特許第6223706号(P6223706)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6223706
(24)【登録日】2017年10月13日
(45)【発行日】2017年11月1日
(54)【発明の名称】反射型光電センサ
(51)【国際特許分類】
   G01V 8/14 20060101AFI20171023BHJP
   H01L 31/12 20060101ALI20171023BHJP
【FI】
   G01V9/04 B
   H01L31/12 E
【請求項の数】3
【全頁数】12
(21)【出願番号】特願2013-84136(P2013-84136)
(22)【出願日】2013年4月12日
(65)【公開番号】特開2014-206458(P2014-206458A)
(43)【公開日】2014年10月30日
【審査請求日】2016年3月16日
(73)【特許権者】
【識別番号】000106221
【氏名又は名称】パナソニック デバイスSUNX株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100105957
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 誠
(74)【代理人】
【識別番号】100068755
【弁理士】
【氏名又は名称】恩田 博宣
(72)【発明者】
【氏名】土田 俊司
【審査官】 北川 創
(56)【参考文献】
【文献】 特開2004−028598(JP,A)
【文献】 特開2008−083010(JP,A)
【文献】 特開2002−279870(JP,A)
【文献】 特開2000−075046(JP,A)
【文献】 特開平02−084605(JP,A)
【文献】 特開2010−217142(JP,A)
【文献】 特開平07−035856(JP,A)
【文献】 特開昭62−052477(JP,A)
【文献】 特開2010−117300(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
G01V 8/14
H01L 31/12
G01J 1/02
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
被検出体に光を投光可能な投光素子と、
前記被検出体から反射された光を偏向可能なミラーと、
前記投光素子の光軸を囲うように、同光軸に沿って前記ミラーに貫設された鏡筒と、
前記ミラーで偏向された光を受光可能な受光素子と、
前記鏡筒の前方に配置される透明板と、を備え、
前記投光素子から前記透明板を介して投光された光が前記被検出体から反射されて前記透明板を通過して前記ミラーで偏向されて前記受光素子で受光される反射型光電センサであって、
前記受光素子の受光面と直交する方向において、前記受光面から前記鏡筒の軸中心までの距離は、前記受光面から前記ミラーの中心までの距離よりも遠いこととし、前記鏡筒よりも前記受光素子側における前記ミラーの面積が広くなるように構成することを特徴とする反射型光電センサ。
【請求項2】
前記ミラーを保持するミラー保持部をさらに備え、
前記鏡筒は、前記受光面と直交する方向において、前記鏡筒の前記受光素子側の端部とは反対側の端部を、前記ミラー保持部の前記受光素子側の端部とは反対側の端部と一致させて、前記ミラー保持部に貫設されることを特徴とする請求項1に記載の反射型光電センサ。
【請求項3】
前記投光素子から投光された光を集光する投光レンズをさらに備え、
前記投光レンズは、前記投光素子の光軸に沿う方向において前記被検出体側となる前記鏡筒の先端側の内部に設けられ、
前記投光素子は、前記投光素子の光軸に沿う方向において前記鏡筒の基端側の内部に設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の反射型光電センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、投光素子と受光素子とを備える反射型光電センサに関する。
【背景技術】
【0002】
従来から、投光素子から検出領域に投光した光の反射光の有無やその反射光の強度などを受光素子で検出することにより、その検出領域に被検出体が存在しているか否かを検出する反射型光電センサが知られている。こうした反射型光電センサとしては、図8に示すように、検出に用いる光の経路に沿って、投光素子91と、投光レンズ92と、ミラー93と、受光レンズ94と、受光素子95とを備える反射型光電センサ90がある(例えば、特許文献1)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2004−28598号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
ところで、上記の反射型光電センサ90は、投光素子91の光軸に沿って、ミラー93に貫設された鏡筒96(投光ガイド)をさらに備えている。このため、被検出体TGを検出する際において、図8に二点差線矢印で示す光のうち、ミラー93で偏向された光の一部が、図8に破線矢印で示すように鏡筒96に遮られることで、受光素子95が受光できる光量が減少するという課題がある。そして、この場合には、受光素子95における受光量が減少することで、反射型光電センサ90の検出性能が低下するおそれがある。
【0005】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものである。その目的は、被検出体で反射された光のうち、受光素子が受光する光量が減少することを抑制することができる反射型光電センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決する反射型光電センサは、被検出体に光を投光可能な投光素子と、前記被検出体から反射された光を偏向可能なミラーと、前記投光素子の光軸を囲うように、同光軸に沿って前記ミラーに貫設された鏡筒と、前記ミラーで偏向された光を受光可能な受光素子と、前記鏡筒の前方に配置される透明板と、を備え、前記投光素子から前記透明板を介して投光された光が前記被検出体から反射されて前記透明板を通過して前記ミラーで偏向されて前記受光素子で受光される。さらに、同反射型光電センサでは、前記受光素子の受光面と直交する方向において、前記受光面から前記鏡筒の軸中心までの距離は、前記受光面から前記ミラーの中心までの距離よりも遠いこととし、前記鏡筒よりも前記受光素子側における前記ミラーの面積が広くなるように構成する
【0007】
上記構成によれば、投光素子から投光された光は、被検出体があるときには同被検出体から反射される。そして、被検出体で反射された光は、ミラーで偏向された後に、受光素子で受光される。こうして、反射型光電センサは、被検出体から反射された反射光が受光素子で受光されたか否かによって被検出体の有無を検出する。また、上記構成では、受光素子の受光面と直交する方向において、受光面から鏡筒の軸中心までの距離は、受光面からミラーの中心までの距離よりも遠くなっている。このため、例えば、同方向において、受光面から鏡筒の軸中心までの距離が、受光面からミラーの中心までの距離と等しい場合に比べ、次のような違いがある。すなわち、上記構成では、受光素子の受光面と直交する方向において、鏡筒よりも受光素子側における、光を偏向可能なミラーの面積を広く取ることができる。言い換えれば、同方向において、鏡筒よりも受光素子とは反対側における、鏡筒で遮られることになるミラーの面積を狭くすることができる。したがって、被検出体で反射された光のうち、受光素子が受光する光量が減少することを抑制することができる。
【0008】
上記反射型光電センサは、前記ミラーを保持するミラー保持部をさらに備え、前記鏡筒は、前記受光面と直交する方向において、前記鏡筒の前記受光素子側の端部とは反対側の端部を、前記ミラー保持部の前記受光素子側の端部とは反対側の端部と一致させて、前記ミラー保持部に貫設されることが望ましい。
【0009】
上記構成によれば、受光面と直交する方向において、鏡筒の受光レンズ側の端部とは反対側の端部と、ミラー保持部の受光レンズ側の端部とは反対側の端部との間にミラーが配置されることがない。このため、光を偏向しても鏡筒で遮られることになるミラーの面積をより狭くすることができる。したがって、被検出体で反射された光のうち、受光素子が受光する光量が減少することをさらに抑制することができる。
【0010】
上記反射型光電センサにおいて、前記投光素子から投光された光を集光する投光レンズをさらに備え、前記投光レンズは、前記投光素子の光軸に沿う方向において前記被検出体側となる前記鏡筒の先端側の内部に設けられ、前記投光素子は、前記投光素子の光軸に沿う方向において前記鏡筒の基端側の内部に設けられていることが望ましい。
【0011】
上記構成によれば、鏡筒の基端側に、投光素子及び投光レンズを設ける場合に比べて、投光素子の光軸に沿う方向において、投光素子及び投光レンズを短い距離の中に収めることができる。このため、投光素子の光軸に沿う方向において、反射型光電センサの小型化を図ることができる。
【発明の効果】
【0012】
上記の反射型光電センサによれば、被検出体に投光された光の反射光の受光量が減少することを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0013】
図1】反射型光電センサの斜視図。
図2】反射型光電センサの内部構造を示す斜視図。
図3】反射型光電センサの左右方向における任意断面を示す断面図。
図4】反射型光電センサの内部構造を示す斜視図。
図5】(a),(b)は、反射型光電センサの内部構造を示す正面図。
図6】反射型光電センサの作用を模式的に示す側断面図。
図7】反射型光電センサの作用を模式的に示す正断面図。
図8】従来の反射型光電センサの概略構成を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、反射型光電センサの一実施形態について、図面を参照して説明する。
図1に示すように、反射型光電センサ10は、上下方向に長い矩形箱状をなす外装11と、外装11における幅狭で縦長の前面上部に矩形状に形成された開口12を覆う透明板13とを備えている。また、反射型光電センサ10は、外装11の上端面から突出する表示灯14と、電力を供給する電源部15とを備えている。外装11の左右両側面には、反射型光電センサ10を設置する際にボルト等の固定部材が挿通される支持孔16,17が貫通形成されている。支持孔16,17は、外装11の左右両側面において、前方下側とその対角となる後方上側に形成されている。表示灯14は、例えば、検出領域に被検出体TG(図6参照)を検出した場合や何も検出できない場合など、その場合に応じて異なる点灯態様で点灯可能とされている。なお、本実施形態では、図1において、反射型光電センサ10の外装11の長手方向を上下方向Zとするとともに、外装11に対する支持孔16,17の貫通方向を左右方向Xとし、左右方向X及び上下方向Zと直交する方向を前後方向Yとする。
【0015】
図2に示すように、反射型光電センサ10は、その内部に、被検出体TGに向けて光を投光するための投光部20と、被検出体TGで反射された光を受光するための受光部40とを備えている。
【0016】
図3に示すように、投光部20は、被検出体TGに光を投光可能な投光素子21と、投光素子21から投光された光を集光する投光レンズ22とを備えている。また、図2に示すように、投光部20は、投光素子21が直接実装される中継基板23と、その中継基板23と接続される投光基板24と、投光素子21及び投光レンズ22を内部に支持する投光ガイド部25とを備えている。ここで、図3に示す投光素子21の中心を通る二点鎖線は、投光素子21の光軸P1を示している。以下では、投光素子21の光軸P1の延びる方向を投光素子21の光軸方向ともいう。なお、本実施形態は、投光素子21の光軸方向は前後方向Yと一致している。また、図3は、図2に示す反射型光電センサ10において、投光素子21の光軸P1を含む左右方向Xにおける断面を示している。
【0017】
図2に示すように、投光基板24は、その下端側に電源部15と電気的に接続可能な接続端子26aと、その上端側に中継基板23と電気的に接続可能な接続端子26bとを有している。また、投光基板24は、前後方向Y及び上下方向Zに沿って延びる薄板状に形成されている。投光基板24の一端側(図2では右下側)には、外装11の支持孔16に対応する四半円弧状の切欠24aが形成され、投光基板24の他端側(図2では左上側)には、外装11の支持孔17に対応する四半円弧状の切欠24bが形成されている。なお、投光基板24は、投光素子21の発光を制御する回路基板である。
【0018】
図2に示すように、中継基板23は、前後方向Y及び上下方向Zに沿って延びる第1延部27と、左右方向X及び上下方向Zに沿って延びる第2延部28とを有している。すなわち、中継基板23において、第1延部27と第2延部28は上方からの平面視で略T字状をなすように直交している。図2に示すように、第1延部27には、投光基板24と電気的に接続可能な接続端子29aが形成され、図3に示すように、第2延部28には、投光素子21と電気的に接続可能な接続端子29bが形成されている。こうした中継基板23によって、投光素子21の光軸方向(本実施形態では前後方向Y)を、投光基板24と直交する方向(本実施形態では左右方向X)とは異ならせた状態で、投光素子21を投光基板24に電気的に接続(実装)することが可能となっている。
【0019】
図2及び図3に示すように、投光ガイド部25は、被検出体TGに投光された光の反射光を偏向するミラー31と、ミラー31を保持するミラー保持部32と、投光素子21の光軸P1を囲うように同光軸P1に沿って延設された鏡筒33とを有している。ここで、投光ガイド部25において、投光素子21の光軸P1に沿って光が進む側を先端側ともいい、その反対側を基端側ともいう。ミラー保持部32は、その先端側の面が、鏡筒33と交差するようにして投光素子21の光軸方向(前後方向Y)と交差するように設けられている。また、ミラー31は、ミラー保持部32に保持されることで、被検出体TGから反射された反射光を受光部40の方へ偏向することを可能としている。
【0020】
図2に示すように、鏡筒33は、その前後方向Yから見た場合の外形が正面視略U字状をなし、投光素子21の光軸P1に沿ってミラー保持部32を貫設している。鏡筒33がミラー保持部32を貫設する際の鏡筒33の軸中心位置は、上下方向Zにおいて、ミラー保持部32の中心位置よりも上側の位置となっている。また、本実施形態では、鏡筒33の上端とミラー保持部32の上端は一致している。すなわち、上下方向Zにおいて、鏡筒33の受光部40側の端部33aとは反対側の端部33bは、ミラー保持部32の受光部40側の端部32aとは反対側の端部32bと一致している。また、図2に示すように、左右方向Xにおいて、鏡筒33の幅寸法はミラー保持部32の幅寸法よりも短く、同左右方向Xにおいて、鏡筒33はミラー保持部32の中央に位置している。そして、図3に示すように、鏡筒33には、投光素子21の光軸P1に沿って貫通孔34が貫通形成されている。なお、本実施形態では、鏡筒33の軸中心は、貫通孔34の軸中心であるとともに、投光素子21の光軸P1と一致している。
【0021】
図3に示すように、鏡筒33の貫通孔34には、基端側から先端側に向かって、第1径部34aと、第1径部34aよりも内径が小さい第2径部34bと、第1径部34aよりも内径が小さく且つ第2径部34bよりは内径の大きい第3径部34cとが形成されている。そして、貫通孔34の基端側の第1径部34aには投光素子21が挿嵌され、貫通孔34の先端側の第3径部34cには投光レンズ22が挿嵌されている。貫通孔34の第2径部34bは、貫通孔34においてフランジ状に形成され、投光レンズ22から投光された光のうち、光軸から大きく外れた光を遮断するために設けられている。また、貫通孔34の先端には、第3径部34cよりも小さい内径を有する筒状をなすレンズカバー35が装着されている。レンズカバー35は、光を通さない材質で形成されている。また、レンズカバー35は、投光素子21の光軸方向(前後方向Y)において、投光ガイド部25から先端側に突出する配置態様を取り、外装11が装着された際に外装11の開口を覆う透明板13と当接する。
【0022】
図3及び図4に示すように、受光部40は、投光部20のミラー31で偏向された光を集光する受光レンズ41と、受光レンズ41で集光された光を受光可能な受光素子42と、受光素子42が実装される受光基板43と、を備えている。また、受光部40は、被覆部材の一例としてのシールド板44を備えている。
【0023】
図4に示すように、受光レンズ41は、その左右方向Xにおける両端部が同左右方向Xと直交する面となるように面取りされる一方、その前後方向Yにおける両端部が同前後方向Yと直交する面となるように面取りされている。受光レンズ41は、前後方向Yにおける両端部において、受光レンズ41の外側に向かって矩形形状に突出形成された係合部45を有している。そして、受光レンズ41は、係合部45を外装11の内側に係合させることで、上下方向Zにおいて、投光ガイド部25と受光素子42との間に配置されている。ここで、図3に示す受光レンズ41の中心を通る二点鎖線は、受光レンズ41の光軸P2を示している。このため、本実施形態では、上下方向Zは、受光レンズ41の光軸方向となっている。
【0024】
図3に示すように、受光基板43は、電源部15と電気的に接続可能な接続端子47aと、受光素子42と電気的に接続可能な接続端子47bとを有している。また、受光基板43は、投光基板24と同様に、前後方向Y及び上下方向Zに沿って延びる薄板状に形成されている。受光基板43の一端側(図3では右下側)には、外装11の支持孔16に対応する四半円弧状の切欠48aが形成され、受光基板43の他端側(図3では左上側)には、外装11の支持孔17に対応する四半円弧状の切欠48bが形成されている。
【0025】
また、受光素子42と接続される接続端子47bは、受光基板43の一端側に形成された切欠48aの近傍に設けられている。なお、受光基板43は、受光素子42が受光する受光量に応じて、検出領域に被検出体TGが存在しているか否かを判定することを可能とする回路基板である。また、受光基板43は、投光基板24と左右方向Xに間隔を設けて対向するように配置されている。この際、受光基板43の接続端子47bは投光基板24と対向し、受光基板43の接続端子47aは外側に設けられることとなる。
【0026】
図3及び図4に示すように、受光素子42は、略矩形板状をなす基台51と、基台51上に設けられる受光チップ52と、受光チップ52及び基台51を上方から覆う保護カバー53とを備えている。基台51は、受光素子42を受光基板43に実装した状態では、受光基板43の接続端子47bと当接するとともに、受光基板43に片端を支持される状態となっている。受光チップ52は矩形板状をなし、基台51よりも一回り小さく形成されている。また、受光チップ52は、光を受光したか否かを検出したり、受光する光量を検出したりすることを可能としている。
【0027】
そして、図5(a)に示すように、受光チップ52は、その左右方向Xにおける中心位置が受光素子42の中心位置と異なる状態で、基台51上に配置されている。すなわち、左右方向Xにおいて、受光チップ52の中心位置は受光素子42の中心位置から、受光素子42が受光基板43に実装される側とは反対側(すなわち、投光基板24側)に、距離L1分だけオフセットされている。さらに、本実施形態では、受光素子42が受光基板43に実装された状態で、受光レンズ41の光軸P2と直交する方向(左右方向X)における受光チップ52の中心位置が、受光レンズ41の光軸P2の延長線上に位置している。つまり、上記の距離L1は、受光レンズ41の光軸P2の延長線上に、受光チップ52の中心位置が位置するように設定されている。また、本実施形態では、受光チップ52の中心位置は、投光基板24と受光基板43とが対向する方向(左右方向X)において、投光基板24と受光基板43の中間位置にもなっている。なお、図3に示すように、前後方向Yにおける受光チップ52の中心位置は、同前後方向Yにおける受光素子42の中心位置と一致するとともに、受光レンズ41の光軸P2の延長線上ともなっている。このため、受光レンズ41の光軸P2と直交する方向である左右方向X及び前後方向Yにおいて、受光チップ52の中心位置は、受光レンズ41の光軸P2の延長線上に位置している。
【0028】
図3及び図4に示すように、保護カバー53は、基台51と略同一の矩形板状をなし、受光チップ52を上方から覆った状態で、基台51に固定されている。保護カバー53は、透明状の樹脂で形成され、受光レンズ41で集光された光を透過可能とされている。保護カバー53は、受光チップ52に直接的に物が接触することのないように、受光チップ52を保護する目的で設けられている。また、受光素子42(保護カバー53)の受光レンズ41と対向する面は、受光レンズ41で集光された光が当たる受光面42aとなっている。本実施形態では、この受光面42aと直交する方向は、受光レンズ41の光軸P2に沿う方向であるとともに、上下方向Zとなっている。
【0029】
こうして、受光素子42は、受光面42aが受光レンズ41の光軸P2と交差(本実施形態では直交)し、且つ受光面42aが投光基板24と交差(本実施形態では直交)するように受光基板43に実装されている。
【0030】
図4及び図5(b)に示すように、シールド板44は、金属製の板材を折り曲げ加工することで箱体状に形成されている。図5(b)に示すように、シールド板44の上端及び下端には、上下方向Zと直交する方向に延びる係合面46が形成されている。そして、シールド板44は、受光素子42が実装される受光基板43の上端側と下端側の面を、係合面46によって上下方向Zから挟持することで、受光基板43に装着されている。また、図2に示すように、シールド板44が受光基板43に装着されたときに、シールド板44が受光レンズ41と対向する面には、略矩形形状をなす開口44aが形成されている。開口44aの大きさは、受光素子42の受光面42aと略同じ大きさとされ、受光レンズ41で集光された光が受光素子42で受光できるように設けられている。また、シールド板44が受光基板43に装着されたときに、シールド板44は、投光基板24から受光素子42を遮蔽することを可能としている。
【0031】
また、図5(a)に示すように、受光素子42は受光基板43に実装された状態では、投光基板24と受光基板43とが対向する方向(左右方向X)において、投光基板24と受光素子42との間に隙間L2が設けられている。そして、図5(b)に示すように、この隙間L2を通るようにしてシールド板44が受光基板43に装着されている。こうして、受光素子42が投光基板24と直接接触することがないため、投光素子21の駆動などにともなって投光基板24から生じるノイズが受光素子42に伝達することが抑制される。さらに、シールド板44が受光素子42を覆うことで、投光素子21の駆動にともなって投光基板24から生じるノイズが、受光素子42及び受光基板43に伝達することが抑制される。すなわち、シールド板44は、受光素子42及び受光部40の回路部品をノイズから守るために設けられている。
【0032】
次に、本実施形態の反射型光電センサ10の作用について説明する。
図6に示すように、検出領域に被検出体TGがあるか否かを検出する際には、まず投光素子21から、投光レンズ22及び透明板13を介して、検出領域に向かって光が投光される。検出領域に被検出体TGが無い場合には、投光された光が反射されることはないため、受光素子42が受光する受光量は「0(零)」若しくはごく僅かとなる。そして、そのような受光量に応じて、検出領域に被検出体TGが存在していないことが検出される。
【0033】
一方、図6に示すように、検出領域に被検出体TGがある場合には、投光素子21から投光された光は、被検出体TGに当たることで反射型光電センサ10側に反射される。そして、その反射された光の一部は、透明板13を通過して、投光ガイド部25のミラー31に当たることで、受光レンズ41側に偏向される。すると、ミラー31で偏向された光が、受光レンズ41で集光されて受光素子42の受光チップ52に当たることで、受光素子42がある一定量以上の光量を検出する。こうして、その受光量に応じて、検出領域に被検出体TGが存在していることが検出される。
【0034】
ここで、図5(a)に示すように、受光レンズ41の光軸方向(上下方向Z)において、受光素子42の受光面42aから鏡筒33の軸中心までの距離L3は、受光素子42の受光面42aからミラー31の中心位置までの距離L4よりも長くなっている。すなわち、投光ガイド部25において、鏡筒33の軸中心はミラー31の中心位置よりも上方に位置している。このため、図6に示すように、鏡筒33の中心軸を含み且つ左右方向Xと直交する断面視において、例えば、鏡筒33の軸中心がミラー31の中心位置に位置している場合に比べて、被検出体TGで反射された光の多くを受光レンズ41に偏向させることができる。こうして、受光チップ52が受光する受光量が多くなることで、受光素子42の検出性能を高めることができる。なお、ここでいうミラー31の中心位置とは、受光レンズ41の光軸方向(上下方向)において、ミラー31の一端(最上端)とミラー31の他端(最下端)との中間位置を意味している。
【0035】
また、図7に示すように、投光基板24と受光基板43とが対向する方向(左右方向X)において、受光チップ52の中心位置は、受光素子42の中心位置に対して距離L1分オフセットして配置されることで、受光レンズ41の光軸P2の延長線上に位置している。このため、図7において2点鎖線で示すように、ミラー31で偏向された光が受光レンズ41で集光される場所に受光チップ52の中心を配置することが可能となる。したがって、受光チップ52が受光する受光量が多くなることで、受光素子42の検出性能を高めることができる。
【0036】
上記実施形態によれば、以下に示す効果を得ることができる。
(1)受光素子42は、受光面42aが受光レンズ41の光軸P2と直交し、且つ受光面42aが受光基板43と直交するようにして、受光基板43に実装される。このため、例えば、受光素子42を受光基板43以外の別の基板に実装し、その別の基板を受光基板43に対して直交するように接続することで、受光面42aが受光レンズ41の光軸P2と直交するように受光素子42を配置する場合に比べ、次の点で異なる。すなわち、そうした別の基板を新たに設ける必要がないばかりか、そうした別の基板を設けないことで反射型光電センサ10の小型化を図ることができる。
【0037】
(2)投光基板24と受光素子42との間に隙間L2が設けられていることで、投光素子21の駆動によって投光基板24でノイズが生じたとしても、同ノイズが受光素子42に与える影響を抑制することができる。
【0038】
(3)受光レンズ41の光軸P2と直交する方向(左右方向X)における受光チップ52の中心位置を、受光素子42の中心位置とは異なる位置とする。このため、受光素子42に対する受光チップ52の位置を、投光基板24側としたり受光基板43側としたりすることができる。したがって、受光レンズ41の配置態様などに応じて光が集光される位置が変化しても、受光素子42を、受光チップ52の位置が異なる他の受光素子42に置き換えることで、その変化に容易に対応することができる。
【0039】
(4)受光チップ52が、受光レンズ41の光軸P2の延長線上に位置することで、受光レンズ41で集光した光を受光チップ52上で受光することが可能となる。このため、受光チップ52が受光する受光量が多くなり、受光素子42の検出性能が低下することを抑制することができる。
【0040】
(5)受光レンズ41の光軸P2と直交する方向において、受光チップ52の中心位置が受光レンズ41の光軸P2の延長線上に位置するため、受光レンズ41で集光した光の多くを受光チップ52の中心で受光することが可能となる。このため、受光素子42の検出性能を高めることができる。
【0041】
(6)受光素子42と投光基板24との間の隙間L2にはシールド板44が配置されているため、投光素子21の駆動によって投光基板24でノイズが生じたとしても、同ノイズが受光素子42に与える影響をより抑制することができる。
【0042】
(7)受光素子42の受光面42aと直交する方向(上下方向Z)において、受光面42aから鏡筒33の軸中心までの距離L3は、受光面42aからミラー31の中心までの距離L4よりも遠くなっている。このため、例えば、同方向において、受光面42aから鏡筒33の軸中心までの距離L3が、受光面42aからミラーの中心までの距離L4と等しい場合、すなわち、鏡筒33の軸中心とミラー31の中心が一致している場合に比べ、次のような違いがある。つまり、上記実施形態では、受光素子42の受光面42aと直交する方向(上下方向Z)において、鏡筒33よりも受光素子42側における、光を偏向可能なミラー31の面積を広く取ることができる。言い換えれば、同上下方向Zにおいて、鏡筒33よりも受光素子42とは反対側における、光を偏向しても鏡筒33で遮られることになるミラー31の面積を狭くすることもできる。したがって、受光素子42において、被検出体TGに投光された光の反射光の受光量が減少することを抑制することができる。
【0043】
(8)受光素子42の受光面42aと直交する方向(上下方向Z)において、鏡筒33の端部33bと、ミラー保持部32の端部32bとが一致しているため、その端部32b,33b間にミラー31が配置されることがない。このため、光を偏向しても鏡筒33で遮られることになるミラー31の面積をより狭くすることができる。したがって、受光素子42において、被検出体TGに投光された光の反射光の受光量が減少することをさらに抑制することができる。
【0044】
(9)投光ガイド部25の鏡筒33では、基端側に投光素子21を設け、先端側に投光レンズ22を設けている。このため、投光ガイド部25の鏡筒33の基端側に投光素子21及び投光レンズ22を設ける場合に比べて、投光素子21の光軸方向(前後方向Y)において、反射型光電センサ10の小型化を図ることができる。
【0045】
(10)受光レンズ41の大きさや形状を変更することで、受光レンズ41の焦点距離が変化した場合には、受光レンズ41の光軸方向(上下方向Z)における受光基板43に対する受光素子42の実装位置を変更してもよい。例えば、反射型光電センサ10の高性能化のために、受光レンズ41を大きくすることで焦点距離が長くなった場合には、受光基板43に対する受光素子42の実装位置を下方に移動させるだけで対応できる。こうして、受光レンズ41の仕様変更に対する設計の柔軟性を確保することができる。
【0046】
(11)投光素子21の光軸方向にミラー31から突出した鏡筒33の先端に設けられるレンズカバー35は、透明板13と当接している。このため、投光素子21から被検出体TGに照射された光が透明板13で反射し、その反射光がミラー31で偏向され受光素子42で受光されることを抑制することができる。すなわち、被検出体TGで反射された光でない光を受光素子42で受光することで、反射型光電センサ10の検出精度が低下することを抑制することができる。
【0047】
なお、上記実施形態は以下に示すように変更してもよい。
・受光素子42に対して受光チップ52を左右方向Xにおいてオフセットして配置しなくてもよい。この場合、受光素子42に対して受光チップ52を前後方向Yにおいてオフセットして配置してもよい。また、受光素子42に対して受光チップ52を左右方向X及び前後方向Yにオフセットして配置してもよい。なお、何れの場合であっても、受光素子42が、受光レンズ41の光軸P2の延長線上に位置していることが望ましい。また、受光素子42の受光チップ52が、受光レンズ41の光軸P2の延長線上に位置していることがより望ましい。
【0048】
・受光素子42は、受光面42aが受光レンズ41の光軸P2と交差していれば、必ずしも直交するように受光基板43に実装されていなくてもよい。また、受光素子42は、受光面42aが投光基板24と交差していれば、必ずしも直交するように受光基板43に実装されていなくてもよい。
【0049】
・受光レンズ41の光軸P2と直交する方向(左右方向X)における受光チップ52の中心位置は、受光レンズ41の光軸P2の延長線上に位置していなくてもよい。この場合、少なくとも受光チップ52が受光レンズ41の光軸P2の延長線上に位置していればよい。
【0050】
・反射型光電センサ10は、受光レンズ41の光軸P2を上下方向Zとしなくてもよい。例えば、受光レンズ41の光軸P2を左右方向Xとしてもよいし、前後方向Yとしてもよいし、その他の方向としてもよい。
【0051】
・シールド板44を設けてなくてもよいし、投光基板24と受光素子42との間の隙間L2を設けなくてもよい。この場合、投光基板24と受光基板43とに両端を支持される状態で、受光基板43に受光素子42を実装してもよい。
【0052】
・鏡筒33の貫通孔34において、投光素子21及び投光レンズ22を先端側に配置してもよいし、基端側に配置してもよい。
・距離L4の基準となるミラー31の中心位置は、ミラー31の光を偏向可能な面における重心位置としてもよい。
【符号の説明】
【0053】
10…反射型光電センサ、20…投光部、21…投光素子、22…投光レンズ、24…投光基板、25…投光ガイド部、31…ミラー、32…ミラー保持部、32a,32b…端部、33…鏡筒、33a,33b…端部、40…受光部、41…受光レンズ、42…受光素子、42a…受光面、43…受光基板、44…シールド板(遮蔽部の一例)、52…受光チップ、L2…隙間、L3,L4…距離、P1…投光素子の光軸、P2…受光レンズの光軸、TG…被検出体。
図1
図2
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図7
図8