JP2010112891A

JP2010112891A - 光センサ

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Publication number: JP2010112891A
Application number: JP2008287091A
Authority: JP
Inventors: Osamu Matsumoto; 修松本; Yuki Shirai; 雄喜白井; Takashi Yasuo; 貴司安尾; Yasuaki Yukimae; 康章幸前
Original assignee: Inax Corp
Current assignee: Inax Corp
Priority date: 2008-11-07
Filing date: 2008-11-07
Publication date: 2010-05-20

Abstract

【課題】本来の検知対象を後方の鉢や扉その他のものから正確に判別することができ、精度高く検知対象を検知することのできる光センサを提供する。
【解決手段】発光部３６から検知対象に向けて発した光の検知対象からの反射光を受光部４２で受光し、発光部３６と受光部４２の並びの方向をＸ方向として、反射光の検知対象からの反射角度に応じて変化する受光素子３８上のＸ方向の受光位置を検出することによって検知対象の位置の検知を行う光センサ２０において、発光素子３２の発光方向の前方に、発光素子３２からの光をＸ方向に絞り、Ｘ方向への光の拡がりを制限するスリット孔６８を配置し、スリット孔６８を透過した光を前方に配置した集光レンズ３４を通して平行光として前方に照射するようになす。
【選択図】図２

Description

この発明は発光部から検知対象に向けて光を発光し、検知対象からの反射光を受光部で受光して検知対象の位置を検知する光センサに関する。

従来より、人体等の検知対象を検知するための光センサが自動水栓や便器の自動洗浄装置その他において広く用いられている。
例えば自動水栓では、光センサにより人体（差し出された手）を検知することで、吐水口より自動吐水するようになしており、また便器の自動洗浄装置では、同じく光センサによる人体検知により便器に自動給水を行って便器を洗浄するようにしている。

この種の人体等の検知対象を検知する光センサとして、発光部から発光し、検知対象からの反射光を受光部で受光して、その反射光量の大小に応じて設定距離範囲内に検知対象があるか否かを判定する形式のものが従来広く用いられているが、この種のものは使用者の着ている服の色によって、例えば黒い服を着ている場合と白い服を着ている場合とで反射光量が大きく異なったとき、検知対象が設定距離範囲内にあるか否かを誤判定してしまう問題が指摘されている。

一方光センサとして、検知対象までの距離を検出することによって設定距離範囲内に検知対象があるか否かを判定する光センサが公知である。
この形式の光センサの場合、検知対象からの反射光量の大小に拘らず設定距離範囲内に検知対象があるか否かを判定することが可能である。

例えば下記特許文献１にこの種の光センサが開示されている。
この測距式の光センサでは、発光素子を備えた発光部から検知対象に向けて発した光の検知対象からの反射光を受光素子を備えた受光部で受光し、発光部と受光部の並びの方向をＸ方向として、反射光の検知対象からの反射角度に応じて変化する受光素子上のＸ方向の受光位置を検出することによって、三角測量の原理で検知対象の位置の検知を行う。

図９はその原理を模式的に示している。
図においてＴは検知対象、２００は発光素子２０２とレンズ２０４とを有する発光部で、２０６は発光部２００から距離Ｓだけ離れた位置に設けられた位置検出素子からなる受光素子２０８とレンズ２１０とを有する受光部である。
この光センサの場合、発光素子２０２からの光はレンズ２０４で集光されて検知対象Ｔに向け照射され、その反射光が受光部２０６におけるレンズ２１０を透過して受光素子２０８上に受光される。

このとき、検知対象Ｔまでの距離Ｌが短く反射光の反射角度θが大きいときには、受光素子２０８上に受光された反射光の重心の位置は受光素子２０８の中心位置からより離れた位置となり、また一方、検知対象Ｔまでの距離Ｌが長く反射光の反射角度θが小さいときには、受光素子２０８上に受光された反射光の重心位置は受光素子２０８の中心により近い位置となる。
従って受光素子２０８の中心から受光素子２０８における受光の重心位置までの距離ｄの大小を知ることによって、三角測量の原理により検知対象Ｔまでの距離Ｌを知ることができる。

例えば受光素子２０８として一次元の位置検出素子からなるＰＳＤを用いた場合、受光素子２０８は両端の出力端子から電流Ｉ_１，Ｉ_２を出力し、それら電流Ｉ_１とＩ_２との電流比は、受光素子２０８上に受光された反射光の重心位置に応じて変化する。
例えば受光素子２０８のＸ方向の長さをＣ，受光した反射光の重心位置の受光素子２０８端からの距離をＸとすると、
Ｉ_１：Ｉ_２＝Ｘ：（Ｃ−Ｘ）
となり、両端からの出力の電流値Ｉ_１，Ｉ_２を知ることによって検知対象Ｔまでの距離Ｌを知ることができる。

しかしながら、この測距式の光センサにおいてもまた次のような問題点を有している。
例えば発光素子２０２としてＬＥＤを用いた場合、チップ（ＬＥＤチップ）から出た光は、これを包み込んでいる樹脂を通過する過程で拡散したり、またチップを囲んでいる反射板で反射し、拡がりをもった光としてレンズ２０４に到達し、そしてレンズ２０４を透過して前方に放射される。
そのためレンズ２０４からの光は大きな拡がりをもって検知対象Ｔに照射される。

この場合、図１０に示しているように検知対象Ｔ_１までの距離とＴ_２までの距離とが大きく異なっているにも拘らず、それら検知対象Ｔ_１，Ｔ_２からの反射光の受光素子２０８への入射角度が等しいことによって、それらを同じ距離にあるものと誤判定してしまう。
即ち、本来設定距離範囲内の検知対象Ｔ_１だけを検知したいにも拘らず、設定距離範囲外にある検知対象Ｔ_２までも設定距離範囲内にあるものと誤判定してしまうことが起り得る。

従ってこのような光センサを自動水栓の人体検知用のセンサとして用いた場合、差し出された手だけでなく、その背景の後方にある鉢までをも本来の検知対象と誤判定してしまう問題が生じ、このことが自動水栓の誤動作の原因となって自動水栓の使い勝手を悪くしてしまう。
またこの光センサを便器の自動洗浄装置の人体検知用のセンサとして用いた場合、トイレの扉等を人体と誤って誤判定してしまうことが生じ得る。

尚、本発明に類似する技術として下記特許文献２に開示されたものがある。
但しこのものは、発光素子からの光をレンズにて先ず平行光線とした後に、これをスリットにて発光素子と受光素子との並び方向であるＸ方向に絞るものであり、本発明とは別異のものである。

特開２００４−２５１７７６号公報特開２０００−９７６３０号公報

本発明は以上のような事情を背景とし、本来の検知対象を後方の鉢や扉その他のものから正確に判別することができ、精度高く検知対象を検知することのできる光センサを提供することを目的としてなされたものである。

而して請求項１のものは、発光素子を備えた発光部から検知対象に向けて発した光の該検知対象からの反射光を受光素子を備えた受光部で受光し、該発光部と受光部の並びの方向をＸ方向として、該反射光の該検知対象からの反射角度に応じて変化する該受光素子上の該Ｘ方向の受光位置を検出することによって該検知対象の位置の検知を行う光センサにおいて、前記発光素子の発光方向の前方に、該発光素子からの光を前記Ｘ方向に絞り、該Ｘ方向への光の拡がりを制限する絞り孔を配置し、該絞り孔を透過した光を該絞り孔の更に前方に配置したレンズを通して平行光とする方向に該光を前記Ｘ方向に集光することを特徴とする。

請求項２のものは、請求項１において、前記絞り孔は、前記Ｘ方向に対して直交方向のＹ方向に長手形状をなすスリット孔となしてあることを特徴とする。

請求項３のものは、請求項１において、前記発光素子がＬＥＤであり、該ＬＥＤの前位置に貫通孔を有する遮光板を配置し、該貫通孔にて前記絞り孔を構成してあることを特徴とする。

請求項４のものは、請求項１において、前記発光素子がＬＥＤであり、該ＬＥＤの表面の一部を残して該表面に遮光性の塗料を塗布し、該一部の該塗料の非塗布部にて前記絞り孔を構成してあることを特徴とする。

請求項５のものは、請求項１において、前記発光素子がＬＥＤであり、前記絞り孔が前記Ｘ方向において該ＬＥＤのチップの幅よりも小さい幅で構成してあり、且つ該絞り孔の該Ｘ方向の幅は、該チップが該絞り孔に対して該Ｘ方向に設定した範囲内で最大の位置誤差を生じていても、該チップの該Ｘ方向の両端が該絞り孔周りの遮光部の後側に隠れるような幅で定めてあることを特徴とする。

請求項６のものは、請求項１において、前記発光素子がＬＥＤであり、前記絞り孔が前記Ｘ方向において該ＬＥＤのチップの幅よりも大きい幅で構成してあり、且つ該絞り孔の該Ｘ方向の幅は、該チップが該絞り孔に対して該Ｘ方向に設定した範囲内で最大の位置誤差を生じていても、該チップの該Ｘ方向の両端が該絞り孔の該Ｘ方向の内側に位置するような幅で定めてあることを特徴とする。

発明の作用・効果

以上のように本発明の光センサは、発光素子の発光方向の前方に、発光素子からの光を発光部と受光部との並びの方向であるＸ方向に絞り、そのＸ方向への光の拡がりを制限する絞り孔を配置し、絞り孔を透過した光を、絞り孔の更に前方に配置したレンズを通して平行光とする方向に光をＸ方向に集光するようになしたものである。

本発明では、発光素子から出た光を絞り孔に通してそこで光をＸ方向に絞ることで、その絞り孔の部位において二次的な光源を形成し、その二次的な光源からの光をレンズに向けて投光することができる。
従って発光素子から出た光に反射光等が含まれ、発光素子からの光が拡がりをもった光であっても、これを絞り孔に通すことで、反射光等の余分な光をＸ方向において排除することが可能となる。
そして絞り孔のＸ方向の幅を小さくしておくことで、絞り孔の部位に形成される二次的な光源をＸ方向において点光源ないしこれに近いものとなすことができる。

而して絞り孔の位置をレンズ（集光レンズ）の焦点距離の位置に位置させておけば（但し場合によって焦点距離よりもレンズに対し離れた位置又は近い位置に位置させておくこともできる）、絞り孔からの光即ち二次的な光源からの光は、レンズを通過することで平行光となって検知対象に向け照射される。

即ち従来にあってはレンズからＸ方向に大きな拡がりを持って検知対象に照射されていた光を、本発明によればそのＸ方向に光を効果的に集光させた状態で検知対象に照射することができる。
これにより、検知対象の位置の検知を正確に行い得るようになり、従って検知対象が設定距離範囲内に位置しているか否かを後方の鉢その他の光反射体と明確に判別して、検知対象を精度高く検知できるようになる。

本発明において、上記絞り孔は、Ｘ方向に対して直交方向をなすＹ方向に長手形状をなすスリット孔となしておくことができる（請求項２）。
本発明では、上記絞り孔をＸ方向にも、またＹ方向にも同等の小寸法の、例えばピンホール孔となしておくことができるが、この場合、その絞り孔を通過して検知対象に照射される光の光量が少なくなり、従って検知対象から受光部に反射される反射光の受光量も少なくなってしまう。
従ってこの絞り孔は、請求項２に従ってＸ方向に対して直交方向をなすＹ方向に長手形状をなすスリット孔となしておくことが望ましい。

検知対象に向けて照射される光が、投光部と受光部との並び方向と直交方向のＹ方向に拡がりを持っていても、その拡がりの程度に拘らず、検知対象から受光部に向けて反射される反射光の角度は影響を受けず一定である。
一方でＹ方向に拡がりを持って投光部から光を照射すれば、検知対象で反射して受光部に受光される光の光量が多くなり、検知精度を高めることができる。

本発明では、発光素子をＬＥＤとなし、そのＬＥＤの前位置に貫通孔を有する遮光板を配置して、その貫通孔にて上記の絞り孔を構成するようになすことができる（請求項３）。
この場合遮光板はＬＥＤの前面に密着させておくことが望ましい。

或いは発光素子をなすＬＥＤの表面の一部を残してその表面に遮光性の塗料を塗布し、その一部の塗料の非塗布部にて上記の絞り孔を構成するようになすことができる（請求項４）。
このようにすれば、塗料の塗布にて形成される遮光部，絞り孔とＬＥＤの前面との間の間隔をゼロとすることができる。

次に請求項５は、上記の絞り孔を、Ｘ方向においてＬＥＤのチップの幅よりも小さい幅で構成し、且つその絞り孔のＸ方向の幅を、チップが絞り孔に対してＸ方向に設定した範囲内で最大の位置誤差を生じていても、チップのＸ方向の両端が絞り孔周りの遮光部の後側に隠れるような幅で定めたものである。
このようにしておけば、製造誤差等によってチップのＸ方向の位置がばらついていても、絞り孔から検知対象に向けて前方に照射される光の量を一定光量に規定することができ、ひいてはチップの位置誤差によって検知精度に悪影響が及ぶのを防ぐことができる。

一方、上記とは逆に絞り孔のＸ方向の幅を、ＬＥＤのチップの幅よりも大きい幅で構成し、且つ絞り孔のＸ方向の幅を、チップが絞り孔に対してＸ方向に設定した範囲内で最大の位置誤差を生じていても、チップのＸ方向の両端が絞り孔のＸ方向の内側に位置するような幅で定めたもので（請求項６）、このようになした場合においても、Ｘ方向のチップの位置誤差に拘らず絞り孔から一定光量で検知対象に向け光を照射することが可能となり、ひいてはチップの位置誤差により検知精度に悪影響が及ぶのを防ぐことができる。

次に本発明の光センサを、自動水栓の光センサに適用した場合の実施形態を図面に基づいて以下に詳しく説明する。
図１において、１０はカウンターで、１２はカウンター１０に設けられた手洗器、１４はこの手洗器１２における鉢部１３の奥部の平坦な取付部１６から斜め前方に起立状態に設けられた自動水栓における吐水部である。
吐水部１４には、前方に突き出した吐水口１８と、吐水口１８の上側に設けられた光センサ２０（以下単にセンサ２０とする）とを有しており、センサ２０の前方に手を差し出すとセンサ２０がこれを検知し、吐水口１８から自動的に吐水する。

図１（Ｂ）に詳しく示しているように、吐水部１４の根元部にはプレート２２が設けられており、そのプレート２２に、吐水口１８からの吐水種類として水を選択する水スイッチ２４と、吐水口１８からの吐水種類として適温に温度調節された温水を選択する温水スイッチ２６とが設けられている。
またこれら水スイッチ２４，温水スイッチ２６に近接して、水の吐水が選択されたことを表示する表示灯２８，温水の吐水が選択されたことを表示する表示灯３０が、それぞれ設けられている。

この実施形態の場合、水スイッチ２４をオン操作して水を選択した状態でセンサ２０の前方に手を差し出すと、センサ２０がこれを検知して吐水口１８から自動的に水を吐水する。
また手がセンサ２０の検知から外れると、そこで吐水口１８からの吐水が停止する。

一方温水スイッチ２６を選択した状態の下でセンサ２０の前方に手を差し出すと、センサ２０がこれを検知して吐水口１８から温水を自動的に吐水する。
また手がセンサの検知から外れると、そこで吐水口１８からの温水の吐水が停止する。

図２にセンサ２０の構成が具体的に示してある。
図に示しているようにセンサ２０は、発光素子３２及び集光レンズ３４を備えた発光部３６と、受光素子３８及び集光レンズ４０を備えた受光部４２とを有しており、それら発光部３６と受光部４２とが水平方向（Ｘ方向）に並べて配置してある。
ここで発光部３６と受光部４２とはＸ方向に距離Ｓだけ離隔して配置してある。

この実施形態において、発光素子３２はＬＥＤからなっており、また受光素子３８は、ここでは一次元の位置検出素子であるＰＳＤからなっている。
この実施形態において、センサ２０は発光部３６から検知対象に向けて光を投光し、そして検知対象からの反射光を受光部４２で受光する。
そして反射光の検知対象からの反射角度に応じて変化する受光素子３８上のＸ方向の受光位置を検出することによって、三角測量の原理で検知対象の位置の検知を行う。

４４は遮光性を有するセンサケースで、後壁４６，左右一対の側壁４８，前壁５０及び仕切り壁５２を有している。そしてその仕切り壁５２にて仕切られた空間内に、上記の発光素子３２と受光素子３８とが収容されている。
また前壁５０には一対の開口５４，５６が設けられていて、そこに集光レンズ３４，４０が位置決状態で保持されている。
尚集光レンズ３４，４０の周りの部分は前壁５０にて遮光状態とされている。

従来、ＬＥＤにはリードフレームと一体形成したカップ内にチップ（ＬＥＤチップ）を実装し、そのカップ内に樹脂を封入して周りにエポキシ樹脂を砲弾型にモールドした形態の砲弾型ＬＥＤや、樹脂等で成形したキャビティの中にチップ（ＬＥＤチップ）を実装し、そしてキャビティの内面を反射板（反射コーン）として機能させるとともに、キャビティの内部に樹脂を封入した形態の表面実装型ＬＥＤ等が知られているが、ここではＬＥＤとして表面実装型ＬＥＤが用いられている。

図において５８はキャビティの中に実装されたチップ（ＬＥＤチップ）で、６０はテーパ形状をなすキャビティ内面の反射膜（反射コーン）、６２はキャビティに充填されてチップ５８を封入する樹脂、６４はパッケージ基板である。
６６は、発光素子３２の前面（図中右面）と外周面とを覆う状態に設けられた遮光性の板状の素子ケースで、その前面部に即ち発光素子３２の発光方向の前方位置に、図中Ｘ方向に対して直交方向をなすＹ方向に長手形状をなすスリット孔（絞り孔）６８を有している。
ここでスリット孔６８と集光レンズ３４との間隔ｌは、集光レンズ３４の焦点距離ｆと同等とされている。
尚この実施形態において、素子ケース６６はその前面部が発光素子３２に密着する状態で設けられている。

この実施形態では、チップ５８から発せられた光は反射膜６０での反射光、更にはチップ５８表面での反射、更には樹脂６２を通過する際の光の散乱等を伴って図中右方向に投光されるが、この実施形態では発光素子３２の前位置にＹ方向に長手形状をなすスリット孔６８が設けられているため、発光素子３２からの光がそのスリット孔６８を通過することで反射光等の余分の光がそこでカットされる。そしてそのスリット孔６８が二次的な光源となって、そこから光が集光レンズ３４に向けて投光される。

このスリット孔６８の部位の二次的な光源は、図２に示しているようにＸ方向においては実質的な点光源となり、その点光源からの光が集光レンズ３４に向けて且つ焦点位置から集光レンズ３４に向けて投光される。
その結果発光素子３２から出た光は集光レンズ３４を通過することで平行光となって、検知対象に向け前方に照射される。

但し絞り孔としてのスリット孔６８は、投光部３６と受光部４２との並び方向と直交方向のＹ方向に長手形状をなしているため、図３（Ｂ）に示すように発光素子３２からの光はＹ方向においては拡がりをもった光となって集光レンズ３４に投光される。従って集光レンズ３４を通過した光は所定の拡がりをもった光となって検知対象に向け前方に照射される。
尚、受光素子３８とこれに対応する集光レンズ４０との距離ｌもまた、集光レンズ４０の焦点距離と同等とされており、集光レンズ４０に入射した反射光はその焦点距離に位置している受光素子３８に集光される。

以上のような本実施形態においては、発光素子３２から出た光は、絞り孔としてのスリット孔６８の絞り作用によって、Ｘ方向においては集光レンズ３４から平行光となって検知対象に向け前方に照射される。

従って図３（Ａ）に示しているように、この実施形態では図１０中の検知対象Ｔ_２に対して発光素子３２からの光が照射されることはなく、それ故検知対象Ｔ_２からの反射光が検知対象Ｔ_１からの反射光と同じ角度で受光素子３８に入射することによって、検知対象Ｔ_２が目的とする設定距離範囲内にあるものと誤判定されてしまうことはなく、検知対象Ｔ_１のみが正しく設定距離範囲内にあるものと判定される。

尚、図３（Ｂ）に示しているようにＹ方向に拡がって前方に投光された光の反射光は、Ｘ方向において同角度で反射する反射光となるため、Ｙ方向に光が拡がって前方に照射されることによって、そのことが検知精度に悪影響を及ぼすことはない。
一方でこのようにＹ方向に光が拡がって投光されることで、検知対象からの反射光の光量が多くなり、センサ２０による検知精度を高めることができる。

上例では絞り孔をＹ方向に長手形状を成すスリット孔、即ちＸ方向にだけ光を絞り、Ｙ方向には絞りを効かせない形状の孔としているが、本発明ではかかる絞り孔をＸ方向にも、またＹ方向にも光を絞る形態の孔、例えばこれをピンホール孔となすこともできる。

図５は絞り孔をスリット孔として、そのスリット幅を種々変えた場合，及び絞り孔をピンホール孔としてその孔径を種々変えた場合の検知精度を、スリット孔やピンホール孔等の絞り孔による絞りを行わないで、ＬＥＤのチップのサイズを種々変えた場合（比較例）の検知精度と比較して示したものである。

尚測定は次のようにして行った。
即ち、絞り孔としてスリット孔を用いる場合には、図４（Ａ）に示しているようにスリット孔と集光レンズ３４との間隔ｌを、集光レンズ３４の焦点距離ｆとし、そしてスリット幅を０．３ｍｍ，０．５ｍｍ，０．７ｍｍと変えて検知精度に与える影響を調べた（但しチップのサイズは１ｍｍ角である）。

また絞り孔をピンホール孔とする場合には、図４（Ｂ）に示しているように絞り孔と集光レンズ３４との間隔ｌを、（Ａ）の場合と同様に集光レンズ３４の焦点距離ｆとし、そしてピンホール孔の孔径をφ０．３ｍｍ，φ０．５ｍｍ，φ０．７ｍｍと変化させて、それらによる検知精度への影響を調べた（但しチップのサイズは１ｍｍ角である）。

図４（Ｃ）は、（Ａ），（Ｂ）と異なって絞り孔をＬＥＤの前に置かず、ＬＥＤからの光を直接集光レンズ３４に向けて投光するようにし、その際にチップのサイズを０．３ｍｍ角，０．７ｍｍ角，１．０ｍｍ角と変化させて、それらによる検知精度への影響を調べた。

これらの結果を示す図５において、横軸はスリット孔におけるＸ方向のスリット幅，ピンホール孔における孔径即ちＸ方向の寸法，チップサイズを種々変えたときのＸ方向のチップ幅をそれぞれ表している。
また縦軸はＳ／Ｎ比を表している。ここでＳは目標とする設定距離範囲内の検知対象からの反射光から得られるシグナルとしての測定電圧値[ｍＶ]を、またＮは設定距離範囲外の光反射体の反射光から得られるノイズの測定電圧値[ｍＶ]を表している。
但しＳ／Ｎ[ｄＢ]は次の式で与えられるものである。
Ｓ／Ｎ[ｄＢ]＝１０log_１０（Ｓ／Ｎ）

この図５の結果から、絞り孔としてピンホール孔を用いた場合にも検知精度を従来に較べて高めることができること、またピンホール孔に較べてスリット孔の方が絞り孔として効果が高いことが見て取れる。

上例ではスリット孔を有する遮光板にてＬＥＤからなる発光素子３２の前面を覆うことで、絞り孔としてのスリット孔６８を形成しているが、図６に示しているようにＬＥＤから成る発光素子３２の前面に、その一部を残して遮光性の塗料７０を塗布することによって、スリット孔６８その他形状の絞り孔を構成することも可能である。

また本発明では、図７に示しているようにＬＥＤから成る発光素子３２のチップ（ＬＥＤチップ）５８のＸ方向の幅に対して絞り孔、代表的にはスリット孔６８のスリット幅を小さくしておくことができる。
但しこの場合、スリット孔６８のＸ方向の幅は、チップ５８がスリット孔６８に対してＸ方向に設定した範囲内（交差の範囲内）で最大の位置誤差を生じている場合であっても、チップ５８のＸ方向の両端がスリット孔６８周りのＸ方向の縁部の後側に隠れるような幅で定めておく。
尚図７中７２は電極を示している。

このようにしておけば、製造誤差等によってチップ５８のＸ方向の位置がばらついていても、スリット孔６８から検知対象に向けて前方に照射される光の量を一定光量に規定することができ、ひいてはチップ５８の位置誤差によって検知精度に悪影響が及ぶのを防ぐことができる。

本発明ではまた、上記とは逆に図８に示すようにしてスリット孔６８のＸ方向の幅を、チップ５８の同方向の幅よりも大きくしておくことができる。
但しこの場合、スリット孔６８のＸ方向の幅は、チップ５８がスリット孔６８に対してＸ方向に設定した範囲内（交差の範囲内）で最大の位置誤差を生じていても、チップ５８のＸ方向の両端がスリット孔６８のＸ方向の内側に位置するような幅で定めておく。

このようになした場合においても、Ｘ方向のチップ５８の位置誤差に拘らずスリット孔６８から一定光量で検知対象に向け光を照射することが可能となり、ひいてはチップ５８の位置誤差により検知精度に悪影響が及ぶのを防ぐことができる。

以上本発明の実施形態を詳述したが、これはあくまで一例示である。
例えば上記実施形態では光センサを自動水栓における人体検知用のセンサとして用いているが、本発明の光センサは便器の自動洗浄装置における人体検知用の光センサとして、或いはその他各種の用途に用いることが可能である。

また光センサにおける受光素子として、上記の１次元のＰＳＤの他にフォトダイオードを並べたものやＣＣＤ，ＣＭＯＳイメージセンサ等を用いることが可能である等、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた形態で構成可能である。

本発明の光センサの適用対象の一例としての自動水栓を設置状態で示した図である。図１における光センサの構成を具体的に示した図である。同実施形態の光センサの作用説明図である。図３の光センサの効果の測定方法の説明図である。測定の結果得られた検知精度を比較例と比較して示した図である。本発明の他の実施形態の要部を示した図である。本発明の光センサの一形態例を示した図である。図７とは異なる形態例を示した図である。従来公知の測距式の光センサの原理説明図である。図９の光センサの不具合の説明図である。

符号の説明

２０光センサ
３２発光素子
３４，３８集光レンズ
３６発光部
４２受光素子
５０前壁
６８スリット孔（絞り孔）

Claims

発光素子を備えた発光部から検知対象に向けて発した光の該検知対象からの反射光を受光素子を備えた受光部で受光し、該発光部と受光部の並びの方向をＸ方向として、該反射光の該検知対象からの反射角度に応じて変化する該受光素子上の該Ｘ方向の受光位置を検出することによって該検知対象の位置の検知を行う光センサにおいて
前記発光素子の発光方向の前方に、該発光素子からの光を前記Ｘ方向に絞り、該Ｘ方向への光の拡がりを制限する絞り孔を配置し、該絞り孔を透過した光を該絞り孔の更に前方に配置したレンズを通して平行光とする方向に該光を前記Ｘ方向に集光することを特徴とする光センサ。
請求項１において、前記絞り孔は、前記Ｘ方向に対して直交方向のＹ方向に長手形状をなすスリット孔となしてあることを特徴とする光センサ。
請求項１において、前記発光素子がＬＥＤであり、該ＬＥＤの前位置に貫通孔を有する遮光板を配置し、該貫通孔にて前記絞り孔を構成してあることを特徴とする光センサ。
請求項１において、前記発光素子がＬＥＤであり、該ＬＥＤの表面の一部を残して該表面に遮光性の塗料を塗布し、該一部の該塗料の非塗布部にて前記絞り孔を構成してあることを特徴とする光センサ。
請求項１において、前記発光素子がＬＥＤであり、前記絞り孔が前記Ｘ方向において該ＬＥＤのチップの幅よりも小さい幅で構成してあり、且つ該絞り孔の該Ｘ方向の幅は、該チップが該絞り孔に対して該Ｘ方向に設定した範囲内で最大の位置誤差を生じていても、該チップの該Ｘ方向の両端が該絞り孔周りの遮光部の後側に隠れるような幅で定めてあることを特徴とする光センサ。
請求項１において、前記発光素子がＬＥＤであり、前記絞り孔が前記Ｘ方向において該ＬＥＤのチップの幅よりも大きい幅で構成してあり、且つ該絞り孔の該Ｘ方向の幅は、該チップが該絞り孔に対して該Ｘ方向に設定した範囲内で最大の位置誤差を生じていても、該チップの該Ｘ方向の両端が該絞り孔の該Ｘ方向の内側に位置するような幅で定めてあることを特徴とする光センサ。