JPH03200105A - 光導波路型物体検知センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 二産業上の利用分野コ 本発明は、被検出物体の有無等を検出する光学式の物体
検知センサ、特に、基板に複数の光導波路を形成した導
渡路装！と、その１つの導波路を通して被検出物に光を
当てる発光素子と、その反射光を別の導波路を通して受
信する受光素子とを備えた光導波路型物体検知センサに
関するものである。

二従未の技術： 従来、光導波路型物体検知センサとしては、例えば、第
４図に示すように、ガラスや高分子材料などでできた基
板２１内に、コア及びクラフトを持つ複数の光導波路２
２ａ、２２ｂを形成し、この導波路装置２１の光導波路
２２ａ、２２ｂに発光素子５と受光素子６を所属させた
光学式センサがある（実開昭６３ｉ９３３１６号公報）
、光導波路２２ａ、２２ｂは途中で合流され、その合流
路２２ｃの一端が基板２１の端部に露出され、発光素子
５の光が光導波Ｆ！＠２２ａより被検出物７に対して投
光され、その反射光が光導波路２２ｂより受光素子６へ
導かれるようになっている。

被検出物７との闇の距ｉｌＨが変化すると、発光素子５
の光パワーに対する受光素子６の光パワーの比が変わる
ことから、その変化量より被検出物７の変移量が測定さ
れる。尚、光導波路装！２１の投受光面に設けたレンズ
Ｒは、開口数を変更させ、測定可能距離を長くする働き
をする。

このような光導波路を基板内に形成する場合、従来は、
第３図に示すように、光導波路としてコア及びクラッド
を持つ光ファイバ２２を使用することで製造していた。

即ち、予めコア及びクラッドから成る光ファイバ２２を
製造した後、この光ファイバ２２を所定の形状に配置し
て金型（図示せず）にセットし、その後、光ファイバの
耐熱温度以下で射出成形可能な材料を金型に流し込んで
基板２１を形成し、以て、コア及びクラッドから成る導
波路を有する導波路装置２０を構成していた。

［発明が解決しようとする課１ｊ！］ しかし、第３図の技術では、光ファイバ２２を形成した
後、基板２１を射出形成するため、ここでの光ファイバ
２２には、基板材料の軟化点よりも低い耐熱温度のもの
は使用できなかった。そのため、ここに使用される光フ
ァイバ２２の製造が非常ににしく、また高価なものとな
らざるを得なかった。

また、従来では、クランドとなるチューブを製造し、そ
の綴、コアとなる材料をチューブに流し込んで光ファイ
バを形成した後に、更に当該光ファイバに対して基板を
上記の如く射出形成しなければならないため、製造する
のに３工程若しくはそれ以上かかり、製造コストを高め
る結果となっていた。

本発明の目的は、前記した従来技術の欠点を解消し、耐
熱性を大福に上げることができる導波路装置を用いた光
導波路型物体検知センサを提供することにある。

５課題を解決するための手段］ 光導波路型物体検知センサは、基板に複数の光導波路を
形成した導波路装置と、その１つの導波路を通して被検
出物に光を当てる発光素子と、その反射光を別の導波路
を通して受信する受光素子とを備えた物体検知センサに
おいて、上記導波路装置を、クラッド層として機能する
低屈折率の樹脂より成り且つ上記光導波路用の貫通孔を
設けた基板と、それらの貫通孔に熱硬化性樹脂を流し込
み硬化させたコア、１とで構成したものである。

二作用：： クラノド層として機能する低屈折率の樹脂より先に貫通
孔付きの基板を作製し、この貫通孔にクランド層として
ｉ能する低屈折率の樹脂を流し込み硬化させるため、使
用する樹脂の耐熱性は、基板の方が高くクラシト層の方
が低くて良くなり、材料から未る困髭が除去され、光導
波路の作製が極めて容易となる。また、クラッド層が基
板自体であり、クラッド層を独自に作製する必要がなく
なるため、製造工程も基本的に光ファイバを予め作製す
る場合に比べ少なくなり、安価な導波路型物体検知セン
サが提供される。

［実施例１ 以下、本発明の好適実施例を示す。

第１図は導波路型物体検知センサの全体を示し、第２図
はその導波路装置の光フアイバ構造部分の断面を示す。

発光素子５及び受光素子６と共に物体検知センサを構成
する＠波路装置ｌＯζま、基板１と該基板１内に埋設さ
れた２つの光導波路２．３とから成る。基板１は光ファ
イバ構造におけるクラシト層として機能し、また光導波
路２，３はファイバ構造におけるコア層として機能する
ものである。即ち、光導波Ｈ２，３がクラッドを有しな
いものである点で、従来の導波路装置とは異なっている
。

基板ｌの材料には、クラッドとして機能し得るような低
屈折率の耐熱性あるプラスチック樹脂、例えばポリメチ
ルメタクリレート、メチルペンテンポリマ弗素系樹脂等
か用いられる。また光導波路２．３には、コア層として
機能し得るような高屈折率透明の熱硬化性プラスチック
樹脂、例えばアクリル系樹脂等が用いられる。

上記導波ん装置１０は次のようにして製造する。

まず、上記のような低屈折率のポリメチルメタクリレー
ト弗素系樹脂又はメチルペンテンポリマ弗素系樹脂を用
いて、射出形成により基板１を形成し、この時又はこの
後、基板１に、第１図の如く基板片側において接近し他
側において離間された２本の貫通孔４を開ける。

次に、各々の貫通孔４の片端に栓をして、各貫通孔４の
ｌｌｌ！！端から、圧カヲＯｋｚ／’ｃ１以上の圧力で
、上記のような高屈折率のポリスチレン、ポリカーボネ
イト等の熱硬化性樹脂を圧入し、これをを硬１ヒさせて
、光フアイバ構造におけるコア層としての光導波路２．
３を構成する。

次に、栓を外し、各光導波路２．３の両端を研磨し、以
て光導波路２．３をコア層とし基板工をクランド層とす
る光フアイバ構造の光導波路装置、即ちクランド層が基
板１と一体である光導波路装置１０を形成する。

この光導波路装置１０を用いて物体検知センサを構成す
るため、例えば第２図に示すように、２本の光導波路２
，３の一端側に、それぞれ発光素子５．受光素子６を配
設する。そして、光導波路２の一端から発光素子５によ
り光を入射し、ｆｌ！！端側に存する被検出物７に光を
当て、その反射光を、他方の先導波８３のｆｌ！！端側
に入射させて、受光素子６によってその光を検知する。

かく構成することにより、受光素子６の光検知の有無に
より、被検出物７の有無を検知することかて′きる。

上記構成の物体検知センサば、各種の用途に広範囲に亘
って適用可能である。例えば、次のようにして、複写機
の用紙の残量検知センサとして適用することができる。

まず、複写機の用紙が残り数枚になったところに、黒の
帯状の紙紐を挾んでおく。一方、光導波路２からの出ｉ
ｔ光を、絶えず用紙に当てておく。

正確には、上記黒の紙紐を検出し得る領域に当てておく
、こうすると、用紙が存在するかぎり、用紙からの反射
光が光導波路３を介して受光素子６により検出される。

しかし、黒の帯状の紙紐のところまで用紙が減ると、上
記光導波路２からの入射光は、黒の帯状の紙紐に吸収さ
れて反射しなくなる。このため、受光素子６で光が検知
されなくなって、紙の残量が少ないことが検知される。

［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、光フアイバ構造に
おけるクラド層が基板と一体の光導波路てｂつ、少ない
製造工程で製造できると共に、耐熱性に間してＮ科の制
約が従来技術はど伴わない。このため、安価な導波路型
物体検知センサが提供される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の導波路型物体検知センサを示す図、第
２図はその光導波路部分の断面図、第３図は従来の光フ
ァイバを用いた光導波路の構成例を示す図、第４図は従
来の導波路型物体検知センサを示すズである。 図中、１は基板（クランド層）、２．３は光導波路（コ
ア層）、４は貫通孔、５は発光素子、６は受光素子、７
は被検出物、１０は光導波路装置を示す。 図面の浄書 特許出Ｍ人　　日立電線株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、基板に複数の光導波路を形成した導波路装置と、そ
   の１つの導波路を通して被検出物に光を当てる発光素子
   と、その反射光を別の導波路を通して受信する受光素子
   とを備えた物体検知センサにおいて、上記導波路装置を
   、クラッド層として機能する低屈折率の樹脂より成り且
   つ上記光導波路用の貫通孔を設けた基板と、それらの貫
   通孔に熱硬化性樹脂を流し込み硬化させたコア層とで構
   成したことを特徴とする光導波路型物体検知センサ。