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公開番号2025015738
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-30
出願番号2024200840,2020014059
出願日2024-11-18,2020-01-30
発明の名称光検出ユニット
出願人株式会社キーエンス
代理人弁理士法人前田特許事務所
主分類H01H 35/00 20060101AFI20250123BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】光検出ユニットの光導波路を薄いスペースに通したり、薄いスペースに設置できるようにする。
【解決手段】光検出ユニット400は、水平方向に幅広のシート状をなし、コアとクラッドとを有し、コアとクラッドとが鉛直方向に層状に設けられる光導波路410、420と、光学式センサの投光用接続部または受光用接続部に対して着脱自在に取り付けられるコネクタ部500とを備えている。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
検出光を検出領域に向けて投光する発光素子と、
前記検出領域からの前記検出光を受光する受光素子と、
前記発光素子に光結合するための投光用穴と、
前記受光素子に光結合するための受光用穴と、
前記受光素子で生成された受光信号としきい値とを比較して比較結果を示す検出信号を生成する信号生成部と、を有する光学式センサの前記投光用穴または前記受光用穴に対して挿抜可能に接続される光検出ユニットであって、
第１端部と第２端部との間を導光し幅寸法が厚み寸法に比べて長く設定された幅広のシート状をなし、コアと、前記コアを囲むクラッドとを有し、前記コアと前記クラッドとが厚み方向に層状に設けられ、前記第１端部が前記光学式センサの前記発光素子または前記受光素子に光結合されるように前記投光用穴または前記受光用穴に接続され、前記第２端部が投光端または受光端として、前記検出領域に光を投光または前記検出領域から前記光を受光する光導波路と、
前記光導波路の前記第１端部が接続され、前記光導波路の前記第１端部を前記光学式センサの前記投光用穴または前記受光用穴に対して光学的に直接または間接に接続するとともに、前記投光用穴または前記受光用穴に対して着脱自在に取り付けられるコネクタ部と、
を有し、
前記光導波路に、当該光導波路を固定するための穴が設けられている光検出ユニット。
続きを表示（約 1,600 文字）【請求項２】
請求項１に記載の光検出ユニットにおいて、
前記コネクタ部は、前記投光用穴または前記受光用穴に対して挿入される凸部を有している光検出ユニット。
【請求項３】
請求項２に記載の光検出ユニットにおいて、
前記凸部の先端面に、前記光導波路の前記第１端部が露出しており、
前記凸部は、前記投光用穴または前記受光用穴に対して挿入された状態で、前記発光素子の光出射面または前記受光素子の受光面の中心位置に前記第１端部を位置決めする光検出ユニット。
【請求項４】
請求項１に記載の光検出ユニットにおいて、
前記光導波路は、前記光学式センサの前記投光用穴に接続され、前記第２端部が投光端として前記検出領域に前記光を投光する投光用光導波路と、前記光学式センサの前記受光用穴に接続され、前記第２端部が受光端として前記検出領域から前記光を受光する受光用光導波路とを含み、
前記コネクタ部は、前記投光用光導波路の前記第１端部に接続され、前記投光用穴に挿抜可能に光結合される投光側光ファイバと、前記受光用光導波路の前記第１端部に接続され、前記受光用穴に挿抜可能に光結合される受光側光ファイバとを一体的に束ねる光検出ユニット。
【請求項５】
請求項４に記載の光検出ユニットにおいて、
前記投光側光ファイバ及び前記受光側光ファイバは、複数の光ファイバ線を束ねたバンドル光ファイバである光検出ユニット。
【請求項６】
請求項５に記載の光検出ユニットにおいて、
前記投光側光ファイバにおける前記投光用光導波路との接続側は、当該投光側光ファイバを構成している前記複数のファイバ線が前記投光用光導波路の幅方向に並んで配置されている光検出ユニット。
【請求項７】
請求項６に記載の光検出ユニットにおいて、
前記投光側光ファイバと、前記投光用光導波路との間には、当該投光用光導波路の幅方向に長いロッドレンズ、透明弾性材または透明接着材が設けられている光検出ユニット。
【請求項８】
筐体内の発光素子に光学的に結合される投光用穴と、
前記筐体内の受光素子に光学的に結合される受光用穴と、を有する光学式センサに挿抜可能に接続される光検出ユニットであって、
センサ側端部が前記投光用穴に光学的に結合され、検出端が検出領域に向けて検出光を投光するよう配置され、前記検出光が通るコアとその周囲を囲うクラッドを有するシート状の第１光導波路と、
センサ側端部が前記受光用穴に光学的に結合され、検出端が前記検出領域からの前記検出光を受光するよう配置され、前記検出光が通るコアとその周囲を囲うクラッドを有するシート状の第２光導波路と、
前記第１光導波路と前記第２光導波路を一体化するコネクタ部と、
前記コネクタ部に設けられ、前記第１光導波路の前記センサ側端部の周囲を囲む円形断面を有し、前記投光用穴と同一の大きさの投光側凸部と、
前記コネクタ部に設けられ、前記第２光導波路の前記センサ側端部の周囲を囲む円形断面を有し、前記受光用穴と同一の大きさの受光側凸部と、
を有し、
前記第１光導波路および前記第２光導波路に、当該第１光導波路および当該第２光導波路を固定するための穴が設けられている光検出ユニット。
【請求項９】
請求項８に記載の光検出ユニットにおいて、
前記投光側凸部の外径は、前記第１光導波路の厚み寸法よりも大きく設定されている光検出ユニット。
【請求項１０】
請求項８に記載の光検出ユニットにおいて、
前記投光側凸部および前記受光側凸部は、光ファイバである光検出ユニット。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光素子及び受光素子を有する光学式センサに接続される光検出ユニットに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、検出領域に照射する検出光を生成する発光素子と、検出領域からの検出光を受光する受光素子とを備え、受光素子で生成された受光信号としきい値とを比較してその比較結果として物品の有無等に関する信号を出力するように構成された光検出ユニットが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この種の光検出ユニットを用いて光検出を行う際には、発光素子に接続される発光側の光ファイバと、受光素子に接続される受光側の光ファイバとを有する光検出ユニットが一般的に使用される。特許文献１の光検出ユニットを構成している光ファイバは、複数の光ファイバ線を束ねたバンドル光ファイバからなるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許第４１７７１７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１の光ファイバのように複数の光ファイバ線を束ねたバンドル光ファイバの場合、その構造上、光ファイバの外径は、当該光ファイバを構成している光ファイバ線の線径の数倍以上になることは避けられなかった。
【０００６】
しかしながら、光検出ユニットの光ファイバは、例えば部品と部品との間が狭くて薄いスペースしか確保できないところを通したり、そのような薄いスペースに設置したい場合がある。これらの場合、特許文献１のバンドル光ファイバでは、外径が大きくて対応が困難であった。
【０００７】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、光検出ユニットの光導波路を薄いスペースに通したり、薄いスペースに設置できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本開示の第１の側面では、検出光を検出領域に向けて投光する発光素子と、前記検出領域からの検出光を受光する受光素子と、前記発光素子に光結合するための投光用接続部と、前記受光素子に光結合するための受光用接続部と、前記受光素子で生成された受光信号としきい値とを比較して比較結果を示す検出信号を生成する信号生成部と、を有する光学式センサに接続される光検出ユニットを前提としている。
【０００９】
光検出ユニットは、光導波路とコネクタ部とを有している。光導波路は、第１端部と第２端部との間を導光し水平方向に幅広のシート状をなし、コアと、前記コアを囲むクラッドとを有し、前記コアと前記クラッドとが鉛直方向に層状に設けられ、前記第１端部が前記光学式センサの前記発光素子または前記受光素子に光結合されるように投光用接続部または受光用接続部に接続され、前記第２端部が投光端または受光端として、検出領域に光を投光または検出領域から光を受光する部材である。コネクタ部は、前記光導波路の前記第１端部が接続され、前記光導波路の前記第１端部を前記光学式センサの前記投光用接続部または前記受光用接続部に対して直接または間接に、光学的に接続するとともに、前記投光用接続部または前記受光用接続部に対して着脱自在に取り付けられる部材である。
【００１０】
この構成によれば、光導波路が水平方向に幅広のシート状をなしており、鉛直方向に層状に設けられたコアとクラッドとを有しているので、光導波路を薄くしながら、光導波路の光量を確保することが可能になる。光導波路の第１端部がコネクタ部により光学式センサの投光用接続部または受光用接続部に対して接続することができる。コネクタ部は、投光用接続部または受光用接続部に対して着脱自在に取り付けられているので、必要に応じて光検出ユニットを光学式センサに接続することや、光検出ユニットの交換等が容易になる。
（【００１１】以降は省略されています）

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