JP4284650B2 - 光学検出装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数の光学検出用ヘッドの各々を、光ファイバで、発光側または受光側ファイバ保持部材と接続し、移動体の動作を光学的に検出するようにした光学検出装置に関する。

従来、移動体の動作を光学的に検出するようにした光学検出装置が知られている。例えば、下記特許文献１に例示されるように、自動演奏ピアノ等の鍵盤楽器に適用される光学検出装置では、受光側及び発光側の光学検出用ヘッドを交互に配列し、両者の間の光路を、押鍵動作に連動するシャッタ等の移動体が移動するとき、受光部での受光量の変化に基づいて、押離鍵動作を検出することができる。

また、上記のような光学検出装置では、一般に、各光学検出用ヘッドには１本ずつの光ファイバが接続される。すなわち、各光ファイバの一端部は、対応する光学検出用ヘッドに接続され、各光ファイバの他端部は、発光プラグまたは受光プラグ等のファイバ保持部材に接続される。ファイバ保持部材は、光学検出用ヘッドの並び方向に沿って複数設けられた挿入穴を有し、各挿入穴に光ファイバを数本ずつ束ねて挿入して仮保持した状態で、各挿入穴に可視光硬化型接着剤を注入し、可視光照射によって接着固定する等により、各光ファイバの他端部が固定保持される。
特開平９−１５２５２５号公報

しかしながら、光ファイバの他端部の接着が完了するまで、ファイバ保持部材の挿入穴内に光ファイバの他端部の束を挿入した状態を維持しなければならず、１本も抜けることなく挿入状態、すなわち仮保持状態を維持することは容易でない。

例えば、ほとんどの光ファイバについては、挿入される挿入穴と、対応する光学検出用ヘッドとが、光学検出用ヘッドの並び方向において遠く離間しているため、ファイバ保持部材の挿入穴の入口付近で曲がった状態で仮保持される。この場合、各光ファイバは、それぞれ挿入穴の内壁に押しつけられるため、摩擦により抜けにくい。

ところが、ファイバ保持部材の挿入穴と、この挿入穴に挿入される光ファイバが接続される光学検出用ヘッドとが、ほぼ対向する位置にあるような場合、当該光ファイバは、対応する挿入穴に対してほぼ真っ直ぐに挿入された状態で接着作業が行われることになる。そのため、当該光ファイバの他端部が、挿入穴内で遊びやすく、仮保持状態を安定的に維持し難いだけでなく、接着作業時において挿入穴から抜けやすい。

一方、上記した、挿入穴の入口付近で曲がる光ファイバについても、対応する光学検出用ヘッドの配置位置によって、曲がる方向が左右異なるものが混在するため、全光ファイバの仮保持状態を適切に維持するようにファイバ保持部材を取り扱うことが容易でない。

このようなことから、接着固定作業が容易でないという問題があった。

また、光ファイバと光学検出用ヘッドとの関係においては、光ファイバが、各光学検出用ヘッドの穴に１本ずつ挿入、固定されるが、その作業のやり方によっては、上記のような光ファイバとファイバ保持部材の関係と同様の問題が生じる場合があり得る。

本発明は上記従来技術の問題を解決するためになされたものであり、その第１の目的は、光ファイバがファイバ保持部材の挿入穴内に安定的に仮保持されるようにして、光ファイバのファイバ保持部材への固定作業を容易にすることができる光学検出装置を提供することにある。

本発明の第２の目的は、光ファイバが光学検出用ヘッドに安定的に仮保持されるようにして、光ファイバの光学検出用ヘッドへの固定作業を容易にすることができる光学検出装置を提供することにある。

上記第１の目的を達成するために本発明の請求項１の光学検出装置は、複数配列される移動体の並び方向に沿って複数配列され、前記移動体の動作を光学的に検出するための複数の光学検出用ヘッドと、前記複数の各光学検出用ヘッドに対応して設けられ、対応する光学検出用ヘッドに一端部が接続された複数の光ファイバと、前記光学検出用ヘッドの並び方向に沿って並列的に設けられた複数の挿入穴を有するファイバ保持部材とを有し、前記複数の光ファイバの他端部を前記ファイバ保持部材の前記複数の挿入穴に振り分けて挿入し、各挿入穴に前記挿入された光ファイバの他端部をそれぞれ固定することで、前記光ファイバの他端部が固定保持されるようにされた光学検出装置であって、前記複数の光ファイバはいずれも、各々の前記他端部が挿入されている前記ファイバ保持部材の挿入穴から、前記光学検出用ヘッドの並び方向において、前記ファイバ保持部材の一方の端部よりも、前記ファイバ保持部材の他方の端部から遠い側の位置を同じ曲率で曲がって通って、対応する光学検出用ヘッドに繋がるように設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、すべての光ファイバが、挿入穴内における一側に押圧状態となるので、摩擦力により、いずれの光ファイバも挿入穴から抜けにくい。また、すべての光ファイバが挿入穴入口から同じ方向に曲がっているため、ファイバ保持部材を扱いやすく、光ファイバの仮保持状態を維持しやすい。よって、光ファイバがファイバ保持部材の挿入穴内に安定的に仮保持されるようにして、光ファイバのファイバ保持部材への固定作業を容易にすることができる。しかも、複数の光ファイバはいずれも、同じ曲率で曲がって通っているので、異なる曲率で曲がっている光ファイバが混在する場合に比し、光の伝達損失を均一化でき、その結果、検出精度のばらつきを少なくすることができる。

上記第２の目的を達成するために本発明の請求項３の光学検出装置は、複数配列される移動体の並び方向に沿って複数配列され、前記移動体の動作を光学的に検出するための複数の光学検出用ヘッドと、前記複数の各光学検出用ヘッドに対応して設けられ、対応する光学検出用ヘッドの挿入部に一端部が挿入接続された複数の光ファイバと、前記光学検出用ヘッドの並び方向に沿って並列的に設けられた複数の挿入穴を有するファイバ保持部材とを有し、前記複数の光ファイバの他端部を前記ファイバ保持部材の前記複数の挿入穴に振り分けて挿入し、各挿入穴に前記挿入された光ファイバの他端部をそれぞれ固定することで、前記光ファイバの他端部が固定保持されるようにされた光学検出装置であって、前記複数の光ファイバはいずれも、各々の前記一端部が接続されている光学検出用ヘッドから、前記光学検出用ヘッドの並び方向において、前記光学検出用ヘッドの並び方向における一方の端部側の光学検出用ヘッドよりも、前記光学検出用ヘッドの並び方向における他方の端部側の光学検出用ヘッドから遠い側の位置を通って、対応するファイバ保持部材に繋がるように設けられ、且つ、前記各光学検出用ヘッドの挿入部は、前記ファイバ保持部材が位置する側の反対側を向いて設けられていることを特徴とする。

この構成によれば、すべての光ファイバが、光学検出用ヘッドにおける一側に押圧状態となるので、摩擦力により、いずれの光ファイバも光学検出用ヘッドから抜けにくい。また、すべての光ファイバが光学検出用ヘッドから同じ方向に曲がっているため、光学検出用ヘッドをまとめて扱いやすく、光ファイバの仮保持状態を維持しやすい。よって、光ファイバが光学検出用ヘッドに安定的に仮保持されるようにして、光ファイバの光学検出用ヘッドへの固定作業を容易にすることができる。しかも、各光学検出用ヘッドの挿入部は、ファイバ保持部材が位置する側の反対側を向いているので、ファイバ保持部材に対向している場合に比し、光ファイバが緩やかに曲がるようにでき、光の伝達損失を低減することができる。

本発明の請求項１の光学検出装置によれば、光ファイバのファイバ保持部材への固定作業を容易にすることができる。

本発明の請求項３の光学検出装置によれば、光ファイバの光学検出用ヘッドへの固定作業を容易にすることができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る光学検出装置の部分平面図である。本実施の形態では、本光学検出装置を、自動演奏ピアノや消音演奏ピアノ等の鍵盤楽器に用い、押離鍵動作を検出するようにした構成を例示する。なお、本光学検出装置が適用されるものは、鍵盤楽器に限定されるものではない。

本光学検出装置は、主として発光側ヘッド２０、受光側ヘッド３０、光ファイバ２、３、発光部ユニット１０及び受光部ユニット１９から構成される。以降、図１の下方を前方、上方を後方と呼称する。なお、図示はしないが、後側ベース部４３、中央ベース部４０及び前側ベース部４２の下方において、鍵、及び各鍵に対応するハンマを含んだアクション機構部が設けられ、これらが同図左右方向（鍵の並び方向）に並列的に配列されている。

後側ベース部４３上には、発光側ヘッド２０及び受光側ヘッド３０が、鍵の並び方向に沿って交互に配設される。前側ベース部４２上には、発光部ユニット１０及び受光部ユニット１９のほか、図示しない基板等が配置される。発光側ヘッド２０及び受光側ヘッド３０の各々には、光ファイバ２、３の一端部２ａ、３ａが１本ずつ接続され、各光ファイバ２、３は後側ベース部４３上で束ねられてファイバ全束ＡＦＢとなる。

ファイバ全束ＡＦＢは、中央ベース部４０の右部に設けられた集約保持部４１で集約されて、発光部ユニット１０及び受光部ユニット１９に向かい、各光ファイバ２、３の他端部が複数本（例えば５本）の光ファイバ２、３の束ＦＢ（ファイバ束ＦＢ（２）、ＦＢ（３））に束ねられて振り分けられ、各ファイバ束ＦＢ（２）、（３）が発光部ユニット１０及び受光部ユニット１９の所定の挿入穴１１ａ、１７ａ（いずれも後述）に接続されている。以降、ファイバ束ＦＢ（２）、ＦＢ（３）を特に区別しないときは、「（２）、（３）」を付加することなく、単に「ファイバ束ＦＢ」と記す。

発光部ユニット１０及び受光部ユニット１９はいずれも、すべての発光側ヘッド２０及び受光側ヘッド３０のうち最も右側にあるもの（発光側ヘッド２０（Ｒ））と、最も左側にあるもの（発光側ヘッド２０（Ｌ）；図示せず）との間に配置される。また、集約保持部４１は、発光側ヘッド２０（Ｒ）と発光部ユニット１０の右端部１０ａとの双方に対して外側、すなわち右方に位置するので、ファイバ全束ＡＦＢは、発光側ヘッド２０（Ｒ）及び発光部ユニット１０の右方において湾曲部ＡＦＢａで湾曲し、集約保持部４１を通っている。

図２は、本光学検出装置の主要部を示す図である。

同図では、両ヘッド２０、３０が２つずつ示されているが、実際には、これらが交互に多数配設されている。発光側ヘッド２０、受光側ヘッド３０はそれぞれ、アクリル樹脂等の透明な合成樹脂で、例えば金型によって一体成形される。

まず、同図に示すように、発光側ヘッド２０は、レンズ兼プリズム部２０ａ及び胴体部２０ｂから成る。レンズ兼プリズム部２０ａの略中央部には、Ｖ字状溝２３が略９０゜に切り込まれて形成される。Ｖ字状溝２３は、頂部２３ａ及び２つの反射面２３ｂ、２３ｃから成る。

Ｖ字状溝２３の左右両側には、凸球面状のレンズである出射部２１Ｌ、２１Ｒが形成される。Ｖ字状溝２３の頂部２３ａは、出射部２１Ｌ／Ｒのほぼ直径線上に位置している。胴体部２０ｂには、Ｖ字状溝２３の頂部２３ａに対向して、入光部２２が設けられ、胴体部２０ｂに挿入された光ファイバ２の端面が入光部２２に近接している。光ファイバ２は、アクリル樹脂等の透明な合成樹脂で形成された直径０．５ｍｍ程度の断面円形の１本の線材で構成され、その光軸は、反射面２３ｂ、２３ｃの各二等分線とほぼ一致している。

受光側ヘッド３０についても形状的には発光側ヘッド２０と同様に構成される。すなわち、図２に示すように、受光側ヘッド３０はレンズ兼プリズム部３０ａ及び胴体部３０ｂから成り、頂部３３ａ及び２つの反射面３３ｂ、３３ｃから成るＶ字状溝３３を有する。また、発光側ヘッド２０の出射部２１Ｌ、２１Ｒ、入光部２２に対応する位置に、それぞれ入射部３１Ｌ、３１Ｒ、出光部３２が設けられ、胴体部３０ｂに挿入された光ファイバ３の端面が出光部３２に近接している。また、入射部３１Ｌ、３１Ｒについても、発光側ヘッド２０の出射部２１Ｌ、２１Ｒと同様に構成される。光ファイバ３は光ファイバ２と同様に構成される。

各光ファイバ２は途中で束ねられ、各ファイバ束ＦＢ（２）が、発光プラグ１１及びＬＥＤソケット１２等から構成される発光部ユニット１０（詳細は後述）に接続される。発光部ユニット１０は、ファイバ束ＦＢ（２）毎に、後述する発光部１３を備え、発光部１３を発光させることで、対応するファイバ束ＦＢ（２）に対して光を入射させる。発光部１３の発光は極めて短い周期でなされ、光パルスとなって、キースキャン信号として機能する。

また、各光ファイバ３は途中で束ねられ、ファイバ束ＦＢ（３）が、受光部ユニット１９に接続される。受光部ユニット１９は、受光プラグ１７と受光ソケット１８とが組み付けられて構成される（図１参照）。受光ソケット１８は、各光ファイバ３に対応するフォトトランジスタ等の不図示の受光部を複数有し、各受光部は、受光量に応じた電流値を出力する。

また、不図示の各ハンマには、その動作に連動するシャッタ１が固定的に設けられている。押離鍵動作がされると、発光側ヘッド２０と受光側ヘッド３０との間の光路をシャッタ１が横断するようになっており、上記受光部の受光量が変化して、それに伴い出力される電流値に変化が生じ、この電流変化が押離鍵動作を示す検出信号として出力される。

かかる構成において、発光部ユニット１０の発光部１３から発した光は、ファイバ束ＦＢ（２）の各光ファイバ２を通じて対応する発光側ヘッド２０に供給される。そして、入光部２２から入光してＶ字状溝２３に向かい、Ｖ字状溝２３の反射面２３ｂ、２３ｃで内面反射して両側に振り分けられる。例えば、反射面２３ｂで内面反射した光は、出射部２１Ｌから出射し、左側に隣接する受光側ヘッド３０へ導かれる。その光は、受光側ヘッド３０の入射部３１Ｒから入射し、Ｖ字状溝３３の反射面３３ｃで内面反射して、出光部３２から出光し、光ファイバ３を通じて受光部ユニット１９へ導かれる。

反射面２３ｃで内面反射した光についても同様に、出射部２１Ｒから出射し、右側に隣接する受光側ヘッド３０へ導かれ、その後、同様にして受光部ユニット１９へ導かれる。

ところで、キースキャンの手法としては、特開平９−１５２８７１号公報等に開示されている公知の手法を用いることができる。例えば、発光部ユニット１０と受光部ユニット１９との間にマトリクススイッチを構成し、各発光部１３の発光タイミングと各受光部での出力電流値の変化とに基づいて押離鍵動作を検出することができる。

図３は、発光部ユニット１０の分解斜視図である。発光部ユニット１０は、発光プラグ１１、ＬＥＤソケット１２、ＬＥＤレンズ１５及び発光部１３を組み付けて成る。図４は、発光部ユニット１０の分解図（同図（ａ））及び組み付け後の断面図（同図（ｂ））である。図３、図４の説明において、図４における配置を基準として、右方乃至右部等の呼称を用いる。

発光部１３、ＬＥＤレンズ１５及びファイバ束ＦＢ（２）は、それぞれ複数（例えば、１２個）設けられる。各発光部１３は、図４に示すように、ＬＥＤ１４を有する。ＬＥＤレンズ１５は、アクリル樹脂等の透明な合成樹脂で一体に形成される。ＬＥＤレンズ１５には、ＬＥＤ１４が挿入されるための穴１５ａが設けられる。ＬＥＤレンズ１５の左部（発光部１３側）には、複数（例えば均等間隔で４つ）のスリット１５ｄが設けられ、それによる弾性力により、穴１５ａでＬＥＤ１４を掴みやすくなっている。ＬＥＤレンズ１５の右部には、突縁部１５ｅが形成され、その内部にはレンズ部１５ｂが形成される。突縁部１５ｅは、レンズ部１５ｂよりも右方に突出してレンズ部１５ｂを保護している。なお、レンズ部１５ｂの光軸は、ＬＥＤレンズ１５の中心軸と略一致している。

ＬＥＤソケット１２は、ＡＢＳ（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体）等で一体に形成される。ＬＥＤソケット１２には、ＬＥＤレンズ１５が挿入されるための穴１２ａがＬＥＤレンズ１５に対応して設けられるほか、右部に、発光プラグ１１の後述する被嵌合部１１ｄが嵌合されるための凹溝１２ｃが発光プラグ１１の長手方向全長に亘って設けられる（図３、図４参照）。また、図３に示すように、ＬＥＤレンズ１５の長手方向における略中央部には、一対の位置決め突起部１２ｄ１、１２ｄ２が設けられる。

発光プラグ１１は、ポリカーボネート等の透明な合成樹脂で一体に形成される。図４（ａ）に示すように、発光プラグ１１には、ファイバ束ＦＢ（２）が挿入されるための断面略円形の挿入穴１１ａがファイバ束ＦＢ（２）に対応して設けられる。発光プラグ１１にはまた、接着剤注入用の注入穴１１ｂが各挿入穴１１ａに連通して設けられる。発光プラグ１１の左部には、ＬＥＤソケット１２の凹溝１２ｃに嵌合的な形状の被嵌合部１１ｄが形成される。また、図３に示すように、発光プラグ１１の長手方向における略中央部には、位置決め突起部１２ｄ１、１２ｄ２に対応して、一対の位置決め凹部１１ｅ１、１１ｅ２（１１ｅ１は図示せず）が設けられる。

発光部ユニット１０の組み付けの際には、次のようにして位置決めがなされる。すなわち、発光部１３のＬＥＤ１４を、ＬＥＤレンズ１５の穴１５ａに挿入嵌合する。すると、発光部１３の突き当て部１６の基準面１６ａとＬＥＤレンズ１５の左端面１５ｇとが当接して、ＬＥＤ１４、穴１５ａ、穴１２ａ及び挿入穴１１ａの各中心軸方向（以下、単に「軸方向」と称する）における両者の相対的位置が規定される。さらに、ＬＥＤレンズ１５にスリット１５ｄが設けられていることで、穴１５ａが弾性的に開き、ＬＥＤ１４の外周部１４ａが穴１５ａにしっくりと密着嵌合される。これによって、ＬＥＤ１４とＬＥＤレンズ１５との同心が確保される。

また、ＬＥＤレンズ１５をＬＥＤソケット１２の穴１２ａに挿入嵌合すると、ＬＥＤレンズ１５の右端面１５ｃとＬＥＤソケット１２の穴１２ａ内の突き当て基準面１２ｅとが当接して、軸方向における両者の相対的位置が規定される。さらに、ＬＥＤレンズ１５の外周面１５ｆがＬＥＤソケット１２の穴１２ａに密着嵌合され、ＬＥＤレンズ１５とＬＥＤソケット１２との同心が確保される。

一方、発光プラグ１１の挿入穴１１ａに、右方からファイバ束ＦＢ（２）を挿入し、ファイバ束ＦＢ（２）を発光プラグ１１の左端面１１ｃより左方に突出させ、仮保持状態とする。この時点では、各光ファイバ２の端面位置は揃っていなくてもよい。このような作業を全挿入穴１１ａについて同様に行う。すべてのファイバ束ＦＢ（２）の仮保持状態を維持するよう、発光プラグ１１の姿勢を適当に維持しつつ、注入穴１１ｂから、透明な可視光硬化型の接着剤（図示せず）を注入し、外部から可視光を照射して、その接着剤を硬化させることで、ファイバ束ＦＢ（２）の各光ファイバ２同士を接合すると共に、ファイバ束ＦＢ（２）を発光プラグ１１の挿入穴１１ａ内に固定する。なお、用いる接着剤は、可視光硬化型に限定されるものではない。

ここで、上述したように、ファイバ全束ＡＦＢは、発光部ユニット１０の右方の集約保持部４１を通るので、すべてのファイバ束ＦＢ（２）は、対応する挿入穴１１ａの入口から右方に曲がっている（図１、図２参照）。そのため、各挿入穴１１ａ内においては、ファイバ束ＦＢ（２）が挿入穴１１ａの左側の内壁に対して押圧状態となるので、摩擦力が生じ、ファイバ束ＦＢ（２）の個々の光ファイバ２が挿入穴１１ａから抜けにくい。また、各挿入穴１１ａにおいて、すべての光ファイバ２が挿入穴１１ａの入口から同じ方向（右方）に曲がっているため、ファイバ束ＦＢ（２）の挿入穴１１ａへの仮保持状態を維持するように発光プラグ１１を取り扱うのが容易である。従って、個々の光ファイバ２が挿入穴１１ａ内で遊ぶことがなく、接着固定の際に抜けることが防止される。

次に、ファイバ束ＦＢ（２）の、発光プラグ１１の左端面１１ｃより突出した部分を切除することで、図４（ｂ）に示すように、ファイバ束ＦＢ（２）の端面ＦＢａ（２）と発光プラグ１１の左端面１１ｃとをほぼ面一にする。ところで、後述するように、ファイバ束ＦＢ（２）の見かけ上の外径は、発光プラグ１１の挿入穴１１ａの内径とほぼ一致しており、従って、組み付け後には、挿入穴１１ａとファイバ束ＦＢ（２）とが略同心になっている。

その後、ＬＥＤソケット１２の凹溝１２ｃに、ファイバ束ＦＢ（２）が挿入された発光プラグ１１の被嵌合部１１ｄを嵌合する。すると、ＬＥＤソケット１２の位置決め突起部１２ｄ１、１２ｄ２と、発光プラグ１１の位置決め凹部１１ｅ１、１１ｅ２とが当接係合して、発光プラグ１１とＬＥＤソケット１２との長手方向における相対的位置が規定されると共に、凹溝１２ｃの底面である基準面１２ｂと発光プラグ１１の左端面１１ｃとが当接して、軸方向における両者の相対的位置が規定される。なお、このとき、穴１２ａと挿入穴１１ａとが略同心になるようになっている。

なお、組み付け後には、発光部１３のＬＥＤ１４が発光すると、その光がＬＥＤレンズ１５のレンズ部１５ｂで集光され、光束の多くがファイバ束ＦＢ（２）に入射する。これらＬＥＤ１４とＬＥＤレンズ１５とで、発光部光学系が構成される。

このようにして、発光部ユニット１０の組み付けにおいて、発光部１３、ＬＥＤレンズ１５、ＬＥＤソケット１２を順に嵌合し、さらに、ファイバ束ＦＢ（２）を挿入した発光プラグ１１をＬＥＤソケット１２に嵌合することで、全要素の軸方向における位置決めと同心化が容易に図られるので、組み付け作業が簡単であると共に、同心化により、発光部１３からファイバ束ＦＢ（２）への光の伝達効率を大きくすることができる。

図５は、発光プラグ１１の挿入穴１１ａとファイバ束ＦＢ（２）の光ファイバ２との関係を示す断面図である。同図（ａ）〜（ｃ）はそれぞれ、ファイバ束ＦＢを構成する光ファイバ２の数が５本、４本、３本の場合を示し、同図（ｄ）はその他の例を示す参考図である。

以下、挿入穴１１ａの中心点をＰ１、各光ファイバ２の中心点をＰ２、挿入穴１１ａの断面半径をＲ、光ファイバ２の断面半径をｒ、両中心点Ｐ１、Ｐ２間の距離をＡとし、ファイバ束ＦＢを構成する光ファイバ２の数をｎとする。本実施の形態では、挿入穴１１ａの内径と光ファイバ２の外径は、下記数式１の関係式が実質的に成立するように設定される。

（数１）
Ｒ＝ｒ＋ｒ／ｓｉｎ（π／ｎ）
なお、ｒ＝Ａｓｉｎ（π／ｎ）、Ｒ＝Ａ＋ｒである。これにより、同図（ａ）〜（ｃ）に示すように、各光ファイバ２はいずれも、挿入穴１１ａの内周面１１ａａに接すると共に、隣接する光ファイバ２同士が接し、且つ、各光ファイバ２の中心点Ｐ２が、挿入穴１１ａと同心の単一円Ｑ上のみに配列された状態となる。なお、単一円Ｑは、発光部光学系の光軸から等距離にあり、光軸を中心とした単一円でもある。

前述したように、発光部ユニット１０の組み付けにおいて、発光部１３からファイバ束ＦＢまでの各要素の同心化が図られていることから、発光部１３からの光量は光軸を通る中心点Ｐ１で最も多く、中心点Ｐ１から離れるにつれて２項分布的に低下する。従って、仮に各光ファイバ２間で中心点Ｐ１からの配置距離に差異があるとすれば、各光ファイバ２間で入射光量にばらつきが生じ、押離鍵動作の検出のために補正処理等の処置が必要となる。

しかしながら、本実施の形態では、各光ファイバ２の中心点Ｐ２が、単一円Ｑ上に配列され、中心点Ｐ１からの距離が均一になっているので、各光ファイバ２間での入射光量のばらつきが著しく減少する。また、仮に、発光部光学系内でのずれ、または該光学系に対するファイバ束ＦＢのずれによって、発光部光学系の光軸が多少ずれたとしても、中心点Ｐ２は中心点Ｐ１からある程度離間した位置にあるので、発光部１３からの光量分布の影響を受けにくい。

また、上述した注入穴１１ｂから注入される接着剤は、光ファイバ２間のすきまを埋め、ファイバ束ＦＢを挿入穴１１ａに固定するが、各光ファイバ２は挿入穴１１ａの内周面１１ａａに接すると共に、隣接する光ファイバ２同士が接していることから、ファイバ束ＦＢを挿入穴１１ａ内に挿入しただけで、各光ファイバ２の位置が安定し、ある程度の保持力が生じる。従って、接着剤による保持力と相まって、ファイバ束ＦＢの保持強度が高いものとなる。

光ファイバ２の数ｎとしては、３、４、５のいずれかを採用するのが好ましい。各光ファイバ２が同一構成であって断面円形であるので、ｎ＝３、４、５のいずれかであれば、作業者としては、特に意識することなく、ｎ本の光ファイバ２を束ねて挿入穴１１ａに挿入するだけで、自然に上記数式１が成り立つように各光ファイバ２が配列される。従って、ファイバ束ＦＢの挿入作業が簡単である。

なお、同図（ｄ）に示すように、例えば、ｎ＝６で上記数式１を成立させるように配列するためには、６つの光ファイバ２Ｘを挿入穴１１ａに接するように配列することになるが、それだけでは挿入穴１１ａの中央部が空いてしまい光ファイバ２Ｘが安定しないため、中央部に光ファイバ２Ｙを配列する等によって安定を確保する必要がある。この場合は、光ファイバ２Ｙも動作検出用に用いるとすれば、光ファイバ２Ｘとの間に入射光量の差が大きいため、ばらつき防止の観点から好ましくない。一方、光ファイバ２Ｙをダミーファイバとして動作検出用に用いないようにすることも考えられる。しかしその場合、ばらつき防止は実現されるものの、光量最大の中心点Ｐ１近傍の領域（光軸付近の領域）を有効に使えないことから、伝達効率の点で好ましくない。

その意味では、ｎ＝３、４、５を採用することで、各光ファイバ２間の均一な入射光量を確保しつつ、ファイバ束ＦＢの光伝達可能な総面積を極力大きくして光伝達効率を向上させることができるといえる。これらにより、個々の光ファイバ間の入射光量のばらつきが低減されていると共に、光ファイバの耐引き抜き強度が高められている。

受光プラグ１７についても、発光プラグ１１と基本的に同様に構成され、ファイバ束ＦＢ（３）の固定についてもファイバ束ＦＢ（２）と同様である。すなわち、受光プラグ１７において、挿入穴１１ａに相当する複数（例えば８個）の挿入穴１７ａに、ファイバ束ＦＢ（３）が挿入され、接着固定される。

本実施の形態によれば、各光ファイバ２は、各々が挿入されている挿入穴１１ａから、発光部ユニット１０の右端部の右外側を通って、対応する発光側ヘッド２０に繋がるように引き回されているので、全光ファイバ２が、挿入穴１１ａ内における同じ側に押圧状態となり、光ファイバ２の曲がりにより生じる挿入穴１１ａの内壁との摩擦力の作用によって、光ファイバ２の接着固定作業時に、光ファイバ２が挿入穴１１ａから抜けにくく、挿入穴１１ａ内に安定的に仮保持される。また、すべての光ファイバ２が挿入穴１１ａの入口から同じ方向に曲がっているため、発光プラグ１１乃至発光部ユニット１０を扱いやすく、光ファイバ２の仮保持状態を維持しやすい。よって、光ファイバ２の発光プラグ１１への固定作業を容易にすることができる。

また、ファイバ全束ＡＦＢを集約保持部４１で集約したので、挿入穴１１ａへの光ファイバ２の挿入が容易であり、光ファイバ２が一層安定的に仮保持されやすく、光ファイバ２の固定作業を一層容易にすることができる。

また、接着固定後においても、挿入された光ファイバ２、３の各他端部が、挿入穴１１ａの内壁に対して付勢され続けるので、仮に接着状態が良好でなかった場合においても、事後的に光ファイバ２、３の抜けが生じることが抑制される。

これらのことは、受光部ユニット１９に関しても同様で、光ファイバ３の受光プラグ１７への固定に関しても、同様の効果を得ることができる。

また、発光側ヘッド２０、受光側ヘッド３０の胴体部２０ｂ、３０ｂは、発光部ユニット１０、受光部ユニット１９に対して反対方向（後方）を向いており、これら胴体部２０ｂ、３０ｂに光ファイバ２、３が接続されることから、胴体部２０ｂ、３０ｂが発光部ユニット１０、受光部ユニット１９に対向している場合に比し、ファイバ全束ＡＦＢの湾曲部ＡＦＢａの曲率半径を大きくでき、すなわち、緩やかに曲がるようにでき、光の伝達損失の低減に寄与している。

さらに、すべての光ファイバ２、３が、一律に、ほぼ同じ曲率の湾曲部ＡＦＢａを通ることから、直線のみの光ファイバや、異なる曲率で曲がっている光ファイバが混在する場合に比し、光の伝達損失を均一化でき、その結果、各鍵毎の検出精度のばらつきを少なくすることにも寄与している。

なお、本実施の形態では、ファイバ保持部材として発光プラグ１１、受光プラグ１７を例示し、これらと光ファイバ２、３との関係について説明したが、１本または複数の光ファイバが束ねて挿入される挿入穴を有するファイバ保持部材であれば、本発明を広く適用可能である。

なお、本実施の形態では、発光部ユニット１０が、発光側ヘッド２０及び受光側ヘッド３０のうち左右両端のものの間に配置される構成を例示したが、これに限るものではない。例えば、発光部ユニット１０が、左右両端のヘッドの位置に対して、鍵の並び方向においてオフセットして配置される場合も本発明を適用可能である。その場合、左右両端のヘッド間に発光部ユニット１０の一部が存在する構成だけでなく、完全にオフセットして、鍵の並び方向において左右両端のヘッド間から発光部ユニット１０が左右いずれかの側に外れている構成であっても、本発明を適用可能である。いずれにしても、発光部ユニット１０の右端部１０ａの右側、または、左端部の左側を通って、対応する発光側ヘッド２０または受光側ヘッド３０に繋がるように構成すればよい。

なお、本実施の形態では、全鍵分の光ファイバ２、３を高音側の一箇所に集めるようにしたが、光ファイバを複数鍵分に分割してグループ化すると共に、各グループ毎に、発光部ユニットを対応させて設け、各グループに内において端に位置する発光部ユニットの外側で、対応する光ファイバをそれぞれ集約するようにしてもよい。

なお、本実施の形態では、光ファイバ２、３と発光部ユニット１０との関係に着目して説明したが、光ファイバ２、３の引き回しの態様について、光ファイバ２、３と発光側ヘッド２０、受光側ヘッド３０との関係においても、同様の構成を適用可能である。すなわち、光ファイバ２、３は、各ヘッド２０、３０の挿入穴に１本ずつ挿入、固定されるが、その作業のやり方が、発光プラグ１１への光ファイバ２、３の固定と同様である場合は、光ファイバ２、３と発光プラグ１１との関係と同様の問題が生じ得る。そこで、光ファイバ２、３を、各ヘッド２０、３０から、右端の発光側ヘッド２０（Ｒ）の右外側、または、左端の発光側ヘッド２０（Ｌ）の左外側を通って、対応する発光プラグ１１に繋がるように設けることで、光ファイバ２、３の発光プラグ１１への固定の場合と同様に、光ファイバ２、３のヘッド２０、３０への固定作業を容易にすることができる。

本発明の一実施の形態に係る光学検出装置の部分平面図である。 本光学検出装置の主要部を示す図である。 発光部ユニットの分解斜視図である。 発光部ユニットの分解図（同図（ａ））及び組み付け後の断面図（同図（ｂ））である。 発光プラグの挿入穴とファイバ束の光ファイバとの関係を示す断面図である。

符号の説明

１ シャッタ（移動体）、 ２、３ 光ファイバ、 ２ａ、３ａ 一端部、 １０ 発光部ユニット、 １０ａ 右端部（一方の端部）、 １１ 発光プラグ（ファイバ保持部材）、 １１ａ 挿入穴、 １２ ＬＥＤソケット、 １７ 受光プラグ（ファイバ保持部材）、 １７ａ 挿入穴、 １８ 受光ソケット、 １９ 受光部ユニット、 ２０ 発光側ヘッド（光学検出用ヘッド）、 ３０ 受光側ヘッド（光学検出用ヘッド）、 ４１ 集約保持部

Claims (3)

1. 複数配列される移動体（１）の並び方向に沿って複数配列され、前記移動体の動作を光学的に検出するための複数の光学検出用ヘッド（２０、３０）と、前記複数の各光学検出用ヘッドに対応して設けられ、対応する光学検出用ヘッドに一端部（２ａ、３ａ）が接続された複数の光ファイバ（２、３）と、前記光学検出用ヘッドの並び方向に沿って並列的に設けられた複数の挿入穴（１１ａ、１７ａ）を有するファイバ保持部材（１１、１７）とを有し、前記複数の光ファイバの他端部を前記ファイバ保持部材の前記複数の挿入穴に振り分けて挿入し、各挿入穴に前記挿入された光ファイバの他端部をそれぞれ固定することで、前記光ファイバの他端部が固定保持されるようにされた光学検出装置であって、
   前記複数の光ファイバはいずれも、各々の前記他端部が挿入されている前記ファイバ保持部材の挿入穴から、前記光学検出用ヘッドの並び方向において、前記ファイバ保持部材の一方の端部（１０ａ）よりも、前記ファイバ保持部材の他方の端部から遠い側の位置を同じ曲率で曲がって通って、対応する光学検出用ヘッドに繋がるように設けられていることを特徴とする光学検出装置。
2. 前記光学検出用ヘッドの並び方向において、前記ファイバ保持部材の前記一方の端部よりも、前記ファイバ保持部材の前記他方の端部から遠い側の位置において前記光ファイバのすべてを集約保持する集約保持部（４１）が設けられたことを特徴とする請求項１記載の光学検出装置。
3. 複数配列される移動体（１）の並び方向に沿って複数配列され、前記移動体の動作を光学的に検出するための複数の光学検出用ヘッド（２０、３０）と、前記複数の各光学検出用ヘッドに対応して設けられ、対応する光学検出用ヘッドの挿入部に一端部（２ａ、３ａ）が挿入接続された複数の光ファイバ（２、３）と、前記光学検出用ヘッドの並び方向に沿って並列的に設けられた複数の挿入穴（１１ａ、１７ａ）を有するファイバ保持部材（１１、１７）とを有し、前記複数の光ファイバの他端部を前記ファイバ保持部材の前記複数の挿入穴に振り分けて挿入し、各挿入穴に前記挿入された光ファイバの他端部をそれぞれ固定することで、前記光ファイバの他端部が固定保持されるようにされた光学検出装置であって、
   前記複数の光ファイバはいずれも、各々の前記一端部が接続されている光学検出用ヘッドから、前記光学検出用ヘッドの並び方向において、前記光学検出用ヘッドの並び方向における一方の端部側の光学検出用ヘッドよりも、前記光学検出用ヘッドの並び方向における他方の端部側の光学検出用ヘッドから遠い側の位置を通って、対応するファイバ保持部材に繋がるように設けられ、
   且つ、前記各光学検出用ヘッドの挿入部は、前記ファイバ保持部材が位置する側の反対側を向いて設けられていることを特徴とする光学検出装置。

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