JP2000266542A - 光学式傾斜センサ - Google Patents
光学式傾斜センサInfo
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】発光素子及び受光素子の中心とレンズの光軸を
一致させることができず、理想的な平行光を得られない
とともに受光素子上に形成される被検出物による反射光
のスポットも不鮮明なものとなりＳ／Ｎ比が低下し、傾
斜に対する検出感度が低下するという問題点を解決す
る。 【解決手段】投光部６と受光部７にそれぞれ独立したレ
ンズ５ａを設けたことにより、発光素子及び受光素子の
光学的中心をレンズの光軸と一致させることができるた
め、発光素子からの放射光が理想的な平行光となるとと
もに受光素子上に形成される被検出物による反射光のス
ポットも輪郭が鮮明なものとなる。発光中心部に窓部が
形成されこの窓部の外周に電極が形成されたＬＥＤを発
光素子として用い発光源を小さなものとすることによ
り、レンズとの焦点距離を短くすることができ製品の小
型化が可能になり理想的な放射光を得られる。
一致させることができず、理想的な平行光を得られない
とともに受光素子上に形成される被検出物による反射光
のスポットも不鮮明なものとなりＳ／Ｎ比が低下し、傾
斜に対する検出感度が低下するという問題点を解決す
る。 【解決手段】投光部６と受光部７にそれぞれ独立したレ
ンズ５ａを設けたことにより、発光素子及び受光素子の
光学的中心をレンズの光軸と一致させることができるた
め、発光素子からの放射光が理想的な平行光となるとと
もに受光素子上に形成される被検出物による反射光のス
ポットも輪郭が鮮明なものとなる。発光中心部に窓部が
形成されこの窓部の外周に電極が形成されたＬＥＤを発
光素子として用い発光源を小さなものとすることによ
り、レンズとの焦点距離を短くすることができ製品の小
型化が可能になり理想的な放射光を得られる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は被検出物の傾斜を光
により測定する光学式傾斜センサに関するものであり、
詳細には、この光学式傾斜センサにおけるＳ／Ｎ比の向
上を可能とする構成に係るものである。
により測定する光学式傾斜センサに関するものであり、
詳細には、この光学式傾斜センサにおけるＳ／Ｎ比の向
上を可能とする構成に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の光学式傾斜センサ９０の
例を示すものが図４であり、基板９１上にはＬＥＤなど
による発光素子９２と、ホトダイオードなどによる受光
素子９３とがチップの状態で前記基板９１上の配線パタ
ーン９１ａの所定位置に一方の電極がマウントされ、他
方の電極をワイヤー９４により他の配線パターン９１ａ
に接続している。このとき、前記受光素子９３は感光面
９３ａと感光面９３ｂとを有する二分割のものが採用さ
れており、実質的に複数の受光素子を有する受光素子群
となっている。
例を示すものが図４であり、基板９１上にはＬＥＤなど
による発光素子９２と、ホトダイオードなどによる受光
素子９３とがチップの状態で前記基板９１上の配線パタ
ーン９１ａの所定位置に一方の電極がマウントされ、他
方の電極をワイヤー９４により他の配線パターン９１ａ
に接続している。このとき、前記受光素子９３は感光面
９３ａと感光面９３ｂとを有する二分割のものが採用さ
れており、実質的に複数の受光素子を有する受光素子群
となっている。
【０００３】このように基板９１上にマウントが行なわ
れた発光素子９２と受光素子９３とは図５に示すように
不透明樹脂のトランスファーモールドなどにより前記発
光素子９２と前記受光素子９３の間に遮光壁９５ａを有
し、投光及び受光側方向に開口９５ｂを設けたケース９
５を形成し、前記開口９５ｂには前記発光素子９２と前
記受光素子９３の中心に光軸を有する１つの凸レンズ９
６が透明樹脂のトランスファーモールドなどにより形成
されている。
れた発光素子９２と受光素子９３とは図５に示すように
不透明樹脂のトランスファーモールドなどにより前記発
光素子９２と前記受光素子９３の間に遮光壁９５ａを有
し、投光及び受光側方向に開口９５ｂを設けたケース９
５を形成し、前記開口９５ｂには前記発光素子９２と前
記受光素子９３の中心に光軸を有する１つの凸レンズ９
６が透明樹脂のトランスファーモールドなどにより形成
されている。
【０００４】以上のように構成された光学式傾斜センサ
９０は、図６に示すように前方に存在する被検出物８０
に対して発光素子９２から放射された光は前記凸レンズ
９６により略平行光となり投射するものとなり、このと
きに前記被検出物８０に傾きを生じていなければ前記発
光素子９２からの反射光は前記凸レンズ９６を介して前
記受光素子９３の感光面９３ａと感光面９３ｂとに均等
に達するものとなる。
９０は、図６に示すように前方に存在する被検出物８０
に対して発光素子９２から放射された光は前記凸レンズ
９６により略平行光となり投射するものとなり、このと
きに前記被検出物８０に傾きを生じていなければ前記発
光素子９２からの反射光は前記凸レンズ９６を介して前
記受光素子９３の感光面９３ａと感光面９３ｂとに均等
に達するものとなる。
【０００５】また、もしも被検出物８０に傾きを生じて
いれば、反射光の方向が傾き、感光面９３ａと感光面９
３ｂとに異なる光量が達するものとなるので、前記受光
素子９３の出力から被検出物８０に生じている傾斜の方
向及び傾斜の程度が検出できるものとなる。
いれば、反射光の方向が傾き、感光面９３ａと感光面９
３ｂとに異なる光量が達するものとなるので、前記受光
素子９３の出力から被検出物８０に生じている傾斜の方
向及び傾斜の程度が検出できるものとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記し
た従来の光学式傾斜センサ９０においては、１つの凸レ
ンズ９６により光の出射及び受光を行なっているので、
前記発光素子９２及び受光素子９３は前記凸レンズ９６
の光軸よりずれた位置に配置されるため、前記発光素子
９２から放射された光は前記凸レンズ９６により理想的
な平行光とはならず、前記被検出物８０の反射率や距離
が変化したときに前記受光素子９３上に形成される反射
光によるスポットにずれが生じ特性に影響を与えるもの
となる。
た従来の光学式傾斜センサ９０においては、１つの凸レ
ンズ９６により光の出射及び受光を行なっているので、
前記発光素子９２及び受光素子９３は前記凸レンズ９６
の光軸よりずれた位置に配置されるため、前記発光素子
９２から放射された光は前記凸レンズ９６により理想的
な平行光とはならず、前記被検出物８０の反射率や距離
が変化したときに前記受光素子９３上に形成される反射
光によるスポットにずれが生じ特性に影響を与えるもの
となる。
【０００７】また、前記のように共用する凸レンズ９６
を使用しているため、前記ケース９５に形成される遮光
壁９５ａの高さは前記発光素子９２又は受光素子９３の
高さ程度にしかすることができず、このため前記凸レン
ズ９６により反射を生じ、この光が前記受光素子９３に
入ることにより出力に対するＳ／Ｎ比が低下し、傾斜に
対する検出感度が低下するものとなる問題点を生じてい
る。
を使用しているため、前記ケース９５に形成される遮光
壁９５ａの高さは前記発光素子９２又は受光素子９３の
高さ程度にしかすることができず、このため前記凸レン
ズ９６により反射を生じ、この光が前記受光素子９３に
入ることにより出力に対するＳ／Ｎ比が低下し、傾斜に
対する検出感度が低下するものとなる問題点を生じてい
る。
【０００８】さらに、前記発光素子９２は通常ＬＥＤが
用いられるが、このＬＥＤは光出射面の略中央に一方の
電極９２ａを有し、この電極９２ａの周囲より光が放出
されるものであるため、比較的大きな発光源となってし
まいレンズに対する集光度が悪く、又、前記電極９２ａ
への配線のためにワイヤー９４を用いているため、この
ワイヤー９４が影となり、理想的な発光が得らず、高い
精度が要求されるこの種の光学式傾斜センサ９０におい
ては重大な問題となっていた。
用いられるが、このＬＥＤは光出射面の略中央に一方の
電極９２ａを有し、この電極９２ａの周囲より光が放出
されるものであるため、比較的大きな発光源となってし
まいレンズに対する集光度が悪く、又、前記電極９２ａ
への配線のためにワイヤー９４を用いているため、この
ワイヤー９４が影となり、理想的な発光が得らず、高い
精度が要求されるこの種の光学式傾斜センサ９０におい
ては重大な問題となっていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明は前記した従来の
課題を解決するための具体的手段として、発光素子と複
数の受光素子とが一体の基板内に配置され、これらを覆
うケースを有する光学式傾斜センサにおいて、前記ケー
スは前記発光素子及び複数の前記受光素子である受光素
子群に対応した投光部及び受光部を有し、前記投光部と
前記受光部にはそれぞれ独立したレンズを有することを
特徴とする光学式傾斜センサを提供することで課題を解
決するものである。
課題を解決するための具体的手段として、発光素子と複
数の受光素子とが一体の基板内に配置され、これらを覆
うケースを有する光学式傾斜センサにおいて、前記ケー
スは前記発光素子及び複数の前記受光素子である受光素
子群に対応した投光部及び受光部を有し、前記投光部と
前記受光部にはそれぞれ独立したレンズを有することを
特徴とする光学式傾斜センサを提供することで課題を解
決するものである。
【００１０】さらに良好な具体的手段としては、前記発
光素子が発光中心部に窓部が形成された電極を有するＬ
ＥＤとするものである。
光素子が発光中心部に窓部が形成された電極を有するＬ
ＥＤとするものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に本発明を図に示す実施形態に
基づいて詳細に説明する。図１及び図２に符号１で示す
ものは本発明に係る光学式傾斜センサであり、基板２上
に形成した所定の配線パターン２ａ上に発光素子である
発光ダイオード３（以下、ＬＥＤ３とする）及び複数の
受光素子である受光素子群として２分割ホトダイオード
４（以下、２分割ＰＤ４とする）を所定位置にマウント
し、両素子をケース５により覆っている点は従来例のも
のと同様であり、又、被検出物（ここでの図示は省略す
る、図６を参照）の検出を行なうときの動作原理も従来
例のものと同様である。
基づいて詳細に説明する。図１及び図２に符号１で示す
ものは本発明に係る光学式傾斜センサであり、基板２上
に形成した所定の配線パターン２ａ上に発光素子である
発光ダイオード３（以下、ＬＥＤ３とする）及び複数の
受光素子である受光素子群として２分割ホトダイオード
４（以下、２分割ＰＤ４とする）を所定位置にマウント
し、両素子をケース５により覆っている点は従来例のも
のと同様であり、又、被検出物（ここでの図示は省略す
る、図６を参照）の検出を行なうときの動作原理も従来
例のものと同様である。
【００１２】ここで、本発明においては前記光学式セン
サ１のケース５に投光部６及び受光部７を形成し、前記
投光部６及び受光部７にはそれぞれ独立した凸レンズ５
ａを形成している。また、前記ケース５の投光部６及び
受光部７の間には不透明材料により遮光壁８を形成して
いる。
サ１のケース５に投光部６及び受光部７を形成し、前記
投光部６及び受光部７にはそれぞれ独立した凸レンズ５
ａを形成している。また、前記ケース５の投光部６及び
受光部７の間には不透明材料により遮光壁８を形成して
いる。
【００１３】さらに詳細に説明すると、本実施形態の場
合、前記ケース５は透光性の樹脂により前記投光部６及
び受光部７に設ける凸レンズ５ａと、さらに前記した遮
光壁８とをトランスファーモールドなどにより一体的に
形成するものである。
合、前記ケース５は透光性の樹脂により前記投光部６及
び受光部７に設ける凸レンズ５ａと、さらに前記した遮
光壁８とをトランスファーモールドなどにより一体的に
形成するものである。
【００１４】このようにして形成された前記ケース５の
凸レンズ５ａは、投光部６の場合前記基板２上に配置さ
れたＬＥＤ３の中心に光軸が位置するように配置し、受
光部７の場合には前記２分割ＰＤ４の中心すなわち両感
光面４ａ、４ｂの間に光軸が位置するように配置する。
凸レンズ５ａは、投光部６の場合前記基板２上に配置さ
れたＬＥＤ３の中心に光軸が位置するように配置し、受
光部７の場合には前記２分割ＰＤ４の中心すなわち両感
光面４ａ、４ｂの間に光軸が位置するように配置する。
【００１５】次に、発光素子として用いるＬＥＤ３は、
従来例においてはＬＥＤ３の略中心に円形状の電極を有
するものであったのに対し、本発明においては図３に示
すように、ＬＥＤ３の発光面となる側に形成する電極３
ａを、前記ＬＥＤ３の略中心に光が透過する窓部３ｂを
有するものとしている。
従来例においてはＬＥＤ３の略中心に円形状の電極を有
するものであったのに対し、本発明においては図３に示
すように、ＬＥＤ３の発光面となる側に形成する電極３
ａを、前記ＬＥＤ３の略中心に光が透過する窓部３ｂを
有するものとしている。
【００１６】ついで、以上の構成とした本発明の光学式
傾斜センサ１の作用及び効果について説明する。前記凸
レンズ５ａが投光部６及び受光部７のそれぞれに独立し
て設けられたことにより、投光部６側では、ＬＥＤ３の
発光中心と前記凸レンズ５ａの光軸を一致させることが
できるものとなり、前記ＬＥＤ３から外部に放射される
光は理想的な平行光となり、鋭いビーム形状が確保され
るものとなる。
傾斜センサ１の作用及び効果について説明する。前記凸
レンズ５ａが投光部６及び受光部７のそれぞれに独立し
て設けられたことにより、投光部６側では、ＬＥＤ３の
発光中心と前記凸レンズ５ａの光軸を一致させることが
できるものとなり、前記ＬＥＤ３から外部に放射される
光は理想的な平行光となり、鋭いビーム形状が確保され
るものとなる。
【００１７】また、受光部７側でも前記２分割ＰＤ４の
感光面４ａと４ｂの中間に前記凸レンズ５ａの光軸を配
置することができ、前記ＬＥＤ３からの反射光を正確に
前記感光面４ａ、４ｂ上に結像でき結像されるスポット
も鮮明な輪郭を有するものとなる。
感光面４ａと４ｂの中間に前記凸レンズ５ａの光軸を配
置することができ、前記ＬＥＤ３からの反射光を正確に
前記感光面４ａ、４ｂ上に結像でき結像されるスポット
も鮮明な輪郭を有するものとなる。
【００１８】さらに、遮光壁８が前記凸レンズ５ａの近
傍まで形成できるものとなるので、前記凸レンズ５ａで
の反射などノイズ光が低減されるものとなりＳ／Ｎ比が
向上し、これらにより被検出物８０の傾斜に対する検出
感度が向上するものとなる。
傍まで形成できるものとなるので、前記凸レンズ５ａで
の反射などノイズ光が低減されるものとなりＳ／Ｎ比が
向上し、これらにより被検出物８０の傾斜に対する検出
感度が向上するものとなる。
【００１９】そして、前記ＬＥＤ３の電極形状を上記の
ようにし発光源を小さなものとすることにより、前記凸
レンズ５ａに対する集光度を上げることができるものと
なり、前記凸レンズ５ａと前記ＬＥＤ３の焦点距離を短
くでき、製品の小型化が可能なものとなる。
ようにし発光源を小さなものとすることにより、前記凸
レンズ５ａに対する集光度を上げることができるものと
なり、前記凸レンズ５ａと前記ＬＥＤ３の焦点距離を短
くでき、製品の小型化が可能なものとなる。
【００２０】なお、本発明では、複数の受光素子とは１
つの受光素子内に複数の感光面が形成された上記実施形
態のような２分割ＰＤなども含むものであり、要は受光
部が複数設けられており、これらの出力により被検出物
の傾斜方向及び傾斜の程度が検出できるものであれば良
い。そしてこの複数の受光素子を受光素子群とし、この
受光素子群に対して、１つのレンズを設けるものであ
る。
つの受光素子内に複数の感光面が形成された上記実施形
態のような２分割ＰＤなども含むものであり、要は受光
部が複数設けられており、これらの出力により被検出物
の傾斜方向及び傾斜の程度が検出できるものであれば良
い。そしてこの複数の受光素子を受光素子群とし、この
受光素子群に対して、１つのレンズを設けるものであ
る。
【００２１】また、上記実施形態では、ケース５を透明
樹脂により凸レンズ５ａと一体的に形成した例を示した
が、前記ケース５を不透明樹脂により形成し、前記投光
部６及び受光部７の位置に前記基板１まで貫通する孔を
形成し、表面に凸レンズ５ａを形成するか、前記貫通す
る孔を透明樹脂により充填し、表面を凸レンズ形状とす
ることも可能である。
樹脂により凸レンズ５ａと一体的に形成した例を示した
が、前記ケース５を不透明樹脂により形成し、前記投光
部６及び受光部７の位置に前記基板１まで貫通する孔を
形成し、表面に凸レンズ５ａを形成するか、前記貫通す
る孔を透明樹脂により充填し、表面を凸レンズ形状とす
ることも可能である。
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では光学式
傾斜センサのケースに発光素子及び複数の受光素子であ
る受光素子群に対応した投光部及び受光部を有し、前記
投光部と前記受光部にはそれぞれ独立したレンズを有す
ることにより、発光素子及び受光素子の中心と前記レン
ズの光軸を一致させることができるものとなり、投光部
においては理想的な平行光である鋭いビームを得ること
ができ、受光部においては結像されるスポットが鮮明な
輪郭を有するものとなり、さらに遮光壁が充分な高さ形
成することが可能であるため、ノイズ光が低減されるも
のとなる。
傾斜センサのケースに発光素子及び複数の受光素子であ
る受光素子群に対応した投光部及び受光部を有し、前記
投光部と前記受光部にはそれぞれ独立したレンズを有す
ることにより、発光素子及び受光素子の中心と前記レン
ズの光軸を一致させることができるものとなり、投光部
においては理想的な平行光である鋭いビームを得ること
ができ、受光部においては結像されるスポットが鮮明な
輪郭を有するものとなり、さらに遮光壁が充分な高さ形
成することが可能であるため、ノイズ光が低減されるも
のとなる。
【００２３】また、前記発光素子を発光中心部に窓部が
形成された電極を有するＬＥＤとし発光源を小さなもの
とすることにより、レンズとの焦点距離を短くすること
ができ製品の小型化が可能になるとともに、この電極と
配線パターンの電気的な接続のためのワイヤーによる影
が生じないため理想的な放射光を得られるものとなり、
Ｓ／Ｎ比の向上による検出感度の向上あるいは検出精度
向上などが得られるものとなる。
形成された電極を有するＬＥＤとし発光源を小さなもの
とすることにより、レンズとの焦点距離を短くすること
ができ製品の小型化が可能になるとともに、この電極と
配線パターンの電気的な接続のためのワイヤーによる影
が生じないため理想的な放射光を得られるものとなり、
Ｓ／Ｎ比の向上による検出感度の向上あるいは検出精度
向上などが得られるものとなる。
【図１】 本発明に係る光学式傾斜センサの要部を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図２】 同じく本発明に係る光学式傾斜センサを示す
斜視図である。
斜視図である。
【図３】 本発明に係る発光素子を示す斜視図である。
【図４】 従来の光学式傾斜センサの要部を示す斜視図
である。
である。
【図５】 同じく従来の光学式傾斜センサを示す説明図
である。
である。
【図６】 同じく従来の光学式傾斜センサの動作原理を
示す説明図である。
示す説明図である。
１……光学式傾斜センサ ２……基板 ２ａ……配線パターン ３……ＬＥＤ ３ａ……電極 ３ｂ……窓部 ４……２分割ＰＤ ４ａ……感光面 ４ｂ……感光面 ５……ケース ５ａ……凸レンズ ６……投光部 ７……受光部 ８……遮光壁
フロントページの続き (72)発明者 吉田 健一 神奈川県横浜市青葉区荏田西２−14−１ スタンレー電気株式会社横浜技術センター 内 Ｆターム(参考） 5F089 BA05 BB02 BC11 BC22 CA03
Claims (2)
- 【請求項１】 発光素子と複数の受光素子とが一体の基
板内に配置され、これらを覆うケースを有する光学式傾
斜センサにおいて、前記ケースは前記発光素子及び複数
の前記受光素子である受光素子群に対応した投光部及び
受光部を有し、前記投光部と前記受光部にはそれぞれ独
立したレンズを有することを特徴とする光学式傾斜セン
サ。 - 【請求項２】 前記発光素子は発光中心部に窓部が形成
された電極を有するＬＥＤであることを特徴とする請求
項１記載の光学式傾斜センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7388899A JP2000266542A (ja) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | 光学式傾斜センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7388899A JP2000266542A (ja) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | 光学式傾斜センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000266542A true JP2000266542A (ja) | 2000-09-29 |
Family
ID=13531213
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7388899A Pending JP2000266542A (ja) | 1999-03-18 | 1999-03-18 | 光学式傾斜センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000266542A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005033051A (ja) * | 2003-07-08 | 2005-02-03 | Sharp Corp | チルト角検出光結合装置およびそれを備えた電子機器 |
| KR200452496Y1 (ko) | 2008-10-30 | 2011-03-03 | 주식회사 케이티 | 조정관이 구비된 틸트기 |
| JP2019058451A (ja) * | 2017-09-27 | 2019-04-18 | 京セラ株式会社 | 光学センサ装置 |
-
1999
- 1999-03-18 JP JP7388899A patent/JP2000266542A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005033051A (ja) * | 2003-07-08 | 2005-02-03 | Sharp Corp | チルト角検出光結合装置およびそれを備えた電子機器 |
| KR200452496Y1 (ko) | 2008-10-30 | 2011-03-03 | 주식회사 케이티 | 조정관이 구비된 틸트기 |
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