like.

レンズ収容部11bは、筐体部11の側壁に囲まれた空間であり、上方開口部にレンズ12が配置される。図1(b)に示すように、レンズ収容部11bの周囲にある側壁は、その上端でレンズ12の周縁部を保持している。また、筐体部11の一部は係止爪を形成しており、レンズ12の対応する位置に設けられた係止部に嵌め込まれて、発光部14a及び受光部14bとレンズ12との相対的位置を決めて保持している。 The lens accommodating portion 11b is a space surrounded by the side wall of the housing portion 11, and the lens 12 is arranged in the upper opening. As shown in FIG. 1B, the side wall around the lens accommodating portion 11b holds the peripheral edge portion of the lens 12 at the upper end thereof. Further, a part of the housing portion 11 forms a locking claw, which is fitted into a locking portion provided at a corresponding position of the lens 12 so that the light emitting portion 14a and the light receiving portion 14b are relative to the lens 12. The target position is decided and held.

レンズ保持部11cは、レンズ収容部11bの略中央に立設された略平板状の部分であり、レンズ収容部11bの発光側と受光側を区分するとともに、その上端部はレンズ12の下面に当接している。レンズ保持部11cでレンズ収容部11bが受光側と発光側で区分されているため、レンズ収容部11b内を透過して発光部14aから受光部14bに光が直接到達することを防止できる。 The lens holding portion 11c is a substantially flat plate-shaped portion erected in the substantially center of the lens accommodating portion 11b, and separates the light emitting side and the light receiving side of the lens accommodating portion 11b, and the upper end portion thereof is on the lower surface of the lens 12. It is in contact. Since the lens accommodating portion 11b is divided into a light receiving side and a light emitting side by the lens holding portion 11c, it is possible to prevent light from directly reaching the light receiving portion 14b from the light emitting portion 14a through the lens accommodating portion 11b.

発光収容部11dは、レンズ収容部11bと連通して設けられた空間であり、さらに筐体部11の底面側(図中下方)に貫通している。図1(b)に示すように、発光収容部11dには発光部14aが所定の位置に配置されている。 The light emitting accommodating portion 11d is a space provided in communication with the lens accommodating portion 11b, and further penetrates the bottom surface side (lower part in the drawing) of the housing portion 11. As shown in FIG. 1B, a light emitting unit 14a is arranged at a predetermined position in the light emitting accommodating unit 11d.

受光収容部11eは、レンズ収容部11bと連通して設けられた空間であり、さらに筐体部11の底面側(図中下方)に貫通している。図1(b)に示すように、受光収容部11eには受光部14bが所定の位置に配置されている。 The light receiving accommodating portion 11e is a space provided in communication with the lens accommodating portion 11b, and further penetrates the bottom surface side (lower part in the drawing) of the housing portion 11. As shown in FIG. 1 (b), the light receiving unit 14b is arranged at a predetermined position in the light receiving accommodating unit 11e.

レンズ12は、樹脂等の透光性材料で構成され、発光部14aから出射された光を透過して所定の配光分布で外部に取り出すとともに、外部から入射した光を透過して受光部14bに入射させる光学部材である。レンズ12の具体的な構造については詳細を後述する。 The lens 12 is made of a translucent material such as a resin, transmits light emitted from the light emitting unit 14a and takes out to the outside with a predetermined light distribution distribution, and transmits light incident from the outside to the light receiving unit 14b. It is an optical member that is incident on. The specific structure of the lens 12 will be described in detail later.

搭載基板13は、一方の面に発光部14a及び受光部14bを搭載する基板であり、図示しない配線層やコネクタ部を備えている。搭載基板13を構成する材料は限定されず、プリント基板や金属基板、樹脂と金属の複合基板等の公知のものを用いることができる。図1(b)に示すように、搭載基板13は筐体部11の底面側から位置決めして固定され、これにより発光部14a及び受光部14bが各々発光収容部11d及び受光収容部11eに収容される。 The mounting board 13 is a board on which a light emitting portion 14a and a light receiving portion 14b are mounted on one surface, and includes a wiring layer and a connector portion (not shown). The material constituting the mounting substrate 13 is not limited, and known materials such as a printed circuit board, a metal substrate, and a composite substrate of resin and metal can be used. As shown in FIG. 1B, the mounting substrate 13 is positioned and fixed from the bottom surface side of the housing portion 11, whereby the light emitting portion 14a and the light receiving portion 14b are accommodated in the light emitting accommodating portion 11d and the light receiving accommodating portion 11e, respectively. Will be done.

発光部14aは、限定反射型センサ10の外部から図示しないコネクタ部や配線等を介して電力および信号が伝達され、所定の波長で発光する部材である。発光部14aの具体的構成は限定されないが、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)などが挙げられる。発光部14aが発光する光の波長は、受光部14bの吸収帯域に含まれていればよく、例えば赤外光が用いられる。また、発光部14aはレンズ等の光学部材を備えていてもよく、LEDチップからの発光を所望の配光特性で照射する。 The light emitting unit 14a is a member in which electric power and a signal are transmitted from the outside of the limited reflection type sensor 10 via a connector unit (not shown), wiring, or the like, and emits light at a predetermined wavelength. The specific configuration of the light emitting unit 14a is not limited, and examples thereof include a light emitting diode (LED: Light Emitting Diode). The wavelength of the light emitted by the light emitting unit 14a may be included in the absorption band of the light receiving unit 14b, and for example, infrared light is used. Further, the light emitting unit 14a may be provided with an optical member such as a lens, and emits light from the LED chip with desired light distribution characteristics.

受光部14bは、所定波長の光を吸収して電気信号に変換し、図示しないコネクタ部や配線等を介して限定反射型センサ10の外部に検出信号を送出する部材である。受光部14bの具体的構成は限定されないが、例えばフォトトランジスタを用いることができる。受光部14bは、発光部14aが照射する光の波長を吸収帯域に含んでいる。また、受光部14bはレンズ等の光学部材を備えていてもよく、入射した光を効率よくフォトトランジスタに集光して検出する。 The light receiving unit 14b is a member that absorbs light having a predetermined wavelength, converts it into an electric signal, and sends a detection signal to the outside of the limited reflection type sensor 10 via a connector unit (not shown), wiring, or the like. The specific configuration of the light receiving unit 14b is not limited, but for example, a phototransistor can be used. The light receiving unit 14b includes the wavelength of the light emitted by the light emitting unit 14a in the absorption band. Further, the light receiving unit 14b may include an optical member such as a lens, and efficiently collects the incident light on a phototransistor for detection.

図1(a)(b)に示した限定反射型センサ10では、外部から搭載基板13に供給された電力および信号が発光部14aに伝達され、発光部14aが発光した光は発光収容部11dおよびレンズ収容部11bを通ってレンズ12に入射し、レンズ12の曲面に応じた配光分布で限定反射型センサ10の外部に光が照射される。また、物体を検知するための物体検知領域に物体が存在する場合には、発光部14aから照射された光は限定反射型センサ10方向に反射され、レンズ12に入射し、レンズ収容部11bおよび受光収容部11eを通って受光部14bに入射する。受光部14bでは受光した光の強度に応じた電圧が出力され、当該電圧値が物体を検知した信号として搭載基板13を介して外部に伝達される。 In the limited reflection type sensor 10 shown in FIGS. 1A and 1B, the power and signal supplied from the outside to the mounting substrate 13 are transmitted to the light emitting unit 14a, and the light emitted by the light emitting unit 14a is the light emitting accommodating unit 11d. Then, the light enters the lens 12 through the lens accommodating portion 11b, and the outside of the limited reflection sensor 10 is irradiated with light having a light distribution according to the curved surface of the lens 12. Further, when an object exists in the object detection region for detecting the object, the light emitted from the light emitting unit 14a is reflected in the direction of the limited reflection type sensor 10 and incident on the lens 12, and the lens accommodating unit 11b and It enters the light receiving portion 14b through the light receiving accommodating portion 11e. The light receiving unit 14b outputs a voltage corresponding to the intensity of the received light, and the voltage value is transmitted to the outside via the mounting substrate 13 as a signal for detecting an object.

図2は、レンズ12の詳細な構造について説明する模式断面図である。図2では光学的な構造のみを説明するために係止部等の構造は図示を省略する。図2に示すようにレンズ12は、出射光用レンズ121と、反射光用レンズ122と、平板部123と、フランジ部124とを備えている。出射光用レンズ121と反射光用レンズ122とは、分離溝123aで互いに分離した位置に形成されているが、平板部123およびフランジ部124と一体にレンズ12が成形されている。出射光用レンズ121と反射光用レンズ122をレンズ12として一体に成形することで、筐体部11にレンズ12を位置決めするだけで、出射光用レンズ121と反射光用レンズ122のそれぞれが発光部14aと受光部14bに対して位置決めでき、組立工程を簡略化するとともに位置決め精度も向上させることができる。本実施形態では出射光用レンズ121と反射光用レンズ122を一体に成形した例を示したが、出射光用レンズ121と反射光用レンズ122を完全に分離した構成としてもよい。 FIG. 2 is a schematic cross-sectional view illustrating the detailed structure of the lens 12. In FIG. 2, the structure of the locking portion and the like is not shown in order to explain only the optical structure. As shown in FIG. 2, the lens 12 includes an emitted light lens 121, a reflected light lens 122, a flat plate portion 123, and a flange portion 124. The emitted light lens 121 and the reflected light lens 122 are formed at positions separated from each other by the separation groove 123a, but the lens 12 is integrally formed with the flat plate portion 123 and the flange portion 124. By integrally molding the emitted light lens 121 and the reflected light lens 122 as the lens 12, each of the emitted light lens 121 and the reflected light lens 122 emits light only by positioning the lens 12 on the housing portion 11. Positioning can be performed with respect to the portion 14a and the light receiving portion 14b, which simplifies the assembly process and improves the positioning accuracy. In the present embodiment, an example in which the emission light lens 121 and the reflected light lens 122 are integrally molded is shown, but the emission light lens 121 and the reflected light lens 122 may be completely separated from each other.

平板部123は、レンズ12の上端部を形成する略平板状の部分であり、その下面側に出射光用レンズ121と反射光用レンズ122が一体に形成されている。平板部123の上面は略平坦面な入出射面123bであり、入出射面123bは本発明における第1面に相当し、物体検知領域に対向して配される。したがって、限定反射型センサ10においては、平板部123の入出射面123bを介して物体検知領域への発光と物体検知領域からの受光が行われる。レンズ12が平板部123を有していることにより、限定反射型センサ10の外部にレンズ12が突出せず、省スペース化や汚れの付着を抑制することができる。 The flat plate portion 123 is a substantially flat plate-shaped portion that forms the upper end portion of the lens 12, and the emitted light lens 121 and the reflected light lens 122 are integrally formed on the lower surface side thereof. The upper surface of the flat plate portion 123 is a substantially flat entrance / exit surface 123b, and the entrance / exit surface 123b corresponds to the first surface in the present invention and is arranged so as to face the object detection region. Therefore, in the limited reflection type sensor 10, light emission to the object detection region and light reception from the object detection region are performed via the entrance / exit surface 123b of the flat plate portion 123. Since the lens 12 has the flat plate portion 123, the lens 12 does not protrude to the outside of the limited reflection type sensor 10, and space saving and adhesion of dirt can be suppressed.

フランジ部124は、平板部123よりも薄肉で平板部123の外周を囲んで形成された部分であり、筐体部11の側壁に嵌合されてレンズ12を筐体部11に位置決めおよび固定する部分である。 The flange portion 124 is a portion thinner than the flat plate portion 123 and is formed so as to surround the outer periphery of the flat plate portion 123, and is fitted to the side wall of the housing portion 11 to position and fix the lens 12 to the housing portion 11. It is a part.

分離溝123aは、出射光用レンズ121と反射光用レンズ122の間を分離して平板部123の裏面にまで到達する溝であり、図1に示したようにレンズ保持部11cが挿入されることでレンズ12を位置決め及び保持される。出射光用レンズ121と反射光用レンズ122のうち、分離溝123aで露出した面は図2に示すようにテーパー形状とされており、レンズ保持部11cの挿入と位置決めが容易とされている。 The separation groove 123a is a groove that separates the emission light lens 121 and the reflected light lens 122 and reaches the back surface of the flat plate portion 123, and the lens holding portion 11c is inserted as shown in FIG. This positions and holds the lens 12. Of the outgoing light lens 121 and the reflected light lens 122, the surface exposed by the separation groove 123a has a tapered shape as shown in FIG. 2, so that the lens holding portion 11c can be easily inserted and positioned.

出射光用レンズ121及び反射光用レンズ122は、それぞれ入出射面123bと反対側が本発明における第2面として形成されており、第2面がそれぞれ凸レンズ部121a,122aと凹レンズ部121b,122bを有している。 The exit light lens 121 and the reflected light lens 122 are formed on the side opposite to the entrance / exit surface 123b as the second surface in the present invention, respectively, and the second surface has convex lens portions 121a and 122a and concave lens portions 121b and 122b, respectively. Have.

凸レンズ部121a,122aは、それぞれ出射光用レンズ121と反射光用レンズ122のうち、分離溝123aから遠い領域に設けられており、下方に凸形状の非球面レンズを構成している。物体検知領域は、分離溝123aの上方に位置しているため、凸レンズ部121a,122aは、それぞれ物体検知領域から遠い側に位置することになる。 The convex lens portions 121a and 122a are provided in regions of the emitted light lens 121 and the reflected light lens 122 far from the separation groove 123a, respectively, and form a downwardly convex aspherical lens. Since the object detection region is located above the separation groove 123a, the convex lens portions 121a and 122a are located on sides far from the object detection region, respectively.

凹レンズ部121b,122bは、それぞれ出射光用レンズ121と反射光用レンズ122のうち、分離溝123aに近い領域に設けられており、下方に凹形状のトロイダルレンズ領域を構成している。物体検知領域は、分離溝123aの上方に位置しているため、凹レンズ部121b,122bは、それぞれ物体検知領域に近い側に位置することになる。 The concave lens portions 121b and 122b are provided in regions of the emitted light lens 121 and the reflected light lens 122 near the separation groove 123a, respectively, and form a concave toroidal lens region downward. Since the object detection region is located above the separation groove 123a, the concave lens portions 121b and 122b are located closer to the object detection region, respectively.

図2に示すように、出射光用レンズ121及び反射光用レンズ122のうち平板部123の裏面に接する範囲をそれぞれレンズ幅121W,122Wと定義する。このとき、凸レンズ部121a,122aと凹レンズ部121b,122bの境界位置は、レンズ幅121W,122Wの中心位置とは異なり、凸レンズ部121a,122a側に偏っている。トロイダルレンズ領域を構成する凹レンズ部121b,122bと凸レンズ部121a,122aの境界位置を変更することで、近距離側に照射する光量と長距離側に照射する光量を自由に選択できる。また、発光部14aと受光部14bの位置は、凸レンズ部121a,122aと凹レンズ部121b,122bの境界位置よりも外側である凸レンズ部121a,122a側に偏っている。 As shown in FIG. 2, the ranges of the emitted light lens 121 and the reflected light lens 122 that are in contact with the back surface of the flat plate portion 123 are defined as lens widths 121W and 122W, respectively. At this time, the boundary positions between the convex lens portions 121a and 122a and the concave lens portions 121b and 122b are biased toward the convex lens portions 121a and 122a, unlike the central positions of the lens widths 121W and 122W. By changing the boundary position between the concave lens portions 121b and 122b and the convex lens portions 121a and 122a constituting the toroidal lens region, the amount of light to be irradiated on the short-distance side and the amount of light to be irradiated on the long-distance side can be freely selected. Further, the positions of the light emitting portion 14a and the light receiving portion 14b are biased toward the convex lens portions 121a and 122a, which are outside the boundary positions between the convex lens portions 121a and 122a and the concave lens portions 121b and 122b.

図3は、発光部14aから照射される光を光線軌跡シミュレーションで計算した結果を示す図であり、図3(a)は従来のレンズを用いた例を示し、図3(b)は本発明の凸レンズ部121aと凹レンズ部121bを有するレンズ12を用いた例を示している。図3(a)(b)では発光部14aからの発光についてのみ示しているが、受光部14bへの光の入射は説明を省略する。 FIG. 3 is a diagram showing the result of calculating the light emitted from the light emitting unit 14a by a ray trajectory simulation, FIG. 3 (a) shows an example using a conventional lens, and FIG. 3 (b) shows the present invention. An example is shown in which a lens 12 having a convex lens portion 121a and a concave lens portion 121b is used. Although FIGS. 3 (a) and 3 (b) show only the light emitted from the light emitting unit 14a, the description of the incident of light on the light receiving unit 14b will be omitted.

図3(a)に示すように、発光部14aからの光はレンズの入射面と出射面で屈折され、物体検知領域方向に光が照射される。このとき、レンズの外側領域からの光は遠距離に対して照射され、レンズの内側領域からの光は近距離に対して照射される。図3(b)に示すように、本実施形態の限定反射型センサ10でも、レンズ12の外側が凸レンズ部121aであり遠距離に対して光を照射し、レンズ12の内側が凹レンズ部121bであり近距離に光を照射している。図3(a)と図3(b)を比較すると、本実施形態のレンズ12を用いることで、凹レンズ部121bからの近距離への光の照射範囲が拡大し、物体検知領域をより近距離にまで拡大できることがわかる。近距離側にも光を照射できているため、物体の色に関係なく近距離に位置する物体を検知できる。 As shown in FIG. 3A, the light from the light emitting unit 14a is refracted by the entrance surface and the exit surface of the lens, and the light is irradiated in the direction of the object detection region. At this time, the light from the outer region of the lens is irradiated to a long distance, and the light from the inner region of the lens is irradiated to a short distance. As shown in FIG. 3B, also in the limited reflection type sensor 10 of the present embodiment, the outside of the lens 12 is the convex lens portion 121a, which irradiates light over a long distance, and the inside of the lens 12 is the concave lens portion 121b. It irradiates light at a short distance. Comparing FIG. 3A and FIG. 3B, by using the lens 12 of the present embodiment, the irradiation range of light from the concave lens portion 121b to a short distance is expanded, and the object detection region is set to a shorter distance. It can be seen that it can be expanded to. Since light can be emitted to the short-distance side as well, it is possible to detect an object located at a short distance regardless of the color of the object.

図4は、限定反射型センサ10での発光部14aから照射される光と、受光部14bに入射する光の光線軌跡シミュレーションの結果を重ね合わせた図である。限定反射型センサ10では、レンズ12の出射光用レンズ121と反射光用レンズ122が形成されており、発光部14aと受光部14bも左右に設けられているため、光の照射範囲と受光範囲とは図4に示したようになっている。図4中に太線で囲んだ領域は、発光部14aから光が照射されるとともに受光部14bに光が入射する領域であり、物体検知領域Rとなっている。図3(b)に示したように、本実施形態のレンズ12を用いることで、光の照射範囲が近距離側に拡大されているため、物体検知領域Rも近距離側に拡大されている。 FIG. 4 is a diagram in which the results of light ray trajectory simulation of the light emitted from the light emitting unit 14a of the limited reflection sensor 10 and the light incident on the light receiving unit 14b are superimposed. In the limited reflection type sensor 10, the emission light lens 121 and the reflected light lens 122 of the lens 12 are formed, and the light emitting portion 14a and the light receiving portion 14b are also provided on the left and right, so that the light irradiation range and the light receiving range are provided. Is as shown in FIG. The region surrounded by a thick line in FIG. 4 is a region in which light is emitted from the light emitting unit 14a and light is incident on the light receiving unit 14b, and is an object detection region R. As shown in FIG. 3B, by using the lens 12 of the present embodiment, the light irradiation range is expanded to the short distance side, so that the object detection region R is also expanded to the short distance side. ..

図5は、レンズ12を介しての発光部14a内側からの光の照射と、受光部14b内側への光線について示す光線軌跡シミュレーションの結果である。図5に示すように、発光部14aからの光は凸レンズ部121aを通って図中黒丸で示した遠距離側のクロスポイントで集光される。これにより、クロスポイントにおける光強度を向上することができるため、物体の色に関係なく近距離に位置する物体を検知できる。 FIG. 5 is a result of a ray trajectory simulation showing irradiation of light from the inside of the light emitting portion 14a through the lens 12 and light rays to the inside of the light receiving portion 14b. As shown in FIG. 5, the light from the light emitting unit 14a passes through the convex lens unit 121a and is focused at the cross point on the long distance side indicated by the black circle in the figure. As a result, the light intensity at the cross point can be improved, so that an object located at a short distance can be detected regardless of the color of the object.

図6は、限定反射型センサ10の光照射について詳しく説明する図であり、図6(a)は凸レンズ部121a,122aでの幅方向の光線を示し、図6(b)は凸レンズ部121a,122aでの奥行方向の光線を示し、図6(c)は凹レンズ部121b,122bでの幅方向の光線を示し、図6(d)は凹レンズ部121b,122bでの奥行方向の光線を示している。ここで幅方向とは図1(b)に示した限定反射型センサ10の左右方向を示し、奥行き方向とは図1(b)の紙面に垂直方向を示している。 6A and 6B are views for explaining the light irradiation of the limited reflection sensor 10 in detail, FIG. 6A shows light rays in the width direction of the convex lens portions 121a and 122a, and FIG. 6B shows the convex lens portions 121a, The light rays in the depth direction at 122a are shown, FIG. 6 (c) shows the light rays in the width direction at the concave lens portions 121b and 122b, and FIG. 6 (d) shows the light rays in the depth direction at the concave lens portions 121b and 122b. There is. Here, the width direction indicates the left-right direction of the limited reflection type sensor 10 shown in FIG. 1 (b), and the depth direction indicates a direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1 (b).

図6(a)(b)に示すように、凸レンズ部121a,122aは非球面レンズの凸レンズであるため、幅方向および奥行き方向で遠距離側のクロスポイントに対して光を集光している。これにより、クロスポイントにおける光強度を向上することができるため、物体の色に関係なく近距離に位置する物体を検知できる。 As shown in FIGS. 6A and 6B, since the convex lens portions 121a and 122a are convex lenses of an aspherical lens, light is focused on the cross point on the long distance side in the width direction and the depth direction. .. As a result, the light intensity at the cross point can be improved, so that an object located at a short distance can be detected regardless of the color of the object.

一方、図6(c)(d)に示すように、凹レンズ部121b,122bはトロイダルレンズであるため、幅方向は近距離側に光を照射するが、奥行き方向は図6(d)中に黒丸で示すクロスポイントに光を集光している。また、凹レンズ部121b,122bの奥行き方向でのクロスポイントは、凸レンズ部121a,122aのクロスポイントよりも近距離側に設定されている。これにより、近距離側でのクロスポイントにおける光強度を向上することができるため、近距離に位置する物体を検知することができるようになる。 On the other hand, as shown in FIGS. 6 (c) and 6 (d), since the concave lens portions 121b and 122 b are toroidal lenses, light is emitted to the short distance side in the width direction, but in the depth direction in FIG. 6 (d). Light is focused on the cross points indicated by black circles. Further, the cross points of the concave lens portions 121b and 122b in the depth direction are set closer to the cross points of the convex lens portions 121a and 122a. As a result, the light intensity at the cross point on the short distance side can be improved, so that an object located at a short distance can be detected.

図7は、本実施形態の限定反射型センサ10を用いた物体検出の距離特性を示すグラフである。図中において横軸は限定反射型センサ10のレンズ12表面からの距離を示し、縦軸は受光部14bで検出した出力の強度を規格化して示している。また、図中破線は従来技術である凸レンズを用いた比較例を示し、図中実線は本実施形態における限定反射型センサ10を用いた実施例を示している。 FIG. 7 is a graph showing the distance characteristics of object detection using the limited reflection sensor 10 of the present embodiment. In the figure, the horizontal axis indicates the distance of the limited reflection sensor 10 from the surface of the lens 12, and the vertical axis indicates the intensity of the output detected by the light receiving unit 14b in a standardized manner. Further, the broken line in the figure shows a comparative example using a convex lens which is a conventional technique, and the solid line in the figure shows an example using the limited reflection type sensor 10 in the present embodiment.

図7に示したように、本実施形態の限定反射型センサ10では、従来の凸レンズを用いた場合と比較して近距離側での受光出力が大幅に向上している。また、遠距離側での受光出力も大きく向上している。したがって、本実施形態の限定反射型センサ10では、近距離に物体が存在する場合にも発光部14aから物体に対して照射する光を強くし、物体で反射されて受光部14bに入射する光量を大きくすることができている。これにより、近距離での物体検出精度も向上し、物体の色に関係なく近距離に位置する物体を検知できる。 As shown in FIG. 7, in the limited reflection type sensor 10 of the present embodiment, the light receiving output on the short distance side is significantly improved as compared with the case where the conventional convex lens is used. In addition, the light receiving output on the long distance side is also greatly improved. Therefore, in the limited reflection type sensor 10 of the present embodiment, even when an object exists at a short distance, the light emitted from the light emitting unit 14a to the object is strengthened, and the amount of light reflected by the object and incident on the light receiving unit 14b. Can be increased. As a result, the object detection accuracy at a short distance is improved, and an object located at a short distance can be detected regardless of the color of the object.

以上に述べたように本実施形態の限定反射型センサ10では、出射光用レンズ121と反射光用レンズ122がそれぞれ凸レンズ部121a,122aと凹レンズ部121b,122bを備えている。これにより、物体検知領域Rの遠距離側を凸レンズ部121a,122aで拡大し、近距離側を凹レンズ部121b,122bで拡大して、限定反射型センサ10での検知範囲を拡大することができる。また、凸レンズ部121a,122aと凹レンズ部121b,122bの境界位置がレンズ幅121W,122Wの中心位置とは異なっているので、近距離側と遠距離側の配光を設計する際の自由度が向上する。特に、境界位置を中心位置よりも外側に偏らせると、凹レンズ部121b,122bの領域が凸レンズ部121a,122aよりも広くなり、近距離側への配光を多くして近距離側での検出精度をさらに向上させることができる。 As described above, in the limited reflection type sensor 10 of the present embodiment, the emission light lens 121 and the reflected light lens 122 are provided with convex lens portions 121a and 122a and concave lens portions 121b and 122b, respectively. As a result, the long-distance side of the object detection region R can be enlarged by the convex lens portions 121a and 122a, and the short-distance side can be enlarged by the concave lens portions 121b and 122b to expand the detection range by the limited reflection sensor 10. .. Further, since the boundary position between the convex lens portions 121a and 122a and the concave lens portions 121b and 122b is different from the center position of the lens widths 121W and 122W, the degree of freedom in designing the light distribution on the short distance side and the long distance side is increased. improves. In particular, when the boundary position is biased to the outside of the center position, the regions of the concave lens portions 121b and 122b become wider than those of the convex lens portions 121a and 122a, and the light distribution to the short distance side is increased to detect on the short distance side. The accuracy can be further improved.

また、発光部14aと受光部14bが、凸レンズ部121a,122aと凹レンズ部121b,122bの境界位置よりも外側に位置しているため、より設計の自由度が向上するとともに近距離側への配光を多くすることが可能である。また、検知領域の遠距離側範囲を維持しながら、近距離側の検知領域を拡大することが可能である。 Further, since the light emitting portion 14a and the light receiving portion 14b are located outside the boundary positions between the convex lens portions 121a and 122a and the concave lens portions 121b and 122b, the degree of freedom in design is further improved and the arrangement to the short distance side is improved. It is possible to increase the amount of light. Further, it is possible to expand the detection area on the short distance side while maintaining the range on the long distance side of the detection area.

<実施形態2>
次に、本発明の実施形態2について、図面を参照して説明する。実施形態1と重複する内容は説明を省略する。図8は、実施形態2に係る限定反射型センサ20の構成を示す模式断面図である。図8に示すように、限定反射型センサ20は、筐体部11とレンズ22と、搭載基板13と、発光部14aと、受光部14bを備えている。本実施形態の限定反射型センサ20は、レンズ22のみが実施形態1の限定反射型センサ10と異なっており、他の構成は同じでレンズ12とレンズ22を置き換えただけとなっている。
<Embodiment 2>
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to the drawings. The description of the contents overlapping with the first embodiment will be omitted. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of the limited reflection type sensor 20 according to the second embodiment. As shown in FIG. 8, the limited reflection type sensor 20 includes a housing portion 11, a lens 22, a mounting substrate 13, a light emitting portion 14a, and a light receiving portion 14b. In the limited reflection type sensor 20 of the present embodiment, only the lens 22 is different from the limited reflection type sensor 10 of the first embodiment, and the other configurations are the same, only the lens 12 and the lens 22 are replaced.

図9は、レンズ22の詳細な構造について説明する模式断面図である。図9に示すようにレンズ22は、出射光用レンズ221と、反射光用レンズ222と、平板部223と、フランジ部224とを備えている。出射光用レンズ221と反射光用レンズ222とは、分離溝223aで互いに分離した位置に形成されているが、平板部223およびフランジ部224と一体にレンズ22が成形されている。 FIG. 9 is a schematic cross-sectional view illustrating the detailed structure of the lens 22. As shown in FIG. 9, the lens 22 includes an emitted light lens 221, a reflected light lens 222, a flat plate portion 223, and a flange portion 224. The emitted light lens 221 and the reflected light lens 222 are formed at positions separated from each other by the separation groove 223a, but the lens 22 is integrally formed with the flat plate portion 223 and the flange portion 224.

出射光用レンズ221及び反射光用レンズ222は、それぞれ入出射面223bと反対側が本発明における第2面として形成されており、第2面がそれぞれ凸レンズ部221a,222aと凹レンズ部221b,222bを有している。 The exit light lens 221 and the reflected light lens 222 are each formed on the opposite side to the entrance / exit surface 223b as the second surface in the present invention, and the second surface has convex lens portions 221a and 222a and concave lens portions 221b and 222b, respectively. Have.

図9に示すように、出射光用レンズ221及び反射光用レンズ222のうち平板部123の裏面に接する範囲をそれぞれレンズ幅221W,222Wと定義する。このとき、凸レンズ部221a,222aと凹レンズ部221b,222bの境界位置は、レンズ幅221W,222Wの中心位置とは異なり、凹レンズ部221b,222b側に偏っている。また、発光部14aと受光部14bの位置は、凸レンズ部221a,222aと凹レンズ部221b,222bの境界位置よりも外側である凸レンズ部221a,222a側に偏っている。 As shown in FIG. 9, the ranges of the emitted light lens 221 and the reflected light lens 222 that are in contact with the back surface of the flat plate portion 123 are defined as lens widths 221W and 222W, respectively. At this time, the boundary positions between the convex lens portions 221a and 222a and the concave lens portions 221b and 222b are biased toward the concave lens portions 221b and 222b, unlike the center positions of the lens widths 221W and 222W. Further, the positions of the light emitting portion 14a and the light receiving portion 14b are biased toward the convex lens portions 221a and 222a, which are outside the boundary positions between the convex lens portions 221a and 222a and the concave lens portions 221b and 222b.

本実施形態の限定反射型センサ20でも、レンズ22の外側が凸レンズ部221aであり遠距離に対して光を照射し、レンズ22の内側が凹レンズ部221bであり近距離に光を照射している。したがって、本実施形態のレンズ22を用いることで、凹レンズ部221bからの近距離への光の照射範囲が拡大し、物体検知領域をより近距離にまで拡大できめ、物体の色に関係なく近距離に位置する物体を検知できる。 Also in the limited reflection type sensor 20 of the present embodiment, the outside of the lens 22 is the convex lens portion 221a and irradiates light over a long distance, and the inside of the lens 22 is the concave lens portion 221b and irradiates light at a short distance. .. Therefore, by using the lens 22 of the present embodiment, the irradiation range of light from the concave lens portion 221b to a short distance can be expanded, the object detection region can be expanded to a closer distance, and the object can be close regardless of the color of the object. It can detect objects located at a distance.

図10は、限定反射型センサ20での発光部14aから照射される光と、受光部14bで検出可能な領域の光線軌跡シミュレーションの結果を重ね合わせた図である。図10に示したように本実施形態では、遠距離側に物体検知領域を拡大している。また、凸レンズ部221a,222aと凹レンズ部221b,222bの境界位置が、レンズ幅221W,222Wの中心位置よりも凹レンズ部221b,222b側に偏っていることで、遠距離側への配光を多くして遠距離に照射される光量を多くすることができる。これにより遠距離側での光強度を高めて物体の検出精度を向上させ、物体の色に関係なく近距離に位置する物体を検知できる。 FIG. 10 is a diagram in which the light emitted from the light emitting unit 14a of the limited reflection sensor 20 and the result of the ray trajectory simulation of the region detectable by the light receiving unit 14b are superimposed. As shown in FIG. 10, in the present embodiment, the object detection area is expanded to the long distance side. Further, since the boundary positions between the convex lens portions 221a and 222a and the concave lens portions 221b and 222b are biased toward the concave lens portions 221b and 222b from the center positions of the lens widths 221W and 222W, more light is distributed to the long distance side. Therefore, the amount of light emitted over a long distance can be increased. As a result, the light intensity on the long-distance side can be increased to improve the detection accuracy of the object, and an object located at a short distance can be detected regardless of the color of the object.

以上述べたように本実施形態の限定反射型センサ20でも、出射光用レンズ221と反射光用レンズ222がそれぞれ凸レンズ部221a,222aと凹レンズ部221b,222bを備えている。これにより、物体検知領域Rの遠距離側を凸レンズ部221a,222aで拡大し、近距離側を凹レンズ部221b,222bで拡大して、限定反射型センサ20での検知範囲を拡大することができる。また、凸レンズ部221a,222aと凹レンズ部221b,222bの境界位置がレンズ幅221W,222Wの中心位置とは異なっているので、近距離側と遠距離側の配光を設計する際の自由度が向上する。特に、境界位置を中心位置よりも内側に偏らせると、凸レンズ部221a,222aの領域が凹レンズ部221b,222bよりも広くなり、遠距離側への配光を多くして遠距離側での検出精度をさらに向上させることができる。 As described above, also in the limited reflection type sensor 20 of the present embodiment, the emission light lens 221 and the reflected light lens 222 are provided with convex lens portions 221a and 222a and concave lens portions 221b and 222b, respectively. As a result, the long-distance side of the object detection region R can be enlarged by the convex lens portions 221a and 222a, and the short-distance side can be enlarged by the concave lens portions 221b and 222b to expand the detection range by the limited reflection sensor 20. .. Further, since the boundary position between the convex lens portions 221a and 222a and the concave lens portions 221b and 222b is different from the center position of the lens widths 221W and 222W, the degree of freedom in designing the light distribution on the short distance side and the long distance side is increased. improves. In particular, when the boundary position is biased inward from the center position, the regions of the convex lens portions 221a and 222a become wider than those of the concave lens portions 221b and 222b, and the light distribution to the long distance side is increased to detect on the long distance side. The accuracy can be further improved.

また、発光部14aと受光部14bが、凸レンズ部221a,222aと凹レンズ部221b,222bの境界位置よりも外側に位置しているため、より設計の自由度が向上するとともに近距離側への配光を多くすることが可能である。また、検知領域の遠距離側範囲を維持しながら、近距離側の検知領域を拡大することが可能である。 Further, since the light emitting portion 14a and the light receiving portion 14b are located outside the boundary positions between the convex lens portions 221a and 222a and the concave lens portions 221b and 222b, the degree of freedom in design is further improved and the arrangement to the short distance side is improved. It is possible to increase the amount of light. Further, it is possible to expand the detection area on the short distance side while maintaining the range on the long distance side of the detection area.

さらに、本発明の限定反射型センサ10,20では、レンズ12とレンズ22を交換するだけで物体検知領域Rの近距離側と遠距離側への配光を制御でき、他の部品を共通化できる。これは、凸レンズ部121a,122a,221a,222aと凹レンズ部121b,122b,221b,222bの境界位置をレンズ幅の中心位置と異ならせることで、光学的設計の自由度が向上するため、発光部14aと受光部14bの配置等を変更する必要がないためである。 Further, in the limited reflection type sensors 10 and 20 of the present invention, the light distribution to the short distance side and the long distance side of the object detection region R can be controlled only by exchanging the lens 12 and the lens 22, and other parts are shared. can. This is because the degree of freedom in optical design is improved by making the boundary positions of the convex lens portions 121a, 122a, 221a, 222a and the concave lens portions 121b, 122b, 221b, 222b different from the center position of the lens width. This is because it is not necessary to change the arrangement of the 14a and the light receiving unit 14b.

凸レンズ部121a,122a,221a,222aと凹レンズ部121b,122b,221b,222bの境界位置をレンズ幅の中心位置と異ならせてレンズ12,22の光学的設計の自由度が向上することで、凸レンズ部121a,122a,221a,222aと凹レンズ部121b,122b,221b,222bの厚さを低減することもでき、レンズ12,22および限定反射型センサ10,20の小型化を図ることもできる。 Convex lenses by making the boundary positions of the convex lens portions 121a, 122a, 221a, 222a and the concave lens portions 121b, 122b, 221b, 222b different from the center position of the lens width to improve the degree of freedom in the optical design of the lenses 12 and 22. The thicknesses of the portions 121a, 122a, 221a, 222a and the concave lens portions 121b, 122b, 221b, 222b can be reduced, and the lenses 12, 22 and the limited reflection type sensors 10, 20 can be miniaturized.

なお、今回開示した実施形態はすべての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。従って、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれる。 It should be noted that the embodiments disclosed this time are examples in all respects and do not serve as a basis for limited interpretation. Therefore, the technical scope of the present invention is not construed solely by the above-described embodiments, but is defined based on the description of the claims. It also includes all changes within the meaning and scope of the claims.

10,20…限定反射型センサ
11…筐体部
12,22…レンズ
13…搭載基板
14a…発光部
14b…受光部
11a…取付部
11b…レンズ収容部
11c…レンズ保持部
11d…発光収容部
11e…受光収容部
121,221…出射光用レンズ
122,222…反射光用レンズ
121a,122a,221a,222a…凸レンズ部
121b,122b,221b,222b…凹レンズ部
121W,221W…レンズ幅
123,223…平板部
123a,223a…分離溝
123b,223b…入出射面
124,224…フランジ部
10, 20 ... Limited reflection type sensor 11 ... Housing part 12, 22 ... Lens 13 ... Mounting substrate 14a ... Light emitting part 14b ... Light receiving part 11a ... Mounting part 11b ... Lens housing part 11c ... Lens holding part 11d ... Light emitting housing part 11e ... Light receiving accommodating portions 121,221 ... Emission light lenses 122, 222 ... Reflected light lenses 121a, 122a, 221a, 222a ... Convex lens portions 121b, 122b, 221b, 222b ... Concave lens portions 121W, 221W ... Lens widths 123, 223 ... Flat plate portions 123a, 223a ... Separation grooves 123b, 223b ... In / out surfaces 124, 224 ... Flange portions

Claims (4)

発光部からの出射光を出射光用レンズを介して物体検知領域に向けて照射し、該物体検知領域に存在する物体からの反射光を反射光用レンズを介して受光部にて受光する限定反射型センサであって、
前記出射光用レンズおよび前記反射光用レンズは平板部と一体に形成され、前記平板部の前記物体検知領域と対向する第1面は略平坦面であり前記第1面と反対側の第2面には前記出射光用レンズと前記反射光用レンズの間に分離溝が設けられており、
前記出射光用レンズおよび前記反射光用レンズの前記第2面側には、それぞれ前記分離溝に近い側のトロイダルレンズ領域と、前記分離溝から遠い側の凸レンズ領域とを有し、
前記出射光用レンズおよび前記反射光用レンズの前記第2面側での範囲をそれぞれレンズ幅W1,レンズ幅W2としたとき、
前記出射光用レンズおよび前記反射光用レンズのそれぞれにおいて、前記トロイダルレンズ領域と前記凸レンズ領域との境界位置は、前記レンズ幅W1および前記レンズ幅W2の中心位置とは異なっており、
前記発光部又は前記受光部は、前記境界位置よりも前記凸レンズ領域側に偏った位置に配置されていることを特徴とする限定反射型センサ。
Limited to irradiating the emitted light from the light emitting unit toward the object detection area via the outgoing light lens and receiving the reflected light from the object existing in the object detection area at the light receiving unit via the reflected light lens. It ’s a reflective sensor,
The emission light lens and the reflective light lens is formed integrally with the flat plate portion, a first surface that faces the object detection region of said plate is substantially flat surface, the opposite to the first surface Separation grooves are provided between the emitted light lens and the reflected light lens on the two surfaces.
Wherein the second surface side of the emitting light lens and the reflective light lens has a side toroidal lens area close to the separation grooves, respectively, and a far side of the convex lens region from the isolation trench,
When the range of the emitted light lens and the reflected light lens on the second surface side is the lens width W1 and the lens width W2, respectively.
In each of the emitted light lens and the reflected light lens, the boundary position between the toroidal lens region and the convex lens region is different from the center position of the lens width W1 and the lens width W2 .
The limited reflection type sensor , wherein the light emitting unit or the light receiving unit is arranged at a position biased toward the convex lens region side with respect to the boundary position.
請求項1に記載の限定反射型センサであって、
前記境界位置は、前記中心位置よりも前記トロイダルレンズ領域側に偏っていることを特徴とする限定反射型センサ。
The limited reflection type sensor according to claim 1.
A limited reflection type sensor characterized in that the boundary position is biased toward the toroidal lens region side with respect to the center position.
請求項1に記載の限定反射型センサであって、
前記境界位置は、前記中心位置よりも前記凸レンズ領域側に偏っていることを特徴とする限定反射型センサ。
The limited reflection type sensor according to claim 1.
A limited reflection type sensor characterized in that the boundary position is biased toward the convex lens region side with respect to the center position.
請求項1から3の何れか一つに記載の限定反射型センサであって、
前記分離溝は、前記平板部の前記第2面側まで到達してテーパ形状に設けられていることを特徴とする限定反射型センサ。
The limited reflection type sensor according to any one of claims 1 to 3.
A limited reflection type sensor characterized in that the separation groove reaches the second surface side of the flat plate portion and is provided in a tapered shape.
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