CN102565802A

CN102565802A - 反射型光电传感器及其制造方法

Info

Publication number: CN102565802A
Application number: CN2011104015271A
Authority: CN
Inventors: 宇野真武
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2010-12-08
Filing date: 2011-12-06
Publication date: 2012-07-11
Also published as: JP2012122858A; JP5756912B2

Abstract

本发明的目的是提供一种反射型光电传感器及其制造方法，能够防止粘接剂流出，灵敏度高且可靠性高。反射型光电传感器具有：发光元件(3)；投光透镜(1)，与发光元件(3)相对设置；受光元件(4)，接收来自发光元件(3)的出射光被检测对象反射的反射光；受光透镜(2)，与受光元件(4)相对设置；主电路部(5)，根据来自受光元件(4)的输出信号进行信号处理；以及构造体(6)，固定投光透镜(1)及受光透镜(2)中的至少一个。并且，该构造体(6)具有：供给部(11)，向连接部(B)供给粘接剂(P)；和引导部(6g)，向连接部(B)引导从供给部(11)供给的粘接剂(P)。

Description

反射型光电传感器及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种反射型光电传感器及其制造方法，尤其涉及具有发光元件和接收从该发光元件出射的光被检测对象反射后的光的受光元件的反射型光电传感器。

背景技术

图18表示现有的反射型光电传感器的结构剖视图。现有的反射型光电传感器具有：投光透镜1；发光元件3，经由该投光透镜1出射光；受光透镜2；受光元件4，接收经由该受光透镜2进入的光；以及构造体(传感器主体)6，保持安装有发光元件3和受光元件4且构成主电路部5的基板。

作为发光元件3，使用流过电流时发光的LED元件等，作为受光元件4，使用根据受光面上的入射光的位置而输出变化的PSD(位置检测元件)、二分割光电二极管(二分割PD)等。在构造体6上安装有滤波器7及盖8。

在上述结构的反射型光电传感器中，使用三角测距的原理。即，如图19所示，从发光元件3出射的红外光等光通过投光透镜1聚光，通过投光透镜1聚光的光被检测物体反射，该反射光通过受光透镜2聚光，通过该受光透镜2聚光的光由受光元件4接收，则表示为三角形的形状的La表示传感器的可检测距离。实际上，发光元件3和受光元件4在基板上安装固定为具有预定的分离距离。

因此，若投光透镜1与受光透镜2的分离距离增大，则传感器的可检测距离增大。而若投光透镜1与受光透镜2的分离距离减小，则传感器的可检测距离减小。例如，在图20所示的传感器的投光透镜1与受光透镜2的分离距离小于图19所示的传感器的分离距离的情况下，图20所示的传感器的可检测距离Lb小于图19所示的可检测距离La。通过这样改变投光透镜1与受光透镜2的分离距离，能够调整传感器的可检测距离(以下还称为有效检测距离)。

然而，若透镜不固定则传感器的有效检测距离变动，因此通过投光透镜及受光透镜调整传感器的可检测距离之后粘接固定，以防止传感器的可检测距离变动。因此，实际使用时由于周边的障碍物的影响而要变更传感器的可检测距离时也无法进行变更。因此，产生与传感器设置场所的周边的障碍物相关的制约条件。

因此，为了能够应对传感器的可检测距离变化的期望，提出了能够变更透镜位置的各种反射型光电开关、传感器(例如专利文献1-6)。

在专利文献1中，提出了具有调节单元的反射型光电开关，上述调节单元用于改变光学系统和发光元件及受光元件的相对位置关系而变更可检测区域。

在专利文献2中，在投光侧支架及受光侧支架的任一方设置旋转传递部件，通过主体壳体抵挡弹簧的一端，通过旋转传递部件将螺钉的旋转变更为直线运动，使投光侧支架及受光侧支架的任一方位移。

此外，专利文献3至6也提出了调整发光元件和受光元件的位置关系的支撑结构。

专利文献1：日本特开昭63-55827号公报

专利文献2：日本实开昭63-187238号公报

专利文献3：日本特许昭62-070709号公报

专利文献4：日本特开昭60-080710号公报

专利文献5：日本特开昭54-164267号公报

专利文献6：日本特开平10-062160号公报

在专利文献1及2的例子中，通过螺钉的旋转使保持部件移动，移动时透镜的支撑也不充分，无法避免透镜的倾斜及位置偏离，因此存在难以确保足够的可检测范围(可检测距离)的问题。

此外，在专利文献3至6的例子中，也存在难以处理或无法扩大足够的可检测距离等问题。

此外，优选的是，一旦确定可检测距离后固定透镜。若透镜不固定则传感器的可检测距离变动，因此需要粘接固定各透镜，防止传感器的可检测距离变动。因此，在图18-20所示的结构中，在构造体6上固定透镜1、2的情况下，在构造体6上涂布粘接剂并固定透镜1、2。此时，如图21所示存在粘接剂P不仅附着于构造体6与透镜1、2接触的部分，还容易附着于透镜表面的受光区域A_r的问题。因此，存在随着透过透镜的光量下降而传感器灵敏度下降或视质下降等问题。

上述的粘接剂附着的问题，不仅在现场调整并固定透镜间距离的方式中是如此，在制造时进行固定的方式中也同样。

发明内容

本发明是鉴于上述情况而做出的，其目的在于提供一种反射型光电传感器及其制造方法，能够防止粘接剂向透镜表面的受光区域流出，灵敏度高且可靠性高。

因此，本发明涉及的一种反射型光电传感器，具有：发光元件；投光透镜，与上述发光元件相对设置；受光元件，接收来自上述发光元件的出射光被检测对象反射的反射光；受光透镜，与上述受光元件相对设置；主电路部，根据来自上述受光元件的输出信号进行信号处理；以及构造体，具有固定上述投光透镜及上述受光透镜中的至少一个透镜的连接部，上述构造体具有：供给部，向上述连接部供给粘接剂；和引导部，向上述连接部引导从上述供给部供给的上述粘接剂。

此外，本发明在上述反射型光电传感器中，上述引导部及上述透镜的周缘部中的任一方具有与上述供给部连通的凹槽。

此外，本发明在上述反射型光电传感器中，上述引导部在上述供给部处在铅直方向的位置最高。

此外，本发明在上述反射型光电传感器中，上述投光透镜及上述受光透镜均在其两侧面具有凸缘部，上述构造体具有插通上述凸缘部的槽部，上述引导部具有凹槽，该凹槽与上述槽部连通，并且与上述供给部连通，且沿着上述凸缘部，上述投光透镜及上述受光透镜通过上述凸缘部以上述粘接剂固定于上述构造体。

此外，本发明在上述反射型光电传感器中，上述凹槽横跨上述凸缘部的长度方向整体而形成。

此外，本发明在上述反射型光电传感器中，上述凹槽的剖面积大于上述凸缘部，以与上述凸缘部之间具有间隙。

此外，本发明在上述反射型光电传感器中，上述凹槽构成为随着从上述供给部离开而深度变深。

此外，本发明在上述反射型光电传感器中，上述槽部与上述供给部连通，被配置于插通上述凸缘部的位置，以兼用作上述凹槽。

本发明的一种反射型光电传感器的制造方法，包括以下工序：在上述构造体上安装上述投光透镜及上述受光透镜中的至少一个；和从上述供给部填充上述粘接剂，并使上述粘接剂固化，从而在上述构造体上固定上述投光透镜及上述受光透镜中的至少一个。

根据本发明的反射型光电传感器及其制造方法，由于构造体具有：供给部，向连接部供给粘接剂；和引导部，向连接部引导从供给部供给的粘接剂，因此，能够防止粘接剂由于流出而附着于透镜表面的受光区域，能够抑制随着透过透镜的光量下降而传感器灵敏度下降或视质下降。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的反射型光电传感器的图，图1(a)是俯视图，图1(b)是侧视图。

图2是表示本发明的实施方式1的反射型光电传感器的透镜安装前的构造体的图，图2(a)是俯视图，图2(b)是侧视图。

图3是图2(a)的A-A剖视图，是表示本发明的实施方式1的反射型光电传感器中的粘接剂用的供给部及引导部和粘接剂的流动的说明图。

图4是本发明的实施方式1的反射型光电传感器的分解透视图。

图5是本发明的实施方式1的反射型光电传感器的主要部分剖视图，图5(a)表示图4的p-p剖面，图5(b)表示图4的q-q剖面。

图6是表示本发明的实施方式1的反射型光电传感器的检测距离的说明图。

图7是表示本发明的实施方式1的反射型光电传感器的检测距离的说明图。

图8是本发明的实施方式1的反射型光电传感器的连接部B的主要部分放大图。

图9是表示本发明的实施方式1的反射型光电传感器的连接部B的变形例的主要部分放大图。

图10是本发明的实施方式2的反射型光电传感器的主要部分放大剖视图。

图11是本发明的实施方式3的反射型光电传感器的主要部分放大剖视图。

图12是表示本发明的实施方式4的反射型光电传感器的透镜安装前的构造体的图，图12(a)是俯视图，图12(b)是侧视图。

图13是图12的A-A剖视图，是表示本发明的实施方式4的反射型光电传感器中的粘接剂用的供给部及引导部和粘接剂的流动的说明图。

图14是本发明的实施方式4的反射型光电传感器的主要部分放大剖视图。

图15是表示本发明的实施方式4的反射型光电传感器的透镜安装前的构造体的变形例的图。

图16是表示本发明的实施方式5的反射型光电传感器的透镜安装前的构造体的图，图16(a)是俯视图，图16(b)是侧视图。

图17是图16的A-A剖视图，是表示本发明的实施方式5的反射型光电传感器中的粘接剂用的供给部11及引导部和粘接剂的流动的说明图。

图18是现有例的反射型光电传感器的剖视图。

图19是现有例的反射型光电传感器的剖视图。

图20是现有例的反射型光电传感器的剖视图。

图21是现有例的反射型光电传感器的剖视图。

具体实施方式

以下参照附图详细说明本发明的实施方式涉及的反射型光电传感器。

(实施方式1)

图1(a)及图1(b)是本发明的实施方式1的反射型光电传感器的俯视图及侧视图。图2(a)及图2(b)是本发明的实施方式1的反射型光电传感器的透镜安装前的构造体的俯视图及侧视图。图3是表示本发明的实施方式1的反射型光电传感器中的粘接剂用的供给部11及引导部和粘接剂的流动的说明图。此外，图3是图2(a)的A-A剖视图。图4及图5表示本发明的实施方式1的反射型光电传感器的分解透视图及主要部分剖视图。图5(a)表示图4的p-p剖面，图5(b)表示图4的q-q剖面。图6及图7表示本发明的实施方式1的反射型光电传感器的检测距离的调整原理。图8表示连接部B的主要部分放大图。

在该反射型光电传感器中，将投光透镜1及受光透镜2并列设置于聚碳酸酯制的构造体6。并且，该构造体6具有向连接部B供给粘接剂的供给部11和向连接部B引导从该供给部供给的粘接剂的引导部6g。该引导部6g构成与供给部11连通的凹槽，该凹槽兼用作插通投光透镜1及受光透镜2的周缘部的凸缘部1a、2a的用于定位的槽部。并且，粘接剂流入该凹槽。

该引导部6g在构造体6的相对向的位置彼此平行。

并且，投光透镜1及受光透镜2以能够沿着由该引导部6g构成的槽部滑动的方式插入于该槽部。并且，调整投光透镜1及受光透镜2的距离，在传感器的可检测距离调整为所希望的距离的状态下，投光透镜1和受光透镜2通过粘接剂固定于构造体6。

另一方面，该投光透镜1及受光透镜2均在其两侧面具有凸缘部1a、2a。并且，通过在该引导部6g插通该凸缘部1a、2a，不旋转地保持平行的姿势角和位置。另外，在本发明的实施方式中说明如下情况，能够沿着该引导部6g将受光透镜2在基线长度方向上位移，从而调整投光透镜1与受光透镜2的距离，在调整了传感器的可检测距离的状态下通过粘接剂固定投光透镜1及受光透镜2。

并且，与投光透镜1相对地设置有具有红外线发光元件的发光元件3。此外，与受光透镜2相对地设置有接收来自发光元件3的光的受光元件4。

此外，发光元件3和根据来自受光元件4的输出信号进行信号处理的主电路部5被安装在同一电路基板上，构成基板块。

主电路部5从来自受光元件4的输出信号通过基于三角测距方式的测距结果，判断是否有障碍物，主电路部5被安装在电路基板上构成基板块。

进而，在反射型光电传感器的表面设置有使红外光透过的滤波器7，在反射型光电传感器的背面形成有覆盖该背面的盖8。

并且，在投光透镜1及受光透镜2定位后，从供给部(供给口)11供给粘接剂P，通过引导部6g填充所希望的区域，投光透镜1及受光透镜2固定于构造体6。

这样，能够沿着设置于构造体6的引导部6g，使投光透镜1及受光透镜2的凸缘部1a、2a移动而进行定位。并且，在投光透镜1及受光透镜2定位后，投光透镜1及受光透镜2通过粘接剂P固定。从而，投光透镜1及受光透镜2插入于对应的引导部6g，并在构造体6内在基线长度方向上移动且维持姿势角而被定位。并且，由于有引导部6g，因此粘接剂不会向成为透镜的受光区域的区域即有效区域流出，而被供给到粘接部即引导部6g的内壁。

例如在受光透镜2位于图6所示的位置时，可检测距离即从反射型光电传感器的滤波器7到检测对象的可检测距离为La。

该情况下，如图7所示受光透镜2向方向A移动时，可检测距离即从反射型光电传感器的滤波器7到检测对象的可检测距离为Lb。由此，该反射型光电传感器的有效可检测距离L为La＞L＞Lb。

这样，使受光透镜2在构造体6的内部沿着引导部6g移动，在所希望的位置定位。之后，若从供给部11供给粘接剂P，则粘接剂P由于本身的流动性而沿着引导部6g流动并固化。由此，受光透镜2在所定位的位置固定于构造体6，投光透镜1与受光透镜2的分离距离被确定。这样，能够微调反射型光电传感器的可检测距离，能够实现高精度的检测。

此外，能够将投光透镜1及受光透镜2的凸缘部1a、2a沿着设置于构造体6的引导部6g移动，从而投光透镜1及受光透镜2相对于发光元件3及受光元件4的姿势角被良好地维持，能够实现高精度的检测。这样，通过引导部6g维持凸缘部1a、2a的姿势角，因此能够在构造体6上维持投光透镜1及受光透镜2相对于发光元件3及受光元件4的姿势角。

图9是表示本发明的实施方式1的反射型光电传感器的连接部B的变形例的主要部分放大图。在上述实施方式1中，如图8所示，引导部6g本身构成与供给部11连通的凹槽，粘接剂流入凹槽。但也可以如图9所示，在透镜的周缘部例如凸缘部1a、2a上另外设置与供给部11连通的凹槽12以与引导部6g连通，粘接剂P流入该凹槽12。根据该结构，能够更切实地抑制粘接剂溢出。

关于该凹槽12，也可以构成从供给部11逐渐变深的锥面。具体地说，凹槽12的底面(凹槽12的表面中设有电路基板的一侧的表面)从供给部11以逐渐接近电路基板的方式倾斜。此外，也可以在中途具有平坦的面，或者有逐渐变浅的锥面。此外，也可以有阶梯而代替锥面。

此外，透镜的形状不限定于上述实施方式，还有不具备凸缘部的透镜，可以适当变更。

(实施方式2)

接着说明本发明的实施方式2。

图10是表示本发明的实施方式2的反射型光电传感器的主要部分放大剖视图。在该例中，构成凹槽的引导部6g的剖面积大于凸缘部1a、2a，以与凸缘部1a、2a之间具有间隙C。即，引导部6g的剖面积大于本来的用于进行定位的槽部，形成有间隙C。

其他部分与上述实施方式1相同，因此省略说明。

根据该结构，不仅引导部6g与凸缘部1a、2a之间，在该间隙C中也流入粘接剂P，能够进一步提高接合强度，并且能够防止粘接剂P流入有效区域。

(实施方式3)

接着说明本发明的实施方式3。

图11是表示本发明的实施方式3的反射型光电传感器的主要部分放大剖视图。该图在上述实施方式1中相当于图3。

在本实施方式中，引导部6g在供给部11处铅直方向的位置最高，随着从供给部11离开而降低。具体地说，引导部6g的下表面(构成引导部6g的表面中设有电路基板的一侧的表面)构成随着从供给部11向水平方向离开而以接近电路基板侧的方式倾斜的锥面。此外，此时引导部6g形成为具有比凸缘部1a、2a的宽度窄的部分，从而凸缘部1a、2a的位置维持水平。并且，由于仅引导部6g的下部倾斜，因此粘接剂P经过引导部6g而高效地向R方向流动。其他部分与上述实施方式1相同，因此省略说明。

根据上述结构，引导部6g具有构成引导部6g的凹槽的深度随着从供给部11离开而逐渐变深的锥面。因此，粘接剂P自然地向R方向流动，经过引导部6g而浸透连接部，从而无瘀阻地流动。因此，粘接剂P不会向透镜的有效区域溢出，能够将透镜有效地接合于构造体6。

另外，在上述实施方式3中，引导部6g的下表面构成随着从供给部11离开而逐渐降低的锥面，但也可以在中途具有平坦的面，或者有逐渐变浅的锥面。此外，也可以有阶梯而代替锥面。

(实施方式4)

接着说明本发明的实施方式4。图12(a)及图12(b)是本发明的实施方式4的反射型光电传感器的透镜安装前的构造体的俯视图及侧视图。图13是表示本发明的实施方式4的反射型光电传感器中的粘接剂用的供给部11及引导部6g和粘接剂的流动的说明图。此外，图13是图12的A-A剖视图。图14是供给部11及引导部6g的主要部分放大图。

本实施方式的反射型光电传感器在引导部6g的周缘部形成与供给部11连通的凹槽，粘接剂P流入该凹槽。在本实施方式中，在引导部6g的底面具有底面凹槽13。

根据该结构，从供给部11向引导部6g供给粘接剂P，粘接剂P经过引导部6g上及底面凹槽13而向箭头S方向流动。若到达透镜的凸缘部的位置，则不仅引导部6g与透镜之间，粘接剂必然还流入底面凹槽13。因此，与没有底面凹槽13的情况相比，粘接剂P更切实地流入，能够抑制粘接剂P向受光区域溢出，并且增强粘接稳定性。此外，也可以在该结构的基础上如上述实施方式1的变形例(图9)所示那样在透镜的凸缘部也形成有凹槽12。此时粘接强度进一步增大。

图15是表示本发明的实施方式4的反射型光电传感器的透镜安装前的构造体的变形例的图。如图15所示，也可以在引导部6g与透镜之间设置间隙C，在该间隙C中也填充粘接剂P。在该例中，构成引导部6g的凹槽的剖面积大于凸缘部，以与凸缘部之间具有间隙。

(实施方式5)

接着说明本发明的实施方式5。图16(a)及图16(b)是本发明的实施方式5的反射型光电传感器的透镜安装前的构造体的俯视图及侧视图。图17是表示本发明的实施方式5的反射型光电传感器中的粘接剂用的供给部11及引导部6g和粘接剂的流动的说明图。此外，图17是图16的A-A剖视图。

本实施方式的反射型光电传感器在上述实施方式4的反射型光电传感器的结构的基础上，将构成引导部6g的凹槽的下表面构成为随着从供给部11离开而下降。其他与上述实施方式4相同，在引导部6g的周缘部形成与供给部11连通的凹槽即底面凹槽13，粘接剂P流入该底面凹槽13。在本实施方式中，在引导部6g的下表面具有底面凹槽13。

根据该结构，从供给部11向引导部6g供给粘接剂P，粘接剂P经过构成引导部6g的凹槽的锥面及底面凹槽13而向箭头T方向流动。即，若到达透镜的凸缘部的位置，则不仅引导部6g与透镜之间，粘接剂必然还流入底面凹槽13。因此，与没有底面凹槽13的情况相比，粘接剂P更切实地流入。由此，能够抑制向受光区域溢出，并且增强粘接稳定性。此外，也可以在该结构的基础上如上述实施方式1的变形例(图9)所示那样在透镜的凸缘部也形成有凹槽12。此外，也可以如上述实施方式2所示那样在透镜与引导部6g之间设置间隙C而进一步形成该底面凹槽13。无论何种情况下，粘接强度均进一步增大。

在以上说明的实施方式1至5中，凹槽横跨凸缘部1a、2a的长度方向整体而形成，但也可以形成于一部分。此外，该凹槽也可以在凸缘的长度方向上横跨多个部位而形成。通过使引导部6g的剖面积从供给部11离开而逐渐增大，更有效地填充粘接剂。

另外，在上述实施方式中，作为发光元件表示了使用红外发光元件的例子，但并不限于此，可以使用可见光源等所希望的光源。通过使用红外发光元件，能够不给LED光源、荧光灯光源等照明光源带来影响地进行检测。

此外，在上述实施方式中，说明了对投光透镜和受光透镜双方设置有引导部的情况。然而，也可以对投光透镜及受光透镜中的至少一个设置引导部。换言之，也可以仅对投光透镜和受光透镜中的一个设置引导部。此时，另一个透镜可以以各种方法固定于构造体。

Claims

1.一种反射型光电传感器，

具有：发光元件；

投光透镜，与上述发光元件相对设置；

受光元件，接收来自上述发光元件的出射光被检测对象反射的反射光；

受光透镜，与上述受光元件相对设置；

主电路部，根据来自上述受光元件的输出信号进行信号处理；以及

构造体，具有固定上述投光透镜及上述受光透镜中的至少一个透镜的连接部，

上述构造体具有：供给部，向上述连接部供给粘接剂；和引导部，向上述连接部引导从上述供给部供给的上述粘接剂。

2.根据权利要求1所述的反射型光电传感器，其中，

上述引导部及上述透镜的周缘部中的任一方具有与上述供给部连通的凹槽。

3.根据权利要求2所述的反射型光电传感器，其中，

上述引导部在上述供给部处在铅直方向的位置最高。

4.根据权利要求1所述的反射型光电传感器，其中，

上述引导部在上述供给部处在铅直方向的位置最高。

5.根据权利要求1所述的反射型光电传感器，其中，

上述投光透镜及上述受光透镜均在其两侧面具有凸缘部，

上述构造体具有插通上述凸缘部的槽部，

上述引导部具有凹槽，该凹槽与上述槽部连通，并且与上述供给部连通，且沿着上述凸缘部，

上述投光透镜及上述受光透镜通过上述凸缘部以上述粘接剂固定于上述构造体。

6.根据权利要求5所述的反射型光电传感器，其中，

上述凹槽横跨上述凸缘部的长度方向整体而形成。

7.根据权利要求6所述的反射型光电传感器，其中，

上述凹槽的剖面积大于上述凸缘部，以与上述凸缘部之间具有间隙。

8.根据权利要求7所述的反射型光电传感器，其中，

上述凹槽构成为随着从上述供给部离开而深度变深。

9.根据权利要求5所述的反射型光电传感器，其中，

上述槽部与上述供给部连通，被配置于插通上述凸缘部的位置，以兼用作上述凹槽。

10.一种反射型光电传感器的制造方法，上述反射型光电传感器是权利要求1至9中任一项所述的反射型光电传感器，上述制造方法包括以下工序：

在上述构造体上安装上述投光透镜及上述受光透镜中的至少一个；和

从上述供给部填充上述粘接剂，并使上述粘接剂固化，从而在上述构造体上固定上述投光透镜及上述受光透镜中的至少一个。