JPH11133216A - 反射型プリズムおよび反射型プリズム成形型 - Google Patents

反射型プリズムおよび反射型プリズム成形型

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JPH11133216A
JPH11133216A JP9312678A JP31267897A JPH11133216A JP H11133216 A JPH11133216 A JP H11133216A JP 9312678 A JP9312678 A JP 9312678A JP 31267897 A JP31267897 A JP 31267897A JP H11133216 A JPH11133216 A JP H11133216A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 入射された光束を散乱させることなく逆進行
方向に反射させることが可能な反射型プリズムおよびそ
の反射型プリズムの成形型を提供する。 【解決手段】 金型１において，反射型プリズム１１の
光入射面１１ａを成形するための入射面成形部１ａおよ
び光射出面１１ｂを成形するための射出面成形部１ｂの
底面は，凹面形状とされている。反射型プリズム１１を
成形する際に反射型プリズム１１の収縮が起きたとして
も，光入射面１１ａおよび光射出面１１ｂは，少なくと
も凹面形状になることはなく，反射型プリズム１１に入
射される光束および反射型プリズム１１から射出される
光束の散乱が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は，入射光束を逆進行
方向に反射させる機能を有する反射型プリズム，およ
び，反射型プリズム成形型に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来，図８に示すように，搬送路１０１
上を移動する例えば紙等の被検出体１０３の個数や移動
速度等を検出するためには，発光素子１０５，受光素子
１０７から構成される光センサ１０９と反射型プリズム
１１１が用いられている。これら光センサ１０９，反射
型プリズム１１１は，それぞれ搬送路１０１を挟んでそ
の両側に対向配置される。
【０００３】反射型プリズム１１１は，図９に示すよう
に，発光素子１０５から射出された光束Ａを逆進行方向
に反射させ，光束Ｂとして受光素子１０７へ入射させる
機能を有している。したがって，被検出体１０３は，搬
送路１０１上を移動する際に光束Ａおよび光束Ｂを遮る
こととなる。被検出体１０３による光束Ａ，Ｂの遮断
は，受光素子１０７によって検出され，この情報をもと
に光センサ１０９は，被検出体１０３の有無，動作等を
判断することが可能となっている。
【０００４】ところで，光束Ａと光束Ｂの光軸調整は，
精度が要求されるため，光センサ１０９および反射型プ
リズム１１１を所定の取り付け部材に取り付ける際の位
置決め作業は極めて重要である。したがって，光センサ
１０９の光射出面１０９ａと光入射面１０９ｂは，とも
に突起部に形成されており，光センサ１０９は，搬送路
１０１の一方のガイド１０１ａに対して容易に，かつ正
確に取り付け可能とされている。同様に，反射型プリズ
ム１１１の光入射面１１１ａと光射出面１１１ｂも，と
もに突起部に形成されており，反射型プリズム１１１
は，搬送路１０１の他方のガイド１０１ｂに対して容易
に，かつ正確に取り付け可能とされている。なお，以上
の形状，機能を有する反射型プリズム１１１は，通常，
アクリル樹脂やポリカーボネート樹脂等を原材料として
おり，図１０に示すように，金型１１３によって成形さ
れている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら，反射型
プリズム１１１は，金型１１３による成型の際，多少な
りとも収縮してしまうために，光入射面１１１ａおよび
光射出面１１１ｂは，図１１に示すように，光束Ａ，Ｂ
に対して凹面形状となるおそれがあった。このように，
光入射面１１１ａおよび光射出面１１１ｂが凹面形状と
なった場合，光束Ａ，Ｂは散乱し，最終的に光センサ１
０９の受光素子１０７に到達する光束Ｂの光量は低下し
てしまう。そして，光センサ１０９と反射型プリズム１
１１との間隔が長距離である場合や高いＳ／Ｎ比が要求
される場合などにおいて光束Ｂの光量が所定値を下回る
と，受光素子１０７は，被検出体１０３を誤検出してし
まい，光センサ１０９が出力する検出信号（図示せ
ず。）を基準とする各種処理の誤動作のおそれがあっ
た。
【０００６】また，反射型プリズム１１１を搬送路１０
１に取り付ける場合，反射型プリズム１１１は，ガイド
１０１ｂに予め設けられた貫通孔ｈ１，ｈ２それぞれに
対して光入射面１１１ａが形成されている突起部および
光射出面１１１ｂが形成されている突起部を挿入するこ
とによって位置決めがなされ，別途，取り付け用の板バ
ネ等（図示せず。）によって定着されていた。このよう
に，従来，反射型プリズム１１１をガイド１０１ａに取
り付けるための構造は，複雑であるために，コストアッ
プ，作業工数の増加の原因ともなっていた。
【０００７】さらに，従来の反射型プリズム１１１は，
無色透明であるため，図８に示すように光入射面１１１
ａ以外から光束Ａとは全く無関係のいわゆる外乱光Ｃが
この反射型プリズム１１１に入射され，受光素子１０７
に達する場合があった。これにより受光素子１０７が誤
動作し，光センサ１０９は，被検出体１０３を正確に検
出できなくなるおそれもあった。
【０００８】本発明は，従来の反射型プリズムが有する
上記のような問題点に鑑みてなされたものであり，本発
明の第１の目的は，反射型プリズムの光射出面から射出
される光束の散乱を防ぐことによって，反射型プリズム
からの光束を，例えば受光素子において安定的に検出可
能とする新規かつ改良された反射型プリズム，および反
射型プリズム成形型を提供することにある。
【０００９】さらに，本発明の第２の目的は，複雑な取
り付け機構を設けることなく所定の取り付け部材に定着
させることが可能な新規かつ改良された反射型プリズム
を提供することにある。
【００１０】そして，本発明の第３の目的は，外乱光に
よる影響を受けることなく，入射された光束を安定的に
射出することが可能な新規かつ改良された反射型プリズ
ムを提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に，本発明の第１の観点によれば，入射光束を逆進行方
向に反射させる機能を有する反射型プリズムを成形する
ための反射型プリズム成形型が提供される。そして，こ
の反射型プリズム成形型は，請求項１に記載のように，
反射型プリズムにおける光射出面を成形するための成形
面，または，光入射面を成形するための成形面の少なく
ともいずれか一方が，凹面形状であることを特徴として
いる。かかる構成によれば，この反射型プリズム成形型
によって成形された反射型プリズムの光射出面，また
は，光入射面の少なくともいずれか一方は，凸面形状と
することが可能となる。すなわち，反射型プリズムを成
形する際に収縮現象が発生しても，光射出面，光入射面
の形状は，少なくとも凹面形状となることはなく，射出
される光束の散乱，減衰を抑えることが可能となる。し
たがって，本発明にかかる反射型プリズム成形型で成形
された反射型プリズムによれば，射出光を例えば受光素
子で受光する場合，その射出光を安定的に検出すること
が可能となる。
【００１２】また，請求項２によれば，入射光束を逆進
行方向に反射させる機能を有する反射型プリズムが提供
される。そして，この反射型プリズムは，光射出面，ま
たは，光入射面の少なくともいずれか一方が，凸面形状
であることを特徴としている。かかる構成によれば，こ
の反射型プリズムから入射され，反射の後，射出される
光束の散乱，減衰を抑えることが可能となる。したがっ
て，反射型プリズムの射出光を例えば受光素子で受光す
る場合，その射出光を安定的に検出することが可能とな
る。
【００１３】そして，請求項２に記載の反射型プリズム
における凸面形状を，請求項３に記載のように球面形状
とすれば，反射型プリズムから射出される光束の散乱を
積極的に防ぐことが可能となる。また，請求項４に記載
のように非球面形状とすれば，射出される光束の球面収
差を回避できるとともに，射出光束の焦点距離を調整可
能となる。したがって，本発明にかかる反射型プリズム
によれば，例えば，受光素子を用いることによって射出
光を安定的に検出することが可能となる。
【００１４】さらに，請求項５に記載のように，光射出
面，または，光入射面の少なくともいずれか一方を，反
射型プリズムを所定の取り付け部材の所定位置に固定す
るために設けられた突起部に形成するようにしてもよ
い。かかる構成によれば，反射型プリズムを所定の位置
に固定すると同時に，反射型プリズムの光射出面，光入
射面の位置も決定される。したがって，反射型プリズム
に入射される光束や，反射型プリズムから射出される光
束に対する光軸調整が容易化される。
【００１５】また，請求項６によれば，入射光束を逆進
行方向に反射させる機能を有する反射型プリズムであっ
て，入射光束に対して垂直かつ階段状に配置された複数
の光入射面から成る第１の光入射面群と，第１の光入射
面群から入射された入射光束を所定の方向に反射させる
第１の反射面と，第１の反射面において反射された反射
光束に対して垂直かつ階段状に配置された複数の光射出
面から成る第１の光射出面群と，第１の光射出面群から
射出された射出光束に対して垂直かつ階段状に配置され
た複数の光入射面から成る第２の光入射面群と，第２の
光入射面群から入射された入射光束を所定の方向に反射
させる第２の反射面と，第２の反射面において反射され
た反射光束に対して垂直かつ階段状に配置された複数の
光射出面から成る第２の光射出面群とを備えたことを特
徴とする反射型プリズムが提供される。かかる構成によ
れば，光入射面および光射出面の面積を確保しつつ，厚
さ方向の寸法を小さくすることが可能となり，成型時に
発生する反射型プリズムの収縮が低減される。したがっ
て，光学的に良好な性能を有する反射型プリズムが実現
される。特に，本発明は，成形の際の収縮が大きい大型
の反射型プリズムへの適用がより効果的である。
【００１６】そして，本発明の第２の観点によれば，請
求項７に記載のように，入射光束を逆進行方向に反射さ
せる機能を有する反射型プリズムであって，光射出面お
よび光入射面側に複数の取り付けフックを備えたことを
特徴とする反射型プリズムが提供される。かかる構成に
よれば，反射型プリズムを取り付ける所定の部材にフッ
クを掛けるための孔を設けるだけで，反射型プリズムを
所定の位置に容易に固定することが可能となる。
【００１７】また，本発明の第３の観点によれば，請求
項８に記載のように，入射光束を逆進行方向に反射させ
る機能を有する反射型プリズムであって，可視光を遮断
することが可能な可視光カット剤を混入させたことを特
徴とする反射型プリズムが提供される。かかる構成によ
れば，例えば，赤外線領域の入射光束が入射された場
合，可視光領域の外乱光の影響を受けることなく，入射
光束を安定的に反射，射出させることが可能となる。し
たがって，例えば，受光素子からの射出光を反射型プリ
ズムによって反射させ，受光素子でその反射光を検出す
る場合，Ｓ／Ｎ比の改善など検出精度の向上が期待でき
る。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下に添付図面を参照しながら，
本発明にかかる反射型プリズムおよび反射型プリズム成
形型の好適な実施の形態について詳細に説明する。な
お，以下の説明および添付図面において，略同一の機能
および構成を有する構成要素については，同一符号を付
することにより，重複説明を省略することにする。
【００１９】（第１の実施の形態）第１の実施の形態に
かかる反射型プリズム成形型としての金型１および反射
型プリズム１１を図１に示す。なお，この金型１を用い
ることによって，反射型プリズム１１が成形可能となっ
ている。そして，反射型プリズム１１は，図８，９に示
す従来の反射型プリズム１１１と同様に，光束Ａが光入
射面１１ａから入射され，光射出面１１ｂから光束Ｂを
光束Ａの反対方向に射出する機能を有している。ここで
図２に示すように，金型１において，反射型プリズム１
１の光入射面１１ａを成形するための入射面成形部１ａ
および光射出面１１ｂを成形するための射出面成形部１
ｂの底面は，凹面形状とされている。そして，この底面
における凹面形状端から最深部までの寸法ｘを，例えば
１０μｍとすれば，反射型プリズム１１を成形する際に
反射型プリズム１１の収縮が起きたとしても，光入射面
１１ａおよび光射出面１１ｂは，少なくとも凹面形状に
なることはなく，反射型プリズム１１に入射される光束
Ａおよび反射型プリズム１１から射出される光束Ｂの散
乱が防止される。
【００２０】さらに，反射型プリズム１１の光入射面１
１ａおよび光射出面１１ｂを球面形状または放物面など
の非球面形状としてもよい。いずれも場合も，反射型プ
リズム１１に入射される光束Ａおよび射出される光束Ｂ
の散乱を積極的に防ぐことが可能となる。特に，図３に
示すように，光射出面１１ｂを球面形状または，非球面
形状とすれば，反射型プリズム１１と受光素子１０７と
の距離に応じて光束Ｂを絞ることが可能となり，受光素
子１０７における光束Ｂの受光状態も安定化し，Ｓ／Ｎ
比の改善につながる。なお，射出部１１ｂを非球面とす
ることで，光束Ｂの球面収差を防止できるため，反射型
プリズム１１と受光素子１０７の距離が長くなった場合
に，非球面化は極めて有効である。
【００２１】そして，図１，３に示すように，反射型プ
リズム１１における光入射面１１ａ，光射出面１１ｂ
は，それぞれ突起部に形成されている。これによって，
反射型プリズム１１が取り付けられる所定の取り付け部
材（図示せず。）に対して，かかる突起部に対応する位
置決め孔を設けることで，反射型プリズム１１の固定位
置が決定され，位置決め作業が容易化される。
【００２２】（第２の実施の形態）第２の実施の形態に
かかる反射型プリズム２１を図４に示す。この反射型プ
リズム２１は，光入射面Ｉ１１，Ｉ１２，Ｉ２１，Ｉ２
２，光射出面Ｏ１１，Ｏ１２，Ｏ２１，Ｏ２２，第１の
反射面Ｒ１，および第２の反射面Ｒ２を備えている。
【００２３】光入射面Ｉ１１，Ｉ１２は，それぞれ，光
束Ａに対して垂直かつ階段状に構成され，また，第１の
反射面Ｒ１は，光入射面Ｉ１１，Ｉ１２から入射された
光束Ａを直角に反射するように構成されている。そし
て，光射出面Ｏ１１，Ｏ１２は，それぞれ，第１の反射
面Ｒ１において反射された光束に対して垂直かつ階段状
に構成されている。さらに，光入射面Ｉ２１，Ｉ２２
は，それぞれ，光射出面Ｏ１１，Ｏ１２から射出された
光束に対して垂直かつ階段状に構成され，また，第２の
反射面Ｒ２は，光入射面Ｉ２１，Ｉ２２から入射された
光束を直角に反射するように構成されている。そして，
光射出面Ｏ２１，Ｏ２２は，それぞれ，第２の反射面Ｒ
２において反射された光束に対して垂直かつ階段状に構
成されている。すなわち，光入射面Ｉ１１，Ｉ１２から
入射された光束Ａは，第１の反射面Ｒ１，光射出面Ｏ１
１，Ｏ１２，光入射面Ｉ２１，Ｉ２２，第２の反射面Ｒ
２，および光射出面Ｏ２１，Ｏ２２を介して，光束Ｂと
して折り返されることとなる。
【００２４】以上の構成を有する第２の実施の形態にか
かる反射型プリズム２１によれば，従来の反射型プリズ
ム１１１と同様に光束Ａを逆進行方向に反射させる機能
を維持しつつ，全体的に薄型とすることが可能となる。
したがって，この反射型プリズム２１を金型等によって
成形する際に，収縮を最低限に抑えることが可能とな
り，設計値に近似した光学的に良好な性能を得ることが
可能である。
【００２５】（第３の実施の形態）第３の実施の形態に
かかる反射型プリズム３１を図５に示す。この反射型プ
リズム３１は，光入射面３１ａおよび光射出面３１ｂと
同一面上に４つのフック３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３
ｄを備えている。
【００２６】図６に示すように，搬送路１０１のガイド
１０１ｂに対して，４つのフック３３ａ，３３ｂ，３３
ｃ，３３ｄを取り付けるための取り付け孔，光センサ１
０９の発光素子１０５からの光束Ａを光入射面３１ａに
入射させるための孔，光束Ｂを光射出面３１ｂから射出
させ受光素子１０７に入射させるための孔を設けること
で，第３の実施の形態にかかる反射型プリズム３１は，
精度よく位置決めされる。すなわち，反射型プリズム３
１によれば，従来の反射型プリズム１１１のように光入
射面または光出射面を有する突起部を形成することなく
取り付け位置出しが可能である。さらに，反射型プリズ
ム３１は，別途，取り付け用の板バネ等を用いることな
くガイド１０１ｂに固定可能である。したがって，反射
型プリズム３１の取り付け作業性は，従来の反射型プリ
ズム１１１に対して大幅に改善されている。
【００２７】なお，第３の実施の形態においては，４個
のフック３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄを備えた反射
型プリズム３１について説明しているが，本発明は，こ
れに限らず，例えば，フックを２個としても良く，逆に
固定力向上を目的としてフックの数を増加させてもよ
い。
【００２８】さらに，第３の実施の形態にかかる反射型
プリズム３１の光入射面３１ａおよび光射出面３１ｂ
は，同一平面上に形成されているが，本発明は，光入射
面３１ａおよび光射出面３１ｂが従来の反射型プリズム
１１１と同様に，突起部に形成された場合であっても適
用可能である。
【００２９】（第４の実施の形態）第４の実施の形態に
かかる反射型プリズム４１は，金型（図示せず。）によ
る成形の際，可視光カット剤を混入させたことを特徴と
している。これにより，図７に示すように，光センサ１
０９の発光素子１０５から赤外線領域の光束Ａを射出し
た場合，例え可視光領域の外乱光Ｃが反射型プリズム４
１に照射されても，かかる外乱光Ｃは，反射型プリズム
４１に入射されることはない。すなわち，反射型プリズ
ム４１は，発光素子１０５からの光束Ａを選択的に入
射，反射し光束Ｂとして射出する機能を有することとな
る。したがって，受光素子１０７において，Ｓ／Ｎ比が
改善され，被検出物体の検出精度が向上する。
【００３０】なお，第４の実施の形態においては，可視
光カット剤を混合させた反射型プリズム４１を用いて説
明したが，その他，反射型プリズムを色ガラスで作製す
るなどして，光束Ａの波長のみを透過させるようにして
もよい。
【００３１】以上，添付図面を参照しながら本発明の好
適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に
限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載
された技術的思想の範疇内において各種の変更例または
修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについ
ても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解され
る。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように，請求項１に記載の
反射型プリズム成形型および請求項２，３，４，５，６
に記載の反射型プリズムによれば，反射型プリズムに入
射される光束を散乱させることなく射出させることが可
能である。
【００３３】特に請求項３，４に記載の反射型プリズム
によれば，例えば，受光素子との距離に応じて射出光束
の焦点距離を調節することが可能となる。
【００３４】また，請求項７に記載の反射型プリズムに
よれば，所定の取り付け部材への取り付け位置決め，お
よび固定が容易化される。
【００３５】そして，請求項８に記載の反射型プリズム
によれば，外乱光の影響を受けることなく，入射される
光束を安定的に反射，射出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態にかかる反射型プリ
ズムおよび金型の説明図である。
【図２】図１の金型における入射面成形部および射出面
成形部の拡大断面図である。
【図３】図１の反射型プリズムの光射出面，および，光
射出面から射出された光束Ｂを受ける受光素子を示す説
明図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態にかかる反射型プリ
ズムの説明図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態にかかる反射型プリ
ズムの斜視図である。
【図６】図５の反射型プリズムの搬送路への取り付け状
態を示す説明図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態にかかる反射型プリ
ズムの説明図である。
【図８】従来の反射型プリズムの搬送路への取り付け状
態を示す説明図である。
【図９】従来の反射型プリズムの斜視図である。
【図１０】従来の反射型プリズムおよび金型を示す説明
図である。
【図１１】従来の反射型プリズムの光射出面の拡大図で
ある。
【符号の説明】
１ 金型 １ａ 入射面成形部 １ｂ 射出面成形部 １１ 反射型プリズム １１ａ 光入射面 １１ｂ 光射出面 ３３ａ，３３ｂ，３３ｃ，３３ｄ フック Ａ，Ｂ 光束 Ｉ１１，Ｉ１２，Ｉ２１，Ｉ２２ 光入射面 Ｏ１１，Ｏ１２，Ｏ２１，Ｏ２２ 光射出面 Ｒ１ 第１の反射面 Ｒ２ 第２の反射面

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入射光束を逆進行方向に反射させる機能
    を有する反射型プリズムを成形するための反射型プリズ
    ム成形型であって：前記反射型プリズムにおける光射出
    面を成形するための成形面，または，光入射面を成形す
    るための成形面の少なくともいずれか一方は，凹面形状
    であることを特徴とする反射型プリズム成形型。
  2. 【請求項２】 入射光束を逆進行方向に反射させる機能
    を有する反射型プリズムであって：光射出面，または，
    光入射面の少なくともいずれか一方は，凸面形状である
    ことを特徴とする反射型プリズム。
  3. 【請求項３】 前記凸面形状は，球面形状であることを
    特徴とする請求項２に記載の反射型プリズム。
  4. 【請求項４】 前記凸面形状は，非球面形状であること
    を特徴とする請求項２に記載の反射型プリズム。
  5. 【請求項５】 前記光射出面，または，前記光入射面の
    少なくともいずれか一方は，前記反射型プリズムを所定
    の取り付け部材の所定位置に固定するために設けられた
    突起部に形成されることを特徴とする請求項２，３，ま
    たは４のいずれかに記載の反射型プリズム。
  6. 【請求項６】 入射光束を逆進行方向に反射させる機能
    を有する反射型プリズムであって：入射光束に対して垂
    直かつ階段状に配置された複数の光入射面から成る第１
    の光入射面群と；前記第１の光入射面群から入射された
    入射光束を所定の方向に反射させる第１の反射面と；前
    記第１の反射面において反射された反射光束に対して垂
    直かつ階段状に配置された複数の光射出面から成る第１
    の光射出面群と；前記第１の光射出面群から射出された
    射出光束に対して垂直かつ階段状に配置された複数の光
    入射面から成る第２の光入射面群と；前記第２の光入射
    面群から入射された入射光束を所定の方向に反射させる
    第２の反射面と；前記第２の反射面において反射された
    反射光束に対して垂直かつ階段状に配置された複数の光
    射出面から成る第２の光射出面群と；を備えたことを特
    徴とする反射型プリズム。
  7. 【請求項７】 入射光束を逆進行方向に反射させる機能
    を有する反射型プリズムであって：光射出面および光入
    射面側に複数の取り付けフックを備えたことを特徴とす
    る反射型プリズム。
  8. 【請求項８】 入射光束を逆進行方向に反射させる機能
    を有する反射型プリズムであって：可視光を遮断するこ
    とが可能な可視光カット剤を混入させたことを特徴とす
    る反射型プリズム。
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