JPH01216212A - 反射型光センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、反射型光センサに関する。

［発明の概要コ 本発明は、発光素子と受光素子とを並設した反射型光セ
ンサにおいて、 光の通過空間にシリンドリカルレンズを設けることによ
り、 発光素子と受光素子とを所定距離隔てて配置しでも検出
領域を広く、且つ、所定幅に構成できる　　　　　　□
ため、高出力、高精度な小型の反射型光センサを作るこ
とができる。

［従来の技術］ 例えば小型モータの回転検出を行うには、回転軸の周面
に反射面と非反射面とを交互に配した検出パターンを形
成しこの検出パターンの対向位置に反射型光センサを設
けてこの反射型光センサの出力より小型モータの回転を
測定するものが知られている。かかる測定は測定対象で
あるモータが小型であるため反射型センサも小型のもの
が用いられ、従来の小型の反射型センサの原理が第１２
図及び第１３図に示されている。

第１２図の反射型センサは、発光素子７と受光素子８が
並設されこれらの前方にはそれぞれ凸レンズ２０，２０
が配置されている。而して、発光素子７からの光は、凸
レンズ２０を介して検出面１７に小さな円形状、即ち、
スポット状で当たり、反射された光はほぼ全て凸レンズ
２０を介して受光素子８に照射される。しかし、上記反
射型光センサは検出領域りが小さな円、即ち、スポット
状であるため検出面１７の不良によって誤出力を生じや
すい。これを改善するために第１３図の反射型光センサ
が開発された。

第１３図の反射型光センサは、発光素子７と受光素子８
とを近接して配置しこれらの前方に単一の凸レンズ２０
が設けられている。発光素子７と受光素子８とは凸レン
ズ２０の焦点位置に位置するよう可及的に近接される。

而して、発光素子７からの光は、凸レンズ２０を介して
検出面１７に大きな円形状で当たり、反射された光は再
び凸レンズ２０を介して受光素子８に照射される（特開
昭５５−６２３９号公報参照）。

［発明が解決しようとする課！］ しかしながら、発光素子７と受光素子８の双方を共に凸
レンズ２０の焦点位置に配置することは不可能であり、
センサが小型に構成されることとも相まって焦点位置か
ら相当ずれて配置される。

そのため、検出面１７における発光領域り、と受光領域
Ｌｔとがずれ、その重複部分のみ検出領域りとなる。先
の従来例と比較して検出領域りが広く誤出力のおそれが
なくなるが、検出領域りとなる重複部分の割合を十分に
大きくすることができないため低出力、低精度であると
いう欠点があった。

そこで、本発明は誤出力のおそれがなく、且つ、高出力
、高精度な反射型光センサを提供することを目的とする
。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するための本発明の反射型光センサは、
発光素子とこの発光素子が発した光の内検出面で反射さ
れた光を受光する受光素子とを並設した反射型光センサ
において、前記光の通過空間にシリンドリカルレンズを
、その中心軸が前記発光素子と前記受光素子とのほぼ中
心に来るよう設けたものである。

［作用コ 発光素子からの光はシリンドリカルレンズを介して検出
面に当たり、検出面で反射された光はシリンドリカルレ
ンズを介して受光素子に照射されるため、検出面の発光
領域と受光領域は共に楕円状になり、且つ、その中心軸
はシリンドリカルレンズの中心に近接する位置になる。

従って、発光領域と受光領域とが従来よりも大きく重な
り検出領域が広く、且つ、細長く形成される。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。

第１図及び第２図には第一実施例の反射型光センサ１が
示されている。第１図及び第２図において、ホルダ２の
底面側には溝３が形成されこの溝３内にチップ基台４が
挿入されている。このチップ基台４には中央を壁５で仕
切られて二つのチップ収納部６が形成されている。この
二つのチップ収納部６には発光素子７と受光素子８とが
マウントされており、発光素子７と受光素子８とは所定
距離隔てて配置されている。又、前記ホルダ２には前記
溝３に連通ずる孔９が形成され、この孔９がホルダ２の
前面に開口して光の通過空間を構成している。この孔９
内にはシリンドリカルレンズｌＯが設けられており、シ
リンドリカルレンズ１０の中心軸Ａ（第１図にて紙面に
垂直方向）が発光素子７と受光素子８を仕切る軸Ｂ（第
１図にて紙面に垂直方向）に一致するよう配置されてい
る。

前記ホルダ２の前面にはスリット板１１が設けられこの
スリット板１１のスリットｌｌａ方向はシリンドリカル
レンズ１０の中心軸Ａと同一方向に配されている。

第３図には第一実施例の反射型光センサｌを小型モータ
の回転検出に応用した例（第一応用例）が示されている
。第３図において、回転軸１２にはロータ１３が固定さ
れこのロータ１３の円板面１３ａには検出面であるリン
グ状の検出パターン１４が形成されている。この検出パ
ターン１４は反射面１４ａと非反射面１４ｂとが円周方
向に交互に繰り返されて構成されている。前記ロータ１
３の対向位置にはマウント基板１５が設けられこのマウ
ント基板１５に反射型光センサｌが設けられている。こ
の反射型光センサｌは、シリンドリカルレンズ１０の中
心軸六方向がロータ１３の半径方向に一致するよう配置
されている。

第４図及び第５図には第二実施例の反射型光センサｌが
示されている。第４図及び第５図において、ホルダ２に
はチップ基板１６が固定され、このチップ基板１６には
発光素子７と受光素子８とが並んでマウントされている
。発光素子７と受光素子８との光の通過空間で前記ホル
ダ２内にはシリンドリカルレンズｌＯが設けられている
。このシリンドリカルレンズ１０の中心軸Ａ（第４図に
て紙面に垂直方向）が発光素子７と受光素子８を仕切る
軸Ｂ（第４図にて紙面に垂直方向）に一致するよう配置
されている。又、シリンドリカルレンズｌＯの両側には
翼部１０ａが突設されこの翼部１０ａの上面にスリット
板１１が固定されている。このスリット板１１のスリッ
トｌｌａ方向は、第一実施例と相違してシリンドリカル
レンズ！０の中心軸Ａに対して垂直方向に配されている
。

第６図には第二実施例の反射型光センサＩを応用した例
（第二応用例）が示されており、第一応用例と同一箇所
はその説明を省略する。第６図において、回転軸１２に
固定のロータ１３にはその円周面＋３ｂに検出面である
検出パターン１４が形成されている。反射型光センサｌ
は、シリンドリカルレンズ１０の中心軸Ａ方向がロータ
１３の円周方向に一致するよう、即ち、検出パターン１
４方向とスリットｌｌａ方向とが一致するよう配置され
ている。

以下、上記構成の作用について説明するが、その前に本
発明の原理について説明する。

第７図には本発明の原理図が示され、７は発光素子、８
は受光素子、ｌＯはシリンドリカルレンズ、！７は検出
面を示すと共にＣはシリンドリカルレンズの中心軸Ａ（
第７図にて紙面の垂直方向）の投影軸を示す。発光素子
７からの光がシリンドリカルレンズＩＯ通過時に折曲さ
れて投影軸Ｃ近傍に楕円状の発光領域Ｌ１を構成する。

又、検出面１７を反射する光はシリンドリカルレンズｌ
Ｏ通過時に前記と反対に折曲されて受光素子８に受光さ
れるため、投影軸Ｃ近傍に楕円状の受光領域り、を構成
する。従って、発光領域Ｌ１と受光領域り、との重複部
分で構成される検出領域りが従来と比較して広くなり受
光効率が向上すると共に検出領域りが細長い幅ｇに形成
される。

次に、実施例の作用について説明する。

第８図には第一実施例（第一応用例）の反射型光センサ
１における光の進路が示され、第９図にはスリット板１
１を除去した場合の検出パターン！４と検出領域りとの
関係が示されている。第９図に示すように、検出領域り
の長芋方向が検出パターン１４の幅方向と一致し検出パ
ターン１４の幅Ｑ、を大きく（最大限υ形成でき高出力
、高精度に構成できる。

第１Ｏ図には第二実施例（第二応用例）の反射型光セン
サ１における光の進路が示され、第１１図にはスリット
板１１を除去した場合の検出パターン１４と検出領域り
との関係が示されている。

第１１図に示すように、検出領域りの長手方向が検出パ
ターン１４の長手方向と一致し、検出領域りが検出パタ
ーンＩ４の多数の反射面１４ａを含むことになる。また
、第１０図に示すようにシリンドリカルレンズ１０通過
後の光はほぼ直進するためスリット板２を通過したほと
んどの光は、再びスリット板ｌ！を介して戻り受光効率
が向上し、以上より反射型光センサｌが高出力、高精度
になる。

また、スリット板１１を設ければ従来に比較して高分解
能にもなる。

尚、上記二つの実施例ではシリンドリカルレンズｌＯを
用いたが、ロッドレンズを用いても同様の作用・効果を
有し、本発明ではシリンドリカルレンズＩＯはロッドレ
ンズを含む概念である。

［発明の効果］ 以上述べたように本発明によれば、発光素子と受光素子
とを並設した反射型光センサにおいて、光の通過空間に
シリンドリカルレンズを設けたので、検出領域が広く、
且つ、細長に構成されるため高出力、高精度な小型の反
射型光センサを提供できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第１１図は本発明の実施例を示し、第１図は
第一実施例の反射型光センサの断面図、第２図は第１図
のＡ−Ａ線断面図、第３図は第一実施例の反射型光セン
サの応用例を示す斜視図、第４図は第二実施例の反射型
光センサの断面図、第５図は第４図のＢ−Ｂ線断面図、
第６図は第二実施例の反射型光センサの応用例を示す断
面図、第７図は本発明の原理図、第８図は第一実施例の
反射型光センサの光の進路を示す図、第９図はその検出
パターンと検出領域の関係を示す図、第１θ図は第二実
施例の反射型光センサの光の進路を示す図、第１１図は
その検出パターンと検出領域の関係を示す図、第１２図
は従来例の原理図であり、第１３図は他の従来例の原理
図である。 ｌ・・・反射型光センサ、７・・・発光素子、８・・・
受光素子、ｌＯ・・・シリンドリカルレンズ、１４・・
・検出パターン（検出面）、１７・・・検出面、Ｌ・・
・検出領域。 コ 第４図 第３図 ｉ足党合りの側理図 第１３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）発光素子とこの発光素子が発した光の内検出面で
   反射された光を受光する受光素子とを並設した反射型光
   センサにおいて、 前記光の通過空間にシリンドリカルレンズを、その中心
   軸が前記発光素子と前記受光素子とのほぼ中心に来るよ
   う設けたことを特徴とする反射型光センサ。