JPS60185919A - 光電装置 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、赤外線等の光を投射し、その反射光を検出し
て物体の有無或いはその物体までの距離を測定す゛るた
めの光電装置に関する。

（従来技術） 光電装置は、一般的に投光部とその投光部からの投射光
の被検出物体での反射光を受光する受光部とで構成され
、それら投光部と受光部との前面には周囲の塵が内部に
進入しないように防塵板が取り付けられる。この防塵板
は投光部用の窓と受光部用の窓を有し、その内窓は相互
間に光の廻り込みが生じないように遮光部材で分離され
ている。

ところが、このような防塵板は、窓の部分と遮光部材と
を別部材で形成し、これを事後的に糾み立てる方法では
、その完全な結合が困！Ｉｅとなって一方が脱落するこ
ともありｉＭ、またｉｉｉ＋面の汚れを清掃し易くする
ためにそのｎｉ」而に段部が残らないように偏平にする
ことも困難である。

（発明の目的） 本発明は斯かる点に鑑みて成されたもので、その目的は
、前面を容易に偏平にすることかでき、また窓部と遮光
部材とが完全に一体化されるようにした防塵板を存する
光電装置を提供することである。

（発明の構成） このために本発明は、投光部と、受光部と、上記投光部
の前面を覆う投光用窓部及び受光部の１１１１面を覆う
受光用窓部を有し該側窓部か遮光部材により分離された
防塵板とで成る光電装置であって、上記防塵板を構成す
る上記内窓部と上記遮光部材を樹脂により一体成形した
ものである。

（実施例） 以下、本発明の光電装置の実施例を図を参照して説明す
る。本実施例の光電装置は、第１図に示すように、本体
ケースｌの内側１ａに光学ユニットその他が設けられ、
それらを覆うように上蓋２が閉じられる（第４図、第５
図）構成である。そして、本体ケース１の正面１ｂには
、その中心部分に赤外線式の投光部Ａが、またその投光
部Ａの両側に同一距離だけ離れて受光部Ｂ、Ｂ’が設け
られている。そして、この投光部Ａ及び受光部Ｂ１Ｂ′
によって光学ユニットが構成されている。また、上記し
た正１１０１ｂに隣接する一方の側面ＩＣには、検出距
離エリアを設定する距離設定部Ｃとその設定した距離エ
リア内に被検出用の物体が入った際にそのことを表示す
る距離表示部りが設けられている。更に、背面の角部分
にはコード接続部Ｈが設けられている。

上記投光部Ａ及び受光部Ｂ、Ｂ’　は、その前面が、第
２図及び第３図に示すような防塵板３により覆われてい
る。この防塵板３は、赤色透明部材等の透光部材で構成
されたインサート板３■と、そのインサート板３１の前
面及び背向を覆うようにそのインサート板３１に対して
一体的に樹脂の２色成形により形成された遮光性を有す
る例えば黒色の遮光部材３２により構成されている。

即ち、インサート１ｉ３１は、受光部Ｂ′の防塵用の窓
部３１ａ、投光部Ａの防塵用の窓部３１ｂ、受光部Ｂの
防塵用の窓部３１ｃが、突出した形状で、段部を有する
スリット３１ｄ、３１　ｄにより並び方向に分離されて
形成され、その各窓部３１ａ〜３１ｃの連結は上下の連
結部３１ｅ、３　ｉ　ｅにより行われている。

一方、遮光部材３２は、インサート板３１の前面におい
ては、窓部３１ａ〜３１ｃの各々を囲んでそれらを光学
的に分離するように窓枠部３２ａとして形成され、また
背面においては、０リング４を懸架するための鍔部３’
２ｂとして形成されている。この鍔部３２ｂに形成され
た切欠部３２ｃは後記するレンズの位置決め用である。

また窓枠部３２ａの部分の内、スリン）３１ｄに埋設さ
れて表裏間に連続する遮光部３２ｄの裏向には後記する
遮光筒５の先端が嵌るための四部３２ｅが形成されてい
る。

従って、この防塵板３ば、窓部３１ａ〜３１ｃの前面と
窓枠部３２ａの前面との境界部分に段部等が無く面一と
なって偏平となるために、その前面に塵が付着した場合
でも窓部分３ｉａ〜３１ｃの各々の全ての前面を布等で
容易に清掃することができる。また、窓部分３１８〜３
１Ｃは相互の隣接部分が遮光部材３２の遮光部３２ｄに
よって分離されているので、窓部分３１ａ〜３１Ｃの相
互間において光の廻り込み現象は起らない。更に、イン
サート板３１に対する遮光部材３２の一体化は、インサ
ート板３１の表裏両側にまで遮光部材３２の樹脂を回し
込む一体成形であるので、両者の結合は完全なものとな
り、分離の恐れはない。

上記した遮光筒５は、受光部Ｂ′用の筒部（図示せず）
、投光部Ａ用の筒部５ｂ、受光部Ｂ用の筒部５Ｃを具備
し、各筒部を分離する隔壁５ｄの先端部分が上記したよ
うに防塵板３の遮光部材３２の凹部３２ｅに嵌合し、外
周部分５ｅの先端が遮光部材３２の鍔部３２ｂの内側に
嵌合している。

このため、例えば筒部５ｂと筒部５ｃの間では、遮光部
材３２の凹部３２ｅと隔壁５ｄの先端との衝合面が光通
路となるが、その通路は曲折するので、光が通過する恐
れはない。

受光部Ｂ′用の筒部内には受光用の集光レンズが、投光
部Ａ用の筒部５ｂ内には投光用の集光レンズ６２が、受
光部Ｂ用の筒部５Ｃ内には受光用の集光レンズ６３が各
々配置されている。四元レンズ６２の取り付けは、第４
図に示すように、その上下方向に形成された突起６２ａ
を防塵板３の遮光部材３２の切欠部３２ｃに嵌め込み、
遮光筒５の上板部５ｈと下板部５１の先端を押し当てて
行う。他の集光レンズについても同様である。

そして、投光部Ｂの筒部５ｂの奥部分には、絞り７を介
して投光素子（発光ダイオード）８が取り付けられてい
る（第４図）。

また、受光部Ｂの筒部５Ｃの奥には、上片５ｆ＋　、上
片５ｆ２、及び突起５ｆ３によってガイド部５ｆが形成
され、このガイド部５ｆにホルダ９２がガイドされてい
る。９２ａは突起５ｆ３に嵌合する凹部である。そして
、このホルダ９２内に位置検出用受光素子（ＰＳＤ）１
０２が接着剤等によって固定・保持されている。１１は
不必要な波長領域をカットするためのフィルタである（
第５図）。

この位置検出用受光素子１０２は、横長の受光部１０２
ａを有し、被検出物体からの反射ビームがその受光部１
０２ａの長手方向のどの位置で受光されたかによって出
力電流を変化するよう構成されている。１０２ｂはバイ
アス端子、１０２Ｃと１０２ｄは出力端子である。

この位置検出用受光素子１０２の部分では、そのホルダ
９２が矢印Ｘ方向に移動可能に設けられ、これによって
位置検出用受光素子１０２自体が長手方向に移動可能と
なって、その長手方向の位置調整が可能となっている。

即ぢ、筒部５Ｃの奥のガイド部５ｆの上片５ｆ＋　には
孔５ｇが形成され、またホルダ９２にも長溝９２ｂが形
成されている。

そして、本体１２２ａが孔５ｇに、ピン１２２ｂが長溝
９２ｂ内に入るように、偏心量１２２が装着されている
。１２２ｃはドライバ用のｌ、〜ｉである。

なお、ピン１２２ｂの本体１２２ａの軸心からの偏心量
はしてある（第７図、第８図）。

従って、溝１２２０にドライバを当てて偏心量１２２を
回転すると、ピン１２２ｂが、長溝９２ｂ内を移動する
ために、ホルダ９２の全体がガイド部５ｆの上片５ｆ１
、下片５ｆ２、及び突起５［３にガイドされて、矢印Ｘ
方向に最大２Ｌの距離たけ移動する。このため、位置検
出用受光素子１０２も同様に移動するので、その位置を
調整することができる。

この点を第９図を参照してもう少し詳細に説゛明すると
、偏心量１２２を仮に矢印α力量に回転すると、力Ｅが
ホルダ９２に加わると同時に偏心量１２２を押さえる力
Ｆが加わる。この場合、ホルダ９２の下面９２ｃを突当
面とすると、その下面９２Ｃを中心としてモーメントＭ
が加わり、本来左右に動かなければならないホルダ９２
が、そのド面９２Ｃを中心とした動きとなる。このとき
下面９２Ｃの点ではかなり大きなステックスリップ現象
を起すので、左右ｆ）ＩｉＩ整は困難となる。これを防
止するためには、偏心量１２２の力Ｅの作用する而に力
Ｆの突当面をもってくれば良いことなになる。

本実施例では、スペースの点から上記問題の解決が困難
なため、可能な限り力Ｆを受ける突当て面を偏心量１２
２の力Ｅの作用する面に近づけるために、ホルダ９２に
凹部９２ａを設けると共にガイド部５ｆに突起５ｆ３を
設け、両者の嵌合面Ｇで受けるようにした。これにより
、突当面を下面９２Ｃとした場合に比べてかなり改善さ
れる。

なお、ここでは一方の受光部Ｂについて説明したが他方
の受光部Ｂ′の位置検出用受光素子１０１、ホルダ９１
、偏心量１２１についても全体が対称的になっている点
を除けば全く同一構造である。

以上のようにして構成される投光部Ａ、受光部Ｂ、Ｂ′
は、遮光筒５に対して一体的に１個の光学ユニットとし
て設けられ、本体ケース１への取り付けは、その本体ケ
ース１の面１ｂ側に形成された開１コ部１ｄに対して０
リング４によって緩衝・水密構造で取り付けられる。即
ち、防塵板３の遮光部材３２の鍔部３２ｂの外面にＱ　
ＩＪソングを懸架して、開口部ｉｄの前部分に形成され
た段部Ｉｄｌ　にその０リング４が嵌合するように嵌め
込むと、第１図、第４図、第５図等にネオように、光学
ユニット全体が本体ケース１に対して緩衝・水密構造で
取り付けられる。特に、この取付構造では、本体ケース
１に外力が加わった場合でも、その外力はＯリング４に
よって吸収されるために、光学ユニット自体に加わる力
は緩衝され、その光学ユニットに対する悪影響を回避す
ることができる。

上記０リング４としては、それら嵌め込まれる防塵板３
の鍔部３２ｂの外形に類似のほぼ長刀形に成型時に形作
られたものが使用される。円形の０リングを用いると組
立作業性が悪くなるばかりでなく、防塵板３の角部によ
ってそのＯリングに力がかかり、そのＯリングが局部的
に伸びて、防水が確実でなくなるが、上記のようにほぼ
長方形に作られた０リング４を使用することによってこ
のような欠点は防止される。

検出距離エリアを設定する距離設定部Ｃ及びその設定し
たエリア内に被検出物体が入ったことを表示する距離表
示部りば、本体ケース１の側面１ｃに形成された開口部
１ｅに設けられている（第１図、第６図）。１３はプリ
ント配線板であり、この部分に距離設定用の可変抵抗■
４及び距離表示用の表示用光源（発光ダイオード）１５
が取付られており、その可変抵抗１４の回転操作部１４
ａに対して、摘み１６が連結板１７を介して取り付けら
れている。

そして゛、プリント配線板１３は透明部材で成る表示本
体１８の２個の突起１８ａ、１８ｂに対して位置決めさ
れ、その一方の突起１８ｂの溶着により、固定されてい
る。この表示本体１８は、係合突起１８ｃ、１８ｄによ
って、本体ケース１の開口部Ｉｅ内に係合され、引き抜
けが防止されている。１８ｅはレンズ部として広い範囲
から見えるように突出した形状に構成した表示窓であり
、その表面はアラシ仕上げされている。

上記摘み１６はこの表示本体■８に形成された凹部１８
ｆ内に防水用の０リング１９を介して取り付けられてい
る。また表示本体１８の前面部分も、本体ケース１の開
口部ｉｅの開１コ面の段部１ｅ＋に対して０リング２０
を介在させて水密構造となっている。

２１は銘板であり、本体ケース１の段部１ｅ２と表示本
体１８の前面に両面テープにより貼り付けられている。

２２はリング状のシートであり、銘板２１と摘み１６と
の間に介在させて、その銘板２１と摘み１６が接着しな
いようにている。よって、摘み１６はその回転に支障は
起らない：従って、この距離設定部Ｃ及び距離表示部り
においては、それらが表示本体１８に組み込まれて１１
１１ｉＩの表示ブロックとして一体化されているので、
その表示ブロックを単体とした検査が可能となるばかり
でなく、組立の簡素化や本体ケース１に組み込む際の位
置調整（特にプリント配線板１３上の可変抵抗と摘み１
６の間の位置調整、プリント配線板１３上の表示用光源
１５と窓１８ｅとの間の位置調整等）が不要となる。

第１０図は被検出物体Ｑを検出する光学系を原理的に示
すもので、集光レンズ６２に対する集光レンズ６１．６
３の離間距離は同一のｌｏとなっており、集光レンズ６
１．６３と位置検出用受光素子１０１．１０２との各々
の離間距離はｆとなっている。なお、位置検出用受光素
子１０１は半導体装置検出素子（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ　Ｓ
ｅｎ５１ｇ　Ｄｅｖｉｃｅ　：ＰＳＤ）として知られて
いるものが用いられており、出力端子１０１ｃ、１０１
ｄにはスポット光ｒ′と電極１０１ｅ、１９１ｆまでの
距離に反比例した出力電流が生じる。他方の位置検出用
受光素子１０２についても同様である。また、位置検出
用受光素子１０１．１０２ば、集光レンズ６１．６３か
らの距離がいずれもＲ１に等しくなるようにする必要が
あるが、これは前記した偏心鋲１２１．１２２の回転に
よるホルダ９１．９２の矢印Ｘ方向の位置調整によって
行う。

さて、投光素子８から赤外線を投光すると、その光は集
光レンズ６２によっである幅を持った光ビームＰとなっ
て被検出物体Ｑに投射され、そこで反射された反射ビー
ムＲ，，Ｒ′が集光レンズ６Ｉ、６３によって集光され
て各々位置検出用受光素子１０１．１０２に入射する。

従って、この位置検出用受光素子１０１．１０２に生ず
る受光スポットｒ、、ｒ′の内のいずれが一方の位置を
検出することにより、三角測量的に被検出物体Ｑまでの
距離βを知ることができる。即ち、距離ｌが短ければ例
えば一方の受光スポットｒは投光素子８側と反対側（外
側）に比較的偏って位置し、長ければ投光素子８側（内
側）に比較的偏って位置する。よって、その受光素子１
ｏ−２の出力端子１０２ｃ、１０２ｄの出力電流を比較
すれば、受光スボソｌ−ｒがどの位置にあるかを知るこ
とができる。そして、上記両方の出力電流を比較した比
較信号が距離βを示すことになる。

従って、距離設定部Ｃの可変抵抗１４によって所定の距
離に対応した基準レベルを設定しておけば、上記比較信
号がその基準レベルを越えたか否かを検出することによ
り、被検出物体Ｑが設定した距離内にあるか否かを検出
することができる。

そして、その設定距離内にあるとき距離表示部りの表示
用光源１５を点灯させるようにすることができる。なお
、上記受光スポツｌ−ｒが位置検出用受光素子１０２に
受光されるか否かにより、被検出物体の有無も検出する
ことができることは勿論である。

他力の位置検出用受光素子１０１についても全く同様で
あり、よって一方のみで充分であり、両方の位置検出用
受光素子１０１．１０２は不要であると思われるが、こ
れゆ検出誤差を補正するために設け・たものである。

即ち、投光素子８から発射した光は集光レンズ６２によ
って平行な光ビームＰとなるのであるが、その光ビーム
Ｐにはある程度の幅があるために、その光ビームＰの全
部ではなく一部が被検出物体に投射された場合には、そ
の投射部分からの反射ビームの光スポットが位置検出用
受光素子に入るために、そこで検出誤差が生じる。つま
り、第１１図に示すように、被検出物体Ｑ′が前記第１
０１１ｇ＋の場合と同一の距離βにあるにも拘らず、光
ビームＰの一部のみがその被検出物体Ｑ′に投射される
ために、位置検出用受光素子１０２の受光部の受光スポ
ツｌ−ｒの位置配分が第１０図の場合と異なり、出力端
子１０２ｃ、１０２ｄからの出力電流を比較した比較信
号が第１０図の場合と異なって、誤差が生じる。

そこで、２個の位置検出用受光素子１０１と１０２を投
光素子８に対して対称的に設けている。このようにする
と、上記誤差が生じる場合には、両位置検出用受光素子
１０１．１０２の出力電流の比較信号が互いに反対方向
に変化する。よって、両位置検出用受光素子１０１と１
０２の内側の端子１０１ｃ、１０２ｃの出力を加算し、
外側の端子１０１ｄ、１０２ｄの出力を加算し、その両
加算信号を比較することにより、誤差が相殺されて、正
しい距ｌｉ！Ｉｔβを示す信号を得ることができる。

（発明の効果） 以上のように、本発明によれば、防塵板を、投光用窓部
及び受光用窓部と、それらの窓部とは別の材料でなる遮
光部材とを、樹脂により一体成形して構成したので、そ
の防塵板の前面を偏平にすることは容易であり、また側
窓部と遮光部材の結合も完全となって、窓部或いは遮光
部材が脱落するというようなことは生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の光電装置の蓋を外した状態
の上面図、第２図は防塵板の斜視図、′第３図は同防塵
板の長手方向の断面図、第４図は第１図におけるａ−ｄ
線に沿った断面図、第５図はｂ−ｂ線に沿った断面図１
．第６図はｄ−ｄ線に沿った断面図、第７図は第６図に
おけるｅ−ｅ線に沿った断面図、第８図は位置検出用受
光素子のホルダのガイド邪の平面図、第９図は偏心鋲に
よる位置調整の説明図、第１０図及び第１１図は距離測
定の説明用の光学図である。 Ａ・・・投光部、Ｂ、Ｂ’・・・受光部、Ｃ・・・距離
設定部、Ｄ・・・距離表示部、Ｈ・・・コード接続部、
■・・・本体ゲース、２・・・蓋、３・・・防塵板、３
１・・・インサート板、３２・・・遮光部材、４・・・
０リング、５・・・遮光筒、６１．６２．６３・・・集
光レンズ、７・・・絞り、８・・・投光素子、９１．９
２・・・ボルダ、Ｉｏｌ。 １０２・・・位置検出用受光素子、１１・・・フィルタ
、１２１．１２２・・・偏心鋲、１３・・・プリント配
線板、１４・・・距離設定用の可変抵抗、１５・・・表
示用光源、１６・・・距離設定用の摘み、Ｉ７・・・連
結板、１８・・・表示本体、１９．２ｏ・・・０リング
、２１・・・銘板、２２・・・シート。 特許出願人　小西六写真工業株式会社 同　松下電工株式会社 代理人弁理士長尾常明 手　続　？■　正　書　（自発）（方式）昭和５９年５
月８日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 ２、発明の名称 光電装置 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　東京都新宿区西新宿１丁目２６番２号名　称　
（１２７）小西六写真工業株式会社　他１名４、代理人 ６、補正により増加する発明の数　なし７、補正の対象
　委任状、図面

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）、投光部と、受光部と、上記投光部の前面を覆う
   投光用窓部及び受光部の前面を覆う受光用窓部を有し該
   側窓部が遮光部材により分離された防塵板とで成る光電
   装置であって、 上記防塵板を構成する上記側窓部と上記遮光部材が樹脂
   により一体成形されて成ることを特徴とする光電装置。