JP3700394B2 - 近接センサ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光素子から発せられた光が被検出物体に達して反射するときの反射光を受光素子で検出し、物体の有無、あるいは、物体の検出を行う近接センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の近接センサ９０の構成の例を示すものが図３であり、この近接センサ９０は１枚のガラスエポキシ基材の基板９１上に適宜の間隔を設けて発光素子９２と受光素子９３とが、同一方向を向けて取付けられている。そして、前記発光素子９２と受光素子９３との間には遮光壁９４が設けられ、発光素子９２からの光が直接に受光素子９３に達することのないものとされ、また、それぞれの素子９２、９３は防湿などの目的で透明樹脂のカバー９５、９６で覆われている。
【０００３】
このように形成された近接センサ９０の発光素子９２には、電流が印加されて点灯されるものとされている。このときに被検出物体（図示は省略する）が発光素子９２の照射する範囲に存在すると発光素子９２からの光は被検出物体で反射し、その反射光が受光素子９３に達して出力を生じるものとなるので、この出力から被検出物体の存在を検出できるものとなる。
【０００４】
このときに、受光素子９３の出力には、暗電流などと称されている雑音成分Ｎが存在するものであるので、被検出物体が存在しないときにも出力は生じている。従って、近接センサ９０の検出感度は、被検出物体が存在する時点で生じる信号成分Ｓが上記した雑音成分Ｎに対して明確な差異を生じる時点、言い換えればＳ／Ｎ比により定められるものとなる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した従来の構成の近接センサ９０においては、前記被検出物体が存在しないにも係わらず、発光素子９２を点灯したことのみで受光素子９３からの出力電流が増加する現象を生じ、一層に検出感度が低下するものとなっている。
【０００６】
発明者による検討の結果では、この現象は発光素子９２からの光の内の、発光素子９２を覆うカバー９５の大気との境界面での反射光が基板９１に達し、半透明であるエポキシ樹脂中を伝播して受光素子９３に達する漏れ成分Ｌで生じることが判明した。従って、従来の構成の近接センサ９０では、検出感度としてはＳ／（Ｎ＋Ｌ）となり当然に性能低下を生じるものであり、この点の解決が課題となるものであった。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は前記した従来の課題を解決するための具体的手段として、１枚のガラスエポキシ基板上に発光素子と受光素子とが同一表面側に搭載されて成る近接センサにおいて、前記ガラスエポキシ基板は、前記表面側の略全面積にわたり金属箔で覆われ、さらに、当該金属箔には前記発光素子および受光素子を搭載するボンディングパターンが形成された多層基板用シートが積層されており、前記多層基板用シートは、透明度の低いフィルム状の基材の前記ガラス基板側に金属箔が貼り合わされている、ことを特徴とする近接センサを提供することで課題を解決するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
つぎに、本発明を図に示す実施形態に基づいて詳細に説明する。図１および図２に符号１で示すものは本発明に係る近接センサであり、この近接センサ１は１枚の基板２上に発光素子３と受光素子４とが搭載されて成るものであり、前記発光素子３と受光素子４との間には遮光壁５が設けられ、また、発光素子３と受光素子４とはそれぞれにカバー６、７で覆われている点は従来例のものと同様である。
【０００９】
ここで、本発明では前記基板２を、ガラスエポキシ基板２１と、多層基板用シート２２と、黒色レジスト２３とで構成するものであり、先ずガラスエポキシ基板２１としては、プリント配線基板用として市販されているものを使用し、例えば基板２としての端子部２ａなど絶縁を必要とする部分を除き上面に設けられている銅箔２１ａを可能な限りで残すものとしてある。
【００１０】
尚、前記銅箔２１ａは以下の説明でも明らかなように遮光の目的で用いられるものであるので、不透明であれば素材を銅に限定するものではない。しかしながら、プリント配線基板用として市販されているものは既に銅箔２１ａが張り合わされているものであるので、その儘、使用するのが最もコスト的に有利であり、また、目的を達成する上でも特に銅以外の金属箔でガラスエポキシ基板２１を特別に形成する程の必要性は生じない。
【００１１】
上記のガラスエポキシ基板２１の銅箔２１ａ側を覆っては、フィルム状の基材２２ａに銅箔が貼り合わされた多層基板用シート２２が例えばエポキシ樹脂の接着材などで貼着されるが、この貼着に先立ってはエッチング処理が行われ、前記した銅箔は発光素子３および受光素子４をダイボンドし且つ配線を行うためのボンディングパターン２２ｂとして形成されている。また、このときに前記基材２２ａとしては透明度が低いものが選択されている。
【００１２】
更に加えて、本発明では前記多層基板用シート２２の上面に黒色レジスト２３を設けるものであり、この黒色レジスト２３は前記ボンディングパターン２２ｂの部分を除き、多層基板用シート２２の全面に設けられる。以上のようにして構成された基板２には発光素子３および受光素子４が搭載されて配線が行われ、遮光壁５およびカバー６、７の形成が行われて本発明の近接センサ１となる。
【００１３】
次いで、上記の構成とした本発明の近接センサ１の作用および効果について説明する。本発明により基板２の発光素子３および受光素子４の最も近い面は黒色レジスト２３で覆われているものとされているので、前記発光素子３が点灯され、この発光素子３からの光がカバー６の大気との境界面で反射し、基板２の表面に達することとなっても、その光は黒色レジスト２３により基板２内へ侵入するのをほヾ完全に防止されるものとなる。
【００１４】
また、仮に光の侵入を生じたとしても、多層基板用シート２２の基材２２ａとして透明度が低いものが選択されているので、発光素子３が設けられている位置から受光素子４が設けられている位置まで伝播する間に光は相当量で減衰し、加えて受光素子４の側にも黒色レジスト２３が設けられているので、この黒色レジスト２３による遮蔽効果も生じ、結果として基材２２ａ内の伝播による受光素子４への影響は極小のものとなる。
【００１５】
仮に多層基板用シート２２の基材２２ａへの光の浸入を生じたときに、この光が基材２２ａを透過してガラスエポキシ基板２１に到ると、ガラスエポキシ基板２１は比較的に透明度が高いので受光素子４へのより大きな影響が考えられるものとなる。
【００１６】
本発明ではガラスエポキシ基板２１に設けられている銅箔２１ａを、ガラスエポキシ基板２１のほヾ全面にわたり残しているものであり、また、銅箔２１ａは不透明であるので、光が前記銅箔２１ａを透過することはなく、従って、多層基板用シート２２の基材２２ａ内に光が進入していたとしても、その光がガラスエポキシ基板２１内に侵入することはなく、よって、受光素子４への影響も実質的に生じない。
【００１７】
ここで、この発明を成すための発明者による試作、実験の結果を述べれば、基板２を上記の構成とすることで、従来の発光素子３を点灯したときの受光素子４への漏れ量を基準として、１５〜２２％、平均として略５分の１に漏れ量を減少させることができることが確認された。
【００１８】
従って、本発明によれば近接センサ１の検出感度は略５倍に向上するものとなり、単純に発光素子３からの光は距離の自乗に反比例して減衰するものとすれば、本発明の近接センサ１は、被検出物体が従来例のものの略２倍の距離にあるときにも検出が可能となる。
【００１９】
【発明の効果】
以上に説明したように本発明により、１枚のガラスエポキシ基板上に発光素子と受光素子とが同一表面側に搭載されて成る近接センサにおいて、前記ガラスエポキシ基板は、前記表面側の略全面積にわたり金属箔で覆われ、さらに、当該金属箔には前記発光素子および受光素子を搭載するボンディングパターンが形成された多層基板用シートが積層されており、前記多層基板用シートは、透明度の低いフィルム状の基材の前記ガラス基板側に金属箔が貼り合わされ、前記基板の表面には、前記ボンディングパターンの部分を除き覆う黒色レジストが施されている近接センサとしたことで、従来は１枚の基板上に発光素子と受光素子とが搭載されていたために、発光素子からの光が前記基板内を伝播して受光素子に達して検出感度を損なう出力が生じていたのを、前記多層基板用シートおよび黒色レジストの積層によりほぼ完全に遮蔽し、これにより、この種の近接センサの検出感度を飛躍的に向上させ、性能向上に極めて優れた効果を奏するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明に係る近接センサの実施形態を一部を破断した状態で示す斜視図である。
【図２】 図１のＡ―Ａ線に沿う断面図である。
【図３】 従来例を示す断面図である。
【符号の説明】
１……近接センサ
２……基板
２ａ……端子部
２１……ガラスエポキシ基板
２１ａ……銅箔
２２……多層基板用シート
２２ａ……基材
２２ｂ……ボンディングパターン
２３……黒色レジスト
３……発光素子
４……受光素子
５……遮光壁
６、７……カバー
Claims (3)
- １枚のガラスエポキシ基板上に発光素子と受光素子とが同一表面側に搭載されて成る近接センサにおいて、
前記ガラスエポキシ基板は、前記表面側の略全面積にわたり金属箔で覆われ、さらに、当該金属箔には前記発光素子および受光素子を搭載するボンディングパターンが形成された多層基板用シートが積層されており、
前記多層基板用シートは、透明度の低いフィルム状の基材の前記ガラス基板側に金属箔が貼り合わされている、
ことを特徴とする近接センサ。 - 前記基板の表面には、前記ボンディングパターンの部分を除き覆う黒色レジストが施されていることを特徴とする請求項１記載の近接センサ。
- １枚のガラスエポキシ基板上に発光素子と受光素子とが同一方向を向けて搭載され、前記発光素子と受光素子との間には遮光壁が設けられ、発光素子および受光素子がカバーにて覆われて成る近接センサにおいて、
前記ガラスエポキシ基板は、前記表面側の略全面積にわたり金属箔で覆われ、さらに、当該金属箔には前記発光素子および受光素子を搭載するボンディングパターンが形成された多層基板用シートが積層されており、
前記多層基板用シートは、透明度の低いフィルム状の基材の前記ガラスエポキシ基板側に金属箔が貼り合わされており、前記基材が発光素子および受光素子を搭載した表面側とされ、
前記基材表面の前記ボンディングパターンを除く部分には黒色レジストが施されている、ことを特徴とする近接センサ。
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