JP3538250B2 - 傾き検出用光センサ - Google Patents

傾き検出用光センサ

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JP3538250B2 JP03384595A JP3384595A JP3538250B2 JP 3538250 B2 JP3538250 B2 JP 3538250B2 JP 03384595 A JP03384595 A JP 03384595A JP 3384595 A JP3384595 A JP 3384595A JP 3538250 B2 JP3538250 B2 JP 3538250B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、物体の傾斜を検出する
ための傾き検出用の光センサに関する。
【0002】
【従来の技術】光センサとして、光を発生する発光素子
と、発光素子から発生された光を受光可能に設けた受光
素子と、から成り、これらの両素子間に遮光性の物体に
より発生された光が遮断されているか否かを検出するこ
とにより物体の有無等を検出するフォトインタラプタが
広く知られている。
【0003】従来、フォトインタラプタを利用した傾き
検出用光センサとして、図5に示すように、発光素子2
1aとこれから発生された光を受光可能に発光素子21
aに対向状に設けられた受光素子21bとから成るフォ
トインタラプタ21と、内部にフォトインタラプタ21
を収納可能なように上部22aが開放された樹脂成形体
から成る下部ケース22と、下部ケース22の上部22
aに装着された上部ケース23と、上部ケース23から
下部ケース22内に下方に向けて延設された軸受け23
aに軸支された支軸23bを中心に発光及び受光素子2
1a,21b間で揺動可能に設けられた扇状の遮光板2
4から成る構造が知られている。
【0004】この種の光センサは、支軸23bを介して
軸受け23aに軸支された遮光板24は、重力の作用で
支軸23bに対して常時下方に位置するので、傾斜を検
出すべき図示しない被検出体上に搭載または固定して使
用する場合、被検出体従って光センサが水平な状態また
は傾斜が一定以内である非傾斜状態にあるときは発光素
子21aから受光素子21bに向けて発生された光は遮
光板24にその光路が遮断されるので受光素子21bに
は光は受光されないが、被検出体がいずれか一方側に一
定の角度を超えて傾斜した場合には、遮光板24はその
傾斜に応じて下部ケース22に固定されたフォトインテ
ラプタ21に対して相対位置がずらされるので発光素子
21aから発生された光は遮光板24に遮断されずに受
光素子21b側で受光され、この受光により受光素子2
1bのリード端子間に電流が生起されて傾斜が検出され
るように構成されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述のようなフォトイ
ンテラプタを利用した光センサは、半導体技術や光素子
に関する技術の進展とともに需要も増大し、製造におけ
る部品点数の一層の減少や工程の単純化が強く求められ
ている。しかし、上述したような従来の光センサでは、
上部ケース23に遮光板24を設けるための軸受け23
aを設けなければならないと共に、これに軸支された支
軸23bに傾斜検出用の特定な形状に形成した遮光板2
4を一体的に形成しまたは別体に形成後組立により設け
なければならないので、機構的に複雑化し部品点数を一
定以下に減少させることが困難であり、製造工程の簡素
化も一定の程度を越えて行うことは困難である。
【0006】従って、本発明は、簡易な構造でありなが
ら被検出体の傾斜を確実に検出可能な光センサを得るこ
とにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を達成するた
め、本発明によれば、底面がほぼ中央部で谷となる傾斜
面を有し、該底面を挟んで該底面上に空間を形成するよ
うに上方に延びる一対の側壁を有し、不透明な樹脂によ
り一体に成形される基体と、前記傾斜面を有する底面の
傾斜面に沿った両端部側にそれぞれ設けられ、かつ、前
記基体の一対の側壁に相互に対向して光の授受をし得る
ように前記基体と一体的に設けられる、光を発生する発
光部および該発光部からの光を受光する受光部の2組
、前記基体に装着され蓋体と、前記基体と前記蓋体
との間の空間に前記傾斜面に沿って移動可能に収納され
球体、とから成ることを特徴とする傾き検出用光セン
サが提供される。
【0008】前記発光部および受光部がそれぞれ透明樹
脂封止体として形成されることにより、光通路を確保し
ながら不透明樹脂からなる基体と一体に封止しやすい
【0009】
【作用および効果】傾き検出用光センサを被検出体上に
搭載または固定して使用する場合、被検出体従って光セ
ンサが、その傾斜面の基準面(または水平面)に対して
なす傾斜角θにより設定された角度より小さな非傾斜状
態にあるときは、球体5が傾斜面3a,3aの中央に位
置するのだが、上記の角度を越えていずれかの方向(時
計回り方向または反時計回り方向)に傾斜されると、球
体が傾斜された方向の端部へ向けて移動する。
【0010】従って、光を発生する発光部とその光を受
光する受光部との組を基体の傾斜部に沿う中央部であっ
てこれを挟む両側にそれぞれ設けることにより、発光部
から発生された光は非傾斜状態では球体により遮断され
て受光部では受光されないが、一方、傾斜状態では球体
は傾斜に伴い基体の端部に向けて移動されるので、発光
部からの光は球体により遮断されることなく受光部によ
り受光され、受光部からの電気信号として検出される。
【0011】この場合、2組の発光部と受光部の各組を
基体の傾斜部に沿う端部近傍であってこれを挟む両側に
それぞれ設けることにより、非傾斜状態では、両発光部
から発生された光は球体により遮断されることなくそれ
ぞれの受光部で受光される一方、傾斜状態では、球体は
傾斜に伴い基体の下降された端部に向けて移動されるの
で、これに対応する発光部からの光は球体により遮断さ
れて受光部には受光されず受光部からの電気信号は発生
されず、同時に、他方の発光部からの光は受光部により
受光され電気信号を発生させる。
【0012】このような傾斜に伴って受光部から発生さ
れる電気信号の有無により、被検出体が一定以上の傾斜
が生じたか、若しくは、いかなる方向に一定以上の傾斜
が生じたかを、簡素な構成で確実に検出することができ
る。
【0013】
【実施例】次に、本発明による傾き検出用光センサにつ
いて実施例に従い図面を参照しながら詳細に説明する。
本発明の第1の実施例による光センサの構成を図1に示
す。第1実施例の光センサは、図1に示すように、供給
された電気信号に応じて光を発生する発光部1と、発光
部1からの光を受光可能に発光部1に対向して設けられ
た受光部2と、発光部1と受光部2とを不透明な樹脂で
封止することにより固定すると共に両者間に傾斜面3a
が設けられるように形成された基体3と、基体3に装着
された蓋体4と、基体3と蓋体4との間に傾斜面3aに
沿って移動可能なように収納された球体5と、から成
る。
【0014】発光部1は、図2に具体的に示すように、
Fe等の導電体から成る一組のリード電極6a,6b
と、一方のリード電極6aの先端に形成されたタブ上に
Agペーストを介してボンデイングされた発光ダイオー
ド7と、発光ダイオード7と他方のリード電極6bとの
間を電気的に接続するAu線8とから成り、これらの発
光ダオード7及びAu線8はリード電極6a,6bの先
端と共に透明な樹脂により封止されて透明樹脂封止体9
を形成している。この樹脂封止体9は、不透明樹脂から
成る基体3に後述する窓を設けるために、発光ダイオー
ド7の近傍で前方に矩形状に突出された突出部9aが形
成されている。
【0015】他方、受光部2についても、発光部で用い
た発光ダイオードの代わりに光が照射されることにより
そのリード電極間に電圧が発生されるフォトトランジス
タが使用されることを除けば、発光部1と同様に構成さ
れるので、その詳細な説明は省略する。不透明な樹脂で
形成された基体3には、図3に横断面を詳細に示すよう
に、その発光部1側に、透明樹脂9の突出部9aにより
発光ダイオード7から発生された光が受光部2に向けて
透過可能なように、発光部1の透明樹脂体9の突出部9
aに対応して窓3bが開口状に形成されている。受光部
2側にも、発光ダイオード7からの光をフォトトランジ
スタ10により受光可能なように透明樹脂体13の突出
部に対応して窓3cが形成されている。
【0016】基体3の傾斜面3a,3aは、光センサが
搭載される基準面(または水平面)に対して一定の角度
θ傾斜するように形成されている。本実施例では傾斜面
3a,3aはその接合線における基準面と垂直な面に関
して対称形に設けられているが、光センサの使用目的や
設計仕様に応じて単一な傾斜面や非対称の傾斜面で構成
することも可能であり、また部分的または全体的に曲面
で構成することも可能であることはいうまでもない。
【0017】また、本実施例では、フォトインテラプタ
を構成する発光部1と受光部2を傾斜面3a,3aが形
成された基体3と一体に不透明樹脂により封止した例を
示したが、例えば、傾斜面3a,3aが形成される基体
の部分を別個に形成するなどして基体を組合せにより形
成することも可能であることはいうまでもない。このよ
うに、本実施例の光センサでは、光を発生する発光部1
と発光部1からの光を受光する受光部2との間に傾斜面
3a、3aが設けられた基体3と、この基体3の上部に
装着された蓋体4と、の間に傾斜面3a,3aに沿って
移動可能に収納された、例えば綱製の、球体5を設け、
且つ、発光部1と受光部2とを基体3の傾斜部3a,3
aに沿う中央部であってこれを挟む両側に設けたので、
光センサを搭載した被検出体が傾斜面の傾斜角θにより
設定される角度以内の非傾斜状態にあるときは球体5が
傾斜面3a,3aの中央に位置するので、発光部1から
発生された光は球体5により遮断されて受光部2により
受光されない。
【0018】他方、上記の角度を越えていずれかの方向
(時計回り方向または反時計回り方向)に傾斜される
と、球体が傾斜された方向へ移動するため発光部1から
発生された光は、球体5により遮断されることなく、受
光部2により受光され電気信号として検出される。この
ように、本実施例の光センサによれば、受光体2に受光
の有無に応じて発生された電気信号を介して光センサが
搭載された被検出体の傾斜を容易に検出することができ
る。
【0019】次に、本発明の第2の実施例の光センサに
ついて説明する。第2実施例の光センサは、図4に示す
ように、1組の発光部と受光部に代えて2組の発光部1
1a,11bと受光部12a,12bの各組を基体3の
両端側にそれぞれ設けたことを除いて、第1実施例と同
様に構成される。本実施例による光センサは2組の発光
部11a,11bと受光部12a,12bの各組を基体
3の両端側にそれぞれ設けているので、その使用に際し
て、光センサを搭載した被検出体が傾斜面3a,3aの
傾斜角θによって規定される角度以内の非傾斜状態にあ
るときは、球体5は図4中の実線で示された中央の位置
に位置し、発光部11a、11bから発生された光は対
応する受光体12a,12bにより受光され、これらの
受光体12a,12bには電流が発生される。
【0020】他方、被検出体が、例えば、反時計方向に
一定以上傾斜すると球体5は図中左方へ移動して、発光
部11aから発生された光の受光部12aによる受光を
妨げ、受光部12aには電流が生じない。また、被検出
体が、これとは反対側の時計方向に一定以上傾斜すると
球体5は図中右方へ移動して、発光部11bから発生さ
れた光の受光部12bによる受光を妨げ、受光部12b
には電流が生じない。
【0021】従って、本実施例の構成によれば、受光部
12a,12bに発生された電流を電気信号として検出
することにより、検出被検出体が設定された傾斜角を越
えていずれの方向へ傾斜したかを検出することが可能に
なる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施例による傾き検出用光センサの分解
斜視図である。
【図2】図1の光センサに使用される発光部の斜視図で
ある。
【図3】図1の光センサの横断面図である。
【図4】第2の実施例による傾き検出用光センサの縦断
面図である。
【図5】従来の傾き検出用光センサの断面図である。
【符号の説明】
1 発光部 2 受光部 3 基体 3a 傾斜面 4 蓋体 5 球体 7 発光ダイオード 9 突出部 10 フォトトランジスタ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01C 9/00 - 9/10 H01L 35/02 - 35/42

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 底面がほぼ中央部で谷となる傾斜面を有
    し、該底面を挟んで該底面上に空間を形成するように上
    方に延びる一対の側壁を有し、不透明な樹脂により一体
    に成形される基体と、前記傾斜面を有する底面の傾斜面
    に沿った両端部側にそれぞれ設けられ、かつ、前記基体
    の一対の側壁に相互に対向して光の授受をし得るように
    前記基体と一体的に設けられる、光を発生する発光部
    よび該発光部からの光を受光する受光部の2組、前
    基体に装着され蓋体と、前記基体と前記蓋体との間
    空間に前記傾斜面に沿って移動可能に収納され球体
    ら成ることを特徴とする傾き検出用光センサ。
  2. 【請求項2】 前記発光部および受光部がそれぞれ透明
    樹脂封止体からなる請求項1記載の傾き検出用光セン
    サ。
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