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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】
(24)【登録日】2024-06-24
(45)【発行日】2024-07-02
(54)【発明の名称】光検出ユニット
(51)【国際特許分類】
H01L 31/12 20060101AFI20240625BHJP
【ＦＩ】
H01L31/12 E
【請求項の数】
17
(21)【出願番号】P 2020128056
(22)【出願日】2020-07-29
(65)【公開番号】P2021121012
(43)【公開日】2021-08-19
【審査請求日】2023-06-15
(31)【優先権主張番号】P 2020014010
(32)【優先日】2020-01-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000129253
【氏名又は名称】株式会社キーエンス
(74)【代理人】
【識別番号】110001427
【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】永田 晃規
【審査官】吉岡 一也
(56)【参考文献】
【文献】特開２００１－０４２１７０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－０２９４４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００１－１３３６４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００２－２９９６８２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－００５００４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５８－００６４８０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１１０９２６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ３１／１２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
検出光を検出領域に向けて投光する発光素子と、前記検出領域からの検出光を受光する受光素子と、
前記受光素子で生成された受光信号としきい値とを比較して比較結果を示す検出信号を生成する信号生成部と、を有する光学式センサに接続される光検出ユニットであって、
第１端部と第２端部との間を導光し水平方向に幅広のシート状をなし、コアと、前記コアを囲むクラッドとを有し、前記コアと前記クラッドとが鉛直方向に層状に設けられ、前記第１端部が前記光学式センサの前記発光素子または前記受光素子に光結合されるように投光用接続部または受光用接続部に接続され、前記第２端部が投光端または受光端として、検出領域に光を投光または検出領域から光を受光する光導波路と、
前記光導波路の前記第２端部の近傍もしくは前記第１端部と前記第２端部との間において前記クラッドを覆い、前記光導波路と一体的に構成されるシート状の被覆部材と、
を有し、
前記光導波路は、前記光学式センサの前記投光用接続部に接続され、前記第２端部が投光端として検出領域に光を投光する投光用光導波路と、前記光学式センサの前記受光用接続部に接続され、前記第２端部が受光端として検出領域から光を受光する受光用光導波路とを含み、
前記被覆部材は、前記投光用光導波路及び前記受光用光導波路を互いに幅方向に離間させた状態で一体化され、
前記被覆部材における前記投光用光導波路及び前記受光用光導波路の間に対応する部分には、取付対象に設置する際に使用される固定部材が挿通する挿通孔が形成されている光検出ユニット。
【請求項2】
請求項１に記載の光検出ユニットにおいて、前記被覆部材は、前記発光素子から放出される光を遮光する遮光性を有し、前記光導波路の前記第２端部の近傍において、前記投光端または前記受光端以外の部分の前記光導波路を遮光する光検出ユニット。
【請求項3】
請求項１または２に記載の光検出ユニットにおいて、前記被覆部材は、前記光導波路の両方の主面及び前記光導波路の両側面を覆っている光検出ユニット。
【請求項4】
請求項３に記載の光検出ユニットにおいて、前記被覆部材は、前記光導波路のうち、前記第１端部と前記第２端部との間にある中間部分の両方の主面及び両側面を覆っている光検出ユニット。
【請求項5】
請求項１から４のいずれか１つに記載の光検出ユニットにおいて、前記被覆部材は粘着層を有するテープ状またはシート状に形成されている光検出ユニット。
【請求項6】
請求項１に記載の光検出ユニットにおいて、前記投光用光導波路の前記第２端部から前記受光用光導波路の前記第２端部に亘って設けられ、前記投光用光導波路の前記第２端部に光結合されて前記投光用光導波路の主面側から検出領域に光を出射させる光出射部と、前記受光用光導波路の前記第２端部に光結合されて前記受光用光導波路の主面側から光を受光する光入射部とを有する光取り出し部材を備えている光検出ユニット。
【請求項7】
請求項６に記載の光検出ユニットにおいて、前記光導波路は、複数の前記コアが水平方向に並んで配置され、
前記光取り出し部材は、複数の前記コアに光結合される単一のコアを有している光検出ユニット。
【請求項8】
請求項１から７のいずれか１つに記載の光検出ユニットにおいて、前記被覆部材は、前記取付対象に固定される貫通穴を備えている光検出ユニット。
【請求項9】
請求項１から８のいずれか１つに記載の光検出ユニットにおいて、前記被覆部材は、前記クラッドを覆う第１被覆部材と前記第１被覆部材を覆う第２被覆部材とを有する積層構造であり、
前記第１被覆部材は、前記クラッドの主面を覆い、
前記第２被覆部材は、前記第１被覆部材の主面と、前記光導波路の両側面を覆う光検出ユニット。
【請求項10】
請求項１から９のいずれか１つに記載の光検出ユニットにおいて、前記光導波路の前記第２端部の近傍の主面に、前記光導波路よりも剛性の高い補強板をさらに備えている光検出ユニット。
【請求項11】
請求項１から９のいずれか１つに記載の光検出ユニットにおいて、前記光導波路の前記第２端部の近傍の主面に、前記シート状の被覆部材は設けられ、
前記シート状の被覆部材の主面上に、前記光導波路よりも剛性の高い補強板をさらに備えている光検出ユニット。
【請求項12】
請求項１から１１のいずれか１つに記載の光検出ユニットにおいて、前記シート状の被覆部材は、外観視において黒色であり、
前記シート状の被覆部材に覆われた光導波路を有する光検出ユニットは、シート状であることを特徴とする光検出ユニット。
【請求項13】
請求項１から１２のいずれか１つに記載の光検出ユニットにおいて、前記光導波路から、検出領域に光を投光または検出領域から光を受光する端部は、前記光導波路の主面、第２端部側の側面、または水平方向の側面のいずれかである光検出ユニット。
【請求項14】
請求項１から１３のいずれか１つに記載の光検出ユニットにおいて、前記光学式センサの前記投光用接続部または前記受光用接続部に対する前記光検出ユニットの接続部分は、前記光導波路に光結合された光ファイバまたは、前記光導波路である光検出ユニット。
【請求項15】
請求項１から１４のいずれか１つに記載の光検出ユニットにおいて、前記光検出ユニットは、限定反射型の光検出ユニットである光検出ユニット。
【請求項16】
請求項１０に記載の光検出ユニットにおいて、前記補強板に貫通穴があり、
前記補強板の貫通穴は前記シート状の被覆部材の貫通穴と連通されている光検出ユニット。
【請求項17】
請求項１から１６のいずれか１つに記載の光検出ユニットにおいて、前記光導波路の第１端部と第２端部との間に、前記光導波路のコアを通る光を外部に取り出す表示灯が、投光側または受光側の光導波路に設けられている光検出ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発光素子及び受光素子を有する光学式センサに接続される光検出ユニットに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、検出領域に照射する検出光を生成する発光素子と、検出領域からの検出光を受光する受光素子とを備え、受光素子で生成された受光信号としきい値とを比較してその比較結果として物品の有無等に関する信号を出力するように構成された光検出ユニットが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【0003】
この種の光検出ユニットを用いて光検出を行う際には、発光素子に接続される発光側の光ファイバと、受光素子に接続される受光側の光ファイバとを有する光検出ユニットが一般的に使用される。特許文献１の光検出ユニットを構成している光ファイバは、複数の光ファイバ線を束ねたバンドル光ファイバからなるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特許第４１７７１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、特許文献１の光ファイバのように複数の光ファイバ線を束ねたバンドル光ファイバの場合、その構造上、光ファイバの外径は、当該光ファイバを構成している光ファイバ線の線径の数倍以上になることは避けられなかった。
【0006】
しかしながら、光検出ユニットの光ファイバは、例えば部品と部品との間が狭くて薄いスペースしか確保できないところを通したり、そのような薄いスペースに設置したい場合がある。これらの場合、特許文献１のバンドル光ファイバでは、外径が大きくて対応が困難であった。
【0007】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光検出ユニットの光導波路を薄いスペースに通したり、薄いスペースに設置できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【0008】
上記目的を達成するために、本開示の第１の側面では、検出光を検出領域に向けて投光する発光素子と、前記検出領域からの検出光を受光する受光素子と、前記受光素子で生成された受光信号としきい値とを比較して比較結果を示す検出信号を生成する信号生成部と、を有する光学式センサに接続される光検出ユニットを前提としている。
【0009】
光検出ユニットは、光導波路と被覆部材とを有している。光導波路は、第１端部と第２端部との間を導光し水平方向に幅広のシート状をなし、コアと、前記コアを囲むクラッドとを有し、前記コアと前記クラッドとが鉛直方向に層状に設けられ、前記第１端部が前記光学式センサの前記発光素子または前記受光素子に光結合されるように投光用接続部または受光用接続部に接続され、前記第２端部が投光端または受光端として、検出領域に光を投光または検出領域から光を受光する部材である。被覆部材は、前記光導波路の前記第２端部の近傍もしくは前記第１端部と前記第２端部との間において前記クラッドを覆い、前記光導波路と一体的に構成されるシート状の部材である。
【0010】
この構成によれば、光導波路が水平方向に幅広のシート状をなしており、鉛直方向に層状に設けられたコアとクラッドとを有しているので、光導波路を薄くしながら、光導波路の光量を確保することが可能になる。この光導波路の投光端または受光端近傍、または投光端と受光端との間のクラッドがシート状の被覆部材により覆われているので、この被覆部材を取付対象に対する設置面とすることが可能になる。例えば、光導波路の投光端または受光端近傍を取付対象に固定することや、投光端と受光端との間を取付対象に固定することができる。よって、薄い光導波路を取付対象に容易に設置することが可能になる。被覆部材は、取付対象に対する設置面とすることもできる。
【0011】
本開示の第２の側面では、前記被覆部材は、前記発光素子から放出される光を遮光する遮光性を有し、前記光導波路の前記第２端部の近傍において、前記投光端または前記受光端以外の部分の前記光導波路を遮光する部材とすることができる。
【0012】
本開示の第３の側面では、前記被覆部材は、前記光導波路の両方の主面及び前記光導波路の両側面を覆う部材とすることができる。
【0013】
本開示の第４の側面では、前記被覆部材は、前記光導波路のうち、前記第１端部と前記第２端部との間にある中間部分の両方の主面及び両側面を覆う部材とすることができる。前記被覆部材は、前記光導波路の両方の主面のみを覆う部材であってもよい。
【0014】
すなわち、光導波路を構成しているコアとクラッドは光の屈折率が異なっており、コアを通る光は、通常、当該コアとクラッドとの境界面で全反射しながら進んでいくが、例えば、光導波路が折り曲げられていると、光が外部に漏れることがあり、この光の漏れを被覆部材によって抑制することができる。
【0015】
例えば発光素子から放出される波長の光に対して遮光性を有する素材により被覆部材を構成することができる。光導波路の投光端または受光端の近傍において、当該投光端または当該受光端を除く部分を被覆部材により遮光することで、光導波路からの光の漏れを抑制することができ、検出精度を高めることができる。
【0016】
被覆部材は、光導波路の第１端部と第２端部との間、即ち光導波路の中間部分を被覆するように設けることもできる。これにより、光導波路を例えば折り曲げて配設した場合に、クラッドからの光漏れを被覆部材によって抑制することができる。
【0017】
被覆部材は、光導波路の第１端部の近傍において、投光用接続部または受光用接続部への接続端以外の部分の光導波路を遮光するように設けることもできる。また、被覆部材は、光導波路のうち、光の進行方向に向かった先端部を覆うように設けることもできる。
【0018】
本開示の第５の側面では、前記被覆部材は粘着層を有するテープ状またはシート状に形成することができる。
【0019】
この構成によれば、被覆部材の粘着層を光導波路のクラッドの外面に粘着させることで、被覆部材を光導波路に容易に一体化することができる。被覆部材は、例えば粘着テープであってもよいし、粘着シートであってもよい。被覆部材の素材は、特に限定されるものではないが、例えばポリイミド等を挙げることができ、このポリイミドに黒色印刷したものを使用することができる。また、被覆部材を光導波路に一体化することで、光導波路単体に比べて剛性を高めることになり、光導波路単体を取り扱う場合に比べて取扱性が向上する。
【0020】
本開示の第６の側面は、前記光導波路は、前記光学式センサの前記投光用接続部に接続され、前記第２端部が投光端として検出領域に光を投光する投光用光導波路と、前記光学式センサの前記受光用接続部に接続され、前記第２端部が受光端として検出領域から光を受光する受光用光導波路とを含んでいる。この場合、前記被覆部材は、前記投光用光導波路及び前記受光用光導波路と一体的に構成することができる。
【0021】
この構成によれば、投光用光導波路と受光用光導波路とを被覆部材により一体化することができる。これにより、投光用光導波路と受光用光導波路を同一経路に通したり、同一設置対象に設置する際の作業性が向上する。
【0022】
本開示の第７の側面では、前記被覆部材は前記投光用光導波路及び前記受光用光導波路を互いに幅方向に離間させた状態で一体化することができる部材である。この場合、投光用光導波路と受光用光導波路との間をネジ等の部材によって設置対象に固定することができる。
【0023】
本開示の第８の側面では、前記被覆部材における前記投光用光導波路及び前記受光用光導波路の間に対応する部分には、前記設置対象に設置する際に使用される固定部材が挿通する挿通孔を形成することができる。
【0024】
この構成によれば、投光用光導波路及び受光用光導波路を被覆部材によって一体化した状態で、投光用光導波路及び受光用光導波路が幅方向離間しているので、投光用光導波路及び受光用光導波路の間を通るように挿通孔を形成することができる。この挿通孔に固定部材を挿通させて設置対象に固定することができる。固定部材は、例えばネジやボルトのような締結部材であってもよいし、クリップやファスナのような部材であってよい。
【0025】
本開示の第９の側面では、前記投光用光導波路の前記第２端部から前記受光用光導波路の前記第２端部に亘って設けられ、前記投光用光導波路の前記第２端部に光結合されて前記投光用光導波路の主面側から検出領域に光を出射させる光出射部と、前記受光用光導波路の前記第２端部に光結合されて前記受光用光導波路の主面側から光を受光する光入射部とを有する光取り出し部材を備えていてもよい。光取り出し部材は、光導光路と同様な部材で構成することができる。
【0026】
この構成によれば、光取り出し部材が投光用光導波路の第２端部から受光用光導波路の第２端部に亘って設けられる。投光用光導波路の光は、光取り出し部材の光出射部から検出領域に出射する。検出領域からの光は、光取り出し部材の光入射部から入射して受光用光導波路を進むことになる。従って、光取り出し部材により、光の進行方向を変換して主面から出射させ、主面から受けることができるようになる。つまり、光導波路の厚み方向に投光して厚み方向から受光することができる。
【0027】
本開示の第１０の側面では、前記光導波路は、複数の前記コアが水平方向に並んで配置され、前記光取り出し部材は、複数の前記コアに光結合される単一のコアを有している構成とすることができる。
【0028】
この構成によれば、光導波路のコアが複数あるので光量を大きくすることができ、さらに、それらコアが水平方向に並んでいるので光導波路を薄くすることができる。また、光取り出し部材を単一のコアとすることで、光取り出し部材の製造が容易になる。尚、光取り出し部材のコアを覆うクラッドを設けてもよい。
【0029】
本開示の第１１の側面では、前記被覆部材が前記取付対象に固定される貫通穴を備えていてもよい。
【0030】
この構成によれば、被覆部材の貫通穴を取付対象に固定することで、光導波路を所定位置に配置することができる。貫通穴は、締結部材、クリップ、ファスナ、結束バンド等により取付対象に固定することができる。
【0031】
前記被覆部材は、前記クラッドを覆う第１被覆部材と前記第１被覆部材を覆う第２被覆部材とを有する積層構造であり、前記第１被覆部材は、前記クラッドの主面を覆い、前記第２被覆部材は、前記第１被覆部材の主面と、前記光導波路の両側面を覆う部材であってもよい。
【0032】
前記光導波路の前記第２端部の近傍の主面に、前記光導波路よりも剛性の高い補強板をさらに備えていてもよい。
【0033】
前記光導波路の前記第２端部の近傍の主面に、前記シート状の被覆部材が設けられ、前記シート状の被覆部材の主面上に、前記光導波路よりも剛性の高い補強板をさらに備えていてもよい。
【0034】
前記シート状の被覆部材は、外観視において黒色であり、前記シート状の被覆部材に覆われた光導波路を有する光検出ユニットは、シート状であってもよい。
【0035】
前記光導波路から、検出領域に光を投光または検出領域から光を受光する端部は、前記光導波路の主面、第２端部側の側面、または水平方向の側面のいずれかとすることができる。
【0036】
前記光学式センサの前記投光用接続部または前記受光用接続部に対する前記光検出ユニットの接続部分は、前記光導波路に光結合された光ファイバまたは、前記光導波路とすることができる。
【0037】
前記光検出ユニットは、限定反射型の光検出ユニットであってもよい。
【0038】
前記補強版に貫通穴があり、前記補強版の貫通穴は前記シート状被覆部材の貫通穴と連通されていてもよい。
【0039】
前記光導波路の第１端部と第２端部との間に、前記光導波路のコアを通る光を外部に取り出す表示灯が、投光側または受光側の光導波路に設けられていてもよい。
【発明の効果】
【0040】
以上説明したように、コアとクラッドとが鉛直方向に層状に設けられた光導波路が水平方向に幅広のシート状をなしているので、光導波路の光量を確保しながら、光導波路を薄いスペースに通したり、薄いスペースに設置することができる。光導波路の投光端または受光端近傍のクラッドを覆う被覆部材を設置面とすることができるので、薄い光導波路を取付対象に容易に設置できる。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【発明を実施するための形態】
【0042】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の好ましい実施形態の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物或いはその用途を制限することを意図するものではない。
【0043】
図１は、本発明の実施形態に係る光検出ユニット４００が接続された光学式センサ１の使用状態を示す斜視図である。光検出ユニット４００と、光学式センサ１とにより、光学式検出装置３００が構成されている。図１は、光学式検出装置３００を斜め上方から見た斜視図であり、ＤＩＮレール２に４つの光学式検出装置３００を互いに隣り合わせに設置した例が図示されており、そのうちの１台の光学式検出装置３００が上蓋４を開いた状態で図示されている。
【0044】
ＤＩＮレール２に隣接して設置された複数の光学式検出装置３００は、その１つが親機であり、他が子機である。例えば親機の投光が終わると、親機から第１の子機に投光開始の信号が供給され、第１の子機の投光が実行される。この第１の子機の投光が終わると、第１の子機から第２の子機に投光開始の信号が供給され、第２の子機の投光が実行される。以下、第３、第４の子機の投光が順次開始される。
【0045】
なお、図１に示す使用例は一例であり、光学式検出装置３００を１台のみで使用することもできるし、光学式検出装置３００をＤＩＮレール２以外の部材に固定して使用することもできる。
【0046】
（光学式センサ１の構成）
図２に光学式検出装置３００のブロック図を示すように、光学式検出装置３００を構成している光学式センサ１は、投光部１０２と受光部２０２とを備えている。投光部１０２は所定のパルス光を光検出ユニット４００に出力する。投光部１０２の発光素子１０４は、投光電源制御回路３０２から供給される発振パルスによって駆動されてパルス光を発する。一方、受光部２０２が受光した光は受光素子２０４で光電変換され、受光素子増幅回路２０６、増幅回路３０４、Ａ／Ｄ変換器３０６を経て制御部３０８に送られる。これによって、パルス光に同期した検波が施され、検波信号は更に直流信号等に変換された後、インタフェース部を構成するＩ／Ｏ回路３６０から、検出結果を表わすＯＮ／ＯＦＦ信号として出力される。
図２に光学式検出装置３００のブロック図を示すように、光学式検出装置３００を構成している光学式センサ１は、投光部１０２と受光部２０２とを備えている。投光部１０２は所定のパルス光を光検出ユニット４００に出力する。投光部１０２の発光素子１０４は、投光電源制御回路３０２から供給される発振パルスによって駆動されてパルス光を発する。一方、受光部２０２が受光した光は受光素子２０４で光電変換され、受光素子増幅回路２０６、増幅回路３０４、Ａ／Ｄ変換器３０６を経て制御部３０８に送られる。これによって、パルス光に同期した検波が施され、検波信号は更に直流信号等に変換された後、インタフェース部を構成するＩ／Ｏ回路３６０から、検出結果を表わすＯＮ／ＯＦＦ信号として出力される。
【0047】
光学式センサ１は、発光素子１０４を駆動するための投光回路１０６を備える。発光素子１０４は、検出光を検出領域に向けて投光するための部材であり、発光素子１０４の典型例は発光ダイオード（ＬＥＤ）であるが、これに限られるものではない。
【0048】
投光回路１０６は、投光ＡＰＣ回路１０８と、モニタＰＤ等のモニタ用受光素子１１０を備える。投光ＡＰＣ回路１０８は発光素子１０４の出力、つまり発光量が所定値となるよう制御する。投光部１０２のモニタ用受光素子１１０はモニタ信号増幅回路１１４に接続されており、モニタラインを介してＬＥＤ発光量モニタ回路３１２に受光量を送出する。ＬＥＤ発光量モニタ回路３１２は、Ａ／Ｄ変換器３１４を介してデジタル信号に変換した受光量信号を制御部３０８に供給する。制御部３０８は、モニタ用受光素子１１０が検出した発光量に基づいて、発光量が所定値となるように投光電源制御回路３０２を制御し、投光ＡＰＣ回路１０８の電流量を調整して発光素子１０４を駆動するフィードバック制御を行う。
【0049】
光学式センサ１は受光素子２０４を駆動するための受光回路２０８を備える。受光素子２０４は検出領域からの検出光を受光する部材であり、受光素子増幅回路２０６に接続されている。受光素子２０４で受光した受光量は受光素子増幅回路２０６で増幅されて、増幅回路３０４に送出された後、コントローラ増幅回路３０４で増幅される。コントローラ増幅回路３０４で増幅されたアナログ信号は、Ａ／Ｄ変換器３０６を介してデジタル信号に変換され、制御部３０８の信号生成部３０８ａに入力される。信号生成部３０８ａは、受光素子（フォトダイオードＰＤ）２０４の受光量を検出し、受光素子２０４で生成された受光信号と所定のしきい値とを比較して比較結果を示す検出信号を生成する。信号生成部３０８ａが生成した検出信号は、最終的にＩ／Ｏ回路３６０から出力される。
【0050】
制御部３０８には、各種設定値などを記憶するための記憶部３２６、光学式センサ１側の情報を表示するための表示回路３２８、設定値調整を受け付けるためのユーザインタフェースである操作ボタン６、８（図１に示す）を接続したスイッチ入力回路３３０、外部との入出力を行うＩ／Ｏ回路３６０などが接続されており、これら回路はコントローラ電源回路３３２によって駆動される。
【0051】
なお、制御部３０８は，例えば、中央演算処理装置、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣなどのＩＣから構成することができる。各種回路（参照符号１０８、１１４、２０６、２１４、３０２、３０４、３０６、３１２、３１４、３２０、３２８、３３０、３３２、３６０）は、それぞれがＩＣから構成されていてもよいし、各種回路で１つのＩＣで構成されていてもよいし、制御部３０８と各種回路とが１つのＩＣで構成されていてもよい。
【0052】
図１に示すように、光学式センサ１の筐体１０の上面には表示部３３４が設けられている。この説明では、図１に示す使用状態にあるときに上に位置する側を「上」と呼ぶが、これは説明の便宜を図るために定義するだけであり、光学式センサ１はどの面が上になるように設置してもよい。
【0053】
表示部３３４は、例えば有機ＥＬディスプレイや平面ディスプレイ等で構成されており、図２に示す表示回路３２８によって制御される。表示部３３４は、図１に示すようにセグメント表示器でもよい。表示部３３４を使って検出値（受光量）やしきい値等が表示される。表示部３３４は、横並びに配置した７セグメントディスプレイで構成してもよい。
【0054】
図１に示すように、光学式センサ１の筐体１０の上面には表示部３３４に隣接して、アップダウンボタン６、モードボタン８、セットボタン９等の操作ボタンが配設されている。光学式センサ１は出力に関し２つのチャンネルを有しているが、これに限定されるものではない。参照符号１６は、現在の出力又は検出状態を表示するための動作表示灯を示し、参照符号１６ａは第１チャンネルの動作表示灯を示し、参照符号１６ｂは第２チャンネルの動作表示灯を示す。
【0055】
上記ボタン６、８、９等を操作することにより、検出値(受光量)及びしきい値をそのまま表示する無変換表示モードと、表示用変換率又は表示用変換式で変換した表示用検出値(表示用受光量)及び表示用しきい値を表示する変換表示モードとを切り替えることや、感度設定、しきい値設定などを行うことができる。尚、光学式センサ１の表示対象、表示態様、表示示切替え操作、表示モード切替えに関してＪＰ特開２００６－３５１３８０号およびＪＰ特開２０１９－６１８８５号明細書に詳しく記載されていることから、このＪＰ特開２００６－３５１３８０号およびＪＰ特開２０１９－６１８８５号明細書を援用することにより、その説明を省略する。
【0056】
光学式センサ１の筐体１０の内部には、図３に示すような素子ホルダ３６８が設けられている。素子ホルダ３６８は、発光素子１０４及び受光素子２０４を保持する部材である。素子ホルダ３６８には、投光部材３７０と、受光部材３７２とが収容されている。投光部材３７０は前述した投光部１０２を実質的に構成する部材であり、発光素子１０４、モニタ用受光素子１１０、リフレクタ３８０を含む。受光部材３７２は前述した受光部２０２を実質的に構成する部材であり、受光素子２０４、光表示発光素子としてのＬＥＤ２１２を含む。この形態では、発光素子１０４及び受光素子２０４が上下方向に並んでおり、具体的には発光素子１０４が受光素子２０４の上に位置しているが、受光素子２０４が発光素子１０４の上に位置していてもよいし、発光素子１０４及び受光素子２０４が左右方向（水平方向）に並んでいてもよい。
【0057】
素子ホルダ３６８は、光検出ユニット４００が接続される投光用穴３７６及び受光用穴３７８を有している。投光用穴３７６及び受光用穴３７８は、円形断面を有する貫通孔で構成されており、素子ホルダ３６８を貫通するように形成されている。投光用穴３７６は、光検出ユニット４００が有する投光用光導波路４１０（図４に示す）を直接または間接に接続することによって発光素子１０４に光結合するための投光用接続部を構成している。また、受光用穴３７８は、光検出ユニット４００が有する受光用光導波路４２０を直接または間接に接続することによって受光素子２０４に光結合するための受光用接続部を構成している。投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０の具体的な構成については後述する。
【0058】
すなわち、投光用穴３７６及び受光用穴３７８の端部は、素子ホルダ３６８の外面に開口する第１差し込み口３７６ａ及び第２差し込み口３７８ａを有している。投光用穴３７６の奥側には、発光素子１０４が配置されている。発光素子１０４は投光用実装基板３８２に実装されている。投光用穴３７６の中心線の延長線上に発光素子１０４の発光面の中心が位置するように、発光素子１０４の位置が設定されている。
【0059】
受光用穴３７８の奥側には、受光素子２０４が配置されている。受光素子２０４は、受光用実装基板３８４に実装されている。受光用穴３７８の中心線の延長線上に受光素子２０４の受光面の中心が位置するように、受光素子２０４の位置が設定されている。発光素子１０４が配置される空間と、受光素子２０４が配置される空間とは、光学的に隔絶されている。受光素子２０４と、受光用穴３７８の奥側の端部との間には、透光部材であるガラス板３７４が介装されている。
【0060】
（クランプ機構）
光学式センサ１は、光検出ユニット４００を接続状態でクランプするためのクランプ機構を有している。クランプ機構は、筐体１０の内部に設けられ、光検出ユニット４００における投光用穴３７６及び受光用穴３７８に差し込まれた部分（詳細は後述する）を当該穴３７６、３７８の径方向に挟み込むことが可能に構成されている。光検出ユニット４００における投光用穴３７６及び受光用穴３７８に差し込まれた部分がクランプ機構によってクランプされると、当該差し込まれた部分の投光用穴３７６及び受光用穴３７８からの抜けが阻止されるようになっている。
光学式センサ１は、光検出ユニット４００を接続状態でクランプするためのクランプ機構を有している。クランプ機構は、筐体１０の内部に設けられ、光検出ユニット４００における投光用穴３７６及び受光用穴３７８に差し込まれた部分（詳細は後述する）を当該穴３７６、３７８の径方向に挟み込むことが可能に構成されている。光検出ユニット４００における投光用穴３７６及び受光用穴３７８に差し込まれた部分がクランプ機構によってクランプされると、当該差し込まれた部分の投光用穴３７６及び受光用穴３７８からの抜けが阻止されるようになっている。
【0061】
一方、図１に示すように、筐体１０の外部には、クランプ機構を外部から操作するための操作レバー７が設けられている。操作レバー７を所定方向に動かすことで、クランプ機構をクランプ状態にすることができる。操作レバー７を上記所定方向と反対側に動かすことで、クランプ機構をアンクランプ状態にすることができる。
【0062】
クランプ機構及び操作レバー７の構成は上述した構成に限られるものではなく、光検出ユニット４００における投光用穴３７６及び受光用穴３７８に差し込まれた部分をクランプすることが可能な構成であればよい。
【0063】
（光検出ユニット４００の全体構成）
図４に一例を示すように、光検出ユニット４００は、導光部４０１とコネクタ部５００とを備えており、限定反射によるワークＷＫ（図１０に示す）の検出を可能にするユニットである。コネクタ部５００については後述する。
図４に一例を示すように、光検出ユニット４００は、導光部４０１とコネクタ部５００とを備えており、限定反射によるワークＷＫ（図１０に示す）の検出を可能にするユニットである。コネクタ部５００については後述する。
【0064】
ここで、限定反射によってワークＷＫを検出するセンサとは、ワークＷＫが所定の位置に存在するか否かを検出するため、物体の検知領域を限定して検出用の光を照射し、検知領域でワークＷＫにより反射された反射光を受光部で受光するタイプのセンサである。
【0065】
詳細は後述するが、光検出ユニット４００には、ネジなどの固定部材が挿通する第１～第４挿通孔４０２～４０５が設けられている。
【0066】
図５や図６に示すように、導光部４０１は、投光用光導波路４１０と、受光用光導波路４２０と、光取り出し部材４３０と、上側被覆部材４４０と、下側被覆部材４５０とを備えている。尚、光検出ユニット４００の先端側及び基端側を図４や図５に示すように定義する。光検出ユニット４００の基端側は、光学式センサ１に接続される側であり、コネクタ部５００が設けられる側である。光検出ユニット４００の先端側はワークＷＫ（図９等に示す）の検出を行う側である。
【0067】
図５に示すように、投光用光導波路４１０は、光検出ユニット４００の基端部（第１端部）と先端部（第２端部）との間を導光するように細長い帯状に形成されている。基端部はセンサ側端部であり、また、先端部は検出端である。投光用光導波路４１０は、図８Ａに示すように水平方向の寸法（幅寸法Ｗ）が鉛直方向の寸法（厚み寸法ｔ）に比べて長く設定された水平方向に幅広のシート状をなしている。投光用光導波路４１０の主面は、上面及び下面である。投光用光導波路４１０の側面は、幅方向両側に位置する面である。尚、投光用光導波路４１０は、図６に示す水平方向が鉛直方向に向く姿勢で使用することや、図６に示す水平方向が傾斜した姿勢で使用することもできる。
【0068】
図８Ａに示すように、投光用光導波路４１０は、水平方向に互いに間隔をあけて並ぶ複数のコア４１１と、コア４１１を囲むクラッド４１２とを有している。コア４１１とクラッド４１２の屈折率を変えることで、コア４１１に入射した光がコア４１１とクラッド４１２の境界面で全反射を起こして進行する。このときの光のロスは殆どない。
【0069】
コア４１１の数は任意の数に設定することができ、図示した数に限られるものではない。コア４１１を複数設けることで、投光用光導波路４１０の厚みを厚くすることなく、光量を大きくすることが可能になるので好ましい。コア４１１の断面形状は、特に限定されるものではないが、例えば矩形状にすることができる。クラッド４１２は、コア４１１を上から覆う上側部４１２ａと、コア４１１を下から覆う下側部４１２ｂと、水平方向に並ぶコア４１１とコア４１１との間に介在する中間部４１２ｃとを有している。クラッド４１２の上側部４１２ａと、コア４１１と、クラッド４１２の下側部４１２ｂとは、鉛直方向に層状に設けられて一体化されている。
【0070】
クラッド４１２の中間部４１２ｃは、上側部４１２ａから下側部４１２ｂに達するまで延びている。中間部４１２ｃによって上側部４１２ａと下側部４１２ｂとが連結された構造になっている。図８Ａに示す例では、投光用光導波路４１０の幅方向両端に位置するコア４１１がクラッド４１２によって覆われずに、露出した形態となっているが、投光用光導波路４１０の幅方向両端に位置するコア４１１をクラッド４１２によって覆うようにしてもよい。
【0071】
投光用光導波路４１０の先端部近傍の拡大平面図である図７に示すように、クラッド４１２の中間部４１２ｃは、その先端部が投光用光導波路４１０の先端部に達していなくてもよい。
【0072】
図８Ｂに示すように、コア４１１の数は１つであってもよい。コア４１１が１つの場合、投光用光導波路４１０の幅方向に長い断面を有するように形成することができる。この場合、クラッド４１２の中間部４１２ｃは無くなり、クラッド４１２は上側部４１２ａと下側部４１２ｂとで構成される。コア４１１の幅方向両側面は、露出させてもよいし、クラッド４１２によって覆うようにしてもよい。
【0073】
投光用光導波路４１０は、いわゆるポリマー光導光路である。投光用光導波路４１０の材料としては、例えば、アクリル、エポキシ、シロキサン、シリコーン、ポリイミド、ポリシラン、ポリノルボルネン、フッ素樹脂などの樹脂を挙げることができるが、これらに限られるものではなく、所望の光学的特性と物性を満たす材料を適宜用いることができる。上記材料は１種のみ使用してもよいし、任意の複数種を混合して使用してもよい。また、上記材料には、光学的特性や物性を改善するための添加剤を加えることもできる。投光用光導波路４１０を上述した樹脂により形成することで、投光用光導波路４１０が柔軟性及び可撓性を有するものになるとともに、所定の耐熱性を有するものになる。
【0074】
投光用光導波路４１０のコア４１１の形成方法については、材料に応じて選定することができる。例えば、物理エッチング法（ＲＩＥ法）、スタンピング法（モールド法）、フォトブリーチング法（ＵＶ変換法）、光直接露光法（ＵＶ硬化法）等のなかから選定することができるが、これらに限られるものではない。
【0075】
図６に示すように、受光用光導波路４２０は、投光用光導波路４１０と同様に構成することができ、コア４２１とクラッド４２２とを有している。受光用光導波路４２０と投光用光導波路４１０とは、全く同じであってもよいし、寸法等が異なっていてもよい。投光用光導波路４１０と受光用光導波路４２０とは、幅方向に間隔をあけて配置される。投光用光導波路４１０と受光用光導波路４２０との間隔は、特に限定されるものではないが、例えば、後述するネジ止めを考慮して５ｍｍ以上に設定することができる。
【0076】
投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０は、投光用光導波路４１０の外側に補強材となる上側被覆部材４１３、下側被覆部材４１４によって被覆され、受光用光導波路４２０の外側に補強材となる上側被覆部材４２３、下側被覆部材４２４によって被覆され、さらに、光不透過性を有する上側被覆部材４４０と下側被覆部材４５０によって被覆されている。上側被覆部材４１３及び下側被覆部材４１４と、上側被覆部材４２３及び下側被覆部材４２４とが第１被覆部材である。上側被覆部材４４０と下側被覆部材４５０とが第２被覆部材である。したがって、光検出ユニット４００は積層構造の被覆部材を備えている。
【0077】
すなわち、投光用光導波路４１０のクラッド４１２の下面は、下側被覆部材４１４によって覆われ、受光用光導波路４２０のクラッド４２１の下面は、下側被覆部材４２４によって覆われ、これら下側被覆部材４１４と下側被覆部材４２４とは下側被覆部材４５０によって覆われている。また、投光用光導波路４１０のクラッド４１２の上面は、上側被覆部材４１３によって覆われ、受光用光導波路４２０のクラッド４２１の上面は、上側被覆部材４２３によって覆われ、これら上側被覆部材４１３と上側被覆部材４２３とは上側被覆部材４４０によって覆われている。図４や図５に示すように、上側被覆部材４４０と下側被覆部材４５０は、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０の先端部から基端側へ延びるシート状に形成されている。投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０の基端側は、上側被覆部材４４０と下側被覆部材４５０の基端側から突出しており、上側被覆部材４４０及び下側被覆部材４５０によって覆われていない。投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０における被覆部材４４０、４５０によって覆われていない部分が、光学式センサ１に挿抜される部分である。
【0078】
以下、上側被覆部材４１３、下側被覆部材４１４、上側被覆部材４２３、下側被覆部材４２４については、光導波路４１０または光導波路４２０の上下面に設けられているため説明を省略する。すなわち、上側被覆部材４１３及び下側被覆部材４１４は、光導波路４１０の一部を構成する部材することができ、この場合、上側被覆部材４１３及び下側被覆部材４１４を含んで光導波路４１０と呼ぶことができる。たとえば、「光導波路４１０に穴をあける」と説明する場合には、光導波路４１０の上下面の上側被覆部材４１３と下側被覆部材４１４についても、穴をあけるという意味であるがその説明は煩雑であるため省略する。同様に、上側被覆部材４２３及び下側被覆部材４２４は、光導波路４２０の一部を構成する部材することができ、この場合、上側被覆部材４２３及び下側被覆部材４２４を含んで光導波路４２０と呼ぶことができる。尚、上側被覆部材４１３、下側被覆部材４１４、上側被覆部材４２３、下側被覆部材４２４を設けてもよいし、それらのうち、一部のみ設けてもよいし、それら全ての設けなくてもよいことは言うまでもない。また、上側被覆部材４１３及び下側被覆部材４１４は、光導波路４１０とは別の部材として扱ってもよいし、上側被覆部材４２３及び下側被覆部材４２４は、光導波路４２０とは別の部材として扱ってもよい。
【0079】
上側被覆部材４４０及び下側被覆部材４５０は、発光素子１０４から放出される光を遮光する遮光性を有している。上側被覆部材４４０及び下側被覆部材４５０は、発光素子１０４から放出される光を１００％遮光しなくてもよく、例えば９０％以上の遮光性を有していればよい。上側被覆部材４４０及び下側被覆部材４５０は、発光素子１０４から放出される光の波長に応じた遮光性、当該光を減衰する減衰効果を有していればよい。上側被覆部材４４０及び下側被覆部材４５０の色は、外観視において黒色以外、例えば紺色等であってもよい。上側被覆部材４４０及び下側被覆部材４５０を構成する樹脂材に、印刷によって着色することができる。
【0080】
投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０は、その内部を伝搬する光に対して透明な材料で構成されている。上側被覆部材４１３、下側被覆部材４１４、上側被覆部材４２３、下側被覆部材４２４は、上記投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０に対して補強の役割をもち、それらとの界面で反射させるため、不透明な材料で構成されている。材料の一例としてポリイミドを挙げることができる。その外側に設けられる上側被覆部材４４０及び下側被覆部材４５０は、上述したように、遮光性を有しており、上側被覆部材４１３、下側被覆部材４１４、上側被覆部材４２３、下側被覆部材４２４よりも遮光性の高くなるように着色等の加工がされている。上側被覆部材４４０及び下側被覆部材４５０ならびに上側被覆部材４１３、下側被覆部材４１４、上側被覆部材４２３、下側被覆部材４２４とは同じ材料であるポリイミドで構成されていてもよく、上側被覆部材４４０及び下側被覆部材４５０に黒色印刷することで遮光性の差異を設けてもよい。なお、図６の受光用光導波路４２０と上側被覆部材４４０および下側被覆部材４５０との間の水平方向の２か所ならびに、投光用光導波路４１０と上側被覆部材４４０および下側被覆部材４５０との間の水平方向の２か所にある部分は、空気が入っている部分である。投光用光導波路４１０、上側被覆部材４１３、下側被覆部材４１４からなる積層体と受光用光導波路４２０、上側被覆部材４２３、下側被覆部材４２４からなる積層体を上側被覆部材４４０と下側被覆部材４５０で覆う際に、空気が入っていてもよい。これにより、投光用光導波路４１０および受光用光導波路４２０と空気との屈折率差で光の漏れを低減できる。
【0081】
上側被覆部材４４０の裏面には、粘着層や接着層が設けられている。上側被覆部材４４０は、投光用光導波路４１０のクラッド４１２の上面と、受光用光導波路４２０のクラッド４２１の上面に粘着または接着される。これにより、上側被覆部材４４０は、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０と一体的に構成されている。
【0082】
下側被覆部材４５０の裏面にも粘着層や接着層が設けられている。下側被覆部材４５０は、投光用光導波路４１０のクラッド４１２の下面と、受光用光導波路４２０のクラッド４２１の下面に粘着または接着される。これにより、下側被覆部材４５０は、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０と一体的に構成されている。
【0083】
上側被覆部材４４０と下側被覆部材４５０とは、幅方向両側において互いに粘着または接着されている。これにより、幅方向両側からの光の漏れを抑制することができる。さらに、上側被覆部材４４０と下側被覆部材４５０とは、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０の間においても互いに粘着または接着されている。これにより、投光用光導波路４１０と受光用光導波路４２０とを光学的に隔絶することができる。
【0084】
上側被覆部材４４０と下側被覆部材４５０とは、例えば柔軟性を有する樹脂製テープや樹脂製シート、樹脂製フィルム等で構成することができる。使用可能な樹脂材としては、例えばポリイミド等を挙げることができるが、これに限られるものではなく、柔軟性、可撓性を有し、かつ、後述する固定時に破断しないような強度を有する樹脂材であればよい。上側被覆部材４４０と下側被覆部材４５０を着色する場合、顔料や染料による着色であってもよい。
【0085】
また、上側被覆部材４４０と下側被覆部材４５０とに分離することなく、１枚の被覆部材で投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０を覆うようにしてもよい。また、被覆部材は袋状であってもよく、その形状は特に限定されるものではない。上側被覆部材４４０及び下側被覆部材４５０は、投光用光導波路４１０の先端部である投光端と、受光用光導波路４２０の先端部である受光端とは覆わないように形成されており、光取り出し部材４３０と、投光用光導波路４１０の投光端及び受光用光導波路４２０の受光端とを光結合可能にしている。
【0086】
上側被覆部材４４０と下側被覆部材４５０には、例えば光検出ユニット４００の製造会社名、品番、型式等を示す文字、記号、マーク等を記載することもできる。上側被覆部材４４０と下側被覆部材４５０を黒色等の濃い色にし、文字、記号、マーク等を白等の薄い色にすることで、文字、記号、マーク等が目立ち易くなる。文字、記号、マーク等を、例えば上面にのみ記載しておくことで、使用者はどちらが上面であるか容易に判別することができる。上側被覆部材４４０または下側被覆部材４５０に、上下、表裏等の方向を示す方向表示部として、例えば文字、記号、マーク等を記載してもよい。
【0087】
上側被覆部材４４０と下側被覆部材４５０を設けることで、光検出ユニット４００を曲げて設置する場合に、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０からの光の漏れを抑制することができる。また、上側被覆部材４４０と下側被覆部材４５０を投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０と一体化することで、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０を補強して強度を高めることができる。例えば、光検出ユニット４００を曲げて設置する場合に、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０の折れを、上側被覆部材４４０と下側被覆部材４５０によって抑制することができる。一方、上側被覆部材４４０、下側被覆部材４５０、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０は柔軟性を有しているので、例えば障害物を迂回する際に光検出ユニット４００を曲げたり、捻ったり、撓ませたりすることができ、取り回しの自由度が向上する。このようにしても投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０からの光の漏れを抑制することができるので、検出性能に悪影響を与えることはない。
【0088】
また、本形態では、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０がシート状で薄いことが特徴となっているので、光検出ユニット４００を薄いスペースに配置することが可能になる。その一方、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０が薄いと、取り扱い時に曲がり易くなるとともに絡まり易くなって取り扱い性が悪化することも考えられるが、上側被覆部材４４０と下側被覆部材４５０を設けることで、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０の曲がりが適度に抑制されるとともに、絡まりにくくなり、取り扱い性が良好になる。
【0089】
上側被覆部材４４０及び下側被覆部材４５０を構成する樹脂材の剛性を、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０を構成する樹脂材の剛性よりも高く設定することができる。これにより、上側被覆部材４４０及び下側被覆部材４５０による補強効果がより一層高まる。また、上側被覆部材４４０及び下側被覆部材４５０を構成する樹脂材の方が、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０を構成する樹脂材よりも滑り難くすることができる。これにより、光検出ユニット４００の設置時に光検出ユニット４００が滑り難くなる。
【0090】
また、図８Ａおよび図６に示すように、投光用光導波路４１０の水平方向の端面は、コア４１１が一部露出している。これは、端面を強化するためである。たとえば、投光用光導波路４１０を構成するクラッドが、コアから改質して製造されるような場合、コア４１１はクラッド４１２よりも強度が高くなる。そのためコア４１１を露出させることで、端面側の強度を高めることができる。
【0091】
また、図７に示すように、投光用光導波路４１０のうち、先端側の端面は、コア４１１である。また、水平方向の端面（図７の紙面で左右端）についても、コア４１１である。これは、コア４１１がクラッド４１２よりも強度が優れるため、外部に露出する部分をクラッド４１２ではなくコア４１１にしている。
【0092】
図９に示すように、光取り出し部材４３０は、光検出ユニット４００の先端部に配置されており、投光用光導波路４１０の先端部から受光用光導波路４２０の先端部に亘って設けられる板状に形成されている。光取り出し部材４３０の厚みは、投光用光導波路４１０や受光用光導波路４２０の厚みと同程度に設定されている。尚、図９に示すように、光検出ユニット４００の左右を定義するが、これは説明の便宜を図るためだけであり、実際の使用状態を限定するものではない。
【0093】
光取り出し部材４３０は、投光用光導波路４１０のコア４１１の材料と同じ導光性を有する材料で構成することができる。図１０に示すように、光取り出し部材４３０は、単一のコア４３０ａで構成されている。光取り出し部材４３０は、投光用光導波路４１０のクラッド４１２と同様なクラッドを有していてもよい。光取り出し部材４３０の下面は、下側被覆部材４５０に粘着または接着され、光取り出し部材４３０の上面は、上側被覆部材４４０に粘着または接着されている。これにより、光取り出し部材４３０と、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０との相対的な位置がずれないようにすることができるとともに、光取り出し部材４３０を上側被覆部材４４０及び下側被覆部材４５０によって覆うことができる。
【0094】
図９に示すように、光取り出し部材４３０の右側は、投光用光導波路４１０の先端部に突き当てられている。これにより、光取り出し部材４３０と投光用光導波路４１０の複数のコア４１１とが光結合されるので、投光用光導波路４１０のコア４１１を進行した光が光取り出し部材４３０における右側部分に入射する。光取り出し部材４３０と、投光用光導波路４１０の先端部との間には透明弾性材や透明接着材を介在させてもよい。
【0095】
光取り出し部材４３０の右側の先端部には、右側傾斜面４３１が形成されている。右側傾斜面４３１は反射面であり、光取り出し部材４３０の右側に入射した光の進行方向は、右側傾斜面４３１によって左側へ変換される。投光用光導波路４１０の長手方向に対する右側傾斜面４３１の傾斜角度は、光取り出し部材４３０の右側に入射した光が左側へ方向変換されるように設定されている。
【0096】
光取り出し部材４３０の上面の右側には、光出射部としての光出射ミラー面４３２が設けられている。光出射ミラー面４３２は、光取り出し部材４３０の上面に対して所定角度で傾斜した面で構成されており、光取り出し部材４３０の右側に入射して右側傾斜面４３１によって左側へ変換された光の方向は、光出射ミラー面４３２によって投光用光導波路４１０の主面側（上面側）から検出領域Ｒ（図１０に示す）に向けて出射する。投光用光導波路４１０の先端部は投光端となり、光取り出し部材４３０を介して検出領域Ｒに光を投光する。光出射ミラー面４３２は、例えばレーザー加工によって得ることができる。光出射ミラー面４３２には、反射率を向上させるために金属を蒸着させた蒸着膜を形成してもよい。
【0097】
光の入射と出射開口角ＮＡ＝０．２程度にすることができ、これにより、レンズなどを追加しなくても小さい投光スポットと受光視野を実現できる。尚、各図に示す光路は逆であってもよい。すなわち、各図における投光側を受光側とし、受光側を投光側とすることもできる。また、光検出ユニット４００とワークＷＫとの距離は、特に限定されるものではないが、例えば０ｍｍ～３ｍｍ程度にすることができる。
【0098】
検出領域Ｒは、検出対象であるワークＷＫが配置される領域であり、ワークＷＫの配置予定領域である。この形態では、光取り出し部材４３０の上方に位置している。光出射ミラー面４３２の角度によって光の出射角度を変更することができる。
【0099】
また、光取り出し部材４３０の左側は、受光用光導波路４２０の先端部に突き当てられている。これにより、光取り出し部材４３０と受光用光導波路４２０とが光結合されるので、光取り出し部材４３０における左側部分を進行した光が受光用光導波路４２０のコア４２１に入射する。光取り出し部材４３０と、受光用光導波路４２０の先端部との間には透明弾性材や透明接着材を介在させてもよい。
【0100】
図１０に示すように、検出領域ＲにワークＷＫが配置されていた場合には、ワークＷＫに照射された光は反射して下方へ進み、この光が到達する部分に対応するように、光取り出し部材４３０の上面には光入射部としての光入射ミラー面４３３が設けられている。光入射ミラー面４３３は、光取り出し部材４３０の上面に対して所定角度で傾斜した面で構成されており、入射した光が左側へ進行するように光入射ミラー面４３３の傾斜角度が設定されている。
【0101】
図９に示すように、光取り出し部材４３０の左側の先端部には、左側傾斜面４３４が形成されている。左側傾斜面４３４は反射面であり、光入射ミラー面４３３から光取り出し部材４３０に入射して左側へ進む光の進行方向は、左側傾斜面４３４によって変換されて受光用光導波路４２０に入射する。受光用光導波路４２０の長手方向に対する左側傾斜面４３４の傾斜角度は、光取り出し部材４３０の左側に入射した光が光検出ユニット４００の基端側へ方向変換されるように設定されている。受光用光導波路４２０の先端部は、光取り出し部材４３０を介して検出領域Ｒからの光を受光する受光端である。光出射ミラー面４３２及び光入射ミラー面４３３は上側被覆部材４４０によって覆われておらず、露出している。
【0102】
投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０は、複数のコア４１１、４２１が配置されているが、光取り出し部材４３０は単一のコアを有する。複数のコアを有する場合、光結合する際にコア同士を位置合わせするのは困難であるが、複数のコアをそれよりも大きな断面積を有するコアに光結合するのは容易である。そのため、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０と光取り出し部材４３０とを突き合わせることで光損失を抑制しつつ光結合でき、組立て性が良い。
【0103】
（光検出ユニット４００の固定構造）
図１１及び図１２に示すように、光検出ユニット４００を設置する際には、例えば取付対象である取付部材６００に固定することができる。取付部材６００は、例えば各種装置の一部を構成する部材であってもよいし、定盤等であってもよい。図１１及び図１２に示す例では、光検出ユニット４００を取付部材６００の表面に対して粘着材や接着材、両面テープ等からなる固着部材６０１によって固定している。このとき、下側被覆部材４５０の下面が設置面となり、取付部材６００に固定される面となる。設置面が水平な場合は、投光用光導波路４１０と、受光用光導波路４２０とが水平に並ぶことになるが、図３に示すように光学式センサ１の投光用穴３７６と受光用穴３７８とは上下方向に並んでいるので、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０を途中で捻るように取り回す必要がある。この場合も、上側被覆部材４４０及び下側被覆部材４５０で被覆された投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０はシート状であって所定の柔軟性、可撓性を有しているので、容易に取り回すことができる。
図１１及び図１２に示すように、光検出ユニット４００を設置する際には、例えば取付対象である取付部材６００に固定することができる。取付部材６００は、例えば各種装置の一部を構成する部材であってもよいし、定盤等であってもよい。図１１及び図１２に示す例では、光検出ユニット４００を取付部材６００の表面に対して粘着材や接着材、両面テープ等からなる固着部材６０１によって固定している。このとき、下側被覆部材４５０の下面が設置面となり、取付部材６００に固定される面となる。設置面が水平な場合は、投光用光導波路４１０と、受光用光導波路４２０とが水平に並ぶことになるが、図３に示すように光学式センサ１の投光用穴３７６と受光用穴３７８とは上下方向に並んでいるので、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０を途中で捻るように取り回す必要がある。この場合も、上側被覆部材４４０及び下側被覆部材４５０で被覆された投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０はシート状であって所定の柔軟性、可撓性を有しているので、容易に取り回すことができる。
【0104】
光検出ユニット４００の先端側には、基端側に比べて幅が広い幅広部４００ａが設けられている。この幅広部４００ａを固着部材６０１によって取付部材６００に固定することで、固定される部分の面積を広くすることができる。
【0105】
図１３及び図１４は、光検出ユニット４００を取付部材６００に固定プレート６０２を用いてネジ止めする例を示す。固定プレート６０２は、例えば硬質樹脂や金属材からなるものであり、取付部材６００の上面に沿って延びるように形成されている。固定プレート６０２は、光検出ユニット４００の先端側の幅よりも幅広に形成されている。固定プレート６０２における幅方向両側には、ネジ６０３が挿通する挿通孔（図示せず）が形成されている。この挿通孔は、光検出ユニット４００の先端側の外方に位置付けられており、固定プレート６０２を光検出ユニット４００の先端側の上面に重ねた状態でネジ６０３を挿通孔に挿通させて取付部材６００に螺合させると、固定プレート６０２と取付部材６００とで光検出ユニット４００の先端側を厚み方向に挟んで固定することができる。固定プレート６０２は、光出射ミラー面４３２及び光入射ミラー面４３３を覆わないように配置する。ネジ６０３の代わりに釘やステープラ等を用いることもできる。
【0106】
図１５は、光検出ユニット４００を取付部材６００にフック状部材６０４によって固定する例を示す。図１５は、光検出ユニット４００の長手方向に直交する縦断面である。フック状部材６０４は、取付部材６００を囲むように形成されており、例えば硬質樹脂や金属材等で構成されている。フック状部材６０４は一対の脚部６０４ａを有している。フック状部材６０４を光検出ユニット４００の先端側の上方から取付部材６００に係合させることで、フック状部材６０４と取付部材６００とで光検出ユニット４００の先端側を厚み方向に挟んで固定することができる。フック状部材６０４は、光出射ミラー面４３２及び光入射ミラー面４３３を覆わないように配置する。
【0107】
図１６及び図１７は、光検出ユニット４００を取付部材６００に直接ネジ止めすることによって固定する例を示す。光検出ユニット４００には、取付部材６００に設置する際に使用される固定部材としてのネジ６０５が挿通する第１～第４挿通孔４０２～４０５（図４に示す）が設けられている。第１～第４挿通孔４０２～４０５は、上側被覆部材４４０及び下側被覆部材４５０を上下方向に貫通している。すなわち、上側被覆部材４４０及び下側被覆部材４５０は、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０の投光端と受光端との間のクラッド４１２、４２２を覆う部分を有しており、この投光端と受光端との間のクラッド４１２、４２２を覆う部分が取付部材６００に固定される部分となる。
【0108】
第１挿通孔４０２が最も基端側に位置しており、第４挿通孔４０５が最も先端側に位置している。第２挿通孔４０３及び第３挿通孔４０４は、第１挿通孔４０２と第４挿通孔４０５との間に位置しており、第２挿通孔４０３が第３挿通孔４０４よりも基端側に近くなっている。第３挿通孔４０４は第４挿通孔４０５に接近している。第１～第４挿通孔４０２～４０５は長穴で構成することもできる。第１～第４挿通孔４０２～４０５は、被覆部材４４０、４５０における投光用光導波路４１０と受光用光導波路４２０との間に対応する部分に位置しており、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０には影響を与えないようになっている。
【0109】
図１６及び図１７に示すように、ネジ６０５を第１～第４挿通孔４０２～４０５に挿通させて取付部材６００に螺合させると、第１～第４挿通孔４０２～４０５の周縁部をネジ６０５の頭部と取付部材６００とで挟んで固定することができる。挿通孔の数、ネジ６０５の数は、４つに限られるものではなく、例えば１つであってもよい。第１～第４挿通孔４０２～４０５の周縁部は、取付部材６００に固定される被固定部となる。ネジ６０５の頭部と、第１～第４挿通孔４０２～４０５の周縁部との間にワッシャ（図示せず）を介在させてもよい。
【0110】
図１８に示すように、被覆部材４５０は、取付部材６００に固定する部分に設けてもよい。この場合、被覆部材４５０を貫通するようにネジ６０５を配置して取付部材６００に螺合させればよい。これにより、被覆部材４５０をネジ６０５の頭部と取付部材６００とで挟んで固定することができる。
【0111】
図１９に示すように、被覆部材４５０を取付部材６００に固定する部分に設ける場合に、被覆部材４５０の幅方向両側に、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０並びに／または被覆部材４５０をひろげた取付用領域６０２を設け、その取付用領域６０２に設けた穴をそれぞれネジ６０５で止めるようにしてもよい。この場合、被覆部材４５０の幅方向両側をネジ６０５の頭部と取付部材６００とで挟んで固定することができる。
【0112】
図２０に示すように、被覆部材４５０を取付部材６００に固定する部分に設ける場合に、被覆部材４５０の先端側に、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０並びに／または被覆部材４５０をひろげた取付用領域６０２を設け、その取付用領域６０２に設けた穴をネジ６０５で止めるようにしてもよい。この場合、被覆部材４５０の先端側をネジ６０５の頭部と取付部材６００とで挟んで固定することができる。
【0113】
図２１に示すように、被覆部材４５０を取付部材６００に固定する部分に設ける場合に、被覆部材４５０の先端側と、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０の間の部分に、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０並びに／または被覆部材４５０をひろげた取付用領域６０２を設け、その取付用領域６０２に設けた穴を固定するようにしてもよい。被覆部材４５０の先端側は、ネジ６０５の頭部と取付部材６００とで挟んで固定することができ、被覆部材４５０における投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０の間の部分は、ネジ６０５を貫通させて取付部材６００に螺合させることで固定することができる。
【0114】
図２２に示すように、光検出ユニット４００を、ネジ６０６及びワッシャ６０７を用いて固定することもできる。図２２は、光検出ユニット４００の長手方向に直交する縦断面であり、第４挿通孔４０５が形成されている部分を示している。ワッシャ６０７は、光検出ユニット４００の下に配置されている。ワッシャ６０７には、第４挿通孔４０５に挿入される環状部６０７ａが形成されている。ネジ６０６は、ワッシャ６０７の環状部６０７ａに挿通するとともに、取付部材６００に螺合させる。このとき、ネジ６０６の頭部をワッシャ６０７の環状部６０７ａの上端部で受けることができるので、光検出ユニット４００に対して上下方向に強い力が作用しにくくなり、投光用光導波路４１０、受光用光導波路４２０や、光取り出し部材４３０の破損を抑制できる。固定部位は、第４挿通孔４０５に限られるものではなく、第１～第３挿通孔４０２～４０４のいずれでもよいし、これら貫通孔４０２～４０５のうち、任意の複数に対して同様な固定方法を採用することもできる。
【0115】
上述した固定方法は一例であり、光検出ユニット４００を取付部材６００に固定する方法であれば、各種方法を採用することができる。例えば、結束バンドや針金等を使用した固定方法も採用できる。また、上述した複数通りの固定方法のうち、任意の２以上の固定方法を組み合わせて光検出ユニット４００を取付部材６００に固定することもできる。
【0116】
また、コネクタ部５００を省略し、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０の基端部を光学式センサ１に固定して取り外しできないようにしてもよい。
【0117】
（光導波路の接続構造）
図２３Ａは、２つの投光用光導波路４１０Ａ、４１０Ｂの接続部分の縦断面図であり、この図に示すように、２つの投光用光導波路４１０Ａ、４１０Ｂを接続して使用することができる。投光用光導波路４１０Ａの端面と、投光用光導波路４１０Ｂの端面とを直接突き合わせて接続してもよいし、投光用光導波路４１０Ａの端面と、投光用光導波路４１０Ｂの端面との間に空気層が残らないように透明な弾性材４６０や透明接着材を介在させてもよい。
図２３Ａは、２つの投光用光導波路４１０Ａ、４１０Ｂの接続部分の縦断面図であり、この図に示すように、２つの投光用光導波路４１０Ａ、４１０Ｂを接続して使用することができる。投光用光導波路４１０Ａの端面と、投光用光導波路４１０Ｂの端面とを直接突き合わせて接続してもよいし、投光用光導波路４１０Ａの端面と、投光用光導波路４１０Ｂの端面との間に空気層が残らないように透明な弾性材４６０や透明接着材を介在させてもよい。
【0118】
投光用光導波路４１０Ａから投光用光導波路４１０Ｂまで連続した補強材４６１を設けることもできる。補強材４６１は、投光用光導波路４１０Ａの下面及び投光用光導波路４１０Ｂの下面に貼り付けるテープ状の部材であり、柔軟性を有している。補強材４６１は、投光用光導波路４１０Ａの長手方向に伸縮しない性質を有しているのが好ましく、これにより、例えば２つの投光用光導波路４１０Ａ、４１０Ｂが互いに離れる方向に引っ張られたときに投光用光導波路４１０Ａ、４１０Ｂの間に隙間ができないようにすることができ、効率の低下を抑制できる。補強材４６１は、投光用光導波路４１０Ａ及び投光用光導波路４１０Ｂの上面に設けてもよい。
【0119】
図２３Ｂは、２つの投光用光導波路４１０Ａ、４１０Ｂの接続部分の平面図であり、この図に示すように、２つの投光用光導波路４１０Ａ、４１０Ｂを接続して使用することができる。図２３Ｂの左右方向中心部に位置する接続部分に示すように、界面付近までクラッド４１２は伸びていなくてもよい。コア４１１同士を突き合わせることで、光が伝播できるに足りる程度の光結合が得られる。なお、コア４１１同士を突き合わせてもよい。
【0120】
（光導波路の形成例）
図２４は、単一の光導波路形成部材４７０に投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０を形成し、限定反射を実現する構成例を示している。光導波路形成部材４７０の幅方向両側にそれぞれ投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０が設けられている。この図では図示しないが、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０は、図８Ａ等に示すようにコアとクラッドとで構成されている。
図２４は、単一の光導波路形成部材４７０に投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０を形成し、限定反射を実現する構成例を示している。光導波路形成部材４７０の幅方向両側にそれぞれ投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０が設けられている。この図では図示しないが、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０は、図８Ａ等に示すようにコアとクラッドとで構成されている。
【0121】
投光用光導波路４１０の先端側は、光導波路形成部材４７０の先端側において受光用光導波路４２０に接近する方向に屈曲している。光導波路形成部材４７０には、投光用光導波路４１０の先端部に対応するように光出射ミラー面４３２が形成されている。これにより、投光用光導波路４１０の先端部は投光端となり、光出射ミラー面４３２を介して検出領域Ｒに光を投光する。
【0122】
また、受光用光導波路４２０の先端側は、光導波路形成部材４７０の先端側において投光用光導波路４１０に接近する方向に屈曲している。光導波路形成部材４７０には、受光用光導波路４２０の先端部に対応するように光入射ミラー面４３３が形成されている。これにより、受光用光導波路４２０の先端部は受光端となり、光入射ミラー面４３３を介して検出領域Ｒから光を受光する。この例では、別体の光取り出し部材４３０を設けることなく、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０が設けられた光導波路形成部材４７０に光出射ミラー面４３２及び光入射ミラー面４３３を設けることができるので、部材同士の相対的な位置ずれが起こることはなく、検出精度の低下を抑制できる。光取り出し部材を投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０に組み込んで一体化した構成ということもできる。
【0123】
図２５は、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０の先端部に別部材からなるリフレクタ４７１を設けて限定反射を実現する構成例を示している。リフレクタ４７１は、例えば白色のような光の反射率の高い樹脂材で構成されており、投光用光導波路４１０の先端部及び受光用光導波路４２０の先端部が差し込まれて保持されるようになっている。投光用光導波路４１０の先端部は、当該投光用光導波路４１０の長手方向に対して傾斜する方向にカットされており、リフレクタ４７１の第１内面４７１ａに突き当てられている。投光用光導波路４１０を進んだ光は、リフレクタ４７１の第１内面４７１ａで反射して受光用光導波路４２０側へむけてその進行方向が変換される。リフレクタ４７１には、光出射ミラー面４３２が設けられており、投光用光導波路４１０を進んできた光がリフレクタ４７１の第１内面４７１ａで反射すると、光出射ミラー面４３２に達し、この光出射ミラー面４３２によって検出領域Ｒに進む。
【0124】
また、受光用光導波路４２０の先端部も当該受光用光導波路４２０の長手方向に対して傾斜する方向にカットされており、リフレクタ４７１の第２内面４７１ｂに突き当てられている。リフレクタ４７１には、光出射ミラー面４３２に隣接するように、光入射ミラー面４３３が設けられている。検出領域Ｒからの光は、光入射ミラー面４３３を介してリフレクタ４７１の第２内面４７１ｂに入射して当該第２内面４７１ｂで反射し、受光用光導波路４２０に入射する。この例では、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０の先端部をリフレクタ４７１で保持することができるので、部材同士の相対的な位置ずれを抑制することができる。
【0125】
図２６は、光損失の低減を考慮した光導波路のパターン例を示す光検出ユニット４００の平面図である。投光用光導波路４１０の先端側近傍は、大きな曲率を保った状態で湾曲するように延びており、受光用光導波路４２０の先端側近傍も同様に大きな曲率を保った状態で湾曲するように延びている。投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０の曲率を大きくすることで、光検出ユニット４００の幅が広くなるが、光検出ユニット４００のレイアウト上、光検出ユニット４００の幅が広くなることを許容できる場合には、本例のような曲率の大きなパターンとすることで、光の損失を低減できる。
【0126】
【0127】
図２７Ｂに示すように、投光用光導波路４１０の先端面４１０ａの方向を方向設定部材４７２によって設定することで、光の出射方向を、限定反射が可能な方向にすることができる。光の入射側も同様に方向設定部材（図示せず）によって設定することができる。
【0128】
図２８は、外形サイズを優先した光導波路のパターン例を示す光検出ユニット４００の平面図である。投光用光導波路４１０の先端側近傍は、受光用光導波路４２０から離れる方向に延び、また、受光用光導波路４２０の先端側近傍は、投光用光導波路４１０から離れる方向に延びているが、図２６に示す例に比べて、投光用光導波路４１０の先端側近傍と、受光用光導波路４２０の先端側近傍との離間距離が短く設定されている。これにより、光検出ユニット４００の幅を狭くすることができるので、設置場所の幅が狭い場合に対応することができる。投光用光導波路４１０の先端部には光出射ミラー面４３２を設けることができ、受光用光導波路４２０の先端部には光入射ミラー面４３３を設けることができる。図２８に示す例にも、図２７Ａ、２７Ｂに示す構成を適用することができる。
【0129】
図２９は、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０を、それぞれ、複数の光ファイバを水平方向に並べて構成した例を示す。すなわち、投光用光導波路４１０は、複数の光ファイバ線を束ねたバンドル光ファイバ４１３で構成されており、バンドル光ファイバ４１３の光ファイバ線を水平方向に並べることによって投光用光導波路４１０ができている。受光用光導波路４２０もバンドル光ファイバ４２３で構成されており、バンドル光ファイバ４２３の光ファイバ線を水平方向に並べることによって受光用光導波路４２０ができている。投光用光導波路４１０の光ファイバ線及び受光用光導波路４２０の光ファイバ線は、上側被覆部材４４０と下側被覆部材４５０とによって覆われている。図示を省略しているが、投光用光導波路４１０および受光用光導波路４２０を上下に挟んでいる上側被覆部材４４０と下側被覆部材４５０における図２９の水平方向の端部は、被覆部材４４０と下側被覆部材４５０を貼り付けて固定できる。
【0130】
図３０は、光導波路の先端部から光を出射する限定反射の例を示している。この例では、投光用光導波路４１０のコア４１１が当該投光用光導波路４１０の先端部に達しており、また、受光用光導波路４２０のコア４２１が当該受光用光導波路４２０の先端部に達している。従って、光を投光用光導波路４１０の先端部から当該投光用光導波路４１０の長手方向に出射してワークＷＫに照射することができる。検出領域Ｒからの光は、受光用光導波路４２０の先端部に入射させることができる。
【0131】
図５に示すような例では、投光用光導波路４１０の主面から検出領域に光を出射し、ワークＷＫにて反射された光を受光用光導波路４２０の主面にて受光していたが、図３０に示す例では、投光用光導波路４１０の先端側の端面（側面）が投光面となり、受光用光導波路４２０の先端側の端面（側面）が受光面なっている。このように、投光用光導波路４１０および受光用光導波路４２０の主面以外を投受光面とすることが可能である。
【0132】
また、図２４、２６、２８、３０に示すように、光導波路４１０、４２０内で直線のパターン以外に平面内でコアのパターンを自由に引くことができ、光導波路４１０、４２０内の光路の設計自由度が高い。
【0133】
図３１は、光導波路の先端部から光を出射する限定反射の別の例を示している。この例では、投光用光導波路４１０のコア４１１を進んだ光は、投光用光導波路４１０の先端部から当該投光用光導波路４１０の長手方向に出射してワークＷＫに照射することができる。検出領域Ｒからの光は、受光用光導波路４２０の先端部から入射させることができる。図３１に示す例は図３０と同様の光路であるが、光導波路内でのパターンではなく、光導波路の側面を斜めにカットすることで、光導波路と外部との屈折率差を用いて、光路を変更することも可能である。
【0134】
図３２に示すように、光導波路の側面から光を出射させること、及び入射させることもできる。この例では、投光用光導波路４１０のコア４１１を進んだ光は、投光用光導波路４１０の側面からワークＷＫに照射することができる。検出領域Ｒからの光は、同様に側面から受光用光導波路４２０に入射させることができる。これは、コア４１１、４１２の形成パターンによって実現可能である。
【0135】
図３３は、光導波路の側面から光を出射する限定反射の別の例を示している。投光用光導波路４１０の先端部に光出射ミラー面４３２を設けることにより、光を投光用光導波路４１０の側面からワークＷＫに照射することができる。受光用光導波路４２０の先端部に光入射ミラー面４３３を設けることにより、検出領域Ｒからの光を側面から受光用光導波路４２０に入射させることができる。この例では、コア４１１、４１２の形成パターンは直線状のままでよい。
【0136】
図３４は、光検出ユニット４００を多点反射型光検出ユニットとして使用する例を示している。光検出ユニット４００には、多方向に投光及び多方向からの受光が可能なコア４１１（４２１）が形成されている。これにより、光が光検出ユニット４００の先端部から多方向に照射されるとともに、多方向からの光を光検出ユニット４００の先端部で受けることができるので、例えばワークＷＫの表面に凹凸等が存在していてもその影響を軽減して検出精度を向上させることができる。
【0137】
図３５に示すように、光検出ユニット４００の投光用光導波路４１０の先端部及び受光用光導波路４２０の先端部を屈曲させてもよい。これにより、投光用光導波路４１０の光を屈曲させた方向に照射することができ、また、検出領域Ｒからの光を、受光用光導波路４２０を屈曲させた方向から受光できる。また、投光用光導波路４１０の先端部及び受光用光導波路４２０の先端部を屈曲させずに、平面内でコアのパターンによって屈曲させることもできる。
【0138】
図３６Ａは、光導波路とミラー部材とを組み合わせた例を示している。投光用光導波路４１０の先端部と対向するように投光用ミラー部材４８０が配置されている。投光用ミラー部材４８０には、光出射ミラー面４８０ａが形成されており、この光出射ミラー面４８０ａにより、光を投光用光導波路４１０の上方へ出射させることができる。また、受光用光導波路４２０の先端部と対向するように受光用ミラー部材４８１が配置されている。受光用ミラー部材４８１には、光入射ミラー面４８１ａが形成されており、この光入射ミラー面４８１ａにより、光を受光用光導波路４２０の上方から入射させることができる。
【0139】
図３６Ｂは、光導波路とミラー部材とを組み合わせた別の例を示している。投光用光導波路４１０の先端部と投光用ミラー部材４８０を突き当てて配置しており、この構成によっても光出射ミラー面４８０ａにより、光を投光用光導波路４１０の上方へ出射させることができる。また、受光用光導波路４２０の先端部と受光用ミラー部材４８１を突き当てて配置しており、この構成によっても光を受光用光導波路４２０の上方から入射させることができる。
【0140】
図３７は、投光用光導波路４１０から出射した光を回帰反射板４８５に照射する例を示している。この例では、回帰反射板４８５から反射した光を受光用光導波路４２０の先端部で受光することができる。回帰反射板４８５と、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０との間にワークＷＫが存在していると、ワークＷＫによって光が遮られるので、受光用光導波路４２０で光を受光することができなくなる。このことを利用した検出方法に本例を適用することができる。
【0141】
（透過型の光検出ユニット）
上記例では、限定反射による検出方法に本発明を適用した場合を中心に説明したが、本発明は透過型の光検出ユニット４００としても利用することができる。
上記例では、限定反射による検出方法に本発明を適用した場合を中心に説明したが、本発明は透過型の光検出ユニット４００としても利用することができる。
【0142】
図３８Ａは、投光用光導波路４１０と受光用光導波路４２０とが同方向に延びる場合の透過型光検出ユニット４００の例を示している。投光用光導波路４１０の先端部に設けられた光出射ミラー面４３２により、投光用光導波路４１０を進んだ光が受光用光導波路４２０側に方向変換される。投光用光導波路４１０から出射した光は、受光用光導波路４２０で受光されて光入射ミラー面４３３により方向変換されて受光用光導波路４２０を進む。
【0143】
図３８Ｂは、投光用光導波路４１０と受光用光導波路４２０とが逆方向に延びる場合の透過型光検出ユニット４００の例を示している。この例のように、投光用光導波路４１０を進んだ光の反射角度は光出射ミラー面４３２によって設定することができ、これにより、投光用光導波路４１０と受光用光導波路４２０とが逆方向に延びるように配置されていてもワークＷＫの検出が可能である。
【0144】
図３９は、投光用光導波路４１０の先端部と受光用光導波路４２０の先端部とを対向させた例を示している。この例のように、投光用光導波路４１０の先端部と受光用光導波路４２０の先端部とを互いに所定の間隔をあけて配置し、投光用光導波路４１０の先端部から出射した光を受光用光導波路４２０の先端部で受光可能にすることができる。この場合、投光用光導波路４１０の先端部と受光用光導波路４２０の先端部との間のワークＷＫを検出できる。
【0145】
図４０は、光検出ユニット４００内でワークＷＫの検出を行う例を示している。光検出ユニット４００には、凹部や孔部からなるワークＷＫの挿入部４５９が設けられている。投光用光導波路４１０を進行した光は、挿入部４５９内に投光されて受光用光導波路４２０の先端部で受光することができる。挿入部４５９にワークＷＫが挿入されていると、投光用光導波路４１０から投光された光が遮られる。
【0146】
図４１は、多数の光路を形成した透過型光検出ユニット４００の例を示している。投光用光導波路４１０の先端部からは、多数の光路を形成するように投光される。これに対応するように、受光用光導波路４２０の先端部では、多数の光路の光を受光することができる。この例では、検出範囲を広くすることができる。
【0147】
（コネクタ部５００）
図４に示す形態は、コネクタ部５００を有する形態であり、コネクタ部５００が投光用光導波路４１０と受光用光導波路４２０に接続される前の状態を示している。コネクタ部５００は、投光用光導波路４１０の基端部と受光用光導波路４２０の基端部とが接続される部材である。コネクタ部５００は、投光用光導波路４１０の基端部及び受光用光導波路４２０の基端部を、それぞれ光学式センサ１の投光用穴３７６及び受光用穴３７８に対して直接または間接に、光学的に接続するとともに、投光用穴３７６及び受光用穴３７８に対して着脱自在に取り付けられる部材である。コネクタ部５００を構成する材料は、例えば樹脂材とすることができ、その樹脂材の色は、光を透過させない色、もしくは光を殆ど透過させない色とするのが好ましい。
図４に示す形態は、コネクタ部５００を有する形態であり、コネクタ部５００が投光用光導波路４１０と受光用光導波路４２０に接続される前の状態を示している。コネクタ部５００は、投光用光導波路４１０の基端部と受光用光導波路４２０の基端部とが接続される部材である。コネクタ部５００は、投光用光導波路４１０の基端部及び受光用光導波路４２０の基端部を、それぞれ光学式センサ１の投光用穴３７６及び受光用穴３７８に対して直接または間接に、光学的に接続するとともに、投光用穴３７６及び受光用穴３７８に対して着脱自在に取り付けられる部材である。コネクタ部５００を構成する材料は、例えば樹脂材とすることができ、その樹脂材の色は、光を透過させない色、もしくは光を殆ど透過させない色とするのが好ましい。
【0148】
図４２～図４６に示す本実施形態の第１例に係るコネクタ部５００は、本体部５０１と、本体部５０１から突出する投光側凸部５０２及び受光側凸部５０３とを有しており、コネクタ部５００により投光用光導波路４１０と受光用光導波路４２０とを一体化できる。投光側凸部５０２及び受光側凸部５０３は、それぞれ光学式センサ１の投光用穴３７６及び受光用穴３７８（図３に示す）に挿入される部分である。したがって、投光側凸部５０２及び受光側凸部５０３の間隔は、光学式センサ１の投光用穴３７６及び受光用穴３７８の間隔と略一致している。
【0149】
投光側凸部５０２の断面は投光用光導波路４１０の周囲を囲む略円形であり、光学式センサ１の投光用穴３７６の断面と略一致している。投光側凸部５０２の外径は、投光用光導波路４１０の厚み寸法よりも大きく設定されている。また、投光側凸部５０２の外径は、光学式センサ１の投光用穴３７６よりも若干小さく設定することができるが、投光側凸部５０２を投光用穴３７６に挿入した状態で両者の間に形成される隙間は僅かなものになっている。これにより、投光側凸部５０２の径方向の位置決めがなされる。また、投光側凸部５０２の長さは、投光用穴３７６の深さに対応しており、投光側凸部５０２を投光用穴３７６に挿入した状態で投光側凸部５０２の先端面が図３に示すリフレクタ３８０の端面に当接もしくは近接するようになっている。投光側凸部５０２の先端面をリフレクタ３８０の端面に当接させることで投光側凸部５０２の挿入深さを規定することができる。投光側凸部５０２の挿入深さは、本体部５０１を光学式センサ１の一部に押し当てることによって規定することもできる。
【0150】
受光側凸部５０３も投光側凸部５０２と同様に構成されており、受光用光導波路４２０の周囲を囲む略円形である。受光側凸部５０３が光学式センサ１の受光用穴３７８に挿入された状態で、径方向及び挿入方向の位置決めがなされる。
【0151】
図４４に示すように、本体部５０１には、導光部４０１の基端部を挿入する導光部挿入孔５０１ａが形成されている。導光部４０１の基端部と、導光部挿入孔５０１ａの内面との間には、ゴムやエラストマー等からなる弾性材５０４が設けられている。弾性材５０４は、導光部４０１の基端部の外周面を覆うように形成されている。弾性材５０４には複数の係合突起５０４ａが形成されている。本体部５０１には、弾性材５０４の係合突起５０４ａが係合する係合孔５０１ｂが形成されている。弾性材５０４の係合突起５０４ａが本体部５０１の係合孔５０１ｂに係合した状態で弾性材５０４の本体部５０１からの抜けが阻止される。尚、この弾性材５０４は省略してもよい。
【0152】
導光部４０１の投光用光導波路４１０は、投光側凸部５０２内を通っている。図４７に示す第１例のように、投光用光導波路４１０の先端部は、投光側凸部５０２の先端面に達し、当該先端面に露出している。投光用光導波路４１０の先端部と、投光側凸部５０２の先端面とは面一であってもよいし、投光用光導波路４１０の先端部が投光側凸部５０２の先端面から奥まっていてもよい。奥まっている場合、投光用光導波路４１０の先端部の損傷を防止することができる。また、奥まっている場合、投光用光導波路４１０の先端部と、投光側凸部５０２の先端面との距離は０．５ｍｍ以下に設定しておくのが好ましい。これは光量の低下を抑制するためである。
【0153】
図４８に示すように、投光側凸部５０２には、投光用光導波路４１０を収容する凹形状の投光側収容部５０２ａが形成されている。投光側収容部５０２ａは、投光側凸部５０２の外周面で開口している。投光側収容部５０２ａには、投光用光導波路４１０を押さえ込んで保持しておくための押さえ込み部材５０５が設けられている。押さえ込み部材５０５は、投光側収容部５０２ａの内面に係合して所定位置に保持され、これにより、投光用光導波路４１０の投光側凸部５０２に対する相対位置が決定される。したがって、投光側凸部５０２は、光学式センサ１の投光用穴３７６に対して挿入された状態で、図３に示す発光素子１０４の光出射面の中心位置に投光用光導波路４１０の先端部を位置決めする。押さえ込み部材５０５を省略して投光用光導波路４１０を投光側収容部５０２ａの内面に接着してもよい。
【0154】
また、受光側凸部５０３には、受光用光導波路４２０を収容する凹形状の投光側収容部５０３ａが形成されている。受光側収容部５０３ａは、受光側凸部５０３の外周面で開口している。受光側収容部５０３ａには、受光用光導波路４２０を押さえ込んで保持しておくための押さえ込み部材５０６が設けられている。押さえ込み部材５０６は、受光側収容部５０３ａの内面に係合して所定位置に保持され、これにより、受光用光導波路４２０の受光側凸部５０３に対する相対位置が決定される。したがって、受光側凸部５０３は、光学式センサ１の受光用穴３７８に対して挿入された状態で、図３に示す受光素子２０４の受光面の中心位置に受光用光導波路４２０の先端部を位置決めする。
【0155】
図４９は、本実施形態の第２例に係るコネクタ部５００を示している。第２例のコネクタ部５００の本体部５１０は、上側部材５１１と下側部材５１２とで構成されている。上側部材５１１と下側部材５１２とはネジ等で一体化してもよいし、接着剤等で一体化してもよい。
【0156】
下側部材５１２には、保護用弾性材５１３で保護された投光用光導波路４１０を保持する第１溝部５１２ａと、保護用弾性材５１４で保護された受光用光導波路４２０を保持する第２溝部５１２ｂとが形成されている。上側部材５１１には、第１溝部５１２ａに嵌入する第１嵌入部５１１ａと、第２溝部５１２ｂに嵌入する第２嵌入部５１１ｂとが形成されている。第１嵌入部５１１ａを第１溝部５１２ａに嵌入することで、投光用光導波路４１０を第１嵌入部５１１ａの先端面と、第１溝部５１２ａの底面とで挟み込んで保持することができ、また、第２嵌入部５１１ｂを第２溝部５１２ｂに嵌入することで、受光用光導波路４２０を第２嵌入部５１１ｂの先端面と、第２溝部５１２ｂの底面とで挟み込んで保持することができる。
【0157】
また、上側部材５１１には、投光側収容部５０２ａに嵌入する第３嵌入部５１１ｃと、投光側収容部５０３ａに嵌入する第４嵌入部５１１ｄとが形成されている。第３嵌入部５１１ｃ及び第４嵌入部５１１ｄは、第１例の押さえ込み部材５０５、５０６の代わりとなる部分であり、第３嵌入部５１１ｃ及び第４嵌入部５１１ｄにより、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０を押さえ込んでおくことができる。
【0158】
図５０は、本実施形態の第３例に係るコネクタ部５００を示している。第３例のコネクタ部５００は、本体部５２０と、投光側凸部５２２と、受光側凸部５２３とが別部材で構成されている。投光側凸部５２２及び受光側凸部５２３は、それぞれ棒状の部材で構成されている。投光側凸部５２２は、一部が切り欠かれた形状のベース部材５２２ａと、その切り欠かれた部分に嵌合する嵌合部材５２２ｂとで構成されている。ベース部材５２２ａの切り欠かれた部分に投光用光導波路４１０を配置することで、投光用光導波路４１０をベース部材５２２ａに対して位置決めすることが可能になる。投光用光導波路４１０を位置決めした状態で、ベース部材５２２ａの切り欠かれた部分に嵌合部材５２２ｂを嵌合させることにより、投光用光導波路４１０を動かないように保持することができるようになっている。受光側凸部５２３も同様に構成されており、ベース部材５２３ａと、嵌合部材５２３ｂとを有している。
【0159】
図５１に示すように、本体部５２０には、投光側凸部５２２が挿入された状態で保持される投光側保持孔５２０ａと、受光側凸部５２３が挿入された状態で保持される受光側保持孔５２０ｂとが形成されている。投光側凸部５２２を投光側保持孔５２０ａに挿入した状態で投光側凸部５２２をその中心線周りに回動させることができる。また、受光側凸部５２３も同様に回動させることができる。本体部５２０は、ゴム等で構成することができる。本体部５２０は省略してもよい。
【0160】
図５２に示すように、光学式センサ１にプリ設置アダプタ５４０が予め設けられていてもよい。この例では、プリ設置アダプタ５４０を介して光検出ユニット４００を光学式センサ１に接続することができる。
【0161】
図５３に示すように、光学式センサ１の投光用穴３７６及び受光用穴３７８の差し込み口３７６ａ、３７８ａの形状がスリット形状であってもよい。このスリット形状の差し込み口３７６ａ、３７８ａは、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０の断面形状と略一致しているので、コネクタ部５００を設けることなく、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０の基端部を投光用穴３７６及び受光用穴３７８に直接接続することができる。
【0162】
図５４は、実施形態の第４例に係る投光側コネクタ部５５０及び受光側コネクタ部５５１を示している。投光側コネクタ部５５０は、光学式センサ１の投光用穴３７６に挿入されて位置決め可能な円柱状に形成されている。投光側コネクタ部５５０には、投光用光導波路４１０を差し込むスリット状の孔部５５０ａが形成されている。受光側コネクタ部５５１も同様に構成されており、光学式センサ１の受光用穴３７８に挿入されて位置決め可能な円柱状に形成されるとともに、スリット状の孔部５５１ａを有している。
【0163】
投光側コネクタ部５５０及び受光側コネクタ部５５１を光学式センサ１の投光用穴３７６及び受光用穴３７８に奥まで挿入するとともに、孔部５５０ａ、５５１ａに投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０を奥まで挿入することで、光学式センサ１に接続することができる。
【0164】
（中継部の構成）
図５５Ａ、図５５Ｂ、図５５Ｃ、図５６Ａ及び図５６Ｂに示す中継部分の第１例の構造のように、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０と、バンドル光ファイバとを中継コネクタ部５８０によって接続することができる。中継コネクタ部５８０は、投光用光導波路４１０の基端部に接続され、光学式センサ１の投光用穴３７６に挿抜可能に光結合される投光側光ファイバ５６０と、受光用光導波路４２０の基端部に接続され、光学式センサ１の受光用穴３７８に挿抜可能に光結合される受光側光ファイバ５６１とを一体的に束ねる部材である。投光側光ファイバ５６０及び受光側光ファイバ５６１は、複数の光ファイバ線を束ねたバンドル光ファイバからなるものである。
図５５Ａ、図５５Ｂ、図５５Ｃ、図５６Ａ及び図５６Ｂに示す中継部分の第１例の構造のように、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０と、バンドル光ファイバとを中継コネクタ部５８０によって接続することができる。中継コネクタ部５８０は、投光用光導波路４１０の基端部に接続され、光学式センサ１の投光用穴３７６に挿抜可能に光結合される投光側光ファイバ５６０と、受光用光導波路４２０の基端部に接続され、光学式センサ１の受光用穴３７８に挿抜可能に光結合される受光側光ファイバ５６１とを一体的に束ねる部材である。投光側光ファイバ５６０及び受光側光ファイバ５６１は、複数の光ファイバ線を束ねたバンドル光ファイバからなるものである。
【0165】
中継コネクタ部５８０は、光検出ユニット４００を延長する場合に使用することができる。中継コネクタ部５８０は、光を透過させない、もしくは光を殆ど透過させない樹脂材等で構成されたコネクタケース５８１を備えている。投光側光ファイバ５６０及び受光側光ファイバ５６１は、それぞれ、光ファイバ線５６０ａ、５６１ａを水平方向（光導波路４１０、４２０の幅方向）に並べた状態でファイバアダプタ５６０ｂ、５６１ｂによって保持されている。ファイバアダプタ５６０ｂ、５６１ｂは、コネクタケース５８１に収容された状態で固定されている。コネクタケース５８１内では、投光側と受光側とが光学的に隔絶されている。
【0166】
投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０の基端部には、それぞれ、投光側アダプタ４９０及び受光側アダプタ４９１が取り付けられている。投光側アダプタ４９０及び受光側アダプタ４９１は、コネクタケース５８１に収容された状態で固定されている。
【0167】
投光側光ファイバ５６０を構成している光ファイバ線５６０ａの並び方向と、投光用光導波路４１０の幅方向とが一致しており、光ファイバ線５６０ａは、投光用光導波路４１０の幅方向一端に対応する部分から他端に対応する部分まで配置されている。受光側も同様に、光ファイバ線５６１ａの並び方向と、受光用光導波路４２０の幅方向とが一致しており、光ファイバ線５６１ａは、受光用光導波路４２０の幅方向一端に対応する部分から他端に対応する部分まで配置されている。
【0168】
投光側光ファイバ５６０の先端部と、投光用光導波路４１０の基端部との間には、投光用光導波路４１０の幅方向に長い投光側ロッドレンズ５８２が設けられている。また、受光側光ファイバ５６１の先端部と、受光用光導波路４２０の基端部との間には、受光用光導波路４２０の幅方向に長い受光側ロッドレンズ５８３が設けられている。投光側ロッドレンズ５８２及び受光側ロッドレンズ５８３の代わりに透明な弾性材や接着材を設けてもよい。また、投光側ロッドレンズ５８２及び受光側ロッドレンズ５８３を省略して、投光側光ファイバ５６０の先端部と投光用光導波路４１０の基端部とを突き当ててもよいし、受光側光ファイバ５６１の先端部と受光用光導波路４２０の基端部とを突き当ててもよい。尚、複数の光ファイバ線を使用することなく、１つのコアで構成してもよい。
【0169】
そして、投光用光導波路４１０と受光用光導波路４２０を１つのケース５８１にまとめずに、投光用光導波路４１０と受光用光導波路４２０を分割する形態でもよい。
【0170】
また、投光側光ファイバ５６０の先端部と、投光用光導波路４１０の基端部の結合で漏れた光を動作表示灯、受光側光ファイバ５６１の先端部と、受光用光導波路４２０の基端部の結合で漏れた光を出力表示灯５８５（図５５Ａに示す）として使用することもできる。
【0171】
なお、図５５Ａでは、受光側に表示灯５８５を設けているが投光側に設けてもよい。また、表示灯の光源は、図３に示すＬＥＤ２１２でもよいし、検出用に用いる発光素子１０４から出射した光やその光がワークＷＫにて反射された光であってもよい。また、表示灯、光導波路の表面を一部カットしたりすることで実現してもよいが、光導波路４１０、４２０と光ファイバ５６０、５６１との結合端面で生じてしまう漏れ光をうまく表示灯とすることで、検出光のロスを低減できる。
【0172】
図５５Ａ及び図５５Ｂに示すように、中継コネクタ５８０にも貫通孔５８８を設けてもよい。中継コネクタ５８０の貫通孔５８８のうち、先端側の貫通孔は、光導波路間または、光導光路内に設けられた貫通孔と連通している。
【0173】
また、光導波路４１０、４２０の先端部には、補強板４６１が設けられている。補強板４６１は、金属や樹脂からなり、薄く、強度の高いものが好ましい。また、下側被覆部材４５０の上に補強板４６１を接着剤または両面テープで貼ることにより、先端検出部の曲げや変形を抑制することができる。
【0174】
補強板４６１は光導波路４１０、４２０の裏面のみ、表面のみ、または両面に設けてもよい。図５６では、光導波路４１０、４２０の裏面のみに補強板４６１を設けている。また、補強板４６１を設ける面は光導波路４１０、４２０の主面に限られず、検出部の３辺の端面を補強板４６１で囲むこともできる。また、補強板４６１は、光導波路４１０、４２０またはシート状の被覆部材よりも幅広である。
【0175】
補強板４６１にも、光導波路４１０、４２０の第３貫通穴４０４と第４貫通穴４０５と連通する穴が設けることができる。この穴をねじ止めの固定穴として用いることができる。
【0176】
補強板４６１の固定方法は、ねじ止めに限られず、接着、両面テープ、挟み込むなどの方法により補強板４６１を固定面にもできる。
【0177】
なお、図示しないが、表示判別のため中継コネクタケース５８１または光導波路４１０、４２０のテープの表面、裏面にシール、シルク印刷、刻印などにより、文字を書くことができる。
【0178】
図５５Ａ～５５Ｃを用いて中継コネクタ部５８１の概形を説明したが、図５６Ｂを用いて、中継コネクタ部５８１にて、光導波路４１０、４２０と光ファイバ５６０、５６１との光結合を行う際の組み立て方法について簡単に説明する。図５６Ｂのような構成を採ることで、受光側光ファイバ５６１の先端部と受光用光導波路４２０の基端部との突き当てを効率よく行うことができる構成となる。
（図５６Ｂの中継コネクタ部の構成説明）
１．光ファイバ５６０、５６１（バンドルファイバ）の先端被覆を剥いて、ファイバアダプタ５６０ｂ、５６１ｂにバンドルファイバを一列に並べる。
２．光導波路４１０、４２０をテープ貼り合わせによって幅方向のピッチ間隔を決めて、光ファイバ５６０、５６１との結合部分を少し飛び出させる。
３．ファイバアダプタ５６０ｂ、５６１ｂをコネクタケース５８１に嵌めて、位置決めボス（楕円形上）で幅方向を位置決めする。
４．光導波路４１０、４２０をコネクタケース５８１に嵌めて、位置決めボス（楕円形上）で幅方向を位置決めする。
５．コネクタケース５８１に嵌合したファイバアダプタ５６０ｂ、５６１ｂと光導波路４１０、４２０を長手方向に移動し、光結合端面を突き当てるか、隙間を少し残る状態で、ファイバアダプタ５６０ｂ、５６１ｂと光導波路４１０、４２０の根元を固めの接着剤で固定し、光結合部を透明な弾性材や接着材で結合隙間を充填して固定する。
６．最後にコネクタケース５８１の蓋を閉める。このとき、接着剤、両面テープ、溶着により蓋が開かないようにしておく。
（図５６Ｂの中継コネクタ部の構成説明）
１．光ファイバ５６０、５６１（バンドルファイバ）の先端被覆を剥いて、ファイバアダプタ５６０ｂ、５６１ｂにバンドルファイバを一列に並べる。
２．光導波路４１０、４２０をテープ貼り合わせによって幅方向のピッチ間隔を決めて、光ファイバ５６０、５６１との結合部分を少し飛び出させる。
３．ファイバアダプタ５６０ｂ、５６１ｂをコネクタケース５８１に嵌めて、位置決めボス（楕円形上）で幅方向を位置決めする。
４．光導波路４１０、４２０をコネクタケース５８１に嵌めて、位置決めボス（楕円形上）で幅方向を位置決めする。
５．コネクタケース５８１に嵌合したファイバアダプタ５６０ｂ、５６１ｂと光導波路４１０、４２０を長手方向に移動し、光結合端面を突き当てるか、隙間を少し残る状態で、ファイバアダプタ５６０ｂ、５６１ｂと光導波路４１０、４２０の根元を固めの接着剤で固定し、光結合部を透明な弾性材や接着材で結合隙間を充填して固定する。
６．最後にコネクタケース５８１の蓋を閉める。このとき、接着剤、両面テープ、溶着により蓋が開かないようにしておく。
【0179】
図５７及び図５８に示す中継部分の第２例の構造のように、中継コネクタ部５９０を３部品で構成することもできる。中継コネクタ部５９０は、投光側光ファイバ５６０及び受光側光ファイバ５６１を保持する第１保持部材５９１と、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０を保持する第２保持部材５９２と、第１保持部材５９１及び第２保持部材５９２の間に配置される中間部材５９３とを備えている。
【0180】
図５８に示すように、第１保持部材５９１には、投光側光ファイバ５６０及び受光側光ファイバ５６１の先端部が挿入された状態で保持される保持孔５９１ａ、５９１ｂが形成されている。第２保持部材５９２には、投光用光導波路４１０及び受光用光導波路４２０の基端部が挿入された状態で保持される保持孔５９２ａ、５９２ｂが形成されている。
【0181】
第１保持部材５９１、中間部材５９３及び第２保持部材５９２は、ネジ５９４によって一体化されている。すなわち、ネジ５９４は、第１保持部材５９１側から当該第１保持部材５９１及び中間部材５９３を貫通した後、第２保持部材５９２に螺合する。ネジ５９４の位置は図５８に示す位置に限られるものではなく、例えば図５９に示す中継部分の第３例のように、投光側光ファイバ５６０と受光側光ファイバ５６１との間隔が広ければ、投光側光ファイバ５６０と受光側光ファイバ５６１との間にネジ５９４を設けることもできる。
【0182】
また、中継コネクタ５８０から延出させる光ファイバ５６０、５６１をフリーカットの光ファイバとしてもよい。フリーカットの光ファイバに対しては、フリーカット用の治具を用いることで光ファイバの長さを調整できる。
【0183】
また、中継部分の第１例ないし第３例においては、中継コネクタ部５８０から光学式センサ１側に延出する光ファイバ５６０、５６１として、細径の光ファイバを用いる場合は、光ファイバと光学式センサ１とを接続するためのアダプタを用いて光結合しやすくしてもよい。
【0184】
光ファイバ５６０、５６１のファイバ径は任意のものを用いることができる。光導波路の先端部と同様に、設置スペースの自由度をあげるため、中継コネクタ部５８０においても、薄型化は望まれる。光ファイバの径が大きいとその分、中継コネクタ５８０の厚みも増す。そのため、できるだけファイバ径は小さい方が良いが、光導波路との結合効率を考慮して自由に設計できる設計自由度がある。
【0185】
【0186】
また、光学式センサ１を図１に示すように、表示部３３４が上面に位置するように立てて設置する場合には、投光用穴３７６と受光用穴３７８は、筐体１０に対して縦方向に並んで配置され、光導波路の投光用経路および受光用経路は、シート状の横方向に並んでいる。そのため、縦方向に並んでいる２本を水平方向に並べることになるので、光学式センサ１と光導波路の先端との間において、縦に並んでいるものを横に並べるためのひねり部が必要となる。シート状の光導波路をひねるよりも、細い線状の光ファイバをひねるほうが容易であり、断線や光の漏れ、損失を低減できる。
【0187】
（迷光対策構造）
本実施形態に係る光検出ユニット４００には迷光対策が施されている。すなわち、例えば図１０に示すように、前提として、光検出ユニット４００は当該光検出ユニット４００から所定距離離れた所に設定された検出領域ＲにワークＷＫがあるか否かを検出可能なユニットであるが、例えば、図６０に示すように、検出領域ＲにはワークＷＫが無く、検出領域Ｒよりも光検出ユニット４００に近い所にワークＷＫＡが存在する場合が想定される。ワークＷＫＡが存在していると、光出射ミラー面４３２から出射された光は、ワークＷＫＡに照射されて反射した後、面４３５に入射する。面４３５に入射した光は、光取り出し部材４３０のコア４３０ａ内を受光側へ向けて進行し、受光側に形成されている面４３６に入射する。面４３６に入射した光は上へ反射してワークＷＫＡに照射され、ワークＷＫＡで反射した後、光入射ミラー面４３３に入射することがある。光入射ミラー面４３３に入射した光は光学式センサ１に達し、その結果、光学式センサ１は検出領域ＲにワークＷＫが無いのにあると判定してしまう。これが、迷光によって誤判定が起こる原理である。
本実施形態に係る光検出ユニット４００には迷光対策が施されている。すなわち、例えば図１０に示すように、前提として、光検出ユニット４００は当該光検出ユニット４００から所定距離離れた所に設定された検出領域ＲにワークＷＫがあるか否かを検出可能なユニットであるが、例えば、図６０に示すように、検出領域ＲにはワークＷＫが無く、検出領域Ｒよりも光検出ユニット４００に近い所にワークＷＫＡが存在する場合が想定される。ワークＷＫＡが存在していると、光出射ミラー面４３２から出射された光は、ワークＷＫＡに照射されて反射した後、面４３５に入射する。面４３５に入射した光は、光取り出し部材４３０のコア４３０ａ内を受光側へ向けて進行し、受光側に形成されている面４３６に入射する。面４３６に入射した光は上へ反射してワークＷＫＡに照射され、ワークＷＫＡで反射した後、光入射ミラー面４３３に入射することがある。光入射ミラー面４３３に入射した光は光学式センサ１に達し、その結果、光学式センサ１は検出領域ＲにワークＷＫが無いのにあると判定してしまう。これが、迷光によって誤判定が起こる原理である。
【0188】
ここで、図６１に示すように、光取り出し部材４３０に光出射ミラー面４３２を形成する際には、例えば回転する円形の切削具７００を光取り出し部材４３０に当て、切削具７００の刃先７００ａによって光取り出し部材４３０の一部を削る。これにより、光出射ミラー面４３２を得ることができるが、同時に面４３５も形成されることになる。この面４３５の角度は切削具７００の刃先７００ａによって設定することができるが、図６０に示すような角度であると、上述した迷光による誤判定が起こり得る。
【0189】
図６２は、迷光による誤判定が起こらないようにする第１の迷光対策が施された例を示している。第１の迷光対策は、光出射ミラー面４３２を得る際に形成された面４３５の角度が特徴となっている。すなわち、光出射ミラー面４３２における上側の縁部４３２ａから下側へ向けて延びる面４３５が光取り出し部材４３０に形成されており、この面４３５の角度は、検出領域Ｒよりも近い領域にあるワークＷＫＡから反射した光を受光しない角度とされている。具体的には、ワークＷＫＡから反射した光が、面４３５よりも光入射ミラー面４３３側（図の左側）に入射するように、面４３５が急峻な面となっている。これにより、ワークＷＫＡから反射した光が光取り出し部材４３０に入射しても、入射方向に進むだけであり、光入射ミラー面４３３へ到達するのを抑制できる。ワークＷＫＡから反射した光は光取り出し部材４３０に入射した後、下側被覆部材４５０に到達することで当該下側被覆部材４５０に吸収される。つまり、ワークＷＫＡから反射した光を下側被覆部材４５０に到達させることができるように面４３５の角度が設定されており、このような角度を持つ面４３５は、ワークＷＫＡから反射した光が光入射ミラー面４３３に到達するのを抑制する迷光抑制部であり、光取り出し部材４３０に迷光抑制部が設けられているといえる。また、面４３５は、光入射ミラー面４３３に入る迷光を除去する迷光除去部と呼ぶこともできる。尚、光入射ミラー面４３３及び面４３５は、切削具７００以外にも例えばレーザー加工法等によって形成してもよい。
【0190】
また、図６２では、光入射ミラー面４３３の形成の際に光出射側と同様に面４３６が形成されるが、この面４３６も面４３５と同様に急峻な面とすることができる。
【0191】
図６３は、第２の迷光対策が施された例を示している。第２の迷光対策では、ワークＷＫＡから反射した光が光入射ミラー面４３３に到達するのを抑制する迷光抑制溝４３７を光取り出し部材４３０に形成している。迷光抑制溝４３７は、光取り出し部材４３０の光出射ミラー面４３２と光入射ミラー面４３３との間に位置付けられている。迷光抑制溝４３７は、光取り出し部材４３０における上側、即ちワークＷＫの検出領域Ｒが存在する側に開口している。迷光抑制溝４３７の内面は、光出射側の側面４３７ａと、光入射側の側面４３７ｂとを含んでいる。側面４３７ａと側面４３７ｂとは、迷光抑制溝４３７の開口から離れるに従って互いに接近しており、反開口側（下側）において互いに連続してＶ字状断面を形成している。
【0192】
図６３の例では、検出領域Ｒよりも近い領域にあるワークＷＫＡから反射した光は、面４３５に入射して光取り出し部材４３０のコア４３０ａ内を受光側へ向けて進行する。コア４３０ａ内を受光側へ向けて進行した光は、迷光抑制溝４３７の側面４３７ａに入射し、当該側面４３７ａで反射して下へ向かい、下側被覆部材４５０に到達する。下側被覆部材４５０に到達した光は当該下側被覆部材４５０に吸収される。これにより、ワークＷＫＡから反射した光が光取り出し部材４３０に入射しても、光入射ミラー面４３３に到達しなくなる。つまり、迷光抑制溝４３７の側面４３７ａは、ワークＷＫＡから反射した光が光入射ミラー面４３３に到達するのを抑制する迷光抑制部、または、光入射ミラー面４３３に入る迷光を除去する迷光除去部と呼ぶことができる。
【0193】
また、迷光抑制溝４３７の側面４３７ａ及び側面４３７ｂは、平滑なミラー面であってもよいし、多数の凹凸を有する面や粗い面であってもよい。凹凸を有する面や粗い面とすることで、光を乱反射させて減衰させることができる。多数の凹凸を有する面や粗い面は、光を減衰させることから光減衰面と呼ぶことができる。この場合、光取り出し部材４３０の光出射ミラー面４３２と光入射ミラー面４３３との間に、光減衰面を設けた構成となる。
【0194】
図６４は、第３の迷光対策が施された例を示している。第３の迷光対策では、ワークＷＫＡから反射した光が光入射ミラー面４３３に到達するのを抑制する迷光抑制溝４３８を第２の迷光対策のものとは反対側に形成している。迷光抑制溝４３８は、光取り出し部材４３０における下側、即ちワークＷＫの検出領域Ｒが存在する側とは反対側に開口している。迷光抑制溝４３８の内面は、光出射側の側面４３８ａと、光入射側の側面４３８ｂとを含んでいる。側面４３８ａと側面４３８ｂとは、迷光抑制溝４３８の開口から離れるに従って互いに接近しており、反開口側（上側）において互いに連続してＶ字状断面を形成している。迷光抑制溝４３８の側面４３８ａ及び側面４３８ｂは、上記光減衰面で構成されている。
【0195】
図６４の例では、検出領域Ｒよりも近い領域にあるワークＷＫＡから反射した光は、面４３５に入射して光取り出し部材４３０のコア４３０ａ内を受光側へ向けて進行する。コア４３０ａ内を受光側へ向けて進行した光は、迷光抑制溝４３８の側面４３８ａに入射する。側面４３８ａは光減衰面で構成されていることから、光が減衰する。
【0196】
側面４３８ａに入射した光を減衰させて当該側面４３８ａからワークＷＫＡへ出射する成分が無くなってもよいし、当該側面４３８ａからワークＷＫＡへ出射する成分があってもよい。側面４３８ａからワークＷＫＡへ出射する成分は、光減衰面の効果によって少なくなっており、図６４に破線で示している。側面４３８ａからワークＷＫＡへ出射した光はワークＷＫＡで反射して迷光抑制溝４３８の側面４３８ｂに入射する。この側面４３８ｂも光減衰面であるため、側面４３８ｂに入射した光も減衰されて更に弱まる。側面４３８ｂで反射された成分があれば、面４３６に入射してワークＷＫＡに照射される。その後、ワークＷＫＡから反射された光が光入射ミラー面４３３に入射することがあるが、その光は既に大きく減衰しているので、光学式センサ１での判定閾値よりも弱い光となっており、従って、誤判定を抑制できる。このように、複数の光減衰面を光取り出し部材４３０の光出射ミラー面４３２と光入射ミラー面４３３との間に設けてもよい。
【0197】
なお、図６３および６４に示す、迷光抑制溝４３７、迷光抑制溝４３８は、開口側から反対側の面の近傍近くに底面が位置する深さの溝であるが、溝の深さは特に問わない。溝が深い方が迷光を抑制または除去しやすい。
【0198】
図６５は、第４の迷光対策が施された例を示している。第４の迷光対策では、ワークＷＫＡから反射した光が光入射ミラー面４３３に到達するのを抑制する迷光抑制部材８００を設けている。迷光抑制部材８００は、光取り出し部材４３０の光出射ミラー面４３２と光入射ミラー面４３３との間に設けることができる。すなわち、光取り出し部材４３０の光出射ミラー面４３２と光入射ミラー面４３３との間には、迷光抑制部材８００が収容される収容溝４３９が形成されている。この収容溝４３９は、光取り出し部材４３０の上側に開口していてもよいし、下側に開口していてもよい。収容溝４３９は深い方が好ましい。
【0199】
迷光抑制部材８００は、例えば光を吸収する部材や遮光部材等であり、例えば被覆部材４４０、４５０の材料と同様な材料で構成することができる。迷光抑制部材８００を、迷光を除去することができる部材であることから、迷光除去部材と呼んでもよい。これらの迷光抑制部材は、迷光抑制部の一種として用いることができる。また、迷光除去部材は、迷光抑制部の一種として用いることができる。
【0200】
図６５に示す例では、検出領域Ｒよりも近い領域にあるワークＷＫＡから反射した光は、面４３５に入射して光取り出し部材４３０のコア４３０ａ内を受光側へ向けて進行する。コア４３０ａ内を受光側へ向けて進行した光は、迷光抑制部材８００に入射し、迷光抑制部材８００によって吸収され、または遮光されるので、光入射ミラー面４３３側へ進行する成分が無くなる。迷光抑制部材８００を入射した光の全てを吸収しなくてもよい。その場合は光入射ミラー面４３３に弱い光が入射することになるが、光学式センサ１での判定閾値よりも弱い光となっているので、誤判定を抑制できる。
【0201】
このように、第１～４の迷光対策を施した例においては、光取り出し部材４３０の上側被覆部材４４０や下側被覆部材４５０などで反射を繰り返すことで迷光を弱くし、迷光対策をとる例である。
【0202】
図６６は、第５の迷光対策が施された例を示している。第５の迷光対策では、光取り出し部材４３０に、迷光抑制パターンまたは迷光除去パターンを描くようにコア４３０ａを形成している。すなわち、光取り出し部材４３０には複数のコア４３０ａが形成されており、隣合うコア４３０ａ、４３０ａの間には、クラッド４３０ｂが設けられている。各コア４３０ａは、光検出ユニット４００の先端へ向けて斜めに延びている。これにより、検出領域よりも近い領域にあるワークから反射した光は、面４３５に入射して光取り出し部材４３０のコア４３０ａに達すると、当該コア４３０ａを通って光検出ユニット４００の先端へ向けて進行して外部へ照射される。この場合、光取り出し部材４３０の先端を覆う被覆部材を設けてもよい。被覆部材は、例えば上側被覆部材４４０のように光不透過性を有する部材で構成できる。迷光除去パターンは、光取り出し部材４３０に迷光除去部を設けた一例である。また、迷光抑制パターンは、光取り出し部材４３０に迷光抑制部を設けた一例である。
【0203】
このように、第５の迷光対策を施した例においては、光取り出し部材４３０内で生じた迷光を先端側または基端側に逃がすことで迷光対策をとる例である。
【0204】
（実施形態の作用効果）
本実施形態によれば、光導波路４１０、４２０が水平方向に幅広のシート状をなしており、鉛直方向に層状に設けられたコア４１１、４２１とクラッド４１２、４２２とを有しているので、光導波路４１０、４２０を薄くしながら、光導波路４１０、４２０の光量を確保することが可能になる。この光導波路４１０、４２０のクラッド４１２、４２２がシート状の被覆部材４４０、４５０により覆われており、この被覆部材４４０、４５０が取付対象に対する設置面となるので、薄い光導波路４１０、４２０を取付対象に容易に設置することが可能になる。
本実施形態によれば、光導波路４１０、４２０が水平方向に幅広のシート状をなしており、鉛直方向に層状に設けられたコア４１１、４２１とクラッド４１２、４２２とを有しているので、光導波路４１０、４２０を薄くしながら、光導波路４１０、４２０の光量を確保することが可能になる。この光導波路４１０、４２０のクラッド４１２、４２２がシート状の被覆部材４４０、４５０により覆われており、この被覆部材４４０、４５０が取付対象に対する設置面となるので、薄い光導波路４１０、４２０を取付対象に容易に設置することが可能になる。
【0205】
また、光導波路４１０、４２０をコネクタ部５００によって光学式センサ１に接続することができる。コネクタ部５００は、光学式センサ１に対して着脱自在に取り付けられているので、必要に応じて光検出ユニット４００を光学式センサ１に接続することや、光検出ユニット４００の交換等が容易になる。
【0206】
また、光検出ユニット４００は、被覆部材、コネクタ部、中継コネクタ部等により投受光側が一体となっており、ユニットとして取り扱いが容易となる。
【0207】
上述の実施形態はあらゆる点で単なる例示に過ぎず、限定的に解釈してはならない。さらに、特許請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、全て本発明の範囲内のものである。
【産業上の利用可能性】
【0208】
以上説明したように、本発明は、例えば物品の有無等を検出する場合に使用することができる。
【符号の説明】
【0209】
１ 光学式センサ
１０４ 発光素子
２０４ 受光素子
３０８ａ 信号生成部
３７６ 投光用穴（投光用接続部）
３７８ 受光用穴（受光用接続部）
４００ 光検出ユニット
４０２～４０５ 第１～第４挿通孔（被固定部）
４１０ 投光用光導波路
４１１ コア
４１２ クラッド
４２０ 受光用光導波路
４２１ コア
４２２ クラッド
４４０ 上側被覆部材
４３０ 光取り出し部材
４３２ 光出射ミラー面（光出射部）
４３３ 光入射ミラー面（光入射部）
４５０ 下側被覆部材
４６１ 補強板（補強金属）
５００ コネクタ部
５０２ 投光側凸部
５０３ 受光側凸部
５６０ 投光側光ファイバ
５６０ａ 光ファイバ線
５６１ 受光側光ファイバ
５６１ａ 光ファイバ線
５８２ 投光側ロッドレンズ
５８３ 受光側ロッドレンズ
５８５ 表示灯
５８８ 中間コネクタ部の貫通穴
１０４ 発光素子
２０４ 受光素子
３０８ａ 信号生成部
３７６ 投光用穴（投光用接続部）
３７８ 受光用穴（受光用接続部）
４００ 光検出ユニット
４０２～４０５ 第１～第４挿通孔（被固定部）
４１０ 投光用光導波路
４１１ コア
４１２ クラッド
４２０ 受光用光導波路
４２１ コア
４２２ クラッド
４４０ 上側被覆部材
４３０ 光取り出し部材
４３２ 光出射ミラー面（光出射部）
４３３ 光入射ミラー面（光入射部）
４５０ 下側被覆部材
４６１ 補強板（補強金属）
５００ コネクタ部
５０２ 投光側凸部
５０３ 受光側凸部
５６０ 投光側光ファイバ
５６０ａ 光ファイバ線
５６１ 受光側光ファイバ
５６１ａ 光ファイバ線
５８２ 投光側ロッドレンズ
５８３ 受光側ロッドレンズ
５８５ 表示灯
５８８ 中間コネクタ部の貫通穴
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8A】
【図8B】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23A】
【図23B】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27A】
【図27B】
【図28】
【図29】
【図30】
【図31】
【図32】
【図33】
【図34】
【図35】
【図36A】
【図36B】
【図37】
【図38A】
【図38B】
【図39】
【図40】
【図41】
【図42】
【図43】
【図44】
【図45】
【図46】
【図47】
【図48】
【図49】
【図50】
【図51】
【図52】
【図53】
【図54】
【図55A】
【図55B】
【図55C】
【図56A】
【図56B】
【図57】
【図58】
【図59】
【図60】
【図61】
【図62】
【図63】
【図64】
【図65】
【図66】