WO2011013510A1 - 多光軸光電センサ - Google Patents

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WO2011013510A1
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optical
wall portions
optical module
optical axis
base
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Inventor
亮 小澤
孝義 高原
一功 尾▲さこ▼
Original Assignee
オムロン株式会社
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V8/00—Prospecting or detecting by optical means
    • G01V8/10—Detecting, e.g. by using light barriers
    • G01V8/20—Detecting, e.g. by using light barriers using multiple transmitters or receivers

Definitions

  • the present invention forms a two-dimensional detection area by a plurality of optical axes by arranging a light projector and a light receiver, in which a plurality of optical modules are incorporated, with the light emitting surface and the light receiving surface facing each other.
  • Multi-optical axis photoelectric sensor Multi-optical axis photoelectric sensor.
  • FIG. 9 shows the configuration of the optical module 200 disclosed in Patent Document 1 by an exploded perspective view (1) and a partially broken perspective view (2).
  • an optical IC chip 205 including an optical element (light emitting element or light receiving element), a shield member 204, a trap 202, and a lens member 201 are integrally provided in a resin holder 203 having a light guide 206. It is.
  • the trap 202 and the lens member 201 are fixed at the upper end position of the light guide 206, and the optical IC chip 205 is attached to the bottom of the holder 203 with the shield member 204 interposed therebetween.
  • the lens member 201 is provided with a projecting piece 201 a for positioning, and a hole 204 a communicating with the light guide 206 is formed at the center of the shield member 204.
  • FIG. 10 shows the appearance of a multi-optical axis optical unit using the optical module 200 described above.
  • This multi-optical axis optical unit includes a support frame 250 in which a plurality of wall portions 250a are arranged at both end edges, a plurality of fixing holders 230, the same number of optical modules 200 as the fixing holders 230, and eight signals. It is comprised by the flat cable 220 which integrated the wire.
  • the respective fixing holders 230 are respectively fitted and fixed between the wall portions 250a and 250a opposed in the width direction of the support frame 250, and the flat cables 220 are supported thereon in the arranging direction of the respective signal lines.
  • the optical module 200 is fitted into each fixing holder 230.
  • the optical module 200 is held by the standing portions 230a and 230a at both ends of the fixing holder 230 and the wall portions 250a and 250a that support them.
  • the lead pins 205a protruding from the optical IC chip 205 are respectively inserted into the flat cable 220 by the pressing force when the optical module 200 is inserted, and the signal lines are sandwiched between the central slits of the lead pins 205a. .
  • the lead pins 205a are connected to the signal lines in a one-to-one relationship.
  • the number of optical axes of the multi-optical axis optical unit and the distance between the optical axes can be easily changed by changing the length of the support frame 250 and the distance between the optical modules 230. .
  • the support frame 250 is made of metal and holds the optical modules 200 and the flat cable 220, and also functions as a shield member for preventing electromagnetic noise from the outside. However, since the optical modules 200 are spaced apart, the upper surface of the flat cable 220 is exposed between the optical modules 200, and this exposed portion may be affected by an external electromagnetic wave. . Therefore, another shield member 260 is put on the multi-optical axis optical unit from above to protect the upper surface of the flat cable 220 from electromagnetic noise.
  • a light passing hole 260d is formed at a position corresponding to the optical module 200 of the shield member 260, and locking pieces 260c to the holder 203 of the optical module 200 are provided at both ends. At both ends of the portion that does not correspond to the optical module 200, shielding portions 260b that slope obliquely downward are provided in a row.
  • the lower end portion of the shielding portion 260b of the upper shielding member 260 and the upper end portion of the wall portion 250a of the support frame 250 are joined by soldering to form a pair of upper and lower shielding members 250. , 260 are physically and electrically connected.
  • the longer the sensor, the more labor required for assembly and the longer the working time if the accuracy of the soldering is poor, the shield member 260 may not be fixed with sufficient strength, and the shielding function may also be deteriorated.
  • the positions where the openings 260d and the shields 260b need to be formed correspond to the structure of the multi-optical axis optical unit, so the arrangement intervals of the optical modules 200 may be set plurally.
  • the shield member 260 must be prepared according to each configuration.
  • the present invention focuses on the above problems, and has an object to eliminate the need to cover a shield member from the top and to ensure a sufficient shield function by a simple method.
  • a plurality of optical modules including optical elements and their processing circuits are projected in each housing of a light projector and a light receiver having a frame body having a window for forming light on the front surface.
  • the present invention is applied to a multi-optical axis photoelectric sensor having a configuration in which the light surface or the light receiving surface is disposed along the longitudinal direction in a state of facing the window portion.
  • a shield member in which a plurality of flexible wall portions are arranged in a row on the side edge of a plate-like base has insulation properties, and the wall portions facing each other across the base
  • a multi-optical axis photoelectric sensor having a strip-shaped conductive member electrically connected to each optical module.
  • the wall where the fixing holder and the optical module are arranged cooperates with the fixing holder to fix and support the optical module, while the wall where the fixing holder and the optical module are not arranged Are bent inward to shield the strip-shaped conductive member.
  • each of the optical modules is supported by the fixing holder disposed at an appropriate position of the shield member and the wall portion in a cooperative relationship with the holder, and the optical module row and the fixing holder A conductive state (a flat cable, a flexible substrate, and the like) in a strip-like conductive member (flat cable, flexible substrate, etc.) sandwiched between the columns is established.
  • the location where the fixing holder and the optical module are not provided is shielded by the inwardly bent wall.
  • the electromagnetic noise can be prevented from acting on the exposed upper surface of the strip-like conductive member by bending the wall in this manner to approach the strip-like conductive member, it is not necessary to cover another shield member from above. . Therefore, the number of parts can be reduced, and the work for joining the shield members becomes unnecessary. Further, even when the distance between the optical modules is changed, it can be easily coped with by inward bending the wall portion of the portion where the strip-like conductive member is exposed.
  • the wall portions are arranged at equal heights on both side edges of the base portion, and when the two opposing wall portions are bent inward on both sides of the base portion, these wall portions Is configured to shield the entire width of the strip-shaped conductive member. According to such a configuration, at the position where the optical module is disposed, the optical module can be stably held on both sides, and a sufficient shielding function is exhibited with respect to the portion where the strip-like conductive member is exposed. be able to.
  • the present invention it is not necessary to perform complicated work, and a shielding function for the multi-optical axis optical unit can be secured, and the number of parts can be reduced. Therefore, the cost can be reduced, and the multi-optical axis optical unit can be completed in a short time. In addition, it is possible to easily cope with the case of manufacturing sensors having various numbers of optical axes and intervals between the optical axes.
  • FIG. 1 shows the appearance of a multi-optical axis photoelectric sensor to which the present invention is applied.
  • the light projector 1 and the light receiver 2 of this multi-optical axis photoelectric sensor are each provided with a plurality of optical elements (the light emitting element 10 in the light projector 1 and the light receiving element 20 in the light receiver 2) and control inside the housing 100 having a long shape.
  • a substrate (not shown) is accommodated.
  • a cord 101 in which various signal lines are put together is drawn out.
  • a second cord 102 for extension is further connected to the cord 101.
  • a window 103 for passing light is formed.
  • the light emitting element 10 and the light receiving element 20 are arranged to align along the longitudinal direction of the housing 100 with the light emitting surface and the light receiving surface facing the window portion 103.
  • the light projector 1 and the light receiver 2 are disposed to face each other at a predetermined interval so that the light emitting elements 10 and the light receiving elements 20 face each other in a one-to-one relationship. As a result, for each combination of the light emitting element 10 and the light receiving element 20, the positions and directions of these optical axes are aligned.
  • 2, 3, 4, and 5 respectively show the front side (light emitting surface or light receiving surface) of the configuration of the multi-optical axis optical unit disposed in the housing 100 of the light projector 1 and the light receiver 2 described above. It shows by the perspective view, the front view, the side view, and the top view which were turned up. 2, 4 and 5 show only the configuration corresponding to the first two optical axes, but the same configuration as shown in each drawing is applied to the subsequent optical axes.
  • each optical element (the light emitting element 10 in the light projector 1 and the light receiving element 20 in the light receiver 2) is accommodated in an independent optical module 3 as in Patent Document 1 and a plurality of optical modules 3 Are fixedly arranged at desired positions along the length direction of the support frame 4.
  • a fixing holder 5 is used to fix each optical module 3.
  • the flat cable 6 is sandwiched between the row of the optical modules 3 and the row of the fixing holders 5 so that the optical modules 3 are conducted to the respective signal lines 61 to 68 of the flat cable 6.
  • FIG. 6 shows the configuration of the optical module 3.
  • This optical module 3 has a shape slightly different from that of the conventional example shown in FIG. 9, but the substantial configuration and function are the same.
  • reference numeral 31 denotes a holder having a light guide
  • reference numeral 32 denotes a lens member 32 disposed on the upper side of the light guide.
  • a shield member 37 and an optical IC chip 35 having a plurality of lead pins 36 are mounted at the bottom of the holder 31 .
  • the holder 31 is a molded article made of resin, and the portion surrounding the lens member 32 is formed wide. At the corners (a total of four places) of the wide parts, rod-like locking pieces 33 having claws 34 at their tips are integrally provided with the length direction facing downward. Further, a second rod-like locking piece 38 not having a claw portion is provided integrally integrally with the length direction facing downward, slightly inside the locking pieces 33, respectively.
  • FIG. 7 shows the structure of the support frame 4.
  • the support frame 4 of this embodiment has a shape in which a plurality of wall portions 41A and 41B are integrally lined at both ends of a plate-like base 42 having a longitudinal shape, and is made of flexible metal (for example, phosphorus It is formed by a molding process using bronze or aluminum). In the molding step, a frame having a considerable length is formed, and the frame cut out in accordance with the length of the housing 100 is the support frame 4.
  • the support frame 4 is electrically connected to a shield wire (not shown).
  • the support frame 4 is set to have a function as a shield member.
  • the wall portions 41A and 41B of the support frame 4 are disposed opposite to each other with the base 42 interposed therebetween.
  • Each of the wall portions 41A and 41B has a width corresponding to one optical module 3, and the height is approximately half the width of the base 42.
  • the lower wall width is formed wide, and the step portion 44 is formed at both end edges of the portion where the wall width changes.
  • a groove 48 along the width direction is provided at a position slightly above the step portion.
  • a pair of holes 45 and 45 are formed in the connection position of each wall 41A and the base 42 provided on one side edge of the support frame 4 respectively.
  • One wide hole 47 is formed at the connection position between each wall 41B and the base 42 provided on the other side edge of the support frame 4.
  • a pair of holes 46, 46 is formed on the groove 48 in any of the wall portions 41A, 41B.
  • notch holes 49 are formed respectively connected to the gaps between the wall portions.
  • the wall portions 41A and 41B of the support frame 4 can be bent inward at the position of the groove 48. Further, by bending the opposing wall portions 41A and 41B with the base portion 42 interposed therebetween, the entire width of the base portion 42 can be covered with the wall portions 41A and 41B.
  • FIG. 8 (1) and 8 (2) show the configuration of the fixing holder 5.
  • FIG. The fixing holder 5 has a pair of rising portions 50A and 50B connected to both side edges of the base 52 on the surface of which three corrugated plates 59a, 59b and 59c are formed. It is comprised by integral molding with resin.
  • 502 in the figure is a hole which arose when it was pulled out from a jig
  • Each of the rising portions 50A and 50B has a configuration in which the columnar bodies 51 are continuously provided on both sides of the U-shaped main portion 58, respectively.
  • a pair of locking pieces 56 are provided so as to protrude on both sides of the notch groove 58a.
  • a pair of locking pieces 55 project from the lower end edge of the main portion 58 of the rising portion 50A, and a wide locking piece 57 protrudes from the lower edge of the main portion 58 of the rising portion 50B.
  • These locking pieces 55, 57 are bent below the lower surface of the base 52, respectively, and there is a gap between the bent portion and the lower surface of the base 52 according to the thickness of the base 42 of the support frame 4. It is set.
  • Each columnar body 51 is formed higher than the main portion 58, and a step is formed on the outer wall surface by forming the upper portion thick. The step is set to substantially the same height as the locking piece 56 of the main portion 58. Further, the entire length of each columnar body 51 corresponds to the length of the locking piece 38 of the optical module 3, and the length of the thick portion 54 of each columnar body 51 corresponds to the claw portion of the locking piece 33 of the optical module 3 It corresponds to the length except 34.
  • the longer projecting pieces of the respective projecting portions 53 are parallel to the wall surfaces of the columnar bodies 51 of the respective rising portions 50A and 50B, and face each other with an interval corresponding to the thickness of the locking piece 38 of the optical module 3 .
  • Each corrugated plate 59a, 59b, 59c is provided with a number (eight) of grooves corresponding to the flat cable 6, respectively. Further, a projecting piece 501 for positioning the flat cable 6 is provided on the central long wave plate 59a.
  • the locking pieces 55, 55 on the side of the rising portion 50A of the fixing holder 5 are holes 45 in the wall portion 41A with respect to the wall portions 41A, 41B opposite to each other with the base portion 42 of the support frame 4 interposed therebetween.
  • the locking pieces 57 on the side of the rising portion 50B of the fixing holder 5 engage with the holes 47 of the wall portion 41B, and the locking pieces 56 of the main portion 58 of the rising portions 50A and 50B are walls
  • the wall portions 41A and 41B are held.
  • the flat cable 6 has a configuration in which eight signal lines 61 to 68 arranged in parallel are embedded in a resin.
  • holes (not shown) are formed at regular intervals in the line in which the signal line corresponding to the projecting piece 501 of the base 52 of the fixing holder 5 is embedded. By fitting this hole into the projection 501, the flat cable 6 is fixed in a state where each signal line is aligned with the corresponding groove of each of the wave plates 59a, 59b, 59c.
  • the hole of the flat cable 6 is provided in the position of the signal wire
  • the flat cable 6 is bent downward at the front end edge of the support frame 4 and connected to the connector 60.
  • the optical module 3 is fixedly held by positioning the optical module 3 so as to be in the gap between the two and applying pressure to the optical module 3.
  • the locking piece 33 of the holder 31 of the optical module 3 is engaged with the thick portion 54 of the columnar body 51 at the upper position of each step portion 44 of the wall portions 41A and 41B, and the fixing holder
  • the locking piece 38 enters the gap between the protrusion 53 provided on the base portion 52 of the fifth member 5 and the columnar body 51.
  • the claws 34 of the locking pieces 33 engage with the lower surface of the thick portion 54, and the locking pieces 33, 33 positioned on the step portions 44, 44 at both ends of the wall portions 41A, 41B. With the wall portion 41A or 41B sandwiched in between, removal of the holder 31 is restricted.
  • the lead pins 36 of the optical IC chip 35 attached to the bottom of the holder 31 break the coating of the flat cable 6 and are inserted inside, and the lead pins and the signal lines 61 to 68 are paired It becomes conductive in one relationship.
  • the fixing holder 5 and the optical module 3 are disposed at intervals of one wall along the length direction of the support frame 4.
  • the wall portions 41A and 41B at positions where the fixing holder 5 and the optical module 3 are not disposed are bent inward at the position of the groove 48 as shown in FIGS.
  • the exposed portion of the flat cable 6 between the optical modules 3 is shielded over the entire width except the portion near the adjacent optical module 3.
  • the strength of the shield for the flat cable 6 is enhanced by bending the wall portions 41A and 41B close to the upper surface of the flat cable 6, it goes without saying that the portions shielded by the wall portions 41A and 41B are of course It is also possible to protect electromagnetic noise to a portion not covered by the wall portions 41A and 41B.
  • the lower surface and the upper surface of the flat cable 6 can be protected by a single shield member (support frame 4).
  • the exposed portion of the cable 6 can be shielded only by bending the wall portions 41A and 41B in a position where the optical axis module 3 is not disposed inward, the arrangement interval of the optical modules 3 is changed. , It is not necessary to change the component parts and can be easily coped with. Therefore, even when manufacturing a long sensor, the work for setting the shield does not require much time and the number of parts for the shield can be reduced to one, so that the cost and labor can be significantly reduced.
  • each optical module 3 is disposed at an interval of one wall along the length direction, but the present invention is not limited to this.
  • Each optical module 3 may be disposed open.
  • the intervals between the optical modules 3 are not limited to equal intervals, and there are a portion in which the optical modules 3 are densely arranged and a portion in which the optical modules 3 are sparsely arranged depending on the use environment of the sensor. It is also good.
  • the upper surface of the flat cable 6 is exposed by bending the wall portions 41A and 41B in which the fixing holder 5 and the optical module 3 are not disposed inward as in the above embodiment. Since electromagnetic noise to a certain place can be protected, it is possible to easily cope with a change in the configuration of the multi-optical axis optical unit.
  • the optical modules 3 can be disposed without spacing, that is, the optical modules 3 can be disposed to the adjacent wall portions in the length direction. It is. Also in this arrangement, the wall portions 41A and 41B in which the fixing holder 5 and the optical module 3 are not arranged are directed inward, unless the optical module 3 is arranged on all the wall portions 41A and 41B of the support frame 4 By bending, the exposed portion of the top surface of the flat cable 6 can be protected from electromagnetic noise.
  • the flat cables 6 are shielded by equalizing the heights of the wall portions 41A and 41B of both end edges of the support frame 4 and bending the both wall portions 41A and 41B.
  • the wall of one side may be made higher than the other, and only the higher wall may be bent to shield the flat cable 6.
  • each optical module 3 is connected to the flat cable 6 through a pressure contact type lead pin, but instead of the flat cable 6, a flexible substrate on which each signal line is wired is used It is also possible.
  • a plurality of bump electrodes may be provided on the bottom surface of the optical IC chip 35 instead of the lead pin 36 and each bump electrode may be soldered to the signal line.
  • the optical modules 3 for one optical axis are spaced apart, but the present invention is not limited to this, and the above-described optical modules may be arranged in a row in which a plurality of optical elements are accommodated.
  • the width of each wall of the support frame is sized so that a plurality of walls are arranged on both sides of the optical module, and the optical modules are arranged with one or more walls apart. be able to.

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Abstract

　多光軸光電センサの投光器および受光器の各筐体の内部に、板状の基部４２の側縁に複数の可撓性を有する壁部４１Ａ，４１Ｂが列設されたシールド部材（支持フレーム４）と、それぞれ絶縁性を有し、基部４２を挟んで対向する壁部４１Ａ，４１Ｂの間に嵌め込まれる複数の固定用ホルダ５と、各固定用ホルダ５にそれぞれ支持される複数の光学モジュール３と、シールド部材の基部４２の上面において各固定用ホルダ５と各光学モジュール３との間に挟まれて保持され、かつ各光学モジュール３に電気接続された帯状の導電部材（フラットケーブル６）とを有する多光軸光学ユニットが設けられる。固定用ホルダ５および光学モジュール３が配置された位置の壁部４１Ａ，４１Ｂは固定用ホルダ５と協働して光学モジュール３を保持する。一方、固定用ホルダ５および光学モジュール３が配置されていない位置の壁部４１Ａ，４１Ｂは内向きに曲げられて導電部材を遮蔽する。

Description

多光軸光電センサ
　本発明は、それぞれ複数の光学モジュールが組み込まれた投光器および受光器を、投光面と受光面とを対向させた状態にして配置することにより、複数の光軸による２次元の検知エリアが形成される多光軸光電センサに関する。
　出願人は、先般、投光素子や受光素子の１つ１つを独立の光学モジュールに収容し、この光学モジュールの数や間隔をセンサが設置される環境や目的に応じて変更できるようにした多光軸光電センサを開発した（特許文献１を参照）。
　図９は、特許文献１に開示されている光学モジュール２００の構成を、分解斜視図（１）および一部を破断した斜視図（２）により示す。
　この光学モジュール２００は、導光路２０６を有する樹脂製のホルダ２０３に光学素子（投光素子または受光素子）を含む光ＩＣチップ２０５、シールド部材２０４、トラップ２０２、レンズ部材２０１を一体に設けたものである。トラップ２０２およびレンズ部材２０１は導光路２０６の上端位置に固定され、光ＩＣチップ２０５はシールド部材２０４を挟んでホルダ２０３の底部に装着される。
　なお、レンズ部材２０１には、位置決め用の突片２０１ａが設けられ、シールド部材２０４の中央部には、導光路２０６に連通する孔部２０４ａが形成されている。
　光ＩＣチップ２０５の両端縁からは、それぞれ先端が二股に別れた圧接式のリードピン２０５ａが４本ずつ突き出ている。図９（１）（２）には、いずれも一方の端縁のリードピン２０５ａしか示していないが、これらのリードピン２０５ａと図示されていない他端縁のリードピン２０５ａとは、チップ２０５の長さ方向に沿って互い違いに位置する。
　図１０は、上記の光学モジュール２００を用いた多光軸光学ユニットの外観を示す。
　この多光軸光学ユニットは、両端縁に複数の壁部２５０ａが列設された支持フレーム２５０と、複数の固定用ホルダ２３０と、固定用ホルダ２３０と同数の光学モジュール２００と、８本の信号線を一体化したフラットケーブル２２０とにより構成される。組立に際しては、各固定用ホルダ２３０を、それぞれ支持フレーム２５０の幅方向で対向する壁部２５０ａ，２５０ａの間に嵌め込んで固定し、その上にフラットケーブル２２０を各信号線の並び方向を支持フレーム２５０の幅方向に合わせて配備し、さらに各固定用ホルダ２３０に光学モジュール２００を嵌め込む。光学モジュール２００は、固定用ホルダ２３０の両端の起立部２３０ａ，２３０ａと、これらを支持している壁部２５０ａ，２５０ａとにより保持される。
　また、光学モジュール２００を嵌め込む際の押圧力によって、光ＩＣチップ２０５から突き出た各リードピン２０５ａがそれぞれフラットケーブル２２０に差し込まれ、各信号線がリードピン２０５ａの中央のスリットに挟み込まれた状態になる。これにより、各リードピン２０５ａは各信号線に一対一の関係をもって接続される。
　上記の組立構造によれば、支持フレーム２５０の長さや光学モジュール２３０を配置する間隔を変更することによって、多光軸光学ユニットの光軸数や光軸間の間隔を容易に変更することができる。
　支持フレーム２５０は金属製であって、各光学モジュール２００やフラットケーブル２２０を保持するほか、外部からの電磁ノイズを防御するためのシールド部材として機能する。しかし、光学モジュール２００が間隔をあけて配置されているので、各光学モジュール２００の間でフラットケーブル２２０の上面が露出した状態になり、この露出部分に外部からの電磁波の影響が及ぶおそれがある。このため、多光軸光学ユニットには、上方から別のシールド部材２６０が被せられて、フラットケーブル２２０の上面を電磁ノイズから防御するようにしている。
　このシールド部材２６０の光学モジュール２００に対応する箇所には、光の通過孔２６０ｄが形成されるとともに、両端に光学モジュール２００のホルダ２０３への係止片２６０ｃが設けられる。光学モジュール２００に対応しない箇所の両端には、それぞれ斜め下に傾斜する遮蔽部２６０ｂが連設される。
特許第３８６５０７４号公報
　上記の構成の多光軸光学ユニットでは、上部のシールド部材２６０の遮蔽部２６０ｂの下端部と支持フレーム２５０の壁部２５０ａの上端部とをはんだ付けにより接合することによって、上下一対のシールド部材２５０，２６０を物理的および電気的に接続するようにしている。しかし、このような構成では、センサが長尺になるほど、組立に要する労力が増し、作業時間も長くなる。また、はんだ付けの精度が悪いと、シールド部材２６０が十分な強度で固定されず、シールド機能も低下するおそれがある。
　さらに、上部のシールド部材２６０では、開口部２６０ｄや遮蔽部２６０ｂの形成位置を多光軸光学ユニットの構造に対応させる必要があるため、光学モジュール２００の配置間隔が複数とおりに設定される場合には、それぞれに応じた構成のシールド部材２６０を用意しなければならない。
　多光軸光学ユニットの上部全体を被覆する方法に代えて、フラットケーブルが露出する箇所にのみシールド部材を取り付ける方法も提案されている（特許文献１の図２２を参照。）。しかし、この方法でも、上方のシールド部材を支持フレーム２５０にはんだ付けしたり、光学モジュール２５０の配置間隔に応じた幅のシールド部材を使用する必要があるから、上述した問題を解決することはできない。
　本発明は上記の問題に着目し、上部からシールド部材を被せる必要をなくし、簡単な方法で十分なシールド機能を確保できるようにすることを課題とする。
　本発明は、前面に光を通過させるための窓部が形成された枠体を筐体とする投光器および受光器の各筐体内に、光学素子およびその処理回路を含む複数個の光学モジュールが投光面または受光面を前記窓部に対向させた状態で長手方向に沿って配備された構成の多光軸光電センサに適用される。各筐体の内部には、板状の基部の側縁に複数の可撓性を有する壁部が列設されたシールド部材と、それぞれ絶縁性を有し、基部を挟んで対向する壁部の間に嵌め込まれる複数の固定用ホルダと、各固定用ホルダにそれぞれ支持される複数の光学モジュールと、シールド部材の基部の上面において各固定用ホルダと各光学モジュールとの間に挟まれて保持され、かつ各光学モジュールに電気接続された帯状の導電部材とを有する多光軸光電センサが設けられる。また、固定用ホルダおよび光学モジュールが配置された位置の壁部は固定用ホルダと協働して前記光学モジュールを固定支持する一方、前記固定用ホルダおよび光学モジュールが配置されていない位置の壁部は内向きに曲げられて帯状の導電部材を遮蔽する。
　上記構成によれば、各光学モジュールは、シールド部材の適所に配置された固定用ホルダとこのホルダと協働する関係にある壁部とにより支持されるとともに、光学モジュールの列と固定用ホルダの列との間に挟まれた帯状の導電部材（フラットケーブル、フレキシブル基板など）に導通した状態になる。固定用ホルダおよび光学モジュールが設けられていない箇所は、内向きに曲げられた壁部により遮蔽される。
　このように壁部を曲げて帯状の導電部材に近づけることによって、帯状の導電部材の露出した上面に電磁ノイズが作用するのを防ぐことができるから、別のシールド部材を上から被せる必要がなくなる。よって、部品点数を減らすことができ、シールド部材の接合のための作業も不要になる。また、光学モジュール間の間隔が変更された場合にも、帯状の導電部材が露出する箇所の壁部を内向きに曲げることにより容易に対応することができる。
　上記の光学部材の好ましい態様では、壁部は、前記基部の両側縁にそれぞれ等しい高さをもって列設され、基部を挟んで対向する２つの壁部を内向きに曲げたとき、これらの壁部により帯状の導電部材の全幅が遮蔽されるように構成される。このような構成によれば、光学モジュールが配置される位置では、当該光学モジュールを両側で安定して保持することができ、帯状の導電部材が露出する箇所に対して十分なシールド機能を発揮することができる。
　本発明によれば、複雑な作業を行う必要がなく、多光軸光学ユニットに対するシールド機能を確保することができ、部品点数も減らすことができる。よって、コストを削減でき、多光軸光学ユニットを短時間で完成させることができる。また、光軸数や光軸間の間隔が種々異なるセンサを製作する場合にも、容易に対応することが可能になる。
多光軸光電センサの外観を示す斜視図である。 投光器および受光器に収容される多光軸光学ユニットの構成を示す斜視図である。 多光軸光学ユニットの正面図である。 多光軸光学ユニットの側面図である。 多光軸光学ユニットの上面図である。 光学モジュールの構成を示す斜視図である。 支持フレームの構成を示す斜視図および上面図である。 固定用ホルダの構成を示す斜視図である。 従来の多光軸光学ユニットに使用された光学モジュールの構成を示す分解斜視図および一部を切り欠いた斜視図である。 従来の多光軸光学ユニットの構成を示す斜視図である。
　図１は、本発明が適用された多光軸光電センサの外観を示す。
　この多光軸光電センサの投光器１および受光器２は、それぞれ長手形状の筐体１００の内部に複数の光学素子（投光器１では発光素子１０、受光器２では受光素子２０である。）や制御基板（図示せず。）が収容された構成のものである。各筐体１００の下端部からは、各種の信号線をまとめたコード１０１が引き出されている。コード１０１には、さらに延長用の第２のコード１０２が接続される。
　各筐体１００の前面には、光を通過させるための窓部１０３が形成されている。発光素子１０および受光素子２０は、それぞれの投光面や受光面を窓部１０３に対向させた状態にして、筐体１００の長手方向に沿って整列するように配置される。投光器１と受光器２とは、各発光素子１０と各受光素子２０とが一対一の関係で対向する状態になるように、所定の間隔を隔てて対向配備される。これにより、発光素子１０と受光素子２０との組み合わせ毎にこれらの光軸の位置や方向が合わせられた状態になる。
　図２、図３，図４，図５は、上記の投光器１および受光器２の筐体１００内に配備される多光軸光学ユニットの構成を、それぞれ前面（投光面または受光面）を上にした斜視図、正面図、側面図、上面図により示す。なお、図２，図４，図５では、先頭の２光軸に対応する構成に限定して示しているが、後続の光軸にも各図に示すものと同様の構成が適用される。
　この実施例では、特許文献１と同様に、１つ１つの光学素子（投光器１では投光素子１０、受光器２では受光素子２０）を独立の光学モジュール３に収容し、複数の光学モジュール３を支持フレーム４の長さ方向に沿って所望の位置に固定配置する。各光学モジュール３の固定には、それぞれ固定用ホルダ５が用いられる。また、光学モジュール３の列と固定用ホルダ５の列との間にはフラットケーブル６が挟み込まれ、フラットケーブル６の各信号線６１～６８に光学モジュール３を導通させた状態となっている。
　図６は、光学モジュール３の構成を示す。この光学モジュール３は、図９に示した従来例とは形状が若干異なるが、実質的な構成や機能は同一である。図中、３１は、導光路を有するホルダであり、３２は導光路の上部に配備されたレンズ部材３２である。また、ホルダ３１の底部には、シールド部材３７や、複数のリードピン３６を有する光ＩＣチップ３５が装着されている。
　ホルダ３１は、樹脂による成形品であって、レンズ部材３２を取り囲む部分が幅広に形成される。この幅広部の角部（計４箇所）には、それぞれ先端に爪部３４を有する棒状の係止片３３が長さ方向を下に向けて一体に設けられる。さらに、これらの係止片３３よりやや内側に、それぞれ爪部を持たない第２の棒状の係止片３８が、同様に、長さ方向を下に向けて一体に設けられる。
　図７は、支持フレーム４の構成を示す。この実施例の支持フレーム４は、長手形状で板状の基部４２の両端縁にそれぞれ複数の壁部４１Ａ，４１Ｂが一体に列設された形状のもので、可撓性を有する金属（たとえばリン青銅やアルミニウム）を材料とする成型加工により形成される。なお、成型工程では、相当の長さのフレームが形成され、これから筐体１００の長さに合わせて切り出されたものが支持フレーム４となる。
　また、支持フレーム４は、図示しないシールド線に電気接続される。これにより支持フレーム４には、光学モジュール３やフラットケーブル６を保持する機能のほか、シールド部材としての機能が設定される。
　支持フレーム４の壁部４１Ａ，４１Ｂは、基部４２を挟んで対向配備される。各壁部４１Ａ，４１Ｂとも、横幅が１個の光学モジュール３に対応する長さで、高さは基部４２の横幅のほぼ半分になる。各壁部４１Ａ，４１Ｂは、下部の壁幅が広く形成され、壁幅が変化している箇所の両端縁にそれぞれ段部４４が形成されている。また、壁部４１Ａ，４１Ｂの内面には、段部より少し上の位置に、幅方向に沿う溝４８が設けられている。
　支持フレーム４の一方の側縁に設けられた各壁部４１Ａと基部４２との連絡位置には、それぞれ一対の孔４５，４５が形成されている。支持フレーム４の他方の側縁に設けられた各壁部４１Ｂと基部４２との連絡位置には、それぞれ幅広の孔４７が１つ形成されている。また、いずれの壁部４１Ａ，４１Ｂにも、溝４８の上に一対の孔４６，４６が形成されている。
　また、基部４１の両側縁には、それぞれ各壁部間の隙間に連なる切り欠き孔４９が形成されている。
　上記の支持フレーム４の各壁部４１Ａ，４１Ｂは、溝４８の位置で内向きに曲げることができる。また、基部４２を挟んで対向する壁部４１Ａ，４１Ｂをそれぞれ曲げることにより、基部４２の全幅をこれらの壁部４１Ａ，４１Ｂで覆うことができる。
　図８（１）（２）は、固定用ホルダ５の構成を示す。この固定用ホルダ５は、表面に３つの波板５９ａ，５９ｂ，５９ｃが形成された基部５２の両側縁に一対の起立部５０Ａ，５０Ｂが連設されたもので、以下に示す各構成を、樹脂により一体成形することにより構成される。なお、図中の５０２は、成形後に治具から引き抜かれる際に生じた穴である。
　各起立部５０Ａ，５０Ｂは、Ｕ字状の主部５８の両側にそれぞれ柱状体５１を連設した構成のものである。各起立部５０Ａ，５０Ｂの主部５８の上端位置には、それぞれ切り欠き溝５８ａを挟んで一対の係止片５６が突設されている。また、起立部５０Ａの主部５８の下端縁からは一対の係止片５５，５５が突出し、起立部５０Ｂの主部５８の下端縁からは幅広の係止片５７が１つ突出する。これらの係止片５５，５７は、それぞれ基部５２の下面の下方に曲げられており、屈曲した部分と基部５２の下面との間には、支持フレーム４の基部４２の厚みに応じた間隙が設定される。
　各柱状体５１は、主部５８より高く形成され、また上部が肉厚に形成されたことにより外壁面に段差が形成されている。この段差は主部５８の係止片５６とほぼ同じ高さに設定される。また、各柱状体５１の全長は光学モジュール３の係止片３８の長さに対応づけられ、各柱状体５１の肉厚部５４の長さは、光学モジュール３の係止片３３の爪部３４を除く長さに対応づけられている。
　基部５２の上面には、４つのＬ字状の突部５３が設けられる。各突部５３の長い方の突片は、それぞれ各起立部５０Ａ，５０Ｂの柱状体５１の壁面に平行であって、光学モジュール３の係止片３８の厚みに対応する間隔を隔てて対向する。
　各波板５９ａ，５９ｂ，５９ｃには、それぞれフラットケーブル６に対応する数（８個）の溝が設けられている。また、中央の長い波板５９ａには、フラットケーブル６を位置決めするための突片５０１が設けられている。
　以下、図２～８に基づき、多光軸光学ユニットの組立構造について説明する。
　固定用ホルダ５は、支持フレーム４の基部４２を挟んで対向する壁部４１Ａ，４１Ｂに対し、固定用ホルダ５の起立部５０Ａの側の係止片５５，５５が壁部４１Ａの孔４５，４５に係合し、固定用ホルダ５の起立部５０Ｂの側の係止片５７が壁部４１Ｂの孔４７に係合し、起立部５０Ａ，５０Ｂの主部５８の各係止片５６が壁部４１Ａ，４１Ｂの孔４６内に入り込んだ状態になることにより、壁部４１Ａ，４１Ｂ間に保持される。また、各係止片５５，５５，５７の先端部分と基部５２の下面との間に支持フレーム４の基部４２が挟まれた状態になるので、固定用ホルダ５の抜けが規制される。また、このとき、各起立部５０Ａ，５０Ｂの柱状体５１の肉厚部５４は、それぞれ対応する壁部４１Ａ，４１Ｂの段部４４の上方に位置する状態となる。
　フラットケーブル６は、平行に配列された８本の信号線６１～６８が樹脂に埋設された構成のものである。このフラットケーブル６には、固定用ホルダ５の基部５２の突片５０１に対応する信号線が埋設されるラインに、一定の間隔で孔（図示せず。）が形成される。この孔を突片５０１に嵌め込むことにより、フラットケーブル６は、各信号線が各波板５９ａ，５９ｂ，５９ｃの対応する溝に位置合わせされた状態で固定される。
　なお、フラットケーブル６の孔は、光軸間での電気接続を遮断する必要がある信号線の位置に設けられる。また、このフラットケーブル６は、支持フレーム４の前端縁で下方に曲げられて、コネクタ６０に接続される。
　上記のようにフラットケーブル６を支持する状態になった固定用ホルダ５に対し、各起立部５０Ａ，５０Ｂの両端の柱状体５１がそれぞれ光学モジュール３のホルダ３１の係止片３３，３８の間の隙間に入るように光学モジュール３を位置合わせして、光学モジュール３に押圧力をかけることにより、光学モジュール３が固定保持される。具体的には、壁部４１Ａ，４１Ｂの各段部４４の上方位置で、それぞれ光学モジュール３のホルダ３１の係止片３３が柱状体５１の肉厚部５４に係合するとともに、固定用ホルダ５の基部５２に設けられた突部５３と柱状体５１との間の隙間に係止片３８が入り込む状態になる。このとき、係止片３３の爪部３４は肉厚部５４の下面と咬み合い、各壁部４１Ａ，４１Ｂの両端の段部４４，４４の上に位置づけられた各係止片３３，３３の間に壁部４１Ａまたは４１Ｂが挟まれた状態になって、ホルダ３１の抜けが規制される。
　光学モジュール３が押圧されたとき、ホルダ３１の底部に装着されている光ＩＣチップ３５のリードピン３６がフラットケーブル６の被覆を破って内部に挿入され、各リードピンと信号線６１～６８とが一対一の関係で導通した状態になる。
　この実施例では、支持フレーム４の長さ方向に沿って、壁部１つ分の間隔をおいて固定用ホルダ５および光学モジュール３を配置している。固定用ホルダ５および光学モジュール３が配置されない位置にある壁部４１Ａ，４１Ｂは、図４，５に示すように、溝４８の位置で内向きに曲げられる。これにより、光学モジュール３の間のフラットケーブル６が露出した箇所は、隣の光学モジュール３に近い箇所を除き、全幅にわたって遮蔽された状態になる。また、壁部４１Ａ，４１Ｂを曲げてフラットケーブル６の上面に近づけたことによって、フラットケーブル６に対するシールドの強度が高められるので、壁部４１Ａ，４１Ｂにより遮蔽された箇所は勿論のこと、その近傍の壁部４１Ａ，４１Ｂに覆われていない箇所への電磁ノイズも防御することが可能になる。
　上記の構成によれば、フラットケーブル６の下面および上面を、単独のシールド部材（支持フレーム４）により保護することができる。また、光軸モジュール３が配置されない位置にある壁部４１Ａ，４１Ｂを内向きに曲げるだけでケーブル６の露出部分を遮蔽することができるから、光学モジュール３の配置間隔が変更された場合にも、構成部品を変更する必要がなく、容易に対応することができる。したがって、長尺のセンサを製作する場合でも、シールドを設定するための作業に手間がかからず、シールド用の部品点数も１つにできるから、コストや労力を大幅に削減することができる。
　また、上記の実施例では、各光学モジュール３を、長さ方向に沿って壁部１つ分の間隔をあけて配置したが、これに限らず、複数個分の壁部に相当する間隔をあけて各光学モジュール３を配置してもよい。また、各光学モジュール３の間の間隔は等間隔に限らず、センサの使用環境によっては、光学モジュール３が密に配置される部分と、光学モジュール３が疎に配置される部分とがあってもよい。
　いずれの配置をとる場合でも、上記の実施例と同様に、固定用ホルダ５および光学モジュール３が配置されていない壁部４１Ａ，４１Ｂを内向きに曲げることでフラットケーブル６の上面が露出している箇所への電磁ノイズを防御することができるから、多光軸光学ユニットの構成の変更に容易に対応することができる。
　また、上記の支持フレーム４の構成によれば、各光学モジュール３を間隔をあけずに配置すること、すなわち、長さ方向において隣り合う壁部に対してそれぞれ光学モジュール３を配置することも可能である。この配置においても、支持フレーム４の全ての壁部４１Ａ，４１Ｂに光学モジュール３が配置される場合を除き、固定用ホルダ５および光学モジュール３が配置されていない壁部４１Ａ，４１Ｂを内向きに曲げることによって、フラットケーブル６の上面が露出している箇所を電磁ノイズから守ることができる。
　さらに、上記の実施例では、支持フレーム４の両端縁の壁部４１Ａ，４１Ｂの高さを等しくして、双方の壁部４１Ａ，４１Ｂを曲げることによりフラットケーブル６を遮蔽しているが、これに限らず、一方の側の壁部を他方よりも高くして、高い方の壁部のみを曲げてフラットケーブル６を遮蔽するようにしてもよい。
　また、上記の実施例では、各光学モジュール３を圧接式のリードピンを介してフラットケーブル６に接続するようにしたが、フラットケーブル６に代えて、各信号線が配線されたフレキシブル基板を使用することも可能である。この場合、光学モジュール３を信号線に接続するのに、リードピン３６に代えて光ＩＣチップ３５の底面に複数のバンプ電極を設け、各バンプ電極を信号線にはんだ付けするようにしてもよい。
　また、上記の実施例では、一光軸分の光学モジュール３を間隔をあけて配置したが、これに限らず、複数の光学素子を収容した構成の光学モジュールを列設する場合にも、上記実施例と同様の構成を適用することにより、１つのシールド部材で各光学モジュールの間の配線を電磁ノイズから防御することが可能になる。また、この場合に、支持フレームの各壁部の幅を、光学モジュールの両側にそれぞれ複数の壁部が配置される大きさにして、各光学モジュールを１つ以上の壁部を隔てて配置することができる。
　１　　投光器
　２　　受光器
　３　　光学モジュール
　４　　支持フレーム
　５　　固定用ホルダ
　６　　フラットケーブル
　１０　発光素子
　２０　受光素子
　３１　ホルダ
　３３，３８　係止片
　４１Ａ，４１Ｂ　壁部
　４２　基部
　４５，４６，４７　孔
　５０Ａ，５０Ｂ　起立部
　５１　柱状体
　５２　基部
　５３　突部
　５４　肉厚部
　５５，５６，５７　係止片

Claims (2)

  1. 　前面に光を通過させるための窓部が形成された枠体を筐体とする投光器および受光器の各筐体内に、光学素子およびその処理回路を含む複数個の光学モジュールが投光面または受光面を前記窓部に対向させた状態で長手方向に沿って配備される多光軸光電センサであって、
      前記筐体の内部には、板状の基部の側縁に複数の可撓性を有する壁部が列設されたシールド部材と、それぞれ絶縁性を有し、前記基部を挟んで対向する壁部の間に嵌め込まれる複数の固定用ホルダと、各固定用ホルダにそれぞれ支持される複数の光学モジュールと、シールド部材の基部の上面において各固定用ホルダと各光学モジュールとの間に挟まれて保持され、かつ各光学モジュールに電気接続された帯状の導電部材とを有する多光軸光学ユニットが設けられ、
    　前記固定用ホルダおよび光学モジュールが配置された位置の壁部は固定用ホルダと協働して前記光学モジュールを保持する一方、前記固定用ホルダおよび光学モジュールが配置されていない位置の壁部は内向きに曲げられて前記帯状の導電部材を遮蔽するようにした多光軸光電センサ。
  2. 　前記壁部は、前記基部の両側縁にそれぞれ等しい高さをもって列設され、前記基部を挟んで対向する２つの壁部を内向きに曲げたとき、これらの壁部により前記帯状の導電部材の全幅が遮蔽されるようにした、多光軸光電センサ。
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