(57)【要約】【課題】部品点数の増加、構造の複雑化等を招くことなく、移動物体の移動方向を検出することが可能な移動物体検出フォトインタラプタを提供する。【解決手段】発光チップ３の１つの発光素子と受光チップ４の２つの受光素子４ａ、４ｂの組み合わせにより、移動物体１１の有無だけではなく、移動もしくは移動方向をも検出することができ、従来の様に２組の発光素子と受光素子を用いる場合と比較すると、発光素子の個数が減る。この発光素子の個数の減少に伴い、１つの発光素子、２つの受光素子、及び演算回路４ｃを一体化しても、この移動物体検出フォトインタラプタ１の大型化を抑えることができ、この移動物体検出フォトインタラプタ１の一体化を容易に図ることができる。このため、部品点数の増加、構造の複雑化、設計の複雑化、設置スペースの増大、組立及び調整作業の複雑化、コストの増大等を抑えることができる。【選択図】図３
2007201170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を出射する発光部と、
前記発光部から出射されて移動物体で反射された光を受光して検出する少なくとも２つの受光部と、
前記移動物体で反射された光を受光したときの前記各受光部の検出出力に基づいて前記移動物体の移動を検出する検出手段とを備えることを特徴とする移動物体検出フォトインタラプタ。
【請求項２】
前記各受光部の受光領域面積を同一にしたことを特徴とする請求項1に記載の移動物体検出フォトインタラプタ。
【請求項３】
前記各受光部の受光領域面積に合わせて該各受光部の光学系を設定したことを特徴とする請求項１に記載の移動物体検出フォトインタラプタ。
【請求項４】
前記各受光部は、複数の受光領域を有することを特徴とする請求項１に記載の移動物体検出フォトインタラプタ。
【請求項５】
前記検出手段は、前記各受光部の検出出力に基づいて前記移動物体からの反射光を受光した該各受光部の受光開始タイミングの差を求め、この受光開始タイミングの差が規定値以上であるときに該移動物体の移動を検出することを特徴とする請求項１に記載の移動物体検出フォトインタラプタ。
【請求項６】
前記検出手段は、前記各受光部の検出出力に基づいて前記移動物体からの反射光を受光した該各受光部の受光開始タイミングの差を求め、この受光開始タイミングの差が規定範囲に入るときに該移動物体の移動を検出することを特徴とする請求項１に記載の移動物体検出フォトインタラプタ。
【請求項７】
前記検出手段は、前記移動物体からの反射光を受光した前記各受光部の受光開始タイミングの順序にかかわらず、該各受光部の検出出力に基づいて該移動物体の移動を検出することを特徴とする請求項５又は６に記載の移動物体検出フォトインタラプタ。
【請求項８】
前記検出手段は、前記各受光部の検出出力に基づいて前記移動物体からの反射光を受光した該各受光部の受光開始タイミングの順序を求め、この順序に基づいて該移動物体の移動方向を検出することを特徴とする請求項５又は６に記載の移動物体検出フォトインタラプタ。
【請求項９】
前記検出手段は、前記各受光部の検出出力に基づいて前記移動物体からの反射光を受光した該各受光部の受光開始タイミングの順序を求め、この順序が規定の順序に一致するときのみに該移動物体の移動を検出することを特徴とする請求項５又は６に記載の移動物体検出フォトインタラプタ。
【請求項１０】
前記検出手段は、前記各受光部の検出出力に基づいて前記移動物体からの反射光を受光した該各受光部の受光終了タイミングの差を求め、この受光終了タイミングの差が規定値以上であるときに該移動物体の移動を検出することを特徴とする請求項１に記載の移動物体検出フォトインタラプタ。
【請求項１１】
前記検出手段は、前記各受光部の検出出力に基づいて前記移動物体からの反射光を受光した該各受光部の受光終了タイミングの差を求め、この受光終了タイミングの差が規定範囲に入るときに該移動物体の移動を検出することを特徴とする請求項１に記載の移動物体検出フォトインタラプタ。
【請求項１２】
前記検出手段は、前記移動物体からの反射光を受光した前記各受光部の受光終了タイミングの順序にかかわらず、該各受光部の検出出力に基づいて該移動物体の移動を検出することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の移動物体検出フォトインタラプタ。
【請求項１３】
前記検出手段は、前記各受光部の検出出力に基づいて前記移動物体からの反射光を受光した該各受光部の受光終了タイミングの順序を求め、この順序に基づいて該移動物体の移動方向を検出することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の移動物体検出フォトインタラプタ。
【請求項１４】
前記検出手段は、前記各受光部の検出出力に基づいて前記移動物体からの反射光を受光した該各受光部の受光終了タイミングの順序を求め、この順序が規定の順序に一致するときのみに該移動物体の移動を検出することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の移動物体検出フォトインタラプタ。
【請求項１５】
前記検出手段は、前記各受光部の検出出力に基づいて前記移動物体からの反射光を受光した該各受光部の受光開始タイミング及び該各受光部の受光終了タイミングを求め、これらの受光開始タイミング及び受光終了タイミングに基づいて該移動物体の移動を検出することを特徴とする請求項１に記載の移動物体検出フォトインタラプタ。
【請求項１６】
前記検出手段は、前記発光部の発光タイミングと前記各受光部の受光タイミングが複数回連続して一致したときに、該各受光部の検出出力に基づいて前記移動物体の移動を検出することを特徴とする請求項１に記載の移動物体検出フォトインタラプタ。
【請求項１７】
前記検出手段は、前記発光部の発光タイミングと前記各受光部の受光タイミングが一致し入射しているときに、受光タイミングと一致しない高周波光が入射したとき、検出状態を保持することを特徴とする請求項１６に記載の移動物体検出フォトインタラプタ。
【請求項１８】
前記検出手段は、前記発光部の発光タイミングと前記各受光部の受光タイミングが一致し入射しているときに、受光タイミングと一致しない高周波光が入射したとき、前記移動物体の移動の検出を行わないことを特徴とする請求項１６に記載の移動物体検出フォトインタラプタ。
【請求項１９】
前記発光部の光出射側もしくは前記各受光部の光入射側にコリメートレンズを設けことを特徴とする請求項１に記載の移動物体検出フォトインタラプタ。
【請求項２０】
請求項１乃至１９のいずれかに記載の移動物体検出フォトインタラプタを用いたことを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動物体を検出するための移動物体検出フォトインタラプタ、及びそれを用いた電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の装置としては、発光素子の光を移動物体の経路に出射し、この経路を移動中の移動物体で反射された光を受光素子で受光し、このときの受光素子の検出出力に基づいて移動物体を検出するというものがある（特許文献１、２、及び３等を参照）。
【０００３】
また、移動物体の有無だけではなく、移動物体の移動（移動そのものもしくは移動方向）を検出することを可能にしたものがある。例えば、図１０及び図１１に示す様に２つのセンサ１０１、１０２を並設しておき、移動物体１０３が各センサ１０１、１０２の前方を順次横切るときに、各センサ１０１、１０２により移動物体１０３を逐次検出し、各センサ１０１、１０２による検出順序に基づいて移動物体１０３の移動方向を検出するというものがある。移動物体１０３が矢印方向Ａに移動するならば、まずセンサ１０１により移動物体１０３が検出され、この後でセンサ１０２により移動物体１０３が検出されるので、各センサ１０１、１０２による検出順序に基づいて移動物体１０３が矢印方向Ａに移動していることを検出することができる。
【０００４】
各センサ１０１、１０２は、特許文献１、２、及び３等に記載の装置と同様に、１組の発光素子と受光素子をそれぞれ備えるものであり、発光素子から光を出射し、移動物体で反射された光を受光素子で受光し、このときの受光素子の受光出力に基づいて移動物体を検出する。
【０００５】
従って、図１０及び図１１に示す様に移動物体１０３が矢印方向Ａに移動し、まずセンサ１０１による検出がなされ、この後でセンサ１０２による検出がなされるならば、図１２に示す様にセンサ１０１の受光素子の出力が変化し、移動物体１０３が一定の距離Δｋを経過してから、センサ１０２の受光素子の出力が変化し、各受光素子の検出出力の変化の順序に基づいて移動物体１０３が矢印方向Ａに移動していることを検出することができる。
【特許文献１】特開２００１−３１８１６４号公報
【特許文献２】特開２００２−５７３６７号公報
【特許文献３】特開２００３−１２６３７０公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来は、移動物体の移動方向を検出するために２つのセンサ１０１、１０２を設けているので、移動物体の有無だけを検出する場合と比較すると、部品点数が２倍になった。また、２つのセンサ１０１、１０２を個別に設けていたので、これらのセンサ１０１、１０２の検出出力に基づいて移動方向を検出するための回路を別個設ける必要があった。従って、移動物体の移動方向を検出するというだけで、部品点数の増加、構造の複雑化、設計の複雑化、設置スペースの増大、組立及び調整作業の複雑化、コストの増大等を招いた。
【０００７】
そこで、本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであり、部品点数の増加、構造の複雑化等を招くことなく、移動物体の移動方向を検出することが可能な移動物体検出フォトインタラプタ及びそれを用いた電子機器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、本発明の移動物体検出フォトインタラプタは、光を出射する発光部と、前記発光部から出射されて移動物体で反射された光を受光して検出する少なくとも２つの受光部と、前記移動物体で反射された光を受光したときの前記各受光部の検出出力に基づいて前記移動物体の移動を検出する検出手段とを備えている。
【０００９】
この様な本発明の移動物体検出フォトインタラプタによれば、１つの発光部から出射されて移動体で反射された光を２つの受光部で受光し、該各受光部の検出出力に基づいて移動体の移動を検出している。従って、従来の様に２組の発光部と受光部を用いる場合と比較すると、発光部の個数が減る。この発光部の個数の減少に伴い、１つの発光部、２つの受光部、及び検出手段を一体化しても、この移動物体検出フォトインタラプタの大型化を抑えることが可能になり、この移動物体検出フォトインタラプタの一体化を容易に図ることができる。このため、部品点数の増加、構造の複雑化、設計の複雑化、設置スペースの増大、組立及び調整作業の複雑化、コストの増大等を抑えることができる。
【００１０】
また、本発明においては、前記各受光部の受光領域面積を同一にしている。
【００１１】
これにより、各受光部の受光量が同一になり、各受光部の検出出力のバラツキが小さくなって、各受光部の検出出力に基づく移動物体の移動の検出精度を向上させることができる。
【００１２】
更に、本発明においては、前記各受光部の受光領域面積に合わせて該各受光部の光学系を設定している。
【００１３】
これにより、各受光部の受光量が増大もしくは調整され、移動物体で反射された光を各受光部でより確実に受光することが可能になる。
【００１４】
また、本発明においては、前記各受光部は、複数の受光領域を有している。
【００１５】
この場合は、受光部毎に、複数の受光領域が設けられるので、各受光領域の検出出力の平均値等を求めることにより受光部の検出出力のバラツキを抑えることができる。
【００１６】
更に、本発明においては、前記検出手段は、前記各受光部の検出出力に基づいて前記移動物体からの反射光を受光した該各受光部の受光開始タイミングの差を求め、この受光開始タイミングの差が規定値以上であるときに該移動物体の移動を検出している。
【００１７】
移動物体の移動方向に沿って各受光部を並べておけば、移動物体の移動に伴い、移動物体で反射された光を各受光部で順次受光することになり、各受光素子の受光開始タイミングに差が生じる。このため、この受光開始タイミングの差が規定値以上であるときには、移動物体の移動を検出したとみなすことができる。
【００１８】
また、本発明においては、前記検出手段は、前記各受光部の検出出力に基づいて前記移動物体からの反射光を受光した該各受光部の受光開始タイミングの差を求め、この受光開始タイミングの差が規定範囲に入るときに該移動物体の移動を検出している。
【００１９】
各受光部の受光開始タイミングの差が規定範囲に入るには、移動物体の移動速度が一定の速度範囲に入らねばならない。従って、ここでは、一定の速度範囲で移動している移動物体の移動のみが検出されることになる。
【００２０】
更に、前記検出手段は、前記移動物体からの反射光を受光した前記各受光部の受光開始タイミングの順序にかかわらず、該各受光部の検出出力に基づいて該移動物体の移動を検出している。
【００２１】
移動物体が一方向に移動するときに、移動物体からの反射光が一方の受光部で受光され、この後で反射光が他方の受光部で受光されるとするならば、移動物体が逆方向に移動するときには、各受光部による反射光の受光順序が逆になる。従って、反射光を受光した各受光部の受光開始タイミングの順序にかかわらない場合は、移動物体の移動方向を検出せず、その移動のみを検出することになる。
【００２２】
また、本発明においては、前記検出手段は、前記各受光部の検出出力に基づいて前記移動物体からの反射光を受光した該各受光部の受光開始タイミングの順序を求め、この順序に基づいて該移動物体の移動方向を検出している。
【００２３】
この場合は、移動物体の移動だけではなく、その移動方向も検出することになる。
【００２４】
更に、本発明においては、前記検出手段は、前記各受光部の検出出力に基づいて前記移動物体からの反射光を受光した該各受光部の受光開始タイミングの順序を求め、この順序が規定の順序に一致するときのみに該移動物体の移動を検出している。
【００２５】
例えば、移動物体が一方向に移動するときに、各受光部の受光開始タイミングの順序が規定の順序に一致するならば、この移動物体の一方向の移動のみを検出し、逆方向の移動を検出しないことになる。
【００２６】
また、本発明においては、前記検出手段は、前記各受光部の検出出力に基づいて前記移動物体からの反射光を受光した該各受光部の受光終了タイミングの差を求め、この受光終了タイミングの差が規定値以上であるときに該移動物体の移動を検出している。
【００２７】
あるいは、前記検出手段は、前記各受光部の検出出力に基づいて前記移動物体からの反射光を受光した該各受光部の受光終了タイミングの差を求め、この受光終了タイミングの差が規定範囲に入るときに該移動物体の移動を検出している。
【００２８】
この様に各受光部の受光終了タイミングの差を用いても、それらの受光開始タイミングの差を用いたときと同様に、移動物体の移動を検出することができる。
【００２９】
また、本発明においては、前記検出手段は、前記移動物体からの反射光を受光した前記各受光部の受光終了タイミングの順序にかかわらず、該各受光部の検出出力に基づいて該移動物体の移動を検出している。
【００３０】
この様に各受光部の受光終了タイミングの順序にかかわらない場合は、移動物体の移動方向を検出せず、その移動のみを検出することになる。
【００３１】
更に、本発明においては、前記検出手段は、前記各受光部の検出出力に基づいて前記移動物体からの反射光を受光した該各受光部の受光終了タイミングの順序を求め、この順序に基づいて該移動物体の移動方向を検出している。
【００３２】
この場合は、移動物体の移動だけではなく、その移動方向も検出することになる。
【００３３】
また、本発明においては、前記検出手段は、前記各受光部の検出出力に基づいて前記移動物体からの反射光を受光した該各受光部の受光終了タイミングの順序を求め、この順序が規定の順序に一致するときのみに該移動物体の移動を検出している。
【００３４】
この場合は、移動物体の一方向の移動のみを検出し、逆方向の移動を検出しないことになる。
【００３５】
更に、本発明においては、前記検出手段は、前記各受光部の検出出力に基づいて前記移動物体からの反射光を受光した該各受光部の受光開始タイミング及び該各受光部の受光終了タイミングを求め、これらの受光開始タイミング及び受光終了タイミングに基づいて該移動物体の移動を検出している。
【００３６】
この様に各受光部の受光開始タイミングの差及び受光終了タイミングの差を組み合わせて、移動物体の移動を検出しても良い。
【００３７】
また、本発明においては、前記検出手段は、前記発光部の発光タイミングと前記各受光部の受光タイミングが複数回連続して一致したときに、該各受光部の検出出力に基づいて前記移動物体の移動を検出している。
【００３８】
ここでは、発光部から出射されて移動物体で反射された光を各受光部で受光したならば、発光部の発光タイミングと各受光部の受光タイミングが一致することから、発光タイミングと受光タイミングが複数回連続して一致したときに、移動物体の移動が検出されたとみなしている。また、各受光部で外乱光が受光されたときには、発光タイミングと受光タイミングが一致しないことから、移動物体の移動が検出されたとはみなさないことになる。すなわち、外乱光の影響を受けることなく、移動物体の移動を検出することができる。
【００３９】
更に、本発明においては、前記検出手段は、前記発光部の発光タイミングと前記各受光部の受光タイミングが一致し入射しているときに、受光タイミングと一致しない高周波光が入射したとき、検出状態を保持している。
【００４０】
この場合は、外乱光の影響により発光タイミングと受光タイミングが一致しない高周波光が入射しても、検出手段による以前の検出状態が保持されるので、外乱光の影響による誤った検出状態が出力されることはない。
【００４１】
また、本発明においては、前記検出手段は、前記発光部の発光タイミングと前記各受光部の受光タイミングが一致し入射しているときに、受光タイミングと一致しない高周波光が入射したとき、前記移動物体の移動の検出を行わない。
【００４２】
この場合は、外乱光の影響により発光タイミングと受光タイミングが一致しないときには、検出手段による検出が行われないので、外乱光の影響による誤った検出状態が出力されることはない。
【００４３】
更に、本発明においては、前記発光部の光出射側もしくは前記各受光部の光入射側にコリメートレンズを設けている。
【００４４】
このコリメートレンズにより発光部から出射された光の広がりを抑え、光の出射範囲を狭くして、移動物体上の光像を明るくすることができ、各受光部の受光タイミングを明確に検出することができ、各受光部の受光タイミングの差に基づく移動物体の移動の検出精度が向上し、検出が容易になる。
【００４５】
一方、本発明の電子機器は、上記本発明の移動物体検出フォトインタラプタを用いている。
【００４６】
この様な電子機器においても、上記本発明の移動物体検出フォトインタラプタと同様の作用及び効果を達成することができる。
【００４７】
電子機器としては、複写機等のＯＡ機器、ＦＡ機器、一般家電機器等がある。
【発明の効果】
【００４８】
この様な本発明の移動物体検出フォトインタラプタによれば、従来の様に２組の発光部と受光部を用いる場合と比較すると、発光部の個数が減る。この発光部の個数の減少に伴い、１つの発光部、２つの受光部、及び検出手段を一体化しても、この移動物体検出フォトインタラプタの大型化を抑えることが可能となり、この移動物体検出フォトインタラプタの一体化を容易に図ることができる。このため、部品点数の増加、構造の複雑化、設計の複雑化、設置スペースの増大、組立及び調整作業の複雑化、コストの増大等を抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００５０】
図１、図２、及び図３は、本発明の移動物体検出フォトインタラプタの一実施形態を示す側面図、断面図、及び平面図である。本実施形態の移動物体検出フォトインタラプタ１では、リードフレーム２上に発光チップ３及び受光チップ４を搭載し、発光チップ３及び受光チップ４をそれぞれのワイヤー５を通じてリードフレーム２等に結線接続している。そして、透光性樹脂６、７をモールド成形して、発光チップ３及び受光チップ４をそれぞれの透光性樹脂６、７内に封止し、更に遮光性樹脂ケース８をモールド成形して、各透光性樹脂６、７を遮光性樹脂ケース８内に封止し、リードフレーム２、発光チップ３、及び受光チップ４等を遮光性樹脂ケース８により一体化している。更に、遮光性樹脂ケース８の１つの側壁８ａにコネクタ９を固定し、また透光性樹脂ケース１０を遮光性樹脂ケース８に被せて固定している。
【００５１】
遮光性樹脂ケース８は、その四方の側壁８ａにより発光チップ３及び受光チップ４を囲み、その隔壁８ｂにより発光チップ３と受光チップ４間を遮っている。発光チップ３及び受光チップ４は、遮光性樹脂ケース８のそれぞれの室８ｃ、８ｄに配置された状態となっており、発光チップ３から出射された光が受光チップ４の各受光素子４ａ、４ｂに直接入射することはなく、また受光チップ４の各受光素子４ａ、４ｂに外乱光が入射し難くなっている。
【００５２】
各透光性樹脂６、７の一部は、それぞれのコリメートレンズ６ａ、７ａとなっている。発光チップ３には、発光素子（図示せず）が搭載されており、この発光素子の光が透光性樹脂６のコリメートレンズ６ａ及び透光性樹脂カバー１０を通じて矢印方向Ｂに出射される。
【００５３】
また、受光チップ４には、２つの受光素子４ａ、４ｂが搭載されており、移動物体１１が移動物体検出フォトインタラプタ１の前方を移動しているときには、発光チップ３から出射された光が移動物体１１で矢印方向Ｃに反射され、この反射光が透光性樹脂カバー１０及び透光性樹脂７のコリメートレンズ７ａを通じて受光チップ４の各受光素子４ａ、４ｂの少なくとも１つに入射する。また、移動物体１１が移動物体検出フォトインタラプタ１の前方に存在しないときには、発光チップ３から出射された光が移動物体１１で反射されず受光チップ４に入射しない。
【００５４】
コリメートレンズ６ａは、発光チップ３からの光を収束させて出射させ、またコリメートレンズ７ａは、移動物体１１からの反射光を収束させて受光チップ４に入射させる。コリメートレンズ６ａにより発光チップ３からの光が収束されると、発光チップ３からの光の出射範囲が狭くなって、移動物体１１上で光像が小さく明るく映る。また、コリメートレンズ７ａにより移動物体１１からの反射光が収束されると、移動物体１１上の光像が受光チップ４もしくはその周辺上で小さく明るく映る。このため、受光チップ４の各受光素子４ａ、４ｂは、発光チップ３から出射されて移動物体１１で反射された光が入射しているときと該光が入射していないときとで、それらの検出出力が明確に変化することになり、該光を確実に検出することができる。
【００５５】
各コリメートレンズ６ａ、７ａの光学特性は、受光チップ４の各受光素子４ａ、４ｂの受光領域面積に応じて設定されており、移動物体１１からの反射光が十分な光量で受光チップ４の各受光素子４ａ、４ｂの受光領域に確実に入射する様にされている。
【００５６】
また、各受光素子４ａ、４ｂは、それらの受光領域面積が同一であり、同一の光量を受光したときには同じレベルの検出出力を出力する。
【００５７】
ここで、受光チップ４の各受光素子４ａ、４ｂは、図４に示す様に受光チップ４上に並設され、図３に示す様に移動物体１１の移動方向Ｄに沿って配置されている。
【００５８】
図５は、リードフレーム２上の発光チップ３及び受光チップ４の配置を示す図である。発光チップ３と受光チップ４は、図３及び図５から明らかな様に移動物体１１の移動方向Ｄと直交する方向に沿って離間して配置されている。
【００５９】
図２及び図３に示す様に移動物体１１が移動方向Ｄに移動しているときには、まず移動物体１１が受光チップ４の一方の受光素子４ａの前方に到達し、この後に移動物体１１が受光チップ４の他方の受光素子４ｂの前方に到達する。従って、発光チップ３から出射された光は、まず受光素子４ａの前方に到達した移動物体１１で反射されて該受光素子４ａに入射し、この後に受光素子４ｂの前方に到達した移動物体１１で反射されて該受光素子４ｂに入射する。
【００６０】
更に、移動物体１１は、受光チップ４の一方の受光素子４ａの前方を通り過ぎ、この後に受光チップ４の他方の受光素子４ｂの前方を通り過ぎることになる。従って、まず移動物体１１で反射されて受光素子４ａに入射する光がなくなり、引き続いて移動物体１１で反射されて受光素子４ｂに入射する光がなくなる。
【００６１】
図６は、移動物体１１が移動方向Ｄに移動して移動物体検出フォトインタラプタ１の前方を通過するときの、受光チップ４の各受光素子４ａ、４ｂの検出出力変化を示すグラフである。図６のグラフを参照すると、移動物体１１が移動物体検出フォトインタラプタ１の前方に接近して来たときには、まず移動物体１１からの反射光が受光素子４ａに入射することから、受光素子４ａの検出出力が上昇して行き、引き続いて移動物体１１からの反射光が受光素子４ｂに入射することから、受光素子４ｂの検出出力が上昇して行く。
【００６２】
そして、移動物体１１が移動物体検出フォトインタラプタ１の前方を通過して離れて行くときには、まず移動物体１１からの反射光が受光素子４ａに入射しなくなって、受光素子４ａの検出出力が下降して行き、引き続いて移動物体１１からの反射光が受光素子４ｂに入射しなくなって、受光素子４ｂの出力が下降して行く。
【００６３】
尚、移動物体１１が移動方向Ｄとは逆方向に移動する場合は、まず移動物体１１が受光チップ４の受光素子４ｂの前方を通過し、引き続いて移動物体１１が受光チップ４の受光素子４ａの前方を通過するので、受光素子４ｂの検出出力が上昇してから受光素子４ａの検出出力が上昇し、更に受光素子４ｂの検出出力が下降してから受光素子４ａの検出出力が下降することになる。
【００６４】
従って、受光チップ４の各受光素子４ａ、４ｂの検出出力の変化を監視していれば、移動物体１１の移動及び移動方向を検出することができる。
【００６５】
また、先に述べた様に各コリメートレンズ６ａ、７ａは、発光チップ３から出射されて移動物体１１で反射された光が入射しているときと該光が入射していないときとで受光チップ４の各受光素子４ａ、４ｂの検出出力を明確に変化させるという作用をもたらす。これにより、各受光素子４ａ、４ｂの検出出力の変化に基づく移動物体１１の移動及び移動方向の検出精度が向上し、検出が容易になる。
【００６６】
更に、各コリメートレンズ６ａ、７ａの光学特性を受光チップ４の各受光素子４ａ、４ｂの受光領域面積に応じて設定し、各受光素子４ａ、４ｂの受光領域面積を同一にしているので、これによっても移動物体１１の移動及び移動方向の検出精度が向上し、検出が容易になる。
【００６７】
図７は、発光チップ３の発光素子３ａ、受光チップ４の各受光素子４ａ、４ｂ、及び受光チップ４の演算回路４ｃを示すブロック図である。受光チップ４は、各受光素子４ａ、４ｂだけではなく、演算回路４ｃをも含んでいる。この演算回路４ｃは、周知のロジック回路を組み合わせたり、プロセッサーを用いることにより実現されるものである。
【００６８】
受光チップ４の演算回路４ｃは、電圧端子４ｄを通じて電力供給を受けて動作しており、発光チップ３の発光素子３ａに発光駆動信号を加えて、発光素子３ａを発光させたり、受光チップ４の各受光素子４ａ、４ｂの検出出力の変化を監視して、移動物体１１の移動及び移動方向を検出し、この検出結果を示す電圧信号Ｖoutを出力端子４ｅから出力する。
【００６９】
より詳しくは、受光チップ４の演算回路４ｃは、発光チップ３の発光素子３ａに発光駆動信号を加えつつ、受光チップ４の各受光素子４ａ、４ｂ別に、該発光駆動信号のタイミングで受光素子の検出出力をサンプリングし、このサンプリングした受光素子の検出出力が複数回連続して一致したときに、受光素子の検出出力を確定する。そして、演算回路４ｃは、その確定した各受光素子４ａ、４ｂの検出出力の変化順序に基づいて移動物体１１の移動及び移動方向を検出する。
【００７０】
例えば、図８に示す様に演算回路４ｃから発光チップ３の発光素子３ａへと発光駆動信号が繰り返し加えられて、その度に発光チップ３の発光素子３ａから光信号が出射されている。ここでは、時点ｔ1までの期間は移動物体１１が移動物体検出フォトインタラプタ１の前方に到達しておらず、発光チップ３からの光信号が移動物体１１で反射されることはなく、受光チップ４の各受光素子４ａ、４ｂのいずれにも光信号が入射することはなく、各受光素子４ａ、４ｂの検出出力がローレベルに維持されている。この時点ｔ1までの期間中、演算回路４ｃは、各受光素子４ａ、４ｂ別に、発光駆動信号に同期して受光素子の検出出力をサンプリングし、このサンプリングした受光素子の検出出力が３回連続してローレベルになったときから該受光素子の検出出力のローレベルを確定している。
【００７１】
また、時点ｔ1からは移動物体１１が移動物体検出フォトインタラプタ１の前方に到達して、発光チップ３からの光信号が移動物体１１で反射され、受光チップ４の各受光素子４ａ、４ｂの少なくとも一方に光信号が入射し、光信号が入射した受光素子の検出出力がハイレベルになる。このとき、演算回路４ｃは、各受光素子４ａ、４ｂ別に、発光駆動信号に同期して受光素子の検出出力をサンプリングし、このサンプリングした受光素子の検出出力が３回連続してハイレベルとなった時点ｔ2より該受光素子の検出出力のハイレベルを確定する。
【００７２】
更に、移動物体１１が受光素子の前方を通過してしまい、移動物体１１で反射された光信号が該受光素子に入射しなくなり、該受光素子の検出出力がローレベルになったときには、発光駆動信号に同期してサンプリングした該受光素子の検出出力が３回連続してローレベルとなり、この時点より該受光素子の検出出力のローレベルが確定されることになる。
【００７３】
ここで、移動物体１１が移動方向Ｄに移動して移動物体検出フォトインタラプタ１の前方に到達したときには、図６のグラフに示す様に、まず受光素子４ａの検出出力がハイレベルとなり、引き続いて受光素子４ｂの検出出力がハイレベルとなる。従って、演算回路４ｃは、発光駆動信号のタイミングで各受光素子４ａ、４ｂの検出出力をサンプリングしつつ、まず受光素子４ａの検出出力が３回連続してハイレベルになると、この３回連続してハイレベルとなった時点より受光素子４ａの検出出力のハイレベルを確定し、引き続いて受光素子４ｂの検出出力が３回連続してハイレベルになると、この３回連続してハイレベルとなった時点より受光素子４ｂの検出出力のハイレベルを確定することになる。
【００７４】
そして、演算回路４ｃは、各受光素子４ａの検出出力がハイレベルとなり、この後に受光素子４ｂの検出出力がハイレベルになったことから、移動物体１１が移動方向Ｄに移動していることを検出し、この検出結果を示す電圧信号Ｖoutを出力端子４ｅから出力する。
【００７５】
この後、移動物体１１が移動方向Ｄに移動して移動物体検出フォトインタラプタ１の前方を通り過ぎたときには、図６のグラフに示す様に、まず受光素子４ａの検出出力がローレベルとなり、引き続いて受光素子４ｂの検出出力がローレベルとなる。従って、演算回路４ｃは、発光駆動信号のタイミングで各受光素子４ａ、４ｂの検出出力をサンプリングしつつ、まず受光素子４ａの検出出力が３回連続してローレベルになると、この３回連続してローレベルとなった時点より受光素子４ａの検出出力のローレベルを確定し、引き続いて受光素子４ｂの検出出力が３回連続してローレベルになると、この３回連続してローレベルとなった時点より受光素子４ｂの検出出力のローレベルを確定することになる。
【００７６】
そして、演算回路４ｃは、まず受光素子４ａの検出出力がローレベルとなり、この後に受光素子４ｂの検出出力がローレベルになったことから移動物体検出フォトインタラプタ１の前方に移動物体１１が存在しないことを検出し、この検出結果を示す電圧信号Ｖoutを出力端子４ｅから出力する。
【００７７】
次に、移動物体１１が移動方向Ｄとは逆方向に移動して移動物体検出フォトインタラプタ１の前方に到達したときには、まず受光素子４ｂの検出出力がハイレベルとなり、引き続いて受光素子４ａの検出出力がハイレベルとなる。従って、演算回路４ｃは、まず受光素子４ａの検出出力が３回連続してハイレベルになると、この時点より受光素子４ｂの検出出力のハイレベルを確定し、引き続いて受光素子４ａの検出出力が３回連続してハイレベルになると、この時点より受光素子４ａの検出出力のハイレベルを確定する。そして、演算回路４ｃは、各受光素子４ａ、４ｂの検出出力がハイレベルとなった順序に基づいて移動物体１１が移動方向Ｄとは逆方向に移動していることを検出し、この検出結果を示す電圧信号Ｖoutを出力端子４ｅから出力する。
【００７８】
この後、移動物体１１が移動方向Ｄとは逆方向に移動して移動物体検出フォトインタラプタ１の前方を通り過ぎたときには、まず受光素子４ｂの検出出力がローレベルとなり、引き続いて受光素子４ａの検出出力がローレベルとなる。このとき、演算回路４ｃは、まず受光素子４ｂの検出出力が３回連続してローレベルになると、この受光素子４ｂの検出出力のローレベルを確定し、引き続いて受光素子４ａの検出出力が３回連続してローレベルになると、この受光素子４ａの検出出力のローレベルを確定することになる。そして、演算回路４ｃは、各受光素子４ａの検出出力が順次ローレベルとなったことから移動物体検出フォトインタラプタ１の前方に移動物体１１が存在しないことを検出し、この検出結果を示す電圧信号Ｖoutを出力端子４ｅから出力する。
【００７９】
この様に受光チップ４の各受光素子４ａ、４ｂ別に、発光駆動信号のタイミングで受光素子の検出出力をサンプリングし、このサンプリングした受光素子の検出出力が３回連続して一致したときに、受光素子の検出出力を確定し、この確定した各受光素子４ａ、４ｂの検出出力の変化順序に基づいて移動物体１１の移動及び移動方向を検出し、この検出結果を出力している。
【００８０】
一方、受光チップ４の演算回路４ｃは、発光駆動信号のタイミングで受光素子の検出出力をサンプリングしても、このサンプリングした受光素子の検出出力が複数回連続して一致しなければ、受光素子の検出出力を確定しない。
【００８１】
例えば、図９（ａ）に示す様な発光駆動信号に同期しない外乱光が受光チップ４の各受光素子４ａ、４ｂに入射しているものとすると、演算回路４ｃは、各受光素子４ａ、４ｂ別に、発光駆動信号に同期して受光素子の検出出力をサンプリングしても、このサンプリングした受光素子の検出出力が３回連続してハイレベルになったり、３回連続してローレベルになることはないので、受光素子の検出出力を確定することはない。
【００８２】
あるいは、図９（ｂ）に示す様な発光駆動信号に同期する外乱光であっても、発光駆動信号よりも一定幅以上の外乱光であれば、受光素子の検出出力を確定することはない。演算回路４ｃは、受光素子の検出出力をサンプリングし、このサンプリングした検出出力が一定幅以上であると、受光素子の検出出力が３回連続して一致しても、この検出出力を確定しない。
【００８３】
図９（ａ）もしくは（ｂ）に示す様な発光駆動信号から外れたタイミングの外乱光が受光素子に入射した際に、演算回路４ｃは、発光駆動信号に同期して受光素子の検出出力をサンプリングしても、このサンプリングした受光素子の検出出力レベルが３回連続して一致しなかったり、受光素子の検出出力が一定幅以上になることから、受光素子の検出出力を確定せず、以前の検出結果を示す電圧信号Ｖoutを維持する。あるいは、この以前の検出結果を維持する代わりに、移動物体１１の検知不可もしくは非検知を示す電圧信号Ｖoutを出力端子４ｅから出力する。
【００８４】
これにより、外乱光の影響を受けることなく、発光素子３から出射されて移動物体１１で反射された光を検出して、移動物体１１の移動を検出することができる。
【００８５】
以上説明した様に本実施形態の移動物体検出フォトインタラプタ１では、発光チップ３の１つの発光素子と受光チップ４の２つの受光素子４ａ、４ｂの組み合わせにより、移動物体１１の有無だけではなく、移動もしくは移動方向をも検出することができ、従来の様に２組の発光素子と受光素子を用いる場合と比較すると、発光素子の個数が減る。この発光素子の個数の減少に伴い、１つの発光素子、２つの受光素子、及び演算回路４ｃを一体化しても、この移動物体検出フォトインタラプタ１の大型化を抑えることができ、この移動物体検出フォトインタラプタ１の一体化を容易に図ることができる。このため、部品点数の増加、構造の複雑化、設計の複雑化、設置スペースの増大、組立及び調整作業の複雑化、コストの増大等を抑えることができる。
【００８６】
ところで、上記実施形態では、各受光素子４ａ、４ｂの検出出力がハイレベルとなった順序、つまり各受光素子４ａ、４ｂの受光開始タイミングの差に基づいて移動物体１１の移動方向Ｄを検出しているが、更に、各受光素子４ａ、４ｂの受光開始タイミングの差が規定値以上であるときにだけ、移動物体１１の移動及び移動方向を検出しても良い。
【００８７】
また、各受光素子４ａ、４ｂの受光開始タイミングの差が規定範囲に入るときにだけ、移動物体１１の移動及び移動方向を検出しても良い。この場合は、一定の速度範囲で移動している移動物体１１の移動及び移動方向のみが検出されることになる。
【００８８】
更に、各受光部４ａ、４ｂの受光開始タイミングの順序が規定の順序に一致するときにだけ、移動物体１１の移動を検出しても良い。この場合は、移動物体１１の一方向の移動のみを検出し、逆方向の移動を検出しないことになる。
【００８９】
また、これまでの説明では、受光チップ４の各受光素子４ａ、４ｂの検出出力がハイレベルになったときに移動物体１１の移動及び移動方向を検出しているが、受光チップ４の各受光素子４ａ、４ｂの検出出力がローレベルになったときでも、その様な検出が可能である。
【００９０】
例えば、移動物体１１が移動方向Ｄに移動して移動物体検出フォトインタラプタ１の前方を通り過ぎたときには、図６のグラフに示す様に、まず受光素子４ａの検出出力がローレベルとなり、引き続いて受光素子４ｂの検出出力がローレベルとなる。そこで、演算回路４ｃは、発光駆動信号のタイミングで各受光素子４ａ、４ｂの検出出力をサンプリングしつつ、まず受光素子４ａの検出出力が３回連続してローレベルになると、この３回連続してローレベルとなった時点より受光素子４ａの検出出力のローレベルを確定し、引き続いて受光素子４ｂの検出出力が３回連続してローレベルになると、この３回連続してローレベルとなった時点より受光素子４ｂの検出出力のローレベルを確定する。
【００９１】
そして、演算回路４ｃは、まず受光素子４ａの検出出力がローレベルとなり、この後に受光素子４ｂの検出出力がローレベルになったことから、移動物体１１が移動方向Ｄに移動したことを検出し、この検出結果を示す電圧信号Ｖoutを出力端子４ｅから出力する。
【００９２】
各受光素子４ａ、４ｂの検出出力がローレベルとなった順序、つまり各受光素子４ａ、４ｂの受光終了タイミングの順序に基づいて移動物体１１の移動方向Ｄを検出するだけではなく、各受光素子４ａ、４ｂの受光終了タイミングの差を求め、この受光終了タイミングの差が規定値以上であるときにだけ、移動物体１１の移動及び移動方向を検出しても良い。
【００９３】
また、各受光素子４ａ、４ｂの受光終了タイミングの差が規定範囲に入るときにだけ、移動物体１１の移動及び移動方向を検出しても良い。この場合は、一定の速度範囲で移動している移動物体１１の移動及び移動方向のみが検出されることになる。
【００９４】
更に、各受光部４ａ、４ｂの受光終了タイミングの順序が規定の順序に一致するときにだけ、移動物体１１の移動を検出しても良い。この場合は、移動物体１１の一方向の移動のみを検出し、逆方向の移動を検出しないことになる。
【００９５】
また、各受光素子４ａ、４ｂの受光開始タイミング及び受光終了タイミングを求め、これらの受光開始タイミング及び受光終了タイミングに基づいて移動物体１１の移動及び移動方向を検出しても良い。例えば、各受光素子４ａ、４ｂの受光開始タイミングの順序及び受光終了タイミングの順序が一致したときにだけ、この順序に基づいて移動物体１１の移動方向を検出する。これにより、移動物体１１の移動方向の検出精度を向上させることができる。
【００９６】
また、受光チップ４の各受光素子４ａ、４ｂとして、より小さなサイズの複数の受光領域（受光素子）を含むものを適合し、各受光素子４ａ、４ｂ別に、このより小さなサイズの各受光領域の検出出力を平均化しても良い。これにより、各受光素子４ａ、４ｂの受光量に対する検出出力のバラツキを抑えることができる。
【００９７】
尚、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、多様に変形することができる。例えば、発光素子及び受光素子として、種々の素子を適用することができる。また、発光駆動信号の立ち上がり及び立下りのいずれのタイミングで受光素子の検出出力をサンプリングしても良い。更に、受光素子の検出出力のレベルが３回連続して一致したときに該受光素子の検出出力のレベルを確定しているが、その連続回数を適宜に変更しても良い。
【００９８】
また、本発明は、移動物体検出フォトインタラプタだけではなく、この移動物体検出フォトインタラプタを適用した電子機器をも包含する。電子機器としては、複写機等のＯＡ機器、ＦＡ機器、一般家電機器等がある。
【００９９】
この様な電子機器においても、上記本発明の移動物体検出フォトインタラプタと同様の作用及び効果を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】本発明の移動物体検出フォトインタラプタの一実施形態を示す側面図である。
【図２】図１の移動物体検出フォトインタラプタを示す断面図である。
【図３】図１の移動物体検出フォトインタラプタを示す平面図である。
【図４】図１の移動物体検出フォトインタラプタにおける受光チップを示す平面図である。
【図５】図１の移動物体検出フォトインタラプタにおけるリードフレーム上の発光チップ及び受光チップを示す平面図である。
【図６】図１の移動物体検出フォトインタラプタの前方を移動物体が移動するときの、受光チップの各受光素子の検出出力変化を示すグラフである。
【図７】図１の移動物体検出フォトインタラプタにおける発光チップの発光素子、受光チップの各受光素子、及び演算回路を示すブロック図である。
【図８】図１の移動物体検出フォトインタラプタにおける発光素子の発光駆動信号と光信号、及び演算回路の検出出力等を示すタイミングチャートである。
【図９】（ａ）及び（ｂ）は、図１の移動物体検出フォトインタラプタにおける発光素子の発光駆動信号、外乱光、及び演算回路の検出出力等を示すタイミングチャートである。
【図１０】２つのセンサを並設した従来装置を示す平面図である。
【図１１】図１０の装置を示す正面図である。
【図１２】図１０の装置における各センサの検出出力を示すグラフである。
【符号の説明】
【０１０１】
１  移動物体検出フォトインタラプタ
２  リードフレーム
３  発光チップ
４  受光チップ
４ａ、４ｂ  受光素子
５  ワイヤー
６、７  透光性樹脂
８  遮光性樹脂ケース
９  コネクタ
１０  透光性樹脂ケース
１１  移動物体
【図１】
2007201170.tif 000003
【図２】
2007201170.tif 000004
【図３】
2007201170.tif 000005
【図４】
2007201170.tif 000006
【図５】
2007201170.tif 000007
【図６】
2007201170.tif 000008
【図７】
2007201170.tif 000009
【図８】
2007201170.tif 000010
【図９】
2007201170.tif 000011
【図１０】
2007201170.tif 000012
【図１１】
2007201170.tif 000013
【図１２】
2007201170.tif 000014