JP2006329828A - 光センサ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】不透明な円盤状の板材から形成された遮光板40を自由回転可能に軸支する。そしてこの遮光板40に、その回転軸41を中心とした回転方向についての180度を超える領域にわたってその幅が連続的に変化する態様で、同遮光板40を貫通する透光用のスリット42を設ける。また、遮光板40の回転軸41を外装フィルタ50の回転の中心に対して偏倚して設け、遮光板40の回転半径よりも外装フィルタ50の回転半径を大きく設定するとともに、遮光板40の外周面には外歯ギア43を、外装フィルタ50の内周面には内歯ギア53をそれぞれ形成している。それら外歯ギア43と内歯ギア53との噛合に基づき遮光板40を外装フィルタ50の回転に追従させて回転させることで受光素子20に入射される光量を調整する。
【選択図】 図2
Description
図14に示されるように、この光センサは、角柱形状のセンサハウジング110の上部に、例えば光透過性の合成樹脂などで形成された外装フィルタ150を備えて構成されている。この外装フィルタ150の内部を平面方向から見た内部構造を図15に示す。
・車両に搭載される場合には、車両の振動等に起因して外装フィルタ150の相対角度がわずかでも変化するようなことがあると、光センサとしての感度が過大に変更されてしまうおそれがある。
・ユーザによる感度設定に際しても、外装フィルタ150のわずかな回転で光センサとしての感度が大きく変更されるため、細かな設定が難しい。
等々、実用上はなお改良の余地を残すものとなっている。
(a1)前記遮光部材を不透明な円盤状の板材から構成するとともに、前記調光機構を、この円盤状の板材を貫通するように形成された透光用のスリットのスリット幅が同板材の回転方向に連続的もしくは段階的に変化する態様で設ける。
あるいは請求項6に記載の発明によるように、
(a2)前記遮光部材を半透明な円盤状のフィルム状の部材から構成するとともに、前記調光機構を、このフィルム状の部材の透明度が同フィルム状の部材の回転方向に連続的もしくは段階的に変化する態様で設ける。
あるいは請求項7に記載の発明によるように、
(a3)前記遮光部材を半透明な円盤状の樹脂部材から構成するとともに、前記調光機構を、この円盤状の樹脂部材の厚みが同樹脂部材の回転方向に連続的もしくは段階的に変化する態様で設ける。
あるいは請求項8に記載の発明によるように、
(a4)前記遮光部材を半透明なドーム状の樹脂部材から構成するとともに、前記調光機構を、このドーム状の樹脂部材の内方の厚みが同樹脂部材の回転方向に連続的もしくは段階的に変化する態様で設ける。
あるいは請求項9に記載の発明によるように、
(a5)前記遮光部材を不透明な円盤状の板材から構成するとともに、前記調光機構を、この円盤状の板材を貫通するように形成された透光用の貫通孔の配設密度が同板材の回転方向に段階的に変化する態様で設ける。
等々が有効である。
(b1)前記遮光部材の外周面を前記外装フィルタの内周面に所定の摩擦係数が保たれた状態で当接させる。
あるいは請求項12に記載の発明によるように、
(b2)前記遮光部材の外周面には外歯ギアを形成し、前記外装フィルタの内周面には内歯ギアを形成するとともに、それら外歯ギアと内歯ギアとの噛合に基づいて前記遮光部材を前記外装フィルタの回転に追従させて回転させる。
等々の構造が採用可能である。
(c1)前記遮光部材の外周面を、その全周が前記外装フィルタの内周面に所定の摩擦係数が保たれた状態で当接させる。
あるいは請求項16に記載の発明によるように、
(c2)前記遮光部材を、前記外装フィルタの内部機構として同外装フィルタと一体に形成する。
等々の構造が採用可能である。特に、上記(c2)の構造(請求項16)によるように、外装フィルタと遮光部材とを一体に形成することとすれば、構造の簡素化とともに、外装フィルタの回転量と遮光部材の回転量とを完全に一致させることができるようになる。
以下、この発明にかかる光センサの第1の実施の形態について、図1および図2を参照して詳細に説明する。
・角柱形状からなるセンサハウジング10の上面10aの中心部に配設されて、入射する光の光量に応じた電気信号を出力する受光素子20。
・上記センサハウジング10の上面10aに配設されて、以下に説明する遮光板(遮光部材)40の回転軸41が挿入される軸孔31と、上記受光素子20の受光面に対応して設けられて遮光板40を透過した光を通過させる円形状の貫通孔とをそれぞれ有する保持板30。
・その中心に設けられた上記回転軸41を中心とした回転方向についての例えば180度を超える領域にわたってその幅が連続的に変化する態様で形成された透光用のスリット(調光機構)42と、以下に説明する外装フィルタ50の内周面に形成された内歯ギア53に噛合される外歯ギア43とを有する、不透明な円盤状の板材から構成される遮光板40。
・上記センサハウジング10の上部に回転可能に設けられる、光透過性の合成樹脂にて形成された外装フィルタ50。
等々を備えて構成されている。
同光センサによる感度設定あるいは感度変更に際しては、外装フィルタ50を例えば回転方向F11に回転させる。このとき、遮光板40は外装フィルタ50の回転に追従して回転するため、遮光板40も回転方向F21に回転されることは上述の通りである。したがってこのとき、遮光板40は、図2(a)に示すスリット幅W2をもって受光素子20の受光面を遮る状態から、スリット幅W1側のスリット幅をもって受光素子20の受光面を遮る状態に変更される。すなわち、受光素子20によって検出される光量は、外装フィルタ50を回転させる前と比較して減少し、光センサとしての感度が抑制されることとなる。また逆に、外装フィルタ50を回転方向F12に回転させる場合にあっては、遮光板40は、先の図2(a)に示したスリット幅W2をもって受光素子20の受光面を遮る状態から、スリット幅W3側のスリット幅をもって受光素子20の受光面を遮る状態に変更される。すなわち、受光素子20によって検出される光量は、外装フィルタ50を回転させる前と比較して増加し、光センサとしての感度が高められることとなる。
(1)遮光板40に、その回転軸41を中心とした回転方向についての180度を超える領域にわたって、調光機構を構成するスリット42を設けることとした。これにより、例えば180度以上の広い領域にわたってスリット42が遮光板40に設けられるため、外装フィルタ50の回転量に対する光センサとしての感度調整あるいは感度変更にかかる分解能が大幅に高められるようになる。
(第2の実施の形態)
次に、この発明にかかる光センサの第2の実施の形態について、図3を参照して、先の第1の実施の形態との相違点を中心に説明する。なお、図3(a)は、同センサで採用される遮光板について外装フィルタとの関係を平面方向から模式的に示したものであり、図3(b)は遮光板自体の斜視構造を示したものである。また、同図3において、先の図2に示した要素と同一の要素にはそれぞれ同一の符号を付して示し、それら各要素についての重複する説明は割愛する。
(5)遮光板40aの回転軸41を中心とした回転方向の全域にわたって、調光機構を構成するフィルム状の部材42aを設けることとした。これにより、遮光板40aの利用可能な領域を最大限に活用することができるようになり、光センサとしてのより広いダイナミックレンジが確保されるようになる。
(第3の実施の形態)
次に、この発明にかかる光センサの第3の実施の形態について、図4を参照して、先の第2の実施の形態との相違点を中心に説明する。なお、図4(a)は、同センサで採用される遮光板について外装フィルタとの関係を平面方向から模式的に示したものであり、図4(b)は遮光板自体の斜視構造を示したものである。
(第4の実施の形態)
次に、この発明にかかる光センサの第4の実施の形態について、図5を参照して、先の第3の実施の形態との相違点を中心に説明する。なお、図5(a)は、同センサで採用される遮光板について外装フィルタとの関係を平面方向から模式的に示したものであり、図5(b)は遮光板自体の断面構造を模式的に示したものである。
(第5の実施の形態)
次に、この発明にかかる光センサの第5の実施の形態について、図6を参照して、先の第1の実施の形態との相違点を中心に説明する。なお、図6(a)は、同センサで採用される遮光板について外装フィルタとの関係を平面方向から模式的に示したものであり、図6(b)は遮光板自体の斜視構造を示したものである。
(10)不透明な円盤状の板材から遮光板40dを形成し、該遮光板40dには、その回転方向にその配設密度が段階的に変化する態様で貫通孔42dを設けることとした。これにより、遮光板40dの回転に伴い、透光用の貫通孔42dの配設密度に応じて受光素子20の受光面に入射される光の光量が段階的に調整されるため、光センサとしての感度設定あるいは感度変更を容易に、しかも高精度に行うことができるようになる。また、このような貫通孔42dを調光機構とする遮光板40dの実現にあたっては、例えばパンチングメタル等を採用することができることから、その実現も容易である。
(第6の実施の形態)
次に、この発明にかかる光センサの第6の実施の形態について、図7を参照して、先の第1〜第5の実施の形態との相違点を中心に説明する。
・矢印F1にて矢指するように外装フィルタ50を時計回りあるいは反時計回りに回転させること。
・そしてこのとき、遮光板40(40a〜40d)が、外装フィルタ50の回転に追従して矢印F2にて矢指するように回転することによって受光素子(図示略)に入射する光の量が順次調整されること。
は上述の通りである。ただしこの際、この実施の形態では、上記保持板30a上に配設された係合部60の突起が、同係合部60自体の弾性変形を通じて、外歯ギア43のギア歯の谷部に側方から当接される図7(a)に示される状態と、外歯ギア43のギア歯の山部に乗り上げる図7(b)に示される状態とを交互に繰返すこととなる。そしてこのため、遮光板40、ひいては外装フィルタ50には、光センサの感度設定あるいは感度変更に伴う回転操作に際して適度な回転抵抗が生じることとなる。
(11)遮光板40(40a〜40d)の外歯ギア43と外装フィルタ50の内歯ギア53との噛合部以外で外歯ギア43のギア歯に弾性係合される係合部60を備える保持板30aを採用することとした。これにより、外装フィルタ50の回転に連動した遮光板40の回転に伴い、外歯ギア43のギア歯の山部および谷部に係合部60の突起が順次弾性係合されるため、外装フィルタ50にはその回転操作に伴って適度な回転抵抗が生じることとなる。したがって、このような光センサが例えば車両に搭載される場合には、車両の振動等に起因して生じる意図しない感度変化を好適に抑制することができるようになる。また例えば、ユーザによる感度設定あるいは感度変更に際しては、適度なクリック感が得られるようになる。
(第7の実施の形態)
次に、この発明にかかる光センサの第7の実施の形態について、図8を参照して、先の第6の実施の形態との相違点を中心に説明する。なお、図8は、同光センサで採用される係合部について、(a)は遮光板の外歯ギアとの係合態様を平面方向から模式的に示したものであり、(b)および(c)は遮光板の外歯ギアとの係合および係合離脱態様をそれぞれ側面方向から模式的に示したものである。
なお、以上説明した第1〜第7の実施の形態に関しては、例えば以下の形態で適宜変更してこれを実施することもできる。
(第8の実施の形態)
次に、この発明にかかる光センサの第8の実施の形態について、図9を参照して、先の第1の実施の形態との相違点を中心に説明する。なお、図9(a)は、同センサで採用される遮光板について外装フィルタとの関係を平面方向から模式的に示したものであり、図9(b)は遮光板自体の斜視構造を示したものである。
(1)遮光板45に、その回転軸46を中心とした回転方向についての180度を超える領域にわたって、調光機構を構成するスリット47を設けることとした。これにより、例えば180度以上の広い領域にわたってスリット47が遮光板45に設けられるため、外装フィルタ50aの回転量に対する光センサとしての感度調整あるいは感度変更にかかる分解能が大幅に高められるようになる。
(第9の実施の形態)
次に、この発明にかかる光センサの第9の実施の形態について、図10を参照して、先の第8の実施の形態との相違点を中心に説明する。なお、図10(a)は、同センサで採用される遮光板について外装フィルタとの関係を平面方向から模式的に示したものであり、図10(b)は遮光板自体の斜視構造を示したものである。
(5)遮光板45aの回転軸46を中心とした回転方向の全域にわたって、調光機構を構成するフィルム状の部材47aを設けることとした。これにより、遮光板45aの利用可能な領域を最大限に活用することができるようになり、光センサとしてのより広いダイナミックレンジが確保されるようになる。
(第10の実施の形態)
次に、この発明にかかる光センサの第10の実施の形態について、図11を参照して、先の第9の実施の形態との相違点を中心に説明する。なお、図11(a)は、同センサで採用される遮光板について外装フィルタとの関係を平面方向から模式的に示したものであり、図11(b)は遮光板自体の斜視構造を示したものである。
(第11の実施の形態)
次に、この発明にかかる光センサの第11の実施の形態について、図12を参照して、先の第10の実施の形態との相違点を中心に説明する。なお、図12(a)は、同センサで採用される遮光板について外装フィルタとの関係を平面方向から模式的に示したものであり、図12(b)は遮光板自体の斜視構造を示したものである。
(第12の実施の形態)
次に、この発明にかかる光センサの第12の実施の形態について、図13を参照して、先の第8の実施の形態との相違点を中心に説明する。なお、図13(a)は、同センサで採用される遮光板について外装フィルタとの関係を平面方向から模式的に示したものであり、図13(b)は遮光板自体の斜視光像を示したものである。
(10)不透明な円盤状の板材から遮光板45dを形成し、該遮光板45dには、その回転方向にその配設密度が段階的に変化する態様で貫通孔47dを設けることとした。これにより、遮光板45dの回転に伴い、透光用の貫通孔47dの配設密度に応じて受光素子20の受光面に入射される光の光量が段階的に調整されるため、光センサとしての感度設定あるいは感度変更を容易に、しかも高精度に行うことができるようになる。また、このような貫通孔47dを調光機構とする遮光板45dの実現にあたっては、例えばパンチングメタル等を採用することができることから、その実現も容易である。
・上記第8〜第12の実施の形態では、遮光板45(45a〜45d)の回転中心および回転半径を外装フィルタ50aの回転中心および回転半径と同一に設定した上で、遮光板45の外周面48を、その全周が外装フィルタ50aの内周面58に所定の摩擦係数が保たれた状態で当接させることとした。しかし、遮光板45についてはこれを、外装フィルタ50aの内部機構として同外装フィルタ50aと一体に形成することとしてもよい。これにより、外装フィルタ50aの回転量と遮光板45の回転量とを完全に一致させることができるようになる。
(他の実施の形態)
その他、上記各実施の形態に共通して変更可能な要素としては、以下のようなものがある。
Claims (16)
- ハウジングに設けられた受光素子と、前記ハウジングの上部に回転可能に設けられた外装フィルタと、該外装フィルタの回転に追従して回転して前記受光素子の受光面に入射される光の量を調整する遮光部材とを備える光センサにおいて、
前記遮光部材には、その中心に回転軸が設けられており、該回転軸を中心とした回転方向についての任意の領域にわたって前記受光素子の受光面に入射される光の量を順次調整する調光機構が設けられてなる
ことを特徴とする光センサ。 - 前記遮光部材は、前記受光素子の受光面上で自由回転可能に軸支されてなる
請求項1に記載の光センサ。 - 前記調光機構は、前記遮光部材の回転軸を中心とした回転方向の全域にわたって設けられてなる
請求項1または2に記載の光センサ。 - 前記調光機構は、前記遮光部材の回転に伴い、前記受光素子の受光面に入射される光の量を連続的もしくは段階的に調整可能に設けられてなる
請求項1〜3のいずれか一項に記載の光センサ。 - 前記遮光部材が不透明な円盤状の板材からなり、前記調光機構は、この円盤状の板材を貫通するように形成された透光用のスリットのスリット幅が同板材の回転方向に連続的もしくは段階的に変化する態様で設けられてなる
請求項4に記載の光センサ。 - 前記遮光部材が半透明な円盤状のフィルム状の部材からなり、前記調光機構は、このフィルム状の部材の透明度が同フィルム状の部材の回転方向に連続的もしくは段階的に変化する態様で設けられてなる
請求項4に記載の光センサ。 - 前記遮光部材が半透明な円盤状の樹脂部材からなり、前記調光機構は、この円盤状の樹脂部材の厚みが同樹脂部材の回転方向に連続的もしくは段階的に変化する態様で設けられてなる
請求項4に記載の光センサ。 - 前記遮光部材が半透明なドーム状の樹脂部材からなり、前記調光機構は、このドーム状の樹脂部材の内方の厚みが同樹脂部材の回転方向に連続的もしくは段階的に変化する態様で設けられてなる
請求項4に記載の光センサ。 - 前記遮光部材が不透明な円盤状の板材からなり、前記調光機構は、この円盤状の板材を貫通するように形成された透光用の貫通孔の配設密度が同板材の回転方向に段階的に変化する態様で設けられてなる
請求項4に記載の光センサ。 - 前記遮光部材の回転軸は前記外装フィルタの回転の中心に対して偏倚して設けられ、前記外装フィルタの回転半径と前記遮光部材の回転半径とは
「外装フィルタの回転半径」>「遮光部材の回転半径」
なる関係に設定されてなる
請求項1〜9のいずれか一項に記載の光センサ。 - 前記遮光部材の外周面は前記外装フィルタの内周面に所定の摩擦係数が保たれた状態で当接されてなる
請求項10に記載の光センサ。 - 前記遮光部材の外周面には外歯ギアが形成され、前記外装フィルタの内周面には内歯ギアが形成され、それら外歯ギアと内歯ギアとの噛合に基づき前記遮光部材が前記外装フィルタの回転に追従して回転する
請求項10に記載の光センサ。 - 前記遮光部材の外歯ギアおよび前記外装フィルタの内歯ギアの少なくとも一方に対し、それらギアの噛合部以外の部分でギア歯に弾性係合される係合部材が設けられてなる
請求項12に記載の光センサ。 - 前記遮光部材の回転中心および回転半径と前記外装フィルタの回転中心および回転半径とが同一に設定されてなる
請求項1〜9のいずれか一項に記載の光センサ。 - 前記遮光部材の外周面はその全周が前記外装フィルタの内周面に所定の摩擦係数が保たれた状態で当接されてなる
請求項14に記載の光センサ。 - 前記遮光部材は、前記外装フィルタの内部機構として同外装フィルタと一体に形成されてなる
請求項14に記載の光センサ。
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