JP2007067106A - 光結合装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】小型であり、位置検出精度が高い光結合装置を提供する。
【解決手段】発光部21および受光部22を本体24に並置した光結合装置であって、発光部21からの光を反射させる反射面31を有する反射部26を、本体24から延在させた支持部25により支持する構成としている。この構成により、被検出物を検出する方向に対して厚みを薄くすることができる。また、被検出物の移動による受光量の減少に基づき被検出物を検出するので、位置検出精度が高いものとなっている。
【選択図】図1
【解決手段】発光部21および受光部22を本体24に並置した光結合装置であって、発光部21からの光を反射させる反射面31を有する反射部26を、本体24から延在させた支持部25により支持する構成としている。この構成により、被検出物を検出する方向に対して厚みを薄くすることができる。また、被検出物の移動による受光量の減少に基づき被検出物を検出するので、位置検出精度が高いものとなっている。
【選択図】図1
Description
本発明は、発光部と受光部が対となり一体化してなる光結合装置に関する。
デジタルカメラ等のような駆動機構を有する電子機器において、駆動部の動作を制御するために、光結合装置が用いられている。例えば、光結合装置は、駆動部に連動させて動作する被検出物の軌道上に配置され、所定の位置に移動してきたときに、光スイッチが入るようにして用いられる。
被検出物を検出する光結合装置としては主に2種類あり、一つは透過型の光結合装置であり、他の一つは反射型の光結合装置である。
図12は、従来の透過型の光結合装置において、被検出物の検出状態を説明する概略断面図であり、(A)は非検出状態を示す概略断面図であり、(B)は検出状態を示す概略断面図である。
透過型の光結合装置は、所定の間隔をおいて発光部121と受光部122が対向して配置され構成されている。透過型の光結合装置により検出される被検出物Kは、発光部121と受光部122の間に出入りするように配置される。被検出物Kが発光部121と受光部122の間にない状態(同図(A):非検出状態)のときは、発光部121からの光Lが受光部122に入光している。被検出物Kが発光部121と受光部122の間に進入した状態(同図(B):検出状態)のときは、発光部121からの光Lを遮断するので、受光量が減少する。すなわち、受光部122の受光量の減少により、被検出物Kを検出している。
図13は、従来の反射型の光結合装置において、被検出物の検出状態を説明する断面概略図であり、(A)は非検出状態を示す概略断面図であり、(B)は検出状態を示す概略断面図である。
反射型の光結合装置は、光軸が同じ方向を向くようにして発光部221と受光部222とが並置して構成されている。反射型の光結合装置により検出される被検出物Kは、発光部221や受光部222に対して対向する位置に出入りするように配置される。被検出物Kが発光部221や受光部222に対向する位置にない状態(同図(A):非検出状態)のときは、発光部221からの光Lが受光部222に入光しない。被検出物Kが発光部221や受光部222に対向する位置にある状態(同図(B):検出状態)のときは、発光部221からの光Lが被検出物Kにより反射されるので、受光量が増加する。すなわち、受光部222の受光量の増加により、被検出物Kを検出している。
近年、電子機器の小型化、薄型化が進み、小型の光結合装置が要求されていた。このような要求から、透過型の光結合装置においては、特許文献1(以下、従来例1という)に示される製造方法により小型化が図られていた。すなわち、いわゆる2重モールド法の採用により、ホルダーケースを必要としない小型の光結合装置が実現されていた。
特公平2−24387号公報
また、反射型の光結合装置においても、いわゆる2重モールド法の採用により、ホルダーケースを必要としない小型の光結合装置が実現されていた(以下、従来例2という)。
ところが、最近、更に電子機器の小型化、薄型化が進み、これに伴い、更に小型の光結合装置が要求されている。
図14は、従来例1の透過型の光結合装置の寸法を示した概略断面図である。ここで、光結合装置の厚み(被検出物Kを検出する方向)について説明する。発光部321の厚みはt1であり、受光部322の厚みはt2であり、発光部321と受光部322の間の間隔はt3である。したがって、光結合装置の厚みt4は、t1+t2+t3となる。t1とt2は、発光部321または受光部322を構成する材料の寸法、製造工程上における加工余裕度等を考慮されて定められているため、これ以上薄くすることはできない。また、t3は、被検出物Kを進入させるための寸法であるため、この寸法も小さくすることができない。従って、従来例1の透過型の光結合装置においては、更なる薄型化に限界がきていた。
一方、従来例2の反射型の光結合装置は、発光部と受光部が並置された構成であり、透過型の光結合装置よりも薄いので、小型化した電子機器に採用されている。しかしながら、透過型の光結合装置に比べて位置検出精度が低いため、使用できる範囲が限られていた。
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、小型で位置検出精度の高い光結合装置を提供することを目的とする。
本発明に係る光結合装置は、発光部および受光部を本体に並置した光結合装置であって、前記発光部からの光を反射させる反射面を有する反射部を、前記本体から延在させた支持部により支持する構成としたことを特徴とする。
この構成により、被検出物を検出する方向(光軸方向:以下、Z方向)に対して光結合装置の厚みを薄くすることができる。すなわち、従来の透過型の光結合装置においては、発光部と受光部が所定の間隔をおいて対向している構造であり、Z方向の厚みは、発光部の厚み、受光部の厚み、発光部と受光部との間隔の和となる一方、本発明に係る光結合装置においては、発光部と受光部とが並置され、発光部(または受光部)よりも薄く形成できる反射部が対向して設けられた構造であり、Z方向の厚みは、発光部(または受光部)の厚み、反射部の厚み、発光部と反射面との間隔との和となり、結果的に、Z方向の厚みの差は、発光部(または受光部)の厚みと反射部の厚みとの差となり、この差の厚み分が薄くなっている。
また、反射面により反射されて受光部に入光する光量は一定となり、また、発光部からの光を被検出物が遮ることにより、被検出物を検出する構成となっていることから、検出精度が向上する。
以下、この点を説明する。一般に光結合装置は、被検出物の移動(Z方向に垂直な方向:以下、X方向)を受光量の変化により検出しているので、受光量が被検出物の移動以外の要因で変化する場合、検出位置の精度が悪くなる。従来の反射型の光結合装置では、被検出物により反射される反射光を受光する構成であるが、受光する受光量は、被検出物のX方向の移動による反射光の増加と、被検出物のZ方向に対する変動による反射光の増減との和であるため、被検出物がZ方向に対して変動すると被検出物の検出位置が変化してしまうという問題があった。
一方、本発明に係る光結合装置では、受光部が受光していた光を被検出物の移動により遮光する構成であり、被検出物の移動により受光量を減少させ、被検出物を検出しており、また、被検出物がZ方向に変化しても遮光量は変化しないので、正確な位置検出をすることができる。すなわち、遮光量は、被検出物のZ方向の変化により殆ど影響を受けず、被検出物のX方向の移動に依存していることから、正確な位置検出をすることができる。
また、本発明に係る光結合装置では、前記反射部は、前記発光部からの光を前記受光部へ導光するように配置された2つの反射面を有することを特徴とする。この構成により、発光部からの光を効率的に受光部へ導けるので、受光部が受光する受光量を増加させることができる。これにより、遮光されている遮光状態(検出状態)と入光している入光状態(非検出状態)との光量差が大きくなるため、位置検出精度が向上する。
また、本発明に係る光結合装置では、前記反射面は、第1反射面と第2反射面とを有するプリズムにより構成されてなることを特徴とする。この構成により、発光部からの光を散乱させないで効率的に受光部へ導けるので、受光部が受光する受光量を増加させることができる。これにより、遮光されている遮光状態(検出状態)と入光している入光状態(非検出状態)との光量差が大きくなるので、位置検出精度が向上する。
また、本発明に係る光結合装置では、前記発光部と前記受光部は、前記発光部または前記受光部と前記反射面との間隔よりも大きい間隔で並置されていることを特徴とする。この構成により、光が被検出物により遮光される遮光状態(検出状態)において、被検出物により反射して受光部へ向かうまでの光路が長くなり、反射光が受光部へ入光されにくくなるので、遮光されている遮光状態(検出状態)と入光している入光状態(非検出状態)との光量差が大きくなり、位置検出精度を向上させることができる。
また、本発明に係る光結合装置では、前記発光部と前記受光部は、それぞれの光軸が互いに離れるように傾けて並置したことを特徴とする。この構成により、光が被検出物により遮光される遮光状態(検出状態)において、被検出物から受光部へ向かう反射光が少なくなるので、遮光されている遮光状態(検出状態)と入光している入光状態(非検出状態)との光量差が大きくなり、位置検出精度を向上させることができる。
また、本発明に係る光結合装置では、前記発光部または前記受光部の少なくともどちらか一方に、集光レンズが設けられていることを特徴とする。この構成により、発光部から外部に散乱する光を光軸方向に集光させ、または、反射面から反射してきた光を幅広く受光部へと集光させることにより、受光部が受光する受光量が増加するので、遮光されている遮光状態(検出状態)と入光している入光状態(非検出状態)との光量差を大きくさせることができ、位置検出精度を向上させることができる。
また、本発明に係る光結合装置では、前記発光部と前記受光部の間には、光を遮蔽する遮蔽体が設けられていることを特徴とする。この構成により、発光部からの光が反射面により反射され受光部へと至る光路は狭くなり、被検出物の進入により効果的に光路が遮断されるので、遮光されている遮光状態(検出状態)と入光している入光状態(非検出状態)との光量差が大きくなり、位置検出精度を向上させることができる。
また、本発明に係る光結合装置では、前記反射部は、補強部材により補強されていることを特徴とする。この構成により、反射部が揺動することがなくなり、発光部(または受光部)と反射面との間隔が変動しなくなり、受光部が受光する受光量の変化がなくなることから、被検出物の位置を検出しているときに、被検出物の移動による光量変化以外の光量変化を小さくすることができるので、位置検出精度を向上させることができる。
本発明に係る光結合装置によれば、反射部を設けることにより被検出物を検出する方向に対して厚みを薄くし、また、位置検出精度を向上させることができる。
また、本発明に係る光結合装置によれば、発光部からの光を前記受光部へ導光する2つの反射面を有し入光状態での受光量を増加させるので、位置検出精度を向上させることができる。
また、本発明に係る光結合装置によれば、反射面がプリズムにより構成され、入光状態での受光量を増加させるので、位置検出精度を向上させることができる。
また、本発明に係る光結合装置によれば、発光部と受光部の間隔を発光部(または受光部)と反射面との間隔よりも大きし、遮光状態での受光量を減少させるので、位置検出精度を向上させることができる。
また、本発明に係る光結合装置によれば、発光部と受光部はそれぞれの光軸が互いに離れるように構成され、遮光状態での受光量を減少させるので、位置検出精度を向上させることができる。
また、本発明に係る光結合装置によれば、発光部または受光部に集光レンズが設けられ、入光状態での受光量を増加させるので、位置検出精度を向上させることができる。
また、本発明に係る光結合装置によれば、発光部と受光部の間に遮蔽体が設けられ、発光部から受光部に至るまでの光路が狭くなるので、位置検出精度を向上させることができる。
また、本発明に係る光結合装置によれば、反射部が補強され、反射面が揺動しないので、位置検出精度が向上する。
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
<実施の形態1>
図1は、本発明の実施の形態1に係る光結合装置の斜視図である。本実施の形態に係る光結合装置10は、発光部21、発光部21からの光を受光する受光部22、発光部21と受光部22を並列させて固定する本体24と、発光部21からの光を反射させる反射面31を有する反射部26、反射部26を本体24に支持して設ける支持部25とを備えている。
図1は、本発明の実施の形態1に係る光結合装置の斜視図である。本実施の形態に係る光結合装置10は、発光部21、発光部21からの光を受光する受光部22、発光部21と受光部22を並列させて固定する本体24と、発光部21からの光を反射させる反射面31を有する反射部26、反射部26を本体24に支持して設ける支持部25とを備えている。
発光部21は、発光チップ(例えば、赤外発光ダイオード等)の裏面電極が一方のリードフレームに導電性接着剤により接着され、表面電極が他方のリードフレームに金ワイヤで接続され、発光チップとその周辺のリードフレームとが透光性樹脂により封止されて構成されている。これにより、外部から水分が浸入することを防止している。
受光部22は、受光チップ(例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ等)の裏面電極が一方のリードフレームに導電性接着剤により接着され、表面電極が他方のリードフレームに金ワイヤで接続され、受光チップとその周辺のリードフレームとが透光性樹脂により封止されて構成されている。これにより、外部から水分が浸入することを防止している。
本体24には、発光部21と受光部22が所定の間隔をおいて並置され、遮光性樹脂により固定されている。また、発光部21の発光面と受光部22の受光面は同一の方向を向いている。発光部21と受光部22は、周囲を遮光性樹脂により覆われているので、発光部21からの光が直接受光部22に入射しないようになっている。すなわち、発光部21からの光は、一旦、本体24の外部へと出射し、反射面31または被検出物等により反射して、受光部22に入光するように構成されている。また、発光部21または受光部22のそれぞれの電極が接続されたリードフレームは、電極が接続されていない方の端が本体24の外部に導出され、端子28、29となっている。
反射部26は、本体24から延在された支持部25により支持され、発光部21(または受光部22)に対向するように配置されている。発光部21(または受光部22)に向き合った面側には、光を反射させる反射面31が設けられている。
反射面31は、発光部21からの光を反射させるものであればよく、例えばガラスミラー、金属メッキ(例えば、銀メッキや金メッキ)が施された金属板、光を反射させる樹脂板(例えば、白色のポリカーボネート)等により形成されている。反射面31と発光部21(または受光部22)とは、所定の間隔をおいて配置されている。この間隔は、光結合装置10が検出する被検出物が出入りできる程度の間隔であればよい。
支持部25は、反射部26を発光部21や受光部22から一定の間隔に固定するためのものであり、受光部22(または発光部21)が配置されている側の側面から延在して設けられている。なお、支持部25が設けられる部位は、受光部22(または発光部21)が配置されている側の側面以外の部分から延在させても構わない。
また、支持部25は相当程度の剛性を有している。すなわち、支持部25は、電子機器を操作するときに生じる揺れや駆動機構の動作によって生じる振動により、振動したり撓んだりしない程度の剛性を有している。これにより、発光部21(または受光部22)と反射部26との距離が常に一定に保たれる。具体的には、支持部25は、相当程度の厚みを有しており、撓まないようになっている。
また、支持部25は、反射部26や本体24と一体的に形成される。いわゆる2重モールド成形方法により形成される。具体的には、発光部21と受光部22は透光性樹脂により封止され、次いで、発光部21と受光部22が2重モールド型に固定されて、本体24と支持部25と反射部26とが一体的に成形される。なお、発光部21と受光部22を2重モールド型に固定するとき、反射面31となる部材(例えば、金属メッキしたリードフレーム)を所定の場所に固定したのち、2重モールドしてもよい。これにより、2重モールド成形と同時に反射面31が形成されることになる。
なお、支持部25または反射部26は、本体24とは別個の部材により形成しても構わない。具体的には、支持部25と反射部26は、L字型の金属部材により一体的に構成される。L字型の内側の一面には反射面31が形成され、反射面31が発光部21や受光部22に対向するようにして、L字型の金属部材が本体24に接着剤により固定されることにより、光結合装置10は構成される。なお、L字型の金属部材は、反射面31以外の部分が黒色に塗装されるのが好ましい。反射面31以外の部分で光が反射すると、被検出物が存在しない場合であっても、受光部22に光が入光することになるので、位置検出精度が低下するからである。また、反射面31は、ミラー等を接着することにより形成してもよい。
図2は、補強部材により補強された光結合装置の斜視図である。図2に示すように、光結合装置10は、支持部25および反射部26の外側が補強部材40により補強され、その剛性が強化されている。例えば、補強部材40として金属板(ステンレス板等)が用いられ、接着剤(例えば、エポキシ系接着剤)により接着し補強される。これにより、反射部26が振動等により揺動せず、発光部21や受光部22と反射部26との間隔が完全に固定される。
例えば、反射部26の厚みを薄くする場合に、補強部材により補強される。すなわち、光結合装置10のZ方向に厚みを薄くするためには、反射部26は出来るだけ薄くするのが望ましいが、樹脂により支持部25および反射部26を形成する場合、薄くするほど剛性がなくなってしまう。そこで、支持部25および反射部26を薄くても剛性がある金属板等により補強することで、光結合装置10のZ方向およびX方向の厚みを薄くするとともに、支持部25および反射部26の剛性が確保される。
これにより、反射部26が振動等により揺動することがなくなるので、発光部21(または受光部22)と反射面31との間隔が変動による受光量の変化がなくなる。すなわち、受光量の変化は、ほとんど被検出物の移動に基づくものとなるため、位置検出精度が向上する。
次に、光結合装置10における被検出物の検出動作について、図3および図4に基づいて説明する。
図3は、本実施の形態1に係る光結合装置において、被検出物の検出状態を図1の矢符A−A方向からみた概略断面図であり、(A)は非検出状態を示す概略断面図であり、(B)は検出状態を示す概略断面図である。
光結合装置10により検出される被検出物Kは、反射面31と発光部21の間に出入りするように配置される。被検出物Kが反射面31と発光部21(または受光部22)の間に存在しない状態(同図(A):非検出状態)のときは、発光部21からの光Lは反射面31により反射され受光部22に入光し、受光量が最大となる。被検出物Kが発光部21と受光部22の間に進入した状態(同図(B):検出状態)のときは、発光部21からの光Lを遮断するので、受光量が減少する。すなわち、受光部22の受光量の減少により、被検出物Kを検出している。
ここで、本実施の形態に係る光結合装置10の位置検出精度について、従来例2の反射型の光結合装置10と比較して説明する。
図4は、被検出物の移動量に対する光出力を示した出力図であり、(A)は従来例2の反射型の光結合装置における出力図であり、(B)は実施の形態1に係る光結合装置における出力図である。
図4の縦軸は、受光部22の光出力ILを示し、横軸は被検出物Kの移動量Sを示す。受光部22の光出力ILは、被検出物Kの移動量Sとともに変化する。被検出物Kの検出は、光出力ILが予め定められた閾値を超えるか否かにより判断される。したがって、光出力ILが被検出物Kの移動量Sに対して一対一の関係を有していれば、常に同じ移動量S(同じ検出位置)において被検出物Kが検出されることになる。
従来の反射型の光結合装置(図13参照)では、非検出状態では反射光が受光部222に入光されないので光出力が最小となる。また、検出状態では反射光が受光部222に入光するので、光出力ILが最大になる(図4(A))。
光出力ILは、被検出物Kからの反射光量に基づくものあり、反射光量は、被検出物Kの移動(X方向の移動)により変化する一方、被検出物Kと発光部21(または受光部22)との距離(Z方向の距離)によっても変化する(同図(A)、a1、a2、a3)。
したがって、被検出物Kが検出される位置は、被検出物Kの移動量のみならず、被検出物Kと発光部21(または受光部22)との距離(Z方向の距離)の変動によって変化してしまうことになり、検出位置のばらつきdaが生じていた(同図(A))。
一方、本実施の形態に係る光結合装置10では、非検出状態では反射面31により光が反射されるので、光出力が最大になる。また、検出状態では反射光が被検出物Kにより遮られるので、光出力が最小となる(同図(B))。
光出力ILは、反射面31からの反射光量に基づくものであり、反射面31からの反射光量は、被検出物Kの移動により変化し、被検出物Kと発光部21(または受光部22)との距離(Z方向の距離)によっては殆ど変化しない(同図(B)、b1、b2、b3)。
したがって、被検出物Kが検出される位置は、被検出物Kの移動量に依存し、被検出物Kと発光部21(または受光部22)との距離(Z方向の距離)の変動によって変化しないので、検出位置のばらつきdbがほとんどない(同図(B))。すなわち、被検出物KのZ方向の変動にかかわらず、常に同じ位置で被検出物Kを検出することができる。
なお、被検出物Kは、図1のX方向から進入させるのが好ましい。すなわち、発光部21と受光部22の並びの方向と被検出物Kの進入方向を一致させることにより、発光部21の光路が効率的に遮断されることになるので、光出力の変化が急峻になり、位置検出精度が向上する。なお、被検出物Kは、図1のX方向以外の方向(例えばY方向)から進入させても、被検出物Kの位置を検出させることができる。
<実施の形態2>
図5は、本発明の実施の形態2に係る光結合装置の斜視図である。本実施の形態に係る光結合装置10は、発光部21、発光部21からの光Lを受光する受光部22、発光部21と受光部22を並列させて固定する本体24と、発光部21からの光Lを反射させる反射部26、反射部26を本体24に支持して設ける支持部25とから構成されている。また、本体24は、発光部21と受光部22を搭載する基板27と、発光部21と受光部22の両方の周囲を覆う遮光性樹脂により構成されている。
図5は、本発明の実施の形態2に係る光結合装置の斜視図である。本実施の形態に係る光結合装置10は、発光部21、発光部21からの光Lを受光する受光部22、発光部21と受光部22を並列させて固定する本体24と、発光部21からの光Lを反射させる反射部26、反射部26を本体24に支持して設ける支持部25とから構成されている。また、本体24は、発光部21と受光部22を搭載する基板27と、発光部21と受光部22の両方の周囲を覆う遮光性樹脂により構成されている。
発光部21は、発光チップ(例えば、赤外発光ダイオード等)の裏面電極が基板27に形成された一の配線パターン(不図示)に導電性接着剤により接着され、表面電極が他の配線パターンに金ワイヤで接続され、発光チップとその周辺の配線パターンとが透光性樹脂により封止されて構成されている。これにより、外部から水分が浸入することを防止している。
受光部22は、受光チップ(例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ等)の裏面電極が基板27に形成された一の配線パターンに導電性接着剤により接着され、表面電極が他の配線パターンに金ワイヤで接続され、受光チップとその周辺の配線パターンとが透光性樹脂により封止されて構成されている。これにより、外部から水分が浸入することを防止している。
本体24を構成する基板27には、発光部21と受光部22が所定の間隔をおいて並置されている。発光部21と受光部22は、両方の周囲が遮光性樹脂により覆われ、発光部21の発光面と受光部22の受光面は同一の方向を向いている。発光部21と受光部22は、周囲を遮光性樹脂により覆われているので、発光部21からの光が直接受光部22に入射しないようになっている。すなわち、発光部21からの光は、一旦、本体24の外部へと出射し、反射面31または被検出物K等により反射して、受光部22に入光するように構成されている。また、発光部21または受光部22のそれぞれの電極が接続された配線パターンは、電極が接続されていない方の端が基板27の側面に導出され、端子28、29となっている。
反射部26は、本体24から延在された支持部25により支持され、発光部21(または受光部22)に対向するように配置されている。発光部21(または受光部22)に向き合った面側には、光を反射させる反射面31が設けられている。具体的な構成は、実施の形態1と同様である。
支持部25は、反射部26を発光部21や受光部22から一定の間隔に固定するためのものであり、受光部22(または発光部21)が配置されている側の側面に設けられている。なお、支持部25が設けられる部位は、受光部22(または発光部21)が配置されている側の側面以外の部分に設けてもよい。
支持部25または反射部26は、本体24とは別個の部材により構成されている。具体的には、支持部25と反射部26は、L字型の金属部材により一体的に構成される。L字型の内側の一面には反射面31が形成され、反射面31が発光部21や受光部22に対向するようにして、L字型の金属部材が本体24に接着剤により固定されることにより、光結合装置10は構成される。なお、L字型の金属部材は、反射面31以外の部分が黒色に塗装されるのが好ましい。反射面31以外の部分で光が反射すると、被検出物Kが存在しない場合であっても、受光部22に光が入光することになるので、位置検出精度が低下するからである。また、反射面31は、ミラー等を接着することにより形成してもよい。
なお、位置検出精度については、実施の形態1と同様であるので説明を省略する。
<実施の形態3>
図6は、本発明の実施の形態3に係る光結合装置の断面概略図である。本発明の実施の形態に係る光結合装置10は、発光部21、発光部21からの光Lを受光する受光部22、発光部21と受光部22を並列させて固定する本体24と、発光部21からの光Lを反射させる反射部26、反射部26を本体24に支持して設ける支持部25とから構成されている。具体的な構成は、実施の形態1または2とほぼ同様であり、反射面31のみ異なるので、この点について説明する。
図6は、本発明の実施の形態3に係る光結合装置の断面概略図である。本発明の実施の形態に係る光結合装置10は、発光部21、発光部21からの光Lを受光する受光部22、発光部21と受光部22を並列させて固定する本体24と、発光部21からの光Lを反射させる反射部26、反射部26を本体24に支持して設ける支持部25とから構成されている。具体的な構成は、実施の形態1または2とほぼ同様であり、反射面31のみ異なるので、この点について説明する。
反射面31は、第1反射面32と第2反射面33とから構成されている。第1反射面32は、発光部21に対向する位置に配置され、受光部22側に傾けて配置されている。第2反射面33は、受光部22に対向する位置に配置され、発光部21側に傾けて配置されている。すなわち、発光部21からの光Lを第1反射面32と第2反射面33とを介して受光部22へ導くようになっている。
これにより、発光部21からの光Lを効率的に受光部22へ導けるので、受光部22が受光する受光量を増加させることができ、遮光されている遮光状態(検出状態)と入光している入光状態(非検出状態)との光量差を大きくさせるので、位置検出精度を向上させることができる。
<実施の形態4>
図7は、本発明の実施の形態4に係る光結合装置の断面概略図である。本発明の実施の形態に係る光結合装置10は、発光部21、発光部21からの光Lを受光する受光部22、発光部21と受光部22を並列させて固定する本体24と、発光部21からの光Lを反射させる反射部26、反射部26を本体24に支持して設ける支持部25とから構成されている。具体的な構成は、実施の形態1または2とほぼ同様であり、反射面31のみ異なるので、この点について説明する。
図7は、本発明の実施の形態4に係る光結合装置の断面概略図である。本発明の実施の形態に係る光結合装置10は、発光部21、発光部21からの光Lを受光する受光部22、発光部21と受光部22を並列させて固定する本体24と、発光部21からの光Lを反射させる反射部26、反射部26を本体24に支持して設ける支持部25とから構成されている。具体的な構成は、実施の形態1または2とほぼ同様であり、反射面31のみ異なるので、この点について説明する。
本実施の形態では、反射面31は、アクリル樹脂やガラス等からなる透明のプリズム34により構成されており、プリズム34は反射部26に接着剤等により固定されている。プリズム34は二等辺三角形を断面とする三角柱であり、二等辺三角形の底辺を有する平面36が発光部21および受光部22に対向し、他の辺を有する平面(第1反射面32および第2反射面33)が反射部26に当接するように接着して設けられている。なお、第1反射面32および第2反射面33に金属蒸着膜を形成することにより、反射率を向上させておくのが好ましい。
これにより、発光部21からの光Lを散乱させないで効率的に受光部22へ導けるので、受光部22が受光する受光量を増加させることができ、遮光されている遮光状態(検出状態)と入光している入光状態(非検出状態)との光量差を大きくさせるので、位置検出精度を向上させることができる。
<実施の形態5>
図8は、本発明の実施の形態5に係る光結合装置の断面概略図である。本発明の実施の形態に係る光結合装置10は、発光部21、発光部21からの光Lを受光する受光部22、発光部21と受光部22を並列させて固定する本体24と、発光部21からの光Lを反射させる反射部26、反射部26を本体24に支持して設ける支持部25とから構成されている。具体的な構成は、実施の形態1または2とほぼ同様であり、発光部21と受光部22の配置の構成のみ異なるので、この点について説明する。
図8は、本発明の実施の形態5に係る光結合装置の断面概略図である。本発明の実施の形態に係る光結合装置10は、発光部21、発光部21からの光Lを受光する受光部22、発光部21と受光部22を並列させて固定する本体24と、発光部21からの光Lを反射させる反射部26、反射部26を本体24に支持して設ける支持部25とから構成されている。具体的な構成は、実施の形態1または2とほぼ同様であり、発光部21と受光部22の配置の構成のみ異なるので、この点について説明する。
発光部21と受光部22を近接させすぎると、発光部21と受光部22の間にある遮光性樹脂を透過して光Lが漏れ、非検出状態において受光量は増加する。また、被検出物Kが進入したときに、被検出物Kにより反射される光Lが受光部22に入光してしまうので、非検出状態での受光量が増加する。そこで、本実施の形態では、発光部21と受光本部22の間隔d1は、発光部21と反射面31までの間隔d2よりも大きくすることで、発光部21と受光部22の間にある遮光性樹脂を厚くし、また、被検出物Kにより反射して受光部へ向かうまでの光路を長くしている。
これにより、発光部21と受光部22の間にある遮光性樹脂を透過する漏れ光Ldをなくし、また、被検出物Kが進入したときに、被検出物Kにより反射して受光部22へ向かう反射光を少なくさせることができるので、遮光されている遮光状態(検出状態)と入光している入光状態(非検出状態)との光量差が大きくなり、位置検出精度を向上させることができる。
<実施の形態6>
図9は、本発明の実施の形態6に係る光結合装置の断面概略図である。本発明の実施の形態に係る光結合装置10は、発光部21、発光部21からの光Lを受光する受光部22、発光部21と受光部22を並列させて固定する本体24と、発光部21からの光Lを反射させる反射部26、反射部26を本体24に支持して設ける支持部25とから構成されている。具体的な構成は、実施の形態1または2とほぼ同様であるが、発光部21と受光部22の配置構成が異なるので、この点について説明する。
図9は、本発明の実施の形態6に係る光結合装置の断面概略図である。本発明の実施の形態に係る光結合装置10は、発光部21、発光部21からの光Lを受光する受光部22、発光部21と受光部22を並列させて固定する本体24と、発光部21からの光Lを反射させる反射部26、反射部26を本体24に支持して設ける支持部25とから構成されている。具体的な構成は、実施の形態1または2とほぼ同様であるが、発光部21と受光部22の配置構成が異なるので、この点について説明する。
本実施の形態では、発光部21と受光部22は、それぞれの光軸が互いに離れるように傾けて並置されている。すなわち、発光部21の光軸Jは被検出物Kの進入方向に向いている一方、受光部22の光軸Jはその反対側に向いており、反射光が受光部22に入光しにくくなっている。
これにより、光Lが被検出物Kにより遮光される遮光状態(検出状態)において、被検出物Kから受光部22へ向かう反射光が少なくなるので、光Lが遮光されている遮光状態(検出状態)と光Lが入光している入光状態(非検出状態)との光量差が大きくなり、位置検出精度を向上させることができる。
また、このような構成により、反射面31で反射される光量が減少するので、反射面31は実施の形態3のように反射面31を第1反射面32と第2反射面33とから構成してもよい。これにより、非検出状態での光量の減少を抑えることができ、遮光されている遮光状態(検出状態)と入光している入光状態(非検出状態)との光量差を大きくすることができ、位置検出精度を向上させることができる。
<実施の形態7>
図10は、本発明の実施の形態7に係る光結合装置の断面概略図である。本発明の実施の形態に係る光結合装置10は、発光部21、発光部21からの光Lを受光する受光部22、発光部21と受光部22を並列させて固定する本体24と、発光部21からの光Lを反射させる反射部26、反射部26を本体24に支持して設ける支持部25とから構成されている。具体的な構成は、実施の形態1または2とほぼ同様であり、発光部21および受光部22にレンズが設けられている点で異なるので、この点について説明する。
図10は、本発明の実施の形態7に係る光結合装置の断面概略図である。本発明の実施の形態に係る光結合装置10は、発光部21、発光部21からの光Lを受光する受光部22、発光部21と受光部22を並列させて固定する本体24と、発光部21からの光Lを反射させる反射部26、反射部26を本体24に支持して設ける支持部25とから構成されている。具体的な構成は、実施の形態1または2とほぼ同様であり、発光部21および受光部22にレンズが設けられている点で異なるので、この点について説明する。
本実施の形態では、発光部21と受光部22の上に凸状のレンズ51を設けられている。なお、発光部21の発光面の形状を凸状の球面とし、また、受光部22の受光面を凸状の球面としてもよい。
これにより、発光部21から外部に散乱する光Lを光軸方向に集光させ、または、反射面31から反射してきた光Lを幅広く受光部22へと集光させることができ、受光部22で受光させる受光量を増加させることができるので、遮光されている遮光状態(検出状態)と入光している入光状態(非検出状態)との光量差を大きくさせることができ、位置検出精度を向上させることができる。
<実施の形態8>
図11は、本発明の実施の形態8に係る光結合装置の断面概略図である。本発明の実施の形態に係る光結合装置10は、発光部21、発光部21からの光Lを受光する受光部22、発光部21と受光部22を並列させて固定する本体24と、発光部21からの光Lを反射させる反射部26、反射部26を本体24に支持して設ける支持部25とから構成されている。具体的な構成は、実施の形態1または2とほぼ同様であり、本体24の構成が異なるので、この点について説明する。
図11は、本発明の実施の形態8に係る光結合装置の断面概略図である。本発明の実施の形態に係る光結合装置10は、発光部21、発光部21からの光Lを受光する受光部22、発光部21と受光部22を並列させて固定する本体24と、発光部21からの光Lを反射させる反射部26、反射部26を本体24に支持して設ける支持部25とから構成されている。具体的な構成は、実施の形態1または2とほぼ同様であり、本体24の構成が異なるので、この点について説明する。
本実施の形態では、発光部21と受光部22の間に、光Lを遮蔽する遮蔽体23が突設されている。遮蔽体23は、本体24を構成する遮光性樹脂を延在させて形成してもよいし、また、別個の部材を接着剤等により接着させて設けてもよい。遮蔽体23は、発光部21からの光Lの出射角度を狭くし、また、受光部22の受光角度を狭くしている。
これにより、発光部21からの光Lが反射面31により反射され受光部22へと至る光路は狭くなり、被検出物Kの進入により効果的に光路が遮断されるので、遮光されている遮光状態(検出状態)と入光している入光状態(非検出状態)との光量差が大きくなり、位置検出精度を向上させることができる。
10 光結合装置
21 発光部
22 受光部
23 遮蔽体
24 本体
25 支持部
26 反射部
27 基板
31 反射面
32 第1反射面
33 第2反射面
34 プリズム
40 補強部材
L 光
K 被検出物
21 発光部
22 受光部
23 遮蔽体
24 本体
25 支持部
26 反射部
27 基板
31 反射面
32 第1反射面
33 第2反射面
34 プリズム
40 補強部材
L 光
K 被検出物
Claims (8)
- 発光部および受光部を本体に並置した光結合装置であって、
前記発光部からの光を反射させる反射面を有する反射部を、前記本体から延在させた支持部により支持する構成としたことを特徴とする光結合装置。 - 前記反射部は、前記発光部からの光を前記受光部へ導光するように配置された2つの反射面を有することを特徴とする請求項1に記載の光結合装置。
- 前記反射面は、第1反射面と第2反射面とを有するプリズムにより構成されてなることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の光結合装置。
- 前記発光部と前記受光部は、前記発光部または前記受光部と前記反射面との間隔よりも大きい間隔で並置されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか一つに記載の光結合装置。
- 前記発光部と前記受光部は、それぞれの光軸が互いに離れるように傾けて並置したことを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれか一つに記載の光結合装置。
- 前記発光部または前記受光部の少なくともどちらか一方に、集光レンズが設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項5のいずれか一つに記載の光結合装置。
- 前記発光部と前記受光部の間には、光を遮蔽する遮蔽体が設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一つに記載の光結合装置。
- 前記反射部は、補強部材により補強されていることを特徴とする請求項1乃至請求項7のいずれか一つに記載の光結合装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005250041A JP2007067106A (ja) | 2005-08-30 | 2005-08-30 | 光結合装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005250041A JP2007067106A (ja) | 2005-08-30 | 2005-08-30 | 光結合装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007067106A true JP2007067106A (ja) | 2007-03-15 |
Family
ID=37928961
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2005250041A Pending JP2007067106A (ja) | 2005-08-30 | 2005-08-30 | 光結合装置 |
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Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007067106A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2015216231A (ja) * | 2014-05-09 | 2015-12-03 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 受発光装置 |
-
2005
- 2005-08-30 JP JP2005250041A patent/JP2007067106A/ja active Pending
Cited By (1)
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JP2015216231A (ja) * | 2014-05-09 | 2015-12-03 | 旭化成エレクトロニクス株式会社 | 受発光装置 |
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