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公開番号2024112081
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-20
出願番号2023016926
出願日2023-02-07
発明の名称検知装置
出願人新光電子株式会社
代理人個人
主分類G01V 8/20 20060101AFI20240813BHJP(測定;試験)
要約【課題】小さな物体を検知することができる。
【解決手段】第1発光素子及び第2発光素子を含む発光部と、発光部から照射された光が入射する第1レンズ部と、を有する発光ユニットと、第1受光素子及び第2受光素子を含む受光部と、受光部に向けて光を集光する第2レンズ部と、を有する受光ユニットと、を備えた検知装置である。第1発光素子及び第2発光素子は、光軸に沿った第1方向と略直交する第2方向に沿って並べられており、第1レンズ部は、第1発光素子から照射された光が入射する第1レンズと、第2発光素子から照射された光が入射する第2レンズと、を有し、第1レンズと第2レンズとは、第2方向に沿って並べられており、第1方向に沿って見たときに、第1レンズの第2レンズ側の端である第1端と第2レンズの第1レンズ側の端である第2端とが重なっている。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
第１発光素子及び第２発光素子を含む発光部と、前記発光部から照射された光が入射する第１レンズ部と、を有する発光ユニットと、
第１受光素子及び第２受光素子を含む受光部と、前記受光部に向けて光を集光する第２レンズ部と、を有する受光ユニットと、
を備え、
前記第１発光素子及び前記第２発光素子は、光軸に沿った第１方向と略直交する第２方向に沿って並べられており、
前記第１レンズ部は、前記第１発光素子から照射された光が入射する第１レンズと、前記第２発光素子から照射された光が入射する第２レンズと、を有し、
前記第１レンズと前記第２レンズとは、前記第２方向に沿って並べられており、
前記第１方向に沿って見たときに、前記第１レンズの前記第２レンズ側の端である第１端と前記第２レンズの前記第１レンズ側の端である第２端とが重なっており、
前記第１受光素子及び前記第２受光素子は、前記第２方向に沿って並べられており、
前記第２レンズ部は、前記第１受光素子に光を集光する第３レンズと、前記第２受光素子に光を集光する第４レンズと、を有し、
前記第３レンズと前記第４レンズとは、前記第２方向に沿って並べられており、
前記第１方向に沿って見たときに、前記第３レンズの前記第４レンズ側の端である第３端と前記第４レンズの前記第３レンズ側の端である第４端とが重なっている
ことを特徴とする検知装置。
続きを表示（約 1,100 文字）【請求項２】
前記第１発光素子及び前記第２発光素子は、それぞれ発光レンズを有し、
前記発光レンズは、粗面化されている
ことを特徴とする請求項１に記載の検知装置。
【請求項３】
前記受光ユニットは、前記受光部と前記第２レンズ部との間に設けられた厚さが略０．０５ｍｍ以上かつ略０．４ｍｍ以下の板状部材を有し、
前記板状部材は、前記受光部に隣接して設けられており、
前記板状部材には、前記第１方向に沿って見たときに前記第１受光素子及び前記第２受光素子と重なる位置にそれぞれスリットが設けられている
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の検知装置。
【請求項４】
前記発光ユニットは、前記発光部と前記第１レンズと部の間に設けられた第３レンズ部を有し、
前記第３レンズ部は、前記第１方向に沿って見たときに、前記発光部から照射された光が入射する凸レンズ部を有し、
前記凸レンズ部は、前記第２方向に沿って見たときに前記第１方向の２つの端面の少なくとも一方に凸となる形状を有し、
前記第１レンズ、前記第２レンズ、前記第３レンズと前記第４レンズは、前記第１方向及び前記第２方向に沿った面で切断したときに前記第１方向の２つの端面の少なくとも一方に凸となる形を有する
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の検知装置。
【請求項５】
前記発光ユニットは、前記発光部及び前記第１レンズ部が内部に設けられた発光側ケースを含み、
前記受光ユニットは、前記受光部、前記第２レンズ部及び前記板状部材が内部に設けられた受光側ケースを含み、
前記発光側ケースは、前記第１レンズ部に隣接した面に、長手方向が前記第２方向に沿った第１外スリットが設けられており、
前記受光側ケースは、前記第２レンズ部に隣接した面に、長手方向が前記第２方向に沿った第２外スリットが設けられており、
前記第２外スリットの大きさは前記第１外スリットの大きさより小さい
ことを特徴とする請求項３に記載の検知装置。
【請求項６】
前記第１端は、前記第１発光素子に向かうにつれて前記第１レンズの前記第２方向に沿った幅が狭くなるように傾斜する第１傾斜面を有し、
前記第２端は、前記第２発光素子に向かうにつれて前記第２レンズの前記第２方向に沿った幅が狭くなるように傾斜する第２傾斜面を有し、
前記第１端の前記第１発光素子から最も離れた先端部が前記第２傾斜面に当接する、又は、前記第２端の前記第２発光素子から最も離れた先端部が前記第１傾斜面に当接する
ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の検知装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、検知装置に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、発光点アレイの各発光点の径、集光レンズアレイの各集光レンズの焦点距離と間隔、各集光レンズと光学素子の光路長の間で所定の関係を満足させることにより、発光検出装置を小型化すると同時に、高感度と低クロストークを同時に実現する発光検出装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－９７７５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の発明では、集光レンズの焦点距離ｆ、集光レンズとセンサと間の光路長ｇを選定することで、隣り合う発光点の発光点像が互いに重なるクロストークを調整できること、及び、各発光点からの発光を独立に検出するためにクロストークを５０％以下、望ましくは0％とすることがよいと記載されている。しかしながら、特許文献１に記載の発明では、各発光点からの発光を独立して検出することを重視するあまり、各発光点からの発光領域の間にある物体を検知できないおそれがある。特に検知対象の物体が小さい（例えば、直径０．０１ｍｍ～０．０３ｍｍ程度）場合には、特許文献１に記載の発明では高い確率で物体を検知できない。
【０００５】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、小さな物体を検知することができる検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明に係る検知装置は、例えば、第１発光素子及び第２発光素子を含む発光部と、前記発光部から照射された光が入射する第１レンズ部と、を有する発光ユニットと、第１受光素子及び第２受光素子を含む受光部と、前記受光部に向けて光を集光する第２レンズ部と、を有する受光ユニットと、を備え、前記第１発光素子及び前記第２発光素子は、光軸に沿った第１方向と略直交する第２方向に沿って並べられており、前記第１レンズ部は、前記第１発光素子から照射された光が入射する第１レンズと、前記第２発光素子から照射された光が入射する第２レンズと、を有し、前記第１レンズと前記第２レンズとは、前記第２方向に沿って並べられており、前記第１方向に沿って見たときに、前記第１レンズの前記第２レンズ側の端である第１端と前記第２レンズの前記第１レンズ側の端である第２端とが重なっており、前記第１受光素子及び前記第２受光素子は、前記第２方向に沿って並べられており、前記第２レンズ部は、前記第１受光素子に光を集光する第３レンズと、前記第２受光素子に光を集光する第４レンズと、を有し、前記第３レンズと前記第４レンズとは、前記第２方向に沿って並べられており、前記第１方向に沿って見たときに、前記第３レンズの前記第４レンズ側の端である第３端と前記第４レンズの前記第３レンズ側の端である第４端とが重なっていることを特徴とする。これにより、小さな物体を検知することができる。
【０００７】
前記第１発光素子及び前記第２発光素子は、それぞれ発光レンズを有し、前記発光レンズは、粗面化されていてもよい。これにより、光の強度ムラを減らし、小さな物体を検知しやすくすることができる。
【０００８】
前記受光ユニットは、前記受光部と前記第２レンズ部との間に設けられた厚さが略０．０５ｍｍ以上かつ略０．４ｍｍ以下の板状部材を有し、前記板状部材は、前記受光部に隣接して設けられており、前記板状部材には、前記第１方向に沿って見たときに前記第１受光素子及び前記第２受光素子と重なる位置にそれぞれスリットが設けられていてもよい。これにより、外乱光をカットし、小さな物体を検知しやすくすることができる。
【０００９】
前記発光ユニットは、前記発光部と前記第１レンズ部との間に設けられた第３レンズ部を有し、前記第３レンズ部は、前記第１方向に沿って見たときに、前記発光部から照射された光が入射する凸レンズ部を有し、前記凸レンズ部は、前記第２方向に沿って見たときに前記第１方向の２つの端面の少なくとも一方に凸となる形状を有し、前記第１レンズ、前記第２レンズ、前記第３レンズと前記第４レンズは、前記第１方向及び前記第２方向に沿った面で切断したときに前記第１方向の２つの端面の少なくとも一方に凸となる形を有してもよい。これにより、発光部から照射された光を有効に活用し平行光の光量を高くして、小さな物体を検知しやすくすることができる。
【００１０】
前記発光ユニットは、前記発光部及び前記第１レンズ部が内部に設けられた発光側ケースを含み、前記受光ユニットは、前記受光部、前記第２レンズ部及び前記板状部材が内部に設けられた受光側ケースを含み、前記発光側ケースは、前記第１レンズ部に隣接した面に、長手方向が前記第２方向に沿った第１外スリットが設けられており、前記受光側ケースは、前記第２レンズ部に隣接した面に、長手方向が前記第２方向に沿った第２外スリットが設けられており、前記第２外スリットの大きさは前記第１外スリットの大きさより小さくてもよい。これにより、発光ユニットから発光されていない光が受光部で受光されないようにし、小さな物体を検知しやすくすることができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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