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マイクロフォトセンサとは?特徴・種類・用途・選定方法を解説

マイクロフォトセンサは、超小型サイズに設計した光電センサです。検出方式・スロット幅(溝幅)・出力形式を定めることで、機種の絞り込みができます。目的に応じて以下から進んでください。

このページの目次

マイクロフォトセンサの種類を比較:透過型(スロット型)と反射型

まずこの比較表で方式を絞り込みます。マイクロフォトセンサは、大きく透過型と反射型に分けられます。透過型には、投光部と受光部が分離したタイプもありますが、本記事では代表的なスロット型/溝型を中心に説明します。
スロット型は、U字形の溝を挟んで投光部と受光部を対向配置した透過型のマイクロフォトセンサです。遮光板やシートが溝を通過する原点検出・通過検出には透過型(スロット型/溝型)、対象物を片側から近距離で検出する有無検出には反射型が選定の起点になります。

比較項目透過型(スロット型)反射型
検出方式U字スロット内で投光・受光が対向。通過を検出同一面から投光・受光。反射光を検出
溝幅 / 検出距離溝幅:2~15mm程度(機種により異なる)検出距離:1~8mm程度(機種により異なる)
配線本数4端子程度の素子タイプ、3~4線式のアンプ内蔵タイプなど4端子程度の素子タイプ、3~4線式のアンプ内蔵タイプなど
主な用途原点センサ・エンコーダ・ペーパー検出ラベル検出・エッジ検出・小部品有無確認

仕様からマイクロフォトセンサを絞り込む

マイクロフォトセンサの選定フロー(4ステップで絞り込む)

検出方式 → 溝幅・検出距離 → 出力形式 → 電源電圧の順に決めると機種を絞り込めます。

  • 検出方式を決める
    スロット内を通過する遮光板(ドグ)、シートを検出するならスロット型/溝型、対象物を片側から近距離で検出するなら反射型を選びます。反射型は対象物の色・材質・表面状態で反射率が変わるため、黒色・光沢面では検出安定性を確認します。
  • スロット幅/溝幅・検出距離を合わせる
    スロット型は被検出物のサイズに対して適切なスロット幅を選びます。遮光板やドグなどの被検出物が光軸を確実に遮り、スロット内壁に接触しない溝幅を選びます(具体値は製品仕様書で確認)。反射型は使用する設置距離が検出距離の範囲に収まる機種を選びます。
  • 出力形式(NPN/PNP)を接続先に合わせる
    接続先のPLCやコントローラの入力仕様に合わせて、NPN出力またはPNP出力を選びます。オープンコレクタ出力の場合は、接続先の入力回路に応じて負荷条件や配線方法を確認してください。
  • 電源電圧を確認する
    PCB(プリント基板)基板組み込み向けにはDC5V品、PLCや制御機器との接続にはDC12~24V対応品やDC5~24V対応品などが使用されることがあります。電源電圧は製品仕様書で必ず確認します。

取付・配線方法と設置上の注意点

基板直付け型 vs ケーブル型

基板直付け型(PCB実装型)はリードピンをPCBのスルーホールにはんだ付けして固定します。小型・軽量ですが基板設計段階での配置検討が必要です。ケーブル引き出し型はコネクタまたはリード線で外部基板や制御装置と接続し、センサ単体をパネルやフレームにネジ固定します。

PCB取付時の位置精度

基板直付け型では、基板の穴位置精度がセンサのスロット位置精度に直結します。センサ取付穴の位置公差を設計し、スロットの光軸が遮光板通過経路と正確に直交するよう配置してください。振動の多い環境ではエポキシ系接着剤による補強も有効です。

補足:マイクロフォトセンサの動作原理と構造

超小型・一体構造の仕組み

マイクロフォトセンサは、投光部と受光部を一体ユニットに収めた構造により、配線・調整の手間を最小化しつつμmオーダーの繰返し精度を実現しています。一般的な本体サイズは、一般的な光電センサより小さくなることも多く、PCBへの直接実装にも対応します。

スロット型の構造

スロット型はU字形フレームのスロット内部に投光素子(LED)と受光素子(フォトトランジスタ)が向かい合わせで内蔵されています。被検出物がスロットを通過すると光軸が遮られ、出力信号が切り替わります。光軸調整が不要なため設置作業が簡単で、細い遮光板や薄いシートの検出に対応します。

反射型の構造

反射型は投光素子と受光素子が同一パッケージ内の同一面に配置され、対象物から反射した光を受光します。被検出物と近距離検出に対応し、コンパクトに設置できます。ただし対象物の色・材質・表面状態によって反射率が変わるため、黒色・光沢面などでは検出安定性の確認が必要です。

よくある質問

マイクロフォトセンサと通常の光電センサの違いは?

マイクロフォトセンサは、投光素子と受光素子を一体化した小型の光電センサです。スロット型は、U字形の溝を挟んで両素子を対向配置しているため、分離型の透過型光電センサに比べて光軸調整の手間を抑えられます。

透過型(スロット型)と反射型はどう選べばよいですか?

被検出物がスロットを通過する原点検出・ペーパー検出・エンコーダ用途はスロット型、対象物を片側から検出するラベル検出・エッジ検出など近距離の存在検出は反射型を選びます。反射型は対象物の色・材質で反射率が変わるため検出安定性の確認が必要です。

マイクロフォトセンサの出力形式(NPN/PNP)はどう選びますか?

接続先のPLCやコントローラの入力仕様に合わせて、NPN出力またはPNP出力を選びます。オープンコレクタ出力の場合は、接続先の入力回路に応じて負荷条件や配線方法を確認してください。

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