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公開番号2024132823
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-01
出願番号2023174239,2023142174
出願日2023-10-06,2023-09-01
発明の名称光センサ
出願人オムロン株式会社
代理人個人,個人,個人
主分類G01V 8/12 20060101AFI20240920BHJP(測定;試験)
要約【課題】コンパクトで操作性に優れた光センサを提供する。
【解決手段】光センサ1は、光源5と、光源5から発せられたビームAの光路上に配置されている光学素子50A～50Cを切り換えることによりビームAのスポットSの形状を切り換え可能に構成されているスポット可変機構9と、を備えている。スポット可変機構9は、ビームAの進行方向Xに交差する第1方向Yに沿って直線状に並べられた複数の光学素子50A～50Cと、複数の光学素子50A～50Cを第1方向Yに沿って直線的に往復移動させることが可能な直動機構93と、を備えている。
【選択図】図9
特許請求の範囲【請求項１】
光源と、
前記光源から発せられたビームの光路上に配置されている光学素子を切り換えることにより前記ビームのスポットの形状を切り換え可能に構成されているスポット可変機構と、を備え、
前記スポット可変機構は、
前記ビームの進行方向に交差する第１方向に沿って直線状に並べられた複数の光学素子と、
前記複数の光学素子を前記第１方向に沿って直線的に往復移動させることが可能な直動機構と、を備えている、
光センサ。
続きを表示（約 720 文字）【請求項２】
前記直動機構は、ラックアンドピニオン機構であって、
前記第１方向に沿って直線状に延在しているラックと、
前記ラックに噛合しているピニオンと、を備えている、
請求項１に記載の光センサ。
【請求項３】
前記光源を収容している筐体を更に備え、
前記進行方向及び前記第１方向の双方に交差する第２方向に面した前記筐体の第１面から前記ピニオンを操作可能に構成されている、
請求項２に記載の光センサ。
【請求項４】
前記光源を収容している筐体と、
前記光センサの設定に関する情報を表示可能なディスプレイと、を更に備え、
前記ディスプレイが配置されている前記筐体の第１面から前記ピニオンを操作可能に構成されている、
請求項２に記載の光センサ。
【請求項５】
前記複数の光学素子は、第１の光学素子及び第２の光学素子を含み、
前記スポット可変機構は、
凸部と、
前記ビームの光路上に前記第１の光学素子が配置されたとき、前記凸部に対向する第１の凹部と、
前記ビームの光路上に前記第２の光学素子が配置されたとき、前記凸部に対向する第２の凹部と、
前記凸部を付勢する付勢部材と、を更に備え、
前記ビームの光路上に配置されている光学素子を前記第１の光学素子から前記第２の光学素子に切り換えるとき、前記付勢部材の付勢力に抗して前記第１の凹部と前記凸部との係合が解除され、前記付勢部材の付勢力によって前記第２の凹部と前記凸部とが係合するように構成されている、
請求項１に記載の光センサ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光センサに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
光の反射を利用してワークの欠品等を検出する光センサがある。ワークに凹部や貫通孔があると、光の反射率が局所的に変化する。例えば、ワークがパレットの上に並べられたボトルである場合、隣り合うボトルとボトルとの隙間に深い谷間が生じる。レーザを当てるスポットのサイズをワークの凹部よりも大きく広げると、そのようなワークであっても安定して検出できるようになる。特許文献１には、レーザダイオードと投光コリメータとの間に光路長を変更する平板を配置してスポットのサイズを変更することができる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１５－７８９４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
レーザダイオード等の光源から照射される光は、スポットの中央部が明るく周縁部が暗いガウシアン型の光強度分布になっている。特許文献１に記載の技術のように、スポットを単純に広げただけでは、ガウシアンビームが維持される。スポットのサイズを広げると全体的に暗くなるため、中央部よりも暗い周縁部では、スポットのサイズを広げた場合に、ワークの検出に必要とされる光強度を得られないことがある。光強度が不足すると、ワークの有無を正確に検出できないおそれがある。
【０００５】
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、スポットの中央部と周縁部との光強度の差異を小さくすることができる光センサを提供することを目的とする。
【０００６】
また、特許文献１に記載の技術のように、回転盤である変換素子ホルダに複数の平板を円周状に並べると、ビームの光軸と変換素子ホルダの回転軸とが平行になる。変換素子ホルダを回転させるトリマ操作部が本体ケースの背面に配置されるため、操作しながらでは光軸を目視で確認しにくい。また、光源である発光素子は、本体ケースの背面と変換素子ホルダとの間のスペースに配置される。変換素子ホルダが回転盤であると、本体ケースの背面から変換素子ホルダまで延びるトリマ操作部のシャフトは、発光素子が占めるスペースによって長くなる。シャフトが長くなるほど、変換素子ホルダの駆動に必要なトルクに耐えるためにシャフトが太くなる。光センサの小型化が困難である。
【０００７】
また、特開２００１－２６４４５３号公報に記載の技術のように、光源に対して投光レンズを近づけたり遠ざけたりしてスポットの形状を変更することもできる。しかしながら、特開２００１－２６４４５３号公報に記載の技術では、スポットの可変範囲が光軸方向における投光レンズの変位量に依存する。特許文献１に記載の技術と同程度に可変範囲を大きくしようとすると投光レンズを変位させる機構の占有スペースが大きくなるため、特許文献１に記載の技術以上に光センサの小型化が困難である。
【０００８】
本発明はかかる課題に鑑みてなされたものであり、コンパクトで操作性に優れた光センサ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】
【０００９】
本開示の一態様に係る光センサは、ガウシアンビームを発する光源と、少なくとも一つの分布変更素子と、を備えた距離設定形の光センサであって、少なくとも一つの分布変更素子の各々は、光源から出射したガウシアンビームをガウシアン型以外の光強度分布のビームに変更するように構成されている。
【００１０】
この態様によれば、スポットの中央部が明るく周縁部が暗いガウシアン型の光強度分布のビーム（ガウシアンビーム）からガウシアン型以外の光強度分布のビームに変更することができるため、スポットの中央部と周縁部との光強度の差異を小さ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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