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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024141865
(43)【公開日】2024-10-10
(54)【発明の名称】光電センサ
(51)【国際特許分類】
G01S 7/481 20060101AFI20241003BHJP
G01C 3/06 20060101ALI20241003BHJP
【ＦＩ】
G01S7/481 A
G01C3/06 120Q
【審査請求】未請求
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023053715
(22)【出願日】2023-03-29
(71)【出願人】
【識別番号】314012076
【氏名又は名称】パナソニックＩＰマネジメント株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110002000
【氏名又は名称】弁理士法人栄光事務所
(72)【発明者】
【氏名】鄭 望
(72)【発明者】
【氏名】酒向 浩幸
(72)【発明者】
【氏名】内田 雄一
【テーマコード（参考）】
2F112
5J084
【Ｆターム（参考）】
2F112AD01
2F112BA03
2F112CA12
2F112DA05
5J084AA05
5J084BA18
5J084BB02
5J084DA01
(57)【要約】
【課題】様々なスポット径を選択可能であり、比較的小型化が容易な光電センサを提供する。
【解決手段】光電センサは、光を投光する投光部と、投光部から投光された光が入力される入射面と当該入射面に入力された光が出力される出射面とのセットである入出射面セットを複数有する光学素子とを備え、複数の入出射面セットの１つが選択可能である。
【選択図】図２
【解決手段】光電センサは、光を投光する投光部と、投光部から投光された光が入力される入射面と当該入射面に入力された光が出力される出射面とのセットである入出射面セットを複数有する光学素子とを備え、複数の入出射面セットの１つが選択可能である。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
光を投光する投光部と、
前記投光部から投光された前記光が入力される入射面と前記入射面に入力された前記光が出力される出射面とのセットである入出射面セットを複数有する光学素子と、を備え、
前記複数の入出射面セットの１つが選択可能である、
光電センサ。
前記投光部から投光された前記光が入力される入射面と前記入射面に入力された前記光が出力される出射面とのセットである入出射面セットを複数有する光学素子と、を備え、
前記複数の入出射面セットの１つが選択可能である、
光電センサ。
【請求項2】
前記光学素子は、角柱の形状であり、前記入射面及び前記出射面は、前記角柱の側面である、
請求項１に記載の光電センサ。
請求項１に記載の光電センサ。
【請求項3】
前記入出射面セットは、前記角柱の中心軸を回転軸として前記光学素子を回転させることにより、選択可能である、
請求項２に記載の光電センサ。
請求項２に記載の光電センサ。
【請求項4】
前記光学素子を回転させる回転機構をさらに備え、
前記入出射面セットは、前記回転機構を回転させることにより、選択可能である、
請求項３に記載の光電センサ。
前記入出射面セットは、前記回転機構を回転させることにより、選択可能である、
請求項３に記載の光電センサ。
【請求項5】
前記光学素子は、前記回転機構に対して着脱可能である、
請求項４に記載の光電センサ。
請求項４に記載の光電センサ。
【請求項6】
前記光学素子は、前記光を透過する部材を含んで構成され、前記入出射面セットの前記入射面と前記出射面とが互いに対向している、
請求項２に記載の光電センサ。
請求項２に記載の光電センサ。
【請求項7】
前記入出射面セットの前記入射面と前記出射面とは、互いに異なる形状である、
請求項６に記載の光電センサ。
請求項６に記載の光電センサ。
【請求項8】
前記複数の入出射面セットの少なくとも１つは、前記入射面及び前記出射面において、一方が平面であり、他方が凸面である、
請求項７に記載の光電センサ。
請求項７に記載の光電センサ。
【請求項9】
前記光学素子は、前記光を反射する部材を含んで構成され、前記入出射面セットの前記入射面と前記出射面とは同一の面である、
請求項２に記載の光電センサ。
請求項２に記載の光電センサ。
【請求項10】
前記複数の入出射面セットの少なくとも１つの前記入射面及び前記出射面は、凹面である、
請求項９に記載の光電センサ。
請求項９に記載の光電センサ。
【請求項11】
前記光学素子が、前記複数の入出射面セットのうち、いずれの前記入出射面セットが選択されているかを示す情報を出力する出力部をさらに備える、
請求項１に記載の光電センサ。
請求項１に記載の光電センサ。
【請求項12】
前記光学素子から出力され、対象物に反射された光を受光する受光部をさらに備える、
請求項１から１１のいずれか１項に記載の光電センサ。
請求項１から１１のいずれか１項に記載の光電センサ。
【請求項13】
前記投光部から投光された光と、前記受光部が受光する光とに基づいて、前記対象物が存在するか否かの検出、及び、前記対象物までの距離の測定を行う演算部と、
前記検出された前記対象物が存在するか否かを示す情報、及び／又は、前記測定された前記対象物までの距離を示す情報を出力する出力部と、をさらに備える、
請求項１２に記載の光電センサ。
前記検出された前記対象物が存在するか否かを示す情報、及び／又は、前記測定された前記対象物までの距離を示す情報を出力する出力部と、をさらに備える、
請求項１２に記載の光電センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、光電センサに関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、以下の距離測定型光電センサが開示される。すなわち、距離測定型光電センサは、検出光を生成する発光素子と、発光素子の光軸上に配置され、検出光を検出領域に向けて投光するための投光レンズと、発光素子から投光レンズに至る検出光の光路長を調整する光路長調整機構と、検出領域において検出対象部から反射された検出光を受光し、受光信号を生成する受光素子と、受光信号に基づいて、検出光の伝搬時間から検出対象物までの距離を測定する距離演算部により構成される。光路長調整機構は、互いに平行な入射面及び出射面を有し、上記入射面及び上記出射面の距離が互いに異なる２以上の光路長変換素子を備え、上記発光素子及び上記投光レンズ間に上記光路長変換素子のいずれか１つを選択的に配置することにより、距離の測定に用いる上記検出光のスポット径の大きさを段階的に切り替える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】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】
特許文献１に開示にされる距離測定型光電センサは、入射面及び出射面の距離が最も大きい光路長変換素子に合わせて、発光素子及び投光レンズ間の距離を確保する必要がある。そのため、当該距離測定型光電センサは、検出光の光軸方向に長大化し、小型化が難しい。
【0005】
本開示の目的は、様々なスポット径を選択可能であり、比較的小型化が容易な光電センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本開示の一態様に係る光電センサは、光を投光する投光部と、前記投光部から投光された前記光が入力される入射面と前記入射面に入力された前記光が出力される出射面とのセットである入出射面セットを複数有する光学素子と、を備え、前記複数の入出射面セットの１つが選択可能である。
【発明の効果】
【0007】
本開示によれば、様々なスポット径を選択可能であり、比較的小型化が容易な光電センサを実現できる。
【図面の簡単な説明】
【0008】
【図1】実施の形態１に係る光電センサの構成例を示す模式図
【図2】実施の形態１に係る光学素子及び回転機構の構成例を示す模式図
【図3】実施の形態１に係る、異なる距離で共通のスポット径を得る場合を説明するための模式図
【図4】実施の形態１に係る、共通の距離で異なるスポット径を得る場合を説明するための模式図
【図5】実施の形態１に係る、投光部と光学素子との間に透明部材を配置した場合の一例を示す模式図
【図6】実施の形態１に係る光学素子の変形例を示す図
【図7】実施の形態１に係る反射型の光学素子の第１例を示す模式図
【図8】実施の形態１に係る反射型の光学素子の第２例を示す模式図
【発明を実施するための形態】
【0009】
以下、図面を適宜参照して、本開示の実施の形態について、詳細に説明する。ただし、必要以上に詳細な説明は省略する場合がある。例えば、すでによく知られた事項の詳細説明及び実質的に同一の構成に対する重複説明を省略する場合がある。これは、以下の説明が不必要に冗長になるのを避け、当業者の理解を容易にするためである。なお、添付図面及び以下の説明は、当業者が本開示を十分に理解するために提供されるのであって、これらにより特許請求の記載の主題を限定することは意図されていない。
【0010】
【0011】
なお、説明の便宜上、図１に示すように、高さ方向の軸をＺ軸とし、ビームの光軸に平行な軸をＹ軸とし、Ｚ軸及びＹ軸と直交する軸をＸ軸とする。また、説明の便宜上、Ｚ軸の正方向を「上」、Ｚ軸の負方向を「下」、Ｙ軸の正方向を「前」、Ｙ軸の負方向を「後」、Ｘ軸の正方向を「右」、Ｘ軸の負方向を「左」と称する場合がある。なお、これらの方向に係る表現は、説明の便宜上用いられるものであって、当該構造の実使用時における姿勢を限定する意図ではない。
【0012】
光電センサ１０は、所定の検出領域にワーク（対象物）２が存在するか否かの検出、及び、当該ワーク２までの距離の測定が可能なセンサである。光電センサ１０は、投光部１１、受光部１２、光学素子２０、回転機構３０、制御部１３、演算部１４、及び、出力部１５を備える。
【0013】
投光部１１は、図示しない発光素子を含み、所定の投光信号から発光素子によってビームを生成し、当該ビームを検出領域の方向（Ｙ軸の正方向）に投光（照射）する。あるいは、投光部１１は、発光素子に加えて図示しない投光レンズを含み、所定の投光信号から発光素子及び投光レンズによってビームを生成してもよい。投光部１１から投光されたビームを、投光ビーム３と称する。
【0014】
光学素子２０は、光が透過可能な透明部材を含んで構成される。光学素子２０は、投光ビーム３の光軸が通過する位置に配置される。なお、光学素子２０の詳細については後述する（図２参照）。
【0015】
回転機構３０は、光学素子２０を回転させる機構を有する。なお、回転機構３０の詳細については後述する（図２参照）。
【0016】
投光部１１から投光され、光学素子２０を通過した投光ビーム３は、検出領域にワーク２が存在する場合、当該ワーク２によって反射する。当該ワーク２によって反射されたビームを、反射ビーム４と称する。
【0017】
受光部１２は、図示しない受光素子及び受光レンズを含み、受光レンズを透過して受光素子にて反射ビーム４を受光した場合、受光信号を生成する。あるいは、受光部１２は、受光レンズを含まず、図示しない受光素子を含み、受光素子にて反射ビーム４を受光してもよい。
【0018】
制御部１３は、投光部１１における発光素子の駆動を制御する。演算部１４は、受光信号に基づいて、検出領域にワーク２が存在するか否かを検出する。加えて、演算部１４は、投光信号と受光信号とに基づいてビームの飛行時間を計測し、その飛行時間に基づいてワーク２までの距離を測定する。すなわち、光電センサ１０は、いわゆるTime Of Flight（ＴＯＦ）センサとして動作する。なお、制御部１３及び演算部１４は、プロセッサ、コントローラ、Large Scale Integration（ＬＳＩ）、Central Processing Unit（ＣＰＵ）、Field Programmable Gate Array（ＦＰＧＡ）、Application Specific IC（ＡＳＩＣ）といった他の用語に読み替えられてよい。また、制御部１３及び演算部１４は、メモリを含んでよい。メモリは、揮発性メモリ及び不揮発性メモリを含んでよい。また、制御部１３及び演算部１４は、一体として構成されてもよいし、それぞれ別体として構成されてもよい。
【0019】
出力部１５は、検出領域にワーク２が存在するか否かを示す情報、及び、ワーク２までの距離を示す情報の少なくとも１つを出力する。出力部１５は、ディスプレイ、信号灯、及び／又は、スピーカ等であってよい。
【0020】
＜光学素子及び回転機構の構成＞
図２は、実施の形態１に係る光学素子２０及び回転機構３０の構成例を示す模式図である。図２は、光学素子２０及び回転機構３０を上から見た図（つまりＺ軸の負方向を見た図）である。
図２は、実施の形態１に係る光学素子２０及び回転機構３０の構成例を示す模式図である。図２は、光学素子２０及び回転機構３０を上から見た図（つまりＺ軸の負方向を見た図）である。
【0021】
図１及び図２に示すように、光学素子２０は、中心軸２２が高さ方向（Ｚ軸方向）に平行な角柱の形状を呈する。角柱の側面の数は偶数であってよい。光学素子２０の互いに対向する２つの側面２１は、投光ビーム３の入射面と出射面となる。
【0022】
光学素子２０の側面２１の少なくとも１つは、所定の曲率半径を有する凸面であってよい。光学素子２０の側面２１の少なくとも１つは、所定の曲率半径を有する凹面であってよい。光学素子２０の側面２１の少なくとも１つは、平面であってよい。
【0023】
例えば、図２に示す光学素子２０は、六角柱の形状を呈した異形レンズを形成しており、第１側面２１Ａと第４側面２１Ｄ、第２側面２１Ｂと第５側面２１Ｅ、第３側面２１Ｃと第６側面２１Ｆが、それぞれ、互いに対向している。第１側面２１Ａと第２側面２１Ｂと第３側面２１Ｃとは凸面であり、第４側面２１Ｄと第５側面２１Ｅと第６側面２１Ｆとは平面である。第１側面２１Ａの凸面と、第２側面２１Ｂの凸面と、第３側面２１Ｃの凸面とは、互いに曲率半径が異なる。第１側面２１Ａの凸面の曲率半径をＲ１、第２側面２１Ｂの凸面の曲率半径をＲ２、第３側面２１Ｃの凸面の曲率半径をＲ３とする。
【0024】
回転機構３０は、ＸＹ平面において回転可能な機構を備える。さらに、回転機構３０は、上面に、光学素子２０を着脱可能な機構を備える。このとき、光学素子２０の中心軸２２と回転機構３０の回転軸３１とが一致するように、光学素子２０は回転機構３０に装着される。回転機構３０を回転させると、光学素子２０は、中心軸２２を中心に軸回転する。したがって、回転機構３０を回転させることにより、光学素子２０のいずれの側面２１を入射面及び出射面にするかを選択できる。
【0025】
本実施の形態では、入射面と出射面のセットを入出射面セットと称する。第１側面２１Ａを入射面とし、第４側面２１Ｄを出射面とした場合を、第１入出射面セットと称する。第２側面２１Ｂを入射面とし、第５側面２１Ｅを出射面とした場合を、第２入出射面セットと称する。第３側面２１Ｃを入射面とし、第６側面２１Ｆを出射面とした場合を、第３入出射面セットと称する。第４側面２１Ｄを入射面とし、第１側面２１Ａを出射面とした場合を、第４入出射面セットと称する。第５側面２１Ｅを入射面とし、第２側面２１Ｂを出射面とした場合を、第５入出射面セットと称する。第６側面２１Ｆを入射面とし、第３側面２１Ｃを出射面とした場合を、第６入出射面セットと称する。
【0026】
入出射面セットの入射面と出射面とは、共通の形状であってもよいし、互いに異なる形状であってもよい。例えば、複数の入出射面セットの少なくとも１つは、入射面及び出射面において、一方が平面であり、他方が凸面であってよい。例えば、複数の入出射面セットの少なくとも１つは、入射面及び出射面において、一方が平面であり、他方が凹面であってよい。例えば、複数の入出射面セットの少なくとも１つは、入射面及び出射面において、一方が凹面であり、他方が凸面であってよい。例えば、複数の入出射面セットの少なくとも１つは、入射面及び出射面において、一方が凸面であり、他方が凸面であってよい。例えば、複数の入出射面セットの少なくとも１つは、入射面及び出射面において、一方が凹面であり、他方が凹面であってよい。
【0027】
例えば、図２は、光学素子２０を、第５側面２１Ｅを入射面とし、第２側面２１Ｂを出射面とした場合、つまり、光学素子２０を第５入出射面セットとした場合を示している。
【0028】
図３は、実施の形態１に係る、異なる距離で共通のスポット径５を得る場合を説明するための模式図である。図３は、光学素子２０を上から見た図（つまりＺ軸の負方向を見た図）である。図３（ａ）は、第５側面２１Ｅを入射面とし、第２側面２１Ｂを出射面とした場合（つまり第５入出射面セットとした場合）の距離とスポット径５の一例を示す模式図である。図３（ｂ）は、第２側面２１Ｂを入射面とし、第５側面２１Ｅを出射面とした場合（つまり第２入出射面セットとした場合）の距離とスポット径５の一例を示す。
【0029】
図３（ａ）に示すように、平面を有する第５側面２１Ｅが入射面、曲率半径Ｒ２の凸面を有する第２側面２１Ｂが出射面となるように回転機構３０を回転させた場合、距離Ｌ１におけるスポット径５（スポットの直径）が２ｒ１（ｒ１はスポットの半径）であったとする。なお、スポット径５は、投光ビーム３が検出領域のワーク２に到達した点における当該投光ビーム３の半径の２倍を示す。スポット径５はビーム径と読み替えられてもよい。
【0030】
ここで、図３（ｂ）に示すように、曲率半径Ｒ２の凸面を有する第２側面２１Ｂが入射面、平面を有する第５側面２１Ｅが出射面となるように回転機構３０を回転させることにより、距離Ｌ１とは異なる距離Ｌ２におけるスポット径５を、上述した距離Ｌ１のスポット径５と共通の２ｒ１とすることができる。
【0031】
このように、光電センサ１０は、回転機構３０及び光学素子２０を回転させることにより、入出射面セットを選択し、異なる距離で共通のスポット径５となる投光ビーム３を出力することができる。
【0032】
図４は、実施の形態１に係る、共通の距離で異なるスポット径５を得る場合を説明するための模式図である。図４は、光学素子２０を上から見た図（つまりＺ軸の負方向を見た図）である。図４（ａ）は、第５側面２１Ｅを入射面とし、第２側面２１Ｂを出射面とした場合（つまり第５入出射面セットとした場合）の距離とスポット径５の一例を示す模式図である。図４（ｂ）は、第４側面２１Ｄを入射面とし、第１側面２１Ａを出射面とした場合（つまり第４入出射面セットとした場合）の距離とスポット径５の一例を示す模式図である。
【0033】
図４（ａ）に示すように、平面を有する第５側面２１Ｅが入射面、曲率半径Ｒ２の凸面を有する第２側面２１Ｂが出射面となるように回転機構３０を回転させた場合、距離Ｌ１におけるスポット径５が２ｒ１であったとする。
【0034】
ここで、図４（ｂ）に示すように、平面を有する第４側面２１Ｄが入射面、曲率半径Ｒ１の凸面を有する第１側面２１Ａが出射面となるように回転機構３０を回転させることにより、共通の距離Ｌ１において、スポット径５を上述した２ｒ１とは異なる２ｒ２に変更することができる。
【0035】
このように、光電センサ１０は、回転機構３０及び光学素子２０を回転させることにより、入出射面セットを選択し、共通の距離で異なるスポット径５となる投光ビーム３を出力することができる。
【0036】
また、回転機構３０に対して光学素子２０が着脱可能であるため、ユーザは、目的に合わせて、回転機構３０に装着させる光学素子２０を切り替えることができる。例えば、透過率の互いに異なる複数の光学素子２０を用意し、ユーザは、その中から目的に合う光学素子２０を選択して回転機構３０に装着させてもよい。
【0037】
＜従来技術との対比＞
特許文献１には、投光素子と投光レンズの間に配置された、入射面及び出射面が互いに平行な光路長変換素子の、入射面及び出射面の距離（つまり平行板の厚み）を選択することにより、スポット径を切り替える距離測定型光電センサが開示されている。当該距離測定型光電センサは、入射面及び出射面の距離が最も大きい光路長変換素子に合わせて、発光素子及び投光レンズ間の距離を確保する必要があるため、検出光の光軸方向に長大化し、小型化が難しい。別言すると、光路長変換素子（平行板）の厚みは、距離測定型光電センサのサイズに制限される。
特許文献１には、投光素子と投光レンズの間に配置された、入射面及び出射面が互いに平行な光路長変換素子の、入射面及び出射面の距離（つまり平行板の厚み）を選択することにより、スポット径を切り替える距離測定型光電センサが開示されている。当該距離測定型光電センサは、入射面及び出射面の距離が最も大きい光路長変換素子に合わせて、発光素子及び投光レンズ間の距離を確保する必要があるため、検出光の光軸方向に長大化し、小型化が難しい。別言すると、光路長変換素子（平行板）の厚みは、距離測定型光電センサのサイズに制限される。
【0038】
これに対して、本実施の形態は、入射面及び／又は出射面の曲率半径を切り替えることにより、スポット径５を切り替えることができるので、光電センサ１０のサイズの制限を受けない。すなわち、本実施の形態に係る光電センサ１０は、様々なスポット径５を選択可能であり、かつ、比較的小型化が容易である。
【0039】
＜入出射面セットの情報の出力＞
図２に示すように、回転機構３０の露出部分３２（ユーザから見える部分）に、現在選択されている入出射面セットを示す情報が印刷されてよい。入出射面セットを示す情報は、例えば、入出射面セットごとに異なる番号、アルファベット、記号、模様、色等であってよい。これにより、ユーザは、回転機構３０の露出部分３２に印刷されている入出射面セットを示す情報を見ながら、回転機構３０を回転させて、所望の入出射面セットに切り替えることができる。あるいは、回転機構３０が自動で回転する構成である場合、ユーザは、回転機構３０の露出部分３２に印刷されている入出射面セットを示す情報を見て、現在選択されている入出射面セットを知ることができる。
図２に示すように、回転機構３０の露出部分３２（ユーザから見える部分）に、現在選択されている入出射面セットを示す情報が印刷されてよい。入出射面セットを示す情報は、例えば、入出射面セットごとに異なる番号、アルファベット、記号、模様、色等であってよい。これにより、ユーザは、回転機構３０の露出部分３２に印刷されている入出射面セットを示す情報を見ながら、回転機構３０を回転させて、所望の入出射面セットに切り替えることができる。あるいは、回転機構３０が自動で回転する構成である場合、ユーザは、回転機構３０の露出部分３２に印刷されている入出射面セットを示す情報を見て、現在選択されている入出射面セットを知ることができる。
【0040】
また、制御部１３は、現在選択されている入出射面セットを示す情報を出力部１５に出力してもよい。例えば、出力部１５がディスプレイである場合、制御部１３は、現在選択されている入出射面セットを示す情報を、画像としてディスプレイに表示する。例えば、出力部１５がスピーカである場合、制御部１３は、現在選択されている入出射面セットを示す情報を、音声としてスピーカから出力する。例えば、出力部１５が信号灯である場合、制御部１３は、現在選択されている入出射面セットを示す情報に対応する点灯色又は点灯パターン等で、信号灯を制御する。これにより、ユーザは、出力部１５から得られる情報により、現在選択されている入出射面セットを知ることができる。
【0041】
【0042】
光電センサ１０は、投光部１１と光学素子２０との間に、投光ビーム３が透過可能な透明部材４０を備えてもよい。透明部材４０は、図５に示すような、平行板であってよい。あるいは、透明部材４０は、入射面及び出射面の少なくとも一方が凸面又は凹面であってもよい。透明部材４０を設けることにより、光学素子２０までの光学距離、及び／又は、光学素子２０に入力される投光ビーム３の径のサイズ（例えば距離Ｌ１におけるスポット径５である２ｒ３）等を調整できる。
【0043】
また、光電センサ１０は、投光部１１と光学素子２０との間に、投光ビーム３の径を調整するための孔を有するアパーチャー（図示しない）を備えてもよい。アパーチャーを設けることにより、光学素子２０に入力される投光ビーム３の径の広がり及び／又は角度のばらつき等を調整できる。
【0044】
また、光電センサ１０は、投光ビーム３の光軸方向に沿って、複数の光学素子２０を備えてもよい。そして、複数の光学素子２０は、それぞれ、回転機構３０に着脱可能に配置されてよい。これにより、複数の光学素子２０のそれぞれの入出射面セットを切り替える、より多様なスポット径５を実現できる。
【0045】
【0046】
図６に示すように、光学素子４５は、中心軸２２の方向に内部が空芯の構造であってもよい。これにより、形状の安定した光学素子４５を容易に製造することができる。
【0047】
【0048】
光電センサ１０は、図７に示すような反射型の光学素子５０を備えてもよい。
【0049】
反射型の光学素子５０は、側面５１に投光ビーム３を反射可能な部材（例えば金属部材）を含む角柱の形状であってよい。反射型の光学素子５０の側面５１の少なくとも１つは、所定の曲率半径を有する凸面であってよい。反射型の光学素子５０の側面５１の少なくとも１つは、所定の曲率半径を有する凹面であってよい。反射型の光学素子５０の側面５１の少なくとも１つは、平面であってよい。反射型の光学素子５０は、上述した透過型の光学素子２０と異なり、側面５１の数は偶数に限られない。
【0050】
図７に示す反射型の光学素子５０は、三角柱の形状であり、第１側面５１Ａに凹面を有し、第２側面５１Ｂに凸面を有し、第３側面５１Ｃに平面を有する。反射型の光学素子５０の場合、入射面と出射面とが同一の側面５１となる。例えば、図７は、入射面及び出射面はいずれも第１側面５１Ａとなる。すなわち、反射型の光学素子５０の場合、入出射面セットの入射面と出射面とが同一の面となる。
【0051】
図７に示すように、投光部１１から投光された投光ビーム３は、例えば第１側面５１Ａの凹面にて反射され、検出領域の方向（Ｙ軸の方向）に向かう。
【0052】
反射型の光学素子５０の場合も、上述した透過型の光学素子２０の場合と同様、反射型の光学素子５０が装着されている回転機構３０を回転させて、投光ビーム３が反射される側面５１を切り替えることにより、スポット径５を切り替えることができる。
【0053】
【0054】
光電センサ１０は、図８に示すような反射型の光学素子６０を備えてもよい。
【0055】
図８に示す反射型の光学素子６０は、六角形の形状であり、第１側面６１Ａに曲率半径Ｒ４の凹面を有し、第２側面６１Ｂに曲率半径Ｒ５の凹面を有し、第３側面６１Ｃに曲率半径Ｒ６の凹面を有し、第４側面６１Ｄに曲率半径Ｒ７の凸面を有し、第５側面６１Ｅに曲率半径Ｒ８の凸面を有し、第６側面６１Ｆに平面を有する。
【0056】
図８に示すように、投光部１１から投光された投光ビーム３は、例えば第１側面６１Ａの凹面にて反射され、検出領域の方向（Ｙ軸の方向）に向かう。
【0057】
反射型の光学素子６０の場合も、上述した透過型の光学素子２０の場合と同様、反射型の光学素子６０が装着されている回転機構３０を回転させて、投光ビーム３が反射される側面６１を切り替えることにより、スポット径５を切り替えることができる。
【0058】
（実施の形態１のまとめ）
以上の実施の形態１の記載により、下記の技術が開示される。
以上の実施の形態１の記載により、下記の技術が開示される。
【0059】
＜技術１＞
本実施の形態に係る光電センサ（１０）は、光を投光する投光部（１１）と、前記投光部から投光された光（例えば投光ビーム３）が入力される入射面と前記入射面に入力された前記光が出力される出射面とのセットである入出射面セットを複数有する光学素子（例えば光学素子２０、４５、５０、６０）と、を備え、前記複数の入出射面セットの１つが選択可能である。
この構成によれば、光学素子が複数の入出射面セットを有するので、入出射面セットを選択することにより、出射面から出力される光のスポット径（５）を変更することができる。
本実施の形態に係る光電センサ（１０）は、光を投光する投光部（１１）と、前記投光部から投光された光（例えば投光ビーム３）が入力される入射面と前記入射面に入力された前記光が出力される出射面とのセットである入出射面セットを複数有する光学素子（例えば光学素子２０、４５、５０、６０）と、を備え、前記複数の入出射面セットの１つが選択可能である。
この構成によれば、光学素子が複数の入出射面セットを有するので、入出射面セットを選択することにより、出射面から出力される光のスポット径（５）を変更することができる。
【0060】
＜技術２＞
技術１に記載の光電センサ（１０）において、前記光学素子は、角柱の形状であり、前記入射面及び前記出射面は、前記角柱の側面（例えば側面２１、５１、６１）である。
この構成によれば、入出射面セットの入射面及び出射面とする角柱の側面を選択することにより、出射面から出力される光のスポット径を変更することができる。
技術１に記載の光電センサ（１０）において、前記光学素子は、角柱の形状であり、前記入射面及び前記出射面は、前記角柱の側面（例えば側面２１、５１、６１）である。
この構成によれば、入出射面セットの入射面及び出射面とする角柱の側面を選択することにより、出射面から出力される光のスポット径を変更することができる。
【0061】
＜技術３＞
技術２に記載の光電センサ（１０）において、前記入出射面セットは、前記角柱の中心軸を回転軸（３１）として前記光学素子を回転させることにより、選択可能である。
この構成によれば、光学素子を回転させることにより、入出射面セットの入射面及び出射面に対応する角柱の側面を選択することができる。
技術２に記載の光電センサ（１０）において、前記入出射面セットは、前記角柱の中心軸を回転軸（３１）として前記光学素子を回転させることにより、選択可能である。
この構成によれば、光学素子を回転させることにより、入出射面セットの入射面及び出射面に対応する角柱の側面を選択することができる。
【0062】
＜技術４＞
技術３に記載の光電センサ（１０）において、前記光学素子を回転させる回転機構（３０）をさらに備え、前記入出射面セットは、前記回転機構を回転させることにより、選択可能である。
この構成によれば、回転機構を回転させることにより、入出射面セットの入射面及び出射面に対応する角柱の側面を選択することができる。
技術３に記載の光電センサ（１０）において、前記光学素子を回転させる回転機構（３０）をさらに備え、前記入出射面セットは、前記回転機構を回転させることにより、選択可能である。
この構成によれば、回転機構を回転させることにより、入出射面セットの入射面及び出射面に対応する角柱の側面を選択することができる。
【0063】
＜技術５＞
技術４に記載の光電センサ（１０）において、前記光学素子は、前記回転機構に対して着脱可能である。
この構成によれば、目的に合う光学素子を選択して回転機構に装着させることができる。
技術４に記載の光電センサ（１０）において、前記光学素子は、前記回転機構に対して着脱可能である。
この構成によれば、目的に合う光学素子を選択して回転機構に装着させることができる。
【0064】
＜技術６＞
技術２に記載の光電センサ（１０）において、前記光学素子（例えば光学素子２０、４５）は、前記光を透過する部材を含んで構成され、前記入出射面セットの前記入射面と前記出射面とが互いに対向している。
この構成によれば、複数の側面を有する角柱の形状の透過型の光学素子を用いて、出射面から出力される光のスポット径を変更することができる。
技術２に記載の光電センサ（１０）において、前記光学素子（例えば光学素子２０、４５）は、前記光を透過する部材を含んで構成され、前記入出射面セットの前記入射面と前記出射面とが互いに対向している。
この構成によれば、複数の側面を有する角柱の形状の透過型の光学素子を用いて、出射面から出力される光のスポット径を変更することができる。
【0065】
＜技術７＞
技術６に記載の光電センサ（１０）において、前記入出射面セットの前記入射面と前記出射面とは、互いに異なる形状である。
この構成によれば、入出射面セットの入射面と出射面とが互いに異なる形状である透過型の光学素子を用いて、出射面から出力される光のスポット径を変更することができる。
技術６に記載の光電センサ（１０）において、前記入出射面セットの前記入射面と前記出射面とは、互いに異なる形状である。
この構成によれば、入出射面セットの入射面と出射面とが互いに異なる形状である透過型の光学素子を用いて、出射面から出力される光のスポット径を変更することができる。
【0066】
＜技術８＞
技術７に記載の光電センサ（１０）において、前記複数の入出射面セットの少なくとも１つは、前記入射面及び前記出射面において、一方が平面（例えば第５側面２１Ｅ）であり、他方が凸面（例えば第２側面２１Ｂ）である。
この構成によれば、入射面及び出射面において、一方が平面であり、他方が凸面である透過型の光学素子を用いて、出射面から出力される光のスポット径を変更することができる。
技術７に記載の光電センサ（１０）において、前記複数の入出射面セットの少なくとも１つは、前記入射面及び前記出射面において、一方が平面（例えば第５側面２１Ｅ）であり、他方が凸面（例えば第２側面２１Ｂ）である。
この構成によれば、入射面及び出射面において、一方が平面であり、他方が凸面である透過型の光学素子を用いて、出射面から出力される光のスポット径を変更することができる。
【0067】
＜技術９＞
技術２に記載の光電センサ（１０）において、前記光学素子（例えば反射型の光学素子５０、６０）は、前記光を反射する部材を含んで構成され、前記入出射面セットの前記入射面と前記出射面とは同一の面である。
この構成によれば、複数の側面を有する角柱の形状の反射型の光学素子を用いて、出射面から出力される光のスポット径を変更することができる。
技術２に記載の光電センサ（１０）において、前記光学素子（例えば反射型の光学素子５０、６０）は、前記光を反射する部材を含んで構成され、前記入出射面セットの前記入射面と前記出射面とは同一の面である。
この構成によれば、複数の側面を有する角柱の形状の反射型の光学素子を用いて、出射面から出力される光のスポット径を変更することができる。
【0068】
＜技術１０＞
技術９に記載の光電センサ（１０）において、前記複数の入出射面セットの少なくとも１つの前記入射面及び前記出射面は、凹面（例えば、第１側面５１Ａ）である。
この構成によれば、反射型の光学素子の凹面を用いて、当該凹面にて反射されて出力される光のスポット径を変更することができる。
技術９に記載の光電センサ（１０）において、前記複数の入出射面セットの少なくとも１つの前記入射面及び前記出射面は、凹面（例えば、第１側面５１Ａ）である。
この構成によれば、反射型の光学素子の凹面を用いて、当該凹面にて反射されて出力される光のスポット径を変更することができる。
【0069】
＜技術１１＞
技術１に記載の光電センサ（１０）において、前記光学素子が、前記複数の入出射面セットのうち、いずれの前記入出射面セットが選択されているかを示す情報を出力する出力部（１４）をさらに備える。
この構成によれば、ユーザは、出力部から出力される情報から、いずれの入出射面セットが選択されているかを知ることができる。
技術１に記載の光電センサ（１０）において、前記光学素子が、前記複数の入出射面セットのうち、いずれの前記入出射面セットが選択されているかを示す情報を出力する出力部（１４）をさらに備える。
この構成によれば、ユーザは、出力部から出力される情報から、いずれの入出射面セットが選択されているかを知ることができる。
【0070】
＜技術１２＞
技術１から１１のいずれか１項に記載の光電センサ（１０）において、前記光学素子から出力され、対象物（例えばワーク２）に反射された光を受光する受光部（１２）をさらに備える。
この構成によれば、受光部が対象物に反射された光を受光できたか否かに基づいて、対象物が存在するか否かを検出できる。
技術１から１１のいずれか１項に記載の光電センサ（１０）において、前記光学素子から出力され、対象物（例えばワーク２）に反射された光を受光する受光部（１２）をさらに備える。
この構成によれば、受光部が対象物に反射された光を受光できたか否かに基づいて、対象物が存在するか否かを検出できる。
【0071】
＜技術１３＞
技術１２に記載の光電センサ（１０）において、前記投光部から投光された光と、前記受光部が受光する光とに基づいて、前記対象物が存在するか否かの検出、及び、前記対象物までの距離の測定を行う演算部（１４）と、前記検出された前記対象物が存在するか否かを示す情報、及び／又は、前記測定された前記対象物までの距離を示す情報を出力する出力部（１５）と、をさらに備える。
この構成によれば、対象物が存在するか否かの検出に加えて、対象物までの距離を測定し、その結果を示す情報を出力できる。
技術１２に記載の光電センサ（１０）において、前記投光部から投光された光と、前記受光部が受光する光とに基づいて、前記対象物が存在するか否かの検出、及び、前記対象物までの距離の測定を行う演算部（１４）と、前記検出された前記対象物が存在するか否かを示す情報、及び／又は、前記測定された前記対象物までの距離を示す情報を出力する出力部（１５）と、をさらに備える。
この構成によれば、対象物が存在するか否かの検出に加えて、対象物までの距離を測定し、その結果を示す情報を出力できる。
【0072】
以上、添付図面を参照しながら実施の形態について説明したが、本開示はかかる例に限定されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例、修正例、置換例、付加例、削除例、均等例に想到し得ることは明らかであり、それらについても本開示の技術的範囲に属すると了解される。また、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施の形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。
【産業上の利用可能性】
【0073】
本開示の技術は、光を用いて物体を検出するセンサに有用である。
【符号の説明】
【0074】
２ ワーク
３ 投光ビーム
４ 反射ビーム
５ スポット径
１０ 光電センサ
１１ 投光部
１２ 受光部
１３ 制御部
１４ 演算部
１５ 出力部
２０ 光学素子
２１ 側面
２１Ａ 第１側面
２１Ｂ 第２側面
２１Ｃ 第３側面
２１Ｄ 第４側面
２１Ｅ 第５側面
２１Ｆ 第６側面
２２ 中心軸
３０ 回転機構
３１ 回転軸
３２ 露出部分
４０ 透明部材
４５ 光学素子
５０ 反射型の光学素子
５１ 側面
５１Ａ 第１側面
５１Ｂ 第２側面
５１Ｃ 第３側面
６０ 反射型の光学素子
６１ 側面
６１Ａ 第１側面
６１Ｂ 第２側面
６１Ｃ 第３側面
６１Ｄ 第４側面
６１Ｅ 第５側面
６１Ｆ 第６側面
３ 投光ビーム
４ 反射ビーム
５ スポット径
１０ 光電センサ
１１ 投光部
１２ 受光部
１３ 制御部
１４ 演算部
１５ 出力部
２０ 光学素子
２１ 側面
２１Ａ 第１側面
２１Ｂ 第２側面
２１Ｃ 第３側面
２１Ｄ 第４側面
２１Ｅ 第５側面
２１Ｆ 第６側面
２２ 中心軸
３０ 回転機構
３１ 回転軸
３２ 露出部分
４０ 透明部材
４５ 光学素子
５０ 反射型の光学素子
５１ 側面
５１Ａ 第１側面
５１Ｂ 第２側面
５１Ｃ 第３側面
６０ 反射型の光学素子
６１ 側面
６１Ａ 第１側面
６１Ｂ 第２側面
６１Ｃ 第３側面
６１Ｄ 第４側面
６１Ｅ 第５側面
６１Ｆ 第６側面
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】