JP2011238583A - 仕切板式光検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】遮蔽子の回転によって光検出装置の傾斜方位を検出することができ、衝突音による設備状況の誤判がなくなる仕切板式光検出装置を提供する。
【解決手段】回路板と、回路板に合せて黒体条件空間が構成され、黒体条件空間は、配置チェンバーと、配置チェンバーに隣接し配置チェンバーと連通する遮光チェンバーと、を含むケースと、配置チェンバーを一つの発光チェンバーと少なくとも一つの光検出チェンバーとに仕切り、発光チェンバーが光検出チェンバーと連通する仕切板構造と、遮光チェンバーに設けられる枢着軸と、遮光チェンバーに位置し、枢着軸に枢着され、枢着軸からずれる重量中心を有する遮蔽子と、発光チェンバーに設けられ、光ビームを投射する少なくとも一つの発光子と、光検出チェンバーに設けられ、光ビームを検出して検出信号を送り出す少なくとも一つの光検出子と、を備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、光検出装置に関し、特に、仕切板式光検出装置に関するものである。

日常生活において、品物の傾斜角度または変位を把握するために、各種類の検出装置が利用され、これらの検出装置は、水平変位検出機能と、垂直変位検出機能と、傾斜角度検出機能と、を含むことが一般である。実際には、これらの検出装置は、多くの検出技術を応用し、例えば光検出技術、音波検出技術、又は電気検出技術などが応用される。光検出技術は、検出速度が極めて速いため、高感度の検出の用途に利用される。

現在の技術により作製される光検出装置は、ケースのなかに黒体条件空間を形成するものが多く、前記黒体条件空間には、発光子と、遮蔽子と、少なくとも一つの光検出子と、が設けられ、これにより、検出しているときに、外部の光線の干渉による検出精確性の悪化を防止することができる。

発光子は光ビームを投射する。遮蔽子は、移動式の遮蔽子であり、前記黒体条件空間に移動可能に配される。光検出装置が移動し、又は傾斜するときには、重力または慣性により遮蔽子が移動され、ひいては遮蔽子と発光子と光検出子との相対位置が変化される。

遮蔽子と発光子と光検出子との相対位置が変化されるときには、前記光ビームの反射角度と行進経路が変化され、これにより、光検出子によって検出する前記光ビームの強度が変化され、そうすると、水平変位、垂直変位、又は傾斜角度などに関連するパラメータを判断して算出することができる。

しかし、従来の光検出技術によれば、遮蔽子が移動しているときには、遮蔽子がケースに衝突して騒音が発生する。これにより、ユーザは、この騒音が遮蔽子とケースの正常な衝突音であるか、又は光検出装置の内部の部品の緩みによる音であるか、を判断することができない。そうすると、光検出装置を適時に修理することができない。

本発明の目的は、仕切板構造によって黒体条件空間に新しい空間配置の関係を提供し、且つ移動式遮蔽子の代りに、枢軸と、枢軸に枢軸される遮蔽子と、を配することにより、遮蔽子の回転によって光検出装置の傾斜方位を検出することができ、そうすると、従来の技術のように、遮蔽子が移動しているときに、遮蔽子がケースに衝突して騒音が発生することを回避することができ、光検出装置を適時に修理することができる仕切板式光検出装置を提供することにある。

本発明の仕切板式光検出装置によると、回路板と、
前記回路板に合せて黒体条件空間が構成され、前記黒体条件空間は、配置チェンバーと、前記配置チェンバーに隣接し前記配置チェンバーと連通する遮光チェンバーと、を含むケースと、
前記配置チェンバーを一つの発光チェンバーと少なくとも一つの光検出チェンバーとに仕切り、前記発光チェンバーが前記遮光チェンバーを介して前記光検出チェンバーと連通する仕切板構造と、
前記遮光チェンバーに設けられる枢着軸と、
前記遮光チェンバーに位置し、前記枢着軸に枢着され、前記枢着軸からずれる重量中心を有する遮蔽子と、
前記発光チェンバーに設けられ、光ビームを投射する少なくとも一つの発光子と、
前記光検出チェンバーに設けられ、前記光ビームを検出して検出信号を送り出す少なくとも一つの光検出子と、
を備えることを特徴とする。

本発明の仕切板式光検出装置によると、前記枢着軸は、前記仕切板構造から前記遮光チェンバーまで延びることを特徴とする。

本発明の仕切板式光検出装置によると、前記枢着軸は、前記ケースから前記遮光チェンバーまで延びることを特徴とする。

本発明の仕切板式光検出装置によると、前記ケースは、ケース本体と、前記ケース本体を被るカバーと、を含むことを特徴とする。

本発明の仕切板式光検出装置によると、前記遮蔽子は、更に、
前記枢着軸に枢着される枢着部と、
前記枢着部から延び出し、前記重量中心が位置する重り部と、
を含むことを特徴とする。

本発明の仕切板式光検出装置によると、前記重り部の比重は、前記枢着部の比重よりも大きいことを特徴とする。

本発明の仕切板式光検出装置によると、前記重り部の体積は、前記枢着部の体積よりも大きいことを特徴とする。

本発明の仕切板式光検出装置によると、前記遮蔽子は、扇形状を呈するプレートであることを特徴とする。

本発明の仕切板式光検出装置によると、前記仕切板構造は、更に、前記配置チェンバーから一つの中空チェンバー（ｅｍｐｔｙ ｃｈａｍｂｅｒ）が仕切られることを特徴とする。

本発明の仕切板式光検出装置によれば、仕切板構造によって黒体条件空間に新しい空間配置の関係を提供し、且つ移動式遮蔽子の代りに、枢軸と、枢軸に枢軸される遮蔽子と、を配することにより、遮蔽子の回転によって光検出装置の傾斜方位を検出することができ、そうすると、従来の技術のように、遮蔽子が移動しているときに、遮蔽子がケースに衝突して騒音が発生することを回避することができ、光検出装置を適時に修理することができるという効果を有する。

本発明の第１実施例の光検出装置の組合済み状態の斜視図である。 図１のカバーをケース本体から、遮蔽子を枢着軸から分離した状態の斜視図である。 本発明の第１実施例の遮蔽子の斜視図である。 本発明の第１実施例の工作原理を示す斜視図である。 本発明の第１実施例の工作原理を示す平面図である。 本発明の第１実施例の工作原理を示す平面図である。 本発明の第１実施例の工作原理を示す平面図である。 本発明の第１実施例の工作原理を示す平面図である。 本発明の第２実施例の遮蔽子の斜視図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本発明の仕切板式光検出装置は、各種類の検知対象物の傾斜方位の検出に適用可能であり、その実施可能な形態が数え切れないため、ここで、二つの好適な実施例を例にして本発明の仕切板式光検出装置を説明する。

（第１実施例）
まず、図１乃至図３を参照する。図１は本発明の第１実施例の光検出装置の組合済み状態の斜視図であり、図２は、図１のカバーをケース本体から、遮蔽子を枢着軸から分離した状態の斜視図であり、図３は本発明の第１実施例の遮蔽子の斜視図である。

図１乃至図３に示すように、本実施例の光検出装置１は、ケース１１と、回路板１２と、仕切板構造１３と、枢着軸１４と、遮蔽子１５と、発光子１６と、二つの光検出子１７、１８と、を含む。ケース１１は、ケース本体１１１と、前記ケース本体１１１を被るカバー１１２と、を含む。ケース１１と回路板１２とから黒体条件空間が構成される。前記黒体条件空間は、配置チェンバー１１３と、遮光チェンバー１１４と、を含む。遮光チェンバー１１４は、配置チェンバー１１３に隣接し、且つ配置チェンバー１１３と連通する。図２及び図４に示すように、配置チェンバー１１３と遮光チェンバー１１４との境界は破線で示した。

仕切板構造１３は、十字形を呈する構造であり、配置チェンバー１１３から、発光チェンバー１１３１と、光検出チェンバー１１３２、１１３３と、中空チェンバー（Ｅｍｐｔｙ Ｃｈａｍｂｅｒ）１１３４と、が仕切られる。遮光チェンバー１１４により、発光チェンバー１１３１が光検出チェンバー１１３２、１１３３及び中空チェンバー１１３４と連通する。枢着軸１４は、遮光チェンバー１１４に設けられ、ケース１１又は仕切板構造１３から遮光チェンバー１１４まで延びる。

遮蔽子１５は、発光子１６からの光ビームを遮蔽するため、任意の形状にしてもよい。遮蔽子１５は、水滴状を呈するプレートでもいいし、扇状を呈するプレートでもいいし、これらに近似する形状を呈するプレートでもよい。遮蔽子１５は扇状を呈するプレートであることが好ましい。遮蔽子１５は、遮光チェンバー１１４に位置し、枢着軸１４に枢着され、枢着軸１４を回転中心ＲＣ１として回転可能である。遮蔽子は、枢着部１５１と、重り部１５２と、を含み、枢着軸１４からずれる重量中心ＷＣ１を有し、すなわち、重量中心ＷＣ１が回転中心ＲＣ１からずれる。図３に示すように、重量中心ＷＣ１と回転中心ＲＣ１との距離は偏心距離（Ｏｆｆｓｅｔ Ｄｉｓｔａｎｃｅ）ＯＤである。重り部１５２の重量と比重と体積とは、枢着部１５１の重量と比重と体積とよりも大きいことが好ましい。これにより、遮蔽子１５は、遮光チェンバー１１４内に枢着軸１４を回転中心ＲＣ１として回転可能であり、すなわち、遮蔽子１５の回動可能な範囲は遮光チェンバー１１４の内部に限定される。

また、遮蔽子１５が仕切板構造１３と接触し、遮蔽子１５が回動するときに静電が発生するため、遮蔽子１５の仕切板構造１３に近接する下面、又は仕切板構造１３の遮蔽子１５に近接する上面に、アース状態にある帯電防止子（図示せず）を設けてもよい。これにより、発生される静電をアースすることができる。実際に、帯電防止子は、静電を吸収する能力、又は静電の発生を減少する能力を有する場合に、アース回路と電気的に連接しなくてもよい。

発光子１６は、発光チェンバー１１３１に設けられ、発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ，ＬＥＤ）でもよい。光検出子１７、１８は、それぞれ光検出チェンバー１１３２と光検出チェンバー１１３３とに設けられ、ホトトランジスタ（Ｐｈｏｔｏ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）でもいいし、ホトダイオード（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）でもよい。

図４乃至図８を参照する。図４は本発明の第１実施例の工作原理を示す斜視図である。図５乃至図８は本発明の第１実施例の工作原理を示す平面図である。検出したい対象物（図示せず）は、例えばディジタルカメラ、ＰＤＡ、又は携帯電話などの電子装置である。光検出装置１によって検出対象物の傾斜方位を検出するときには、ビルトイン又は外部接続の方式で検出対象物に光検出装置１を配して、発光子１６から投射方向Ｉ１に沿って光ビームＬＢを投射する。このとき、投射方向Ｉ１に沿って行進する光ビームＬＢは、遮光チェンバー１１４に投射して、遮蔽子１５とケース１１の内壁面とのうちの少なくとも一つを経由して、少なくとも一回の反射により、前記黒体条件空間を照明し、ひいては光ビームＬＢが光検出子１７、１８に検出される。

図４及び図５に示すように、検出対象物が上昇方位Ｉ２に沿って上昇し、又は降下方位Ｉ３に沿って降下することにより傾斜するときには、光検出装置１が傾斜して、遮蔽子１５が重力による力を受け、偏心距離ＯＤと、重力の遮蔽子１５と仕切板構造１３との接触平面に沿う分量との積（Ｐｒｏｄｕｃｔ）である回転トルク（Ｒｏｔａｔｉｏｎ Ｔｏｒｑｕｅ）が遮蔽子１５とケース本体１１１、カバー１１２、又は仕切板構造１３との摩擦力である抵抗トルク（Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ Ｔｏｒｑｕｅ）よりも大きいときには、遮蔽子１５が回転方向Ｉ４又は回転方向Ｉ５に沿って回転して、重り部１５２に位置する重量中心ＷＣ１が回転中心ＲＣ１の降下方位Ｉ３に位置し、且つ上昇方位Ｉ２と降下方位Ｉ３とが互いに反対する。

図４及び図５に示すように、枢着軸１４を参考位置とし、図２に示すように、降下方位Ｉ３が中空チェンバー１１３４に指すときには、遮蔽子１５が中空チェンバー１１３４を遮蔽して、第１遮蔽条件が形成される。第１遮蔽条件において、図２に示すように、光検出チェンバー１１３２、１１３３にそれぞれ位置する光検出子１７、１８により検出する光ビームＬＢの強さがより強いため、光が高強度であることを代表する検出信号が送り出される。光検出子１７、１８から送り出される検出信号により、光検出装置１の傾斜方位を検出することができる。

図６に示すように、枢着軸１４を参考位置とし、図２に示すように、降下方位Ｉ３が光検出チェンバー１１３３に指すときには、遮蔽子１５が光検出チェンバー１１３３を遮蔽して、第２遮蔽条件が形成される。第２遮蔽条件において、図４に示すように、光検出チェンバー１１３２に位置する光検出子１７により検出する光ビームＬＢの強さがより強いため、これにより、光が高強度であることを代表する検出信号が送り出される。しかし、遮蔽子１５が光検出チェンバー１１３３を遮蔽するため、図４に示すように、光検出チェンバー１１３３に位置する光検出子１８により検出する光ビームＬＢの強さがより弱いため、これにより、光が低強度であることを代表する検出信号が送り出される。光検出子１７と光検出子１８とから送り出される検出信号により、光検出装置１の傾斜方位を検出することができる。

図７に示すように、枢着軸１４を参考位置とし、図２に示すように、降下方位Ｉ３が発光チェンバー１１３１に指すときには、遮蔽子１５が発光チェンバー１１３１を遮蔽して（図示せず）、第３遮蔽条件が形成される。第３遮蔽条件において、遮蔽子１５が発光チェンバー１１３１を遮蔽するため、図２に示すように、光検出チェンバー１１３２、１１３３にそれぞれ位置する光検出子１７、１８により検出する光ビームＬＢの強さがより弱いため、光が低強度であることを代表する検出信号が送り出される。光検出子１７、１８から送り出される検出信号により、光検出装置１の傾斜方位を検出することができる。

図８に示すように、枢着軸１４を参考位置とし、降下方位Ｉ３が光検出チェンバー１１３２に指すときには（図示せず）、遮蔽子１５が光検出チェンバー１１３２を遮蔽して、第４遮蔽条件が形成される。第４遮蔽条件において、図４に示すように、光検出チェンバー１１３３に位置する光検出子１８により検出する光ビームＬＢの強さがより強いため、光が高強度であることを代表する検出信号が送り出される。しかし、遮蔽子１５が光検出チェンバー１１３２を遮蔽するため、図４に示すように、光検出チェンバー１１３２に位置する光検出子１７により検出する光ビームＬＢの強さがより弱いため、光が低強度であることを代表する検出信号が送り出される。光検出子１７、１８から送り出される検出信号により、光検出装置１の傾斜方位を検出することができる。

（第２実施例）
図９を参照する。図９は本発明の第２実施例の遮蔽子の斜視図である。図２、図３及び図９に示すように、本実施例では、第１実施例の遮蔽子１５の代りに遮蔽子１５ａが使用される。遮蔽子１５ａは、扇状を呈するプレートであり、枢着軸１４に枢着され、枢着軸１４の中心を回転中心ＲＣ１とする。

遮蔽子１５ａは、枢着部１５１ａと、重り部１５２と、を含み、枢着軸１４からずれる重量中心ＷＣ２を有し、すなわち、重量中心ＷＣ２は回転中心ＲＣ１からずれる。本実施例の第１実施例と相違する点は、枢着部１５１ａに枢着穴１５１１が設けられ、枢着穴１５１１の壁面に環状溝１５１２が設けられ、環状溝１５１２に複数の玉１５１３が配される。上記の説明から明らかなように、環状溝１５１２に複数の玉１５１３を配することにより、遮蔽子１５ａと枢着軸１４との摩擦力が減少し、ひいては光検出装置１の検出感度が増加する。

上記の説明から明らかなように、本発明の仕切板式光検出装置によれば、仕切板構造１３によって黒体条件空間に新しい空間配置の関係が提供され、且つ従来の移動式遮蔽子の代りに、枢着軸１４と、枢着軸１４に枢軸される遮蔽子１５と、を配することにより、遮蔽子１５の回転によって光検出装置１の傾斜方位を検出することができ、そうすると、従来の技術のように、遮蔽子が移動しているときに、遮蔽子がケースに衝突して騒音が発生することを回避することができ、騒音による設備状況の誤判がなくなり、光検出装置１を適時に修理することができる。

このように、本発明が、特定の例を参照して説明したが、それらの例は、説明のためだけのものであり、本発明を限定するものではなく、この分野に通常の知識を有する者には、本発明の要旨および特許請求の範囲を逸脱することなく、ここで開示された実施例に変更、追加、または、削除を施してもよいことがわかる。

本発明は、光検出装置に適用することができる。

１：光検出装置、１１：ケース、１２：回路板、１３：仕切板構造、１４：枢着軸、１５，１５ａ：遮蔽子、１６：発光子、１７，１８：光検出子、１１１：ケース本体、１１２：カバー、１１３：配置チェンバー、１１４：遮光チェンバー、１５１，１５１ａ：枢着部、１５２：重り部、１１３１：発光チェンバー、１１３２，１１３３：光検出チェンバー、１１３４：中空チェンバー、１５１２：環状溝、１５１３：玉、Ｉ１：投射方向、Ｉ２：上昇方位、Ｉ３：降下方位、Ｉ５，Ｉ６：回転方向、ＬＢ：光ビーム、ＯＤ：偏心距離、ＲＣ１：回転中心、ＷＣ１，ＷＣ２：重量中心

Claims (9)

1. 回路板と、
   前記回路板に合せて黒体条件空間が構成され、前記黒体条件空間は、配置チェンバーと、前記配置チェンバーに隣接し前記配置チェンバーと連通する遮光チェンバーと、を含むケースと、
   前記配置チェンバーを一つの発光チェンバーと少なくとも一つの光検出チェンバーとに仕切り、前記発光チェンバーが前記遮光チェンバーを介して前記光検出チェンバーと連通する仕切板構造と、
   前記遮光チェンバーに設けられる枢着軸と、
   前記遮光チェンバーに位置し、前記枢着軸に枢着され、前記枢着軸からずれる重量中心を有する遮蔽子と、
   前記発光チェンバーに設けられ、光ビームを投射する少なくとも一つの発光子と、
   前記光検出チェンバーに設けられ、前記光ビームを検出して検出信号を送り出す少なくとも一つの光検出子と、
   を備えることを特徴とする仕切板式光検出装置。
2. 前記枢着軸は、前記仕切板構造から前記遮光チェンバーまで延びることを特徴とする、請求項１に記載の仕切板式光検出装置。
3. 前記枢着軸は、前記ケースから前記遮光チェンバーまで延びることを特徴とする、請求項１に記載の仕切板式光検出装置。
4. 前記ケースは、ケース本体と、前記ケース本体を被るカバーと、を含むことを特徴とする、請求項１に記載の仕切板式光検出装置。
5. 前記遮蔽子は、更に、
   前記枢着軸に枢着される枢着部と、
   前記枢着部から延び出し、前記重量中心が位置する重り部と、
   を含むことを特徴とする、請求項１に記載の仕切板式光検出装置。
6. 前記重り部の比重は、前記枢着部の比重よりも大きいことを特徴とする、請求項５に記載の仕切板式光検出装置。
7. 前記重り部の体積は、前記枢着部の体積よりも大きいことを特徴とする、請求項５に記載の仕切板式光検出装置。
8. 前記遮蔽子は、扇形状を呈するプレートであることを特徴とする、請求項１に記載の仕切板式光検出装置。
9. 前記仕切板構造は、更に、前記配置チェンバーから一つの中空チェンバー（ｅｍｐｔｙ ｃｈａｍｂｅｒ）が仕切られることを特徴とする、請求項１に記載の仕切板式光検出装置。

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