JP4239013B2 - 多光軸光電センサ - Google Patents

Description

本発明は、危険領域への人体侵入などの監視に用いられる多光軸光電センサに係り、特に、対象となる危険領域の幅や最小検出物体の直径などに応じて、投受光用柱体の長さや光軸数や光軸ピッチなどを柔軟に変更可能とした多光軸光電センサに関する。

この種の多光軸光電センサは、よく知られているように、柱状ケース内に投光器列を収容してなる投光用柱体と、柱状ケース内に受光器列を収容してなる受光用柱体とを有し、それらの投受光用柱体を適当な間隔をあけて投受光面が対向するように配置することにより、投受光用柱体間に物体検出用光カーテンが生成される。

従来、柱状ケース内に収容される投受光器列は、一般的に、単位光軸数（例えば、４光軸、８光軸、１６光軸など）を有する多軸光学モジュールの組み合わせにより構成されていた。この多軸光学モジュールは、単位光軸数分の光学要素（投光器であれば発光素子と投光レンズ、受光器であれば受光素子と受光レンズ）を、光軸ピッチが固定された樹脂製ホルダにより一体的に保持したものである。

しかし、このような従来の多光軸光電センサにあっては、光軸数や光軸ピッチの固定された多軸光学モジュールの組み合わせにより、投受光用柱体の長さや光軸数や光軸ピッチなどを決定するものであるため、対象となる危険領域の幅や最小検出物体の直径などに応じて、投受光用柱体の長さや光軸数や光軸ピッチなどを柔軟に変更することがなかなか困難であった。

そこで、本出願人は、先に、柱状ケース内に収容される投光器列および受光器列が、１軸光学モジュールの集合体で構成された新規な多光軸光電センサを提案している（特許文献１参照）。

このような新規な多光軸光電センサによれば、柱状ケース内に収容される投光器列および受光器列は、１軸光学モジュールの集合体で構成されるため、１光軸単位で投受光用柱体の長さを選択して製造できるため、対象となる危険領域幅にぴったりと適合する光カーテンを生成できるという利点があった。
特開２００２−１２４１７０号公報

しかしながら、このような先の本出願人の提案に係る多光軸光電センサにあっては、投光用光学系または受光用光学系を構成する光学部品については個々のモジュール内に収容されているものの、個々のモジュールに対応する投光回路や受光回路といった電気部品については、個々に分断が不可能な回路基板上に一体的に搭載されていたため、実際には、必要とされる投受光用柱体の長さや光軸数や光軸ピッチなどに合わせて、回路基板上のプリントパターンを変更せねばならず、その分だけ完成に遅れを生じ、かつコストアップに繋がるといった問題点が指摘されている。

この発明は、上述の問題点に着目してなされたものであり、その目的とするところは、対象となる危険領域の幅や最小検出物体の直径などに応じて、投受光用柱体の長さや光軸数や光軸ピッチなどを柔軟に選択して製造可能とした多光軸光電センサを提供することにある。

この発明のさらに他の目的ならびに作用効果については、以下の明細書の記載を参照することにより、当業者であれば容易に理解されるであろう。

この発明の多光軸光電センサは、柱状ケース内に投光器列を収容してなる投光用柱体と、柱状ケース内に受光ケースを収容してなる受光用柱体とを有し、それらの投受光用柱体を適当な間隔をあけて投受光面が対向するように配置することにより、投受光用柱体間に物体検出用光カーテンが生成されるようにしたものである。

このような多光軸光電センサにおいて、投光器列および／または受光器列は、所定の構成を有する光学モジュール群と、所定の構成を有する支持フレームと、所定の構成を有するフラットケーブルとを含む。

光学モジュール群は、１光軸分の光学系と、１光軸分の電気回路と、シフトレジスタの１ステージ分に相当するフリップフロップとを一体化してなると共に、それぞれの底部にはフラットケーブルの各芯線に接続可能な圧接式端子ピンが突出する光学モジュールを、所要光軸数に対応する個数だけ用意してなるものである。

支持フレームは、所定ピッチでコの字状保持部を１列に配列してなる剛性体であって、個々のコの字状保持部のそれぞれに光学モジュール群を構成する各光学モジュールを保持させることにより、光学モジュール列組立体を構成する。

フラットケーブルは、光学モジュール列組立体の一端に位置する光学モジュールから他端に位置する光学モジュールまで共通に接続される共通導電線と、隣り合う投光用モジュール間のみを互いに接続する隣接モジュール間導電線とが、それぞれの導電線の絶縁を保った状態で一体化されている。

さらに、本発明の多光軸光電センサにあっては、光学モジュール列組立体を構成する各光学モジュールのそれぞれは、圧接式端子ピンを介してフラットケーブルと電気的に接続されており、隣接する光学モジュール内のフリップフロップ同士を隣接モジュール間導電線で従属接続することでシフトレジスタが構成され、それによりシフトレジスタにより順送りされるデータによって、光学モジュール列組立体を構成する各光学モジュールが順次に作動するようになっている。

このような構成によれば、支持フレーム上には、所定ピッチでコの字状保持部が１列に配列され、個々のコの字状保持部のそれぞれに光学モジュール群を構成する各光学モジュールが保持される一方、この支持フレームは剛性体で構成されるため、この支持フレームによって光学モジュール群は規定ピッチで１列に配列された状態で整列位置決めされ、光学モジュール列組立体が構成される。

つまり、フラットケーブル上に個々の光学モジュール群を任意の位置に電気的に接続できることに加え、あらかじめ接続位置は支持フレーム上のコの字状保持部の位置によって規定されるため、支持フレーム上のコの字状保持部の個数およびピッチを適切に設定しておきさえすれば、これに併せて所望のピッチ、光軸数、長さを有する光学モジュール列組立体を取得し、これに基づき多光軸光電センサを完成することができる。

このとき、支持フレームの素材としては剛性を有する金属としてもよい。このように支持フレームの素材として金属を利用すれば、支持フレームそのものがシールド部材としても機能することとなって、ノイズに対する耐性が向上する。

以上の構成によりなる多光軸光電センサにあっては、正面側には光学モジュール列組立体を構成する個々の光学モジュールが装着される一対の対向支持突起が長手方向へ沿って複数対だけ配列され、かつ背面側には制御回路を構成するＣＰＵを搭載したＣＰＵ基板が保持された基板ホルダを有するようにしてもよい。このような構成によれば、光学モジュール列組立体の裏面側にＣＰＵ基板を保持させ、装置全体のコンパクト化を容易に実現することができる。

また、ＣＰＵ基板上には表示用の発光素子が実装されており、かつ基板ホルダには発光素子からの光を光学モジュール列の表側に導くための導光部が設けられていてもよい。このような構成を採用すれば、ＣＰＵ基板上に実装された発光素子からの光を多光軸光電センサの前面側に効率よく導き、各種の表示灯やバーグラフなどを実現することができる。

また、支持フレーム上に配列されるコの字状保持部のピッチは光学モジュールの幅よりも大きく設定され、隣接する光学モジュール間に生ずる一連の空所には、その正面側から金属板製の上面シールド部材が一括して被せられて塞がれるようにしてもよい。このような構成によれば、光軸ピッチを増大させたことによって、光学モジュール間に空所が生じ、ここから電磁波が侵入してフラットケーブルにノイズを混入させるような場合にも、この上面シールド部材によってそのような電磁波ノイズは遮断され、フラットケーブルに対するノイズ成分の混入を防ぐことができる。

また、支持フレーム上に配列されるコの字状保持部のピッチは光学モジュールの幅よりも大きく設定され、隣接する光学モジュール間に生ずる一連の空所のそれぞれには導電性シールド片が装着されて塞がれるようにしてもよい。このような構成によれば、導電性シールド片そのものは構造が極めて簡単であるから安価に製作できることに加え、個々の空所のそれぞれに装着されるものであるから、あらかじめ導電性シールド片を複数用意しておけば、光軸ピッチが同一である限り、光学モジュール列の長さに拘わらず、個々の空所を適切にシールドすることができる。

また、支持フレーム上に配列されるコの字状保持部のピッチは光学モジュールの幅よりも大きく設定され、隣接する光学モジュール間に生ずる一連の空所には、樹脂製本体の表面を金属コーティングしてなるシールド用のダミーモジュールがその正面側から装着されて塞がれるようにしてもよい。このような構成によれば、安価な樹脂成形品の外表面を単に金属コーティングして導電性を帯びさせたのみに過ぎないから、低コストに製作できることに加え、比較的剛性も高いことから、耐久性に優れる利点もある。

また、支持フレーム上に配列されるコの字状保持部のピッチは光学モジュールの幅よりも大きく設定され、隣接する光学モジュール間に生ずる一連の空所には、樹脂製部材と金属製部材とを組み合わせてなるシールド用のダミーモジュールがその正面側から装着されて塞がれるようにしてもよい。このような構成によれば、樹脂製部材に剛性をもたせる一方、金属製部材には弾性をもたせることによって、装着した際の密着導通性を長期間にわたり確保することができる。

さらに、光学モジュール列組立体が正面が透過性前面板で塞がれた柱状ケースに収容されており、かつ透過性前面板には導電性を有する透明フィルムが重ねて被着されているようにしてもよい。このような構成によれば、光素子（投光用素子または受光用素子）それ自体の前面から電磁波が侵入してノイズを発生させる虞れを導電性を有する透明フィルムのシールド効果によって軽減することができる。

本発明によれば、支持フレーム上には、所定ピッチでコの字状保持部が１列に配列され、個々のコの字状保持部のそれぞれに光学モジュール群を構成する各光学モジュールが保持される一方、この支持フレームは合成体で構成されるため、この支持フレームによって光学モジュール群は規定ピッチで１列に配列された状態で整列位置決めされ、光学モジュール列組立体が構成される。つまり、フラットケーブル上に個々の光学モジュール群を任意の位置に電気的に接続できることに加え、あらかじめ接続位置は支持フレーム上のコの字状保持部の位置によって規定されるため、支持フレーム上のコの字状保持部の個数およびピッチを適切に設定しておきさえすれば、これに併せて所望のピッチ、光軸数、長さを有する光学モジュール列組立体を取得し、これに基づき多光軸光電センサを完成することができる。

以下に、この発明の好適な実施の一形態を添付図面を参照しながら詳細に説明する。本発明に係る投光用（または受光用）柱体の外観斜視図が図１に示されている。同図に示されるように、本発明に係る多光軸光電センサは、使用時にあっては互いに対向配置される投光用及び受光用の柱体１０を有する。

この柱体１０のケースは、柱状ケース本体１０１と、この柱状ケース本体の一端部開口を塞ぐエンドキャップ１０２と、他端部開口を塞ぐエンドキャップ１０３と、前面側を塞ぐ前面板１０４とを有する。後に詳細に説明するように、柱状ケース本体１０１、エンドキャップ１０２，１０３は金属製であって断面略Ｕ字状を有する。前面板１０４は使用される光線に対して透明なプラスチック板が採用される。この柱体１０の内部にはセンサ組立体１０Ａが収容される。

センサ組立体を表面側から見た斜視図が図２に、裏面側から見た斜視図が図３にそれぞれ示されている。それらの図から明らかなように、センサ組立体１０Ａは、多光軸組立体２００Ａと、この多光軸組立体の裏面側にビス止めされる回路部品組立体３００を主体として構成される。後に詳細に説明するように、多光軸組立体２００Ａは、１列に整列一体化された多数の１軸光学モジュールを中心として構成されている。一方、回路部品組立体３００は、ＣＰＵ等を搭載した回路基板を主体として構成される。なお、それらの図において４００はコネクタ部品組立体である。

センサ組立体の分解斜視図が図４に示されている。なお、図には先ほど説明したケース本体１０１、エンドキャップ１０２，１０３、前面板１０４についても同時に描かれている。

先に説明したように、センサ組立体１０Ａを収容するケースは、断面略Ｕ字状の柱状ケース本体１０１と、その両端開口を塞ぐ同様な断面略Ｕ字状のエンドキャップ１０２，１０３と、前面側開口を塞ぐ前面板１０４とを含んでいる。

より詳細には、柱状ケース本体１０１の一端部は、シール部材１０５を介在させてエンドキャップ１０２で塞がれ、ビス１１０で固定される。同様にして、柱状ケース本体１０１の他端部はシール部材１０６を介在させてエンドキャップ１０３で塞がれ、ビス１１２で固定される。エンドキャップ１０２にはプラグ１０９が差し込まれ、ビス止め固定される。このプラグ１０９から引き出された電気コード１０７の先端にはコード間コネクタ１０８が取り付けられる。この電気コード１０７は、投光用（または受光用）柱体１０を１台もしくは２台以上連接する場合に利用される。

一方、他端部であるエンドキャップ１０３には、プラグ１０９に対応するソケット１１１がビス１１３を介して固定される。こうして構成される断面略Ｕ字状の柱状ケースの前面側開口には、ゴムパッキング１２０、粘着シート１２１、シール部材１１６，１１７，１１８，１１９、及び絶縁シート１１４，１１５を介在させて、前面板１０４が接着固定される。

一方、多光軸組立体２００Ａは、光軸数に対応する個数の１軸光学モジュール２００と、フラットケーブル２２０と、光軸数に対応する個数のケーブルホルダ２３０と、支持フレーム２５０とを含んで構成される。

多光軸組立体の拡大された分解斜視図が図５に示されている。図では、４光軸分の部分だけが拡大して示されている。図から明らかなように、１軸光学モジュール２００はレンズ部材２０１を含む幾つかの光学部品を樹脂製の光学部品ホルダ２０３によって結合一体化してなるものであり、後に詳細に説明するように、その下面側には圧接式端子ピン２０５ａが突き出た状態とされている。

フラットケーブル２２０は、樹脂製帯状被覆の内部に互いに平行な複数本の芯線を収容し、ハサミやカッタ等でその長さを任意に切断調整可能なケーブルである。この例にあっては、第１芯線２２０−１、第２芯線２２０−２、第３芯線２２０−３、第４芯線２２０−４、第５芯線２２０−５、第６芯線２２０−６、第７芯線２２０−７、第８芯線２２０−８からなる８本の芯線が含まれている。中でも、Ｄ型フリップフロップのＤ入力とＱ出力とに兼用される第５芯線２２０−５については、等間隔で開けられたパンチ孔２２０−５ａによって分断されている。これは、他の芯線については複数の１軸光学モジュール２２０に対して共通線として割り当てることができるのに対し、第５芯線２２０−５についてだけは各１軸光学モジュール２００内のＤ型フリップフロップのＤ入力とＱ出力とに兼用せねばならないからである。

ケーブルホルダ２３０は樹脂一体成形品であって、中央に位置し表面に波状溝を有する裏当て部２３０ａと、この裏当て部２３０ａの四隅から直立される４本の起立部２３０ｃ，２３０ｃ，２３０ｃ，２３０ｃとを含んでいる。これらの起立部２３０ｃのそれぞれには、突部２３０ｄが形成されている。この突部２３０ｄは、後に詳細に説明するように、支持フレーム２５０側の起立部２５０ａの左右両側縁部に形成された凹部２５０ｃに嵌合して係止される。

支持フレーム２５０は金属製品（例えば、リン青銅）であって、その長手方向に沿って多数の断面コの字状部分を連接したような形状となっている。コの字状部分を構成する互いに対向する一対の起立部２５０ａ，２５０ａの左右両側縁部には凹部２５０ｂが形成され、この凹部２５０ｂがケーブルホルダ２３０の各起立部２５０ｃに形成された突部２３０ｄと嵌合係止される。また、支持フレーム２５０の各起立部２５０ａの基部には孔２５０ｃが形成され、この孔２５０ｃはケーブルホルダ２３０の下面に形成された突部２３０ｂと嵌合して両者の位置決めがなされる。

以上から明らかなように、支持フレーム２５０に形成された相対向する起立部２５０ａ，２５０ｂの部分にケーブルホルダ２３０が装着されることによってケーブルホルダ２３０は等ピッチで位置決め固定される。また、ケーブルホルダ２３０の裏当て部２３０ａの上にフラットケーブル２２０が置かれ、その上から１軸光学モジュール２００が重ねられて、上から押圧されることによって、１軸光学モジュール２００とフラットケーブル２２０との電気的導通がとられる。

このとき重要な点は、後に詳細に説明するように、光部品（発光素子または受光素子）、その駆動回路、シフトレジスタの１ステージ分に相当するＤ型フリップフロップ等の電気回路要素は全て光学部品ホルダ２０３の側に収容されているため、各１軸光学モジュール２００のフラットケーブル２２０の長手方向に沿う取付位置は、何ら制約を受けないという点である。そのため、支持フレーム２５０上に形成される相対向する一対の起立部２５０ａ，２５０ａの隣接個数及び隣接ピッチは自由に設定することができると共に、この隣接個数並びに隣接ピッチはそのまま多光軸光電センサの光軸数及び光軸ピッチに対応するため、本発明によれば、光軸数及び光軸ピッチの設計自由度を著しく向上させることができるという点である。

次に、１軸光学モジュール２００の幾つかの具体的な構成について説明する。１軸光学モジュールの分解斜視図（その１）が図６に示されている。この例にあっては、１軸光学モジュール２００は、レンズ部材２０１と、トラップ２０２と、光学部品ホルダ２０３と、シールド板２０４と、パッケージ光ＩＣ２０５とを含んで構成される。なお、図において２０１ａはレンズ部材位置決め用の突起、２０４ａはビーム断面整形孔、２０５ａは圧接式端子ピン、２０５ｂはデュアルインラインパッケージ（ＤＩＰ）である。

レンズ部材２０１はいわゆるプラスチックレンズであって、その一側部には位置決め用の突起２０１ａが形成される。トラップ２０２は、光学系の鏡胴に相当するもので、レンズ部材２０１と軸心を整合されている。光学部品ホルダ２０３はプラスチック一体成形品であって、その内部には同軸整合されたレンズ部材２０１とトラップ２０２とが収容される。一方、光学部品ホルダ２０３の底面側には、シールド板２０４とパッケージ光ＩＣ２０５とが重ねて装着される。なお具体的な装着構造については後に詳細に説明する。シールド板２０４はパッケージ光ＩＣ２０５に対するシールド作用をなすものであって、例えばリン青銅等の金属部品で構成される。シールド板２０４のほぼ中央部にはビーム断面整形孔２０４ａが形成される。

パッケージ光ＩＣ２０５は、透明樹脂を用いてなるデュアルインラインパッケージ（ＤＩＰ）２０５ｂを有する。このデュアルインラインパッケージ２０５ｂの両側縁部からは、圧接式端子ピン２０５ａが下向きに突き出た状態で支持されている。このように、デュアルインラインパッケージ２０５ｂの各端子ピンを圧接式端子ピン２０５ａとする発想は本発明者等の独自のものであって、それ自体極めて斬新なものである。勿論、圧接式端子ピン２０５ａそのものについては、パッケージＩＣの脚以外としては、例えば基板間の導通をとるなどのコネクタの用途で使用されてはいるが、このようにパッケージ光ＩＣ２０５の端子ピンとして圧接式端子ピン２０５ａを用い、これをフラットケーブル２２０に差し込むことによって、フラットケーブル２２０の長手方向の任意の位置にパッケージ光ＩＣ２０５を装着可能とする構成によれば、多光軸光電センサに限らず様々な光学装置において光素子（発光素子または受光素子）の配置自由度を著しく向上させることができる。

パッケージ光ＩＣ２０５の内部には、後に図２４を参照して説明するように、光素子（発光素子または受光素子）と、光素子の駆動回路と、駆動回路を順次作動させるためのＤ型フリップフロップなどが収容される。

このような内部回路の一具体例が図２４に示されている。図から明らかなように、投光用柱体の場合には回路２０が収容され、受光用柱体の場合には回路３０が収容される。回路２０は、シフトレジスタの１ステージ分を構成するＤ型フリップフロップ（Ｄ型ＦＦと記す）２１と、このＤ型フリップフロップ２１のＱ出力が入力される駆動回路２２と、駆動回路２２の出力で駆動される発光素子２３とを含んでいる。Ｄ型フリップフロップ２１が多数連接されることによってシフトレジスタが構成され、その結果、各回路２０は順次１つずつ作動状態（能動状態）とされる。

一方、回路３０にあっては、受光素子３１と、受光素子３１の出力を増幅する増幅回路３２と、シフトレジスタの１ステージ分を構成するＤ型フリップフロップ（Ｄ型ＦＦと記す）３４と、増幅回路３２の出力側に介在されて、Ｄ型フリップフロップ３４のＱ出力によって開閉制御されるアナログスイッチ３３とを含んでいる。この場合にも、Ｄ型フリップフロップ３４が連接されることによってシフトレジスタが構成され、個々のＤ型フリップフロップ３４は順次１つずつ作動する。

このように、本発明にあっては、パッケージ光ＩＣ２０５内にこれらの回路２０または３０を収容し、１軸光学モジュール２００として一体化しているのである。換言すれば、従前の装置にあっては、１軸光学モジュールとは称するものの、そのモジュール内には光学部品は収容するものの、回路部品についてはそれとは別体の回路基板上に配置しているものに対し、本発明の１軸光学モジュールにあっては、光学部品のみならず回路部品についても１軸光学モジュール側に収容しているため、１軸光学モジュールの個数や配置の変更に際して、回路基板上の回路パターンによる制約を全く受けることがなくなり、この種の多光軸光電センサにおける光軸個数並びに光軸ピッチの設計自由度が向上するのである。

なお、このような設計自由度が向上するという作用効果は、図２４に示される回路２０または３０が１軸光学モジュール側に収容されていることに基づくものであるから、その収容された回路２０または３０がパッケージ光ＩＣとして集積化されたものであるかどうかは必ずしも要件ではないことは理解されるであろう。

すなわち、本発明にあっては、図２４に示される回路２０または３０については、専用の回路基板小片上に搭載して、１軸光学モジュール２００内に収容するようにしても良いであろう。また、フラットケーブルそれ自体の機能は、要するに互いに平行な導電パターンを有すれば足りるのであるから、適当な長さのものが存在するのであれば、フレキシブル回路基板等に代替することもできる。この場合には、フレキシブル基板上の導体パターンの任意の位置に１軸光学モジュールを装着並びに導通させるためには、スルーホール接続などの自在接続構造を任意に採用すれば良いであろう。

１軸光学モジュールの分解斜視図（その２）が図７に示されている。この例にあっては、デュアルインラインパッケージ２０５ｂの上面側には窓孔２０５ｄを有するマスク印刷２０５ｃが設けられている。このように、マスク印刷２０５ｃと窓孔２０５ｄによっても、ビーム整形機能を持たせることができる。またマスク印刷２０５ｃによって、パッケージ材料として透明樹脂を使用しつつも、内蔵する光素子に対するノイズ成分の混入を回避することができる。

１軸光学モジュール（一体型）の断面図が図８に示されている。この例にあっては、図６及び図７のように個々の別部品を光学部品ホルダ２０３内に収容するのではなく、あらかじめインサート成形によって、それらの部品を結合一体化したものである。図において、２０５ａは圧接式端子ピン、２０５ｅはリードフレーム、２０６はレンズ付きパッケージ、２０６ａはレンズ構造、２０７はマスク部材、２０８はスリット、２０９は光素子である。

図から明らかなように、この例にあっては、レンズ付きパッケージ２０６内にインサートされたリードフレーム２０５ｃ上に光素子２０９その他回路部品を搭載し、これを樹脂一体成形することによって、レンズ構造２０６ａと共に成形したものである。

次に、図６及び図７の構造にて使用されるパッケージ光ＩＣの内部構造を示す断面図が図９に示されている。同図（ａ）はリードフレーム実装型、同図（ｂ）は基板実装型である。

先に説明したように、いずれのものにあっても、このような圧接式端子ピン２０５ａを有するパッケージ光ＩＣというものは極めて斬新な構造であって、本発明者等の独自の創作である。

図９（ａ）に示されるリードフレーム実装型のパッケージ光ＩＣ２０５にあっては、圧接式端子ピン２０５ａと一体化されたリードフレーム２０５ｉ上に光素子２０５ｊや回路部品２０５ｋを直接搭載している。特にこの例にあっては、リードフレーム２０５ｉ上にプレス加工ですり鉢状凹部であるリフレクタ構造２０５ｈを形成し、その底部中心に光素子２０５ｊを配置することによって、投光または受光効率を上げるように工夫がなされている。なお、符号２０５ｇは透明な封止樹脂である。また、圧接式端子ピン２０５ａの先端形状そのものについては公知のものであって、すなわち先端は二股状に分岐すると共に各左右の分岐部先端は先鋭になされ、両分岐部間のスリットにフラットケーブルの芯線が圧入されて両者の電気的導通がとられる。さらにこの例にあっては、リードフレーム２０５ｉを平面形状において適宜帯状に導電経路を打ち抜くことによって、個々の回路部品や光素子に対する導通路が確保される。

図９（ｂ）に示される基板実装型にあっては、リードフレーム２０５ｉとは別に両面型の回路基板２０５ｌを設け、これに光素子２０５ｊや回路部品２０５ｋを搭載する一方、回路基板２０５ｌの下面側には圧接式端子ピン２０５ａのそれぞれに導通する導体パターンを形成し、これと各リードフレーム２０５ｉとをはんだ接合することによって、個々の圧接式端子ピン２０５ａと光素子２０５ｊ並びに回路部品２０５ｋとの導通をなすようにしたものである。

この例にあっては、リードフレーム２０５ｉとは別体に基板２０５ｌを有するため、剛性が高まり、圧接式端子ピン２０５ａの接続時の押圧力によっても、回路基板２０５ｌの剛性により、光素子２０５ｊの位置ずれが生じないといった利点がある。

すなわち、同図（ａ）に示されるリードフレーム実装型にあっては、リードフレーム２０５ｉそれ自体の上に光素子２０５ｊが搭載されているため、圧接式端子ピン２０５ａに加わる圧力によって、内部リードフレームが撓み、光素子２０５ｊの微妙な位置ずれが問題とされる虞れがあるが、同図（ｂ）に示される基板実装型にあっては、基板２０５ｌの剛性によって、圧接式端子ピン２０５ａが撓んでも、光素子２０５ｊの位置にずれを生じにくいという利点がある。

次に、光学部品ホルダとパッケージ光ＩＣとの位置決め構造について説明する。図９（ａ）に示されるように、リードフレーム２０５ｉ上に光素子２０５ｊ並びに回路部品２０５ｋを搭載し、これを封止樹脂２０５ｇを用いてインサート成形し、かつリードフレーム２０５ｉから突出する端子ピンを圧接式端子ピン２０５ａとしたようなパッケージ光ＩＣ２０５を使用し、かつこれを図６及び図７に示されるように、光学部品ホルダ２０３の下面側に装着する構成を採用する場合、パッケージ光ＩＣ２０５内の光素子２０５ｊの位置を、光学部品ホルダ２０３内に置かれるレンズ２０１の光軸と正確に整合させねばならない。

そのための方法としては、例えばパッケージ光ＩＣ２０５のデュアルインラインパッケージ２０５ｂに位置決め突部を設け、これを光学部品ホルダ２０３側に設けた位置決め凹部と嵌合させるなどの方法が考えられる。しかしこのような位置決め構造を採用すれば、デュアルインラインパッケージ２０５ｂの成形誤差のために、必ずしも光素子２０５ｆの位置をレンズ２０１の光軸と正確に整合させることができない。

そこで、この発明にあっては、パッケージ光ＩＣ２０５のパッケージ２０５ｂではなくて、パッケージ２０５ｂから突出するリードフレームの何れかの部分と光学部品ホルダ２０３との間において位置決めを行うことにより、パッケージ２０５ｂ内の光素子２０５ｆとレンズ部材２０１の光軸との間の正確な位置決めを可能としている。

光学部品ホルダとパッケージ光ＩＣとの位置決め構造の説明図（その１〜その３）が図１０〜図１２に示されている。図１０に示されたパッケージ光ＩＣ２０５と光学部品ホルダ２０３とが僅かに上下に離脱した状態から明らかなように、光学部品ホルダ２０３の左右両側の下面側縁部には、複数個の係合突部２０３ｂが下向きに突出形成されている。

一方、パッケージ光ＩＣ２０５から下向きに突き出た圧接式端子ピン２０５ａの基部（屈曲コーナー部）には、パッケージ光ＩＣ２０５側の複数の係合突部２０３ｂに対応して、係合孔２０５ｆが形成されている。そして、図１１に示されるように、パッケージＩＣ２０５が光学部品ホルダ２０３へと完全に装着されると、パッケージ２０５ｂ側の複数の係合突部２０３ｂのそれぞれが、圧接式端子ピン２０５ａの基部に位置する係合孔２０５ｆのそれぞれにはまり込むことによって、パッケージ２０５ｂと圧接式端子ピン２０５ａの基部とが正確に位置決めされる。

ところで、このように両者が位置決めされると、圧接式端子ピン２０５ａはリードフレーム２０５ｉと一体であって、しかもこのリードフレーム２０５ｉ上に光素子２０５ｊが搭載され、しかもマウンタの精度によりリードフレーム２０５ｉに対する光素子２０５ｊの搭載位置は正確に維持されているため、光学部品ホルダ２０３とレンズ２０１との位置決め精度ならびに光学部品ホルダ２０３に対する係合突部２０３ｂの成形精度をしっかりと管理すれば、パッケージＩＣ２０５内の光素子２０５ｊとレンズ部材２０１の光軸との正確な位置合わせが可能となるのである。

なお、圧接式端子ピン２０５ａの基部に設けられた係合孔２０５ｆの位置については、図１２にもより詳細に示されている。すなわち、係合孔２０５ｆは、リードフレーム２０５ｉと圧接式端子ピン２０５ａとの屈曲部のコーナー位置に正確に形成されている。そのため、図１１に示されるように、パッケージＩＣ２０５が光学部品ホルダ２０３の下面側に正確に装着されると、係合突部２０３ｂは圧接式端子ピン２０５ａの垂直延在部２０５ｍの上端部に当接することとなる。そのため、圧接式端子ピン２０５ａの先端部をフラットケーブルの上に突き立ててその被覆を破るべく押圧すると、各係合突部２０３ｂのそれぞれは、係合孔２０５ｆの内周下面をその真上から押圧することとなり、光学部品ホルダ２０３に与えられた下方への押圧力は、無駄なく端子ピン２０５ａの垂直延在部２０５ｍへと伝えられ、圧接式端子ピン２０５ａが撓みにくいという利点がある。

すなわち、垂直延在部２０５ｍが撓むと、これに引きづられるようにして、パッケージＩＣ２０５内のリードフレーム２０５ｉも撓み、その上に搭載された光素子２０５ｊも位置ずれを生ずる虞れがあるが、このような係合突部２０３ｂと係合孔２０５ｆとの位置関係によれば、圧接式端子ピン２０５ａが撓みにくいことによって、このような光素子の位置ずれも生じにくいという利点がある。

次に、１軸光学モジュールの変形例を示す説明図が図１３に示されている。なお、同図（ａ）は圧接式端子ピン受入ソケットを使用する例、同図（ｂ）はスプリング端子片受入ソケットの使用例である。先に図２４の回路図を参照して説明したように、本発明１軸光学モジュールの主たる特徴とするところは、光学部品のみならず電気回路部品についても収容した点にあり、加えてこの１軸光学モジュールをフラットケーブルないしフレキシブル回路基板の長手方向任意の位置に簡単に装着できるようにした点にある。

このことからすると、特に後者の点からは、１軸光学モジュールの底面側から圧接式端子ピンや自在接触子が突出していさえすればよく、光学部品収容体ないしは回路部品集合体については、どのような形態で収容されていても構わない筈である。してみれば、１軸光学モジュールを上下に２分し。下側をソケット上側を部品収容部とすれば、故障時の取り替えやメンテナンスの容易性を図ることもできる。

このような観点からの設計例が図１３（ａ），（ｂ）に示されている。同図（ａ）の例にあっては、１軸光学モジュール２００それ自体は先に説明したものと同様であるが、これとフラットケーブル２２０との間にソケット２００Ａを介在させている。このソケット２００Ａの上面側には、１軸光学モジュール２００の圧接式端子ピン２０５ａを受け入れる端子ピン受入孔２０５Ａ−１が設けられ、底面側からはフラットケーブルの各芯線に突きささる圧接式端子ピン２０５Ａ−２が突出している。

一方、図１３（ｂ）の例にあっては、１軸光学モジュール２００はその底面側からスプリング接触子（図示せず）が突出している。一方、１軸光学モジュール２００とフラットケーブル２２０との間にはソケット２００Ａが設けられる。このソケット２００Ａの上面側には１軸光学モジュール２００の底面側より突出する図示しないスプリング接触子と当接する導体パターン２０５Ａ−３が形成されている。これらの導体パターン２０５Ａ−３のそれぞれは、底面側に突出する圧着端子ピン２０５Ａ−２へと導通しており、このソケット２００Ａから突出する圧着式端子ピン２０５Ａ−２がフラットケーブル２２０の各芯線に突きささって導通がとられる。このように１軸光学モジュールとしては様々な構造を採用することができる。

次に、フラットケーブルと圧接式端子ピンとの接続状態を示す断面図が図１４に示されている。図において、２０１はレンズ部材、２０２はトラップ、２０５はパッケージ光ＩＣ、２２０はフラットケーブル、２２０ａはフラットケーブルの屈曲部、２０５ａは圧接式端子ピン、２３０はケーブルホルダである。図から明らかなように、圧接式端子ピン２０５ａはフラットケーブル２２０に突きささりこれを貫通して下面側へ突き抜ける。その際に、各端子ピン２０５ａの先端スリットに、フラットケーブル２２０の該当する芯線が圧入されることによって、両者の電気的導通がとられる。フラットケーブル２２０は、１列に並べられた１軸光学モジュールの最端部において屈曲部２２０ａを介して折り曲げられ、ケーブルホルダ２３０の底部に沿って折り畳まれる。

フラットケーブル保持構造の説明図が図１５に示されている。図において２０１はレンズ部材、２０３は光学部品ホルダ、２３０はケーブルホルダ、２０３ｄは光学部品ホルダの係止爪、２３０ｅはケーブルホルダの係止用段部、２２０ａはフラットケーブルの屈曲部、２２０ｂはケーブルコネクタ、２２０−１〜２２０−８はフラットケーブルの第１芯線〜第８芯線である。

図から明らかなように、フラットケーブル２２０は光学部品ホルダ２０３の底部とケーブルホルダ２３０の裏当て部２３０ａとの間に上下に挟まれた状態で保持され、光学部品ホルダ２０３とケーブルホルダ２３０とは係止爪２０３ｄと段部２３０ｅとの係合によりしっかりと抜け止め固定される。

次に、生産現場の劣悪なノイズ環境下にあっても、多光軸光電センサのノイズによる影響を回避するための、シールド部材の構成について説明する。シールド部材組付前の状態を示す分解斜視図が図１６に、シールド部材と支持フレームとの導通構造の説明図が図１７に、シールド部材組付後の状態を示す分解斜視図が図１８にそれぞれ示されている。

図１６に示されるように、本発明多光軸光電センサの特徴は、フラットケーブルなどのような、平行導体部材の上に、その長手方向の任意の位置に１軸光学モジュールを特別に複雑な加工を要することなく配置できるという点である。逆に、このことは１つの欠点を生ずる原因となる。すなわち、相隣接する１軸光学モジュールと１軸光学モジュールとの隙間には空所２５０ｅが生じ、この空所２５０ｅには平行導体パターンが露出することとなるため、ケースの前面側より電磁ノイズ等が生ずれば、これが直接導体パターンに影響を与え、ノイズ混入の原因を生ずることとなる。

そこで、図１６に示される例にあっては、上面シールド部材２６０を設け、これによりモジュール間の隙間を遮蔽することによって、平行導体パターン（例えば、フラットケーブルの各芯線など）へのノイズ混入を防止している。

同図に示されるように、上面シールド部材２６０は、モジュール配列方向へ延びる中央部２６０ａと、その両側縁部から左右方向へ延びる側方延出部２６０ｂ，２６０ｂとを有する。側方延出部２６０ｂと側方延出部２６０ｂとの間には、係止爪２６０ｃ，２６０ｃが形成される。そして、この上面シールド部材２６０を一連の１軸光学モジュール組立体の上に被せると、係止爪２６０ｃが１軸光学モジュールの光学部品ホルダ２０３の上面角部に係合することによって両者の位置決めがなされ、同時に側方延出部２６０ｂがモジュール間の空所２５０ｅを塞ぐことによって、必要な遮蔽作用がなされる。

このとき図１７に示されるように、側方延出部２６０ｂは図中矢印に示されるように左右方向へ拡開する方向へとバネ性が付与されており、これにより側方延出部２５０ｂの先端部が支持フレーム２５０の起立部２５０ｄの内面と当接して、接触導通部２６０ｅが形成される。これにより、電磁ノイズの影響で生じた渦電流は、接触導通部２６０ｅの作用によって支持フレーム２５０の側へと逃され、遮蔽効果が助長される結果となる。図１８に示されるように、シールド部材組付後にあっては、モジュール間の空所は側方延出部２６０ｂ並びに中央部２６０ａによって完全に塞がれ、もっとも窓孔２６０ｄの存在によって、投光または受光の光軸は確保される。

このように、図１６〜図１８の例によれば、金属製（例えば、リン青銅）の上面シールド部材２６０を設けたことにより、相隣接するモジュール間に生じた空所２５０ｅは完全に遮蔽され、その下の導体パターン（フラットケーブルなど）に対するノイズの混入が確実に防止される。

次に、回路部品組立体の構造を示す斜視図が図１９に示されている。同図に示されるように、回路部品組立体３００は、ＣＰＵ基板３０１と、コネクタ基板３０２と、基板ホルダ３０３とを有している。基板ホルダ３０３は、その下面側においてＣＰＵ基板３０１及びコネクタ基板３０２を保持すると共に、その上面側においては、多光軸組立体２００Ａを保持している。

ＣＰＵ基板３０１上には、図２４に示される回路４０または回路５０が搭載されている。すなわち、投光用柱体側の回路４０には、処理回路（ＣＰＵ）４１と、ゲート回路４２と、表示回路４３と、入出力回路４４と、通信回路４５とが搭載されている。同様にして、受光用柱体の回路５０には、処理回路（ＣＰＵ）５１と、増幅回路５２と、表示回路５３と、入出力回路５４と、通信回路５５とが搭載されている。

表示回路４３，５３はそれぞれ表示用の発光素子を備えており、これらの発光素子３０１ａは、図１９に示されるように、ＣＰＵ基板３０１の一側縁部に適当な間隔で配列されている。これら発光素子３０１ａのそれぞれの真上に相当する位置には、垂直方向へ延びる導光部３０３ｅが基板ホルダ３０３と一体に形成されており、これら導光部３０３ｅの先端３０３ｆは、光学部品ホルダ２０３の隙間を通ってその上面側へ露出している。そのため、基板上に発光素子３０１ａを設けてはいるものの、それから発した光を導光部３０３ｅによって上方へと導き、その先端３０３ｆから外部へ放出することで、表示の視認性を良好なものとしている。

基板ホルダ３０３は、左右方向に対向する一対の支持突起３０３ａ，３０３ｂを有する。隣接する支持突起３０３ａ，３０３ａの間には溝３０３ｃが存在し、この溝３０３ｃに光学部品ホルダ２０３の該当する部分が差し込まれることによって、光学部品ホルダ２０３は基板ホルダ３０３の上面側に位置決め固定される。その結果、図２を参照して先に説明したように、多光軸組立体２００Ａの下面側に回路部品組立体３００を結合してなるセンサ組立体１０Ａが完成する。

次に、柱状ケースの前面閉塞構造の説明図が図２０に示されている。同図（ａ）に示されるように、ケースの前面開口を塞ぐ前面板１０４は、プラスチック等からなる比較的剛性を有する投光板１０４ａとその裏面側に積層される導光性フィルム１０４ｂとからなっている。そして、同図（ｂ）に示されるように、投光板１０４ａと導電性フィルム１０４ｂとの積層体は、柱状ケース本体１０１の前面開口部にはめ込まれ、図示しない粘着テープ等によって固定される。このように導電性フィルム１０４ｂを投光板１０４ａの背面側に有するため、これによっても内部平行導体（フラットケーブル等）に対するノイズの影響を軽減することができる。

次に、投光用（または受光用）柱体の端面図が図２１に示されている。図において、１０１は柱状ケース本体、１０４は前面板、１１４は絶縁シート、２０３は光学部品ホルダ、２２０はフラットケーブル、２３０はケーブルホルダ、３０２はコネクタ基板、３０２ａはコネクタ、３０３は基板ホルダである。先に説明したそれらの部品は、柱状ケース本体１０１内に図示のように収容され、両端部は先に説明したようにエンドキャップ１０２，１０３によって塞がれる。

次に、シールド構造の変形例を示す説明図（その１）が図２２に、同説明図（その２）が図２３にそれぞれ示されている。先に説明したように、相隣接する１軸光学モジュール２００，２００の間には空所２５０ｅが生じ、ここからノイズがフラットケーブルへと混入する虞れがある。そこで図１６〜図１８に示した先の例にあっては、ここに金属製上面シールド板２６０を被せることによって、遮蔽作用を発揮させた。しかし、この場合、光学モジュールの連接個数によって、上面シールド板２６０をその都度作り直さねばならない。これに対して、図２２及び図２３の例にあっては、それらの空所に個別にシールド片２７３または２７４、あるいはダミーモジュール２７１または２７２を装着することによって個々の空所を個別にシールド可能としている。このような構成によれば、モジュール間ピッチが一定である限り、モジュール連接個数に関わりなく、モジュール間空所を遮蔽することができる。

ダミーモジュール２７１の拡大図が図２３（ｂ）に示されている。同図に示されるように、ダミーモジュール２７１は、非導電性の本体と、その下面側に突出するバネ性が付与された金属製の脚部２７１ｅ，２７１ｅを有する。モジュール本体は上面２７１ａと左右の側面２７１ｂとを有する非導電性部材であって、その両端部からは４個の突部２７１ｃ，２７１ｃ，２７１ｄ，２７１ｄが形成されている。そのうち突部２７１ｃ，２７１ｃは押し下げ用の突部であって、突部２７１ｄ，２７１ｄは抜け止め用の突部である。このようなダミーモジュール２７１をモジュール間空所２５０ｅのそれぞれに押し込めば、押し下げ用突部２７１ｃ，２７１ｃが支持フレーム２５０の該当する部分と当接して、かつ脚部２７１ｅ，２７１ｅの反発作用とも相俟って、ダミーモジュール２７１は脚部２７１ｅ，２７１ｅを介して支持フレーム２５０と密着し、同時に抜け止め段部２７１ｄ，２７１ｄによって抜け止め固定される。

一方、シールド片２７３が図２３（ａ）に拡大して示されている。同図に示されるように、シールド片２７３は、金属薄板材（例えば、リン青銅）等で構成され、上面板２７３ａ，側面板２７３ｂを有する。上面板２７３ａの両端部には左右に分岐する分岐部２７３ｃ，２７３ｃ及び分岐部２７３ｄ，２７３ｄが形成されており、これら２つの分岐部が支持フレーム上の該当突部をその上面からくわえ込むことによって、シールド片２７３は空所に装着される。なお、図において屈曲された接触片２７３ｅはバネ性を有し、これが支持フレーム２５０の内面と当接することによって、両者間の導通がとられる。また符号２７３ｅは抜け止め突起であり、これによりシールド片の抜け止め作用がなされる。

図２２に戻って、ダミーモジュール２７２は同様な構造を有する樹脂製本体の外表面に金属被膜を被着させたものであり、同様に押し下げ用突部２７２ａと上下抜け止め用突部２７２ｂを有する。また、シールド片２７４は、最も単純なプレス加工によって断面コの字状の金属片を形成したものであり、抜け止め片２７４ａを有する。

このように、本発明にあっては、モジュール間の隙間ないし空所２５０ｅをダミーモジュール２７１，２７２またはシールド片２７３，２７４を装着することで塞ぎ、その空所ないし隙間からフラットケーブル内の芯線へとノイズの混入をすることを防止するのである。そしてこのような個別装着方式によれば、あらかじめ光軸ピッチに合わせて何種類かダミーモジュールまたはシールド片を用意しておきさえすれば、光軸数とは無関係にモジュール間の隙間をシールドすることができる。

最後に、図２４及び図２５を参照しながら、本発明に係る多光軸光電センサの全体回路図について説明する。先に説明したように、本発明に係る多光軸光電センサは、投光用柱体に内蔵される回路部と受光用柱体に内蔵される回路部とを含んでいる。投光用柱体内には、各光軸に対応する回路２０とＣＰＵ基板に対応する回路４０とが含まれており、同様にして発光用柱体についても、各光軸に対応する回路部３０とＣＰＵ基板に対応する回路部５０とを有している。

投光用柱体から説明すると、回路部２０はそのまま１軸光学モジュール２００に内蔵されている。内蔵ないし収容される形態としては、個別の回路基板小片に、該当する回路部品を搭載してもよいし、図６，図７，図９などに示したように、パッケージ光ＩＣ２０５を構成してもよい。また、各１軸光学モジュール２００とその接続対象となるフラットケーブル、平行導体フレキシブル基板などとの接続構造は、導体パターン側の構造に合わせて決定すればよい。

１軸光学モジュールが接続されるべき平行導体部材側が、図５に示されるようなフラットケーブル２２０であれば、接続構造としては図１０〜図１２に示される圧接式端子ピン２０５ａが採用される。これに対して、平行導体部材側がフレキシブル回路基板であれば、その導体パターン上の任意の位置に接続可能なスプリング式接触子やスルーホール構造などを採用すればよい。

何れにしても、好ましくは、平行導体部材上の任意の長手方向の位置に特別な煩雑な加工を要することなく１軸光学モジュールを装着するようにすべきである。このことにより、平行導体部材上の長手方向の任意の位置に１軸光学モジュールを装着できるから、光軸ピッチ並びに光軸数の設定自由度が向上するわけである。なお、図において信号ａ〜ｄのタイミング並びに波形については図２５のタイムチャートを参照されたい。

一方、ＣＰＵ基板上に搭載される回路４０は、処理回路（ＣＰＵ）４１、ゲート回路４２、表示回路４３、入出力回路４４とを含んでいる。フラットケーブルなどの平行導体を介して相隣接する一連の回路２０が接続されると、一連のＤ型フリップフロップ２１，２１，・・・によってシフトレジスタが構成され、各ステージの出力であるＤ型フリップフロップ２１のＱ出力によって駆動回路６が作動し、発光素子２３が順に点灯される。このとき信号ｄによって駆動タイミングが制御される。

次に、受光用柱体については、各回路３０が１軸光学モジュールのそれぞれに収容されている。その収容形態については、先に説明したように回路基板小片に搭載したりあるいはパッケージ光ＩＣとすればよい。

回路３０は受光素子３１と、増幅回路３２と、アナログスイッチ３３と、Ｄ型フリップフロップ３４とを含んで構成される。また、１軸光学モジュールと平行導体部材との接続については、フラットケーブルでもよいし、フレキシブル回路基板であってもよい。そして、投光側と同様にして、相隣接する１軸光学モジュール同士が芋づる式に導体パターンを介して連接することによって、シフトレジスタが構成され、各段の出力に相当するＤ型フリップフロップのＱ出力に応答してアナログゲート４４が開くことで、各モジュールの発光素子の出力が処理回路５１へと取り込まれる。

以上詳細に説明したように、本発明の実施形態によれば、多光軸組立体２００Ａを構成する１軸光学モジュール２００として光学部品のみならず回路２０，３０の部品までも含めて収容する一方、光学モジュール２００と接続されるべき平行導体部材との接続をワンタッチ接続構造としたため、平行導体部材側の長手方向任意の位置に１軸光学モジュール２００を装着することが可能となり、光軸ピッチ並びに光軸数の設計自由度が著しく向上した。

また特に、１軸光学モジュール２００側の端子構造として圧接式端子ピン２０５ａを採用する一方、これと対応する平行導体部材としてフラットケーブル２２０を採用したため、両者間の接続が一層容易となり、任意の光軸ピッチ並びに光軸数に対する柔軟な対応が可能となった。

加えて、１軸光学モジュール２００内に電気回路部品を収容するについては、これを回路基板小片やパッケージ光ＩＣ２０５としたため、歩留まり並びに生産性の向上が達成された。特に、回路部品をパッケージ光ＩＣ２０５とする例にあっては、その圧接式端子ピン２０５ａの基部に設けられた係合孔２０５ｆと光学部品ホルダ２０３側の係合突部２０３ｂとの嵌合構造を採用することによって、パッケージ内光素子２０５ｆとレンズ部材２０１の光軸との整合位置合わせの高精度化を達成することができる。

また、平行導体部材上に任意のピッチで１軸光学モジュールを配置した際、隣接するモジュール間の空所が生ずることについては、これを上面シールド部材２６０で塞いだり、あるいは個別にダミーモジュール２７１，２７２あるいはシールド片２７３，２７４で塞ぐことによって、ケース前面側より到来するノイズが空所に露出した平行導体（フラットケーブルの芯線など）に混入することを確実に防止することができる。

また、特に平行導体部材としてフラットケーブルを使用する際、図５に示されるように、Ｄ型フリップフロップのＤ入力とＱ出力とに兼用される芯線２２０−５にはパンチ孔２２０−５ａを一定間隔で明けることによって、当該芯線を分断するようにしたため、同一の芯線上に異なる２本の端子ピンを装着することが可能となり、完全平行導体パターンのままでＤ型フリップフロップへの対応が可能となった。すなわち、分断された相隣接する芯線部分においては、前段のフリップフロップのＱ出力と後段のフリップフロップのＤ入力とに交互に接続させることによって、同一ライン上に２本の端子ピンを位置合わせするだけで、回路構成の対応が可能となった。

本発明に係る投光用（または受光用）柱体の外観斜視図である。 センサ組立体を表面側から見た斜視図である。 センサ組立体を裏面側から見た斜視図である。 センサ組立体の分解斜視図である。 多光軸組立体の分解斜視図である。 １軸光学モジュールの分解斜視図（その１）である。 １軸光学モジュールの分解斜視図（その２）である。 １軸光学モジュール（一体型）の断面図である。 パッケージ光ＩＣの内部構造を示す断面図である。 光学部品ホルダとパッケージ光ＩＣとの位置決め構造の説明図（その１）である。 光学部品ホルダとパッケージ光ＩＣとの位置決め構造の説明図（その２）である。 光学部品ホルダとパッケージ光ＩＣとの位置決め構造の説明図（その３）である。 １軸光学モジュールの変形例を示す説明図である。 フラットケーブルと圧接式端子ピンとの接続状態を示す断面図である。 フラットケーブル保持構造の説明図である。 シールド部材組付前の状態を示す分解斜視図である。 シールド部材と支持フレームとの導通構造の説明図である。 シールド部材組付後の状態を示す分解斜視図である。 回路部品組立体の構造を示す斜視図である。 柱状ケースの前面閉塞構造の説明図である。 投光用（または受光用）柱体の断面図である。 シールド構造の変形例を示す説明図（その１）である。 シールド構造の変形例を示す説明図（その２）である。 本発明に係る多光軸光電センサの全体回路図である。 回路全体の動作を示すタイムチャートである。 シフトクロックのタイミング説明図である。

符号の説明

１０ 投光用（または受光用）柱体
１０Ａ センサ組立体
２０ 投光用１軸光学モジュール内回路
３０ 受光用１軸光学モジュール内回路
４０ 投光用ＣＰＵ基板内回路
５０ 受光用ＣＰＵ基板内回路
１０１ 柱状ケース本体
１０２，１０３ エンドキャップ
１０４ 前面板
１０４ａ 投光板
１０４ｂ 導光性フィルム
１０５，１０６ シールド部材
１０７ 電気コード
１０８ コード間コネクタ
１０９ プラグ
１１０ ビス
１１１ ソケット
１１２，１１３ ビス
１１４ 絶縁シート
１１４，１１５ 絶縁シート
１１６，１１７ シールド部材
１１８，１１９ シールド部材
１２０ ゴムパッキング
１２１ 粘着シート
２００ １軸光学モジュール
２００Ａ 多光軸組立体
２００Ａ ソケット
２０１ レンズ部材
２０１ａ 位置決め突起
２０２ トラップ
２０３ 光学部品ホルダ
２０３ａ 位置決め凹部
２０３ｂ 係合突部
２０３ｃ 抜け止め段部
２０３ｄ 係止爪
２０４ シールド板
２０４ａ ビーム断面整形孔
２０５ パッケージ光ＩＣ
２０５ａ 圧接式端子ピン
２０５ｂ デュアルインラインパッケージ（ＤＩＰ）
２０５ｃ マスク印刷
２０５ｄ 窓孔
２０５ｅ リードフレーム
２０５ｆ 係合孔
２０５ｇ 封止樹脂
２０５ｈ リフレクタ構造
２０５ｉ リードフレーム
２０５ｊ 光素子
２０５ｋ 回路部品
２０５ｌ 回路基板
２０５ａ−１〜−８ 第１端子ピン〜第８端子ピン
２０５Ａ−１ 端子ピン受入孔
２０５Ａ−２ 圧接式端子ピン
２０５Ａ−３ 導体パターン
２０６ レンズ付きパッケージ
２０６ａ レンズ構造
２０７ マスク部材
２０８ スリット
２２０ フラットケーブル
２２０Ａ フラットケーブルの屈曲部
２３０ ケーブルホルダ
２３０ｅ 段部
２５０ 支持フレーム
２５０ａ 起立部
２５０ｅ 空所
２５０ｄ 起立部
２６０ 上面シールド部材
２６０ａ 中央部
２６０ｂ 側方延出部
２６０ｃ 係止爪
２６０ｄ 窓孔
２６０ｅ 接触導通部
２７１，２７２ ダミーモジュール
２７１ａ 上面
２７１ｂ 左右の側面
２７１ｃ 押し下げ用突部
２７１ｄ 抜け止め用突部
２７１ｅ 金属製脚部
２７３，２７４ シールド片
２７３ａ 上面板
２７３ｂ 側面板
２７３ｃ 一対の分岐部
２７３ｄ 一対の分岐部
２７３ｅ 接触片
２７３ｆ 抜け止め突起
３００ 回路部品組立体
３０１ ＣＰＵ基板
３０１ａ 発光素子
３０２ コネクタ基板
３０２ａ コネクタ
３０３ 基板ホルダ
３０３ａ，３０３ｂ 相対向する支持突起
３０３ｃ，３０３ｄ 支持突起間の溝
３０３ｅ 導光部
３０３ｆ 導光部の先端
４００ コネクタ部品組立体
ａ，ａ′ スタートパルス
ｂ，ｂ′ シフトパルス
ｃ，ｃ′ エンドリターン信号
ｄ 投光幅または受光幅決定パルス

Claims (9)

1. 柱状ケース内に投光器列を収容してなる投光用柱体と、柱状ケース内に受光器列を収容してなる受光用柱体とを有し、それらの投受光用柱体を適当な間隔を空けて投受光面が対抗するように配置することにより、投受光用柱体間に物体検出用光カーテンが生成されるようにした多光軸光電センサであって、
   投光器列及び／又は受光器列が、
   １光軸分の光学系と、１光軸分の電気回路と、シフトレジスタの１ステージ分に相当するフリップフロップとを一体化してなると共に、それぞれの底部にはフラットケーブルの各芯線に接続可能な圧接式端子ピンが突出する光学モジュールを、所要光軸数に対応する個数だけ用意してなる光学モジュール群と、
   所定ピッチでコの字状保持部を一列に配列してなる剛性体であって、個々のコの字状保持部のそれぞれに光学モジュール群を構成する各光学モジュールを保持させることにより、光学モジュール列組立体を構成する支持フレームと、
   光学モジュール列組立体の一端に位置する光学モジュールから他端に位置する光学モジュールまで共通に接続される共通導電線と、隣り合う投光用モジュール間のみを互いに接続する隣接モジュール間導電線とが、それぞれの導電線の絶縁を保った状態で一体化されたフラットケーブルと、
   を含み、
   光学モジュール列組立体を構成する各光学モジュールのそれぞれは、圧接式端子ピンを介してフラットケーブルと電気的に接続されており、
   隣接する光学モジュール内のフリップフロップ同士を隣接モジュール間導電線で従属接続することでシフトレジスタが構成され、
   それにより、シフトレジスタにより順送りされるデータによって、光学モジュール列組立体を構成する各光学モジュールが順次に作動する、ことを特徴とする多光軸光電センサ。
2. 支持フレームの素材が金属とされている、ことを特徴とする請求項１に記載の多光軸光電センサ。
3. 正面側には光学モジュール列組立体を構成する個々の光学モジュールが装着される一対の対向支持突起が長手方向へ沿って複数対だけ配列され、かつ背面側には制御回路を構成するＣＰＵを搭載したＣＰＵ基板が保持された基板ホルダを有する、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の多光軸光電センサ。
4. ＣＰＵ基板上には表示用の発光素子が実装されており、かつ基板ホルダには発光素子からの光を光学モジュール列の表側に導くための導光部が設けられている、ことを特徴とする請求項３に記載の多光軸光電センサ。
5. 支持フレーム上に配列されるコの字状保持部のピッチは光学モジュールの幅よりも大きく設定され、隣接する光学モジュール間に生ずる一連の空所には、その正面側から金属板製の上面シールド部材が一括して被せられて塞がれる、ことを特徴とする請求項１に記載の多光軸光電センサ。
6. 支持フレーム上に配列されるコの字状保持部のピッチは光学モジュールの幅よりも大きく設定され、隣接する光学モジュール間に生ずる一連の空所のそれぞれ導電性シールド片が装着されて塞がれる、ことを特徴とする請求項１に記載の多光軸光電センサ。
7. 支持フレーム上に配列されるコの字状保持部のピッチは光学モジュールの幅よりも大きく設定され、隣接する光学モジュール間に生ずる一連の空所には、樹脂製本体の表面を金属コーティングしてなるシールド用のダミーモジュールがその正面側から装着されて塞がれる、ことを特徴とする請求項１に記載の多光軸光電センサ。
8. 支持フレーム上に配列されるコの字状保持部のピッチは光学モジュールの幅よりも大きく設定され、隣接する光学モジュール間に生ずる一連の空所には、樹脂製部材と金属性部材とを組み合わせてなるシールド用のダミーモジュールがその正面側から装着されて塞がれる、ことを特徴とする請求項１に記載の多光軸光電センサ。
9. 光学モジュール列組立体が正面が透過性前面板で塞がれた柱状ケースに収容されており、かつ透過性前面板には導電性を有する透明フィルムが重ねて被着されている、ことを特徴とする請求項１に記載の多光軸光電センサ。

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