(57)【要約】【課題】受光素子を診断可能とすることで、高い信頼性が得られるフォトインタラプタを提供する。【解決手段】発光素子２ａと受光素子３ａとを対向させて所定のケース４に収容して、発光素子２ａと受光素子３ａとの間に発光素子２ａからの光を遮蔽する遮蔽物が通過するとき、受光素子３ａの出力が変化するようにしたフォトインタラプタ１において、発光素子２ａと受光素子３ａとの間に遮蔽物が位置していても、受光素子３ａに診断光を入射可能に設けられた診断用発光素子３ｂを備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と受光素子とを対向させて所定のケースに収容して、前記発光素子と前記受光素子との間に前記発光素子からの光を遮蔽する遮蔽物が通過するとき、前記受光素子の出力が変化するようにしたフォトインタラプタにおいて、
前記受光素子へ診断光を出射する診断手段を備えたことを特徴とするフォトインタラプタ。
【請求項２】
前記診断手段は、前記発光素子と前記受光素子との間に前記遮蔽物が位置していても、前記受光素子に前記診断光を入射可能に設けられた診断用発光素子であることを特徴とする請求項１記載のフォトインタラプタ。
【請求項３】
前記診断用発光素子は、出射した診断光を前記受光素子に直接入射させることを特徴とする請求項２記載のフォトインタラプタ。
【請求項４】
前記診断用発光素子は、出射した診断光を前記遮蔽物に反射させて前記受光素子に入射させることを特徴とする請求項２記載のフォトインタラプタ。
【請求項５】
前記診断用発光素子に通電する電極は、正電極または負電極のいずれか一方または両方が前記発光素子と共通していないことを特徴とする請求項２から４のいずれかの項に記載のフォトインタラプタ。
【請求項６】
前記受光素子と前記診断用発光素子との正電極あるいは負電極を共通させて設けたことを特徴とする請求項２から５のいずれかの項に記載のフォトインタラプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光部と受光部との間に位置する遮蔽物の有無を検出する際に用いられるフォトインタラプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のフォトインタラプタを図９および図１０に示す。図９および図１０に示すように、従来のフォトインタラプタ１０は、発光素子１１と受光素子１２とをそれぞれ１次モールド１３で封止して対向配置した後に、２次モールドで成形されたケース１４で一体的に形成したものである。
【０００３】
この従来のフォトインタラプタ１０を使用するときは、図１１に示すように発光素子１１と受光素子１２との間に、発光素子１１から出射された光を通過させるスリット１５が形成された円板１６を配置する。そしてこの円板１６を回転させて、遮蔽部分が発光素子１１と受光素子１２との間に位置した場合、受光素子１２に発光素子１１からの出射光が到達しないので、受光素子１２の出力が変化する。この変化により円板１６の回転を検出したり、変化の回数をカウントすることで、円板１６が回動した角度を検出したりしている。
【０００４】
発光素子から出射された光の有無を受光素子が検出する従来のフォトインタラプタが特許文献１，２に記載されている。
【０００５】
特許文献１に記載のフォトインタラプタは、発光用電源リードに並列に接続された複数の発光素子と、発光素子のそれぞれと対応する受光素子と、受光素子のそれぞれの信号を受ける多数決回路および一致回路を含む判定回路とを有するものである。
【０００６】
また、特許文献２に記載のフォトインタラプタは、空間を挟んで対向するケース面の一方に１個の発光素子を設けるとともに、入射光の一部を反射する複数の受光素子を配設し、発光素子の出射光が、反射部材を介してあるいは反射部材を介することなく、受光素子で順次反射するように、配設したものである。
【特許文献１】特許第２８０６５５７号公報
【特許文献２】特許第３００８３１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、従来のフォトインタラプタは、様々な用途に用いられている。例えば、自動車のハンドルに図１１に示されるような円板１６を取り付けてハンドルの回転速度や回転角度などを検出する装置のセンサとして用いられる場合がある。そのような場合に、従来のフォトインタラプタが、故障しているのに気が付かずに、運転者が自動車を動作させてしまうと、運転者の命に関わる事態につながる。
【０００８】
このような高い信頼性が求められるようなセンサに用いられる場合には、始動するときに初期診断を行う必要がある。従来のフォトインタラプタの場合、発光素子のワイヤが断線したような断線故障の場合、発光素子の正電極であるアノードと、負電極であるカソード間で電流が流れないため容易に検出することが可能である。
【０００９】
しかし、受光素子１２を診断する場合には、発光素子１１を発光させたとしても、発光素子１１と受光素子１２との間に円板１６の遮蔽部分が位置した状態で停止すると、出射光が受光素子１２へ到達しないので受光素子１２の出力が得られないため診断ができない。
【００１０】
そこで本発明の目的は、受光素子を診断可能とすることで、高い信頼性が得られるフォトインタラプタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のフォトインタラプタは、発光素子と受光素子とを対向させて所定のケースに収容して、前記発光素子と前記受光素子との間に前記発光素子からの光を遮蔽する遮蔽物が通過するとき、前記受光素子の出力が変化するようにしたフォトインタラプタにおいて、
前記受光素子へ診断光を出射する診断手段を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明においては、受光素子へ診断光を出射する診断手段を備えたことで、受光素子を診断することができるので、高い信頼性が得られるフォトインタラプタとすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本願の第１の発明は、発光素子と受光素子とを対向させて所定のケースに収容して、発光素子と受光素子との間に発光素子からの光を遮蔽する遮蔽物が通過するとき、受光素子の出力が変化するようにしたフォトインタラプタにおいて、受光素子へ診断光を出射する診断手段を備えたことを特徴としたものである。
【００１４】
受光素子へ診断光を出射する診断手段を設けたので、例えば装置に実装して始動する前に、診断光を診断手段で出射させて受光素子を診断しておけば、受光素子から信号が正常に出力されることが判る。よって、高い信頼性を必要とするようなセンサとして使用することも可能となる。
【００１５】
本願の第２の発明は、診断手段は、発光素子と受光素子との間に遮蔽物が位置していても、受光素子に診断光を入射可能に設けられた診断用発光素子であることを特徴としたものである。
【００１６】
診断手段を、発光素子と受光素子との間に遮蔽物が位置していても、受光素子に診断光を入射可能に設けられた診断用発光素子とすることで、受光素子には発光素子からの出射光を、または診断用発光素子からの出射光を診断光として、いずれかを受光させることができる。従って、発光素子と受光素子との間に遮蔽物が位置し、発光素子からの出射光を遮ったとしても、診断用発光素子からの出射光を受光素子に受光させることで、受光素子から信号を出力させることができる。つまり、受光素子から信号が正常に出力しているか否かを診断することができるので、診断用発光素子を診断手段として機能させることが可能である。
【００１７】
本願の第３の発明は、診断用発光素子は、出射した診断光を受光素子に直接入射させることを特徴としたものである。
【００１８】
診断用発光素子は、出射した光を受光素子に直接入射させることで、遮蔽物が発光素子と受光素子との間に位置していても、診断用発光素子からの出射光を確実に受光素子に入射させることができる。
【００１９】
本願の第４の発明は、診断用発光素子は、出射した診断光を遮蔽物に反射させて受光素子に入射させることを特徴としたものである。
【００２０】
診断用発光素子からの診断光を遮蔽物に反射させて受光素子に入射させることで、遮蔽物が発光素子と受光素子との間にない場合には、発光素子からの出射光を、ある場合には診断用発光素子の診断光を遮蔽物に反射させて、受光素子に入射させることができる。診断用発光素子からの診断光を遮蔽物に反射させる場合には、遮蔽物の表面は反射させやすい、白地としたり光沢加工としたり、遮蔽物を光沢のある金属材としたりするのが望ましい。
【００２１】
本願の第５の発明は、診断用発光素子に通電する電極は、正電極または負電極のいずれか一方または両方が発光素子と共通していないことを特徴としたものである。
【００２２】
診断用発光素子に通電する電極を、正電極または負電極のいずれか一方または両方を発光素子と共通した電極としないことで、発光素子と、診断用発光素子とをそれぞれ個々に発光させることが可能である。個々に発光させることができるので、発光素子のみを発光させたときの受光素子の出力と、診断用発光素子のみを発光させた受光素子の出力を検査することで、発光素子および診断用発光素子の輝度低下による動作不良をも検出することが可能である。
【００２３】
本願の第６の発明は、受光素子と診断用発光素子との正電極あるいは負電極を共通させて設けたことを特徴としたものである。
【００２４】
受光素子と診断用発光素子との正電極あるいは負電極を共通させて設けることで、電極の数を１本減らすことができる。従って、電極としての部材の削減や、フォトインタラプタの小型化を図ることができる。
【００２５】
（実施の形態）
本発明の実施の形態に係るフォトインタラプタを図１から図３に基づいて説明する。図１は、本発明の実施の形態に係るフォトインタラプタの斜視図である。図２は、本発明の実施の形態に係るフォトインタラプタの概略断面図である。図３は、本発明の実施の形態に係るフォトインタラプタの電極を説明する図であり、（ａ）は発光素子側の電極を説明する図、（ｂ）は受光素子側を説明する図である。
【００２６】
図１および図２に示すように、本実施の形態に係るフォトインタラプタ１は、発光部２と受光部３と、発光部２および受光部３とを収容するケース４とから構成される。
【００２７】
発光部２は、発光部電極２ｂに接続された発光素子２ａが、光透過性を有する樹脂で１次モールドにより形成された樹脂封止部２ｃにより封止されている。
【００２８】
発光素子２ａは、通電すると赤外線や可視光を発光する。従って樹脂封止部２ｃは、この光を透過させる樹脂であればその材質は適宜選択することが可能である。
【００２９】
ここで、発光部２の発光部電極２ｂを図３（ａ）に基づいて詳細に説明する。図３（ａ）に示すように、発光部２の発光部電極２ｂは、発光素子２ａとワイヤ２ｄで接続された正電極であるアノード電極２ｂ−１と、発光素子２ａを搭載することで接続される負電極であるカソード電極２ｂ−２とで構成される。
【００３０】
図１および図２に戻って、受光部３は、受光部電極３ｃに接続された受光素子３ａと診断用発光素子３ｂとが、光透過性を有する樹脂で１次モールドにより形成された樹脂封止部３ｄにより封止されている。
【００３１】
受光素子３ａは、発光素子２ａからの出射光を受光して信号を出力する。従って、発光素子２ａが出射する光の波長に応じて動作する受光素子３ａを適宜選択する必要がある。
【００３２】
診断用発光素子３ｂは、通電すると赤外線や可視光を発光する。従って樹脂封止部３ｄは、この光を透過させる樹脂であればその材質は適宜選択することが可能である。診断用発光素子３ｂは、後述するグランド電極３ｃ−３に受光素子３ａとともに搭載されているので、受光素子３ａへは、側面から出射された光が主な診断光となる。従って診断用発光素子３ｂは、側面から出射した診断光が受光素子３ａへ到達可能な距離に配置されている。この診断光は、診断用発光素子３ｂの側面から出射されて直接受光素子３ａへ入射させる他に、遮蔽物に反射させて受光素子３ａへ入射する光もある。そのため診断用発光素子３ｂは、反射させた受光素子３ａへ入射可能な程度の輝度を有するものが採用されている。その場合には、遮蔽物としてその表面を反射しやすい加工または材質のものが望ましい。
【００３３】
ここで、受光部３の受光部電極３ｃを図３（ｂ）に基づいて詳細に説明する。図３（ｂ）に示すように、受光部３の受光部電極３ｃは、受光素子３ａとワイヤ３ｅで接続されたコレクタ電極３ｃ−１（正電極）と、診断用発光素子３ｂとワイヤ３ｆで接続されたアノード電極３ｃ−２（正電極）と、受光素子３ａおよび診断用発光素子３ｂを搭載することで接続されるグランド電極（負電極）３ｃ−３とで構成される。受光素子３ａと診断用発光素子３ｂとの負電極であるグランド電極３ｃ−３を共通させて設けたので、電極の数を１本減らしている。
【００３４】
図１および図２に戻って、ケース４は、光遮蔽性を有する樹脂でそれぞれ１次モールドされた発光部２と、受光部３とを対向させた配置として断面Ｕ字状に形成されている。ケース４の発光素子２ａと、受光素子３ａおよび診断用発光素子３ｂとを望むそれぞれの開口４ａ，４ｂが、遮蔽物が移動する方向に対して直交する方向に縦長に設けられている。発光素子２ａからの光は、この開口４ａを通過して空間Ｓへ出射される。そして空間Ｓを介して開口４ｂを通過した発光素子２ａからの出射光は、受光素子３ａへ到達する。遮蔽物は、発光部２と、受光部３とを対向させた間の空間を通過することで、発光素子２ａからの出射光を受光素子３ａへ到達することを遮蔽する。
【００３５】
次に、このフォトインタラプタ１を診断する診断装置５を図４に基づいて説明する。図４は、フォトインタラプタ１を診断する診断装置５を説明する図である。
【００３６】
診断装置５は、フォトインタラプタ１の発光部電極２ｂおよび受光部電極３ｃとにそれぞれ接続されている。診断装置５は、アノード電極２ｂ−１に電圧を印加することで、アノード電極２ｂ−１およびカソード電極２ｂ−２間に電流を流して、発光素子２ａを発光させる。また、診断用発光素子３ｂのアノード電極３ｃ−２に電圧を印加することで、アノード電極３ｃ−２およびグランド電極３ｃ−３間に電流を流して、診断用発光素子３ｂを発光させる機能を有している。この発光素子２ａと、診断用発光素子３ｂとの発光は、両方を同時にさせたり、個々にさせたりすることが可能である。また診断装置５は、発光素子２ａと、診断用発光素子３ｂとを発光させたときに、受光素子３ａのコレクタ電極３ｃ−１とグランド電極３ｃ−３との出力を診断して、受光素子３ａの光電変換機能が作動しているか否かを報知するものである。
【００３７】
以上のように構成される本発明の実施の形態に係るフォトインタラプタ１の使用状態および診断装置５による診断方法を、更に図５から図８に基づいて説明する。図５および図６は、本発明の実施の形態に係るフォトインタラプタの診断方法を説明するフローチャートである。図７および図８は、本発明の実施の形態に係るフォトインタラプタの使用状態を説明する図である。
【００３８】
本実施の形態では、遮蔽物として図１１に示される半径方向に縦長に形成されたスリットを有する円板１６を用いるものとする。また、発光素子２ａおよび診断用発光素子３ｂは、診断装置５によって断線故障の診断は完了しているものとする。
【００３９】
まず診断装置５によって、発光素子２ａと、診断用発光素子３ｂとを同時に発光させる診断方法１について図５に基づいて説明する。
【００４０】
図５に示すように、診断方法１は、まず診断装置５により発光素子２ａおよび診断用発光素子３ｂとを同時に発光する（Ｓ１０）。
【００４１】
そして診断装置５は、受光素子３ａの出力が得られるか否かを判定する（Ｓ２０）。このときに、円板１６のスリット１５が発光素子２ａと受光素子３ａとの間に位置していれば、発光素子２ａからの出射光が、開口４ａ、円板１６のスリット１５、開口４ｂと順次通過して受光素子３ａへ到達する。また、診断用発光素子３ｂの側面からの出射光も受光素子３ａへ到達する。この状態を図７に示す。従って、発光素子２ａおよび診断用発光素子３ｂとを同時に発光させた場合、いずれかの光によって受光素子３ａの出力が得られれば、Ｓ３０へ移行して、自動車のエンジンの始動に先駆けた診断であればエンジンの始動を開始することができる。
【００４２】
また、図８に示すように、円板１６のスリット１５が発光素子２ａと受光素子３ａとの間に位置せず、発光素子２ａからの出射光が遮蔽された状態であっても、Ｓ１０での診断用発光素子３ｂからの診断光が、直接受光素子３ａへ、または円板１６に反射した診断光が間接的に受光素子３ａへ到達するので、この診断光によって受光素子３ａの出力が得られればＳ３０へ移行することができる。
【００４３】
しかし、発光素子２ａおよび診断用発光素子３ｂとを同時に発光させたにも係わらず、
図７に示す円板１６のスリット１５が発光素子２ａと受光素子３ａとの間に位置した状態でも、位置しない状態でも、受光素子３ａの出力が得られない場合は、診断装置５は、Ｓ４０へ移行して受光素子３ａの故障としてアラームを出力して報知する。
【００４４】
このように、円板１６のスリット１５が発光素子２ａと受光素子３ａとの間に位置した状態でも、位置しない状態でも、受光素子３ａを診断する診断光を出射する診断用発光素子３ｂを設けているので、受光素子３ａが正常に動作するかを判断することができる。
【００４５】
また、診断用発光素子３ｂからの診断光が直接受光素子３ａへ到達するように配置されているので、遮蔽する遮蔽物が反射率の低いものであっても診断することが可能である。
【００４６】
次に、診断装置５によって、発光素子２ａと、診断用発光素子３ｂとを個々に発光させる診断方法２について図６に基づいて説明する。
【００４７】
図６に示すように、診断方法２は、まず診断装置５により発光素子２ａを発光させる（Ｓ１００）。そして診断装置５は、受光素子３ａの出力が得られるか否かを判定する（Ｓ１１０）。
【００４８】
Ｓ１１０にて受光素子３ａの出力が得られる場合は、図７に示されるように円板１６のスリット１５が発光素子２ａと受光素子３ａとの間に位置した状態であり、発光素子２ａと受光素子３ａとの動作が正常であることが確認できる。次に、診断装置５によって発光素子２ａは消灯し、診断用発光素子３ｂを発光させる（Ｓ１２０）。そして診断装置５は、受光素子３ａの出力が得られるか否かを判定する（Ｓ１３０）。
【００４９】
Ｓ１３０にて、受光素子３ａの出力が得られれば、エンジンの始動を開始することができる（Ｓ１４０）。しかし、Ｓ１３０にて受光素子３ａの出力が得られない場合は、Ｓ１１０での判定で、受光素子３ａは発光素子２ａからの出射光は受光できているので、診断用発光素子３ｂの輝度が低下して診断光が受光素子３ａへ到達していない可能性がある。また、極めて少ないケースであると想定されるがＳ１１０からＳ１３０の診断の間で受光素子３ａが故障した可能性もある。従って、診断装置５は、Ｓ１５０へ移行して診断用発光素子３ｂの故障の可能性が高いとしてアラームを出力して報知する。
【００５０】
Ｓ１１０にて、受光素子３ａの出力が得られない場合は、受光素子３ａの故障か、または図８に示されるような円板１６のスリット１５が発光素子２ａと受光素子３ａとの間に位置していない状態である。そこで診断装置５は、Ｓ１６０へ移行して発光素子２ａを消灯し、代わりに診断用発光素子３ｂを発光させる。
【００５１】
そして診断装置５は、受光素子３ａの出力が得られるか否かを判定する（Ｓ１７０）。
【００５２】
Ｓ１７０にて受光素子３ａの出力が得られる場合は、図８に示すように円板１６のスリット１５が発光素子２ａと受光素子３ａとの間に位置せず、発光素子２ａからの出射光が遮蔽された状態であっても、Ｓ１６０での診断用発光素子３ｂからの診断光が、直接受光素子３ａへ、または円板１６に反射した診断光が間接的に受光素子３ａへ到達して、受光素子３ａの出力が得られたことを意味しているのでＳ１４０へ移行してエンジンを始動する。
【００５３】
Ｓ１７０へ受光素子３ａの出力が得られない場合は、受光素子３ａが故障していることを意味している。また他の可能性としては、図８に示す円板１６のスリット１５が発光素子２ａと受光素子３ａとの間に位置していない状態で、かつ診断用発光素子３ｂの輝度低下か、稀なケースとして図７に示す円板１６のスリット１５が発光素子２ａと受光素子３ａとの間に位置した状態で、かつ発光素子２ａおよび診断用発光素子３ｂの両方が輝度低下した場合もある。いずれの場合もフォトインタラプタ１の故障であるので、診断装置５は、Ｓ１８０へ移行して受光素子３ａの故障としてアラームを出力して報知する。
【００５４】
このように、発光素子２ａと、診断用発光素子３ｂとを個々に発光させることで、受光素子３ａの故障の検出だけでなく、発光素子２ａまたは診断用発光素子３ｂの個々の故障までも詳細に切り分けることが可能である。これは、診断用発光素子３ｂに通電するアノード電極３ｃ−２とグランド電極３ｃ−３とを、発光素子２ａのアノード電極２ｂ−１とカソード電極２ｂ−２と共通した電極としないことで、診断装置５から個別に電圧を印加することが可能であるからである。
【００５５】
診断用発光素子３ｂからの診断光を遮蔽物に反射させずに、直接受光素子３ａへ入射させる診断光のみで診断するのであれば、診断用発光素子３ｂのみを発光させて、受光素子３ａの出力の有無で診断してもよい。
【００５６】
本実施の形態では、同じグランド電極３ｃ−３に搭載しているので、直接受光素子３ａへ入射させる診断光は、診断用発光素子３ｂの側面から出射される光となる。しかし、遮蔽物が発光素子２ａと受光素子３ａとの間に位置していても、受光素子３ａへ診断光を入射できればよいので、受光部３側に、受光素子３ａと診断用発光素子３ｂとを対向させて配置させ、直接受光素子３ａへ入射させる光の輝度を高めるようにしても、受光素子３ａの診断が可能であるので構わない。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、発光部と受光部との間に位置する遮蔽物の有無を検出する際に用いられるフォトインタラプタに関し、受光素子を診断可能とすることで、故障の検出が可能となり、自動車などの人命に関わるような高い信頼性を要求されるセンサに好適である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施の形態に係るフォトインタラプタの斜視図
【図２】本発明の実施の形態に係るフォトインタラプタの概略断面図
【図３】本発明の実施の形態に係るフォトインタラプタの電極を説明する図であり、（ａ）は発光素子側の電極を説明する図、（ｂ）は受光素子側を説明する図
【図４】フォトインタラプタを診断する診断装置を説明する図
【図５】本発明の実施の形態に係るフォトインタラプタの診断方法を説明するフローチャート
【図６】本発明の実施の形態に係るフォトインタラプタの診断方法を説明するフローチャート
【図７】本発明の実施の形態に係るフォトインタラプタの使用状態を説明する図
【図８】本発明の実施の形態に係るフォトインタラプタの使用状態を説明する図
【図９】従来のフォトインタラプタを説明する図
【図１０】従来のフォトインタラプタの断面図
【図１１】フォトインタラプタの使用状態を説明する図
【符号の説明】
【００５９】
１  フォトインタラプタ
２  発光部
２ａ  発光素子
２ｂ  発光部電極
２ｂ−１  アノード電極
２ｂ−２  カソード電極
２ｃ  樹脂封止部
２ｄ  ワイヤ
３  受光部
３ａ  受光素子
３ｂ  診断用発光素子
３ｃ  受光部電極
３ｃ−１  コレクタ電極
３ｃ−２  アノード電極
３ｃ−３  グランド電極
３ｄ  樹脂封止部
３ｅ，３ｆ  ワイヤ
４  ケース
４ａ，４ｂ  開口
５  診断装置
１５  スリット
１６  円板
Ｓ  空間
【図１】
2006351576.tif 000003
【図２】
2006351576.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2006351576.tif 000008
【図７】
2006351576.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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