JP2002055174A - 光反射型センサ - Google Patents
光反射型センサInfo
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- JP2002055174A JP2002055174A JP2000241530A JP2000241530A JP2002055174A JP 2002055174 A JP2002055174 A JP 2002055174A JP 2000241530 A JP2000241530 A JP 2000241530A JP 2000241530 A JP2000241530 A JP 2000241530A JP 2002055174 A JP2002055174 A JP 2002055174A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型化可能で、かつ、簡易な構成でＳ／Ｎ比
の改善を図ることができる光反射型センサを提供するこ
と。 【解決手段】 光反射型センサ１００は、板状の遮光部
材２の被検出物１２に対向する面側に、受光素子１が配
置され、遮光部材２の被検出物１２とは反対の面側に、
発光素子３が配置されて構成される。発光素子チップ５
から発せられた光は、発光素子チップ５の表面や側面か
ら光が発せられるため、かなりの広がりを持つが、光を
通過させるための窓１１を有した遮光部材２により、広
がった光の不要な成分がカットされる。遮光部材２を通
過した光は受光素子１に入り、受光素子内の受光素子リ
ードフレーム６に設けられた光通過用の窓１０を通過し
て受光素子１を一度通過する。そして、光は被検出物１
２を反射して再び受光素子１に照射され、受光素子１は
その光を検出する。
の改善を図ることができる光反射型センサを提供するこ
と。 【解決手段】 光反射型センサ１００は、板状の遮光部
材２の被検出物１２に対向する面側に、受光素子１が配
置され、遮光部材２の被検出物１２とは反対の面側に、
発光素子３が配置されて構成される。発光素子チップ５
から発せられた光は、発光素子チップ５の表面や側面か
ら光が発せられるため、かなりの広がりを持つが、光を
通過させるための窓１１を有した遮光部材２により、広
がった光の不要な成分がカットされる。遮光部材２を通
過した光は受光素子１に入り、受光素子内の受光素子リ
ードフレーム６に設けられた光通過用の窓１０を通過し
て受光素子１を一度通過する。そして、光は被検出物１
２を反射して再び受光素子１に照射され、受光素子１は
その光を検出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、被検出物の有無、
傾き、位置などの検出を行う光反射型センサの構造に関
するものである。
傾き、位置などの検出を行う光反射型センサの構造に関
するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１１（ａ）〜（ｃ）は、従来型の光反
射型センサ１１０の構成を示す側面図、断面図および平
面図である。光反射型センサ１１０では、発光素子３３
と受光素子３１とが別々のモールド金型、または、同一
のモールド金型であっても金型クランプ時のクランプ部
で仕切られた別々の部屋（モールド樹脂充填部）に形成
されている。また、発光素子３３と受光素子３１は遮光
性の樹脂３８で仕切られている。したがって、この構造
では、受光素子３１と発光素子３３とを横並びとするた
め小型化できない。
射型センサ１１０の構成を示す側面図、断面図および平
面図である。光反射型センサ１１０では、発光素子３３
と受光素子３１とが別々のモールド金型、または、同一
のモールド金型であっても金型クランプ時のクランプ部
で仕切られた別々の部屋（モールド樹脂充填部）に形成
されている。また、発光素子３３と受光素子３１は遮光
性の樹脂３８で仕切られている。したがって、この構造
では、受光素子３１と発光素子３３とを横並びとするた
め小型化できない。
【０００３】また、受光素子３１を多分割（たとえば、
４分割）として傾き検出を行う際に、発光素子３３と受
光素子３１がＸ軸に横並びとなるために反射板のＸ軸回
転方向とＹ軸回転方向での検出特性にひずみが生じる。
図１２（ａ）は、被検出物４２がＹ軸回転方向に角度φ
だけ傾く場合の光路の変化を模式的に示す断面図であ
り、図１２（ｂ）は被検出物４２がＸ軸回転方向に角度
φだけ傾く場合の光路の変化を模式的に示す断面図であ
る。
４分割）として傾き検出を行う際に、発光素子３３と受
光素子３１がＸ軸に横並びとなるために反射板のＸ軸回
転方向とＹ軸回転方向での検出特性にひずみが生じる。
図１２（ａ）は、被検出物４２がＹ軸回転方向に角度φ
だけ傾く場合の光路の変化を模式的に示す断面図であ
り、図１２（ｂ）は被検出物４２がＸ軸回転方向に角度
φだけ傾く場合の光路の変化を模式的に示す断面図であ
る。
【０００４】図１２（ａ）の場合、被検出物４２がＹ軸
回転方向に傾いてない場合（実線）であっても、発光素
子３３からの光は被検出物４２に角度θ1を有して反射
して受光素子３１に入射する。ここで、被検出物４２が
点線で示すようにＹ軸回転方向にφだけ傾くと、発光素
子３３から被検出物４２への光の入射角度およびそこか
らの反射角度が、それぞれθ2に変化する。一方、図１
２（ｂ）の場合には、被検出物４２がＸ軸方向に傾いて
いない場合（実線）の光の入射および反射角度は９０度
であるが、被検出物４２が点線で示すように角度φだけ
傾くことによって、発光素子３３から被検出物４２への
光の入射角およびそこからの反射角度がθ3に変化す
る。つまり、被検出物４２の回転角度がφで同じであっ
ても、発光素子３３からの光の到達点が異なり、結果的
に、Ｘ軸回転とＹ軸回転とで角度検出特性が異なる。
回転方向に傾いてない場合（実線）であっても、発光素
子３３からの光は被検出物４２に角度θ1を有して反射
して受光素子３１に入射する。ここで、被検出物４２が
点線で示すようにＹ軸回転方向にφだけ傾くと、発光素
子３３から被検出物４２への光の入射角度およびそこか
らの反射角度が、それぞれθ2に変化する。一方、図１
２（ｂ）の場合には、被検出物４２がＸ軸方向に傾いて
いない場合（実線）の光の入射および反射角度は９０度
であるが、被検出物４２が点線で示すように角度φだけ
傾くことによって、発光素子３３から被検出物４２への
光の入射角およびそこからの反射角度がθ3に変化す
る。つまり、被検出物４２の回転角度がφで同じであっ
ても、発光素子３３からの光の到達点が異なり、結果的
に、Ｘ軸回転とＹ軸回転とで角度検出特性が異なる。
【０００５】図１３（ａ）〜（ｃ）は、前記問題に鑑
み、構成された従来型の光反射型センサ１３０の構成を
示す側面図、断面図および平面図である。反射型光セン
サ１３０では、発光素子チップ５５を中心として、受光
素子チップ５４をその周辺に配置している。このような
構成とすると、前記反射型光センサ１２０において発生
する角度検出特性の違いによるひずみは解決できる。し
かしながら、同一平面に発光素子チップ５５と受光素子
チップ５４とを搭載するため、発光素子チップ５５から
の側面の光を受光素子５４で直接受けてしまうため、被
検出物４２からの反射光で得られる信号成分Ｓと発光素
子チップ５５からの側面の光を受光することによる非信
号成分（ノイズ成分）Ｎとの比Ｓ／Ｎが低下するという
問題点が生じる。
み、構成された従来型の光反射型センサ１３０の構成を
示す側面図、断面図および平面図である。反射型光セン
サ１３０では、発光素子チップ５５を中心として、受光
素子チップ５４をその周辺に配置している。このような
構成とすると、前記反射型光センサ１２０において発生
する角度検出特性の違いによるひずみは解決できる。し
かしながら、同一平面に発光素子チップ５５と受光素子
チップ５４とを搭載するため、発光素子チップ５５から
の側面の光を受光素子５４で直接受けてしまうため、被
検出物４２からの反射光で得られる信号成分Ｓと発光素
子チップ５５からの側面の光を受光することによる非信
号成分（ノイズ成分）Ｎとの比Ｓ／Ｎが低下するという
問題点が生じる。
【０００６】図１４（ａ）および（ｂ）は、前記問題に
鑑み特開平９−１４８６２０号公報に開示されている光
反射型センサ１４０の構成の一例を示す断面図および平
面図である。反射型光センサ１４０では、発光素子チッ
プ６５が搭載された発光素子搭載用リードフレーム６７
を、受光素子チップ６４が搭載された受光素子搭載用リ
ードフレーム６６の上部または下部に配置する２段構造
とし、同一モールド型の同部屋（金型クランプにより仕
切られる樹脂充填部）で同一モールド樹脂にて成形され
た構造である。なお、受光素子チップ６４を搭載した受
光素子搭載用リードフレーム６６に発光素子チップ６５
から発した光が通過するように穴７０が設けられてい
る。また、受光素子搭載用リードフレーム６６および発
光素子搭載用リードフレーム６７との間には受光素子チ
ップ６４の搭載面に垂直な方向にリードフレーム１枚分
の段差が存在する。また、モールド樹脂パッケージ７３
の外側に外乱光の遮光および樹脂パッケージ内部の反射
光を吸収する構造を施している。上記構造とすること
で、発光素子チップ６５と受光素子チップ６４とを２段
構造として、同一モールド型の同部屋内で同一モールド
樹脂にて成形された小型で、発光素子チップ６５を中心
として周辺に受光素子チップ６４を配置する光反射型セ
ンサ１４０の実現が可能となった。また、外乱光の入射
を防止し、樹脂パッケージ内部の反射光を吸収する構造
とすることで、Ｓ／Ｎ比の改善が可能となった。
鑑み特開平９−１４８６２０号公報に開示されている光
反射型センサ１４０の構成の一例を示す断面図および平
面図である。反射型光センサ１４０では、発光素子チッ
プ６５が搭載された発光素子搭載用リードフレーム６７
を、受光素子チップ６４が搭載された受光素子搭載用リ
ードフレーム６６の上部または下部に配置する２段構造
とし、同一モールド型の同部屋（金型クランプにより仕
切られる樹脂充填部）で同一モールド樹脂にて成形され
た構造である。なお、受光素子チップ６４を搭載した受
光素子搭載用リードフレーム６６に発光素子チップ６５
から発した光が通過するように穴７０が設けられてい
る。また、受光素子搭載用リードフレーム６６および発
光素子搭載用リードフレーム６７との間には受光素子チ
ップ６４の搭載面に垂直な方向にリードフレーム１枚分
の段差が存在する。また、モールド樹脂パッケージ７３
の外側に外乱光の遮光および樹脂パッケージ内部の反射
光を吸収する構造を施している。上記構造とすること
で、発光素子チップ６５と受光素子チップ６４とを２段
構造として、同一モールド型の同部屋内で同一モールド
樹脂にて成形された小型で、発光素子チップ６５を中心
として周辺に受光素子チップ６４を配置する光反射型セ
ンサ１４０の実現が可能となった。また、外乱光の入射
を防止し、樹脂パッケージ内部の反射光を吸収する構造
とすることで、Ｓ／Ｎ比の改善が可能となった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
９ー１４８６２０号公報では、発光素子チップ６５また
は、受光素子チップ６４を搭載したリードフレームを２
段構造とすることで小型化はできるが、高さ方向に厚み
が増す。また、Ｓ／Ｎ比の改善を図るために、モールド
樹脂パッケージ７３の外側に外乱光および内部反射光の
対策をする必要があり、作成工程が複雑になるなどの欠
点がある。
９ー１４８６２０号公報では、発光素子チップ６５また
は、受光素子チップ６４を搭載したリードフレームを２
段構造とすることで小型化はできるが、高さ方向に厚み
が増す。また、Ｓ／Ｎ比の改善を図るために、モールド
樹脂パッケージ７３の外側に外乱光および内部反射光の
対策をする必要があり、作成工程が複雑になるなどの欠
点がある。
【０００８】本発明の目的は、小型化可能で、かつ、簡
易な構成でＳ／Ｎ比の改善を図ることができる光反射型
センサを提供することである。
易な構成でＳ／Ｎ比の改善を図ることができる光反射型
センサを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は、発光素子およ
び受光部を有する受光素子を備え、前記発光素子から発
せられ被検出物で反射した光を受光するように前記受光
素子が配置され、被検出物の有無、傾きおよび位置の少
なくともいずれかを受光素子の出力変化により検出する
光反射型センサにおいて、前記発光素子からの光を通過
させる窓を有する板状の遮光部材を有し、この遮光部材
の一方側に前記発光素子が配置され、他方側に前記受光
素子が配置されることを特徴とする光反射型センサであ
る。
び受光部を有する受光素子を備え、前記発光素子から発
せられ被検出物で反射した光を受光するように前記受光
素子が配置され、被検出物の有無、傾きおよび位置の少
なくともいずれかを受光素子の出力変化により検出する
光反射型センサにおいて、前記発光素子からの光を通過
させる窓を有する板状の遮光部材を有し、この遮光部材
の一方側に前記発光素子が配置され、他方側に前記受光
素子が配置されることを特徴とする光反射型センサであ
る。
【００１０】本発明に従えば、発光素子からの光を通過
させる窓を有する板状の遮光部材の一方側に発光素子が
配置され、他方側に受光素子が配置されることにより、
発光素子から発せされる光の迷光などの不要な成分をカ
ットすることができ、Ｓ／Ｎ比を改善することができ、
検出精度を向上させることができる。
させる窓を有する板状の遮光部材の一方側に発光素子が
配置され、他方側に受光素子が配置されることにより、
発光素子から発せされる光の迷光などの不要な成分をカ
ットすることができ、Ｓ／Ｎ比を改善することができ、
検出精度を向上させることができる。
【００１１】また、従来例のように樹脂パッケージの外
側を黒く塗装するなどの手間が不要なので、製造工程数
を減少することができ、製造コストを抑えることができ
る。
側を黒く塗装するなどの手間が不要なので、製造工程数
を減少することができ、製造コストを抑えることができ
る。
【００１２】また本発明は、前記受光素子は、発光素子
からの光を通過させるための窓を有することを特徴とす
る。
からの光を通過させるための窓を有することを特徴とす
る。
【００１３】本発明に従えば、受光素子は、発光素子か
らの光を通過させるための窓を形成することにより、受
光素子チップの中央に発光素子を配置することができ、
検出精度を向上させることができる。
らの光を通過させるための窓を形成することにより、受
光素子チップの中央に発光素子を配置することができ、
検出精度を向上させることができる。
【００１４】また本発明は、前記遮光部材は、プリント
基板もしくは補強板から成ることを特徴とする。
基板もしくは補強板から成ることを特徴とする。
【００１５】本発明に従えば、遮光部材にプリント基板
もしくは補強板を用いることによって、他の部品を搭載
することも可能となる。
もしくは補強板を用いることによって、他の部品を搭載
することも可能となる。
【００１６】また本発明は、前記受光素子は、光を受光
する受光素子チップが樹脂パッケージされて形成され、
樹脂パッケージには、遮光部材の窓に対応する位置に凹
部が形成されることを特徴とする。
する受光素子チップが樹脂パッケージされて形成され、
樹脂パッケージには、遮光部材の窓に対応する位置に凹
部が形成されることを特徴とする。
【００１７】本発明に従えば、受光素子の樹脂パッケー
ジには、遮光部材の窓に対応する位置に凹部が形成さ
れ、発光素子から発せられる光が一度受光素子を通過す
る部分の樹脂パッケージの厚さを薄くすることで、さら
に検出精度を向上させることができる。
ジには、遮光部材の窓に対応する位置に凹部が形成さ
れ、発光素子から発せられる光が一度受光素子を通過す
る部分の樹脂パッケージの厚さを薄くすることで、さら
に検出精度を向上させることができる。
【００１８】また本発明は、前記受光素子は、光を受光
する受光素子チップが樹脂パッケージされて形成され、
樹脂パッケージには、遮光部材の窓に対応する位置に貫
通孔が形成されることを特徴とする。
する受光素子チップが樹脂パッケージされて形成され、
樹脂パッケージには、遮光部材の窓に対応する位置に貫
通孔が形成されることを特徴とする。
【００１９】本発明に従えば、受光素子の樹脂パッケー
ジには、遮光部材の窓に対応する位置に貫通孔が形成さ
れ、発光素子から発せられる光が一度受光素子を通過す
る部分の樹脂パッケージをなくすことで、さらに検出精
度を向上させることができる。
ジには、遮光部材の窓に対応する位置に貫通孔が形成さ
れ、発光素子から発せられる光が一度受光素子を通過す
る部分の樹脂パッケージをなくすことで、さらに検出精
度を向上させることができる。
【００２０】また本発明は、前記凹部に臨む内周面また
は貫通孔の内周面には、受光素子の樹脂パッケージ内に
光が入射しないような処理が施されることを特徴とす
る。
は貫通孔の内周面には、受光素子の樹脂パッケージ内に
光が入射しないような処理が施されることを特徴とす
る。
【００２１】本発明に従えば、前記凹部に臨む内周面ま
たは貫通孔の内周面には、受光素子の樹脂パッケージに
光が入射しないような処理が施されるので、さらに検出
精度を向上させることができる。
たは貫通孔の内周面には、受光素子の樹脂パッケージに
光が入射しないような処理が施されるので、さらに検出
精度を向上させることができる。
【００２２】また本発明は、光を受光する受光素子チッ
プを樹脂パッケージした受光素子を、前記プリント基板
上に実装するか、または、受光素子チップを直接プリン
ト基板上に実装することを特徴とする。
プを樹脂パッケージした受光素子を、前記プリント基板
上に実装するか、または、受光素子チップを直接プリン
ト基板上に実装することを特徴とする。
【００２３】本発明に従えば、光を受光する受光チップ
と樹脂パッケージした受光素子を前記プリント基板上に
実装するか、または受光素子チップを直接プリント基板
に実装するので、光反射型センサをさらに小型化するこ
とが可能となる。
と樹脂パッケージした受光素子を前記プリント基板上に
実装するか、または受光素子チップを直接プリント基板
に実装するので、光反射型センサをさらに小型化するこ
とが可能となる。
【００２４】また本発明は、前記発光素子と遮光部材と
の位置決めを行う位置決め手段を有することを特徴とす
る。
の位置決めを行う位置決め手段を有することを特徴とす
る。
【００２５】本発明に従えば、位置決め手段を有するの
で、光反射型センサを精度よく組み立てることができ
る。
で、光反射型センサを精度よく組み立てることができ
る。
【００２６】また本発明は、前記発光素子は、レンズを
有し、このレンズを遮光部材の窓内に配置することを特
徴とする。
有し、このレンズを遮光部材の窓内に配置することを特
徴とする。
【００２７】本発明に従えば、発光素子はレンズを有す
るので、発光した光をレンズで集光できるため発光に必
要な電流を少なくでき、機器を低消費電力とすることが
可能である。また、前記レンズを遮光部材の窓内に配置
するので、反射型光センサが分厚くならず、また位置決
めも容易である。
るので、発光した光をレンズで集光できるため発光に必
要な電流を少なくでき、機器を低消費電力とすることが
可能である。また、前記レンズを遮光部材の窓内に配置
するので、反射型光センサが分厚くならず、また位置決
めも容易である。
【００２８】また本発明は、前記プリント基板はパター
ン配線を有し、かつ、このプリント基板上に他の部品を
搭載することを特徴とする。
ン配線を有し、かつ、このプリント基板上に他の部品を
搭載することを特徴とする。
【００２９】本発明に従えば、プリント基板はパターン
配線を有し、かつ、この基板上に他の部品を搭載するの
で、光反射型センサを適用した装置の小型化が可能とな
る。
配線を有し、かつ、この基板上に他の部品を搭載するの
で、光反射型センサを適用した装置の小型化が可能とな
る。
【００３０】
【発明の実施の形態】図１は、本発明の第１の実施形態
の光反射型センサ１００の構成を示す断面図である。前
記光反射型センサ１００は、受光素子１、板状の遮光部
材２および発光素子３を含む。前記光反射型センサ１０
０は、遮光部材２の、被検出物１２に対向する面側に、
受光素子１が配置され、遮光部材２の、被検出物１２と
は反対の面側に、発光素子３が配置されて構成される。
の光反射型センサ１００の構成を示す断面図である。前
記光反射型センサ１００は、受光素子１、板状の遮光部
材２および発光素子３を含む。前記光反射型センサ１０
０は、遮光部材２の、被検出物１２に対向する面側に、
受光素子１が配置され、遮光部材２の、被検出物１２と
は反対の面側に、発光素子３が配置されて構成される。
【００３１】前記反射型光センサ１００は、発光素子３
から発せられた光が、遮光部材２に設けられた窓１１、
および受光素子１の内部を透過して被検出物１２を照射
し、被検出物１２で反射した光を受光素子１で受光し、
被検出物１２の有無、傾き、位置などを検出する。
から発せられた光が、遮光部材２に設けられた窓１１、
および受光素子１の内部を透過して被検出物１２を照射
し、被検出物１２で反射した光を受光素子１で受光し、
被検出物１２の有無、傾き、位置などを検出する。
【００３２】図２（ａ）および（ｂ）は、前記受光素子
１の構成を示す平面図および側面図である。受光素子１
は、光を受光する半導体チップから成る受光素子チップ
４、この受光素子チップ４を搭載する受光素子リードフ
レーム６および受光素子樹脂パッケージ８を含む。受光
素子チップ４は１個、または複数個（本実施形態では４
個）が受光素子リードフレーム６に搭載され、これらが
透明な樹脂によってパッケージされる。また、光反射型
センサ１００は、受光素子１の遮光部材２に対向する面
側から光を透過させる構造のため、受光素子１の中心の
受光素子リードフレーム６に窓１０が設けられている。
ただし、この窓１０は、特に受光素子チップ４の中心に
ある必要はなく、また窓１０の形状は、丸形に限定され
るものではなく、たとえば、多角形にしてもよく、被検
出物１２の状態および種類に応じて決定される。本実施
形態では、受光素子チップ４は４個使用し、その中心の
受光素子リードフレーム６に窓１０である丸孔を設けて
いる。
１の構成を示す平面図および側面図である。受光素子１
は、光を受光する半導体チップから成る受光素子チップ
４、この受光素子チップ４を搭載する受光素子リードフ
レーム６および受光素子樹脂パッケージ８を含む。受光
素子チップ４は１個、または複数個（本実施形態では４
個）が受光素子リードフレーム６に搭載され、これらが
透明な樹脂によってパッケージされる。また、光反射型
センサ１００は、受光素子１の遮光部材２に対向する面
側から光を透過させる構造のため、受光素子１の中心の
受光素子リードフレーム６に窓１０が設けられている。
ただし、この窓１０は、特に受光素子チップ４の中心に
ある必要はなく、また窓１０の形状は、丸形に限定され
るものではなく、たとえば、多角形にしてもよく、被検
出物１２の状態および種類に応じて決定される。本実施
形態では、受光素子チップ４は４個使用し、その中心の
受光素子リードフレーム６に窓１０である丸孔を設けて
いる。
【００３３】このように、発光素子１からの光を通過さ
せるための窓１０を形成することにより、受光素子チッ
プ４の中央に発光素子３を配置することができ、検出精
度を向上させることができる。
せるための窓１０を形成することにより、受光素子チッ
プ４の中央に発光素子３を配置することができ、検出精
度を向上させることができる。
【００３４】また、受光素子１の受光素子樹脂パッケー
ジ８には、受光素子１と遮光部材２とを組み立てる時の
位置決め手段として、ピン１３が形成されている。この
ピン１３を遮光部材２に形成する凹部１６に嵌合するこ
とで光反射型センサ１００を精度よく組み立てることが
可能となる。
ジ８には、受光素子１と遮光部材２とを組み立てる時の
位置決め手段として、ピン１３が形成されている。この
ピン１３を遮光部材２に形成する凹部１６に嵌合するこ
とで光反射型センサ１００を精度よく組み立てることが
可能となる。
【００３５】また、受光素子樹脂パッケージ８には、図
３に示すように、遮光部材２の窓１１に対応する部分に
凹部１４を形成してもよい。このように、発光素子３か
ら発せられた光が一度受光素子１を通過する部分の受光
素子樹脂パッケージ８を薄くすることで検出精度を向上
させることができる。
３に示すように、遮光部材２の窓１１に対応する部分に
凹部１４を形成してもよい。このように、発光素子３か
ら発せられた光が一度受光素子１を通過する部分の受光
素子樹脂パッケージ８を薄くすることで検出精度を向上
させることができる。
【００３６】また、受光素子樹脂パッケージ８には、凹
部１４を形成する部分と同様な場所に、貫通孔１５を形
成してもよい。このように、遮光部材２の窓１１に対応
する部分の受光素子樹脂パッケージ８をなくすことで、
発光素子３から発せられた光が被検出物で反射するまで
に受光素子２の内部を通過しないので、さらに検出精度
を向上させることができる。
部１４を形成する部分と同様な場所に、貫通孔１５を形
成してもよい。このように、遮光部材２の窓１１に対応
する部分の受光素子樹脂パッケージ８をなくすことで、
発光素子３から発せられた光が被検出物で反射するまで
に受光素子２の内部を通過しないので、さらに検出精度
を向上させることができる。
【００３７】図５（ａ）および（ｂ）は、前記遮光部材
２の平面図および側面図である。遮光部材２は、光を通
さない板状の部材から成り、本実施形態の遮光部材２に
は、補強板を用いている。補強板は、たとえば、金属
（鉄、マグネシウム）、樹脂、エラストマ、材料、ゴム
などから成る。また、遮光部材２は、光を通過させるた
めの窓（本実施形態では丸孔）１１を遮光部材の中央に
設けている。また、窓１１は、遮光部材２の中央にある
必要はなく、また形状は丸形と限定されるものではな
く、たとえば、多角形にしてもよく、被検出物１２の状
態および種類に応じて決定される。発光素子３から発し
た光が遮光部材２に設けた窓１１、および受光素子１に
設けた窓１０を通過するように配置される。
２の平面図および側面図である。遮光部材２は、光を通
さない板状の部材から成り、本実施形態の遮光部材２に
は、補強板を用いている。補強板は、たとえば、金属
（鉄、マグネシウム）、樹脂、エラストマ、材料、ゴム
などから成る。また、遮光部材２は、光を通過させるた
めの窓（本実施形態では丸孔）１１を遮光部材の中央に
設けている。また、窓１１は、遮光部材２の中央にある
必要はなく、また形状は丸形と限定されるものではな
く、たとえば、多角形にしてもよく、被検出物１２の状
態および種類に応じて決定される。発光素子３から発し
た光が遮光部材２に設けた窓１１、および受光素子１に
設けた窓１０を通過するように配置される。
【００３８】また、遮光部材２には、前記受光素子１の
ピン１３を嵌合するための凹部１６が形成されている。
この凹部１６に前記受光素子１のピン１３を嵌合するこ
とで、光反射型センサ１００を精度よく組み立てること
ができる。
ピン１３を嵌合するための凹部１６が形成されている。
この凹部１６に前記受光素子１のピン１３を嵌合するこ
とで、光反射型センサ１００を精度よく組み立てること
ができる。
【００３９】また、遮光部材２には補強板を用いている
が、チップ抵抗やＩＣなどを搭載するプリント基板を用
いてもよい。遮光部材２にプリント基板を用いると、受
光素子と発光素子とを２段構造で一体モールドした従来
の光反射型センサ１５０の構造に比べ、搭載面からの高
さを低くすることができる。さらに、遮光部材２をプリ
ント基板とした場合には、このプリント基板に直接受光
素子１または受光素子チップ４を実装してもよし、ま
た、プリント基板にパターン配線を行ってもよい。この
ように、プリント基板に直接受光素子チップ４を実装し
たり、プリント基板にパターン配線を行うことで、光反
射型センサ１００の小型化が可能となる。
が、チップ抵抗やＩＣなどを搭載するプリント基板を用
いてもよい。遮光部材２にプリント基板を用いると、受
光素子と発光素子とを２段構造で一体モールドした従来
の光反射型センサ１５０の構造に比べ、搭載面からの高
さを低くすることができる。さらに、遮光部材２をプリ
ント基板とした場合には、このプリント基板に直接受光
素子１または受光素子チップ４を実装してもよし、ま
た、プリント基板にパターン配線を行ってもよい。この
ように、プリント基板に直接受光素子チップ４を実装し
たり、プリント基板にパターン配線を行うことで、光反
射型センサ１００の小型化が可能となる。
【００４０】図６は、前記発光素子３の構成を示す平面
図である。発光素子３は、光を発光する発光素子チップ
５、この発光素子チップ５を搭載する発光素子リードフ
レーム７および発光素子樹脂パッケージ９から構成され
る。発光素子３は発光素子搭載リードフレーム７に搭載
され、これらが透明な樹脂によってパッケージされる。
また、発光素子３は、光の照射方向にレンズ構造を有す
るようにパッケージングされてもよい。このように、発
光素子３がレンズを有す場合、発光した光をレンズで集
光できるため発光に必要な電流を少なくでき、機器を低
消費電力とすることが可能である。また、前記レンズを
遮光部材２の窓内に配置するので、発光素子３にレンズ
構造を持たせるために受光素子樹脂パッケージ９を凸面
にしても、遮光部材２の窓内にレンズを収めることがで
きるので、反射型光センサ１００が分厚くならない。
図である。発光素子３は、光を発光する発光素子チップ
５、この発光素子チップ５を搭載する発光素子リードフ
レーム７および発光素子樹脂パッケージ９から構成され
る。発光素子３は発光素子搭載リードフレーム７に搭載
され、これらが透明な樹脂によってパッケージされる。
また、発光素子３は、光の照射方向にレンズ構造を有す
るようにパッケージングされてもよい。このように、発
光素子３がレンズを有す場合、発光した光をレンズで集
光できるため発光に必要な電流を少なくでき、機器を低
消費電力とすることが可能である。また、前記レンズを
遮光部材２の窓内に配置するので、発光素子３にレンズ
構造を持たせるために受光素子樹脂パッケージ９を凸面
にしても、遮光部材２の窓内にレンズを収めることがで
きるので、反射型光センサ１００が分厚くならない。
【００４１】次に、本実施形態の光反射型センサ１００
の機能について説明する。光反射型センサ１００では、
発光素子チップ５から発せられた光は、発光素子チップ
５の表面や側面から光が発せられるため、かなりの広が
りを持つが、光を通過させるための窓１１を有した遮光
部材２により、広がった光の不要な成分がカットされ
る。遮光部材２を通過した光は受光素子１に入り、受光
素子内の受光素子リードフレーム６に設けられた光通過
用の窓１０を通過して受光素子１を一度通過する。そし
て、光は被検出物１２を反射して再び受光素子１に照射
され、受光素子１はその光を検出する。
の機能について説明する。光反射型センサ１００では、
発光素子チップ５から発せられた光は、発光素子チップ
５の表面や側面から光が発せられるため、かなりの広が
りを持つが、光を通過させるための窓１１を有した遮光
部材２により、広がった光の不要な成分がカットされ
る。遮光部材２を通過した光は受光素子１に入り、受光
素子内の受光素子リードフレーム６に設けられた光通過
用の窓１０を通過して受光素子１を一度通過する。そし
て、光は被検出物１２を反射して再び受光素子１に照射
され、受光素子１はその光を検出する。
【００４２】続いて、反射型センサ１００の内部リーク
（ノイズ成分）の低減について説明する。従来の光反射
型センサ１４０では、図１５に示すように、被検出物４
２からの信号を受光する信号成分（実線）と受光および
発光素子搭載リードフレーム６６，６７やパッケージ７
３の内部での反射光が受光素子チップ６４へ入射するた
めに受光するノイズ成分（破線）がある。ここで、被検
出物からの信号成分の受光量をＳ、ノイズ成分の受光量
をＮとしたときにＳ／Ｎの割合が大きいほど、設計裕度
が大きくなり使いやすいセンサであると言える。
（ノイズ成分）の低減について説明する。従来の光反射
型センサ１４０では、図１５に示すように、被検出物４
２からの信号を受光する信号成分（実線）と受光および
発光素子搭載リードフレーム６６，６７やパッケージ７
３の内部での反射光が受光素子チップ６４へ入射するた
めに受光するノイズ成分（破線）がある。ここで、被検
出物からの信号成分の受光量をＳ、ノイズ成分の受光量
をＮとしたときにＳ／Ｎの割合が大きいほど、設計裕度
が大きくなり使いやすいセンサであると言える。
【００４３】たとえば、図７（ａ）のように発光素子１
としてＬＥＤ(Light EmittingDiode）を用い、また、受
光素子チップ４としてフォトダイオードを用いて、ＬＥ
Ｄから発せられた光をフォトダイオードで増幅し、Ａ／
Ｄコンバータ１７により量子化する場合、フォトダイオ
ードが出力する電流をＩSC、増幅抵抗をＲとすると、出
力電圧は、Ｖ＝ＩSC×Ｒで得られるが、受光素子チップ
４には、信号成分Ｓと内部リークによるノイズ成分Ｎが
あり、それぞれの電流成分をＩSC(S)，ＩSC(N)とし出力
成分をＶｓ、Ｖｎとすると、フォトダイオードが出力す
る電流ＩSC、信号成分の出力Ｖｓおよびノイズ成分の出
力Ｖｎは、それぞれ次式で表される。 ＩSC ＝ ＩSC(S) ＋ ＩSC(N) …（１） Ｖｓ ＝ ＩSC(S) × Ｒ …（２） Ｖｎ ＝ ＩSC(N) × Ｒ …（３）
としてＬＥＤ(Light EmittingDiode）を用い、また、受
光素子チップ４としてフォトダイオードを用いて、ＬＥ
Ｄから発せられた光をフォトダイオードで増幅し、Ａ／
Ｄコンバータ１７により量子化する場合、フォトダイオ
ードが出力する電流をＩSC、増幅抵抗をＲとすると、出
力電圧は、Ｖ＝ＩSC×Ｒで得られるが、受光素子チップ
４には、信号成分Ｓと内部リークによるノイズ成分Ｎが
あり、それぞれの電流成分をＩSC(S)，ＩSC(N)とし出力
成分をＶｓ、Ｖｎとすると、フォトダイオードが出力す
る電流ＩSC、信号成分の出力Ｖｓおよびノイズ成分の出
力Ｖｎは、それぞれ次式で表される。 ＩSC ＝ ＩSC(S) ＋ ＩSC(N) …（１） Ｖｓ ＝ ＩSC(S) × Ｒ …（２） Ｖｎ ＝ ＩSC(N) × Ｒ …（３）
【００４４】Ｓ／Ｎ比は、信号成分とノイズ成分の比で
あるため、（３）および（４）式より次式で表される。 Ｓ／Ｎ ＝ Ｖｓ／Ｖｎ ＝ ＩSC(S)／ＩSC(N) …（４）
あるため、（３）および（４）式より次式で表される。 Ｓ／Ｎ ＝ Ｖｓ／Ｖｎ ＝ ＩSC(S)／ＩSC(N) …（４）
【００４５】（４）式からＳ／Ｎは、ノイズ成分の電流
成分ＩSC(N)が小さいほど改善されることがわかる。
成分ＩSC(N)が小さいほど改善されることがわかる。
【００４６】たとえば、０Ｖから５ＶまでをＡ／Ｄコン
バータ１７により量子化することを考える。なお、この
ときの増幅抵抗をＲ＝１ＭΩとする。ノイズ成分がＩ
SC(N)＝２μＡであるとすると、信号成分が取れる幅は
ΔＩSC(S)＝３μＡであるが、ノイズ成分ＩSC(N)を減ら
すことにより信号成分ＩSC(S)が取れる幅を増やすこと
ができる。よって、以上のように内部リークをいかに小
さくして、ノイズ成分を減らすことにより光反射型セン
サの設計の裕度が大きく取れる。図７（ｂ）は、この０
Ｖから５ＶまでをＡ／Ｄコンバータ１７により量子化し
た場合の信号成分の出力電圧Ｖｓおよびノイズ成分の出
力電圧Ｖｎを表す。
バータ１７により量子化することを考える。なお、この
ときの増幅抵抗をＲ＝１ＭΩとする。ノイズ成分がＩ
SC(N)＝２μＡであるとすると、信号成分が取れる幅は
ΔＩSC(S)＝３μＡであるが、ノイズ成分ＩSC(N)を減ら
すことにより信号成分ＩSC(S)が取れる幅を増やすこと
ができる。よって、以上のように内部リークをいかに小
さくして、ノイズ成分を減らすことにより光反射型セン
サの設計の裕度が大きく取れる。図７（ｂ）は、この０
Ｖから５ＶまでをＡ／Ｄコンバータ１７により量子化し
た場合の信号成分の出力電圧Ｖｓおよびノイズ成分の出
力電圧Ｖｎを表す。
【００４７】また、遮光部材２をプリント基板とし、受
光素子１または受光素子チップ４を直接このプリント基
板に実装すると、受光素子１の側面を黒く塗るなどの内
部リークを防止する処置よりも確実に不必要な光をカッ
トすることができ、コスト的にも、受光素子１の側面に
定着する塗料が不必要なため、安く抑えることができ
る。なお、図３や図４に示すように遮光部材２の窓１１
に対応する部分に凹部１４を形成し、受光素子樹脂パッ
ケージ８の厚みを薄くしたり、貫通孔１５を形成してパ
ッケージをなくすことにより、さらに内部リークを低減
することが可能となる。また、前記凹部１４および貫通
孔１５の内周面に光が入射しないような処理を行っても
よく、このような処理を行うことで、さらに内部リーク
を低減することができる。
光素子１または受光素子チップ４を直接このプリント基
板に実装すると、受光素子１の側面を黒く塗るなどの内
部リークを防止する処置よりも確実に不必要な光をカッ
トすることができ、コスト的にも、受光素子１の側面に
定着する塗料が不必要なため、安く抑えることができ
る。なお、図３や図４に示すように遮光部材２の窓１１
に対応する部分に凹部１４を形成し、受光素子樹脂パッ
ケージ８の厚みを薄くしたり、貫通孔１５を形成してパ
ッケージをなくすことにより、さらに内部リークを低減
することが可能となる。また、前記凹部１４および貫通
孔１５の内周面に光が入射しないような処理を行っても
よく、このような処理を行うことで、さらに内部リーク
を低減することができる。
【００４８】以上のように、光反射型センサ１００を構
成することによって、光反射型センサ１００の小型化が
可能であり、またＳ／Ｎ比が改善される。また、発光素
子３を中心として受光素子チップ４が配置されるため、
被検出物１２の移動および回転方向に影響されない利点
があり、物体検出は言うまでもなく、角度検出および位
置検出に非常に有効であり、たとえば、コンピュータ、
携帯情報端末、ゲーム機などの入力装置、また、ディス
クの傾き検出などに使用可能な非常に応用範囲の広いセ
ンサの実現が可能となる。
成することによって、光反射型センサ１００の小型化が
可能であり、またＳ／Ｎ比が改善される。また、発光素
子３を中心として受光素子チップ４が配置されるため、
被検出物１２の移動および回転方向に影響されない利点
があり、物体検出は言うまでもなく、角度検出および位
置検出に非常に有効であり、たとえば、コンピュータ、
携帯情報端末、ゲーム機などの入力装置、また、ディス
クの傾き検出などに使用可能な非常に応用範囲の広いセ
ンサの実現が可能となる。
【００４９】図８（ａ）は、本発明の第２の実施形態の
光反射型センサ１５０をポインティングデバイス（パソ
コン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ゲーム
機などの入力装置）２００に適用した構成を示す平面図
であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）の切断面線Ａ−Ａか
ら見た断面図である。前記実施形態の光反射型センサ１
００では、遮光部材２として補強板を用いたが、本実施
形態の光反射型センサ１５０は、遮光部材としてプリン
ト基板２２を用いる。また、前記第１の実施形態と同様
な部材には同一の参照符を付し、その説明を省略する。
光反射型センサ１５０をポインティングデバイス（パソ
コン、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）、ゲーム
機などの入力装置）２００に適用した構成を示す平面図
であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）の切断面線Ａ−Ａか
ら見た断面図である。前記実施形態の光反射型センサ１
００では、遮光部材２として補強板を用いたが、本実施
形態の光反射型センサ１５０は、遮光部材としてプリン
ト基板２２を用いる。また、前記第１の実施形態と同様
な部材には同一の参照符を付し、その説明を省略する。
【００５０】光反射型センサ１５０のプリント基板２２
は、マイクロコンピュータや抵抗、コンデンサなどの電
子部品を搭載している。なお、このプリント基板２２に
は、発光素子３から発する光の光路上に光通過用の窓３
１を設けている。窓３１の形状は、丸形でも多角形でも
よい。また、プリント基板２２の一方面には発光素子３
が直接実装され、他方側の面には受光素子１が配置され
ている。なお、受光素子内部の受光素子リードフレーム
６には、光通過用の窓１０が設けられている。
は、マイクロコンピュータや抵抗、コンデンサなどの電
子部品を搭載している。なお、このプリント基板２２に
は、発光素子３から発する光の光路上に光通過用の窓３
１を設けている。窓３１の形状は、丸形でも多角形でも
よい。また、プリント基板２２の一方面には発光素子３
が直接実装され、他方側の面には受光素子１が配置され
ている。なお、受光素子内部の受光素子リードフレーム
６には、光通過用の窓１０が設けられている。
【００５１】また、受光素子１の受光素子樹脂パッケー
ジ８には、位置決め用のピン１３が立設しており、プリ
ント基板２２にこのピン１３と嵌合するようにプリント
基板２２に凹部３６が形成され、受光素子１のピン１３
とプリント基板２２の凹部３６とを嵌合して位置決めを
行う構成となっている。光反射型センサ１５０を位置変
位センサとして用いる場合、被反射物と受光素子１の位
置精度が非常に重要であり、本構造のように、受光素子
１の位置決めピン１３で位置決めを行うと受光素子１の
リードピンなどで位置決めを行うよりも精度よく組み立
てることができる。また、組み立て時も、上記のように
受光素子１とプリント基板２２に嵌合構造を設けること
により位置決め用の治具など不要で簡単に組み立てるこ
とができる。
ジ８には、位置決め用のピン１３が立設しており、プリ
ント基板２２にこのピン１３と嵌合するようにプリント
基板２２に凹部３６が形成され、受光素子１のピン１３
とプリント基板２２の凹部３６とを嵌合して位置決めを
行う構成となっている。光反射型センサ１５０を位置変
位センサとして用いる場合、被反射物と受光素子１の位
置精度が非常に重要であり、本構造のように、受光素子
１の位置決めピン１３で位置決めを行うと受光素子１の
リードピンなどで位置決めを行うよりも精度よく組み立
てることができる。また、組み立て時も、上記のように
受光素子１とプリント基板２２に嵌合構造を設けること
により位置決め用の治具など不要で簡単に組み立てるこ
とができる。
【００５２】ポインティングデバイス２００は、大きく
分けると板金などから成る補強部２４、プリント基板２
２に受光素子１、発光素子３、電子部品２６およびスイ
ッチ（ＳＷ）２８が搭載された部品搭載部２３、操作部
２１および操作部２１を固定する部分（以下、ホルダ２
５と呼称する）で構成される。ホルダ２５は、操作部２
１を図８の紙面に平行な面内での２次元方向に変位可能
な弾性構造を有しており、人や機械が操作部２１を２次
元方向に変位させることにより、ポインティングデバイ
ス２００は２次元方向の変位に応じた値を出力する。
分けると板金などから成る補強部２４、プリント基板２
２に受光素子１、発光素子３、電子部品２６およびスイ
ッチ（ＳＷ）２８が搭載された部品搭載部２３、操作部
２１および操作部２１を固定する部分（以下、ホルダ２
５と呼称する）で構成される。ホルダ２５は、操作部２
１を図８の紙面に平行な面内での２次元方向に変位可能
な弾性構造を有しており、人や機械が操作部２１を２次
元方向に変位させることにより、ポインティングデバイ
ス２００は２次元方向の変位に応じた値を出力する。
【００５３】さらに、ポインティングデバイス２００の
構造および処理について詳細に説明する。ポインティン
グデバイス２００は、操作部２１の基板に対向する側に
反射物２７が取付けられており、操作部２１を動かすこ
とにより、光反射型センサ１５０の出力が変化し、その
光反射型センサ１５０の出力をマイコンなどで演算処理
を行い変位量を出力する構成になっている。
構造および処理について詳細に説明する。ポインティン
グデバイス２００は、操作部２１の基板に対向する側に
反射物２７が取付けられており、操作部２１を動かすこ
とにより、光反射型センサ１５０の出力が変化し、その
光反射型センサ１５０の出力をマイコンなどで演算処理
を行い変位量を出力する構成になっている。
【００５４】また、図１４に示すような従来からの発光
素子と受光素子を垂直方向に配置し、同一モールド成形
した光反射型センサ１４０をポインティングデバイスに
用いる場合には、プリント基板の上に光反射型センサ１
４０を配置する必要があり、厚みが必要であったが、本
構造とすることにより、低背化することが可能となる。
また、従来の光反射型センサではＳ／Ｎ比の向上のた
め、側面を黒塗装するなどの処理が必要であったが、プ
リント基板２２を遮光部材として用いることでそのよう
な処理が不要となり、工程の削減、ひいてはコスト低減
にもつながる。
素子と受光素子を垂直方向に配置し、同一モールド成形
した光反射型センサ１４０をポインティングデバイスに
用いる場合には、プリント基板の上に光反射型センサ１
４０を配置する必要があり、厚みが必要であったが、本
構造とすることにより、低背化することが可能となる。
また、従来の光反射型センサではＳ／Ｎ比の向上のた
め、側面を黒塗装するなどの処理が必要であったが、プ
リント基板２２を遮光部材として用いることでそのよう
な処理が不要となり、工程の削減、ひいてはコスト低減
にもつながる。
【００５５】図９は、本発明の第３の実施形態の光反射
型センサ１６０をポインティングデバイス３００に適用
した構成を示す断面図である。ポインティングデバイス
３００と前記ポインティングデバイス２００とは、光反
射型センサの構成のみが異なり、本実施形態の光反射型
センサ１６０と、前記第２の実施形態の光反射型センサ
１５０とは、発光素子のみが異なる。また、前記第１お
よび２の実施形態と同一の部材には同一の参照符を付
し、その説明を省略する。
型センサ１６０をポインティングデバイス３００に適用
した構成を示す断面図である。ポインティングデバイス
３００と前記ポインティングデバイス２００とは、光反
射型センサの構成のみが異なり、本実施形態の光反射型
センサ１６０と、前記第２の実施形態の光反射型センサ
１５０とは、発光素子のみが異なる。また、前記第１お
よび２の実施形態と同一の部材には同一の参照符を付
し、その説明を省略する。
【００５６】光反射型センサ１５０の発光素子２９は、
発光素子樹脂パッケージにレンズ構造を設けている。発
光素子２９にレンズ構造を持たせるために、凸面にして
もプリント基板２２の光通過用の窓３１にレンズ部を収
めることができるので分厚くならない。また、発光した
光をレンズで集光できるため発光に必要な電流を少なく
でき、機器の低消費電力化にもつながる。さらに、レン
ズをプリント基板２２の窓内に配置するので、発光素子
２９の位置決めが容易になる。
発光素子樹脂パッケージにレンズ構造を設けている。発
光素子２９にレンズ構造を持たせるために、凸面にして
もプリント基板２２の光通過用の窓３１にレンズ部を収
めることができるので分厚くならない。また、発光した
光をレンズで集光できるため発光に必要な電流を少なく
でき、機器の低消費電力化にもつながる。さらに、レン
ズをプリント基板２２の窓内に配置するので、発光素子
２９の位置決めが容易になる。
【００５７】図１０は、本発明の第４の実施形態の光反
射型センサ１７０をポインティングデバイス４００に適
用した構成を示す断面図である。ポインテイングデバイ
ス４００と前記ポインティングデバイス２００とは、光
反射型センサの構成のみが異なり、本実施形態の光反射
型センサ１７０と、前記第２の実施形態の光反射型セン
サ１５０とは受光素子の構成のみが異なる。また、前記
第１〜３の実施形態と同様な部材には同一の参照符を付
し、その説明を省略する。
射型センサ１７０をポインティングデバイス４００に適
用した構成を示す断面図である。ポインテイングデバイ
ス４００と前記ポインティングデバイス２００とは、光
反射型センサの構成のみが異なり、本実施形態の光反射
型センサ１７０と、前記第２の実施形態の光反射型セン
サ１５０とは受光素子の構成のみが異なる。また、前記
第１〜３の実施形態と同様な部材には同一の参照符を付
し、その説明を省略する。
【００５８】光反射型センサ１７０では、遮光部材であ
るプリント基板２２に直接受光素子チップ４を実装す
る。本構造とすることで、ポインティングデバイス４０
０をさらに薄型化することが可能となる。また、遮光部
材であるプリント基板２２にパターン配線を形成してあ
るので、前記第１の実施形態のような受光素子リードフ
レーム６が不要となり、受光素子チップ４をプリント基
板２２に直接実装することが可能となるため受光素子チ
ップ４のはんだ付けが不要となり、工程の削減、および
構造の簡略化が可能となる。
るプリント基板２２に直接受光素子チップ４を実装す
る。本構造とすることで、ポインティングデバイス４０
０をさらに薄型化することが可能となる。また、遮光部
材であるプリント基板２２にパターン配線を形成してあ
るので、前記第１の実施形態のような受光素子リードフ
レーム６が不要となり、受光素子チップ４をプリント基
板２２に直接実装することが可能となるため受光素子チ
ップ４のはんだ付けが不要となり、工程の削減、および
構造の簡略化が可能となる。
【００５９】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、発光素子
からの光を通過させる窓を有する板状の遮光部材の一方
側に発光素子が配置され、他方側に受光素子が配置され
るので、発光素子から発せされる光の迷光などの不要な
成分をカットすることができ、Ｓ／Ｎ比を改善すること
ができ、検出精度を向上させることができる。
からの光を通過させる窓を有する板状の遮光部材の一方
側に発光素子が配置され、他方側に受光素子が配置され
るので、発光素子から発せされる光の迷光などの不要な
成分をカットすることができ、Ｓ／Ｎ比を改善すること
ができ、検出精度を向上させることができる。
【００６０】また、従来例のように樹脂パッケージの外
側を黒く塗装するなどの手間が不要なので、製造工程数
を減少することができ、製造コストを抑えることができ
る。
側を黒く塗装するなどの手間が不要なので、製造工程数
を減少することができ、製造コストを抑えることができ
る。
【００６１】また本発明によれば、受光素子には、発光
素子からの光を通過させるための窓を形成するので、受
光素子チップの中央に発光素子を配置することができ、
検出精度が向上する。
素子からの光を通過させるための窓を形成するので、受
光素子チップの中央に発光素子を配置することができ、
検出精度が向上する。
【００６２】また本発明によれば、遮光部材にプリント
基板もしくは補強板を用いるので、他の部品を搭載する
ことが可能となる。
基板もしくは補強板を用いるので、他の部品を搭載する
ことが可能となる。
【００６３】また本発明によれば、受光素子の樹脂パッ
ケージには、遮光部材の窓に対応する位置に凹部が形成
され、発光素子から発せられた光が一度受光素子を通過
する部分の樹脂パッケージの厚さを薄くするので、検出
精度が向上する。
ケージには、遮光部材の窓に対応する位置に凹部が形成
され、発光素子から発せられた光が一度受光素子を通過
する部分の樹脂パッケージの厚さを薄くするので、検出
精度が向上する。
【００６４】また本発明によれば、受光素子の樹脂パッ
ケージには、遮光部材の窓に対応する位置に貫通孔が形
成され、発光素子から発せられた光が一度受光素子を通
過する部分の樹脂パッケージをなくすので、さらに検出
精度が向上する。
ケージには、遮光部材の窓に対応する位置に貫通孔が形
成され、発光素子から発せられた光が一度受光素子を通
過する部分の樹脂パッケージをなくすので、さらに検出
精度が向上する。
【００６５】また本発明によれば、樹脂パッケージに形
成した凹部に臨む内周面または貫通孔の内周面には、受
光素子の樹脂パッケージに光が入射しないような処理を
施すので、さらに検出精度が向上する。
成した凹部に臨む内周面または貫通孔の内周面には、受
光素子の樹脂パッケージに光が入射しないような処理を
施すので、さらに検出精度が向上する。
【００６６】また本発明によれば、光を受光する受光チ
ップと樹脂パッケージした受光素子を前記プリント基板
上に実装するか、または受光素子チップを直接プリント
基板に実装するので、光反射型センサをさらに小型化す
ることが可能である。
ップと樹脂パッケージした受光素子を前記プリント基板
上に実装するか、または受光素子チップを直接プリント
基板に実装するので、光反射型センサをさらに小型化す
ることが可能である。
【００６７】また本発明によれば、位置決め手段を有す
るので、光反射型センサを精度よく組み立てることがで
きる。
るので、光反射型センサを精度よく組み立てることがで
きる。
【００６８】また本発明によれば、発光素子はレンズを
有するので、発光した光をレンズで集光できるため発光
に必要電流を少なくでき、機器を低消費電力とすること
が可能である。また、前記レンズを遮光部材の窓内に配
置するので、反射型光センサが分厚くならない。
有するので、発光した光をレンズで集光できるため発光
に必要電流を少なくでき、機器を低消費電力とすること
が可能である。また、前記レンズを遮光部材の窓内に配
置するので、反射型光センサが分厚くならない。
【００６９】また本発明によれば、プリント基板はパタ
ーン配線を有し、かつ、この基板上に他の部品を搭載す
るので、光反射型センサを適用した装置の小型化が可能
となる。
ーン配線を有し、かつ、この基板上に他の部品を搭載す
るので、光反射型センサを適用した装置の小型化が可能
となる。
【図１】本発明の第１の実施形態である光反射型センサ
１００の構成を示す断面図である。
１００の構成を示す断面図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は、図１の光反射型センサ
１００の受光素子１の構成を示す平面図および側面図で
ある。
１００の受光素子１の構成を示す平面図および側面図で
ある。
【図３】図１の光反射型センサ１００の受光素子１の他
の構成を示す側面図である。
の構成を示す側面図である。
【図４】図１の光反射型センサ１００の受光素子１のさ
らに他の構成を示す側面図である。
らに他の構成を示す側面図である。
【図５】（ａ）および（ｂ）は、図１の光反射型センサ
１００の遮光部材２を示す平面図および側面図である。
１００の遮光部材２を示す平面図および側面図である。
【図６】図１の光反射型センサ１００ので発光素子３の
構成を示す平面図である。
構成を示す平面図である。
【図７】（ａ）は、受光素子チップ４からの出力を増幅
し量子化を行う回路の一例を示す図であり、（ｂ）は、
（ａ）の回路によって増幅された信号成分およびノイズ
成分の電圧を示す図である。
し量子化を行う回路の一例を示す図であり、（ｂ）は、
（ａ）の回路によって増幅された信号成分およびノイズ
成分の電圧を示す図である。
【図８】（ａ）および（ｂ）は、本発明の第２の実施形
態の光反射型センサ１５０を適用したポインティングデ
バイス２００の構成を示す平面図および断面図である。
態の光反射型センサ１５０を適用したポインティングデ
バイス２００の構成を示す平面図および断面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態の光反射型センサ１６
０を適用したポインティングデバイス３００の構成を示
す断面図である。
０を適用したポインティングデバイス３００の構成を示
す断面図である。
【図１０】本発明の第４の実施形態の光反射型センサ１
７０を適用したポインティングデバイス４００の構成を
示す断面図である。
７０を適用したポインティングデバイス４００の構成を
示す断面図である。
【図１１】（ａ）は、従来の光反射型センサ１１０の構
成を示す側面図であり、（ｂ）は、その断面図であり、
（ｃ）は、その平面図である。
成を示す側面図であり、（ｂ）は、その断面図であり、
（ｃ）は、その平面図である。
【図１２】（ａ）および（ｂ）は、それぞれ図１１の光
反射型センサ１１０のＹ軸回転方向およびＸ軸回転方向
の光の反射特性を示す図である。
反射型センサ１１０のＹ軸回転方向およびＸ軸回転方向
の光の反射特性を示す図である。
【図１３】（ａ）は、従来の光反射型センサ１３０の構
成を示す側面図であり、（ｂ）は、その断面図であり、
（ｃ）は、その平面図である。
成を示す側面図であり、（ｂ）は、その断面図であり、
（ｃ）は、その平面図である。
【図１４】（ａ）は、従来の光反射型センサ１４０の構
成を示す断面図であり、（ｂ）は、その平面図である。
成を示す断面図であり、（ｂ）は、その平面図である。
【図１５】図１４の光反射型センサ１４０の内部リーク
を示す図である。
を示す図である。
１ 受光素子 ２ 遮光部材 ３，２９ 発光素子 ４ 受光素子チップ ５ 発光素子チップ ６ 受光素子リードフレーム ７ 発光素子リードフレーム ８ 受光素子樹脂パッケージ ９ 発光素子樹脂パッケージ １０，１１，３１ 窓 １２ 被検出物 １３ ピン １４，１６，３６ 凹部 １５ 貫通孔 ２２ プリント基板 ２７ 反射物 １００，１５０，１６０，１７０ 光反射型センサ ２００，３００，４００ ポインティングデバイス
Claims (10)
- 【請求項１】 発光素子および受光部を有する受光素子
を備え、前記発光素子から発せられ被検出物で反射した
光を受光するように前記受光素子が配置され、被検出物
の有無、傾きおよび位置の少なくともいずれかを受光素
子の出力変化により検出する光反射型センサにおいて、 前記発光素子からの光を通過させる窓を有する板状の遮
光部材を有し、この遮光部材の一方側に前記発光素子が
配置され、他方側に前記受光素子が配置されることを特
徴とする光反射型センサ。 - 【請求項２】 前記受光素子は、発光素子からの光を通
過させるための窓を有することを特徴とする請求項１記
載の光反射型センサ。 - 【請求項３】 前記遮光部材は、プリント基板もしくは
補強板から成ることを特徴とする請求項１記載の光反射
型センサ。 - 【請求項４】 前記受光素子は、光を受光する受光素子
チップが樹脂パッケージされて形成され、樹脂パッケー
ジには、遮光部材の窓に対応する位置に凹部が形成され
ることを特徴とする請求項１記載の光反射型センサ。 - 【請求項５】 前記受光素子は、光を受光する受光素子
チップが樹脂パッケージされて形成され、樹脂パッケー
ジには、遮光部材の窓に対応する位置に貫通孔が形成さ
れることを特徴とする請求項１記載の光反射型センサ。 - 【請求項６】 前記凹部に臨む内周面または貫通孔の内
周面には、受光素子の樹脂パッケージ内に光が入射しな
いような処理が施されることを特徴とする請求項４また
は５記載の光反射型センサ。 - 【請求項７】 光を受光する受光素子チップを樹脂パッ
ケージした受光素子を、前記プリント基板上に実装する
か、または、受光素子チップを直接プリント基板上に実
装することを特徴とする請求項３記載の光反射型セン
サ。 - 【請求項８】 前記発光素子と遮光部材との位置決めを
行う位置決め手段を有することを特徴とする請求項３記
載の光反射型センサ。 - 【請求項９】 前記発光素子は、レンズを有し、このレ
ンズを遮光部材の窓内に配置することを特徴とする請求
項３記載の光反射型センサ。 - 【請求項１０】 前記プリント基板はパターン配線を有
し、かつ、このプリント基板上に他の部品を搭載するこ
とを特徴とする請求項３記載の光反射型センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000241530A JP3617951B2 (ja) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | 光反射型センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000241530A JP3617951B2 (ja) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | 光反射型センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002055174A true JP2002055174A (ja) | 2002-02-20 |
| JP3617951B2 JP3617951B2 (ja) | 2005-02-09 |
Family
ID=18732706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000241530A Expired - Fee Related JP3617951B2 (ja) | 2000-08-09 | 2000-08-09 | 光反射型センサ |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3617951B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004051317A1 (ja) * | 2002-11-26 | 2004-06-17 | Arkray, Inc. | 光センサ、ならびに分析装置における検知機構および測光機構 |
| JP2004177205A (ja) * | 2002-11-26 | 2004-06-24 | Arkray Inc | 光センサ、試験用具の測光機構、およびこの測光機構を備えた分析装置 |
| JP2004177204A (ja) * | 2002-11-26 | 2004-06-24 | Arkray Inc | 試験用具の検知機構、およびこの検知機構を備えた分析装置 |
| JP2005352402A (ja) * | 2004-06-14 | 2005-12-22 | Fuji Xerox Co Ltd | 粉体収容装置及びこれを用いた画像形成装置 |
| US7655936B2 (en) | 2003-04-07 | 2010-02-02 | Ricoh Company, Ltd. | Optical sensor and image forming apparatus that processes specular reflection light |
| JP2010044014A (ja) * | 2008-08-18 | 2010-02-25 | Mitsubishi Electric Corp | 水位検知装置及び加熱調理器 |
| JP2013505657A (ja) * | 2009-09-23 | 2013-02-14 | シーメンス アクティエンゲゼルシャフト | 光学センサー、特に近接スイッチ |
-
2000
- 2000-08-09 JP JP2000241530A patent/JP3617951B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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| US7382460B2 (en) | 2002-11-26 | 2008-06-03 | Arkray, Inc. | Light sensor, and detecting mechanism and light-measuring mechanism in analyzing device |
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| US8841598B2 (en) | 2009-09-23 | 2014-09-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Optical sensor comprising a proximity switch |
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| JP3617951B2 (ja) | 2005-02-09 |
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