JP2008034420A

JP2008034420A - フォトインタラプタ

Info

Publication number: JP2008034420A
Application number: JP2006202891A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Sunahara; 一徳砂原
Original assignee: Shinko Denshi Co Ltd
Current assignee: Shinko Denshi Co Ltd
Priority date: 2006-07-26
Filing date: 2006-07-26
Publication date: 2008-02-14

Abstract

【課題】低コスト化を図りつつ、外乱光の侵入による誤検知を最小限に抑えることができるフォトインタラプタを提供する。
【解決手段】発光素子１１と受光素子１２とが搭載された基板１０を採用して低廉化を図る。外乱光１００の影響を抑え、かつ部品コストを抑えるために、受光側筐体４０b内の光路を長く取り、筐体内に絞り５０を使用する構造を採用する。具体的には、発光素子１１からの光を曲げる第一の光路変更部材２０aと、第一の光路変更部材２０aからの光を曲げて、受光素子１２へ光を導く第二の光路変更部材２０bと、第二の光路変更部材２０bおよび受光素子１２を覆うと共にそれらの間の光路を覆う、発光素子１１からの光を取り込む開口部４１bを持った不透明な受光側筐体４０bと、第二の光路変更部材２０bと受光素子１２との間の絞り５０と、を具備する構造とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、物体の存在を光学的に検出するのに用いられるフォトインタラプタに関する。

従来よりある、発光素子および受光素子が同一基板上に搭載されているフォトインタラプタとしては、例えば特許文献１に記載されているものがある。このインタラプタは２つの反射板等により光路を曲げ、発光素子からの光を受光素子へ導く。

特開平０６−００５９０９号公報

上記技術では、発光素子および受光素子が同一基板上に搭載されているため、各素子の支持構造や各素子からの配線等を簡略化し低コスト化を実現できるものの、外乱光が侵入しやすいために上記受光素子が誤検知を起こす虞が大きいという問題点がある。

本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたもので、低コスト化を図りつつ、外乱光の侵入による誤検知を最小限に抑えることができるフォトインタラプタを提供することを目的とする。

前記問題点を解決するためのフォトインタラプタ装置に係る発明は、
発光素子と受光素子とを搭載した基板と、発光素子からの光を曲げる第一の光路変更部材と、第一の光路変更部材からの光を曲げて、受光素子へ光を導く第二の光路変更部材と、第二の光路変更部材および受光素子を覆うとともに、第二の光路変更部材と受光素子との間の光路を覆い、かつ発光素子からの光を取り込む開口部を持った光学的に不透明な受光側筐体と、受光側筐体内の、第二の光路変更部材と受光素子との間に、第二の光路変更部材からの光を絞る絞りと、を備えたことを特徴とする。

ここで、上記受光側筐体は、さらに、上記第一の光路変更部材、および、上記第一の光路変更部材と上記第二の光路変更部材との間の光路を覆い、上記開口部は上記発光素子と上記第一の光路変更部材との間に設けられたものであってもよい。

本発明によれば、受光鏡筒内に１ないし複数の絞りを配置することにより、発光素子から発せられた光以外の外乱光を受光素子が検知しにくくなり、すなわち外乱光の影響を受けにくくなり、検知精度を高めることができる。

さらに、発光素子および受光素子が同一基板上に搭載されているため、各素子の支持構造や各素子からの配線等を簡略化し低コスト化を実現できる。

以下、本発明に係るフォトインタラプタの各種実施形態について、図面を用いて説明する。

まず、図１、図２を用いて、第一の実施形態としてのフォトインタラプタを説明する。

本実施形態のフォトインタラプタは、例えばLEDランプなどの発光素子１１と、例えばフォトトランジスタなどの受光素子１２と、これらの素子１１,１２を同一面上に搭載している基板１０と、第一の光路変更部材２０aと、第二の光路変更部材２０bと、絞り５０と、これらを覆う筐体４０と、を備えている。

第一の光路変更部材２０aは、例えばプリズムなどであり、発光素子１１からの光を９０度曲げるよう設置されている。

第二の光路変更部材２０bは、例えばプリズムなどであり、第一の光路変更部材２０aからの光を９０度曲げて受光素子１２側へ向かうよう設置されている。

筐体４０は、発光素子１１と第一の光路変更部材２０aとを覆う発光側筐体４０aと、受光素子１２と第二の光路変更部材２０bとを覆う受光側筐体４０bと、を有している。

発光側筐体４０aには、第一の光路変更部材２０aによって曲げられた光を発光側筐体４０aから外部へ出力するための開口部４１aが設けられている。

受光側筐体４０bには、発光側筐体の開口部４１aと対向する開口部４１bが設けられている。すなわち、第一の光路変更部材２０aからの光を第二の光路変更部材２０bへ導くための開口部４１bがある。

絞り５０は、第二の光路変更部材２０bと受光素子１２との間にあり、受光側筐体４０b内に設置されている。

受光側筐体４０bの筐体内壁と、絞り５０とは、光を吸収する塗料が塗布され、あるいは光を吸収する素材で構成されている。

まず、発光素子１１から発せられた光は光路３０aを通り、光路変更部材２０aに到達する。光路変更部材２０aにより光路を変更された光は光路３０bを通り発光側筐体４０aの開口部４１aから出力され、遮蔽物６０がない場合には、対向する受光側筐体４０bの開口部４１bを通って第二の光路変更部材２０bに到達する。光路変更部材２０bで光路を変更された光は光路３０cを通って受光素子１２に到達するが、その間に配された絞り５０により絞られる。

ここで、外乱光の影響を少なくする機構についても説明する。

受光側筐体４０bに設けられた開口部４１bからは、発光素子１１からの光だけでなく、光路３０bに対して角度を持った、外乱光１００が侵入する。外乱光１００は、受光側筐体４０b内に設置された第二の光路変更部材２０bに到達し、第二の光路変更部材２０bにより光路を曲げられる。曲げられた外乱光１００の光路は光路３０cに対して角度を持つため、曲げられた外乱光１００は、受光側筐体４０b内壁に吸収されるか、第二の光路変更部材２０bと受光素子１２との間にある絞り５０により吸収されるため、受光素子１２に到達することができない。

以上のように、本実施形態では、発光素子１１からの光を受光素子１２が受光でき、かつ、外乱光１００は受光筐体４０bまたは絞り５０によってそのほとんどを吸収されるため、外乱光１００の侵入による誤検知を最小限に抑えることができる。

次に、図３〜図４を用いて、第二の実施形態としてのフォトインタラプタを説明する。

本実施形態のフォトインタラプタも、第一の実施形態と同様に、発光素子１１と、受光素子１２と、これらの素子１１,１２を同一面上に搭載している基板１０と、第一の光路変更部材２０aと、第二の光路変更部材２０bと、第一の絞り５０と、これらを覆う筐体４５と、を備えている。ただし、本実施形態においては、第一の実施形態に使用される筐体４０に替えて、筐体４５を備えた点において相違している。この筐体４５は、発光素子１１を覆う発光側筐体４５a、および、第一の光路変更部材２０aと、第二の光路変更部材２０bと、受光素子１２と、を覆う受光側筐体４５b、を有している。さらに、これに加え、第一の光路変更部材２０aと、第二の光路変更部材２０bとの間の受光側筐体４５b内に、第二の絞り５５が配されることを特徴とする。

第一の実施形態と同様に、発光側筐体４５aには、発光素子１１からの光を発光側筐体４５aから外部へ出力するための開口部４６aが設けられている。

受光側筐体４５bには、発光側筐体の開口部４６aと対向する開口部４６bが設けられている。すなわち、発光素子１１からの光を第一の光路変更部材２０aへ導くための開口部４６bがある。

本実施形態においても、受光側筐体４５bの筐体内壁と、第一の絞り５０と、第二の絞り５５と、には、光を吸収する塗料が塗布され、あるいは光を吸収する素材で構成されている。

発光素子１１から発せられた光は発光側筐体４５aの開口部４６aを通り、光路３０aを通る。光路３０a上に遮蔽物６０がない場合には、対向する受光側筐体４５bの開口部４６bを通って光路変更部材２０aに到達する。光路変更部材２０aにより光路を変更された光は光路３０bを通り、第二の光路変更部材２０bに到達するが、その間に配された第二の絞り５５により絞られる。光路変更部材２０bで光路を変更された光は光路３０cを通って受光素子１２に到達するが、その間に配された第一の絞り５０により絞られる。

受光側筐体４５bに設けられた開口部４６bからは、発光側筐体４５aに設けられた開口部４６aを通った発光素子１１からの光だけでなく、光路３０aに対して角度を持った、外乱光１００が侵入する。外乱光１００は、受光側筐体４５b内に設置された第一の光路変更部材２０aに到達し、第一の光路変更部材２０aにより光路を曲げられる。曲げられた外乱光１００の光路は光路３０bに対して角度を持つため、曲げられた外乱光１００は、受光側筐体４５b内壁に吸収されるか、第一の光路変更部材２０aと第二の光路変更部材２０bとの間にある第二の絞り５５により吸収されるため、第二の光路変更部材２０bに到達することができない。

さらに、ごく微量ではあるが第二の絞り５５によって絞りきれなかった外乱光１００は、第二の光路変更部材２０bに到達した後、光路を曲げられるが、曲げられた後も光路３０cに対して角度を持つ。そのため、受光側筐体４５b内壁に吸収されるか、第二の光路変更部材２０bと受光素子１２との間にある第一の絞り５０に吸収されることにより、受光素子１２に到達することができない。

以上のように、本実施形態では、発光素子１１からの光を受光素子１２が受光でき、かつ、外乱光１００は受光側筐体４５bと、第一の絞り５０と、第二の絞り５５と、によってそのほとんどを吸収できる。さらには、光を吸収する性質のある受光側筐体４５b内に第一の光路変更部材２０aを含めたことで、受光側筐体４５b内に光路３０cだけでなく光路３０bも収めることが可能となり、受光側筐体４５b内の光路を長く確保できる。これにより、外乱光の吸収効率を高くすることができる。

その結果、第一の実施形態と比較して、より外乱光１００の侵入による誤検知を抑えることができる。

また、光路を曲げることにより受光側筐体４５b内の光路を長く確保しているため、第一の実施形態にある筐体４０と比較して、筐体４５はサイズが大きくならない。

なお、以上の実施形態では、光路変更部材にプリズムを使用しているが、反射鏡や反射板などであっても良い。

また、以上の実施形態では、第一の光路変更部材２０aと第二の光路変更部材２０bとの間に１つ、第二の光路変更部材２０bと受光素子１２との間に１つ、の絞りを設けているが、それぞれ２つ以上の絞りを配しても良い。

本発明に係る第一の実施形態におけるフォトインタラプタの側面図である。図１におけるＡ−Ａ線断面図である。本発明に係る第二の実施形態におけるフォトインタラプタの側面図である。図３におけるＢ−Ｂ線断面図である。

符号の説明

１０：基板、１１：発光素子、１２：受光素子、２０a：光路変更部材、２０b：光路変更部材、３０a：光路、３０b：光路、３０c：光路、４０：筐体、４０a：発光側筐体、４０b：受光側筐体、４１a：発光側開口部、４１b：受光側開口部、４５：筐体、４５a：発光側筐体、４５b：受光側筐体、４６a：発光側開口部、４６b：受光側開口部、５０：絞り、５５：第二の絞り、１００：外乱光

Claims

発光素子と受光素子を備え、物体の存在を光学的に検知するフォトインタラプタにおいて、
上記発光素子と上記受光素子とを搭載した基板と、
上記発光素子からの光を曲げる第一の光路変更部材と、
上記第一の光路変更部材からの光を曲げて、上記受光素子へ光を導く第二の光路変更部材と、
上記第二の光路変更部材および上記受光素子を覆うとともに、上記第二の光路変更部材と上記受光素子との間の光路を覆い、かつ上記発光素子からの光を取り込む開口部を持った光学的に不透明な受光側筐体と、
上記受光側筐体内の、上記第二の光路変更部材と上記受光素子との間に、上記第二の光路変更部材からの光を絞る絞りと、
を備えたことを特徴とするフォトインタラプタ。
請求項１に記載のフォトインタラプタにおいて、
上記第二の光路変更部材と上記受光素子との間の上記絞りを複数有する、
ことを特徴とするフォトインタラプタ。
請求項１に記載のフォトインタラプタにおいて、
上記受光側筐体は、さらに、上記第一の光路変更部材、および、上記第一の光路変更部材と上記第二の光路変更部材との間の光路を覆い、上記開口部は上記発光素子と上記第一の光路変更部材との間に設けられた、
ことを特徴とするフォトインタラプタ。
請求項３に記載のフォトインタラプタにおいて、
さらに、上記受光側筐体内の、上記第一の光路変更部材と上記第二の光路変更部材との間に、上記第一の光路変更部材からの光を絞る絞りを備えた、
ことを特徴とするフォトインタラプタ。
請求項４に記載のフォトインタラプタにおいて、
上記第一の光路変更部材と上記第二の光路変更部材との間の上記絞りを複数有する、
ことを特徴とするフォトインタラプタ。