JP3538250B2 - 傾き検出用光センサ - Google Patents
傾き検出用光センサInfo
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- JP3538250B2 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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- Japan
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- light
- optical sensor
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Description
【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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
と、前記基体に装着される蓋体と、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
る球体、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。
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
と、前記基体に装着される蓋体と、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
る球体、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
（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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)
- 【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お
よび該発光部からの光を受光する受光部の２組と、前記
基体に装着される蓋体と、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る球体と
から成ることを特徴とする傾き検出用光センサ。 - 【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。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03384595A JP3538250B2 (ja) | 1995-02-22 | 1995-02-22 | 傾き検出用光センサ |
| PCT/JP1996/000381 WO1996026416A1 (en) | 1995-02-22 | 1996-02-20 | Inclination detecting optical sensor and a process for producing the same |
| DE69627479T DE69627479T2 (de) | 1995-02-22 | 1996-02-20 | Optischer sensor fur neigungsbestimmung und verfahren zu seiner herstellung |
| EP96902489A EP0809786B1 (en) | 1995-02-22 | 1996-02-20 | Inclination detecting optical sensor and a process for producing the same |
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