JP2001336929A - 反射型光電センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 被検出物体までの距離の検出精度を高めても
測定誤差が生じることを極力防止すると共に、投光手段
の投光量を正確に制御する。 【解決手段】 光電センサ１１を、被検出物体１２に対
して光を照射する投光部１３、投光部１３を駆動する駆
動回路１４、投光部１３が出射する光の一部を受光する
モニタ用受光素子１５、モニタ用受光素子１５の受光量
に基づいて投光部１３の投光量を制御する制御回路１
６、被検出物体１２からの反射光を受光する受光部１
７、この受光部１７に接続され前記受光部１７が出力す
る受光信号に基づいて前記被検出物体１２の距離変化を
検出する検出回路１８から構成する。前記投光部１３
を、ＬＥＤと投光レンズから構成し、前記受光部１７
を、ＰＳＤと受光レンズから構成する。このとき、ＰＳ
Ｄにおける受光位置の変位方向とＬＥＤチップからボン
ディング用ワイヤが延びる方向とが略直交するように、
ＰＳＤとＬＥＤを配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ワイヤボンディン
グされたＬＥＤチップを有する投光素子を備えた反射型
光電センサに関する。

【０００２】

【発明が解決しようとする課題】図６は、従来の反射型
光電センサの構成の一例を示す。この図６において、投
光素子１が投光する光は投光レンズ２により集光されて
被検出物体３に照射され、その反射光が受光レンズ４を
介して受光素子たる一次元位置検出素子（ＰＳＤ）５に
受光される。このとき、ＰＳＤ５での受光位置は、セン
サから被検出物体３までの距離に応じて矢印Ａ方向に変
位する。ＰＳＤ５は矢印Ａ方向における受光位置に応じ
た受光信号を出力するため、その受光信号に基づいて前
記被検出物体３までの距離を検出することができる。

【０００３】ここで、反射型光電センサの検出精度を高
めるためには、被検出物体３に照射される光スポットの
径を小さく絞り込むことが行われる。ところが、スポッ
ト径を小さく絞ると、投光素子１を構成するＬＥＤチッ
プのボンディング用ワイヤの影がＰＳＤ５の受光面に転
写されてしまうという不具合が生じる。ＰＳＤ５は、受
光面で受光した光の中心を受光位置として受光信号を出
力する。従って、例えば、図７に示すように、ＰＳＤ５
の受光面５ａで受光した光スポット６に対してボンディ
ング用ワイヤの影７が矢印Ａ方向に延びるように転写さ
れると、受光位置が光スポット６の中心よりも矢印Ａ方
向にずれてしまうため、被検出物体３までの距離を正確
に検出できないとう問題があった。

【０００４】そこで、ボンディング用ワイヤの影７がＰ
ＳＤ５の受光面に転写されることを防止するために、図
８に示すように、投光素子１と投光レンズ２との間にス
リット８を設け、前記スリット８を通る光のみを投光レ
ンズ２で集光することによって、ボンディング用ワイヤ
の影７を除いた光を被検出物体３に照射することが行わ
れている。

【０００５】ところで、被検出物体３までの距離の検出
を安定させるために、投光素子１の投光量を一定に保つ
必要がある。このため、投光素子１の近傍にモニタ用の
受光素子９を配置して投光素子１の投光量をモニタし、
投光量を一定するようなフィードバック制御が広く行わ
れている。しかし、上記したように、ボンディング用ワ
イヤの影７が転写されることを防止するためのスリット
８を設けると、モニタ用受光素子９の受光量が低下する
ため、検出誤差が大きくなり、投光素子１の投光量を正
確に制御できなくなるという問題があった。

【０００６】本発明は上記した事情に鑑みてなされたも
のであり、その目的は、被検出物体までの距離の検出精
度を高めても測定誤差が生じることを極力防止し、しか
も、投光手段の投光量を正確に制御することができる反
射型光電センサを提供するにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の請求項１の反射
型光電センサは、ワイヤボンディングされたＬＥＤチッ
プを有する投光素子を備え、被検出物体に光を照射する
投光手段と、前記被検出物体からの反射光を前記被検出
物体の距離変化に対応して変位する受光位置で受光する
ように設けられた一次元位置検出素子を備え、前記受光
位置に応じた受光信号を出力する受光手段と、前記受光
信号に基づいて被検出物体までの距離を検出する検出手
段とを備えたものであって、前記一次元位置検出素子に
おける前記受光位置の変位方向と前記ＬＥＤチップから
ボンディング用ワイヤが延びる方向とが略直交するよう
に、前記一次元位置検出素子と前記投光素子とを配置し
たところに特徴を有する。

【０００８】上記構成によれば、一次元位置検出素子に
ボンディング用ワイヤの影が転写されても、その影は、
一次元位置検出素子における受光位置の変位方向と直交
する方向に延びる。従って、ボンディング用ワイヤの影
により反射光の中心位置がずれても受光信号は影響を受
けないので、被検出物体までの距離を正確に検出するこ
とができる。また、ボンディング用ワイヤの影が一次元
位置検出素子に転写されることを防止するためのスリッ
トを設けなくても済むため、その分、製造コストを低減
することができる。

【０００９】更に、上記構成においては、前記投光手段
の近傍に、前記投光手段から照射される光の少なくとも
一部を受光するモニタ用受光手段を設けると共に、前記
モニタ用受光手段の受光量に基づいて前記投光手段の投
光量を制御する制御手段を設けることも良い構成である
（請求項２の発明）。上記構成によれば、モニタ用受光
手段が十分量の光を受光することができるため、投光手
段の投光量の制御を安定して行うことができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
１ないし図４を参照して説明する。図１は、本実施の形
態に係る反射型光電センサ１１の全体構成を概略的に示
すブロック図である。この図１に示すように、光電セン
サ１１は、被検出物体１２に対して光を照射する投光手
段たる投光部１３と、前記投光部１３を駆動する駆動回
路１４と、前記投光部１３が出射する光の一部を受光す
るモニタ用受光手段たるモニタ用受光素子１５と、前記
モニタ用受光素子１５の受光量に基づいて前記投光部１
３の投光量を制御する制御手段たる制御回路１６と、前
記被検出物体１２からの反射光を受光する受光手段たる
受光部１７と、この受光部１７に接続され、前記受光部
１７が出力する受光信号に基づいてセンサ１１から前記
被検出物体１２までの距離を検出する検出手段たる検出
回路１８とから構成されている。

【００１１】図２は、前記光電センサ１１の具体的形態
を示す図である。この図２に示すように、前記光電セン
サ１１の外殻を構成するケース１９は略矩形箱状をなし
ている。前記ケース１９内の下部には、前記投光部１３
を構成する投光素子としてのＬＥＤ２０と、このＬＥＤ
２０から出射された光を集光して前記被検出物体１２に
照射する投光レンズ２１が配設されている。前記ＬＥＤ
２０は、前記駆動回路１４や前記制御回路１６等が実装
された回路基板２２に搭載されている。また、前記ＬＥ
Ｄ２０の近傍には、前記モニタ用受光素子１５が配設さ
れている。前記モニタ用受光素子１５のリード端子１５
ａは、前記回路基板２２に接続されている。

【００１２】一方、前記ケース１９内の上部には、前記
受光部１７を構成する一次元位置検出素子（ＰＳＤ）２
３及び被検出物体１２からの反射光を前記ＰＳＤ２３に
集光する受光レンズ２４が配設されている。

【００１３】前記ケース１９の図２中右側面には、前記
投光レンズ２１及び前記受光レンズ２４のそれぞれと対
向して窓部２５及び２６が形成されていると共に、前記
ＬＥＤ２０から出射される光及び被検出物体１２からの
反射光を透過可能な例えばガラス板２７が取り付けられ
ている。

【００１４】図１に示すように、上記構成の光電センサ
１１においては、センサ１１から被検出物体１２までの
距離が変化すると、前記ＰＳＤ２３の受光面２３ａ（図
４にのみ示す）における反射光の受光位置が変位する。
従って、前記ＰＳＤ２３は、その受光面２３ａの長手方
向が、受光位置の変位方向（図２に矢印Ｂで示す方向）
となるようにケース１９内に配設されている。また、前
記ＰＳＤ２３は、受光した反射光の矢印Ｂ方向における
中心位置に応じた受光信号を出力し、この受光信号に基
づいてセンサ１１から被検出物体１２までの距離が検出
される。

【００１５】一方、図３は、投光レンズ２１側から見た
ＬＥＤ２０を示す図である。この図３に示すように、前
記ＬＥＤ２０は、リード２８に固定されたＬＥＤチップ
２９の電極部（ボンディング・パッド）をワイヤボンデ
ィングにて別のリード３０に接続したものであり、前記
リード２８及び３０、前記ＬＥＤチップ２９、ボンディ
ング用ワイヤ３１等を金属ケース３２で封止して構成さ
れている。このとき、前記ＬＥＤ２０は、ボンディング
用ワイヤ３１が矢印Ｂ方向と直交する方向に延びるよう
に前記ケース３２内に配設されている。

【００１６】さて、上記構成において、前記ＬＥＤチッ
プ２９から光が出射されると、その光は投光レンズ２１
により集光されて被検出物体１２に照射され、その反射
光が、受光レンズ２４によりＰＳＤ２３の受光面２３ａ
に集光される。この結果、図４に示すように、ＰＳＤ２
３の受光面２３ａには、光スポット３３及びボンディン
グ用ワイヤの影３４の一部が結像され、ＰＳＤ２３は、
光スポット３３とボンディング用ワイヤの影３４の一部
とを合わせた光の中心を受光位置として受光信号を出力
する。

【００１７】即ち、前記ＰＳＤ２３は、光スポット３３
の中心からボンディング用ワイヤの影３４が延びる方向
にややずれた部位を受光位置として受光信号を出力す
る。ところが、本実施例においては、ボンディング用ワ
イヤ３１が矢印Ｂ方向と直交する方向に延びるように前
記ＬＥＤ２０を配設したため、前記ボンディング用ワイ
ヤの影３４は、図４に示すように光スポット３３から矢
印Ｂ方向と直交する方向に延びる。従って、光スポット
３３の中心に対して受光位置がずれる方向は、矢印Ｂ方
向と直交する方向となり、ＰＳＤ２３が出力する受光信
号に影響が及ばない。このため、被検出物体１２までの
距離を正確に検出することができる。

【００１８】また、上記実施例によれば、ＰＳＤ２３に
光ボンディング用ワイヤの影３４が転写されることを防
止するためのスリットを設けなくても良いため、モニタ
用受光素子１５の受光量が不足することがない。従っ
て、前記受光素子１５により前記投光部１３の投光量を
正確にモニタすることができるので、前記投光部１３の
投光量の制御を安定して行うことができる。

【００１９】なお、本発明は上記した実施の形態に限定
されるものではなく、例えば図５に示す第２の実施の形
態のように、モニタ用の受光素子を備えない構成にも適
用できる。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明より明らかなように、本発明
の反射型光電センサによれば、一次元位置検出素子にお
ける受光位置の変位方向とＬＥＤチップからボンディン
グ用ワイヤが延びる方向とが略直交するように、前記一
次元位置検出素子と投光素子とを配置したので、ボンデ
ィング用ワイヤの影が一次元位置検出素子に転写されて
も、ボンディング用ワイヤの影は、前記一次元位置検出
素子の受光面における受光位置が、被検出物体の距離変
化に対応して変位する方向と直交する方向に延びるよう
になるため、受光位置のずれにより受光信号が影響を受
けることがなく、被検出物体までの距離を正確に検出す
ることができる。

【００２１】また、ボンディング用ワイヤの影が一次元
位置検出素子に転写されることを防止するためのスリッ
トを設けなくても済むため、その分、製造コストを低減
することができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態を示す反射型光電セ
ンサのブロック図

【図２】反射型光電センサの縦断側面図

【図３】ＬＥＤを投光レンズ側から見た図

【図４】ＰＳＤの受光面において光スポットとボンディ
ング用ワイヤの影が受光された状態を示す図

【図５】本発明の第２の実施の形態を示す図１相当図

【図６】従来の反射型光電センサの構成を示す図

【図７】図４相当図

【図８】従来の反射型光電センサにスリットを取り付け
た状態を示す図

【符号の説明】

図中、１１が反射型光電センサ、１２は被検出物体、１
３は投光部（投光手段）、１５はモニタ用受光素子、１
６は制御回路（制御手段）、１７は受光部（受光手
段）、１８は検出回路（検出手段）、２０はＬＥＤ（投
光素子）、２３は一次元位置検出素子、２９はＬＥＤチ
ップ、３１はボンディング用ワイヤを示す。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ワイヤボンディングされたＬＥＤチップ
   を有する投光素子を備え、被検出物体に光を照射する投
   光手段と、 前記被検出物体からの反射光を前記被検出物体の距離変
   化に対応して変位する受光位置で受光するように設けら
   れた一次元位置検出素子を備え、前記受光位置に応じた
   受光信号を出力する受光手段と、 前記受光信号に基づいて被検出物体までの距離を検出す
   る検出手段とを備えた反射型光電センサにおいて、 前記一次元位置検出素子における前記受光位置の変位方
   向と前記ＬＥＤチップからボンディング用ワイヤが延び
   る方向とが略直交するように、前記一次元位置検出素子
   と前記投光素子とを配置したことを特徴とする反射型光
   電センサ。
2. 【請求項２】 前記投光手段の近傍に設けられ、前記投
   光手段から照射される光の少なくとも一部を受光するモ
   ニタ用受光手段と、 前記モニタ用受光手段の受光量に基づいて前記投光手段
   の投光量を制御する制御手段を備えたことを特徴とする
   請求項１記載の反射型光電センサ。