JP2013088403A - 赤外線センサ - Google Patents

Abstract

【課題】基板に装着される発光部の発光方向と受光部の受光方向の調節が容易に行われる赤外線センサを提供する。
【解決手段】基板１０は、赤外線の発光部２と受光部３とが装着される略平坦な被装着面１１を有する。発光部２と受光部３はそれぞれ、略平坦な底面２１、３１が被装着面１１に装着されるケーシング２０、３０を備える。発光部２は、最も強く発光する発光方向２３が底面２１と垂直な方向となる発光素子２２を備え、受光部３は、最も強く受光する受光方向３３が底面３１と垂直な方向となる受光素子３２を備える。発光素子２２から発光方向２３に進む線２４上に、発光方向２３に進行する赤外線を受光素子３２側に屈折させる屈折部４が設けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、物体検知センサとして用いられる赤外線センサに関するものである。

従来から、物体検知センサとして赤外線センサが用いられている(例えば特許文献１参照)。この赤外線センサからなる物体検知センサ１は、図６に示すように、基板１０上に赤外線の発光部２と受光部３とが装着されている。そして、基板１０（発光部２と受光部３）から所定の距離離れた位置に手等の物体が位置する時に、発光部２から発光された赤外線が前記物体で反射して受光部３で最も強く受光されるように、発光方向と受光方向とが調節される。

発光方向と受光方向の調節は、リード線２５が曲げられることで発光素子２２から最も強く発光する方向が調節され、リード線３５が曲げられることで受光素子３２が最も強く受光する方向が調節されて行われている。

特開２００１−３２９５８３号公報

しかしながら、リード線２５、３５が曲げられることで発光方向と受光方向の調節が行われる場合、方向の調節が難しいものであった。

本発明は上記従来の問題点に鑑みて発明したものであって、その目的とするところは、基板に装着される発光部の発光方向と受光部の受光方向の調節が容易に行われる赤外線センサを提供することを課題とするものである。

上記課題を解決するために、本発明は、以下のような構成とする。

赤外線の発光部と受光部とが装着される基板を備え、前記基板は、前記発光部と前記受光部とが装着される略平坦な被装着面を有し、前記発光部と前記受光部はそれぞれ、底面が前記被装着面に装着される略平坦な装着面となるケーシングを備え、前記発光部は、最も強く発光する発光方向が前記底面と垂直な方向となる発光素子を前記ケーシングに備え、前記受光部は、最も強く受光する受光方向が前記底面と垂直な方向となる受光素子を前記ケーシングに備え、前記発光素子を起点として前記最も強く発光する発光方向に進む線上に、前記発光素子から発光して前記最も強く発光する発光方向に進行する赤外線を、前記受光素子が位置する側に傾斜して進行するように屈折させる屈折部が設けられることを特徴とする。

また、赤外線の発光部と受光部とが装着される基板を備え、前記基板は、前記発光部と前記受光部とが装着される略平坦な被装着面を有し、前記発光部と前記受光部はそれぞれ、底面が前記被装着面に装着される略平坦な装着面となるケーシングを備え、前記発光部は、最も強く発光する発光方向が前記底面と垂直な方向となる発光素子を前記ケーシングに備え、前記受光部は、最も強く受光する受光方向が前記底面と垂直な方向となる受光素子を前記ケーシングに備え、前記受光素子を終点として前記最も強く受光する受光方向に進む線上に、前記発光素子が位置する側から略受光素子に向けて傾斜して進行する赤外線を、前記最も強く受光する受光方向に屈折させて前記受光素子に至らせる屈折部が設けられることを特徴とする。

また、赤外線の発光部と受光部とが装着される基板を備え、前記基板は、前記発光部と前記受光部とが装着される略平坦な被装着面を有し、前記発光部と前記受光部はそれぞれ、底面が前記被装着面に装着される略平坦な装着面となるケーシングを備え、前記発光部は、最も強く発光する発光方向が前記底面と垂直な方向となる発光素子を前記ケーシングに備え、前記受光部は、最も強く受光する受光方向が前記底面と垂直な方向となる受光素子を前記ケーシングに備え、前記発光素子を起点として前記最も強く発光する発光方向に進む線上に、前記発光素子から発光して前記最も強く発光する発光方向に進行する赤外線を、前記受光素子が位置する側に傾斜して進行するように屈折させる屈折部が設けられ、前記受光素子を終点として前記最も強く受光する受光方向に進む線上に、前記発光素子が位置する側から略受光素子に向けて傾斜して進行する赤外線を、前記最も強く受光する受光方向に屈折させて前記受光素子に至らせる屈折部が設けられることを特徴とする。

本発明にあっては、基板に装着される発光部の発光方向と受光部の受光方向の調節が容易に行われる。

本発明の赤外線センサの一実施形態の断面図である。 他の実施形態の断面図である。 更に他の実施形態の断面図である。 更に他の実施形態の断面図である。 赤外線センサが設けられたスパウト部の斜視図である。 従来の赤外線センサの断面図である。

以下、本発明の第一の実施形態について図１、図５に基いて説明する。

スパウト部６は、キッチンカウンターのシンクの周辺部や、洗面化粧台のボウルの周辺部等に設けられる、筒状をしてカランの外殻をなすカバーとなるもので、シンクやボウル等の周辺部の上面が、スパウト部６が突設される被取付面となる。スパウト部６は、図５に示すように、被取付面から上方または斜め上方に向けて突出され、途中で曲げられて、下流端の開口は下方または斜め下方を向くように設置される。本実施形態では、側面視略逆Ｊ字状をしたものである。なお、スパウト部６の側面視形状は前記逆Ｊ字状に限定されず、逆Ｌ字状等であってもよい。

スパウト部６は、その内部空間に湯や水が流れる管が挿通される。そして、スパウト部６に物体検知センサ１が設けられるもので、本実施形態では、側面視略逆Ｊ字状をした頂部の上面部に設けられる。スパウト部６の頂部の上面部には、開口が形成され、この開口によりスパウト部６の内外が連通される。前記開口には透光部材（後述する外ケース１４）が嵌め込まれ、水をはじめとする物質がスパウト部６外から内部に侵入するのを阻止するとともに、電磁波を自在に透過させる。物体検知センサ１は赤外線反射型センサであり、本体部となる基板１０がスパウト部６内に収容される。

基板１０は、図１に示すように、赤外線の発光部２と受光部３とを備えるもので、本実施形態ではプリント基板で構成され、発光部２と受光部３とが装着される。基板１０は、発光部２と受光部３とが装着される略平坦な面からなる被装着面１１を備えている。発光部２は、底面２１が略平坦な装着面となるケーシング２０を備え、ケーシング２０に発光素子２２が設けられている。また、受光部３は、底面３１が略平坦な装着面となるケーシング３０を備え、ケーシング３０に受光素子３２が設けられている。発光部２のケーシング２０と受光部３のケーシング３０は、所定の間隔をあけて基板１０に実装される。

発光素子２２の発光方向は、ケーシング２０の底面２１と垂直な方向２３に最も強く発光されるように設定されているが、底面２１と垂直な方向２３を中心として幾らかの広がりを有する。また、受光素子３２の受光方向も、赤外線の強さが同じで方向が異なる場合、ケーシング３０の底面３１と垂直な方向３３に入射した時に最も強く受光されるように設定されているが、底面３１と垂直な方向３３を中心として幾らかの広がりを有する。以下、発光素子２２において最も強く発光される方向２３を「発光方向２３」といい、受光素子３２において最も強く受光させる方向３３を「受光方向３３」というものとする。

発光素子２２を起点として発光方向２３に進む線２４上には、屈折部４が設けられる。この屈折部４は、発光素子２２から発光し発光方向２３に進行する赤外線を、受光素子３２が位置する側に傾斜して進行するように屈折させるものである。前記屈折する角度は、発光方向２３に進行する赤外線が、基板１０から所定の距離離れた位置７０における、発光部２と受光部３の中間線上の点７１の方に方向転換するように設定される。ここで、前記所定の距離離れた位置７０は、使用者がカラン（スパウト部６）からの吐出の開始／停止の切り替えのためにスパウト部６にかざす手のスパウト部６からの設計上の距離に基づいて決められるもので、本実施形態では１５〜３０ｍｍ程度に設計される。

また、受光素子３２を終点として受光方向３３に進む線３４上にも、屈折部５が設けられる。この屈折部５は、発光素子２２が位置する側から略受光素子３２に向けて傾斜して（すなわち受光方向３３から傾斜して）進行してきた赤外線を、受光方向３３に進行して受光素子３２に至るように屈折させるものである。前記屈折する角度は、前記点７１から屈折部５に進行してきた赤外線が受光方向３３に方向転換するように設定される。

本実施形態では、基板１０は、遮光部材で形成される内ケース１２内に収容され、基板１０に設けられた発光部２と受光部３の発光方向２３と受光方向３３とに対応する部分に、所定の大きさの開口が穿設されて透光部１３が形成されている。また、この内ケース１２は外ケース１４内に収容されるもので、外ケース１４は、スパウト部６の上記開口に嵌め込まれる上記透光部材からなり、可視光を遮光し赤外線を透過させる可視光カットフィルターとして機能するものである。そして、本実施形態では、外ケース１４の裏面の一部にプリズムとなる傾斜が設けられることで、このプリズムが屈折部４、５として外ケース１４に一体に形成されている。

上記のように、屈折部４、５が設けられることで、発光部２と受光部３が、その発光方向２３と受光方向３３が基板１０の被装着面１１に対して垂直となるように装着されても、所定の距離離れた位置７０よりも基板１０に近い位置で反射した赤外線の受光状態が良好になる。

すなわち、発光部２から発光方向２３に発光された赤外線は、屈折部４において、点７１の方に向けて最も強く進行する。そして、使用者が前記点７１にかざした手により、屈折部４から点７１に向けて進行してきた赤外線が反射し、その一部が屈折部５の方へ向けて進行し、屈折部５にて受光方向３３へ方向転換して、受光部３にて受光される。

次に、所定の距離離れた位置７０よりも基板１０に近い位置で赤外線が反射する場合について説明する。発光部２から発光方向２３に発光された赤外線が、屈折部４において、所定の距離離れた位置７０よりも基板１０に近い位置で且つ発光部２と受光部３の中間線上の点７２の方に屈折した場合、この点７２の方に向けて進行する赤外線は発光部２から発光される最も強い赤外線ではなく、点７１に向けて進行する赤外線よりも弱い。そして、その弱くなる程度は、基板１０に近い位置である程大きくなる。しかしながら、この場合、赤外線が発光部２から受光部３に至る距離が短くなって減衰が小さくなるため、結果的に、点７２で反射し受光部３で受光される赤外線の受光強さと、点７１で反射し受光部３で受光される赤外線の受光強さは大きく違わないものとなる。

次に、所定の距離離れた位置７０よりも基板１０に遠い位置で赤外線が反射する場合について説明する。発光部２から発光方向２３に発光された赤外線が、屈折部４において、所定の距離離れた位置７０よりも基板１０に遠い位置で且つ発光部２と受光部３の中間線上の点７３の方に屈折した場合、この点７３の方に向けて進行する赤外線は発光部２から発光される最も強い赤外線ではなく、点７１に向けて進行する赤外線よりも弱い。そして、その弱くなる程度は、基板１０から遠い位置である程大きくなる。しかもこの場合、赤外線が発光部２から受光部３に至る距離が長くなって減衰が大きくなるため、点７３で反射し受光部３で受光される赤外線の受光強さは、点７１で反射し受光部３で受光される赤外線の受光強さと比べて、著しく低下する。

このようにして、上記位置７０よりも近い位置にかざされた手により反射した赤外線は、受光部３で良好に受光されるのに対し、上記位置７０よりも遠い位置にかざされた手により反射した赤外線は、受光部３での受光状態が著しく低下するため、吐出の開始／停止の切り替えのためにかざされる手の有効範囲が明確になる。

そして、上記構成により、発光部２と受光部３とが基板１０に装着されるにあたり、略平坦な装着面となる底面２１が略平坦な被装着面１１に装着されるだけでよい。このため、従来のように発光部２と受光部３のリード線の曲げ角度が調節される必要がなく、発光部２と受光部３の基板１０への装着が容易となるものである。また、従来のように発光部２と受光部３のリード線が曲げられることにより、発光部２と受光部３とそのリード線が基板１０上の大きな容積を占めることもない。

次に、他の実施形態について図２に基づいて説明する。図１に示す上記実施形態と同じ構成については同符号を付して説明を省略し、主に異なる構成について説明する。

図１に示す上記実施形態においては、屈折部４、５は可視光カットフィルターとして機能する外ケース１４に形成されるプリズムにて構成され、外ケース１４に一体に形成されていた。これに対し、本実施形態では、外ケース１４（および内ケース１２）とは別体のレンズからなるもので、レンズの形状は特に限定されない。このようにすることで、外ケース１４にプリズムが形成される必要がなく、外ケース１４の設計上の自由度が増す。

次に、更に他の実施形態について図３に基づいて説明する。図２に示す上記実施形態と同じ構成については同符号を付して説明を省略し、主に異なる構成について説明する。

図２に示す上記実施形態においては、発光部２と受光部３の両方に対応するように、外ケース１４とは別体のレンズからなる屈折部４、５が設けられていた。これに対し、本実施形態では、発光部２にのみ屈折部４が設けられ、受光部３には屈折部５が設けられないものである。この場合、受光部３に屈折部５が設けられる場合と比べて若干感度が低下するものの、受光部３に屈折部５が設けられる場合と比べて屈折部４の屈折角度を大きくしておけば、吐出の開始／停止の切り替えのためにかざされる手の有効範囲を、図１に示す実施形態とほぼ同じにすることができる。またこの場合、受光部３に屈折部５が設けられる必要がなく、製造コストの低減化が図られる。また、本実施形態においても、屈折部４が可視光カットフィルターとして機能する外ケース１４に形成されるプリズムにて構成されてもよい。

次に、更に他の実施形態について図４に基づいて説明する。図２に示す上記実施形態と同じ構成については同符号を付して説明を省略し、主に異なる構成について説明する。

図２に示す上記実施形態においては、発光部２と受光部３の両方に対応するように、外ケース１４とは別体のレンズからなる屈折部４、５が設けられていた。これに対し、本実施形態では、受光部３にのみ屈折部５が設けられ、発光部２には屈折部４が設けられないものである。この場合、発光部２に屈折部４が設けられる場合と比べて若干感度が低下するものの、発光部２に屈折部４が設けられる場合と比べて屈折部５の屈折角度を大きくしておけば、吐出の開始／停止の切り替えのためにかざされる手の有効範囲を、図１に示す実施形態とほぼ同じにすることができる。またこの場合も、発光部２に屈折部４が設けられる必要がなく、製造コストの低減化が図られる。また、本実施形態においても、屈折部５が可視光カットフィルターとして機能する外ケース１４に形成されるプリズムにて構成されてもよい。

１ 物体検知センサ
１０ 基板
１１ 被装着面
１２ 内ケース
１３ 透光部
１４ 外ケース
２ 発光部
２０ ケーシング
２１ 底面
２２ 発光素子
２３ 発光方向
３ 受光部
３０ ケーシング
３１ 底面
３２ 受光素子
３３ 受光方向
４ 屈折部
５ 屈折部
６ スパウト部

Claims (3)

1. 赤外線の発光部と受光部とが装着される基板を備え、前記基板は、前記発光部と前記受光部とが装着される略平坦な被装着面を有し、前記発光部と前記受光部はそれぞれ、底面が前記被装着面に装着される略平坦な装着面となるケーシングを備え、前記発光部は、最も強く発光する発光方向が前記底面と垂直な方向となる発光素子を前記ケーシングに備え、前記受光部は、最も強く受光する受光方向が前記底面と垂直な方向となる受光素子を前記ケーシングに備え、前記発光素子を起点として前記最も強く発光する発光方向に進む線上に、前記発光素子から発光して前記最も強く発光する発光方向に進行する赤外線を、前記受光素子が位置する側に傾斜して進行するように屈折させる屈折部が設けられることを特徴とする赤外線センサ。
2. 赤外線の発光部と受光部とが装着される基板を備え、前記基板は、前記発光部と前記受光部とが装着される略平坦な被装着面を有し、前記発光部と前記受光部はそれぞれ、底面が前記被装着面に装着される略平坦な装着面となるケーシングを備え、前記発光部は、最も強く発光する発光方向が前記底面と垂直な方向となる発光素子を前記ケーシングに備え、前記受光部は、最も強く受光する受光方向が前記底面と垂直な方向となる受光素子を前記ケーシングに備え、前記受光素子を終点として前記最も強く受光する受光方向に進む線上に、前記発光素子が位置する側から略受光素子に向けて傾斜して進行する赤外線を、前記最も強く受光する受光方向に屈折させて前記受光素子に至らせる屈折部が設けられることを特徴とする赤外線センサ。
3. 赤外線の発光部と受光部とが装着される基板を備え、前記基板は、前記発光部と前記受光部とが装着される略平坦な被装着面を有し、前記発光部と前記受光部はそれぞれ、底面が前記被装着面に装着される略平坦な装着面となるケーシングを備え、前記発光部は、最も強く発光する発光方向が前記底面と垂直な方向となる発光素子を前記ケーシングに備え、前記受光部は、最も強く受光する受光方向が前記底面と垂直な方向となる受光素子を前記ケーシングに備え、前記発光素子を起点として前記最も強く発光する発光方向に進む線上に、前記発光素子から発光して前記最も強く発光する発光方向に進行する赤外線を、前記受光素子が位置する側に傾斜して進行するように屈折させる屈折部が設けられ、前記受光素子を終点として前記最も強く受光する受光方向に進む線上に、前記発光素子が位置する側から略受光素子に向けて傾斜して進行する赤外線を、前記最も強く受光する受光方向に屈折させて前記受光素子に至らせる屈折部が設けられることを特徴とする赤外線センサ。

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