光阑141b的光源11侧的端部Rl的光线不到达光轴Αχ。同样，图6示出如下例子:从光源11在该截面上的有效尺寸的另一端部Ε2发出的光线中，通过第一光阑141b的光源11侧的端部(在图6中，将该端部图示为Q2)或第二光阑142b的光源11侧的端部(在图6中，将该端部图示为R2)的光线L4通过最大光束通过空间140a的内部。
[0074]此时，从光源11射向光电传感器I的外部的检测光A的所有光束通过开口部140a的内部。因此，能够将处于光轴Ax方向上特定范围内的检测区域5内的光斑尺寸设在HD以下，该特定范围为光轴Ax方向上从主点P的距离为LO?L0+WL的范围。
[0075]此外,在图4?图6中示出复合光阑14的开口为圆筒形、圆筒形组合及圆锥形的情况。但是，在利用通过光轴Ax的切截面形成的，检测光A所通过的检测区域5的相对光轴Ax垂直的截面形状为矩形的情况下，与矩形边的方向相对应地，通过上述方法设计通过该截面形成的复合光阑14的开口的截面形状，由此也可以将复合光阑14形成为棱柱、棱柱组合及楞锥台形。图7作为这种情况下的典型例，示出复合光阑14为四棱柱组合的情况。在图7的例中，最大光束通过空间140a也具有四楞锥台的形状。即，最大光束通过空间140a的形状不限于圆锥台形。并且，复合光阑14的开口可以是椭圆柱形、椭圆柱形组合及椭圆锥形。并且，也可以是星形柱形、星形柱形组合及星形锥形等其他形状。
[0076]<第二实施方式>
[0077]第一实施方式的光电传感器I是以所谓同轴反射式光电传感器为例进行了说明，但是也可以应用于其他种类的光电传感器。在第二实施方式中，对将本发明应用于透射式光电传感器的情况进行说明。图8是示出第二实施方式的光电传感器3的光学系统的基本结构的图。
[0078]光电传感器3是所谓透射式光电传感器，包括投光器3a和受光器3b。投光器3a相当于从第一实施方式的光电传感器I除去半透射板15和受光部16的结构。因此,光源11、复合光阑14及透镜18的特征与第一实施方式中的特征相同。因此，省略光源11、复合光阑14及透镜18的详细说明。受光器3b是代替第一实施方式的回归反射板2而设置的。投光器3a和受光器3b配置成夹住检测区域5。如图8所示，投光器3a和受光器3b相向配置。投光器3a的透镜18的光轴与受光器38的后述的透镜19的光轴一致。受光器3b接受投光器3a发出的光。
[0079]受光器3b包括受光部16和透镜19。受光部16与第一实施方式的受光部16相同，因此省略详细说明。透镜19将通过检测区域5入射到受光器3b的通过光C聚光到受光部16。通过光C是来自检测区域5的检测光。此外，在本实施方式中，也可以省略透镜19。此外，透镜19不具有限制检测区域5的光斑尺寸的功能，所以能够与透镜18无关地决定透镜参数。
[0080]接着，对第一实施方式及第二实施方式的光电传感器1、3的效果进行说明。在上述复合光阑14中，第一光阑141配置在比第二光阑142更靠近光源的位置，第一光阑141在包含透镜18的光轴Ax的截面上的开口尺寸SI大于第二光阑142在包含光轴Ax的截面上的开口尺寸S2。因此，与现有技术中的两个窄槽的开口尺寸相同的情况相比，在检测区域5中的远离透镜18的区域中，检测光A的扩散得到抑制。
[0081]并且，在该光电传感器1、3中，若决定了检测区域5的在透镜18的光轴Ax方向上的特定范围和检测区域5的光斑尺寸的上限值HD，该特定范围为在透镜18的光轴Ax方向上从透镜18的主点P的距离为[L0，L0+WL]的范围，则由此决定的锥台状的最大光束通过空间140a就被决定。此外，以出射到光电传感器I的外部的所有光束(检测光A的所有光束)通过最大光束通过空间140a的内部的方式,决定第一光阑141的第二光阑142的开口。由此，能够以将上述距离范围的检测区域5的光斑尺寸限制为HD的方式，决定第一光阑141和第二光阑142的形状。
[0082]以上，对本发明的一实施方式进行了说明，但是本发明不限于上述实施方式，在不脱离发明的主旨的范围内能够进行多种变更。
[0083]在上述实施方式中，示出了第一光阑141的开口形状和第二光阑142的开口形状相同、仅开口大小不同的情况，但是第一光阑141的开口形状也可以不同于第二光阑142的开口形状。例如，第一光阑141的开口形状为圆筒形状，第二光阑142的开口形状为四棱柱状。此外，从光源11的位置观察，第二光阑142的开口全体也可以不是从第一光阑141的开口观察到的形状。即，从光源11的位置观察，第二光阑142的开口的一部分也可以位于第一光阑141的开口之外。
[0084]复合光阑14除了包括第一光阑141、第二光阑142之外，还可以包括具有不同开口的光阑。在复合光阑14由3个以上的光阑形成时，只要以由这些光阑中的两个光阑满足上述[条件I]、[条件2]的方式，决定该两个光阑的厚度、开口直径及光轴Ax方向上的透镜18侧的表面和主点P之间的距离就可以。在上述实施方式中，示出了分开形成第一光阑141、第二光阑142的例子，但是也可以一体形成。在复合光阑14包含具有3个以上开口的光阑的情况下也同样。由此，能够将复合光阑14的形状容易设定成满足:检测区域与透镜18的主点P在透镜18的光轴Ax方向上的距离和该距离内的设计上的最大允许光斑尺寸之间的关系。
[0085]复合光阑14也可以是如复合光阑14a那样，在包含光轴Ax的截面上的开口尺寸为在光轴Ax方向上连续变化的尺寸。复合光阑14不限于如复合光阑14a那样的锥体，而是可以是漏斗形状(funnel-Shaped)等不同的形状。
[0086]当检测区域5的光斑尺寸一定(恒定)时，最大光束通过空间140a的形状为锥台形，但是在检测区域5的光斑尺寸随着与透镜18的主点P的距离发生变化时，最大光束通过空间140a的形状也可以不是锥台形。
[0087]光电传感器1、3也可以在复合光阑14和光源11之间,还设置用于将检测光A朝向复合光阑14(第一光阑141)聚光的聚光单元。该聚光单元例如有透镜、反射镜等。聚光单元能够聚光的区域(例如，在聚光单元为透镜的情况下，该区域对应于透镜的有效直径。此夕卜，聚光单元为反射镜的情况下，对应于光轴Ax和聚光单元在包含上述光轴Ax的截面上的相对光轴Ax垂直的方向上的相互距离。)比上述的第三区域广。因此，能够加大通过复合光阑14的检测光A的强度，从而能够提高从光源11发出的光的利用效率。此外，在光电传感器1、3具备聚光单元的情况下，通过具有聚光单元，上述第二区域比不具有聚光单元时的第二区域广，上述的包含光轴Ax的截面上的光源11的有效尺寸广。
[0088]工业实用性
[0089]根据本发明，在检测区域，能够提供能够使检测对象物的检测范围小于规定大小的光电传感器。
【主权项】
1.一种光电传感器，其特征在于， 包括: 发出检测光的光源， 将从上述光源出射的光聚光到检测区域的透镜， 接受来自上述检测区域的检测光的受光部， 设在上述光源和上述透镜之间的第一光阑和第二光阑； 上述第一光阑配置在比上述第二光阑更靠近上述光源的位置， 上述第一光阑在包含上述透镜的光轴的截面上的开口尺寸大于上述第二光阑在包含上述光轴的上述截面上的开口尺寸， 上述光源在包含上述光轴的上述截面上的有效尺寸大于上述第一光阑在包含上述光轴的上述截面上的上述开口尺寸， 上述透镜在包含上述光轴的上述截面上的有效尺寸大于上述光源在包含上述光轴的上述截面上的有效尺寸。
2.根据权利要求1所述的光电传感器，其特征在于， 上述光电传感器是与回归反射板组合使用的回归反射式光电传感器， 在上述第二光阑和上述透镜之间具有半透射板，该半透射板使来自上述光源的上述检测光和来自上述检测区域的上述检测光的各自的一部分透射，并使一部分反射。
3.根据权利要求1或2所述的光电传感器,其特征在于,上述第一光阑能够与第二光阑进行装卸。
4.根据权利要求1或2所述的光电传感器，其特征在于，还具备聚光单元，该聚光单元设在上述第一光阑和上述光源之间，用于使上述检测光朝向上述第一光阑聚光。
【专利摘要】本发明提供一种能够使检测对象物的检测范围小于规定大小的光电传感器。光电传感器具备：光源，透镜，受光部，第一光阑，以及第二光阑。光源发出检测光。透镜将从光源射出的光聚光到检测区域。受光部接受通过了检测区域的通过光。第一光阑及第二光阑设在光源和透镜之间。第一光阑配置在比第二光阑更靠近光源的位置。第一光阑在包含透镜的光轴的截面上的开口尺寸大于第二光阑在包含光轴的截面上的开口尺寸。光源的有效尺寸大于第一光阑的开口尺寸。透镜的有效尺寸大于光源的有效尺寸。
【IPC分类】G01D5-26
【公开号】CN104864892
【申请号】CN201410105819
【发明人】上辻康人
【申请人】欧姆龙株式会社
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2014年3月20日
【公告号】CN203869701U, EP2910983A2