JPH0749814Y2

JPH0749814Y2 - 球体検出用の光結合装置

Info

Publication number: JPH0749814Y2
Application number: JP1990063337U
Authority: JP
Inventors: 昌宏森田
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1990-06-14
Filing date: 1990-06-14
Publication date: 1995-11-13
Anticipated expiration: 2005-06-14
Also published as: JPH0423151U

Description

【考案の詳細な説明】〈産業上の利用分野〉本考案は、光結合装置に関し、パチンコ玉等の被検出物
体の通過を検出する透過型光結合装置（フオトインタラ
プタ）に係る。

〈従来技術〉従来のパチンコ玉通過検出器は、第10図に示す磁気式タ
イプ（以下、従来技術１という）と、第11図に示す光学
式タイプ（以下、従来技術２という）とがある。

［従来技術１］第10図の磁気式パチンコ玉通過検出器は、パチンコ玉通
過孔１と、通過孔１の内壁に装着された磁気コイル２と
を備えている。そして、パチンコ玉が通過孔１を通過す
る際の磁気コイル２の磁場の変化を検出することによ
り、パチンコ玉の通過を無接点で検出している。

［従来技術２］第11図の光学式パチンコ玉通過検出器は、透過型光結合
装置（フオトインタラプタ）であつて、装置本体３内
に、発光素子４および、発光素子４と通過路５を挟んで
対向配置された受光素子６が光学的に結合するよう収納
されている。そして、パチンコ玉が通過路５を通過する
際に、通過路５上に形成された光路をパチンコ玉が遮断
することにより、パチンコ玉の通過を無接点で検出して
いる。

なお、第10,11図中、７はプリント配線基板（PWB）、８
は電子部品、9aは投光窓、9bは採光窓である。

〈考案が解決しようとする課題〉しかし、上記従来技術には、以下の問題点が指摘されて
いる。

（１）従来技術１では、パチンコ玉通過の際の磁気コイ
ル２の磁場の変化を検出してパンチコ玉の通過を検出し
ているため、通信用電波による電磁ノイズ等により誤動
作が生じる。

（２）従来技術２は、非光変調方式、あるいは光変調方
式であつても非同期タイプであるため、外乱光ノイズに
弱く、外乱光ノイズの侵入により誤動作する。

（３）また、従来技術２において、光変調方式の同期タ
イプであつたとしても、装置本体（ホルダー）３がコ字
形に形成されていることと、発光素子４および受光素子
６の各リード端子が光路と直交する方向に引き出されて
いることにより厚型、大型化し、第10図の磁気式タイプ
のように薄型、小型化できない。

本考案は、上記に鑑み、球体である被検出物体の検出時
の誤動作を防止でき、しかも薄型、小型化が実現できる
光結合装置の提供を目的とする。

〈課題を解決するための手段〉本考案による課題解決手段は、第１図ないし第４図の如
く、装置本体11内に、発光素子12と受光素子13とが光学
的に結合するよう収納され、被検出物体である球体10の
通過の有無を無接点で検出する球体検出用の光結合装置
において、前記発光素子12をパルス駆動させこの駆動に
受光素子13を同期させて前記球体10の通過の有無を検出
するための光変調同期駆動回路14と、前記装置本体11を
貫通して形成され前記球体10を１個ずつ通過させる通過
孔15と、前記球体10の通過方向と直交する方向にリード
端子12a,12b,13a,13b,13c,13dが引き出された前記発光
素子12および受光素子13を並列に配置して搭載するとと
もに前記球体10の通過方向と直交する方向に配された配
線基板17と、前記発光素子12からの光を前記通過孔15に
導く第一導光部41と、該第一導光部41からの光を受光素
子13に導く第二導光部42とを備え、前記第一導光部41の
通過孔側端部と前記第二導光部42の通過孔側端部とは、
両端部を結ぶ光軸Ａが前記通過孔15の中心から外れるよ
うに配置されたものである。

〈作用〉上記課題解決手段において、球体10が通過孔15を通過し
ていないときは、発光素子12から出た光は第一導光部41
を通つて通過孔15に導かれ、第二導光部42を通つて受光
素子13にて受光されて、球体なしの信号を出力する。

また、球体10が通過孔15を通過しているときは、球体10
により発光素子12から出た光は遮ぎられ、受光素子13へ
は到達しない。よつて、球体有りの信号を出力する。

このとき、光変調同期駆動回路14を設けているので、発
光素子12をパルス駆動させ、この駆動に受光素子13を同
期させて球体10の通過の有無を検出することができ、外
乱光ノイズ等が入射されても、受光素子13にて検出され
る周波数と異なるため誤動作することはない。

また、通過孔15における光軸Ａが通過孔15の中心から外
れるので、２個の球体10が連なつて接触した状態で通過
孔15の略中心を通過した場合でも、球体10間の隙間を光
が通過し、２個の球体10を１個として誤検知することが
ない。

〈実施例〉以下、本考案の一実施例を第１図ないし第６図に基づい
て説明する。

第１図は本考案の一実施例を示す光結合装置の横断平面
図、第２図は同じくその縦断側面図、第３図は同じくそ
の平面図、第４図は光変調式同期駆動回路の回路図、第
５図はパチンコ玉が通過していない状態を示す図、第６
図はパチンコ玉が通過孔を通過しているの状態を示す図
である。

図示の如く、本実施例の透過型光結合装置（フオトイン
タラプタ）は、被検出物体（パチンコ玉）10の通過の有
無を無接点で検出するものであつて、装置本体11内に、
発光素子12と受光素子13とが光学的に結合されるよう収
納されている。

そして、前記発光素子12をパルス駆動させこの駆動に受
光素子13を同期させて被検出物体10の通過の有無を検出
させるための光変調同期駆動回路14が設けられ、前記装
置本体11内に被検出物体10を通過させるための通過孔15
が形成され、前記発光素子12と受光素子13とが並列に配
置され、該発光素子12および受光素子13の各リード端子
12a,12b,13a,13b,13c,13dが被検出物体10の通過方向を
直交する方向に引き出され、前記通過孔15に発光素子12
からの光を効率よく受光素子13に導くためのオプテイカ
ルガイド39が設けられている。

前記装置本体11は、第１〜３図の如く、遮光性樹脂によ
り箱形に形成されている。そして、装置本体11は、底面
に被検出物体10を装置本体11外に通過させるための出口
を有し、発光素子12、受光素子13および、これら光学素
子12,13と電気部品16とが搭載されるプリント配線基板
（PWB）17が収納される収納部18と、前記出口と対応す
る位置に被検出物体10を装置本体11内に導くための入口
を有し、該収納部18を上方から閉鎖する蓋部19とから構
成されており、蓋部19は、ねじ止め等により収納部18に
固定されている。なお、第1,3図中、25はねじ挿入孔で
ある。

前記発光素子12は、発光ダイオードが使用されており、
該発光素子12のリード端子12a,12bは、第１図の如く、
プリント配線基板17の所定の位置に半田付けにより接続
されている。

前記受光素子13は、４端子型のフオトダイオードであつ
て、該受光素子13のリード端子13a,13b,13c,13dはプリ
ント配線基板17の所定の位置に半田付けにより接続され
ている。

前記光変調同期駆動回路14は、第４図の如く、受光素子
13と１チツプ化されており、発光素子12をパルス駆動さ
せるための発振器26と、受光素子13の出力信号が発光素
子12のパルス駆動に同期しているか否かを検出する同期
検出回路部27と、該同期検出回路部27の前段に配された
増幅器28、比較器29で増幅比較、すなわち変調された受
光素子13の出力信号を復調させるための復調回路部30
と、定電圧回路部31とを備えている。また、光変調同期
駆動回路14は、仮に同一周波数のパルスが入つて来ても
繰り返し３周期連続的に初めて検出レベルの判定を行う
信号処理機能を有しており、外乱光ノイズに対して二重
の対策を取つている。なお、第４図中、32,33はトラン
ジスタ、34は電流計、35は負帰還抵抗、36,37はコンデ
ンサ、38は抵抗である。

前記通過孔15は、収納部18の出口および蓋部19の入口に
オプテイカルガイド39が嵌合されて成る。

前記オプテイカルガイド39は、第１図の如く、発光素子
12および受光素子13と共に、被検出物体10の通過の有無
を検出するための検出光路を形成する光学系を構成して
おり、発光素子12からの光を効率よく受光素子13に導く
よう、透光性樹脂により形成されている。

そして、オプテイカルガイド39は、通過孔15を形成する
環状部40と、発光素子12からの光を環状部40に導くＬ字
形の第一導光部41と、環状部40から第一導光部41より導
かれた光をさらに受光素子13に導く第二導光部42とから
構成されている。該第二導光部42は、第一導光部41と環
状部40との接続点に対して位相して配されている。すな
わち、光軸Ａが前記接続点と環状部40の中心とを結ぶ軸
Ｂをｌだけ離間して形成されるよう、軸Ｂから離間した
位置に配されている。これにより、発光素子12、受光素
子13およびオプテイカルガイド39から成る光学系は、被
検出物体の通過を連続して検出することができる。

また、第二導光部42の端部には、発光素子12からの光を
反射させて第二導光部42の下側に配された受光素子13に
導くための反射面42aが下方に傾斜して形成されてい
る。

上記光結合装置は、以下のようにして組み立てられる。

まず、装置本体11の収納部18に被検出物体出口を、蓋部
19に被検出物体入口を予め設けておき、発光素子12、受
光素子13および電子部品16をプリント配線基板17上に搭
載し、これらを収納部18に収納する。

次に、オプテイカルガイド39の下端を収納部18の出口
に、オプテイカルガイド39の上端を蓋部19の入口に嵌合
し、ねじ止め等により蓋部19を収納部18に固定する。

このとき、被検出物体の通過孔15が、オプテイカルガイ
ド39により装置本体11を貫通して設けられることにな
り、また発光素子12および受光素子13の各リード端子12
a,12b,13a,13c,13dを被検出物体10の通過方向と直交す
る方向に引き出しているので、装置本体11を薄型化でき
る。

ところで、第７〜９図の如く、オプテイカルガイド39
を、環状部40と、発光素子12からの光を環状部40から受
光素子13に導く導光部42とから構成した例も考えられ
る。しかし、この例では、発光素子12と受光素子13とを
通過孔15を挟んで対向配置しなければならず、プリント
配線基板17の形状が複雑となる。

これに対し、本実施例のオプテイカルガイド39は、通過
孔15を形成する環状部40と、発光素子12からの光を環状
部40に導くＬ字形の第一導光部41と、環状部40から第一
導光部41より導かれた光をさらに受光素子13に導く第二
導光部42とから構成しているので、発光素子12と受光素
子13とを並列に配置でき、プリント配線基板17の形状を
簡素化でき、装置本体11を小型化し得る。

以上のことにより、装置自体を磁気式タイプと同等以上
に薄型、小型化することができる。

次に、上記光結合装置の被検出物体（パチンコ玉）10の
通過の有無を検出する動作について説明する。

第５図の如く、被検出物体10が通過孔15を通過していな
いときは、発光素子12から出た光を受光素子13で受光
し、被検出物体10無しの信号を出す。

また、第６図の如く、被検出物体10が通過孔15を通過し
たときは、発光素子12からの光が被検出物体10により遮
ぎられ受光素子13へは到達しない。すなわち、検出光路
が被検出物体10により遮断されることによつて、被検出
物体10有りの信号を出力する。

このとき、発光素子12は、受光素子13内部の光変調同期
駆動回路14の発振器26によりパルス駆動され、増幅器2
8、比較器29で変調された受光素子13の出力信号は、光
変調同期駆動回路14の同期検出回路部27により発光素子
12のパルス駆動に同期しているか否か検出され、復調回
路部30により復調される。

このように、光変調同期駆動回路14で、発光素子12をパ
ルス駆動させこの駆動に受光素子13を同期させて被検出
物体10の通過の有無を検出しているので、外乱光ノイズ
等が入射されても、受光素子13にて検出される周波数が
異なるため誤動作しない。

また、オプテイカルガイド39の第二導光部42は、第一導
光部41と環状部40との接続点と環状部40の中心とを結ぶ
軸Ｂに対して光軸Ａがｌだけ離間するよう配置されてい
るので、発光素子12からの光は受光素子13に効率よく導
かれ、発光素子12、受光素子13およびオプテイカルガイ
ド39から成る光学系は、被検出物体を連続して検出する
ことができ、被検出物体を連続検出する際にも誤動作し
ない。

なお、本考案は、上記実施例に限定されるものではな
く、本考案の範囲内で上記実施例に多くの修正および変
更を加え得ることは勿論である。

〈考案の効果〉以上の説明から明らかな通り、本考案によると、（１）
光変調同期駆動回路を設けているので、発光素子をパル
ス駆動させ、この駆動に受光素子を同期させて球体の通
過の有無を検出することができ、外乱光ノイズが入射さ
れても、受光素子にて検出される周波数と異なるため、
球体検出時の誤動作を防止できる。

（２）また、装置本体を貫通して通過孔が形成され、球
体の通過方向と直交する方向にリード端子が引き出され
た発光素子および受光素子が並列に配置され、しかもこ
れらが球体の通過方向と直交する方向に配された配線基
板に搭載されているので、装置本体の小型薄型化を達成
できる。

（３）さらに、第一導光部の通過孔側端部と第二導光部
の通過孔側端部とを結ぶ光軸が通過孔の中心から外れる
ので、球体が連なつて接触した状態で通過孔を通過した
場合でも、球体を１個ずつ確実に検出することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す光結合装置の横断平面
図、第２図は同じくその縦断側面図、第３図は同じくそ
の平面図、第４図は光変調式同期駆動回路の回路図、第
５図はパチンコ玉が通過していない状態を示す図、第６
図はパチンコ玉が通過孔を通過しているの状態を示す
図、第７〜９図は他の提案例を示す図、第10図は従来技
術１を示す断面図、第11図は従来技術２を示す断面図で
ある。 10:被検出物体、11:装置本体、12:発光素子、13:受光素
子、14:光変調同期駆動回路、15:通過孔、39:オプテイ
カルガイド、12a,12b,13a,13b,13c,13d:リード端子。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】装置本体内に、発光素子と受光素子とが光
学的に結合するよう収納され、被検出物体である球体の
通過の有無を無接点で検出する球体検出用の光結合装置
において、前記発光素子をパルス駆動させこの駆動に受
光素子を同期させて前記球体の通過の有無を検出するた
めの光変調同期駆動回路と、前記装置本体を貫通して形
成され前記球体を１個ずつ通過させる通過孔と、前記球
体の通過方向と直交する方向にリード端子が引き出され
た前記発光素子および受光素子を並列に配置して搭載す
るとともに前記球体の通過方向と直交する方向に配され
た配線基板と、前記発光素子からの光を前記通過孔に導
く第一導光部と、該第一導光部からの光を前記受光素子
に導く第二導光部とを備え、前記第一導光部の通過孔側
端部と前記第二導光部の通過孔側端部とは、両端部を結
ぶ光軸が前記通過孔の中心から外れるように配置された
ことを特徴とする球体検出用の光結合装置。