(57)【要約】【課題】投光部および受光部のケース内での位置の精度を確保することが可能な光学式センサを提供する。【解決手段】光学式センサは、ケース２と、発光部および投光レンズを有する、一体化された投光モジュール４と、投光モジュール４から投光された光の反射光を受光する受光部８と、受光部８に反射光を結像させる受光レンズ部７とを備える。投光モジュール４、受光部８および受光レンズ部７は、それぞれ独立してケース２に直接固定される。【選択図】図３
2014090099.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ケースと、
発光部、投光レンズおよび前記投光レンズを保持する投光レンズホルダを有する、一体化された投光モジュールと、
前記投光モジュールから投光された光の反射光を受光する受光部と、
前記受光部に前記反射光を結像させる受光レンズ部とを備え、
前記投光モジュール、前記受光部および前記受光レンズ部は、それぞれ独立して前記ケースに直接固定される、光学式センサ。
【請求項２】
前記投光モジュールにおいて、前記投光レンズは、前記投光レンズホルダにより、前記投光レンズおよび前記発光部により規定される光軸に垂直な方向について等方的に押さえつけられるとともに固定され、
前記受光レンズ部は、受光レンズと、前記受光レンズを保持する受光レンズホルダとを含み、前記受光レンズが前記受光レンズホルダに対して、前記受光レンズおよび前記受光部により規定される光軸に垂直な方向について等方的に押さえつけられるとともに固定され、
前記ベースと前記投光レンズホルダと前記受光レンズホルダとが、共に樹脂、または、共にガラス繊維強化樹脂からなる、請求項１に記載の光学式センサ。
【請求項３】
前記ケースは、ガラス繊維強化樹脂により形成され、
前記投光レンズは、樹脂により形成され、
前記投光レンズホルダは、ガラス繊維強化樹脂により形成され、
前記受光レンズ部は、樹脂により形成され、
前記受光レンズホルダは、ガラス繊維強化樹脂により形成される、請求項２に記載の光学式センサ。
【請求項４】
前記ケースは、ダイカスト用金属の線膨張係数以下の線膨張係数を有する樹脂により形成される、請求項１から３のいずれか１項に記載の光学式センサ。
【請求項５】
前記投光モジュールは、
前記発光部および前記投光レンズが収められる投光部ホルダと、
前記投光部ホルダに収められた前記発光部を固定するための押さえ部材とを含み、
前記押さえ部材および前記投光レンズは、紫外線硬化型接着剤により前記投光部ホルダに固定され、
前記受光部は、回路基板とは別に配置された受光素子を含み、
前記受光素子は、紫外線硬化型接着剤により前記ケースに固定される、請求項１から４のいずれか１項に記載の光学式センサ。
【請求項６】
前記投光部ホルダは、ダイカスト用金属の線膨張係数以下の線膨張係数を有する樹脂により形成される、請求項５に記載の光学式センサ。
【請求項７】
前記受光レンズ部に含まれる受光レンズの主面と、前記受光部の受光面と、前記投光モジュールの光軸とが１点で交わるように、前記投光モジュール、前記受光レンズおよび前記受光部が配置される、請求項１から６のいずれか１項に記載の光学式センサ。
【請求項８】
前記光学式センサは、
前記受光部からの受光信号を処理する半導体集積回路をさらに備え、
前記半導体集積回路は、前記ケース内において、前記投光モジュールと間隔を隔てて配置される、請求項１から７のいずれか１項に記載の光学式センサ。
【請求項９】
前記投光部ホルダは、前記投光レンズがその内部でスライド可能に構成された筒状部を含み、
前記投光レンズは、前記筒状部の内部に固定される、請求項２または５に記載の光学式センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学式センサに関し、特に光学式センサの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、光学式センサに関する様々な構成が提案されている。たとえば特開２００１−２６７６２６号公報（特許文献１）は、光学式センサに用いられる投光部の構成を開示する。投光部は、レーザダイオードと、投光レンズ（コリメートレンズおよび凹面シリンドリカルレンズ）と、レーザダイオードおよび投光レンズを収容するケーシングとを備える。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２６７６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に光学式センサは、投光部だけでなく受光部も含む。なお、ここでの受光部とは光を受ける光学部品からなり、たとえば受光素子、受光レンズ等を含む。
【０００５】
投光部および受光部のケース内での位置の精度が、光学式センサの性能に影響を与える。たとえば投光部が光を発することにより熱が発生する。この熱により、投光部および受光部の位置が変化することで、光学式センサの性能が変化する可能性がある。しかしながら、特開２００１−２６７６２６号公報（特許文献１）は、光学式センサ（たとえば光電スイッチ）に用いられる投光部の構成しか開示されておらず、このような課題に対する解決策を示していない。
【０００６】
本発明の目的は、投光部および受光部のケース内での位置の精度を確保することが可能な光学式センサを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のある局面に係る光学式センサは、ケースと、発光部および投光レンズを有する、一体化された投光モジュールと、投光モジュールから投光された光の反射光を受光する受光部と、受光部に反射光を結像させる受光レンズ部とを備える。投光モジュール、受光部および受光レンズ部は、それぞれ独立してケースに直接固定される。
【０００８】
この構成によれば、投光モジュールによって発光部および投光レンズが一体化されている。これにより、発光部と投光レンズとの間での位置ずれをできるだけ抑えることができる。さらに、投光モジュール、受光部および受光レンズ部は、それぞれ独立してケースに直接固定されることで、これらを取り付けるためのベース部材（たとえば金属）が不要となる。したがって、ケースの外形から決定される光学式センサの検出性能が低下する可能性を小さくすることができる。さらにベース部材が不要とすることによって、光学式センサの軽量化および小型化を図ることができる。
【０００９】
好ましくは、投光モジュールにおいて、投光レンズは、投光レンズホルダにより、投光レンズおよび発光部により規定される光軸に垂直な方向について等方的に押さえつけられるとともに固定される。受光レンズ部は、受光レンズと、受光レンズを保持する受光レンズホルダとを含む。受光レンズが受光レンズホルダに対して、受光レンズおよび受光部により規定される光軸に垂直な方向について等方的に押さえつけられるとともに固定される。ベースと投光レンズホルダと受光レンズホルダとが、共に樹脂、または、共にガラス繊維強化樹脂からなる。
【００１０】
この構成によれば、ベースと投光レンズホルダと受光レンズホルダとが略同じ線膨張係数を有することから、温度変化によっても、発光部、投光レンズ、受光部、受光レンズの配置関係が相似形状を保って膨張収縮が行われるため、発光部と投光レンズの配置から規定される投光光軸と、受光部と受光レンズの配置から規定される受光光軸と、の関係が維持され計測精度が安定する。
【００１１】
好ましくは、ケースは、ガラス繊維強化樹脂により形成される。投光レンズは、樹脂により形成される。投光レンズホルダは、ガラス繊維強化樹脂により形成される。受光レンズ部は、樹脂により形成される。受光レンズホルダは、ガラス繊維強化樹脂により形成される。
【００１２】
この構成によれば、ケースにガラス繊維強化樹脂を用いて形状精度を高めるとともに、レンズの材料として、ケースとは線膨張係数の異なる一般的な樹脂を用いても、計測精度を安定に保つことができる。
【００１３】
好ましくは、ケースは、ダイカスト用金属の線膨張係数以下の線膨張係数を有する樹脂により形成される。
【００１４】
この構成によれば、発光部の発熱によるケースの膨張をできるだけ小さくすることができる。したがって、投光モジュール、受光部および受光レンズ部の間でのアラインメントのずれを小さくすることができる。上記のベース部材は、たとえばダイカスト用金属（たとえばアルミニウムであるが、亜鉛、マグネシウムであってもよい）を用いたダイカストにより製造される。したがって、ダイカスト用金属の線膨張係数以下の線膨張係数を有する樹脂によってケースを形成することで、発光部の発熱によるケースの熱膨張をベース部材と同程度あるいはそれ以下とすることができる。したがって、ケースに直接固定された投光モジュール、受光部および受光レンズ部の間でのアラインメントのずれを小さくすることができる。
【００１５】
好ましくは、投光モジュールは、発光部および投光レンズが収められる投光部ホルダと、投光部ホルダに収められた発光部を固定するための押さえ部材とを含む。押さえ部材および投光レンズは、紫外線硬化型接着剤により投光部ホルダに固定される。受光部は、回路基板とは別に配置された受光素子を含み、受光素子は、紫外線硬化型接着剤によりケースに固定される。
【００１６】
この構成によれば、応力をかけることなく、受光素子あるいは発光部を固定することができる。紫外線硬化型接着剤（ＵＶ接着剤とも呼ばれる）は一般に線膨張係数が小さい。紫外線硬化型接着剤によって受光素子あるいは発光部を固定することで、温度補償性（温度による位置変化を防ぐ）を担保することができる。さらに発光部を投光部ホルダ内にたとえば圧入した後、押さえ板によって発光部を押さえつける。押さえ板と投光部ホルダとをＵＶ接着剤によって接着することで発光部を固定することができる。さらに、受光素子と処理基板とが一体となった受光部は、紫外線硬化型接着剤によってケースに固定することが難しい。受光素子と回路基板とが別々になることで、受光素子のみを紫外線硬化型接着剤によってケースに固定することができる。
【００１７】
好ましくは、投光部ホルダは、ダイカスト用金属の線膨張係数以下の線膨張係数を有する樹脂により形成される。
【００１８】
この構成によれば、発光部の発熱による投光部ホルダの膨張をできるだけ小さくすることができる。したがって、発光部と投光レンズとの間でのアラインメントのずれを小さくすることができる。
【００１９】
好ましくは、受光レンズ部に含まれる受光レンズの主面と、受光部の受光面と、投光モジュールの光軸とが１点で交わるように、投光モジュール、受光レンズおよび受光部が配置される。
【００２０】
この構成によれば、いわゆるシャインプルーフ配置が実現される。
好ましくは、光学式センサは、受光部からの受光信号を処理する半導体集積回路をさらに備える。半導体集積回路は、ケース内において、投光モジュールと間隔を隔てて配置される。
【００２１】
この構成によれば、熱源となり得る半導体集積回路が投光モジュールから離されているので、半導体集積回路の発生する熱によって光学部品のアラインメントがずれる可能性を小さくすることができる。
【００２２】
好ましくは、投光部ホルダは、投光レンズがその内部でスライド可能に構成された筒状部を含む。投光レンズは、筒状部の内部に固定される。
【００２３】
この構成によれば、投光レンズを投光部ホルダの筒状部に挿入した後に投光レンズの位置決めを容易に行なうことができる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、投光部および受光部のケース内での位置の精度を確保することが可能な光学式センサを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態に係る光学式センサ１００の外観斜視図である。
【図２】図１に示した光学式センサの分解斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る光学式センサ１００の光学系に関する構成を示した図である。
【図４】本発明の実施の形態に係る光学式センサ１００に含まれるケース２を示した図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る光学式センサ１００における光学系の配置を説明するための図である。
【図６】図１に示された投光モジュール４の外観図である。
【図７】図６に示された投光モジュール４の内部を示した図である。
【図８】図６に示された投光モジュール４の分解斜視図である。
【図９】発光部の発熱に起因する、発光部と投光レンズとの間の位置ずれを抑制するための従来の構成例を示した図である。
【図１０】半導体集積回路と投光モジュールとの配置の関係を説明した模式図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る光学式センサの組立方法を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２７】
図１は、本発明の実施の形態に係る光学式センサ１００の外観斜視図である。図２は、図１に示した光学式センサの分解斜視図である。図１および図２を参照して、本発明の実施の形態に係る光学式センサ１００は、投光および受光により、たとえば物体の有無を検知する。なお光学式センサ１００の用途は特に限定されるものではない。
【００２８】
光学式センサ１００は、ケース２と、投光モジュール４と、受光レンズ６を含む受光レンズ部７と、受光部８と、回路基板１０，１２と、ケーブル１４とを含む。
【００２９】
ケース２は、投光モジュール４と、受光レンズ６および受光レンズホルダからなる受光レンズ部７と、受光部８と、回路基板１０，１２とを収容する。ケース２には、投光窓２ａおよび受光窓２ｂが形成される。
【００３０】
ケース２は、線膨張係数の小さい樹脂で形成される。たとえばケース２は、ガラス繊維強化樹脂により形成される。一例としてガラス繊維強化ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）を用いることができる。ダイカスト用金属（たとえばアルミニウムであるが、亜鉛、マグネシウムであってもよい）の線膨張係数以下の線膨張係数を有する樹脂を用いることが可能である。一例を示すと、たとえばアルミダイカスト合金の線膨張係数が約２×１０−５／℃であるので、ケース２の材料となるガラス繊維強化ＰＢＴにも同程度の線膨張係数を有する素材を採用することができる。なお、ケース２の材料はＰＢＴに限定されるものではない。
【００３１】
投光モジュール４は、光を発する発光部および投光レンズを含む。発光部からの光は投光レンズを通り、ケース２の投光窓２ａから光学式センサ１００の外部に投光される。光学式センサ１００から投光された光が反射して、ケース２の受光窓２ｂを通り、受光レンズ６に入射する。受光レンズ６に入射した光は、受光部８の受光面に結像する。受光部８には、たとえばＣＭＯＳセンサあるいはＣＣＤセンサなどの受光素子が用いられる。
【００３２】
受光レンズ部７は、樹脂からなる受光レンズ６と、ガラス繊維強化樹脂により形成されて受光レンズ６を保持する受光レンズホルダを有する。受光レンズホルダは、例えばケース２と同様の樹脂が用いられ、線膨張係数が同程度の他の材料を用いてもよい。受光レンズ６は、受光レンズホルダに対して、光軸に垂直な方向について等方的に押さえつけられ固定される。例えば、光軸方向に圧入されたのち、光軸方向に押さえつけて、もしくは接着により固定される。この固定は、挿入後に、光軸に垂直な特定もしくは不定の一方向に膨張による内部の部材の動きの自由度が残されることが無いように、光軸に垂直な方向について等方的に押さえつけられればよい。これにより、圧入された部材が樹脂であっても中心位置の温度変化による移動が光軸に垂直な方向に対して微小となる。
【００３３】
回路基板１０，１２は、受光部８からの受光信号を処理するための回路である。回路基板１０，１２には、たとえば電源回路、信号処理回路などが実装されている。なお、電源回路および信号処理回路は、半導体集積回路を含む。信号処理回路によって生成された信号はケーブル１４を通じて、図示しないアンプユニットに送られる。
【００３４】
図３は、本発明の実施の形態に係る光学式センサ１００の光学系に関する構成を示した図である。図４は、本発明の実施の形態に係る光学式センサ１００に含まれるケース２を示した図である。図３および図４を参照して、投光モジュール４、受光レンズ部７および受光部８は、それぞれ独立してケース２に直接に固定される。
【００３５】
回路基板１０は、リジッドフレキシブル基板である。フレキシブルプリント基板が曲げられた状態で、回路基板１０がケース２の内部に収容される。回路基板１０は、投光モジュール４および受光レンズ部７と間隔を隔てて配置される。さらに回路基板１０は、受光部８（受光素子）とは別に配置されている。
【００３６】
投光モジュール４、受光レンズ部７および受光部８のケース２での位置を決定するために、たとえば溝あるいは突起部などがケース２に形成される。投光モジュール４、受光レンズ部７および受光部８は紫外線硬化型接着剤１１（ＵＶ接着剤とも呼ばれる）によりケース２に固定される。なお、図３および以後に説明する図は、紫外線硬化型接着剤が塗布される大体の領域を破線の囲みにより示す。また、図が煩雑になるのを防ぐために、図３では、受光レンズ部７および受光部８についてのみ、紫外線硬化型接着剤１１が塗布される領域を示している。
【００３７】
紫外線硬化型接着剤は一般に線膨張係数が小さい。紫外線硬化型接着剤によって受光部８を固定することで、温度補償性（温度による位置変化を防ぐ）を担保することができる。なお、受光素子を回路基板に実装した状態では、紫外線硬化型接着剤により回路基板をケースに固定することは難しい。この実施の形態では、受光部８は、回路基板と離れて配置された受光素子であるので、紫外線硬化型接着剤１１によって受光部８を固定することができる。
【００３８】
図５は、本発明の実施の形態に係る光学式センサ１００における光学系の配置を説明するための図である。図５を参照して、受光部８の受光面Ａと、受光レンズ６の主面Ｂとはある１つの直線で交わる。図５では、この直線を、２つの直線の交点により示す。シャインプルーフの原理にしたがうと、ピントが合う物面Ｃも、上記の直線において受光部８の受光面Ａおよび受光レンズ６の主面Ｂと交わる。図５では物面Ｃは、投光モジュール４の光軸に一致する直線として示されている。
【００３９】
投光モジュール４から投光された光は、反射面で反射されて、受光レンズ６を通り、受光部８に入射する。物面がレンズ主面と平行でないため、光学式センサ１００から近距離にある反射面および光学式センサ１００から遠距離にある反射面において、同時に焦点を合わせることができる。したがって、本発明の実施の形態に係る光学式センサ１００は、たとえば物体の高さを測定することができる。あるいは、光学式センサ１００を物体の有無の検出に用いることができる。
【００４０】
図６は、図１に示された投光モジュール４の外観図である。図７は、図６に示された投光モジュール４の内部を示した図である。図８は、図６に示された投光モジュール４の分解斜視図である。図６〜図８を参照して、投光モジュール４は、投光レンズ２２と、レーザダイオード２４（発光部）と、投光部ホルダ２０と、ＬＤ基板２６とを有する。
【００４１】
投光モジュール４は、ガラス繊維強化樹脂により形成される投光部ホルダ２０と、樹脂からなる投光レンズ２２、発光部であるレーザダイオード２４を有する。投光部ホルダ２０は、例えばケース２と同様の樹脂が用いられ、線膨張係数が同程度の他の材料を用いてもよい。投光レンズ２２は、投光モジュール４に対して、光軸に垂直な方向について等方的に押さえつけられ固定される。例えば、光軸方向に圧入されたのち、光軸方向に押さえつけて、もしくは接着により固定される。この固定は、挿入後に、光軸に垂直な特定もしくは不定の一方向に膨張による内部の部材の動きの自由度が残されることが無いように、光軸に垂直な方向について等方的に押さえつけられればよい。これにより、圧入された部材が樹脂であっても中心位置の温度変化による移動が光軸に垂直な方向に対して微小となる。具体的には、投光部ホルダ２０は、投光レンズ２２を保持するレンズ保持部２０ａと、レーザダイオード２４を保持する発光部保持部２０ｂとを有する。レンズ保持部２０ａは、筒状である。投光レンズ２２をレンズ保持部２０ａの内部でスライドさせるために、レンズ保持部２０ａの延伸方向に沿ったスライド孔２１がレンズ保持部２０ａに形成されている。
【００４２】
投光レンズ２２は、レンズ保持部２０ａの内部に収納されるとともに、投光部ホルダ２０の光軸方向に垂直な面にあたった状態で、紫外線硬化型接着剤２３によって固定される。同様に、レーザダイオード２４は、発光部保持部２０ｂの内部に収容される。たとえばレーザダイオード２４は発光部保持部２０ｂの内部に圧入され、投光部ホルダ２０の光軸方向にＬＤ基板２６によって押さえられることで固定される。
【００４３】
ＬＤ基板２６には、レーザダイオード２４の端子を通すための孔が形成されている。ＬＤ基板２６の孔にレーザダイオード２４の端子が通された状態で、ＬＤ基板２６が発光部保持部２０ｂに、たとえば紫外線硬化型接着剤２５によって固定される。これによってレーザダイオード２４が固定される。ＬＤ基板２６は、投光部ホルダ２０に収められた前記発光部を固定するための押さえ部材としても機能する。ただし、押さえ部材がＬＤ基板であると限定されるものではない。
【００４４】
発光部（たとえばレーザダイオード）、投光レンズ、受光レンズおよび受光部（受光素子）といった光学系の配置は、光学式センサの検出性能に影響する。光学式センサ１００の組立において、これらの光学系のアライメントが調整される。
【００４５】
一方で、発光部は光を発するとともに熱を発する。光学系のアライメントがいったん調整されていても、発光部の発熱によって、そのアラインメントがずれる可能性がある。また、使用環境によっても温度は変化する。特に、発光部と投光レンズとの間で位置ずれが発生すると、受光系への影響が生じるため、光学式センサ１００の検出性能への影響が大きくなる。したがって、発光部と投光レンズとの間での位置ずれをできるだけ抑えることが求められる。
【００４６】
なお、ベースと投光レンズホルダと受光レンズホルダとは、ガラス繊維強化樹脂の実施例を示したが、共にガラス繊維を含まない樹脂で構成することもできる。
【００４７】
図９は、発光部の発熱に起因する、発光部と投光レンズとの間の位置ずれを抑制するための従来の構成例を示した図である。図９を参照して、ベース３０にレーザダイオード２４、投光レンズ２２、受光レンズ部７（受光レンズ６）、および受光部８が取付けられる。ベース３０をケース２に取付けることによって、上記の光学素子がケース２に収容される。
【００４８】
ベース３０の材料は金属（たとえばアルミニウム）である。レーザダイオード２４で発生した熱がベース３０によって放出される。これにより、レーザダイオード２４と投光レンズ２２との間の位置ずれを抑制することができる。しかしながら、部品点数が増えるために、光学式センサの製造コストがアップする。
【００４９】
さらに、上記の光学素子は、ベース３０に一旦取り付けた後でケース２に収容される。たとえば光学式センサ１００を製造ラインに設置する際に、使用者は、たとえばケース２の外形から、水平面に対する光学式センサ１００の角度あるいは、光学式センサ１００の左右方向の角度などを調整する。ベース３０にケース２を取り付ける際の位置ずれなどの理由により、ケース２の外形から決定される検出性能（たとえばケース２の投光窓に垂直方向での検出性能）が低下する可能性がある。精度を要する検出（たとえば微小な高さを検出する場合）においては、このような検出性能の低下が問題になる可能性がある。
【００５０】
一方、本発明の実施の形態によれば、ベースを必要としない。すなわち、ケース２は、ベースの役割も兼ねている。投光モジュール４、受光レンズ６を保持する受光レンズ部７および受光部８は、ケース２に直接的に取り付けられる。これにより、部品点数の削減および組立工数の削減を図ることができるので、光学式センサの製造コストを削減することができる。
【００５１】
さらに、上記のように放熱の観点からベースは金属で形成される。本発明の実施の形態では、ベースを不要とすることによって、光学式センサの小型化および軽量化を図ることができる。
【００５２】
さらに、ベースを不要とすることによって、ケース２の外形から決定される光学式センサの検出性能が低下する可能性が小さくなる。したがって、検出精度を確保するための光学式センサの調整（たとえば位置、水平面に対する角度、左右方向の角度等の調整）を容易にすることができる。
【００５３】
ケース２は線膨張係数の小さい材料によって形成される。１つの実施の形態では、ケース２は、ダイカスト用金属の線膨張係数以下の線膨張係数を有する樹脂により形成される。この構成によれば、発光部（レーザダイオード２４）の発熱によるケース２の膨張をできるだけ小さくすることができる。したがって、投光モジュール４、受光部８および受光レンズ部７の間でのアラインメントのずれを小さくすることができる。通常、ベースは、アルミニウム製であり、たとえばダイカストにより製造される。ダイカスト用金属の線膨張係数以下の線膨張係数を有する樹脂によってケース２を形成することで、レーザダイオード２４の発熱によるケース２の熱膨張をベース部材と同程度あるいはそれ以下とすることができる。したがって、ケース２に直接固定された投光モジュール４、受光部８および受光レンズ部７の間でのアラインメントのずれを小さくすることができる。
【００５４】
さらに本発明の実施の形態によれば、発光部（レーザダイオード２４）および投光レンズ２２が投光モジュール４に一体化される。レーザダイオード２４と投光レンズ２２とが一体化されているので、レーザダイオード２４が光を発する際のレーザダイオード２４の発熱あるいは周囲温度の変化による、レーザダイオード２４と投光レンズ２２との間の位置のずれを小さくすることができる。
【００５５】
レーザダイオード２４および投光レンズ２２を保持する投光部ホルダ２０には、線膨張係数の小さい材料が好ましい。ケース２と同様に、投光部ホルダ２０は、ダイカスト用金属の線膨張係数以下の線膨張係数を有する樹脂により形成される。
【００５６】
これにより、レーザダイオード２４の温度が上昇した際にも、レーザダイオード２４と投光レンズ２２との間での位置のずれを小さくすることができる。投光部ホルダ２０は、たとえばガラス繊維強化ＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）によって形成することができる。
【００５７】
さらに投光レンズ２２は、投光部ホルダ２０のレンズ保持部２０ａの内部に保持される。投光レンズ２２が固定される前には、投光レンズ２２は、レンズ保持部２０ａの内部でスライド可能である。これにより、レーザダイオード２４から投光レンズ２２までの距離を調整することができる。
【００５８】
上記の通り、光学式センサ１００は、半導体集積回路を備える。半導体集積回路もレーザダイオードと同様に動作時に発熱する。したがって、ケース２の内部において、半導体集積回路を光学系からできるだけ遠ざけて配置する必要がある。特に半導体集積回路は、投光モジュール４から遠ざけて配置することが好ましい。
【００５９】
図１０は、半導体集積回路と投光モジュールとの配置の関係を説明した模式図である。図１０（ａ）は投光モジュール４の上方からケースの内部を見た透視図であり、図１０（ｂ）は投光モジュール４の光軸方向からケースの内部を見た透視図である。図１０を参照して、たとえば、投光モジュール４はケース２の一方の側面２ｃに近づけて配置される。半導体集積回路４０ａは、側面２ｃと対向するケース２の他方の側面２ｄに近づけて配置することができる。また、投光モジュール４は、ケース２の側面２ｅに取付けられる。半導体集積回路４０ｂは、ケース２の側面２ｄ，２ｆに近づけて配置することができる。側面２ｆは、側面２ｅと対向する面である。なお、半導体集積回路４０ａ，４０ｂの位置を分かりやすく示すため、図１０では、半導体集積回路４０ａあるいは４０ｂが搭載される回路基板は示されていない。
【００６０】
図１１は、本発明の実施の形態に係る光学式センサの組立方法を説明するためのフローチャートである。図１１では、特に、光学部品をケースに固定するための方法が説明される。図１１を参照して、ステップＳ１において、投光モジュール４を組立および調整する。具体的には、投光部ホルダ２０にレーザダイオード２４と投光レンズ２２とが挿入される。投光部ホルダ２０にＬＤ基板２６を取付ける。紫外線硬化型接着剤２５を投光部ホルダ２０におよびＬＤ基板２６に塗布して紫外線を紫外線硬化型接着剤２５に照射する。これによりレーザダイオード２４が投光部ホルダ２０に保持される。
【００６１】
また、投光レンズ２２をレンズ保持部２０ａの内部で移動させて、投光レンズ２２の位置を調整する。投光レンズ２２の位置が決定すると、投光レンズ２２の固定のため、紫外線硬化型接着剤２３がレンズ保持部２０ａ（投光レンズ２２の位置に対応したスライド孔２１の位置）に塗布される、紫外線を紫外線硬化型接着剤２３に照射することで投光レンズ２２が固定される。
【００６２】
ステップＳ２において、ケース２に受光部８を取付ける。
ステップＳ３において、ケース２に投光モジュール４を取付ける。
【００６３】
ステップＳ４において、ケース２の内部で受光レンズ部７の位置合わせを行ない、受光レンズ部７をケース２に取付ける。
【００６４】
本発明の実施の形態によれば、ケース２に投光モジュール４を取付けた後に投光レンズ２２とレーザダイオード２４との間のアライメントを調整する必要がない。この点からも、ケース２の外形から決定される光学式センサの検出性能が低下する可能性を小さくすることができる。
【００６５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６６】
２  ケース、２ａ  投光窓、２ｂ  受光窓、２ｃ〜２ｆ  側面（ケース）、４  投光モジュール、６  受光レンズ、７  受光レンズ部、８  受光部（受光素子）、１０，１２  回路基板、１１，２３，２５  紫外線硬化型接着剤、１４  ケーブル、２０  投光部ホルダ、２０ａ  レンズ保持部、２０ｂ  発光部保持部、２１  スライド孔、２２  投光レンズ、２４  レーザダイオード（発光部）、２６  ＬＤ基板、３０  ベース、４０ａ，４０ａ  半導体集積回路、１００  光学式センサ、Ａ  受光面、Ｂ  主面、Ｃ  物面、Ｓ１〜Ｓ４  ステップ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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