(57)【要約】【課題】原稿サイズセンサの外形形状の小型化を実現させるとともに、正反射光または迷光の受光素子側への入光を阻止することを可能とする原稿サイズセンサを提供する。【解決手段】発光素子１１０と発光レンズ１２０との間に、正反射光成分遮光手段としての遮光層１５０が設けられている。発光素子１１０の発光光軸と発光レンズ１２０との光軸は一致するように設けられており、また、遮光層１５０には、ピンホール１５０ｈが設けられ、このピンホール１５０ｈの中心と、発光素子１１０および発光レンズ１２０との光軸は一致するように設けられている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子からの放射光を発光レンズを透過させて測距対象物に対して投光し、前記測距対象物から乱反射される反射光を集光レンズにて集光させて受光素子にて受光することにより前記測距対象物までの距離を検出する原稿サイズセンサであって、
前記発光素子からの放射光の発光光軸を前記測距対象物面に対し垂直となるように、前記発光素子を配置し、
前記発光素子と前記受光素子との間に、前記測距対象物から乱反射される反射光において正反射光の発生を阻止するために、発光レンズから投光される光から正反射光成分を遮光する正反射光成分遮光手段を設けたことを特徴とする原稿サイズセンサ。
【請求項２】
前記発光素子と前記発光レンズとの間に、前記正反射光成分遮光手段を設け、
前記遮光手段は、ピンホールを含む遮光部材を有する、
請求項１に記載の原稿サイズセンサ。
【請求項３】
前記正反射成分光遮光部材は、
前記発光レンズの下面側に設けられる、前記ピンホールを含むモールド部材である、請求項２に記載の原稿サイズセンサ。
【請求項４】
前記正反射光成分遮光部材は、前記発光素子と前記発光レンズとの間に設けられ、前記ピンホールを含むとともに、前記発光素子を覆うように設けられるケース部材である、請求項２に記載の原稿サイズセンサ。
【請求項５】
前記発光レンズの光軸と、前記ピンホールの中心軸とがずれるように、前記発光レンズおよび前記ピンホールが配置され、
前記発光素子から照射される前記放射光の光軸が、前記受光素子から遠ざかる方向に傾斜し、前記発光レンズの光軸と交差するように、前記発光素子から前記放射光が照射される、請求項２から４のいずれかに記載の原稿サイズセンサ。
【請求項６】
発光素子からの放射光を発光レンズを透過させて測距対象物に対して投光し、前記測距対象物から乱反射される反射光を集光レンズにて集光させて受光素子にて受光することにより前記測距対象物までの距離を検出する原稿サイズセンサであって、
前記発光素子と前記受光素子との間に、前記発光素子から前記発光レンズを透過しないで前記受光素子に照射される迷光を遮光する迷光遮光手段を設けたことを特徴とする原稿サイズセンサ。
【請求項７】
前記迷光遮光手段は、前記発光素子と前記受光素子との間に設けた遮光壁である、請求項６に記載の原稿サイズセンサ。
【請求項８】
前記迷光遮光手段は、前記発光素子の下面側に設けられる遮光パターン層である、請求項６に記載の原稿サイズセンサ。
【請求項９】
前記迷光遮光手段は、ピンホールを含むとともに、前記発光素子を覆うように設けられるケース部材である、請求項６に記載の原稿サイズセンサ。
【請求項１０】
前記迷光遮光手段は、ピンホールを含むとともに、前記発光素子を覆うように設けられるモールド部材である、請求項６に記載の原稿サイズセンサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、三角測量方式を採用した原稿サイズセンサに関し、より特定的には、測距対象物を載置するガラス面にて反射する正反射光の影響および迷光の影響を低減させて信号光（反射光成分）のみを検出可能とする、原稿サイズセンサの構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、複合ＦＡＸ等において、原稿読取装置に原稿サイズセンサが用いられている。この原稿サイズセンサについて、図９を参照して説明する。原稿サイズセンサ５００は、同一の基板５０１の上に所定の距離を隔てて、発光素子５１０と受光素子５４０とが設けられている。発光素子５１０の上方には、層間膜５０２を介在させて、発光レンズ５２０が設けられ、受光素子５４０の上方には、層間膜５０２を介在させて、集光レンズ５３０が設けられている。
【０００３】
この原稿サイズセンサ５００を用いて、三角測量方式により測距対象物７００Ａ（反射物Ａ）までの距離を検出する方法は、ガラス基板６００上に測距対象物７００Ａを載置し、測距対象物７００Ａの下面側の表面を反射して受光素子５４０にて受光されるスポットａとして、測距対象物７００Ａの存在が検出される。
【０００４】
また、測距対象物７００Ａよりも上方に位置する測距対象物７００Ｂの場合には、測距対象物７００Ｂ（反射物Ｂ）の下面側の表面を反射して受光素子５４０にて受光されるスポットｂとして、測距対象物７００Ｂの存在が検出される。なお、受光素子５４０においてスポットｂよりも受光素子５４０から遠くなる側にスポットが移動する場合には、測距対象物（原稿等）が「存在する」と判定される。一方、測距対象物７００Ｃ（反射物Ｃ）の場合には、スポットｂよりも受光素子５４０側にスポットｃが検出されるため、測距対象物７００Ｃ（原稿等）は「存在しない」と判定されることになる。
【０００５】
ここで、上記原稿サイズセンサ５００においては、発光素子５１０からの放射光１を発光レンズ５２０を透過させて測距対象物７００に対して投光し、測距対象物７００から乱反射される反射光を集光レンズ５３０にて集光させて受光素子５４０にて受光することにより測距対象物７００までの距離を検出している。しかし、図１０に示すような、反射光のうち正反射光１Ａの受光素子５４０への入光が問題となっている。
【０００６】
これは、再び図９を参照して、たとえば、測距対象物７００Ａの反射光によりスポットａが形成されれば問題はないが、正反射光１Ａが受光素子５４０に入光した場合、光強度が高いために擬似的にスポットｂが形成されることになる。その結果、誤検出が生じるため測距対象物７００Ａへの正確な距離が測定できないために、測距対象物７００Ａの有無の判別の信頼性を低下させることになる。このような問題は、正反射光だけでなく、迷光の発生によっても同様の問題を引き起こすことになる。
【０００７】
そこで、このような正反射光１Ａによる誤検出を阻止するために、図１１に示すように、正反射光１Ａの受光素子５４０側への入光を阻止させるために、発光素子５１０からの放射光１の発光光軸が、ガラス基板６００の垂線に対して交差するように、発光素子５１０を傾斜するように配置している。
【０００８】
なお、測距対象物の有無の判別に原稿サイズセンサを用いたものとして、下記の特許文献１が挙げられる。
【０００９】
【特許文献１】
特開平０６−０２７５４６号
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、発光素子５１０を傾斜させて配置する場合には、原稿サイズセンサ５００の外形形状（厚さ）を大きくしてしまうことになる。（図１１参照：Ａ＞Ｂ）。現在、複写機、複合ＦＡＸ等は小型化してきており、原稿サイズセンサの小型化が必要となってきている。
【００１１】
発光素子５１０の発光光軸をガラス面に対し垂直に投射することにより、原稿サイズセンサの外形形状を小型化することは可能となるが、上述したように、正反射光１Ａの受光素子５４０側への入光を阻止することはできない。また、受光素子５４０に直接入射する迷光が多くなる場合におても、誤検出が生じるため測距対象物７００Ａへの正確な距離の測定できない。
【００１２】
したがって、この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、第１の目的は、原稿サイズセンサの外形形状の小型化を実現させるとともに、正反射光の受光素子側への入光を阻止することを可能とする原稿サイズセンサを提供することにある。また、第２の目的は、迷光の受光素子側への入光を阻止することを可能とする原稿サイズセンサを提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に基づいた原稿サイズセンサのある局面にしたがえば、発光素子からの放射光を発光レンズを透過させて測距対象物に対して投光し、上記測距対象物から乱反射される反射光を集光レンズにて集光させて受光素子にて受光することにより上記測距対象物までの距離を検出する原稿サイズセンサであって、以下の構成上の特徴を備える。
【００１４】
上記発光素子からの放射光の発光光軸を上記測距対象物面に対し垂直となるように、上記発光素子を配置し、上記発光素子と上記受光素子との間に、上記測距対象物から乱反射される反射光においてするために、発光レンズから投光される光から正反射光成分を遮光する正反射光成分遮光手段を設けている。
【００１５】
このように、正反射光成分遮光手段を設けることにより、正反射光の発生が阻止され、発光素子からの放射光の発光光軸を測距対象物面に対し垂直となるように配置した場合であっても、正確に測距対象物までの距離を検出することができる。その結果、測距対象物の有無の検出の信頼性を低下させることなく原稿サイズセンサの小型化を実現させることが可能になる。これにより、さらなる、複写機、複合ＦＡＸ等の小型化を図ることも可能になる。
【００１６】
また、上記課題を解決するため、本発明に基づいた原稿サイズセンサのある局面にしたがえば、発光素子からの放射光を発光レンズを透過させて測距対象物に対して投光し、上記測距対象物から乱反射される反射光を集光レンズにて集光させて受光素子にて受光することにより上記測距対象物までの距離を検出する原稿サイズセンサであって、以下の構成上の特徴を備える。
【００１７】
上記発光素子と上記受光素子との間に、上記発光素子から上記発光レンズを透過しないで上記受光素子に照射される迷光を遮光する迷光遮光手段を設けている。
【００１８】
このように、迷光遮光手段を設けることにより、迷光の受光素子への入光が阻止され、信号光のみを受光素子へ入光させることが可能になる。これにより、正確に測距対象物までの距離を検出することができ、測距対象物の有無の検出の高い信頼性を確保することが可能になる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明に基づいた各実施の形態における原稿サイズセンサの構成について、図を参照しながら説明する。
【００２０】
＜実施の形態１＞
図１を参照して、本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ａの構成について、図を参照しながら説明する。なお、図１は、本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ａの構成を示す断面図である。
【００２１】
本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ａは、同一の基板１０１の上に所定の距離を隔てて、発光素子１１０と受光素子１４０とが設けられている。発光素子１１０には、たとえば発光ダイオード（ＬＥＤ）が用いられ、受光素子１４０には、半導体位置検出素子（ＰＳＤ：Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｐｏｔｏｄｅｔｅｃｔｏｒ）が用いられる。
【００２２】
発光素子１１０の上方には、層間膜１０２を介在させて、発光レンズ１２０が設けられ、受光素子１４０の上方には、層間膜１０２を介在させて、集光レンズ１３０が設けられている。
【００２３】
また、本実施の形態の特徴的構成としては、発光素子１１０と発光レンズ１２０との間に、正反射光成分遮光手段としての遮光層１５０が設けられている点にある。本実施の形態の形態においては、発光素子１１０の発光光軸と発光レンズ１２０との光軸は一致するように設けられており、また、遮光層１５０には、ピンホール１５０ｈが設けられ、このピンホール１５０ｈの中心と、発光素子１１０および発光レンズ１２０との光軸は一致するように設けられている。遮光層１５０の平面形状は、特に限定されるものではなく、円形、矩形、多角形、その他の様々形状の採用が可能である。また、遮光層１５０は、ポリカーボネイト等から形成されている。
【００２４】
＜作用・効果＞
このように、発光素子１１０と発光レンズ１２０との間に、ピンホール１５０ｈを有する遮光層１５０を設けることにより、遮光層１５０において発光レンズ１２０から投光される光から正反射光成分を遮光することが可能になる。その結果、測距対象物７００から乱反射される反射光において正反射光の発生を阻止することによりＳ／Ｎが改善され、より正確な測定を行なうことが可能となる。
【００２５】
なお、本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ａは、発光素子１１０と受光素子１４０との間隔は、約２０ｍｍ〜４０ｍｍ程度、発光素子１１０と発光レンズ１２０との間、および、受光素子１４０と集光レンズ１３０との間の距離は、約３ｍｍ〜６ｍｍ程度、遮光層１５０の膜厚さは、約０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度、発光レンズ１２０と遮光層１５０との間の距離は、約３ｍｍ〜６ｍｍ程度、また、各レンズの形状、ピンホール１５０ｈの形状、発光素子１１０の指向性、焦点距離、検出距離により一義的に定まるものではないが、ピンホール１５０ｈの径は、約φ０．５ｍｍ〜φ１．５ｍｍ程度である。なお、原稿サイズセンサ１００Ａの製造方法においては、一般的な半導体製造技術を用いて製造することが可能である。
【００２６】
＜実施の形態２＞
次に、図２を参照して、本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｂの構成について、図を参照しながら説明する。なお、図２は、本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｂの構成を示す断面図である。なお、上記実施の形態１に示す原稿サイズセンサ１００Ａと同一の構成については、同一の参照番号を付し、重複する説明は繰返さないこととし、特徴的部分についてのみ詳細に説明する。以下に述べる実施の形態３〜８においても同様とする。
【００２７】
本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｂの特徴は、上述した遮光層１５０に代わり、正反射光成分遮光手段として、発光レンズ１２０の下面側に接するように、ピンホール１６０ｈを含むモールド部材１６０を設けている点にある。モールド部材１６０およびピンホール１６０ｈに求められる設計条件は、上記実施の形態１と同様である。また、モールド部材１６０は、ポリカーボネイト等から形成されている。
【００２８】
＜作用・効果＞
本実施の形態においても、上記実施の形態１と同様の作用効果を得ることが可能となる。なお、本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｂの製造方法においては、一般的な半導体製造技術を用いて製造することが可能である。
【００２９】
＜実施の形態３＞
次に、図３を参照して、本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｃの構成について、図を参照しながら説明する。なお、図３において、（Ａ）は本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｃの構成を示す断面図であり、（Ｂ）は、後述のケース部材１７０の構成を示す図である。
【００３０】
本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｃの特徴は、上述した遮光層１５０に代わり、正反射光成分遮光手段として、発光素子１１０を覆うように、ピンホール１７０ｈを含むケース部材１７０を設けている点にある。このケース部材１７０は、発光素子１１０の上面を覆う上壁部１７１と、この上壁部１７１の周縁部の全周を取囲み、周縁部から垂下する側壁部１７２とを備えている。なお、ケース部材１７０およびピンホール１７０ｈに求められる設計条件は、上記実施の形態１と同様である。また、ケース部材１７０は、ポリカーボネイト等から形成されている。
【００３１】
＜作用・効果＞
本実施の形態においても、上記実施の形態１と同様の作用効果を得ることが可能となる。なお、本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｃの製造方法においては、一般的な半導体製造技術を用いて製造することが可能である。
【００３２】
＜実施の形態４＞
次に、図４を参照して、本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｄの構成について、図を参照しながら説明する。なお、図４は、本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｄの構成を示す断面図である。
【００３３】
本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｄの特徴は、基本的構成は上記実施の形態１の構成と同じであり、相違点は、発光レンズ１２０の光軸（Ｌ１）と、ピンホール１５０ｈの中心軸（Ｌ２）とがずれるように（図４中のｘ）、発光レンズ１２０およびピンホール１５０ｈが配置され、さらに、発光素子１１０から照射される放射光Ｌ３の光軸が、受光素子１４０から遠ざかる方向に傾斜し、発光レンズ１２０の光軸（Ｌ１）と交差するように、発光素子１１０から放射光Ｌ３が照射される点にある。
【００３４】
＜作用・効果＞
本実施の形態における構成によれば、発光素子１１０から照射される放射光Ｌ３の光軸を受光素子１４０から遠ざかる方向に傾斜させることにより、正反射光の発生する確率を、より小さくすることを可能とする。なお、本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｄの製造方法においては、一般的な半導体製造技術を用いて製造することが可能である。また、本実施の形態における構成は、上記実施の形態２および３の構成に適用することも可能である。
【００３５】
＜実施の形態５＞
次に、図５を参照して、本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｅの構成について、図を参照しながら説明する。なお、図５は、本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｅの構成を示す断面図である。
【００３６】
本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｅの特徴は、発光素子１１０と受光素子１４０との間に、発光素子１１０から発光レンズ１２０を透過しないで受光素子１４０に照射される迷光１Ｂを遮光する迷光遮光手段としての上下方向に延びるように遮光壁２００を設けている点にある。本実施の形態においては、基板１０１を貫通するように遮光壁２００を設けている。なお、遮光壁２００は導電性樹脂等により形成され、壁厚さは０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度に形成されている。
【００３７】
＜作用・効果＞
本実施の形態においては、発光レンズ１２０を透過しないで、層間膜１０２中を乱反射することにより受光素子１４０に照射される迷光１Ｂが発生する場合であっても、発光素子１１０と受光素子１４０との間に遮光壁２００を設けることにより、受光素子１４０への迷光１Ｂの入光を遮ることが可能となる。その結果、Ｓ／Ｎが改善され、より正確な測定を行なうことが可能となる。なお、本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｅの製造方法においては、一般的な半導体製造技術を用いて製造することが可能である。
【００３８】
＜実施の形態６＞
次に、図６を参照して、本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｆの構成について、図を参照しながら説明する。なお、図６は、本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｆの構成を示す断面図である。
【００３９】
本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｆの特徴は、迷光遮光手段として、遮光壁２００を設けるとともに、発光素子１１０が載置される基板１０１の下面側に遮光パターン層２１０を設けている点にある。この遮光パターン層２１０は、銅箔からなり、層厚さは約３５μｍ程度である。なお、遮光壁２００は基板１０１の上方側にのみ設けられている。
【００４０】
＜作用・効果＞
本実施の形態においても、遮光壁２００と遮光パターン層２１０とにより、受光素子１４０への迷光１Ｂの入光を遮ることが可能となるため、上記実施の形態５と同様の作用効果を得ることが可能となる。なお、本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｆの製造方法においては、一般的な半導体製造技術を用いて製造することが可能である。
【００４１】
＜実施の形態７＞
次に、図７を参照して、本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｇの構成について、図を参照しながら説明する。なお、図７は、本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｇの構成を示す断面図である。
【００４２】
本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｇの特徴は、迷光遮光手段として、発光素子１１０を覆うように、ピンホール２２０ｈを含むケース部材２２０を設けている点にある。このケース部材２２０は、発光素子１１０の上面を覆う上壁部２２１と、この上壁部２２１の周縁部の全周を取囲み、周縁部から垂下する側壁部２２２とを備えている。なお、ケース部材２２０およびピンホール２２０ｈに求められる設計条件は、上記実施の形態１と同様である。
【００４３】
＜作用・効果＞
本実施の形態においても、ケース部材２２０により、受光素子１４０への迷光１Ｂの入光を遮ることが可能となるため、上記実施の形態５と同様の作用効果を得ることが可能となる。なお、本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｇの製造方法においては、一般的な半導体製造技術を用いて製造することが可能である。
【００４４】
＜実施の形態８＞
次に、図８を参照して、本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｈの構成について、図を参照しながら説明する。なお、図８は、本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｈの構成を示す断面図である。
【００４５】
本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｈの特徴は、迷光遮光手段として、発光素子１１０の上面側に覆い、ピンホール２３０ｈを含むモールド部材２３０を設けている点にある。モールド部材２３０およびピンホール２３０ｈに求められる設計条件は、上記実施の形態１と同様である。
【００４６】
＜作用・効果＞
本実施の形態においても、モールド部材２３０により、受光素子１４０への迷光１Ｂの入光を遮ることが可能となるため、上記実施の形態５と同様の作用効果を得ることが可能となる。なお、本実施の形態における原稿サイズセンサ１００Ｈの製造方法においては、一般的な半導体製造技術を用いて製造することが可能である。
【００４７】
なお、今回開示した各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はない。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。
【００４８】
【発明の効果】
本発明に基づいた原稿サイズセンサによれば、検出測定精度において信頼性の高い原稿サイズセンサを提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に基づいた実施の形態１における原稿サイズセンサの構成を示す断面図である。
【図２】本発明に基づいた実施の形態２における原稿サイズセンサの構成を示す（Ａ）：断面図、および（Ｂ）：（Ａ）中Ｂ−Ｂ断面図である。
【図３】本発明に基づいた実施の形態３における原稿サイズセンサの構成を示す（Ａ）断面図、および（Ｂ）拡大図である。
【図４】本発明に基づいた実施の形態４における原稿サイズセンサの構成を示す（Ａ）断面図、および（Ｂ）部分拡大図である。
【図５】本発明に基づいた実施の形態５における原稿サイズセンサの構成を示す断面図である。
【図６】本発明に基づいた実施の形態６における原稿サイズセンサの構成を示す断面図である。
【図７】本発明に基づいた実施の形態７における原稿サイズセンサの構成を示す（Ａ）断面図、および（Ｂ）部分拡大図である。
【図８】本発明に基づいた実施の形態８における原稿サイズセンサの構成を示す断面図である。
【図９】従来の技術における原稿サイズセンサの第１の構成を示す（Ａ）断面図、および（Ｂ）部分拡大図である。
【図１０】従来の技術における原稿サイズセンサの問題点を示す模式図である。
【図１１】従来の技術における原稿サイズセンサの第２の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ，１００Ｄ，１００Ｅ，１００Ｆ，１００Ｇ，１００Ｈ  原稿サイズセンサ、１０１  基板、１０２  層間膜、１１０  発光素子、１２０  発光レンズ、１３０  集光レンズ、１４０  受光素子、１５０  遮光層、１５０ｈ，１６０ｈ，１７０ｈ，２２０ｈ，２３０ｈ  ピンホール、１６０，２３０  モールド部材、１７０，２２０  ケース部材、１７１，２２１  上壁部、１７２，２２２  側壁部、２００  遮光壁、２１０  遮光パターン層。
【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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