JP2009264784A - 測距センサ - Google Patents

Abstract

【課題】検出対象物との距離に対する出力特性について、透光板からの正反射光による影響を受けることを効果的に防止でき、これにより、検出感度を向上させることができ、さらに、検出対象物との距離に比例する傾向を示す出力特性を得ることができ、これにより、検出精度を向上させることができる測距センサを提供する。
【解決手段】発光素子１１と、発光用レンズ１２と、受光素子１３と、受光用レンズ１４と、これらの部材が配設されたセンサケース１５，１５ａ〜１５ｅとを備えた測距センサ１０ａ〜１０ｉにおいて、発光素子１１及び発光用レンズ１２は、検出対象物Ｑの光照射面Ｑａとの仮想垂線δを基準にして発光素子１１から出射される検出出射光Ｌ１の光軸に角度を付けるように配置されている。また、受光素子１３は、該受光素子１３の受光面１３ａが仮想垂線δに対して平行になるように配置されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、検出対象物の有無や検出対象物までの距離を検出するために用いることができる光電式測距センサに関する。

従来の測距センサとして、例えば、検出対象物を検出するための検出出射光を出射する発光素子と、検出対象物と発光素子との間に配置される発光用レンズと、検出対象物から反射した検出反射光を受光する受光素子と、検出対象物と受光素子との間に配置される受光用レンズとを備えた光電式の測距センサがある。

図１１は、従来の測距センサの一例の検出状態を示す概略側面図である。図１１に示す従来の測距センサ１０ａ’は、発光素子１１の発光面１１ａから垂直に出射した検出出射光Ｌ１を発光用レンズ１２の中心に通過させた後、検出対象物Ｑの光照射面Ｑａに垂直に投射し、該光照射面Ｑａで反射した検出反射光Ｌ２を受光用レンズ１４に通過させた後、受光面１３ａが発光素子１１の発光面１１ａと平行に配置された受光素子１３で受光するようになっている。

かかる従来の測距センサ１０ａ’は、検出対象物Ｑの光照射面Ｑａに平行な面を有するガラス板等の透光板を間にして該検出対象物Ｑを検出することがある。しかし、この場合、次のような問題がある。以下、従来の測距センサ１０ａ’が複写機等の画像形成装置における原稿有無検出センサとして使用される場合を例にとって説明する。

図１２は、従来の測距センサ１０ａ’を画像形成装置における原稿有無検出センサとして使用した一例を説明するための図であって、図１２（ａ）は、該測距センサ１０ａ’の検出状態を示す概略側面図であり、図１２（ｂ）は、該測距センサ１０ａ’の検出対象物Ｑとの距離Ｂに対する出力特性を示す図である。なお、図１２（ａ）中ｄは検出対象物Ｑの検出距離範囲を示している。図１２（ａ）において、図１１に示す部材と実質的に同じ構成、作用を有する部材には同一符号を付し、その説明を省略する。後述する図１３（ａ）、図１４（ａ）及び図１５（ａ）についても同様である。

図１２（ａ）に示すように、従来の測距センサ１０ａ’は、画像形成装置における原稿有無検出センサとして使用される場合、通常、検出対象物（ここでは原稿）Ｑとの間に、検出対象物Ｑを載置する透光板（例えばガラス板等の原稿台）Ｓが介在され、検出出射光Ｌ１が透光板Ｓを通過して検出対象物Ｑの光照射面Ｑａに垂直に投射されると、受光素子１３には、検出対象物Ｑの光照射面Ｑａから反射した検出反射光Ｌ２だけでなく、透光板Ｓの光照射面Ｓａから正反射した正反射光Ｌ３が入射されてしまう。このため、図１２（ｂ）に示すように、正反射光Ｌ３が測距センサ１０ａ’の検出対象物Ｑとの距離Ｂに対する出力特性αに対して悪影響を及ぼし、出力特性（検出感度）が低下することになる（出力特性β参照）。

また、従来の測距センサは、次のような問題もある。図１３は、従来の測距センサ１０ａ’の他の問題点を説明するための図であって、図１３（ａ）は、該測距センサ１０ａ’を構成する部材の相対位置関係を示す概略側面図であり、図１３（ｂ）は、該測距センサ１０ａ’の検出対象物Ｑとの距離Ｂに対する出力特性を示す図である。

図１３（ｂ）に示すように、従来の測距センサ１０ａ’は、検出対象物Ｑとの距離Ｂに対する出力特性αが距離Ｂの逆数に比例（距離Ｂに反比例）する傾向にあり、それだけリニア性（検出精度）が低下し易い。

すなわち、図１３（ａ）に示すように、発光用レンズ１２及び受光用レンズ１４の中心間の受発光用レンズ間距離をＡ、発光用レンズ１２の中心と検出対象物Ｑの光照射面Ｑａとの検出距離をＢ、発光素子１１の光出射部と受光素子１３の検出反射光Ｌ２が入射される位置との間の距離Ｃから受発光用レンズ間距離Ａを差し引いた入射距離（スポット距離）をａ、受光用レンズ１４の焦点距離をｂとすると、次の式（１）の関係が成り立つ。

ここで、受発光用レンズ間距離Ａ及び受光用レンズ１４の焦点距離ｂは固定された値であるので、式（１）のとおり、スポット距離ａは検出距離Ｂの逆数に比例（検出距離Ｂに反比例）する傾向を示す。つまり、近距離側のスポット変位量（すなわち単位距離当たりの出力の変化量）が大きく、遠距離側へ行くほどスポット変位量が小さくなる傾向を示す。

この点に関し、下記特許文献１，２には、受光素子の受光面が発光素子から出射される検出出射光の光軸に対して平行になるように該受光素子を配置することで、検出対象物との距離に対する出力特性のリニア性を向上させる測距センサが提案されている。

図１４は、特許文献１，２に記載の測距センサに対応する基本構成の測距センサ１０ｂ’を説明するための図であって、図１４（ａ）は、該測距センサ１０ｂ’を構成する部材の相対位置関係を示す概略側面図であり、図１４（ｂ）は、該測距センサ１０ｂ’の検出対象物Ｑとの距離Ｂに対する出力特性を示す図である。

図１４（ｂ）に示すように、測距センサ１０ｂ’は、検出対象物Ｑとの距離Ｂに対する出力特性α’が距離Ｂに比例する傾向にあり、リニア性が向上する。

すなわち、図１４（ａ）に示すように、発光用レンズ１２及び受光用レンズ１４の中心間の受発光用レンズ間距離をＡ、発光用レンズ１２の中心と検出対象物Ｑの光照射面Ｑａとの検出距離をＢ、受光用レンズ１４の焦点距離（スポット距離）をｂ、発光素子１１の光出射部と受光素子１３の検出反射光Ｌ２が入射される位置との間の距離Ｃから受発光用レンズ間距離Ａを差し引いた入射距離をａとすると、次の式（２）の関係が成り立つ。

ここで、受発光用レンズ間距離Ａ及び入射距離ａは固定された値であるので、式（２）のとおり、スポット距離ｂは検出距離Ｂに比例する傾向を示す。

ところが、図１４（ａ）に示す測距センサ１０ｂ’では、検出対象物Ｑとの距離Ｂに比例した傾向があることで出力特性のリニア性（検出精度）が向上するものの、透光板Ｓを間にして検出対象物Ｑを検出する場合には、前述したような問題が解消されているわけではない。

図１５は、図１４（ａ）に示す測距センサ１０ｂ’を画像形成装置における原稿有無検出センサとして使用した一例を説明するための図であって、図１５（ａ）は、該測距センサ１０ｂ’の検出状態を示す概略側面図であり、図１５（ｂ）は、該測距センサ１０ｂ’の検出対象物Ｑとの距離Ｂに対する出力特性を示す図である。

図１５（ａ）に示すように、図１４（ａ）に示す測距センサ１０ｂ’が透光板Ｓを間にして検出対象物Ｑを検出すると、受光素子１３には、検出対象物Ｑの光照射面Ｑａから反射した検出反射光Ｌ２だけでなく、透光板Ｓの光照射面Ｓａから正反射した正反射光Ｌ３が入射されてしまう。このため、図１５（ｂ）に示すように、正反射光Ｌ３が測距センサ１０ｂ’の検出対象物Ｑとの距離Ｂに対する出力特性α’に対して悪影響を及ぼし、出力特性（検出感度）が低下することになる（出力特性β’参照）。
特許第３０５８２９９号公報 特開平４−１４０６０４号公報

そこで、本発明は、検出対象物の有無や検出対象物までの距離を検出するための測距センサであって、前記検出対象物の光照射面に平行な面を有するガラス板等の透光板を間にして該検出対象物を検出する場合であっても、該検出対象物との距離に対する出力特性について、前記透光板からの正反射光による影響を受けることを効果的に防止でき、これにより、検出感度を向上させることが可能な測距センサを提供することを一の目的とする。

さらに、本発明は、検出対象物との距離に比例する傾向を示す出力特性を得ることができ、これにより、検出精度を向上させることが可能な測距センサを提供することを他の目的とする。

本発明は、前記課題を解決するために、検出対象物を検出するための検出出射光を出射する発光素子と、前記検出対象物と前記発光素子との間に配置される発光用レンズと、前記検出対象物から反射した検出反射光を受光する受光素子と、前記検出対象物と前記受光素子との間に配置される受光用レンズと、これらの部材が配設されるケース構造とを備えた測距センサにおいて、前記発光素子及び前記発光用レンズは、前記検出対象物の光照射面との仮想垂線を基準にして前記発光素子から出射される検出出射光の光軸に角度を付けるように配置されていることを特徴とする測距センサを提供する。

本発明に係る測距センサによれば、前記発光素子及び前記発光用レンズは、前記検出対象物の光照射面との仮想垂線を基準にして前記発光素子から出射される検出出射光の光軸に角度を付けるように配置されているので、前記検出対象物の光照射面に平行な面を有するガラス板等の透光板を間にして該検出対象物を検出する場合であっても、前記検出対象物との間に介在する前記透光板の光照射面から正反射した正反射光の前記受光素子への入射を抑制することができ、従って、前記検出対象物との距離に対する出力特性について、前記透光板からの正反射光による影響を受けることを効果的に防止でき、これにより検出感度を向上させることができる。

本発明に係る測距センサにおいて、前記受光素子は、該受光素子の受光面が前記検出対象物の光照射面との仮想垂線に対して平行になるように配置されていることが好ましい。

この特定事項により、前記出力特性を前記検出対象物との距離に比例する傾向にすることができ、これにより、リニア性（検出精度）を向上させることができる。

本発明に係る測距センサの具体的態様として次のものを例示できる。すなわち、
（ａ）前記発光用レンズと前記検出対象物との間（例えば前記発光用レンズの前面）に反射板が配置されている態様、
（ｂ）前記受光用レンズと前記受光素子との間に反射板が配置されている態様、
（ｃ）前記（ａ）及び（ｂ）の態様を組み合わせた態様である。

前記（ａ）から（ｃ）の態様のように反射板を配置した構成では、限られたスペースで前記発光素子から前記受光素子に至る光路長を稼ぐことができ、これにより、小型化、省スペース化を実現することができる。

ところで、測距センサの検出対象物との距離に対する出力特性のばらつきは、一般的に、受発光素子と受発光用レンズとの相対位置関係のばらつきが原因とされることが多い。従って、発光素子と受光素子、発光用レンズと発光素子、受光用レンズと受光素子の位置精度を向上させることが好ましい。かかる観点から、前記発光素子や前記受光素子の構造及び前記ケース構造は、次のような構造とすることができる。すなわち、
本発明に係る測距センサにおいて、前記発光素子を搭載した発光素子搭載基板を備えている場合には、前記ケース構造は、前記発光素子搭載基板と前記受光素子とを前記発光素子搭載基板の素子搭載面及び前記受光素子の受光面が垂直になるように保持する構造を有する態様を例示できる。

この特定事項により、前記発光素子搭載基板と前記受光素子との位置ばらつきを抑えることができ、これにより、これらの位置精度を向上させることができる。

本発明に係る測距センサにおいて、前記発光素子を搭載した発光素子搭載基板と、前記受光素子を搭載した受光素子搭載基板とを備え、前記発光素子搭載基板と前記受光素子搭載基板とは別々に組み立てられたものである場合には、前記ケース構造は、前記発光素子搭載基板と前記受光素子搭載基板とを前記発光素子搭載基板の素子搭載面及び前記受光素子搭載基板の素子搭載面が垂直になるように保持する構造を有する態様を例示できる。

この特定事項により、前記発光素子搭載基板と前記受光素子搭載基板との位置ばらつきを抑えることができ、これにより、これらの位置精度を向上させることができる。

この場合、さらに具体的には、前記発光素子搭載基板及び前記受光素子搭載基板は、リードピンを介して半田付けにて固定され且つ電気的に接続されている態様、或いは、基板パターンを介して半田付けにて固定され且つ電気的に接続されている態様を例示できる。

本発明に係る測距センサにおいて、前記発光素子をモールドした発光素子モールド品と、前記発光素子モールド品を搭載した発光素子モールド品搭載基板と、前記受光素子をモールドした受光素子モールド品とを備えている場合には、前記受光素子モールド品は、該受光素子モールド品の受光面及び前記発光素子モールド品の発光面が垂直になるように該発光素子モールド品に固定されていることが好ましい。この場合、前記ケース構造は、前記受光素子モールド品を前記発光素子モールド品に固定した状態の前記発光素子モールド品搭載基板を保持する構造を有する態様を例示できる。

この特定事項により、前記発光素子モールド品搭載基板における前記発光素子モールド品と、前記受光素子モールド品との位置ばらつきを抑えることができ、これにより、これらの位置精度を向上させることができる。

本発明に係る測距センサにおいて、前記発光素子と前記受光素子とを該発光素子の発光面及び該受光素子の受光面が垂直になるようにモールドした受発光素子一体モールド品を備えている場合には、前記ケース構造は、前記受発光素子一体モールド品と前記発光用レンズと前記受光用レンズとをこれらの相対位置関係が一定になるように保持する構造を有する態様を例示できる。

この特定事項により、前記受発光素子一体モールド品と前記発光用レンズと前記受光用レンズとの位置ばらつきを抑えることができ、これにより、これらの位置精度を向上させることができる。

以上説明したように、本発明に係る測距センサによると、前記検出対象物の光照射面との仮想垂線を基準にして前記発光素子から出射される検出出射光の光軸に角度を付けるように前記発光素子及び前記発光用レンズを配置することで、前記透光板を間にして前記検出対象物を検出する場合であっても、該検出対象物との距離に対する出力特性について、前記透光板からの正反射光による影響を受けることを効果的に防止でき、これにより、検出感度を向上させることができる。

さらに、本発明に係る測距センサによると、前記受光素子の受光面が前記検出対象物の光照射面との仮想垂線に対して平行になるように該受光素子を配置することで、前記検出対象物との距離に比例する傾向を示す出力特性を得ることができ、これにより、検出精度を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

以下、図１から図４を参照しながら第１から第４実施形態の測距センサ１０ａ〜１０ｄにおける各部材の配置構成を中心に説明した後、図５から図９を参照しながら第５から第９実施形態の測距センサ１０ｅ〜１０ｉにおける発光素子１１や受光素子１３の構造及びケース構造を中心に説明する。

図１から図９に示す本発明の実施形態に係る測距センサ１０ａ〜１０ｉは、発光素子１１、発光用レンズ１２、受光素子１３、受光用レンズ１４及びセンサケース１５を備えている。

発光素子１１は、検出対象物Ｑを検出するためのものであり、検出出射光Ｌ１を出射するようになっている。発光用レンズ１２は、検出対象物Ｑと発光素子１１との間の光路上に配置されるものである。受光素子１３は、検出対象物Ｑから反射した検出反射光Ｌ２を受光するものであり、検出反射光Ｌ２を電気信号に変換するようになっている。受光用レンズ１４は、検出対象物Ｑと受光素子１３との間の光路上に配置されるものである。また、センサケース１５は、発光素子１１、発光用レンズ１２、受光素子１３及び受光用レンズ１４が配設されるものであり、発光素子１１からの迷光（漏れ光）が受光素子１３側に回り込まないようになっている。

測距センサ１０ａ〜１０ｉは、本実施の形態では、画像形成装置における原稿有無検出センサとして使用されるものであり、検出対象物（ここでは原稿）Ｑとの間に、検出対象物Ｑを載置する透光板（ここでは透明なガラス板等の原稿台）Ｓが介在されている。

そして、発光素子１１及び発光用レンズ１２は、検出対象物Ｑの光照射面Ｑａとの仮想垂線δを基準して発光素子１１から出射される検出出射光Ｌ１の光軸に所定の角度θ（図１から図４参照）を付けるように配置されている。ここで、光軸とは、発光素子１１の光出射部及び発光用レンズ１２の中心を通る直線をいう。

（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る測距センサ１０ａを説明するための図であって、図１（ａ）は、該測距センサ１０ａの検出状態を示す概略側面図であり、図１（ｂ）は、該測距センサ１０ａの検出対象物Ｑとの距離Ｂに対する出力特性を示す図である。

本第１実施形態の測距センサ１０ａにおいては、発光素子１１及び発光用レンズ１２は、仮想垂線δを基準して、発光素子１１から発光用レンズ１２を通過して検出対象物Ｑへ直接入射される検出出射光Ｌ１の光軸に所定の角度θ（例えば、該発光素子１１の光指向性以上の角度）を付けるように配置されている。

なお、測距センサ１０ａは、ここでは、仮想垂線δを基準して受光素子１３側とは反対方向に検出出射光Ｌ１の光軸に角度θをつけて発光素子１１から該検出出射光Ｌ１を出射するように構成されている。なお、発光素子１１は、ここでは、発光面１１ａが検出対象物Ｑの光照射面Ｑａとの仮想垂線δに垂直になるように配置されている。また、受光素子１３は、ここでは、受光面１３ａが検出対象物Ｑの光照射面Ｑａとの仮想垂線δに垂直になるように配置されている。

測距センサ１０ａでは、発光素子１１から出射した検出出射光Ｌ１を発光素子１１及び発光用レンズ１２の配置構成によって仮想垂線δに対して光軸に角度θを付けるように発光用レンズ１２に通過させた後、透光板Ｓを通して検出対象物Ｑに投射する。そして、この検出対象物Ｑの光照射面Ｑａで反射した検出反射光Ｌ２を受光用レンズ１４に通過させた後、受光素子１３で受光する。

この測距センサ１０ａによれば、発光素子１１及び発光用レンズ１２は、仮想垂線δを基準して検出出射光Ｌ１の光軸に角度θを付けるように配置されているので、例えば、画像形成装置における原稿有無検出センサとして使用される場合であっても、検出対象物Ｑとの間に介在するガラス板等の透光板Ｓの光照射面Ｓａから正反射した正反射光（鏡面光）Ｌ３の受光素子１３への入射を抑制することができ、従って、検出対象物Ｓとの距離Ｂに対する出力特性（以下、単に出力特性という）について、透光板Ｓからの正反射光Ｌ３による影響を受けることを効果的に防止でき、これにより検出感度を向上させることができる。特に、発光素子１１及び発光用レンズ１２が仮想垂線δを基準して検出出射光Ｌ１の光軸に該発光素子１１の光指向性以上の角度を付ける場合には、正反射光Ｌ３の受光素子１３への入射を十分抑制でき、それだけ出力特性の正反射光Ｌ３による影響をなくすことができ、より一層の検出感度の向上を図ることができる。

さらに、図１（ｂ）に示すように、従来の測距センサの正反射光による影響がない場合での出力特性α（破線）に比較して、本第１実施形態の測距センサ１０ａの出力特性α１（実線）では、スポット変位量（すなわち単位距離当たりの出力の変化量）を大きくでき、それだけ検出感度を向上させることができる。

（第２実施形態）
図２は、第２実施形態に係る測距センサ１０ｂを説明するための図であって、図２（ａ）は、該測距センサ１０ｂの検出状態を示す概略側面図であり、図２（ｂ）は、該測距センサ１０ｂの出力特性を示す図である。

本第２実施形態に係る測距センサ１０ｂは、第１実施形態に係る測距センサ１０ａにおいて、受光素子１３は、受光面１３ａが検出対象物Ｑの光照射面Ｑａとの仮想垂線δに対して平行になるように且つ発光素子１１側を向くように配置されている。

この測距センサ１０ｂによれば、発光素子１１及び発光用レンズ１２は、仮想垂線δを基準して検出出射光Ｌ１の光軸に角度θを付けるように配置されているので、第１実施形態の測距センサ１０ａと同様の作用効果を奏することができる。加えて、受光素子１３は、受光面１３ａが検出対象物Ｑの光照射面Ｑａとの仮想垂線δに対して平行になるように配置されているので、図２（ｂ）に示すように、出力特性α２を検出対象物Ｑとの距離Ｂに比例する傾向にすることができ、それだけリニア性（検出精度）を向上させることができる。

（第３実施形態）
図３は、第３実施形態に係る測距センサ１０ｃを説明するための図であって、該測距センサ１０ｃの検出状態を示す概略側面図である。なお、図３中ｄは検出対象物Ｑの検出距離範囲を示している。

本第３実施形態に係る測距センサ１０ｃにおいては、発光用レンズ１２からの検出出射光Ｌ１の光路上（ここでは発光用レンズ１２の前面）に反射板（ここでは反射ミラー）１６が配置されている。そして、反射板１６は、発光素子１１から発光用レンズ１２を通過した検出出射光Ｌ１が検出対象物Ｑへ投射するように配置されている。

詳しくは、発光素子１１及び発光用レンズ１２は、仮想垂線δを基準して発光素子１１から発光用レンズ１２を通過して反射板１６に直接入射される検出出射光Ｌ１の光軸に所定の角度θ（ここでは９０度の角度）を付けるように配置されている。なお、発光素子１１は、ここでは、発光面１１ａが検出対象物Ｑの光照射面Ｑａとの仮想垂線δに平行になるように配置されている。発光素子１１及び発光用レンズ１２は、ここでは、発光素子１１の発光面１１ａから垂直に出射した検出出射光Ｌ１を発光用レンズ１２の中心に通過させるように配置されている。また、受光素子１３は、ここでは、受光面１３ａが検出対象物Ｑの光照射面Ｑａとの仮想垂線δに平行になるように配置されている。

そして、反射板１６は、発光用レンズ１２からの検出出射光Ｌ１を検出対象物Ｑへ向けて反射する検出光Ｌ１’を光軸が仮想垂線δに平行になるように配置されている。

測距センサ１０ｃでは、発光素子１１から出射した検出出射光Ｌ１を発光素子１１及び発光用レンズ１２の配置構成によって仮想垂線δに対して光軸に角度θ（ここでは９０度の角度）を付けるように発光用レンズ１２に通過させた後、反射板１６に投射し、反射板１６にて反射した検出光Ｌ１’を検出対象物Ｑへ向けて仮想垂線δに対して平行に投射する。そして、この検出対象物Ｑの光照射面Ｑａで反射した検出反射光Ｌ２を受光用レンズ１４に通過させた後、受光素子１３で受光する。

この測距センサ１０ｃによれば、発光素子１１及び発光用レンズ１２は、仮想垂線δを基準して検出出射光Ｌ１の光軸に角度θ（ここでは９０度の角度）を付けるように配置されているので、第１実施形態の測距センサ１０ａと同様の作用効果を奏することができる。加えて、発光用レンズ１２と検出対象物Ｑとの間の光路上（ここでは発光用レンズ１２の前面）に反射板１６が配置されているので、限られたスペースで発光用レンズ１２から検出対象物Ｑに至る光路長を稼ぐことができ、それだけ省スペース化を実現することができる。例えば、従来は搭載不可能であった各種の用途にも使用することが可能となる。

しかも、受光素子１３は、受光面１３ａが検出対象物Ｑの光照射面Ｑａとの仮想垂線δに対して平行になるように配置されているので、第２実施形態の測距センサ１０ｂと同様の作用効果、つまり、図２（ｂ）に示すように、出力特性α２を検出対象物Ｑとの距離Ｂに比例する傾向にすることができ、それだけリニア性（検出精度）を向上させることができる。

（第４実施形態）
図４は、第４実施形態に係る測距センサ１０ｄを説明するための図であって、図４（ａ）は、該測距センサ１０ｄの検出状態を示す概略側面図であり、図４（ｂ）は、該測距センサ１０ｄにおける反射板１７部分を拡大した拡大側面図である。

本第４実施形態に係る測距センサ１０ｄにおいては、反射板１７（ここでは反射ミラー）を備え、受光用レンズ１４からの検出反射光Ｌ２の光路上に反射板１７が配置されている。そして、反射板１７は、検出対象物Ｑの光照射面Ｑａから透光板Ｓ及び受光用レンズ１４を通過した検出反射光Ｌ２が受光素子１３の受光面１３ａへ入射するように配置されている。

詳しくは、測距センサ１０ｄは、第１実施形態に係る測距センサ１０ａにおいて、受光面１３ａが検出対象物Ｑの光照射面Ｑａとの仮想垂線δに平行になるように且つ発光素子１１とは反対側を向くように受光素子１３を配置すると共に、受光用レンズ１４からの検出反射光Ｌ２が受光素子１３の受光面１３ａへ入射するように反射板１７を配置したものである。

測距センサ１０ｄでは、発光素子１１から出射した検出出射光Ｌ１を発光素子１１及び発光用レンズ１２の配置構成によって仮想垂線δに対して光軸に角度θを付けるように発光用レンズ１２に通過させた後、検出対象物Ｑに投射する。そして、この検出対象物Ｑの光照射面Ｑａで反射した検出反射光Ｌ２を受光用レンズ１４に通過させた後、反射板１７に投射し、該反射板１７にて反射した検出反射光Ｌ２を受光素子１３で受光する。

この測距センサ１０ｄによれば、発光素子１１及び発光用レンズ１２は、仮想垂線δを基準して検出出射光Ｌ１の光軸に角度θを付けるように配置されているので、第１実施形態の測距センサ１０ａと同様の作用効果を奏することができる。加えて、受光用レンズ１４と受光素子１３との間の光路上に反射板１７が配置されているので、図４（ｂ）に示すように、限られたスペースで、受光用レンズ１４から受光素子１３に至る光路長を小型化可能距離ｅだけ稼ぐことができ、それだけセンサの小型化を図ることができる。これにより、例えば、従来は搭載不可能であった用途にも使用することが可能となる。なお、図４（ｂ）中の二点鎖線は、反射板１７を設けなかった場合での反射光Ｌ２及び受光素子１３を示している。

しかも、受光素子１３は、受光面１３ａが検出対象物Ｑの光照射面Ｑａとの仮想垂線δに対して平行になるように配置されているので、第２実施形態の測距センサ１０ｂと同様の作用効果、つまり、図２（ｂ）に示すように、出力特性α２を検出対象物Ｑとの距離Ｂに比例する傾向にすることができ、それだけリニア性（検出精度）を向上させることができる。

（出力特性について）
図１０は、第１から第４実施形態に係る測距センサ１０ａ〜１０ｄの各出力特性を併せて説明するための図であって、図１０（ａ）は、従来の測距センサと比較した第１から第４実施形態の測距センサ１０ａ〜１０ｄの出力特性を示す図であり、図１０（ｂ）は、第１実施形態の測距センサ１０ａと比較した第２から第４実施形態に係る測距センサ１０ｂ〜１０ｄの出力特性を示す図である。

第１から第４実施形態の測距センサ１０ａ〜１０ｄでは、仮想垂線δを基準に検出出射光Ｌ１の光軸に角度θを付けるような発光素子１１及び発光用レンズ１２の配置としているため、正反射光Ｌ３による影響を抑制できる上、図１０（ａ）に示すように、従来の測距センサの正反射光による影響がない場合での出力特性α（破線）に比べて、出力特性α１（実線）のスポット変位量（すなわち単位距離当たりの出力の変化量）を大きくでき、これにより検出感度を向上させることができる。しかも、第２から第４実施形態の測距センサ１０ｂ〜１０ｄでは、受光面１３ａが検出対象物Ｑの光照射面Ｑａとの仮想垂線δに平行になるように受光素子１３を配置しているため、出力特性α２（一点鎖線）が検出対象物Ｑとの距離Ｂに比例する傾向を示し、これによりリニア性（検出精度）を向上させることができる。

また、図１０（ｂ）に示すように、第１実施形態の測距センサ１０ａでは、出力特性α１（実線）の遠距離側の検出距離範囲ｆでは出力変化量が小さいため、測定誤差が大きくなり易い。従って、検出距離範囲ｆでの検出（例えば距離検出）を要する用途には、例えば、出力特性α１を出力特性α１’（二点鎖線）の如く遠距離側にシフトするように発光素子１１及び受光素子１３の配置を変更する必要がある。

この点、第２から第４実施形態の測距センサ１０ｂ〜１０ｄでは、正反射光Ｌ３による影響を抑制できる上、出力特性α２（一点鎖線）が検出対象物Ｑとの距離Ｂに比例する傾向を示し、リニア性を有しているため、発光素子１１及び受光素子１３の配置を変更することなく、広範囲にわたり精度よく検出（例えば距離検出）を行うことが可能となる。さらに、有効検出距離の範囲を長くすることができ、検出距離の異なる幅広い用途にも使用することが可能となる。

次に、出力特性のばらつきを効果的に防止し得る発光素子１１や受光素子１３の構造及びケース構造とされた第５から第９実施形態の測距センサ１０ｅ〜１０ｉについて説明する。

（第５実施形態）
図５に示す第５実施形態の測距センサ１０ｅにおいては、発光素子１１を搭載した発光素子搭載基板２１ａを備えている。

図５は、第５実施形態に係る測距センサ１０ｅを説明するための図であって、図５（ａ）は、発光用レンズ１２及び受光用レンズ１４を設けたセンサケース１５ａに発光素子搭載基板２１ａ及び受光素子１３を取り付ける状態を示す分解透視図であり、図５（ｂ）は、該測距センサ１０ｅの平面図であり、図５（ｃ）は、受光素子１３が設けられた発光素子搭載基板２１ａの側面図であり、図５（ｄ）は、図５（ｂ）のｂ−ｂ’断面図である。

本第５実施形態に係る測距センサ１０ｅのセンサケース１５ａは、発光素子搭載基板２１ａと受光素子１３とを発光素子搭載基板２１ａの素子搭載面２１２及び受光素子１３の受光面１３ａが垂直になるように保持するケース構造を有している。かかる構成を備えた測距センサ１０ｅでは、発光素子搭載基板２１ａと受光素子１３との位置ばらつきを抑えることができ、これにより、発光素子搭載基板２１ａ上の発光素子１１と、受光素子１３との位置精度、さらには、これら部材１１，１３と、センサケース１５ａに装着された発光用レンズ１２及び受光用レンズ１４との位置精度を向上させることができる。

詳しくは、発光素子１１及び受光素子１３は、発光素子搭載基板２１ａの長手方向（図中矢印Ｘ方向）に沿って並設されるようになっている。

発光素子１１は、ここでは、発光面１１ａが発光素子搭載基板２１ａの素子搭載面２１２に平行になるように取り付けられている。受光素子１３は、ここでは、リード端子１３ｂを有しており、受光面１３ａが発光素子搭載基板２１ａの素子搭載面２１２に垂直になるようにリード端子１３ｂが基板２１ａに半田付けにて固定され且つ電気的に接続されるようになっている。

センサケース１５ａは、一の面が開放された箱型形状とされており、開放側とは反対側の底板に発光用レンズ１２及び受光用レンズ１４が長手方向Ｘに沿って並設され且つ外部に臨むように装着されている。また、センサケース１５ａには、長手方向Ｘにおいて受光用レンズ１４を基準に発光用レンズ１２とは反対側の該受光用レンズ１４近傍に受光素子１３を挿入して収容するための受光素子収容部１５０が形成されている。そして、センサケース１５ａは、発光素子搭載基板２１ａの側端面２１１と当接する内周壁面１５１を有している。これにより、発光素子搭載基板２１ａをセンサケース１５ａに対して長手方向Ｘ及び幅方向（図中矢印Ｚ方向）に位置ずれしないように移動不能とし、位置決め固定することができる。さらに、センサケース１５ａは、受光素子収容部１５０の周縁頂部において、発光素子搭載基板２１ａの素子搭載面２１２に当接する当接面１５２を有しており、ビスや係合爪等の固定部材で発光素子搭載基板２１ａの高さ方向（図中矢印Ｙ方向）の移動を規制するようになっている。これにより、発光素子搭載基板２１ａをセンサケース１５ａに対して高さ方向Ｙに位置ずれしないように移動不能とし、位置決め固定することができる。このように、センサケース１５ａは、発光素子搭載基板２１ａをセンサケース１５ａに対して長手方向Ｘ及び高さ方向Ｙ並びに幅方向Ｚに移動不能とすることができるため、容易に発光素子１１及び受光素子１３の位置決めを行うことが可能となる。

この測距センサ１０ｅは、次のようにして作製することができる。すなわち、まず、高さ方向Ｙにおける受光素子１３の位置決めのために、センサケース１５ａの受光素子収容部１５０に受光素子１３を挿入する。次に、受光素子収容部１５０に受光素子１３を収容したセンサケース１５ａに発光素子搭載基板２１ａを挿入し、リード端子１３ｂを基板２１ａに半田付けする。こうすることで、受光素子１３の位置ばらつきを抑えることができると共に、受光素子１３及び発光素子搭載基板２１ａの位置決めを確実に行うことができる。また、発光素子１１及び受光素子１３を発光素子搭載基板２１ａの同一平面上に配置にすることで、配置精度を向上させることができる。

なお、発光素子１１の光出射部と発光用レンズ１２の中心とは、発光素子１１の発光面１１ａに直交する方向に対してずれている態様を例示できる。但し、それに限定されるものではなく、例えば、図３に示す第３実施形態に係る測距センサ１０ｃの場合のように、発光素子１１の光出射部と発光用レンズ１２の中心とが発光素子１１の発光面１１ａに直交する方向に対して揃っていてもよい。このことは、後述する第６から第９実施形態の測距センサ１０ｆ〜１０ｉの場合も同様である。

（第６及び第７実施形態）
図６及び図７に示す第６及び第７実施形態の測距センサ１０ｆ，１０ｇにおいては、それぞれ、発光素子１１，１１を搭載した発光素子搭載基板２１ｂ，２１ｃと、受光素子１３，１３を搭載した受光素子搭載基板２２，２２とを備えている。これら発光素子搭載基板２１ｂ，２１ｃと受光素子搭載基板２２，２２とは別々に組み立てられたものである。

図６及び図７は、それぞれ、第６及び第７実施形態に係る測距センサ１０ｆ，１０ｇを説明するための図である。図６及び図７において、図５に示す部材と実質的に同じ構成、作用を有する部材には同一符号を付している。後述する図８及び図９についても同様である。

図６（ａ）は、発光用レンズ１２及び受光用レンズ１４を設けたセンサケース１５ｂに発光素子搭載基板２１ｂ及び受光素子搭載基板２２を取り付ける状態を示す分解透視図であり、図６（ｂ）は、該測距センサ１０ｆの平面図であり、図６（ｃ）は、受光素子搭載基板２２が設けられた発光素子搭載基板２１ｂの側面図であり、図６（ｄ）は、図６（ｂ）のｂ−ｂ’断面図である。

また、図７（ａ）は、発光用レンズ１２及び受光用レンズ１４を設けたセンサケース１５ｃに発光素子搭載基板２１ｃ及び受光素子搭載基板２２を取り付ける状態を示す分解透視図であり、図７（ｂ）は、該測距センサ１０ｇの平面図であり、図７（ｃ）は、受光素子搭載基板２２が設けられた発光素子搭載基板２１ｃの側面図であり、図７（ｄ）は、図７（ｂ）のｂ−ｂ’断面図であり、図７（ｅ）は、受光素子搭載基板２２の基板パターン２２ｃ部分を拡大して示す図であり、図７（ｆ）は、発光素子搭載基板２１ｃの基板パターン２１ｃ’部分を拡大して示す図である。

本第６及び第７実施形態に係る測距センサ１０ｆ，１０ｇのセンサケース１５ｂ，１５ｃは、それぞれ、発光素子搭載基板２１ｂ，２１ｃと受光素子搭載基板２２，２２とを発光素子搭載基板２１ｂ，２１ｃの素子搭載面２１２，２１２及び受光素子搭載基板２２，２２の素子搭載面２２２，２２２が垂直になるように保持する構造を有している。かかる構成を備えた測距センサ１０ｆ，１０ｇでは、発光素子搭載基板２１ｂ，２１ｃと受光素子搭載基板２２，２２との位置ばらつきを抑えることができ、これにより、発光素子搭載基板２１ｂ，２１ｃ上の発光素子１１，１１と、受光素子搭載基板２２，２２上の受光素子１３，１３との位置精度、さらには、これら部材１１，１３と、センサケース１５ｂ，１５ｃに装着された発光用レンズ１２，１２及び受光用レンズ１４，１４との位置精度を向上させることができる。

（第６実施形態）
図６に示す第６実施形態の測距センサ１０ｆにおいては、詳しくは、発光素子１１及び受光素子１３は、発光素子搭載基板２１ｂの長手方向（図中矢印Ｘ方向）に沿って並設されるようになっている。

発光素子１１は、ここでは、発光面１１ａが発光素子搭載基板２１ｂの素子搭載面２１２に平行になるように取り付けられている。受光素子１３は、ここでは、受光面１３ａが受光素子搭載基板２２の素子搭載面２２２に平行になるように取り付けられている。受光素子搭載基板２２は、ここでは、リードピン２２ｂを有している。リードピン２２ｂは、一端部２２ｂ’が受光素子搭載基板２２に、他端部２２ｂ”が発光素子搭載基板２１ｂに電気的に接続されるようになっている。そして、受光素子搭載基板２２は、受光面１３ａが発光素子搭載基板２１ｂの素子搭載面２１２に垂直になるようにリードピン２２ｂが基板２１ｂに半田付けにて固定され且つ電気的に接続されるようになっている。

センサケース１５ｂは、一の面が開放された箱型形状とされており、開放側とは反対側の底板に発光用レンズ１２及び受光用レンズ１４が長手方向Ｘに沿って並設され且つ外部に臨むように装着されている。また、センサケース１５ｂには、長手方向Ｘにおいて受光用レンズ１４を基準に発光用レンズ１２とは反対側の該受光用レンズ１４近傍に受光素子１３を挿入して収容するための受光素子収容部１５０が形成されている。そして、センサケース１５ｂは、発光素子搭載基板２１ｂの側端面２１１と当接する内周壁面１５１を有している。これにより、発光素子搭載基板２１ｂをセンサケース１５ｂに対して長手方向Ｘ及び幅方向（図中矢印Ｚ方向）に位置ずれしないように移動不能とし、位置決め固定することができる。さらに、センサケース１５ｂは、受光素子収容部１５０の周縁頂部において、発光素子搭載基板２１ｂの素子搭載面２１２に当接する当接面１５２を有しており、ビスや係合爪等の固定部材で発光素子搭載基板２１ｂの高さ方向（図中矢印Ｙ方向）の移動を規制するようになっている。これにより、発光素子搭載基板２１ｂをセンサケース１５ｂに対して高さ方向Ｙに位置ずれしないように移動不能とし、位置決め固定することができる。このように、センサケース１５ｂは、発光素子搭載基板２１ｂをセンサケース１５ｂに対して長手方向Ｘ及び高さ方向Ｙ並びに幅方向Ｚに移動不能とすることができるため、容易に発光素子１１及び受光素子１３の位置決めを行うことが可能となる。

ところで、測距センサ１０ｆでは、受光素子１３のセンサケース１５ｂへの挿入ストレスがかかったり、或いは、半田付け時にリードピン２２ｂにストレスがかかったりした状態で半田付けを行うと、熱ストレスにより受光素子１３のワイヤーが切断する恐れが高くなる。かかる観点から、この測距センサ１０ｆは、次のようにして作製することができる。すなわち、まず、受光素子搭載基板２２にリードピン２２ｂの一端部２２ｂ’を半田付けする。次に、高さ方向Ｙにおける受光素子１３の位置決めのために、センサケース１５ｂの受光素子収容部１５０に受光素子搭載基板２２を挿入する。さらに、受光素子収容部１５０に受光素子搭載基板２２を収容したセンサケース１５ｂに発光素子搭載基板２１ｂを挿入し、リードピン２２ｂの他端部２２ｂ”を基板２１ｂに半田付けする。こうすることで、受光素子１３のワイヤー切断を有効に防止でき、受光素子搭載基板２２の位置ばらつきを抑えることができると共に、受光素子搭載基板２２及び発光素子搭載基板２１ｂの位置決めを確実に行うことができる。なお、受光素子搭載基板２２とリードピン２２ｂとの半田付け時に、リードピン２２ｂの位置がばらつかないように半田付け治具を使用してもよい。こうすることで、リードピン２２ｂへの発光素子搭載基板２１ｂの挿入精度を向上させることができる。

（第７実施形態）
図７に示す第７実施形態の測距センサ１０ｆにおいては、詳しくは、発光素子１１及び受光素子１３は、発光素子搭載基板２１ｃの長手方向（図中矢印Ｘ方向）に沿って並設されるようになっている。

発光素子１１は、ここでは、発光面１１ａが発光素子搭載基板２１ｃの素子搭載面２１２に平行になるように取り付けられている。受光素子１３は、ここでは、受光面１３ａが受光素子搭載基板２２の素子搭載面２２２に平行になるように取り付けられている。受光素子搭載基板２２は、ここでは、端部の基板パターン部２２ｃ’に基板パターン２２ｃが形成されている。また、発光素子搭載基板２１ｃには、受光素子搭載基板２２の基板パターン部２２ｃ’を挿入する貫通孔２１ｃ”が設けられている。この発光素子搭載基板２１ｃの貫通孔２１ｃ”近傍には受光素子搭載基板２２の基板パターン２２ｃに対応した基板パターン２１ｃ’が形成されている。そして、受光素子搭載基板２２は、受光面１３ａが発光素子搭載基板２１ｃの素子搭載面２１２に垂直になるように基板パターン２２ｃ，２１ｃ’が半田付けにて固定され且つ電気的に接続されるようになっている。

センサケース１５ｃは、一の面が開放された箱型形状とされており、開放側とは反対側の底板に発光用レンズ１２及び受光用レンズ１４が長手方向Ｘに沿って並設され且つ外部に臨むように装着されている。また、センサケース１５ｃには、長手方向Ｘにおいて受光用レンズ１４を基準に発光用レンズ１２とは反対側の該受光用レンズ１４近傍に受光素子１３を挿入して収容するための受光素子収容部１５０が形成されている。そして、センサケース１５ｃは、発光素子搭載基板２１ｃの側端面２１１と当接する内周壁面１５１を有している。これにより、発光素子搭載基板２１ｃをセンサケース１５ｃに対して長手方向Ｘ及び幅方向（図中矢印Ｚ方向）に位置ずれしないように移動不能とし、位置決め固定することができる。さらに、センサケース１５ｃは、受光素子収容部１５０の周縁頂部において、発光素子搭載基板２１ｃの素子搭載面２１２に当接する当接面１５２を有しており、ビスや係合爪等の固定部材で発光素子搭載基板２１ｃの高さ方向（図中矢印Ｙ方向）の移動を規制するようになっている。これにより、発光素子搭載基板２１ｃをセンサケース１５ｃに対して高さ方向Ｙに位置ずれしないように移動不能とし、位置決め固定することができる。このように、センサケース１５ｃは、発光素子搭載基板２１ｃをセンサケース１５ｃに対して長手方向Ｘ及び高さ方向Ｙ並びに幅方向Ｚに移動不能とすることができるため、容易に発光素子１１及び受光素子１３の位置決めを行うことが可能となる。

この測距センサ１０ｇは、次のようにして作製することができる。すなわち、まず、高さ方向Ｙにおける受光素子１３の位置決めのために、センサケース１５ｃの受光素子収容部１５０に受光素子搭載基板２２を挿入する。次に、受光素子収容部１５０に受光素子搭載基板２２を収容したセンサケース１５ｃに発光素子搭載基板２１ｃを受光素子搭載基板２２の基板パターン部２２ｃ’を発光素子搭載基板２１ｃの貫通孔２１ｃ”に嵌入しつつ挿入し、基板パターン２２ｃ，２１ｃ’を半田付けする。こうすることで、受光素子搭載基板２２の位置ばらつきを抑えることができると共に、受光素子搭載基板２２及び発光素子搭載基板２１ｃの位置決めを確実に行うことができる。

（第８実施形態）
図８に示す第８実施形態の測距センサ１０ｈにおいては、発光素子１１をモールドした発光素子モールド品２３と、発光素子モールド品２３を搭載した発光素子モールド品搭載基板２４と、受光素子１３をモールドした受光素子モールド品２５とを備えている。

図８は、第８実施形態に係る測距センサ１０ｈを説明するための図であって、図８（ａ）は、発光用レンズ１２及び受光用レンズ１４を設けたセンサケース１５ｄに発光素子モールド品搭載基板２４を取り付ける状態を示す分解透視図であり、図８（ｂ）は、該測距センサ１０ｈの平面図であり、図８（ｃ）は、受光素子モールド品２５の側面図であり、図８（ｄ）は、受光素子モールド品２５の平面図であり、図８（ｅ）は、受光素子モールド品２５の背面図であり、図８（ｆ）は、該測距センサ１０ｈの透視側面図であり、図８（ｇ）は、発光素子モールド品搭載基板２４の平面図であり、図８（ｈ）は、発光素子モールド品搭載基板２４の側面図であり、図８（ｉ）は、発光素子モールド品搭載基板２４の背面図であり、図８（ｊ）は、受光素子モールド品２５が設けられた発光素子モールド品搭載基板２４の側面図である。

本第８実施形態では、受光素子モールド品２５は、該受光素子モールド品２５の受光面２５ａ及び発光素子モールド品２３の発光面２３ａが垂直になるように該発光素子モールド品２３に係合固定されている。

そして、本第８実施形態に係る測距センサ１０ｈのセンサケース１５ｄは、受光素子モールド品２５を発光素子モールド品２３に係合固定した状態の発光素子モールド品搭載基板２４を保持する構造を有している。かかる構成を備えた測距センサ１０ｈでは、発光素子モールド品搭載基板２４と受光素子モールド品２５との位置ばらつきを抑えることができ、これにより、発光素子モールド品搭載基板２４上における発光素子モールド品２３内の発光素子１１と、受光素子モールド品２５内の受光素子１３との位置精度、さらには、これら部材１１，１３と、センサケース１５ｄに装着された発光用レンズ１２及び受光用レンズ１４との位置精度を向上させることができる。

詳しくは、発光素子１１及び受光素子１３は、発光素子モールド品搭載基板２４の長手方向（図中矢印Ｘ方向）に沿って並設されるようになっている。

発光素子１１は、ここでは、発光面１１ａが発光素子搭載基板２１の素子搭載面２１２に平行になるように取り付けられている。受光素子１３は、ここでは、受光面１３ａが受光素子搭載基板２２の素子搭載面２２２に平行になるように取り付けられている。

発光素子搭載基板２１は、発光素子１１の発光面１１ａに平行な発光面２３ａを有する形状（ここでは六面体形状）の発光素子モールド品２３としてモールドされており、受光素子搭載基板２２は、受光素子１３の受光面１３ａに垂直な垂直面２５ａ’を有する形状（ここでは六面体形状）の受光素子モールド品２５としてモールドされている。発光素子モールド品２３は、発光素子１１の発光面１１ａが発光素子モールド品搭載基板２４のモールド品搭載面２４２に平行になるように該発光素子モールド品搭載基板２４のモールド品搭載面２４２上に搭載されている。受光素子モールド品２５は、受光素子１３の受光面１３ａに平行な受光面２５ａを有している。

そして、発光素子モールド品２３の発光面２３ａには、係合部（ここでは凹部）２３１が形成されており、受光素子１３の受光面１３ａに垂直な受光素子モールド品２５の垂直面２５ａ’には、発光素子モールド品２３の発光面２３ａと受光素子モールド品２５の垂直面２５ａ’とが相互接触した状態で発光素子モールド品２３の係合部２３１と凹凸係合する係合部（ここでは凸部）２５１が形成されている。また、受光素子モールド品２３は、ここでは、リードピン２５ｂを有している。リードピン２５ｂは、一端部２５ｂ’が受光素子モールド品２５に、他端部２２ｂ”が発光素子モールド品搭載基板２４に電気的に接続されるようになっている。そして、受光素子モールド品２５は、受光面２５ａが発光素子モールド品２３の発光面２３ａに垂直になるように受光素子モールド品２５の係合部２５１及び発光素子モールド品２３の係合部２３１が係合されると共に発光素子モールド品２３の発光面２３ａと受光素子モールド品２５の垂直面２５ａ’とが相互接触した状態でリードピン２５ｂが基板２４に半田付けにて固定され且つ電気的に接続されるようになっている。

センサケース１５ｄは、一の面が開放された箱型形状とされており、開放側とは反対側の底板に発光用レンズ１２及び受光用レンズ１４が長手方向Ｘに沿って並設され且つ外部に臨むように装着されている。そして、センサケース１５ｄは、発光素子モールド品搭載基板２４の側端面２４１と当接する内周壁面１５１を有している。これにより、発光素子モールド品搭載基板２４をセンサケース１５ｄに対して長手方向Ｘ及び幅方向（図中矢印Ｚ方向）に位置ずれしないように移動不能とし、位置決め固定することができる。さらに、センサケース１５ｄは、長手方向Ｘの一端部において、発光素子モールド品搭載基板２４のモールド品搭載面２４２に当接する当接面１５２を有しており、ビスや係合爪等の固定部材で発光素子モールド品搭載基板２４の高さ方向（図中矢印Ｙ方向）の移動を規制するようになっている。これにより、発光素子モールド品搭載基板２４をセンサケース１５ｄに対して高さ方向Ｙに位置ずれしないように移動不能とし、位置決め固定することができる。このように、センサケース１５ｄは、発光素子モールド品搭載基板２４をセンサケース１５ｄに対して長手方向Ｘ及び高さ方向Ｙ並びに幅方向Ｚに移動不能とすることができるため、容易に発光素子モールド品搭載基板２４及び受光素子モールド品２５の位置決めを行うことが可能となる。

この測距センサ１０ｈは、次のようにして作製することができる。すなわち、まず、発光素子モールド品２３を基板に半田付けする。こうすることで、発光素子モールド品搭載基板２４を得ることができる。次に、受光素子モールド品２５にリードピン２５ｂの一端部２５ｂ’を半田付けした後、受光素子モールド品２５の係合部（ここでは凸部）２５１及び発光素子モールド品２３の係合部（ここでは凹部）２３１を凹凸係合させつつ受光素子モールド品２５のリードピン２５ｂの他端部２５ｂ”を発光素子モールド品搭載基板２４に挿通する。さらに、リードピン２５ｂの他端部２５ｂ”を発光素子モールド品搭載基板２４に半田付けする。さらに、こうして受光素子モールド品２５が設けられた発光素子モールド品搭載基板２４をセンサケース１５ｄに挿入する。こうすることで、受光素子モールド品２５の位置ばらつきを抑えることができると共に、受光素子モールド品２５及び発光素子モールド品搭載基板２４の位置決めを確実に行うことができる。

（第９実施形態）
図９に示す第９実施形態の測距センサ１０ｉにおいては、発光素子１１と受光素子１３とを該発光素子１１の発光面１１ａ及び該受光素子１３の受光面１３ａが垂直になるようにモールドした受発光素子一体モールド品２６を備えている。

図９は、第９実施形態に係る測距センサ１０ｉを説明するための図であって、図９（ａ）は、発光用レンズ１２及び受光用レンズ１４を設けたセンサケース１５ｅに受発光素子一体モールド品搭載基板２７を取り付ける状態を示す分解透視図であり、図９（ｂ）は、該測距センサ１０ｉの平面図であり、図９（ｃ）は、該測距センサ１０ｉの透視側面図であり、図９（ｄ）は、受発光素子一体モールド品２６を搭載した受発光素子一体モールド品搭載基板２７の側面図である。

本第９実施形態に係る測距センサ１０ｉのセンサケース１５ｅは、受発光素子一体モールド品２６を保持する構造を有している。かかる構成を備えた測距センサ１０ｉでは、受発光素子一体モールド品２６内の発光素子１１及び受光素子１３の位置精度を向上させることができる。

さらに、センサケース１５ｅは、受発光素子一体モールド品２６と発光用レンズ１２と受光用レンズ１４とをこれらの相対位置関係が一定になるように保持する構造を有している。これにより、受発光素子一体モールド品２６とセンサケース１５ｅとの位置ばらつきを抑えることができ、受発光素子一体モールド品２６内の発光素子１１及び受光素子１３と、センサケース１５ｅに装着された発光用レンズ１２及び受光用レンズ１４との位置精度を向上させることができる。

詳しくは、発光素子１１及び受光素子１３は、受発光素子一体モールド品搭載基板２７の長手方向（図中矢印Ｘ方向）に沿って並設されるようになっている。

発光素子１１は、ここでは、発光面１１ａが発光素子搭載基板２１の素子搭載面２１２に平行になるように取り付けられている。受光素子１３は、ここでは、受光面１３ａが受光素子搭載基板２２の素子搭載面２２２に平行になるように取り付けられている。発光素子搭載基板２１及び受光素子搭載基板２２はそれらの素子搭載面２１２，２２２が垂直になるように一体形成されており、受発光素子搭載基板２０を構成している。そして、受発光素子搭載基板２０は受発光素子一体モールド品２６としてモールドされている。受発光素子一体モールド品２６は、発光素子１１の発光面１１ａが受発光素子一体モールド品搭載基板２７のモールド品搭載面２７２に平行になるように該受発光素子一体モールド品搭載基板２７のモールド品搭載面２７２上に搭載されている。

センサケース１５ｅは、一の面が開放された箱型形状とされており、開放側とは反対側の底板に発光用レンズ１２及び受光用レンズ１４が長手方向Ｘに沿って並設され且つ外部に臨むように装着されている。また、センサケース１５ｅには、発光素子１１及び発光用レンズ１２と、受光素子１３及び受光用レンズ１４との間の空間を仕切る仕切部材１５３が設けられている。そして、仕切部材１５３は、受発光素子一体モールド品２６を支持している。

また、センサケース１５ｅは、受発光素子一体モールド品搭載基板２７の側端面２７１と当接する内周壁面１５１を有している。これにより、受発光素子一体モールド品搭載基板２７をセンサケース１５ｅに対して長手方向Ｘ及び幅方向（図中矢印Ｚ方向）に位置ずれしないように移動不能とし、位置決め固定することができる。さらに、センサケース１５ｅは、長手方向Ｘの一端部において、受発光素子一体モールド品搭載基板２７のモールド品搭載面２７２に当接する当接面１５２を有しており、ビスや係合爪等の固定部材で受発光素子一体モールド品搭載基板２７の高さ方向（図中矢印Ｙ方向）の移動を規制するようになっている。これにより、受発光素子一体モールド品搭載基板２７をセンサケース１５ｅに対して高さ方向Ｙに位置ずれしないように移動不能とし、位置決め固定することができる。このように、センサケース１５ｅは、受発光素子一体モールド品搭載基板２７をセンサケース１５ｅに対して長手方向Ｘ及び高さ方向Ｙ並びに幅方向Ｚに移動不能とすることができるため、容易に受発光素子一体モールド品搭載基板２７の位置決めを行うことが可能となる。

この測距センサ１０ｉは、次のようにして作製することができる。すなわち、まず、受発光素子一体モールド品２６を基板に半田付けする。こうすることで、受発光素子一体モールド品搭載基板２７を得ることができる。次に、こうして受発光素子一体モールド品２６を搭載した受発光素子一体モールド品搭載基板２７をセンサケース１５ｅに挿入する。こうすることで、受発光素子一体モールド品搭載基板２７の位置ばらつきを抑えることができると共に、受発光素子一体モールド品２６の位置決めを確実に行うことができる。

なお、受発光素子一体モールド品２６と、センサケース１５ｅとが嵌合するような形状とすることで、受発光素子一体モールド品２６の位置決めを行ってもよい。

第１実施形態に係る測距センサを説明するための図であって、図（ａ）は、該測距センサの検出状態を示す概略側面図であり、図（ｂ）は、該測距センサの検出対象物との距離に対する出力特性を示す図である。 第２実施形態に係る測距センサを説明するための図であって、図（ａ）は、該測距センサの検出状態を示す概略側面図であり、図（ｂ）は、該測距センサの検出対象物との距離に対する出力特性を示す図である。 第３実施形態に係る測距センサを説明するための図であって、該測距センサの検出状態を示す概略側面図である。 第４実施形態に係る測距センサを説明するための図であって、図（ａ）は、該測距センサの検出状態を示す概略側面図であり、図（ｂ）は、該測距センサにおける反射板部分を拡大した拡大側面図である。 第５実施形態に係る測距センサを説明するための図であって、図（ａ）は、発光用レンズ及び受光用レンズを設けたセンサケースに発光素子搭載基板及び受光素子を取り付ける状態を示す分解透視図であり、図（ｂ）は、該測距センサの平面図であり、図（ｃ）は、受光素子が設けられた発光素子搭載基板の側面図であり、図（ｄ）は、図（ｂ）のｂ−ｂ’断面図である。 第６実施形態に係る測距センサを説明するための図であって、図（ａ）は、発光用レンズ及び受光用レンズを設けたセンサケースに発光素子搭載基板及び受光素子搭載基板を取り付ける状態を示す分解透視図であり、図（ｂ）は、該測距センサの平面図であり、図（ｃ）は、受光素子搭載基板が設けられた発光素子搭載基板の側面図であり、図（ｄ）は、図（ｂ）のｂ−ｂ’断面図である。 第７実施形態に係る測距センサを説明するための図であって、図（ａ）は、発光用レンズ及び受光用レンズを設けたセンサケースに発光素子搭載基板及び受光素子搭載基板を取り付ける状態を示す分解透視図であり、図（ｂ）は、該測距センサの平面図であり、図（ｃ）は、受光素子搭載基板が設けられた発光素子搭載基板の側面図であり、図（ｄ）は、図（ｂ）のｂ−ｂ’断面図であり、図（ｅ）は、受光素子搭載基板の基板パターン部分を拡大して示す図であり、図（ｆ）は、発光素子搭載基板の基板パターン部分を拡大して示す図である。 第８実施形態に係る測距センサを説明するための図であって、図（ａ）は、発光用レンズ及び受光用レンズを設けたセンサケースに発光素子モールド品搭載基板を取り付ける状態を示す分解透視図であり、図（ｂ）は、該測距センサの平面図であり、図（ｃ）は、受光素子モールド品の側面図であり、図（ｄ）は、受光素子モールド品の平面図であり、図（ｅ）は、受光素子モールド品の背面図であり、図（ｆ）は、該測距センサの透視側面図であり、図（ｇ）は、発光素子モールド品搭載基板の平面図であり、図（ｈ）は、発光素子モールド品搭載基板の側面図であり、図（ｉ）は、発光素子モールド品搭載基板の背面図であり、図（ｊ）は、受光素子モールド品が設けられた発光素子モールド品搭載基板の側面図である。 第９実施形態に係る測距センサを説明するための図であって、図（ａ）は、発光用レンズ及び受光用レンズを設けたセンサケースに受発光素子一体モールド品搭載基板を取り付ける状態を示す分解透視図であり、図（ｂ）は、該測距センサの平面図であり、図（ｃ）は、該測距センサの透視側面図であり、図（ｄ）は、受発光素子一体モールド品が設けられた受発光素子一体モールド品搭載基板の側面図である。 第１から第４実施形態に係る測距センサの各出力特性を併せて説明するための図であって、図（ａ）は、従来の測距センサと比較した第１から第４実施形態の測距センサの検出対象物との距離に対する出力特性を示す図であり、図（ｂ）は、第１実施形態の測距センサと比較した第２から第４実施形態に係る測距センサの検出対象物との距離に対する出力特性を示す図である。 従来の測距センサの一例の検出状態を示す概略側面図である。 従来の測距センサを画像形成装置における原稿有無検出センサとして使用した一例を説明するための図であって、図（ａ）は、該測距センサの検出状態を示す概略側面図であり、図（ｂ）は、該測距センサの検出対象物との距離に対する出力特性を示す図である。 従来の測距センサの他の問題点を説明するための図であって、図（ａ）は、該測距センサを構成する部材の相対位置関係を示す概略側面図であり、図（ｂ）は、該測距センサの検出対象物との距離に対する出力特性を示す図である。 特許文献１，２に記載の測距センサに対応する基本構成の測距センサを説明するための図であって、図（ａ）は、該測距センサを構成する部材の相対位置関係を示す概略側面図であり、図（ｂ）は、該測距センサの検出対象物との距離に対する出力特性を示す図である。 図１４（ａ）に示す測距センサを画像形成装置における原稿有無検出センサとして使用した一例を説明するための図であって、図（ａ）は、該測距センサの検出状態を示す概略側面図であり、図（ｂ）は、該測距センサの検出対象物との距離に対する出力特性を示す図である。

符号の説明

１０ａ〜１０ｉ 測距センサ
１１ 発光素子
１１ａ 発光面
１２ 発光用レンズ
１３ 受光素子
１３ａ 受光面
１４ 受光用レンズ
１５ センサケース
１５ａ〜１５ｅ センサケース
１６，１７ 反射板
２１ 発光素子搭載基板
２１ａ〜２１ｃ 発光素子搭載基板
２１ｃ’ 基板パターン
２１２ 発光素子搭載基板の素子搭載面
２２ 受光素子搭載基板
２２ｂ リードピン
２２ｃ 基板パターン
２２２ 受光素子搭載基板の素子搭載面
２３ 発光素子モールド品
２３ａ 発光素子モールド品の発光面
２４ 発光素子モールド品搭載基板
２５ 受光素子モールド品
２５ａ 受光素子モールド品の受光面
２６ 受発光素子一体モールド品
Ｌ１ 検出出射光
Ｌ２ 検出反射光
Ｑ 検出対象物
Ｑａ 検出対象物の光照射面
δ 仮想垂線

Claims (11)

1. 検出対象物を検出するための検出出射光を出射する発光素子と、
   前記検出対象物と前記発光素子との間に配置される発光用レンズと、
   前記検出対象物から反射した検出反射光を受光する受光素子と、
   前記検出対象物と前記受光素子との間に配置される受光用レンズと、
   これらの部材が配設されるケース構造と
   を備えた測距センサにおいて、
   前記発光素子及び前記発光用レンズは、前記検出対象物の光照射面との仮想垂線を基準にして前記発光素子から出射される検出出射光の光軸に角度を付けるように配置されていることを特徴とする測距センサ。
2. 請求項１に記載の測距センサにおいて、
   前記受光素子は、該受光素子の受光面が前記検出対象物の光照射面との仮想垂線に対して平行になるように配置されていることを特徴とする測距センサ。
3. 請求項１又は２に記載の測距センサにおいて、
   前記発光用レンズと前記検出対象物との間に反射板が配置されていることを特徴とする測距センサ。
4. 請求項１から３の何れか一つに記載の測距センサにおいて、
   前記受光用レンズと前記受光素子との間に反射板が配置されていることを特徴とする測距センサ。
5. 請求項１から４の何れか一つに記載の測距センサにおいて、
   前記発光素子を搭載した発光素子搭載基板を備え、
   前記ケース構造は、前記発光素子搭載基板と前記受光素子とを前記発光素子搭載基板の素子搭載面及び前記受光素子の受光面が垂直になるように保持する構造を有することを特徴とする測距センサ。
6. 請求項１から４の何れか一つに記載の測距センサにおいて、
   前記発光素子を搭載した発光素子搭載基板と、前記受光素子を搭載した受光素子搭載基板とを備え、
   前記発光素子搭載基板と前記受光素子搭載基板とは別々に組み立てられたものであり、
   前記ケース構造は、前記発光素子搭載基板と前記受光素子搭載基板とを前記発光素子搭載基板の素子搭載面及び前記受光素子搭載基板の素子搭載面が垂直になるように保持する構造を有することを特徴とする測距センサ。
7. 請求項６に記載の測距センサにおいて、
   前記発光素子搭載基板及び前記受光素子搭載基板は、リードピンを介して半田付けにて固定され且つ電気的に接続されていることを特徴とする測距センサ。
8. 請求項６に記載の測距センサにおいて、
   前記発光素子搭載基板及び前記受光素子搭載基板は、基板パターンを介して半田付けにて固定され且つ電気的に接続されていることを特徴とした測距センサ。
9. 請求項１から４の何れか一つに記載の測距センサにおいて、
   前記発光素子をモールドした発光素子モールド品と、前記発光素子モールド品を搭載した発光素子モールド品搭載基板と、前記受光素子をモールドした受光素子モールド品とを備え、
   前記受光素子モールド品は、該受光素子モールド品の受光面及び前記発光素子モールド品の発光面が垂直になるように該発光素子モールド品に固定されており、
   前記ケース構造は、前記受光素子モールド品を前記発光素子モールド品に固定した状態の前記発光素子モールド品搭載基板を保持する構造を有することを特徴とする測距センサ。
10. 請求項１から４の何れか一つに記載の測距センサにおいて、
    前記発光素子と前記受光素子とを該発光素子の発光面及び該受光素子の受光面が垂直になるようにモールドした受発光素子一体モールド品を備えていることを特徴とする測距センサ。
11. 請求項１０に記載の測距センサにおいて、
    前記ケース構造は、前記受発光素子一体モールド品と前記発光用レンズと前記受光用レンズとをこれらの相対位置関係が一定になるように保持する構造を有することを特徴とする測距センサ。

Images