JP2002198557A

JP2002198557A - 光結合装置

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Publication number: JP2002198557A
Application number: JP2000393146A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Fujita; 朗宏藤田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2000-12-25
Filing date: 2000-12-25
Publication date: 2002-07-12
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Also published as: JP3731865B2

Abstract

(57)【要約】【課題】外乱光や人工光の影響を受け難く、また意図的
な誤検出の誘因が困難な光結合装置を提供する。【解決手段】第１及び第２発光素子２，４は、交互に発
光する。この発光に同期して、第１及び第２受光素子
３，５の出力も交互に変化する。第１及び第２発光素子
２，４の発光周期に同期して、第１及び第２受光素子
３，５の出力が３回連続でハイレベルになると、パチン
コ玉が無いと判定し、また第１及び第２発光素子２，４
の発光周期の３倍以上の間、第１及び受光素子３，５の
出力がローレベルであれば、パチンコ玉が有ると判定す
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、パチンコ玉等の被
検出物を検出する光結合装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知の様に、パチンコ球等の鋼球を検出
する装置としては、多数のパチンコ球を連続的に自然落
下させ、その落下軌跡の途中で、パチンコ球の通過を逐
一検出するというものがある。例えば、パチンコ球が通
過する通過孔に光を出射して、この通過孔を横切った光
を検出するという光学式センサを設け、この光が遮断さ
れたときに、パチンコ球が通過したものとみなして、パ
チンコ球を検出している。

【０００３】図１７（ａ）及び（ｂ）は、従来の光学式
センサの一例を示す平面図及び側面図である。これらの
図に示す様に、ホルダー１０１にパチンコ球の通過孔１
０１ａを形成し、この通過孔１０１ａの周縁に沿って、
透光性の合成樹脂からなる第１光ガイド１０２を設けて
いる。また、ホルダー１０１にプリント基板１０３を固
定しており、このプリント基板１０３上に発光素子１０
４、受光素子１０５、コンデンサ１０６、抵抗１０７及
びコネクタ１０８等を搭載している。受光素子１０５の
受光面は、下方に向いており、この受光面に、透光性の
合成樹脂からなる第２光ガイド１０９を設けている。

【０００４】発光素子１０４から出射された光は、点線
で示す光路Ａを経て受光素子１０５に至る。すなわち、
この光は、第１光ガイド１０２に入射し、第１光ガイド
１０２によって３回反射されてから、通過孔１０１ａを
横切り、第２光ガイド１０９へと導かれる。そして、こ
の光は、第２光ガイド１０９によって反射されて、受光
素子１０５の受光面に入射する。

【０００５】パチンコ球が通過孔１０１ａを通過すると
きには、光路Ａが遮断され、受光素子１０５の出力が変
化する。この受光素子１０５の出力変化に基づいて、パ
チンコ球を検出することができる。

【０００６】その他には、パチンコ玉の通過孔内に、電
磁コイルによって磁界を形成しておき、パチンコ玉が通
過するときのインピーダンスの変化に基づいて、パチン
コ玉を非接触で検出する近接方式センサや、パチンコ玉
の通過孔内にレバーを設けると共に、このレバーに連動
するスイッチを設けておき、パチンコ玉によってレバー
が倒されたときのスイッチのオンオフに基づいてパチン
コ玉を検出する機械式センサ等がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の光学式センサは、１組の発光素子及び受光素子のみ
を用いているので、人工光を受光素子に意図的に入射さ
せ、誤検出を誘発させるという不正行為を行い易かっ
た。

【０００８】また、近年、インバータを内蔵し、高周波
数で光源を点灯させる照明器具が普及してきている。こ
の種の照明器具は、通常、その光に、単一周波数成分で
はなく、多様な周波数の成分を含んでいる。このため、
照明器具の光成分が受光素子に入射して、センサの誤検
出が発生することがあった。

【０００９】更に、近接方式センサは、その原理上、セ
ラミックやガラス等の非磁性体を検出することができな
い。また、機械式センサは、検出応答速度が遅く、多数
のパチンコ玉を連続して高速に検出することができな
い。

【００１０】そこで、本発明は、上記従来の問題に鑑み
てなされたものであり、外乱光や人工光の影響を受け難
く、また意図的な誤検出の誘因が困難な光結合装置を提
供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の光結合装置は、第１発光素子、及び第１発光
素子からの光を受光する第１受光素子と、第２発光素
子、及び第２発光素子からの光を受光する第２受光素子
とを備え、第１及び第２発光素子を交互に発光させ、第
１及び第２受光素子の出力に基づいて、被検出物を検出
している。

【００１２】本発明によれば、第１及び第２発光素子を
交互に発光させているので、これに同期して第１及び第
２受光素子の出力も交互に変化する。従って、外乱光や
人工光が第１及び第２受光素子のいずれかに異なるタイ
ミングで入射したとき、あるいは両者の受光素子に同時
に入射したときには、外乱光や人工光による第１及び第
２受光素子の出力を識別することができる。このため、
外乱光や人工光を原因とする誤検出を防止することがで
きる。あるいは、人工光を受光素子に意図的に入射さ
せ、誤検出を誘発させるという不正行為が行い難くな
る。また、光により被検出物を検出するので、検出応答
速度が早く、セラミックやガラス等の非磁性体を検出す
ることができる。

【００１３】また、本発明においては、第１発光素子と
第１受光素子を対向配置し、第２発光素子と第２受光素
子を対向配置し、第１発光素子から第１受光素子への光
経路と第２発光素子から第２受光素子への光経路を略平
行又は襷状に配置している。

【００１４】この様に各光経路の配置を工夫すれば、外
乱光や人工光が第１及び第２受光素子に同時に入射し難
くなり、外乱光や人工光による誤検出を防止することが
できる。

【００１５】更に、本発明においては、第１受光素子
は、第１発光素子から出射されて、被検出物で反射され
た光が入射する位置に配置され、第２受光素子は、第２
発光素子から出射されて、被検出物で反射された光が入
射する位置に配置されている。

【００１６】この様に本発明の光結合装置は、反射型の
センサとして用いることができる。勿論、透過型のセン
サとしても用いることができる。

【００１７】また、本発明においては、第１発光素子及
び第１受光素子と、第２発光素子及び第２受光素子によ
って被検出物の略同一側が共に検出される様に、該各発
光素子及び該各受光素子を接近させて配置している。

【００１８】これにより、装置の小型化を図ることがで
きる。

【００１９】更に、本発明においては、第１発光素子か
ら出射された光を被検出物で複数回反射させた後に、こ
の光を第１受光素子に入射させる第１光ガイドと、第２
発光素子から出射された光を被検出物で複数回反射させ
た後に、この光を第２受光素子に入射させる第２光ガイ
ドとを更に備えている。

【００２０】この様に光を被検出物で複数回反射させる
と、被検出物の形状により、この光の入射位置が大きく
変化する。このため、特定の形状の被検出物で反射され
た光のみが受光素子に入射する。これにより、誤検出を
防止することができる。

【００２１】また、本発明においては、第１発光素子か
らの光が通過する偏光フィルタ、第１受光素子への光が
通過する偏光フィルタ、第２発光素子からの光が通過す
る偏光フィルタ、第２受光素子への光が通過する偏光フ
ィルタをそれぞれ設け、第１発光素子及び第１受光素子
の偏光フィルタによる直線偏光方向と、第２発光素子及
び第２受光素子の偏光フィルタによる直線偏光方向が相
互に異なる。

【００２２】この様に偏光フィルタを用いれば、第１発
光素子からの光が第２受光素子に入射したり、第２発光
素子からの光が第１受光素子に入射し難くなり、また外
乱光や人工光が第１及び第２受光素子に入射し難くな
り、誤検出が防止される。

【００２３】更に、本発明においては、第１発光素子か
らの光が第１受光素子に入射しているときに、第２受光
素子に光が入射せず、第２発光素子からの光が第２受光
素子に入射しているときに、第１受光素子に光が入射し
ない。

【００２４】また、本発明においては、第１発光素子か
ら出射された光及び第１受光素子に入射される光の少な
くとも一方を導く第１光案内経路と、第２発光素子から
出射された光及び第２受光素子に入射される光の少なく
とも一方を導く第２光案内経路とを更に備えている。

【００２５】この様な第１及び第２光案内経路を設ける
ことにより、各発光素子及び各受光素子の配置の自由度
が高くなる。

【００２６】更に、本発明においては、第１及び第２発
光素子から出射されるそれぞれの光の波長を異ならせ、
第１発光素子からの光を選択的に透過する帯域フィルタ
を第１受光素子の受光面側に設け、第２発光素子からの
光を選択的に透過する帯域フィルタを第２受光素子の受
光面側に設けている。

【００２７】これにより、第１発光素子からの光のみが
第１受光素子に入射し、第２発光素子からの光のみが第
２受光素子に入射する。このため、外乱光や人工光が第
１及び第２受光素子に入射し難くなり、誤検出が防止さ
れる。

【００２８】また、本発明においては、第１及び第２受
光素子に入射する光の経路の周囲に、外乱光を遮蔽する
光トラップを設けている。

【００２９】この様な光トラップにより、外乱光や人工
光が第１及び第２受光素子に入射し難くなり、誤検出が
防止される。

【００３０】更に、本発明においては、第１発光素子及
び第１受光素子と、第２発光素子及び第２受光素子を被
検出物の通過方向に沿ってずらして配置している。

【００３１】この様なずれを設定すれば、第１受光素子
の出力変化のタイミングと第２受光素子の出力変化のタ
イミングに基づいて、被検出物の通過速度を測定するこ
とが可能になる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を添付図
面を参照して詳細に説明する。

【００３３】図１は、本発明の光結合装置の第１実施形
態を概略的に示す平面図である。本実施形態の光結合装
置は、パチンコ玉を検出する透過型のセンサである。

【００３４】図１に示す様に、ホルダー１には、パチン
コ玉の通過孔１ａが形成されている。この通過孔１ａの
断面形状は、正多角形であり、パチンコ玉に複数箇所で
接触し易く、これによりパチンコ玉の回転を止めて、パ
チンコ玉を速やかに落下させることができる。

【００３５】このホルダー１の通過孔１ａの周縁に、第
１発光素子２と、第１発光素子２に対向する第１受光素
子３と、第２発光素子４と、第２発光素子４に対向する
第２受光素子５とを配設している。第１発光素子２から
出射された光は、第１受光素子３に入射する。また、第
２発光素子４から出射された光は、第２受光素子５に入
射する。第１発光素子２から第１受光素子３への光経路
７と、第２発光素子４から第２受光素子５への光経路８
とが略平行となる様に、各発光素子２，４及び各受光素
子３，５を位置決めしている。

【００３６】第１及び第２発光素子２，４は、交互に発
光する。この発光に同期して、第１及び第２受光素子
３，５の出力も交互に変化する。

【００３７】図２は、本実施形態の光結合装置の構成を
示すブロック図である。図２において、方形波発振器１
１は、予め設定された周期の方形波信号を生成し、この
方形波信号を第１及び第２単安定マルチバイブレータ１
２，１３に出力する。第１単安定マルチバイブレータ１
２は、この方形波信号の立上りで、一定幅のパルス信号
Ｐ1 を形成し、このパルス信号Ｐ1 を同期信号及び復調
回路１４及び第１発光素子駆動回路１５に出力する。ま
た、第２単安定マルチバイブレータ１３は、方形波信号
の立下がりで、一定幅のパルス信号Ｐ2 を形成し、この
パルス信号Ｐ2を同期信号及び復調回路１４及び第２発
光素子駆動回路１６に出力する。

【００３８】各パルス信号Ｐ1 ，Ｐ2 は、同一の方形波
信号の立上り及び立ち下がりでそれぞれ形成されるの
で、交互にかつ一定の周期で出力される。

【００３９】第１及び第２発光素子駆動回路１５，１６
は、スイッチ回路や定電流回路等を備えており、それぞ
れのパルス信号Ｐ1 ，Ｐ2 に応答して、一定の駆動電流
を第１及び第２発光素子２，４に流す。これにより、第
１及び第２発光素子２，４が交互にかつ一定の周期で発
光する。そして、第１及び第２受光素子３，５は、交互
にかつ一定の周期で受光することになる。

【００４０】第１及び第２受光素子３，５は、交互にか
つ一定の周期で受光する度に、パルス状の信号をそれぞ
れ出力する。これらのパルス状の信号は、第１及び第２
増幅器１７，１８により増幅されてから、該各信号の直
流成分を遮断するそれぞれのコンデンサ２１，２２を介
して、各コンパレータ２３，２４に加えられる。各コン
パレータ２３，２４は、これらのパルス状の信号が予め
設定された閾値に達すると、各検出信号Ｃ1 ，Ｃ2 をそ
れぞれハイレベルにする。

【００４１】同期信号及び復調回路１４は、第１及び第
２単安定マルチバイブレータ１２，１３からの各パルス
信号Ｐ1 ，Ｐ2 、及び各コンパレータ２３，２４からの
各検出信号Ｃ1 ，Ｃ2 を入力し、各検出信号Ｃ1 ，Ｃ2
がそれぞれのパルス信号Ｐ1，Ｐ2 に同期して３回連続
でハイレベルになると、パチンコ玉が無いと判定して、
判定信号Ｊをローレベルに設定する。また、各パルス信
号Ｐ1 ，Ｐ2 の３周期以上の間、各検出信号Ｃ1 ，Ｃ2
のローレベルが維持されると、パチンコ玉が有ると判定
して、判定信号Ｊをハイレベルに設定する。

【００４２】すなわち、第１及び第２発光素子２，４の
発光周期に同期して、第１及び第２受光素子３，５の出
力が３回連続でハイレベルになると、パチンコ玉が無い
と判定し、また第１及び第２発光素子２，４の発光周期
の３倍以上の間、第１及び第２受光素子３，５の出力が
ローレベルであれば、パチンコ玉が有ると判定する。

【００４３】図３は、光結合装置における各信号等を示
すタイミングチャートである。ここには、第１及び第２
発光素子２，４の交互の発光タイミングを示す各パルス
信号Ｐ1 ，Ｐ2 、第１及び第２受光素子３，５の交互の
受光タイミングを示す各検出信号Ｃ1 ，Ｃ2 、パチンコ
玉の有無、及び判定信号Ｊが示されている。また、ここ
では、Ａ〜Ｅを１サイクルとする。

【００４４】図３において、時点Ｔ0 〜Ｔ1 の３サイク
ルの間、パチンコ玉が有り、各検出信号Ｃ1 ，Ｃ2 のロ
ーレベルが維持されるので、時点Ｔ1 より、判定信号Ｊ
がハイレベルとなる。また、時点Ｔ1 〜Ｔ2 の３サイク
ルの間、パチンコ玉が無く、各検出信号Ｃ1 ，Ｃ2 がそ
れぞれのパルス信号Ｐ1 ，Ｐ2 に同期して３回連続でハ
イレベルになるので、時点Ｔ2 より、判定信号Ｊがロー
レベルとなる。更に、時点Ｔ3 で、判定信号Ｊが再びハ
イレベルとなるが、その直後の各時点Ｔ4 ，Ｔ5 で、各
検出信号Ｃ1 ，Ｃ2 がそれぞれのパルス信号Ｐ1 ，Ｐ2
に同期せずにハイレベルになるので、つまり第１及び第
２発光素子２，４の発光周期に同期せずに、第１及び第
２受光素子３，５が受光したので、時点Ｔ6 より、判定
信号Ｊがローレベルに直ちに戻される。この様に各パル
ス信号Ｐ1 ，Ｐ2 が非同期でハイレベルになったときに
は、少なくとも１サイクルの間、判定信号Ｊがローレベ
ルに維持され、この後にパチンコ玉の有無の判定が再開
される。

【００４５】図４は、本発明の光結合装置の第２実施形
態を概略的に示す平面図である。尚、図４において、図
１の装置と同様の作用を果たす部位には同じ符号を付し
ている。

【００４６】本実施形態の光結合装置は、パチンコ玉を
検出する反射型のセンサである。第１及び第２発光素子
２，４は、交互に発光する。

【００４７】第１発光素子２から出射された光は、パチ
ンコ玉Ｂで反射されてから、第１受光素子３に入射す
る。同様に、第２発光素子４から出射された光は、パチ
ンコ玉Ｂで反射されてから、第２受光素子５に入射す
る。

【００４８】従って、反射型の場合は、パチンコ玉が有
るときに、発光素子からの光が受光素子に入射する。こ
れに対して、上記第１実施形態の透過型の場合は、パチ
ンコ玉が無いときに、発光素子からの光が受光素子に入
射する。

【００４９】この様な反射型の光結合装置にも、図２の
回路構成を適用することができる。ただし、同期信号及
び復調回路１４による処理が異なり、各検出信号Ｃ1 ，
Ｃ2がそれぞれのパルス信号Ｐ1 ，Ｐ2 に同期して３回
連続でハイレベルになると、パチンコ玉が有ると判定し
て、判定信号Ｊをハイレベルに設定する。また、各パル
ス信号Ｐ1 ，Ｐ2 の３周期以上の間、各検出信号Ｃ1 ，
Ｃ2 のローレベルが維持されると、パチンコ玉が無いと
判定して、判定信号Ｊをローレベルに設定する。

【００５０】図５は、本発明の光結合装置の第３実施形
態を概略的に示す平面図である。尚、図５において、図
１の装置と同様の作用を果たす部位には同じ符号を付し
ている。

【００５１】本実施形態の光結合装置は、パチンコ玉を
検出する透過型のセンサである。この装置では、第２発
光素子４及び第２受光素子５の位置が第１実施形態の装
置と逆になっている。このため、一方向の外乱光や人工
光が第１及び第２受光素子３，５に同時に入射すること
がなく、外乱光や人工光による誤検出が発生し難い。

【００５２】図６は、本発明の光結合装置の第４実施形
態を概略的に示す平面図である。尚、図６において、図
１の装置と同様の作用を果たす部位には同じ符号を付し
ている。

【００５３】本実施形態の光結合装置は、パチンコ玉を
検出する透過型のセンサであり、第１発光素子２から第
１受光素子３への光経路７と、第２発光素子４から第２
受光素子５への光経路８とが襷状となる様に、各発光素
子２，４及び各受光素子３，５を位置決めしている。

【００５４】図７は、本発明の光結合装置の第５実施形
態を概略的に示す平面図である。尚、図７において、図
１の装置と同様の作用を果たす部位には同じ符号を付し
ている。

【００５５】本実施形態の光結合装置は、パチンコ玉を
検出する反射型のセンサであり、第１発光素子２及び第
１受光素子３と、第２発光素子４及び第２受光素子５を
接近させて、第１及び第２受光素子３，５によりパチン
コ玉Ｂの略同一側を共に検出している。これにより、構
造の簡単化と小型化を図っている。

【００５６】図８は、本発明の光結合装置の第６実施形
態を概略的に示す平面図である。尚、図８において、図
１の装置と同様の作用を果たす部位には同じ符号を付し
ている。

【００５７】本実施形態の光結合装置は、パチンコ玉を
検出する透過型のセンサであり、第１発光素子２の発光
面側及び第１受光素子３の受光面側にそれぞれの第１偏
光フィルタ３１，３２を設け、第２発光素子４の発光面
側及び第２受光素子５の受光面側にそれぞれの第２偏光
フィルタ３３，３４を設けている。各第１偏光フィルタ
３１，３２による直線偏光方向が相互に一致し、各第２
偏光フィルタ３３，３４による直線偏光方向が相互に一
致し、前者と後者の直線偏光方向が相互に９０°異な
る。

【００５８】第１発光素子２から出射された光は、第１
偏光フィルタ３１を通過して、直線偏光された光とな
り、この直線偏光された光が第１偏光フィルタ３２を通
過して、第１受光素子３に入射する。同様に、第２発光
素子４から出射された光は、第２偏光フィルタ３３を通
過して、直線偏光された光となり、この直線偏光された
光が第２偏光フィルタ３４を通過して、第２受光素子５
に入射する。

【００５９】この様に第１及び第２受光素子３，５に
は、直線偏光された光のみが入射するので、外乱光や人
工光が第１及び第２受光素子３，５に入射し難く、外乱
光や人工光による誤検出が発生し難い。また、第１及び
第２受光素子３，５に入射するそれぞれの光の直線偏光
の方向が異なるので、第１発光素子２の光が第２受光素
子５に入射したり、第２発光素子４の光が第１受光素子
３に入射することがなく、相互の光により誤検出を招く
ことが無い。

【００６０】図９は、本発明の光結合装置の第７実施形
態を概略的に示す平面図である。尚、図９において、図
８の装置と同様の作用を果たす部位には同じ符号を付し
ている。

【００６１】本実施形態の光結合装置は、パチンコ玉を
検出する反射型のセンサであり、第６実施形態と同様
に、第１発光素子２及び第１受光素子３にそれぞれの第
１偏光フィルタ３１，３２を付設し、第２発光素子４及
び第２受光素子５にそれぞれの第２偏光フィルタ３３，
３４を付設している。第１発光素子２から出射された光
は、第１偏光フィルタ３１を通過し、パチンコ玉Ｂで反
射されてから、第１偏光フィルタ３２を通過して、第１
受光素子３に入射する。同様に、第２発光素子４から出
射された光は、第２偏光フィルタ３３を通過し、パチン
コ玉Ｂで反射されてから、第２偏光フィルタ３４を通過
して、第２受光素子５に入射する。

【００６２】図１０は、本発明の光結合装置の第８実施
形態を概略的に示す平面図である。尚、図１０におい
て、図８の装置と同様の作用を果たす部位には同じ符号
を付している。

【００６３】本実施形態の光結合装置は、パチンコ玉を
検出する反射型のセンサであり、第６実施形態と同様
に、第１発光素子２及び第１受光素子３にそれぞれの第
１偏光フィルタ３１，３２を付設し、第２発光素子４及
び第２受光素子５にそれぞれの第２偏光フィルタ３３，
３４を付設している。また、第１発光素子２及び第１受
光素子３と、第２発光素子４及び第２受光素子５を接近
させて、構造の簡単化と小型化を図っている。

【００６４】図１１は、本発明の光結合装置の第９実施
形態を概略的に示す平面図である。尚、図１１におい
て、図８の装置と同様の作用を果たす部位には同じ符号
を付している。

【００６５】本実施形態の光結合装置は、パチンコ玉を
検出する反射型のセンサであり、通過孔１ａの周縁に沿
って、第１発光素子２及び第１受光素子３間に、２つの
第１光ガイド３５，３６を設け、また通過孔１ａの周縁
に沿って、第２発光素子４及び第２受光素子５間に、２
つの第２光ガイド３７，３８を設けている。

【００６６】各第１光ガイド３５，３６及び各第２光ガ
イド３７，３８は、プリズムや反射ミラー等からなり、
パチンコ玉Ｂで反射された光を入射して、この光をパチ
ンコ玉へと出射する。

【００６７】第１発光素子２から出射された光は、第１
偏光フィルタ３１を通過し、パチンコ玉Ｂに入射して、
ここで反射される。更に、この光は、一方の第１光ガイ
ド３５に入射して、ここから出射され、パチンコ玉Ｂで
反射され、他方の第１光ガイド３６に入射して、ここか
ら出射され、パチンコ玉Ｂで反射され、第１偏光フィル
タ３２を通過し、第１受光素子３に入射する。同様に、
第２発光素子４から出射された光は、第２偏光フィルタ
３３→パチンコ玉Ｂ→一方の第２光ガイド３７→パチン
コ玉Ｂ→他方の第１光ガイド３８→パチンコ玉Ｂ→第２
偏光フィルタ３４という経路を経て、第２受光素子５に
入射する。

【００６８】従って、第１及び第２発光素子２，４から
出射された光は、パチンコ玉Ｂで３回反射されてから、
第１及び第２受光素子３，５に入射する。

【００６９】この様に光を被検出物で複数回反射させる
と、被検出物の形状により、この光の入射位置が大きく
変化する。このため、特定の形状のパチンコ玉Ｂで反射
された光のみが第１及び第２受光素子３，５に入射し、
異物で反射された光が第１及び第２受光素子３，５に入
射することは殆どない。これにより、誤検出を防止する
ことができる。

【００７０】図１２は、本発明の光結合装置の第１０実
施形態を概略的に示す平面図である。尚、図１２におい
て、図８の装置と同様の作用を果たす部位には同じ符号
を付している。

【００７１】本実施形態の光結合装置は、パチンコ玉を
検出する透過型のセンサであり、第１発光素子２及び第
１受光素子３を隣接して配置し、第１発光素子２からの
光の入射位置Ｓ1 と第１受光素子３を第１光案内経路４
１を通じて接続し、また第２発光素子４及び第２受光素
子５を隣接して配置し、第２発光素子４からの光の入射
位置Ｓ2 と第２受光素子５を第２光案内経路４２を通じ
て接続している。

【００７２】第１及び第２光案内経路４１，４２は、例
えば複数のプリズムや反射ミラーを組み合わせたもので
ある。第１発光素子２から出射され、入射位置Ｓ1 に光
が入射すると、この光が第１光案内経路４１により導か
れて第１受光素子３に入射する。同様に、第２発光素子
４から出射され、入射位置Ｓ2 に光が入射すると、この
光が第２光案内経路４２により導かれて第２受光素子５
に入射する。

【００７３】図１３は、図１２の光結合装置の変形例を
示している。この光結合装置では、第１及び第２光案内
経路４１Ａ，４２Ａとして、光ファイバーを適用してい
る。

【００７４】図１４は、本発明の光結合装置の第１１実
施形態を概略的に示す平面図である。尚、図１４におい
て、図１の装置と同様の作用を果たす部位には同じ符号
を付している。

【００７５】本実施形態の光結合装置は、パチンコ玉を
検出する透過型のセンサであり、第１及び第２発光素子
２，４の発光波長が相互に異なる。また、第１受光素子
３の受光面側には、第１発光素子２の発光波長の光のみ
を透過させる第１帯域フィルタ４３を配設し、第２受光
素子５の受光面側には、第２発光素子３の発光波長の光
のみを透過させる第２帯域フィルタ４４を配設してい
る。

【００７６】第１受光素子３には、第１帯域フィルタ４
３によって選択された第１発光素子２からの光のみが入
射し、また第２受光素子５には、第２帯域フィルタ４４
によって選択された第２発光素子４からの光のみが入射
する。

【００７７】このため、外乱光や人工光が第１及び第２
受光素子３，５に入射し難く、外乱光や人工光による誤
検出が発生し難い。また、第１及び第２受光素子３，５
に入射するそれぞれの光の波長が異なるので、第１発光
素子２の光が第２受光素子５に入射したり、第２発光素
子４の光が第１受光素子３に入射することがなく、相互
の光により誤検出を招くことが無い。

【００７８】図１５は、本発明の光結合装置の第１２実
施形態を概略的に示す平面図である。尚、図１５におい
て、図８の装置と同様の作用を果たす部位には同じ符号
を付している。

【００７９】本実施形態の光結合装置は、パチンコ玉を
検出する透過型のセンサであり、第１及び第２受光素子
３，５の手前に、それぞれの光トラップ５１，５２を設
けている。これらの光トラップ５１，５２は、複数のス
リットを離間させて配置したものである。

【００８０】各光トラップ５１，５２は、第１及び第２
発光素子２，４の光のみを通過させ、他の方向からの光
を遮断して、この光が第１及び第２受光素子３，５に入
射するのを防止する。このため、外乱光や人工光が第１
及び第２受光素子３，５に入射し難く、外乱光や人工光
による誤検出が発生し難い。

【００８１】図１６（ａ）は、本発明の光結合装置の第
１３実施形態を概略的に示す平面図であり、図１６
（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘに沿う断面図である。尚、図
１６（ａ）及び（ｂ）において、図８の装置と同様の作
用を果たす部位には同じ符号を付している。

【００８２】本実施形態の光結合装置は、パチンコ玉を
検出する透過型のセンサであり、第１発光素子２及び第
１受光素子３と、第２発光素子４及び第２受光素子５と
をパチンコ玉の通過方向Ｙに沿ってずらしている。

【００８３】この場合、第１及び第２発光素子２，４の
発光タイミングが同じでも、パチンコ玉の通過に際し、
第１及び第２受光素子３，５の出力変化のタイミングが
僅かにずれる。このタイミングのずれの方向がパチンコ
玉の通過方向に対応し、また、このずれの時間がパチン
コ玉の速度に比例する。このため、このタイミングのず
れの方向と、このずれの時間に基づいて、パチンコ玉の
通過方向と通過速度を検出することができる。

【００８４】尚、本発明は、上記各実施形態に限定され
るものでなく、多様に変形することができる。例えば、
第１及び第２発光素子、第１及び第２受光素子だけでな
く、３組以上の発光素子及び受光素子を設け、各発光素
子の発光タイミングをずらし、各受光素子の出力変化に
基づいて、被検出物を検出しても構わない。また、各組
の発光素子及び受光素子の位置を適宜に変更しても良
い。

【００８５】更に、本発明は、パチンコ玉だけでなく、
他の種類の鋼球や、非磁性体の球や、あるいは異なる形
状の被検出物の検出に適用することができる。

【００８６】

【発明の効果】以上説明した様に本発明によれば、第１
及び第２発光素子を交互に発光させているので、これに
同期して第１及び第２受光素子の出力も交互に変化す
る。従って、外乱光や人工光が第１及び第２受光素子の
いずれかに異なるタイミングで入射したとき、あるいは
両者の受光素子に同時に入射したときには、外乱光や人
工光による第１及び第２受光素子の出力を識別すること
ができる。このため、外乱光や人工光を原因とする誤検
出を防止することができる。あるいは、人工光を受光素
子に意図的に入射させ、誤検出を誘発させるという不正
行為が行い難くなる。また、光により被検出物を検出す
るので、検出応答速度が早く、セラミックやガラス等の
非磁性体を検出することができる。

【００８７】また、本発明によれば、第１発光素子から
第１受光素子への光経路と第２発光素子から第２受光素
子への光経路を略平行又は襷状に配置している。この様
に各光経路の配置を工夫すると、外乱光や人工光が第１
及び第２受光素子に同時に入射し難くなり、外乱光や人
工光による誤検出を防止することができる。

【００８８】更に、本発明の光結合装置は、反射型のセ
ンサとして用いることができる。勿論、透過型のセンサ
としても用いることができる。

【００８９】また、本発明によれば、該各発光素子及び
該各受光素子を接近させて配置しているので、装置の小
型化を図ることができる。

【００９０】更に、本発明によれば、発光素子から出射
された光を被検出物で複数回反射させた後に、この光を
受光素子に入射させている。この様に光を被検出物で複
数回反射させると、被検出物の形状により、この光の入
射位置が大きく変化する。このため、特定の形状の被検
出物で反射された光のみが受光素子に入射する。これに
より、誤検出を防止することができる。

【００９１】また、本発明によれば、第１発光素子から
の光が通過する偏光フィルタ、第１受光素子への光が通
過する偏光フィルタ、第２発光素子からの光が通過する
偏光フィルタ、第２受光素子への光が通過する偏光フィ
ルタをそれぞれ設けているので、第１発光素子からの光
が第２受光素子に入射したり、第２発光素子からの光が
第１受光素子に入射し難くなり、また外乱光や人工光が
第１及び第２受光素子に入射し難くなり、誤検出が防止
される。

【００９２】更に、本発明によれば、光を導く光案内経
路を設けているので、各発光素子及び各受光素子の配置
の自由度が高くなる。

【００９３】また、本発明によれば、第１及び第２発光
素子から出射されるそれぞれの光の波長を異ならせ、そ
れぞれの帯域フィルタを第１及び第２受光素子の受光面
側に設けている。これにより、第１発光素子からの光の
みが第１受光素子に入射し、第２発光素子からの光のみ
が第２受光素子に入射する。このため、外乱光や人工光
が第１及び第２受光素子に入射し難くなり、誤検出が防
止される。

【００９４】更に、本発明によれば、受光素子に入射す
る光の経路の周囲に、外乱光を遮蔽する光トラップを設
けているので、外乱光や人工光が第１及び第２受光素子
に入射し難くなり、誤検出が防止される。

【００９５】また、本発明によれば、第１発光素子及び
第１受光素子と、第２発光素子及び第２受光素子を被検
出物の通過方向に沿ってずらして配置しているので、第
１受光素子の出力変化のタイミングと第２受光素子の出
力変化のタイミングに基づいて、被検出物の通過速度を
測定することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光結合装置の第１実施形態を概略的に
示す平面図である。

【図２】図１の光結合装置の構成を示すブロック図であ
る。

【図３】図２の光結合装置における各信号を示すタイミ
ングチャートである。

【図４】本発明の光結合装置の第２実施形態を概略的に
示す平面図である。

【図５】本発明の光結合装置の第３実施形態を概略的に
示す平面図である。

【図６】本発明の光結合装置の第４実施形態を概略的に
示す平面図である。

【図７】本発明の光結合装置の第５実施形態を概略的に
示す平面図である。

【図８】本発明の光結合装置の第６実施形態を概略的に
示す平面図である。

【図９】本発明の光結合装置の第７実施形態を概略的に
示す平面図である。

【図１０】本発明の光結合装置の第８実施形態を概略的
に示す平面図である。

【図１１】本発明の光結合装置の第９実施形態を概略的
に示す平面図である。

【図１２】本発明の光結合装置の第１０実施形態を概略
的に示す平面図である。

【図１３】図１２の光結合装置の変形例を示す平面図で
ある。

【図１４】本発明の光結合装置の第１１実施形態を概略
的に示す平面図である。

【図１５】本発明の光結合装置の第１２実施形態を概略
的に示す平面図である。

【図１６】（ａ）は本発明の光結合装置の第１３実施形
態を概略的に示す平面図であり、（ｂ）は（ａ）のＸ−
Ｘに沿う断面図である。

【図１７】（ａ）は従来の光学式センサを概略的に示す
平面図であり、（ｂ）は同光学式センサを示す側面図で
ある。

【符号の説明】

１ホルダー２第１発光素子３第１受光素子４第２発光素子５第２受光素子７，８光経路１１方形波発振器１２第１単安定マルチバイブレータ１３第２単安定マルチバイブレータ１４同期信号及び復調回路１５第１発光素子駆動回路１６第２発光素子駆動回路１７第１増幅器１８第２増幅器２１，２２コンデンサ２３，２４コンパレータ３１，３２第１偏光フィルタ３３，３４第２偏光フィルタ３５，３６第１光ガイド３７，３８第２光ガイド４１第１光案内経路４２第２光案内経路４３第１帯域フィルタ４４第２帯域フィルタ５１，５２光トラップ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１発光素子、及び第１発光素子からの
光を受光する第１受光素子と、第２発光素子、及び第２発光素子からの光を受光する第
２受光素子とを備え、第１及び第２発光素子を交互に発光させ、第１及び第２
受光素子の出力に基づいて、被検出物を検出する光結合
装置。
【請求項２】第１発光素子と第１受光素子を対向配置
し、第２発光素子と第２受光素子を対向配置し、第１発
光素子から第１受光素子への光経路と第２発光素子から
第２受光素子への光経路を略平行又は襷状に配置したこ
とを特徴とする請求項１に記載の光結合装置。
【請求項３】第１受光素子は、第１発光素子から出射
されて、被検出物で反射された光が入射する位置に配置
され、第２受光素子は、第２発光素子から出射されて、被検出
物で反射された光が入射する位置に配置されたことを特
徴とする請求項１に記載の光結合装置。
【請求項４】第１発光素子及び第１受光素子と、第２
発光素子及び第２受光素子によって被検出物の略同一側
が共に検出される様に、該各発光素子及び該各受光素子
を接近させて配置したことを特徴とする請求項３に記載
の光結合装置。
【請求項５】第１発光素子から出射された光を被検出
物で複数回反射させた後に、この光を第１受光素子に入
射させる第１光ガイドと、第２発光素子から出射された光を被検出物で複数回反射
させた後に、この光を第２受光素子に入射させる第２光
ガイドとを更に備えることを特徴とする請求項３に記載
の光結合装置。
【請求項６】第１発光素子からの光が通過する偏光フ
ィルタ、第１受光素子への光が通過する偏光フィルタ、
第２発光素子からの光が通過する偏光フィルタ、第２受
光素子への光が通過する偏光フィルタをそれぞれ設け、第１発光素子及び第１受光素子の偏光フィルタによる直
線偏光方向と、第２発光素子及び第２受光素子の偏光フ
ィルタによる直線偏光方向が相互に異なることを特徴と
する請求項１乃至５のいずれかに記載の光結合装置。
【請求項７】第１発光素子からの光が第１受光素子に
入射しているときに、第２受光素子に光が入射せず、第
２発光素子からの光が第２受光素子に入射しているとき
に、第１受光素子に光が入射しないことを特徴とする請
求項１乃至６のいずれかに記載の光結合装置。
【請求項８】第１発光素子から出射された光及び第１
受光素子に入射される光の少なくとも一方を導く第１光
案内経路と、第２発光素子から出射された光及び第２受光素子に入射
される光の少なくとも一方を導く第２光案内経路とを更
に備えることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに
記載の光結合装置。
【請求項９】第１及び第２発光素子から出射されるそ
れぞれの光の波長を異ならせ、第１発光素子からの光を
選択的に透過する帯域フィルタを第１受光素子の受光面
側に設け、第２発光素子からの光を選択的に透過する帯
域フィルタを第２受光素子の受光面側に設けたことを特
徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の光結合装
置。
【請求項１０】第１及び第２受光素子に入射する光の
経路の周囲に、外乱光を遮蔽する光トラップを設けたこ
とを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載の光結
合装置。
【請求項１１】第１発光素子及び第１受光素子と、第
２発光素子及び第２受光素子を被検出物の通過方向に沿
ってずらして配置したことを特徴とする請求項１乃至１
０のいずれかに記載の光結合装置。