(57)【要約】【課題】発光手段と受光手段とを封止する透光性のカバー前面に結露が生じても、正常に動作する反射型光センサ装置を提供する【解決手段】非透光性の隔壁２により発光手段５が設けられた発光部３と、受光手段６が設けられた受光部４とに区画されている筐体１の前面部を封止しているカバー７は、本体部は透光性の薄い高分子樹脂シートから形成するが、隔壁２に対峙する近傍の前面側に非透光性の黒色に着色された着色部７Ａを設け、カバー７の前面に結露１０が生じ、カバー７と結露１０との境界面で反射する光の量が増加することがあっても、カバー７の着色部７Ａの部分においては光は実質的に全て吸収され、発光手段５から放射されてカバー７と結露１０との境界面で反射する光の中で受光手段６に到達する光が存在しないようにした。【選択図】        図１
2004163116.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前面部に透光性カバーが設けられた筐体の内部が非透光性隔壁により発光部と受光部とに分割され、発光部に設置された発光手段と受光部に設置された受光手段とは、発光手段の光軸と受光手段の光軸とが透光性カバーを貫いて筐体外で交叉するように設置され、透光性カバーはその前面と発光手段とを結ぶ第１の線分と、この第１の線分のカバー前面側と受光手段とを結ぶ第２の線分とのなす角度が法線により二等分される近傍において、少なくとも前面または内面の何れか、または内部、若しくは全体が非透光性に形成されたことを特徴とする反射型光センサ装置。
【請求項２】
前面部に透光性カバーが設けられた筐体の内部が非透光性隔壁により発光部と受光部とに分割され、発光部に設置された発光手段と受光部に設置された受光手段とは、発光手段の光軸と受光手段の光軸とが透光性カバーを貫いて筐体外で交叉するように設置され、透光性カバーはその前面と発光手段とを結ぶ第１の線分と、この第１の線分のカバー前面側と受光手段とを結ぶ第２の線分とのなす角度が法線により二等分される近傍が削除されたことを特徴とする反射型光センサ装置。
【請求項３】
前面部に透光性カバーが設けられた筐体の内部が非透光性隔壁により発光部と受光部とに分割され、発光部に設置された発光手段と受光部に設置された受光手段とは、発光手段の光軸と受光手段の光軸とが透光性カバーを貫いて筐体外で交叉するように設置され、非透光性隔壁が透光性カバーの前面部まで延設されたことを特徴とする反射型光センサ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、反射型光センサ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の反射型光センサ装置においては、例えば図６に示したように、発光手段５と受光手段６とを併設して構成される反射型光センサ装置１００Ｘが周知である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
図６に示したように発光手段５と受光手段６とを併設して構成される反射型光センサ装置１００Ｘにおいては、発光手段５と受光手段６とに埃が付着すると、センサ装置の感度が低下し、正常に機能しなくなる恐れがあるので、一般には図７に示したように透光性のカバー７により、光が出入する前面部分は封止される（透光性のカバー７にも埃は付着するが、透光性カバー７は平坦であるので付着した埃は簡単に除去することができる）。
【０００４】
また、発光手段５が設置される発光部３と受光手段６が設置される受光部４との間には非透光性の隔壁２が設けられ、発光部３の発光手段５から放射された光が受光部４の受光手段６に直接到達することがないように構成されている。
【０００５】
しかし、図７に示したように、透光性のカバー７を前面部に設け、埃の影響をなくした反射型光センサ装置１００Ｘにおいては、カバー７の前面に結露１０が生じると、装置前方に反射板９がなくても、発光部３の発光手段５から放射された光の一部はカバー７と結露１０との境界面で反射し、受光部４の受光手段６に常時到達するようになるので、装置前方に光を反射する物体が存在するのか、存在しないのかの判定ができなくなる、と云った問題点があった。
【０００６】
【特許文献１】
特開平５−３４１９８号公報（図１）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、透光性のカバー前面に結露が生じても、正常に動作する反射型光センサ装置を提供する必要があり、その解決が課題となっていた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するため、前面部に透光性カバーが設けられた筐体の内部を非透光性隔壁により発光部と受光部とに分割し、発光部に設置する発光手段と受光部に設置する受光手段とは、発光手段の光軸と受光手段の光軸とが透光性カバーを貫いて筐体外で交叉するように設置し、透光性カバーはその前面と発光手段とを結ぶ第１の線分と、この第１の線分のカバー前面側と受光手段とを結ぶ第２の線分とのなす角度が法線により二等分される近傍において、少なくとも前面または内面の何れか、または内部、若しくは全体を非透光性に形成するようにした第１の構成の反射型光センサ装置と、
【０００９】
前面部に透光性カバーが設けられた筐体の内部を非透光性隔壁により発光部と受光部とに分割し、発光部に設置する発光手段と受光部に設置する受光手段とは、発光手段の光軸と受光手段の光軸とが透光性カバーを貫いて筐体外で交叉するように設置し、透光性カバーはその前面と発光手段とを結ぶ第１の線分と、この第１の線分のカバー前面側と受光手段とを結ぶ第２の線分とのなす角度が法線により二等分される近傍を削除するようにした第２の構成の反射型光センサ装置と、
【００１０】
前面部に透光性カバーが設けられた筐体の内部を非透光性隔壁により発光部と受光部とに分割し、発光部に設置する発光手段と受光部に設置する受光手段とは、発光手段の光軸と受光手段の光軸とが透光性カバーを貫いて筐体外で交叉するように設置し、非透光性隔壁を透光性カバーの前面部まで延設するようにした第３の構成の反射型光センサ装置と、
を提供するものである。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図１〜図５に基づいて詳細に説明する。なお、理解を容易にするため、これらの図においても前記図６、図７において説明した部分と同様の機能を有する部分には、同一の符号を付した。
【００１２】
〔第１の実施形態〕
図１に示した第１の実施形態の反射型光センサ装置１００においても、筐体１の内部は非透光性の隔壁２により発光部３と受光部４とに区画され、発光部３には半導体発光素子からなる発光手段５が設置され、受光部４には半導体受光素子からなる受光手段６が設置されている。各素子には図示しないリード線が連結され、各素子が正常に動作するように設けられている。
【００１３】
発光手段５の光軸５Ａと受光手段６の光軸６Ａとは、筐体１の前面部を封止しているカバー７を貫いて筐体１の外部、具体的には隔壁２の延長線上で交叉するように、隔壁２に対して対称な位置に傾斜して設置されている。したがって、光軸５Ａと光軸６Ａとの交点８を含むその前後（以下、交点８の近傍と記す）に反射板９がカバー７と平行に対向設置されると、発光部３の発光手段５から放射された光は反射板９で反射され、受光部４の受光手段６に到達する。
【００１４】
なお、発光手段５から放射された光は全てがその光軸５Ａの通りに進むのではなく、光軸５Ａを中心に放射状に拡散しながら進む。また、カバー７と後述する結露１０は、光の経路全体に対しては共に極めて薄い存在であるため、光が異なる密度の物質に入射する際の屈折角は無視して作図してある。
【００１５】
図１に示した第１の実施形態の反射型光センサ装置１００の場合、筐体１の前面部、すなわち発光部３および受光部４を封止しているカバー７は、本体部は透光性の薄い高分子樹脂シートからなるが、隔壁２に対峙する近傍の前面側に、例えば印刷の手法を利用して黒色に着色された着色部７Ａが設けられている。
【００１６】
そのため、カバー７の前面に結露１０が生じ、発光部３の発光手段５から放射され、透光性のカバー７の内面側から内部を通過して前面側に至り、結露１０との境界面で反射する光の量が増加することがあっても、カバー７の黒く着色された着色部７Ａの部分においては光は実質的に全て吸収されるので、発光部３の発光手段５から放射されてカバー７と結露１０との境界面で反射する光の中で受光部４の受光手段６に到達する光は存在しない。
【００１７】
したがって、図１に示した第１の実施形態の反射型光センサ装置１００においては、カバー７の前面に生じる結露１０の有無に拘わらず、発光手段５の光軸５Ａと受光手段６の光軸６Ａとの交点８の近傍に反射板９が存在するときだけ、発光部３の発光手段５から放射された光は反射板９で反射されて受光部４の受光手段６に到達するので、交点８の近傍に反射板９が存在するか否かの判定が確実に行える。
【００１８】
〔第２の実施形態〕
図２に示した第２の実施形態の反射型光センサ装置１００においては、カバー７は隔壁２に対峙する部分が切り欠かれ、その部分にはカバー７は設けられていない。
【００１９】
そのため、この実施形態の反射型光センサ装置１００においても、発光部３の発光手段５から放射された光が、隔壁２に対峙する部分でカバー７によって受光部４の受光手段６の側に反射されることはないので、カバー７の前面に結露１０が生じても、発光手段５の光軸５Ａと受光手段６の光軸６Ａとの交点８の近傍に反射板９が存在しない限り、発光手段５から放射された光が受光手段６に到達することはない。
【００２０】
したがって、図２に示した第２の実施形態の反射型光センサ装置１００においても、カバー７の前面に結露１０が生じているか否かに拘わらず、光軸５Ａと光軸６Ａとの交点８の近傍に反射板９が存在するか否かの判定が確実に行える。
【００２１】
〔第３の実施形態〕
図３に示した第３の実施形態の反射型光センサ装置１００においては、筐体１の内部を発光部３と受光部４とに区画する非透光性の隔壁２が、カバー７の前面側まで延設されている。
【００２２】
そのため、この実施形態の反射型光センサ装置１００においても、発光部３の発光手段５から放射された光が、隔壁２に対峙する部分でカバー７によって受光部４の受光手段６の側に反射されることはないので、カバー７の前面に結露１０が生じても、発光手段５の光軸５Ａと受光手段６の光軸６Ａとの交点８の近傍に反射板９が存在しない限り、発光手段５から放射された光が受光手段６に到達することはない。
【００２３】
したがって、図３に示した第３の実施形態の反射型光センサ装置１００においても、カバー７の前面に結露１０が生じているか否かに拘わらず、光軸５Ａと光軸６Ａとの交点８の近傍に反射板９が存在するか否かの判定が確実に行える。
【００２４】
上記構成になる本発明の反射型光センサ装置１００は、例えば図５のように分割設置された多数の商品棚５１に多種類の商品を陳列し、テンキー５２などにより指定された商品を商品篭５３に入れて商品販売口５４まで搬送して販売する大型の自動販売機２００の位置決めセンサなどとして使用することができる。
【００２５】
すなわち、自動販売機２００においては、各商品棚５１の前面には反射板９を設置すると共に、商品番号を表示しておく。一方、商品棚５１の前方には図１〜図３何れかに記載した構成の反射型光センサ装置１００と商品篭５３とを備えて横走し、且つ、それらを昇降させることの可能な搬送手段５５を設置する。
【００２６】
反射型光センサ装置１００は、各商品棚５１に設けられた反射板９の位置に発光手段５の光軸５Ａと受光手段６の光軸６Ａとの交点８が略一致可能に、搬送手段５５または商品篭５３の背面側に設けられる。
【００２７】
一方、商品篭５３は、光軸５Ａ、６Ａとの交点８と反射板９とが略一致したときに、当該反射板９が設置されている商品棚５１の前方に位置し、各商品棚５１の背面側に設けられている図示しない押進手段により商品棚５１の前方に押出された商品を受け取ることができる位置に設けられる。
【００２８】
また、自動販売機２００には、紙幣や支払い機能を備えたカードが提示され、テンキー５２などにより商品番号が入力されて購入商品が指定されると、搬送手段５５を起動してその購入商品が陳列されている商品棚５１の前まで商品篭５３を搬送し、背面側から押進される商品を商品篭５３に受け取り、その商品篭５３を商品販売口５４まで搬送して商品販売を行う機能を備えている。
【００２９】
その際、商品篭５３は、テンキー５２などにより指定された商品が陳列されている商品棚５１の近傍までは、搬送手段５５のモータを例えばパルス制御などして高速で移動し、その後はそれまでよりは遅い速度で発光部３の発光手段５から放射された光を受光部４の受光手段６が受光するまで移動し、受光手段６が前記光を受光すると停止して、商品篭５３を所定の商品棚５１の前まで速やかに、且つ、確実に搬送することができるように構成される。
【００３０】
しかも、自動販売機２００は、カバー７に結露１０があっても反射板９の検出が確実に行える反射型光センサ装置１００を搭載しているため、商品を冷却して販売するために内部が低温に維持されている自動販売機２００の扉を商品の補充などを行うために開け、高温多湿の空気が自動販売機２００の内部に入り、その高温多湿の空気が低温の反射型光センサ装置１００のカバー７に触れて空気中の水分が凝縮し、カバー７の前面に結露１０が生じることがあっても、商品篭５３を指定商品が陳列されている商品棚５１の前に確実に停止させることができる。
【００３１】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではないので、特許請求の範囲に記載の趣旨から逸脱しない範囲で各種の変形実施が可能である。
【００３２】
例えば、図１に示した第１の実施形態の反射型光センサ装置１００の着色部７Ａは、カバー７の隔壁２に対峙する部位の前面側ではなく、その内面側に設けることによっても、図１に示した第１の実施形態の反射型光センサ装置１００と同様の作用効果を得ることができる。
【００３３】
また、カバー７の隔壁２に対峙する部分全体を非透光性の例えば黒色樹脂（黒色顔料が添加された樹脂を含む）により形成することも可能である。さらには、製造は容易ではないが、カバー７の隔壁２に対峙する部分の内部に黒色素材を層状に配置しても、前記と同様の作用効果が得られる。
【００３４】
また、反射型光センサ装置１００としては、発光部３の発光手段５から放射された光が反射板９により反射されて受光部４の受光手段６に到達すれば良いので、発光手段５と受光手段６とは隔壁２に対して対称に設置される必要はなく、例えば図４に示すように非対称に設置することも可能である。
【００３５】
発光手段５と受光手段６とを隔壁２に対して非対称に設置する図４に示す構造の反射型光センサ装置１００においては、反射板９は光軸５Ａに沿って入射した光が光軸６Ａに沿って反射するように設置される。すなわち、この反射型光センサ装置１００においては、反射板９は発光手段５の光軸５Ａと受光手段６の光軸６Ａとの交点８においてカバー７に対し傾斜して設置される。
【００３６】
この反射型光センサ装置１００においても、カバー７の前面側に黒色の着色部７Ａが設けられている。この着色部７Ａは、カバー７の着色部７Ａが設けられる前面部と発光手段５とを結ぶ線分１１と、線分１１のカバー７前面側と受光手段６とを結ぶ線分１２とのなす角度θが、着色部７Ａが設けられるカバー７の前面部における法線１３によって二等分される部位の近傍に設けられている。
【００３７】
そのため、カバー７の前面に結露１０が生じることがあっても、発光手段５から放射され、透光性のカバー７の内面側から内部を通過して前面側に至り、結露１０との境界面で反射する光の量が増加することがあっても、発光手段５から放射されてカバー７と結露１０との境界面で反射する光の中で受光手段６に到達する光は存在しない。
【００３８】
したがって、図４に例示した反射型光センサ装置１００においても、カバー７の前面に生じる結露１０の有無に拘わらず、交点８の近傍に反射板９が存在するときだけ、発光手段５から放射された光は反射板９で反射されて受光手段６に到達するので、交点８の近傍に反射板９が存在するか否かの判定が確実に行える。
【００３９】
また、図４に示すように発光手段５と受光手段６とを隔壁２に対して非対称に設置する反射型光センサ装置１００においても、着色部７Ａはカバー７の前面側ではなく、その内面側、または図４において法線１３が設けられている部位の全体、若しくはその部位の内面に層状に設けるように構成することも可能である。
【００４０】
さらに、図４に示した反射型光センサ装置１００においても、▲１▼前記図２に示した第２の実施形態の反射型光センサ装置１００と同様にカバー７の図４において着色部７Ａが設けられている部位を部分的に削除する、▲２▼前記図３に示した第３の実施形態の反射型光センサ装置１００と同様に図４において着色部７Ａが設けられている部位まで隔壁２を延設する、などして反射型光センサ装置を形成することも可能である。
【００４１】
【発明の効果】
上記のように、本発明の反射型光センサ装置においては、透光性カバーの前面に結露を生じることがあっても、誤作動することなく正常に機能するので、低温部分に設置されて機能しているときに高温多湿の空気が流入するような装置、例えば大型自動販売機に搭載する商品搬送手段の位置決めセンサなどとして使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態を示す説明図である。
【図２】本発明の第２の実施形態を示す説明図である。
【図３】本発明の第３の実施形態を示す説明図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示す説明図である。
【図５】本発明の反射型光センサ装置の適用例を示す説明図である。
【図６】従来技術を示す説明図である。
【図７】他の従来技術を示す説明図である。
【符号の説明】
１  筐体
２  隔壁
３  発光部
４  受光部
５  発光手段
５Ａ  光軸
６  受光手段
６Ａ  光軸
７  カバー
７Ａ  着色部
８  （光軸の）交点
９  反射板
１０  結露
１１、１２  線分
１３  法線
５１  商品棚
５２  テンキー
５３  商品篭
５４  商品販売口
５５  搬送手段
１００  反射型光センサ装置
２００  自動販売機
【図１】
2004163116.tif 000003
【図２】
2004163116.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2004163116.tif 000008
【図７】
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