JP2021036493A - 光電センサ - Google Patents

Abstract

【課題】投光素子から投光された検出光が光電センサ内部における反射等により受光素子に到達して誤検知が発生することを抑制できる光電センサを提供すること。【解決手段】本発明は、防水性を有する光電センサであって、検出光を投光する投光素子と、前記投光素子によって投光された検出光の反射光を受光する受光素子と、前記投光素子及び前記受光素子を収納する一方で、前記検出光及び前記反射光の透過を許容するセンサケースと、を備える。前記投光素子による前記検出光の投光方向を前方とした時、前記センサケースの前方側壁部は、前記投光素子の前方側に配置された投光領域壁部と、前記受光素子の前方側に配置された受光領域壁部と、前記投光領域壁部と前記受光領域壁部とを連結する連結壁部と、を有しており、前記連結壁部の前後方向の延在長さは、前記投光領域壁部の前後方向の厚み、及び、前記受光領域壁部の前後方向の厚みよりも長い。【選択図】図２

Description

本発明は、吐水装置等に利用される光電センサに関する。

従来、特許文献１に示すように、光電センサが設けられた吐水装置が知られている。このような光電センサは、投光素子により投光された検出光の反射光を、受光素子が受光することにより対象物を検知する。このような光電センサの投光素子及び受光素子には、いわゆる砲弾タイプの投光素子及び受光素子が用いられ、これらの砲弾タイプの投光素子等でははんだ付けする部分のみが基板にのっており、発光部が基板から基板の横方向に飛び出すように配置されていた。

このような従来の光電センサにおいては、投光素子から投光された検出光が内部反射等により受光素子に到達して受光素子により検知され、誤検知が発生することを防ぐために砲弾タイプの受光素子の外周に円筒の筒体を取付けて遮光を行っていた。

特開２０１７−２０３３４８号公報

特許文献１に示すような光電センサを、さまざまなタイプの吐水装置に適用しようとするため、及び吐水装置のデザイン性を向上させようとするために、光電センサの小型化が求められている。
しかしながら、光電センサを小型化しようとするために、砲弾タイプの投光素子及び受光素子をいわゆるチップタイプ又はこれに類するタイプの基板面上に載せられるものに変更しようとする場合、従来のような筒体を受光素子又は投光素子のいずれにも取付けることができず、遮光が不十分となるという問題がある。

そこで、本発明は、上述した従来技術の問題を解決するためになされたものであり、光電センサを小型化できるように、投光素子を基板面上に載せるような配置が採用される場合であっても、投光素子から投光された検出光が光電センサ内部における反射等により受光素子に到達して受光素子により検知され、誤検知が発生することを抑制することができる光電センサを提供することを目的としている。

本発明は、防水性を有する光電センサであって、検出光を投光する投光素子と、前記投光素子によって投光された検出光の反射光を受光する受光素子と、前記投光素子及び前記受光素子を収納する一方で、前記検出光及び前記反射光の透過を許容するセンサケースと、を備え、前記投光素子による前記検出光の投光方向を前方とした時、前記センサケースの前方側壁部は、前記投光素子の前方側に配置された投光領域壁部と、前記受光素子の前方側に配置された受光領域壁部と、前記投光領域壁部と前記受光領域壁部とを連結する連結壁部と、を有しており、前記連結壁部の前後方向の延在長さは、前記投光領域壁部の前後方向の厚みよりも長く、且つ、前記受光領域壁部の前後方向の厚みよりも長いことを特徴とする光電センサである。

本発明によれば、連結壁部の前後方向の延在長さが、前記投光領域壁部の前後方向の厚みよりも長く、且つ、前記受光領域壁部の前後方向の厚みよりも長いことにより、当該連結壁部の内部における迷光の反射回数が増大し、当該迷光は顕著に減衰する。これにより、当該迷光によって誤検知が生じる虞を顕著に低減することができる。

この作用について、図１０乃至図１３を用いて説明する。投光素子と受光素子との間の間隔が広い時には、図１０に示すように、センサケースの前方側壁部の内部における迷光の反射回数が比較的多いため、当該迷光によって誤検知が生じる虞は小さい。しかしながら、光電センサの小型化を実現するべく、投光素子と受光素子との間の間隔を狭めると、図１１に示すように、センサケースの前方側壁部の内部における迷光の反射回数が比較的少なくなり、当該迷光によって誤検知が生じる虞が無視できなくなる。そこで、本発明においては、投光素子の前方側に配置された投光領域壁部と、受光素子の前方側に配置された受光領域壁部と、投光領域壁部と受光領域壁部とを連結する連結壁部と、を区別して設計することとし、連結壁部の前後方向の延在長さを、投光領域壁部の前後方向の厚みよりも長く、且つ、受光領域壁部の前後方向の厚みよりも長くすることで、図１２及び図１３に示すように、センサケースの前方側壁部の内部における迷光の反射回数を比較的多くして、当該迷光によって誤検知が生じる虞を低減しているのである。

例えば、前記投光領域壁部と前記受光領域壁部とは、前後方向にオフセットしている（図１２参照）。このような簡単な形状でも、十分な迷光対策を実現できる。

この場合、前記受光領域壁部の方が、前記投光領域壁部よりも前方に位置していることが更に好ましい。これによれば、投光領域壁部に付着した汚れや水滴等によって生じる迷光が受光領域壁部にまで到達する虞をより一層低減することができる。

更に、この場合、前記投光領域壁部の外周部には、前記受光領域壁部と面一の前方縁を提供する補助壁が設けられていることが好ましい。これによれば、例えばセンサケースの前方側に防水パッキンを取り付ける場合において、一般的な平坦な取り付け面を有する防水パッキンを使用することができ、高い防水性を容易に担保することができる。

あるいは、前記連結壁部は、後方側に凸状である（図１３参照）。このような簡単な形状でも、十分な迷光対策を実現できる。また、センサケースの前方側に凸状部（出っ張り）がないため、補助壁を設けなくても（設けてもよい）、防水パッキンの取り付け等が容易である。

もっとも、少なくとも本願出願の時点においては、前記連結壁部が前方側に凸状である形態についても、本発明の範囲から除外されない。

本発明によれば、連結壁部の前後方向の延在長さが、前記投光領域壁部の前後方向の厚みよりも長く、且つ、前記受光領域壁部の前後方向の厚みよりも長いことにより、当該連結壁部の内部における迷光の反射回数が増大し、当該迷光は顕著に減衰する。これにより、当該迷光によって誤検知が生じる虞を顕著に低減することができる。

本発明の第１実施形態による光電センサを備えた吐水装置を含む吐水システムを概略的に示す概略構成図である。 図１の光電センサの分解斜視図である。 図１の光電センサのセンサケース、遮光ケース及びシールドケースの天井部分を除いた状態で上面から見た上面図である。 図３のIV-IV線に沿って見た断面図である。 図３のV-V線に沿って見た断面図である。 図３のVI-VI線に沿って見た断面図である。 図１の吐水装置の吐水部の吐水口を、センサケースの前面及び遮光ケースの前面を省略して示すと共に吐水口の前方側（正面側）から見た状態を示す図である。 本発明の第２実施形態による光電センサの分解斜視図である。 本発明の第３実施形態による光電センサの分解斜視図である。 従来の迷光（内部反射光）の反射の様子を示す概略図である。 従来の迷光（内部反射光）の反射の様子を示す概略図である。 本発明の一実施形態による迷光（内部反射光）の反射の様子を示す概略図である。 本発明の他の実施形態による迷光（内部反射光）の反射の様子を示す概略図である。

以下、添付図面を参照して本発明の第１実施形態による光電センサを備えた吐水装置を含む吐水システムについて説明する。
まず、図１は、本発明の第１実施形態による光電センサを備えた吐水装置を含む吐水システムを概略的に示す概略構成図である。
図１に示すように、本実施形態による吐水装置１を備えた吐水システム２は、洗面台用の吐水システムである。吐水装置１は使用者の手指等及び／又は対象物を検知して自動的に吐水する自動水栓タイプの吐水装置（自動水栓装置）である。自動水栓タイプの吐水装置（自動水栓装置）は、使用者の手指等を検知して制御部の判断により自動的に吐水を行う吐水装置である。

吐水システム２は、供給された水を吐水する吐水装置１と、吐水装置１から吐水された水を受けるボウル部４と、ボウル部４で受けた水を排水する排水路６とを備えている。
吐水システム２の吐水装置１は、台所用の吐水システムの吐水装置、小便器用の吐水システムの吐水装置、手洗い器用の吐水システムの吐水装置等の水を吐水する必要がある部分に設けることができる。

吐水装置１は、給水源（図示せず）から供給される水を吐水する吐水装置であり、カウンター８等に設置されている。
吐水装置１は、カウンター８に固定される水栓本体１０と、給水源から延びる給水路１２と、給水路１２を開閉する電磁弁１４と、電磁弁１４を制御する制御部１６とを備えている。

電磁弁１４は、後述する制御部１６と電気的に接続され、後述する制御部１６により制御されるようになっている。

水栓本体１０は、ボウル部４側の上方に延びる吐水部１８と、給水源から供給された水を吐水口２０に導く吐水流路２２と、吐水部１８内に配置される光電センサ２４とを備えている。
水栓本体１０の中空の四角柱状の外郭部材１０ａの内側に吐水流路２２及び光電センサ２４等が配置される。外郭部材１０ａは金属製である。外郭部材１０ａは、金属製に限られず一部に樹脂を使用しているものであってもよく、樹脂表面に金属メッキ加工、金属蒸着等による金属のような表面仕上げを施したものであってもよい。外郭部材１０ａは筒状であってもよい。

吐水部１８は、水を吐水口２０から吐水するように形成される。吐水部１８の外形は、水栓本体１０の外郭部材１０ａにより形成されている。吐水部１８は、外郭部材１０ａの開口部の内側において水を吐水する吐水口２０を配置するように形成されている。吐水口２０は吐水流路２２の下流端に形成されている。吐水流路２２は、水を通水する流路を形成し、吐水装置１の使用時には水が満たされた状態となる。なお、本実施形態における水には、いわゆる水道水及び井戸水等に限られず、温度調節機器（図示せず）により温度調節された湯水、いわゆる改質された機能水（酸性、アルカリ性、除菌効果を有する水等の機能水）、水石けん等も含まれる。

制御部１６は、吐水装置１を制御する制御部である。制御部１６は、電磁弁１４及び光電センサ２４等の各機能部と電気的に接続され、電気信号を相互に送受信することができ、各機能部を電気的に操作できるようになっている。例えば、制御部１６は、電磁弁１４の開閉操作、光電センサ２４の検知動作等を制御する機能を有する。制御部１６は、光電センサ２４の受信信号（検知信号）を受けて、予め記憶されたプログラム等に従って電磁弁１４の制御を行う。制御部１６は、各機器を制御できるようなメモリ等の記憶装置（図示せず）及び演算装置（図示せず）を備えている。制御部１６は、各機器の制御により例えば光電センサ２４による使用者の検知に基づいて吐水部１８からの水の吐水を制御する機能を有する。

光電センサ２４は、吐水部１８内に配置されると共に、投光した検出光Ａの反射光Ｂを受光することにより、反射光Ｂの受光に対応した受信信号（検知信号）を制御部１６に出力する。光電センサ２４は、例えば赤外線センサである。光電センサ２４は、吐水部１８において外郭部材１０ａの内側に収納され、外郭部材１０ａの内部において下向きに配置されている。また、吐水部１８の吐水口２０を吐水口２０の前方から見た状態で、光電センサ２４は、吐水口２０と並んで外郭部材１０ａの内側に配置されている。

なお、図１において、光電センサ２４が検出光Ａを投光する方向を前方側とし、前方側と反対側を後方側とし、光電センサ２４の前後方向を矢印Ｘにより示している。吐水部１８の吐水口２０の吐水方向を吐水口２０の前方側とし、吐水口２０の吐水流路２２側を吐水口２０の後方側とする。吐水口２０の前方向と光電センサ２４の前方向とは概ね一致しており、吐水口２０の後方向と光電センサ２４の後方向とは概ね一致している。光電センサ２４の吐水流路２２側を下方側とし、下方側と反対側を上方側とし、光電センサ２４の上下方向を矢印Ｙにより示している。なお、光電センサ２４を前方側から見た右手方向を右側とし、右側と反対側を左側とし、光電センサ２４の左右方向を矢印Ｚ（図３参照）により示している。

光電センサ２４は、吐水方向に向けて（ボウル部４に向けて）配置されている。光電センサ２４を小型化することにより、光電センサ２４の配置の向きに応じて、吐水部１８の高さ、幅、長さ、又は外径等の要素のうち少なくともいずれかをより小さくすることができる。よって、吐水部１８及び吐水装置１が小型化できる。

次に、図２乃至図４に示すように、光電センサ２４について説明する。
図２は図１の吐水装置の光電センサの分解斜視図であり、図３は図１の吐水装置の光電センサのセンサケースの天井部分、遮光ケースの天井部分及びシールドケースの天井部分を除いた状態で上面から見た上面図であり、図４は図３のIV-IV線に沿って見た断面図であり、図５は図３のV-V線に沿って見た断面図であり、図６は図３のVI-VI線に沿って見た断面図である。

光電センサ２４は、中空の箱状に形成されたセンサケース２６と、センサケース２６の内部と外部とを連通する後方開口部２６ａ（図３参照）を覆うように形成されるバックプレート２８と、電子回路が形成された回路基板３２と、回路基板３２と電気的に接続されたハーネス３４と、検出光Ａを投光する投光素子３６と、反射光Ｂを受光する受光素子３８と、電磁波、外来ノイズ、信号等の電磁ノイズ発生要因をシールドするシールドケース３９と、投光素子３６の外側に形成される遮光ケース４８とを備えている。

図２に示すように、センサケース２６は、回路基板３２を内部に収容するようになっている。センサケース２６は、回路基板３２、投光素子３６及び受光素子３８等を覆うように形成され、防水ケースを形成している。
センサケース２６は、バックプレート２８及びハーネス３４を取付ける後方開口部２６ａと、検出光Ａを透過する部材である検出光窓２６ｂを有する投光領域壁部７６ｂと、検出光Ａが使用者の手指等で反射した反射光Ｂを透過する部材である反射光窓２６ｃを有する受光領域壁部７６ｃと、を備えている。
投光領域壁部７６ｂと受光領域壁部７６ｃとは、前後方向にオフセットされており、互いに平行であり、前後方向に延びる（Ｚ方向に垂直な面内に存在する）連結壁部７７によって接続されている。受光領域壁部７６ｃの方が、投光領域壁部７６ｂよりも前方に位置している。
投光領域壁部７６ｂは、投光素子３６の前方側に配置されており、受光領域壁部７６ｃは、受光素子３８の前方側に配置されており、投光領域壁部７６ｂと受光領域壁部７６ｃと連結壁部７７とが、センサケース２６の前方側壁部を形成している。
そして、連結壁部７７の前後方向の延在長さは、投光領域壁部７６ｂの前後方向の厚みよりも長く（好ましくは２倍以上、より好ましくは３倍以上）、且つ、受光領域壁部７６ｃの前後方向の厚みよりも長くなっている（好ましくは２倍以上、より好ましくは３倍以上）。（本実施形態では、投光領域壁部７６ｂと受光領域壁部７６ｃとが共に同じ前後方向の厚みを有しているが、本発明はそのような態様に限定されない。また、連結壁部７７の延在方向は、Ｚ方向に成分を有していてもよい（斜め方向に延在していてもよい）。）

図４に示すように、バックプレート２８は、バックプレート２８がセンサケース２６内部に嵌合された状態で、回路基板３２をセンサケース２６内に固定する。

バックプレート２８は、立壁状部分２８ｂにおいてハーネス３４を通すハーネス孔２８ａ（図４参照）を形成する。ハーネス孔２８ａは、ハーネス３４を通すことができるように、ハーネス３４の径よりもわずかに大きな大きさの高さの開口を形成している。センサケース２６の後方開口部２６ａに取付けられたバックプレート２８の外側を覆うように樹脂層（図示せず）が形成されている。この樹脂層は、ポッティングにより樹脂を硬化させて形成され、水が光電センサ２４の外部から内部の回路基板３２側に侵入することを抑制する防水性を有する。

ハーネス３４は、回路基板３２と制御部１６とを電気的に接続するワイヤーハーネスである。ハーネス３４は、カバー内の電線３４ａをハーネス基板４２にはんだ付けすることにより、ハーネス基板４２と電気的に接続される。ハーネス３４は、本体基板４０の電子回路のデジタル信号回路に接続される。

投光素子３６は、後述するように本体基板４０の第２面４０ｂ上に配置される。投光素子３６は、表面実装タイプ（例えばチップタイプ）の投光素子である。投光素子３６は、例えばＬＥＤである。さらに、投光素子３６の発光部３６ｅが、本体基板４０の第２面４０ｂ上に配置される。投光素子３６の発光部３６ｅは赤外線を投光するように構成される。表面実装タイプの投光素子３６は、従来のいわゆる砲弾タイプの投光素子よりも高さが抑制される。従来の砲弾タイプの発光部は、発光部が円筒形を形成し、発光部が前方向きの場合に発光部の直径（高さ）が高さとなる。従来の砲弾タイプの発光部は、基板の側方に飛び出すように配置される。仮に砲弾タイプの発光部を基板上に載せようとすれば発光部の高さが比較的高くなる可能性がある。

次に、図２乃至図６により、光電センサ２４の回路基板３２についてより詳細に説明する。
回路基板３２は、投光素子３６及び受光素子３８が配置されるセンサ基板である本体基板４０と、ハーネス３４がはんだ付けされるハーネス基板４２と、本体基板４０とハーネス基板４２とを接続する可撓性の第１フレキシブル基板４４とを備えている。

本体基板４０は、薄板状に形成されると共に、吐水流路２２側の第１面４０ａと、第１面４０ａと反対側の第２面４０ｂとを備えている。本体基板４０は、光電センサの２４の前後方向に延び、その下面側の第１面４０ａが吐水流路２２に向けられている。本体基板４０は、基板面である第２面４０ｂ上に投光素子３６及び受光素子３８を載せるように配置している。本体基板４０はリジッドタイプのプリント基板により形成される。

図２及び図３に示すように、本体基板４０は、さらに、受光素子３８が載せられるように配置される第１センサ基板５８と、第１センサ基板５８の側方に配置され、投光素子３６が配置される第２センサ基板６０と、第１センサ基板５８と第２センサ基板６０との間に配置され、第１センサ基板５８と第２センサ基板６０との間を電気的に接続する接続基板である第２フレキシブル基板６２とを備える。

図３に示すように、第１センサ基板５８は、リジッドタイプのプリント基板により形成される。受光素子３８はいわゆるサイドビュータイプと呼ばれるものであり、受光素子３８は、受光素子３８の受光方向が第１センサ基板５８とほぼ平行になるように第１センサ基板５８に実装される。受光素子３８が受光した反射光Ｂのアナログ信号（電磁ノイズに比較的弱い）を、電磁ノイズに比較的強いデジタル信号形態に変換する前のアナログ信号用の受光信号回路６４は、第１センサ基板５８内に配置される。すなわち、第１センサ基板５８は、受光素子３８が受光した反射光Ｂのアナログ信号を、電磁ノイズに比較的強いデジタル信号形態に変換処理する信号処理部６６を第１センサ基板５８上に備えている。第１センサ基板５８は、信号処理部６６において処理された後のデジタル信号を伝達するデジタル信号回路６９も第１センサ基板５８上に備えている。受光信号回路６４は、電磁ノイズに比較的弱いアナログ信号を伝達する。受光信号回路６４が、リジッドタイプであり且つ比較的シンプルな四角形状の第１センサ基板５８内に配置される。これにより、比較的簡易な箱状のシールドケースにより、受光信号回路６４が電磁ノイズの影響を受けることを抑制することができ、光電センサ２４が電磁ノイズの影響を受けることを抑制することができる。受光信号回路６４は受光素子３８と信号処理部６６とを電気的に接続し、デジタル信号回路６９が信号処理部６６とハーネス３４とを電気的に接続するように形成されている。デジタル信号回路６９は後述するように、第２フレキシブル基板６２及び第２センサ基板６０を通って形成されている。

図３に示すように、第２センサ基板６０は、リジッドタイプのプリント基板により形成される。第２センサ基板６０は、第１センサ基板５８と平行又は面一に並んで配置されている。投光素子３６はいわゆるサイドビュータイプと呼ばれるものであり、投光素子３６は、投光素子３６の投光方向が第２センサ基板６０とほぼ平行になるように第２センサ基板６０に実装される。第２センサ基板６０は、デジタル信号を伝達するデジタル信号用のデジタル信号回路６８を第２センサ基板６０の上に備えている。従って、第２センサ基板６０は、デジタル信号を伝達するので、第２センサ基板６０は、シールドケース３９により覆われていない状態でも電磁ノイズの影響を受けにくい。デジタル信号回路６８は、ハーネス３４と投光素子３６とを電気的に接続するように形成されている。

第２フレキシブル基板６２は、薄板状に形成され、可撓性を有している。第２フレキシブル基板６２は、フレキシブルタイプのプリント基板により形成される。第２フレキシブル基板６２は、第１センサ基板５８及び第２センサ基板６０の内部の中間部分の層を面方向外側に延伸するように形成されている。例えば、第２フレキシブル基板６２は、第１センサ基板５８（又は第２センサ基板６０）等のリジッドタイプの基板の表面層を除くことにより露出される内部層により形成される。よって、例えば、第２フレキシブル基板６２は、第１センサ基板５８及び第２センサ基板６０を接続した状態のリジッドタイプの基板の表面層を除くことにより形成されてもよい。よって、第２フレキシブル基板６２の高さ方向（上下方向）の厚みは、第１センサ基板５８（又は第２センサ基板６０）の高さ方向（上下方向）の厚みよりも小さい。また、第２フレキシブル基板６２の上面の高さ（上下方向の高さ）は、第１センサ基板５８（又は第２センサ基板６０）の上面の高さ（上下方向の高さ）よりも低い。

第２フレキシブル基板６２は、第２センサ基板６０上の投光素子３６の後端位置３６ｂよりも後方に配置される。第２フレキシブル基板６２は、デジタル信号を伝達するデジタル信号用のデジタル信号回路６８を第２フレキシブル基板６２上に備えている。従って、第２フレキシブル基板６２は、デジタル信号を伝達するので、第２フレキシブル基板６２は、シールドケースにより覆われていない状態でも電磁ノイズの影響を受けにくい。

ハーネス基板４２は、本体基板４０に対して垂直な立壁状に配置された状態で固定される。ハーネス基板４２の上下方向の高さはその左右方向の幅よりも小さい。ハーネス基板４２の高さ、すなわち光電センサ２４の上下方向の高さ（長さ）は、ハーネス３４の径よりもわずかに大きい大きさに対応する高さ（長さ）に形成されている。ハーネス基板４２はリジッドタイプのプリント基板により形成される。

ハーネス基板４２には、小穴４２ａ（図４参照）が形成され、小穴４２ａには、ハーネス３４の信号線が挿入され、このように挿入された状態で、ハーネス３４の電線とハーネス基板４２の小穴４２ａとがはんだ付けされる。ハーネス３４の電線と小穴４２ａとがはんだ付けされることにより、両者が電気的に接続される。

第１フレキシブル基板４４は、薄板状に形成される。第１フレキシブル基板４４は、前後方向（Ｘ方向）に延びる本体基板４０と、上下方向（Ｙ方向）に延びるハーネス基板４２との間で約９０度折り曲がった状態で配置される。第１フレキシブル基板４４は、本体基板４０とハーネス基板４２とを電気的に接続する。第１フレキシブル基板４４は、フレキシブルタイプのプリント基板により形成される。なお、回路基板３２は、第１フレキシブル基板４４の配置部分が曲がるように形成されているリジッドフレキシブル基板により形成されてもよい。

シールドケース３９は直方体形状の箱状に形成されている。シールドケース３９は受光素子３８等の配置された第１センサ基板５８を内部に収納できるようになっている。シールドケース３９は、遮光ケース４８の内側に取付けられる。シールドケース３９は、遮光ケース４８よりわずかに小さい。シールドケース３９は、少なくとも第１センサ基板５８の第２面４０ｂ側を覆うように形成されている。シールドケース３９には第２フレキシブル基板６２に対応する位置にスリットが形成され、シールドケース３９が前方から第１センサ基板５８を覆うように挿入されて取付けられる。

図２乃至図７により、遮光ケース４８についてより詳細に説明する。
図７は図１の吐水装置の吐水部の吐水口を、吐水口２０の前方側（正面側）から見た状態でセンサケースの前面、遮光ケースの前面及びシールドケースの前面を省略して示す図である。

図７に示すように、遮光ケース４８は、センサケース２６の前面、遮光ケース４８の前面（第５遮光壁５７）及びシールドケース３９の前面を省略して示すと共に吐水部１８の吐水口２０を吐水口２０の前方側（正面側）から見た状態で、投光素子３６と受光素子３８との間に配置される第１遮光壁５０と、投光素子３６と吐水口２０（又は吐水流路２２）との間に配置される第２遮光壁５２と、第１遮光壁５０に接続されると共に投光素子３６と外郭部材１０ａとの間に配置される第３遮光壁５４と、第２遮光壁５２及び第３遮光壁５４に接続されると共に投光素子３６と外郭部材１０ａとの間に配置される第４遮光壁５６と、前方側に形成される第５遮光壁５７（図２及び図３参照）とを備えている。

図３及び図５に示すように、第１遮光壁５０は、検出光を遮光する。第１遮光壁５０は、前後方向において、本体基板４０の前端より前方側から本体基板４０の後端より後方側まで形成されている。第１遮光壁５０の前端はセンサケース２６の前面部の内側近傍まで延びており、その後端はハーネス基板４２の近傍まで延びており、第２センサ基板６０側の遮光ケース４８から前後方向に出る光が第１センサ基板５８側に到達しにくくなっている。よって、図３に示すように、第１遮光壁５０は、前後方向において、少なくとも本体基板４０上に載せられた投光素子３６の前端位置３６ａから後端位置３６ｂまで延びている。また、図５に示すように、第１遮光壁５０の上下方向の全体が、前後方向において、投光素子３６の前端位置３６ａから、後端位置３６ｂよりも後方且つ第２フレキシブル基板６２の前方の位置まで延びている。このうち、第１遮光壁５０の第２フレキシブル基板６２と並ぶ高さ部分（上下方向の高さ部分）は、前後方向において、投光素子３６の前端位置３６ａから、後端位置３６ｂよりも後方且つ第２フレキシブル基板６２の前方の位置まで延びる。

図５に示すように、第１遮光壁５０の第２フレキシブル基板６２より上方側の少なくとも一部は、前後方向において、投光素子３６の前端位置３６ａから、第２フレキシブル基板６２の上方側の位置まで形成される。より具体的には、第１遮光壁５０の第２フレキシブル基板６２より上方側の高さの部分は、投光素子３６の前端位置３６ａから、後端位置３６ｂよりも後方且つ第２フレキシブル基板６２の上方側の位置を通り第２フレキシブル基板６２の後方まで形成される。

図５に示すように、第１遮光壁５０は、上下方向において、センサケース２６の内側の天井面近傍から底面近傍まで形成されている。第１遮光壁５０は、上下方向において、少なくとも本体基板４０上に配置された投光素子３６の上端位置３６ｃから下端位置３６ｄまで延びる。第１遮光壁５０は、上下方向において、投光素子３６の上端位置３６ｃから投光素子３６が配置された第２面４０ｂより下方側の位置まで延びる。
第１遮光壁５０は、第２フレキシブル基板６２の上方側の部分の下端において第２フレキシブル基板６２と向かい合う下向面５０ａを形成している。下向面５０ａは、第２面４０ｂより下方側の位置に位置し、第２面４０ｂの高さ位置と第２フレキシブル基板６２との間に配置される。下向面５０ａは、第２フレキシブル基板６２の前端近傍からハーネス基板４２近傍まで形成されている。

図７に示すように、第１遮光壁５０の下端側が第２遮光壁５２と接続され、第１遮光壁５０の上端側が第３遮光壁５４と接続される。第４遮光壁５６は、第１遮光壁５０を中心として受光素子３８と反対側の方向の領域内に配置される。よって、少なくとも第１遮光壁５０、第２遮光壁５２及び第３遮光壁５４が、吐水部の左右方向の断面において、コの字形状の断面を形成する。これにより、仮に第４遮光壁５６が省略され、検出光がこの省略された領域（受光素子と反対側の方向の領域）から外郭部材１０ａに到達し、外郭部材１０ａ、例えば外郭部材１０ａの内面が光を反射しやすい金属製であったとしても、この到達した検出光は外郭部材１０ａから光電センサ２４の反対側の受光素子３８まで到達しにくくなっている。
なお、遮光ケース４８の外側にセンサケース２６が配置されている。センサケース２６も遮光に一定の効果を有しているものの、センサケース２６は遮光用の部材ではないため、光がセンサケース２６から外側に漏れ外郭部材１０ａから受光素子３８に到達する可能性がある。よって、センサケース２６が配置されている場合であっても、本実施形態のように少なくとも第１遮光壁５０、第２遮光壁５２及び第３遮光壁５４が配置されることにより、受光素子の誤検知の抑制に効果を有する。

また、第１遮光壁５０、第２遮光壁５２、第３遮光壁５４及び第４遮光壁５６が、箱状の遮光ケース４８を形成し、左右方向の断面において、四角形の枠状の断面を形成する。これにより、外郭部材１０ａ、例えば外郭部材１０ａの内面が金属製であったとしても、投光素子３６から投光された検出光Ａが反射等により受光素子３８に到達して受光素子３８により検知され、誤検知が発生することをさらに抑制することができる。

さらに、第５遮光壁５７は、投光素子３６の前方側において左右方向に延びる壁面を形成している。第５遮光壁５７は、投光素子３６の前方正面において透過性を有する部材からなる投光窓４８ａを形成している。よって、第５遮光壁５７は、投光素子３６から投光された検出光Ａの一部を遮ることで、検出光Ａが遮光ケース４８の前方側以外の方向に漏えいすることを抑制する。これにより、外郭部材１０ａ、例えば外郭部材１０ａの内面が金属製であったとしても、投光素子３６から投光された検出光が反射等により受光素子３８に到達して受光素子３８により検知され、誤検知が発生することをさらに抑制することができる。

また、本実施形態の光電センサ２４によれば、連結壁部７７の前後方向の延在長さが、投光領域壁部７６ｂの前後方向の厚みよりも長く、且つ、受光領域壁部７６ｃの前後方向の厚みよりも長いことにより、当該連結壁部７７の内部における迷光の反射回数が増大し、当該迷光は顕著に減衰する（図１２参照）。これにより、当該迷光によって誤検知が生じる虞を顕著に低減することができる。

また、本実施形態の光電センサ２４によれば、投光領域壁部７６ｂと受光領域壁部７６ｃとは、前後方向にオフセットしている。このような形態は、比較的簡単に設計及び製造することができる。

また、本実施形態の光電センサ２４によれば、受光領域壁部７６ｃの方が、投光領域壁部７６ｂよりも前方に位置している。これにより、投光領域壁部７６ｂに付着した汚れや水滴等によって生じる迷光が受光領域壁部７６ｃにまで到達する虞をより一層低減することができる。

その他、本実施形態による吐水装置１によれば、光電センサ２４を小型化できるように、本体基板４０が投光素子３６を第２面４０ｂ上に載せる場合であっても、第１遮光壁５０は、投光素子３６と受光素子３８との間に配置されると共に、第２面４０ｂ上に載せられた投光素子３６の前端位置３６ａから後端位置３６ｂまで前後方向に延びる。これにより、投光素子３６から投光された検出光が光電センサ２４内部における反射等により受光素子３８に到達して受光素子３８により検知され、受光素子３８の誤検知が発生することを抑制できる。

また、本実施形態による吐水装置１によれば、投光素子３６の発光部３６ｅが、本体基板４０の第２面４０ｂ上に配置され、本体基板４０の第２面４０ｂより前方側に突出して配置されていないので、第１遮光壁５０の前端を本体基板４０の前端に合わせることができ、光電センサ２４の前方の長さを抑制して、光電センサ２４をより小型化できる。

さらに、本実施形態による吐水装置１によれば、投光素子３６は、表面実装タイプの投光素子３６であるので、光電センサ２４の上下方向の長さ（高さ）を比較的小さくでき、光電センサ２４をより小型化することができる。

さらに、本実施形態による吐水装置１によれば、第１遮光壁５０が、投光素子３６の上端位置３６ｃから投光素子３６が配置された第２面４０ｂより下方側の位置まで上下方向に延びるので、投光素子３６から投光された検出光が光電センサ２４内部における反射等により受光素子３８に到達して受光素子３８により検知され、受光素子３８の誤検知が発生することをより抑制することができる。

さらに、本実施形態による吐水装置１によれば、第１遮光壁５０は、投光素子３６の前端位置３６ａから、後端位置３６ｂよりも後方且つ第２フレキシブル基板６２の前方の位置まで延びる。これにより、投光素子３６から投光された検出光が光電センサ２４内部における反射等により受光素子３８に到達して受光素子３８により検知され、受光素子３８の誤検知が発生することをさらに抑制することができる。

さらに、本実施形態による吐水装置１によれば、第１遮光壁５０の少なくとも一部は、投光素子３６の前端位置３６ａから第２フレキシブル基板６２の上方側の位置まで形成される。これにより、投光素子３６から投光された検出光が光電センサ２４内部における反射等により受光素子３８に到達して受光素子３８により検知され、受光素子３８の誤検知が発生することをさらに抑制することができる。

さらに、本実施形態による吐水装置１によれば、第１センサ基板５８と第２センサ基板６０との間に配置される第２フレキシブル基板６２をフレキシブルタイプの基板により形成する。フレキシブルタイプの基板はリジッドタイプの基板よりも厚さが薄い。これにより、第１遮光壁５０の第２フレキシブル基板６２より上方側の部分の下端は、第２フレキシブル基板６２をリジッドタイプの基板により形成した場合と比べて、第１センサ基板５８（第２センサ基板６０）の第２面４０ｂに近い高さ又はこの第２面４０ｂより下方側に形成される。これにより、投光素子３６から投光された検出光が光電センサ２４内部における反射等により受光素子３８に到達して受光素子３８により検知され、受光素子３８の誤検知が発生することをさらに抑制できる。

仮に受光信号回路６４がフレキシブルタイプの基板にも配置される場合には、フレキシブルタイプの基板に電磁ノイズの影響を低減するシールドケース３９を設けることが比較的難しいため、光電センサ２４が電磁ノイズの影響を受けやすくなる恐れがある。仮にフレキシブルタイプの基板全体を囲うようなシールドケース３９を形成すると光電センサ２４が大型化してしまう問題がある。
さらに、本実施形態による吐水装置１によれば、受光素子３８が受光した反射光の信号を、電磁ノイズに比較的強い信号形態に変換する前までの受光信号回路６４は、第１センサ基板５８内に配置される。これにより、電磁ノイズに比較的弱い信号を伝達する受光信号回路６４は、第１センサ基板５８内に配置され、例えば第１センサ基板５８に設けられる比較的簡易なシールドにより、受光信号回路６４が電磁ノイズの影響を受けることを抑制でき、光電センサ２４が電磁ノイズの影響を受けることを抑制できる。

さらに、本実施形態による吐水装置１によれば、例えば自動水栓等において吐水部１８が金属製の外郭部材１０ａの内側に吐水口２０を配置し、吐水部１８の吐水口２０を吐水口２０の前方から見た状態で、光電センサ２４は、吐水口２０と並んで配置されている。光電センサ２４は、上記前方から見た状態で、さらに、投光素子３６と吐水口２０との間に配置される第２遮光壁５２と、投光素子３６と外郭部材１０ａとの間に配置される第３遮光壁５４とを備え、第１遮光壁５０の一端側が第２遮光壁５２と接続され、第１遮光壁５０の他端側が第３遮光壁５４と接続される。よって、金属製内面の外郭部材１０ａにより投光素子３６から投光される検出光が内部反射されやすい場合であっても、投光素子３６から投光される検出光が、第１遮光壁５０、第２遮光壁５２及び第３遮光壁５４により少なくとも３方向を遮光される。さらに、検出光が第１遮光壁５０、第２遮光壁５２及び第３遮光壁５４が形成されていない領域（受光素子３８と反対側の方向の領域）から外郭部材１０ａに到達したとしても、この到達した検出光は外郭部材１０ａから受光素子３８に到達しにくくできる。よって、本実施形態の吐水装置１によれば、投光素子３６から投光された検出光が光電センサ２４内部における反射等により受光素子３８に到達して受光素子３８により検知され、受光素子３８の誤検知が発生することをさらに抑制できる。

次に、図８は、本発明の第２実施形態による光電センサの分解斜視図である。本実施形態では、投光領域壁部７６ｂの外周部に、受光領域壁部７６ｃと面一の前方縁を提供する補助壁７８ｕ、７８ｓ、７８ｄが設けられている。

補助壁７８ｕは、センサケース２６の上面に対して面一の薄板状の壁であり、補助壁７８ｄは、センサケース２６の下面に対して面一の薄板状の壁であり、補助壁７８ｓは、センサケース２６の左側面に対して面一の薄板状の壁であり、各補助壁７８ｕ、７８ｓ、７８ｄの前方縁が、受光領域壁部７６ｃと面一になっている。

本実施形態の光電センサによれば、センサケース２６の前方側に防水パッキンを取り付ける場合において、一般的な平坦な取り付け面を有する防水パッキンを使用することができ、高い防水性を容易に担保することができる。

次に、図９は、本発明の第３実施形態による光電センサの分解斜視図である。本実施形態では、検出光窓２６ｂを有する投光領域壁部と反射光窓２６ｃを有する受光領域壁部とがセンサケース２６の前方側で面一となっている一方で、連結壁部が、後方側に凸状に形成されている。

具体的には、本実施形態の連結壁部は、投光領域壁部の右端部から後方に延びる第１連結壁部１７７ａと、受光領域壁部の左端部から後方に延びる第３連結壁部１７７ｃと、第１連結壁部１７７ａの後方端から第３連結壁部１７７ｃの後方端まで延びる第２連結壁部１７７ｂと、からなっている。

更に、本実施形態では、第１連結壁部１７７ａ、第１連結壁部１７７ａ及び第１連結壁部１７７ａの各上縁部に接続されて投光領域壁部及び受光領域壁部と面一の前方上縁を提供する補助壁１７８ｕが設けられており、且つ、第１連結壁部１７７ａ、第１連結壁部１７７ａ及び第１連結壁部１７７ａの各下縁部に接続されて投光領域壁部及び受光領域壁部と面一の前方下縁を提供する補助壁１７８ｄが設けられている。

本実施形態のような構成によっても、十分な迷光対策を実現できる（図１３参照）。なお、センサケース２６の前方側に凸状部（出っ張り）がないため、補助壁１７８ｕ、１７８ｄを設けなくても、防水パッキンの取り付け等が比較的容易である。

１ 吐水装置
２ 吐水システム
４ ボウル部
６ 排水路
８ カウンター
１０ 水栓本体
１０ａ 外郭部材
１２ 給水路
１４ 電磁弁
１６ 制御部
１８ 吐水部
２０ 吐水口
２２ 吐水流路
２４ 光電センサ
２６ センサケース
２６ａ 後方開口部
２６ｂ 検出光窓
２６ｃ 反射光窓
２８ バックプレート
２８ａ ハーネス孔
２８ｂ 立壁状部分
３２ 回路基板
３４ ハーネス
３４ａ 電線
３６ 投光素子
３６ａ 前端位置
３６ｂ 後端位置
３６ｃ 上端位置
３６ｄ 下端位置
３６ｅ 発光部
３８ 受光素子
３９ シールドケース
４０ 本体基板
４０ａ 第１面
４０ｂ 第２面
４２ ハーネス基板
４２ａ 小穴
４４ 第１フレキシブル基板
４８ 遮光ケース
４８ａ 投光窓
５０ 第１遮光壁
５０ａ 下向面
５２ 第２遮光壁
５４ 第３遮光壁
５６ 第４遮光壁
５７ 第５遮光壁
５８ 第１センサ基板
６０ 第２センサ基板
６２ 第２フレキシブル基板
６４ 受光信号回路
６６ 信号処理部
６８ デジタル信号回路
６９ デジタル信号回路
７６ｂ 投光領域壁部
７６ｃ 受光領域壁部
７７ 連結壁部
７８ｄ 補助壁
７８ｓ 補助壁
７８ｕ 補助壁
１７７ａ 第１連結壁部
１７７ｂ 第２連結壁部
１７７ｃ 第３連結壁部
１７８ｄ 補助壁
１７８ｕ 補助壁
Ａ 検出光
Ｂ 反射光
Ｘ 矢印
Ｙ 矢印
Ｚ 矢印

Claims (6)

1. 防水性を有する光電センサであって、
   検出光を投光する投光素子と、
   前記投光素子によって投光された検出光の反射光を受光する受光素子と、
   前記投光素子及び前記受光素子を収納する一方で、前記検出光及び前記反射光の透過を許容するセンサケースと、
   を備え、
   前記投光素子による前記検出光の投光方向を前方とした時、前記センサケースの前方側壁部は、
   前記投光素子の前方側に配置された投光領域壁部と、
   前記受光素子の前方側に配置された受光領域壁部と、
   前記投光領域壁部と前記受光領域壁部とを連結する連結壁部と、
   を有しており、
   前記連結壁部の前後方向の延在長さは、前記投光領域壁部の前後方向の厚みよりも長く、且つ、前記受光領域壁部の前後方向の厚みよりも長い
   ことを特徴とする光電センサ。
2. 前記投光領域壁部と前記受光領域壁部とは、前後方向にオフセットしている
   ことを特徴とする請求項１に記載の光電センサ。
3. 前記受光領域壁部の方が、前記投光領域壁部よりも前方に位置している
   ことを特徴とする請求項２に記載の光電センサ。
4. 前記投光領域壁部の外周部には、前記受光領域壁部と面一の前方縁を提供する補助壁が設けられている
   ことを特徴とする請求項３に記載の光電センサ。
5. 前記連結壁部は、後方側に凸状である
   ことを特徴とする請求項１に記載の光電センサ。
6. 前記連結壁部は、前方側に凸状である
   ことを特徴とする請求項１に記載の光電センサ。

Images