CN103261856B - 光传感器用部件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供能够与较小尺寸的光传感器组合的结构简单的光传感器用部件。本发明的第1方式的光传感器用部件是与光传感器（201等）组合使用、且一体成型的筒状的光传感器用部件。在筒的一方的端面上，组合有该光传感器，筒的另一方端面（101等）由使来自外部的光会聚到该光传感器的透镜构成。该光传感器用部件在筒的内侧，在筒的周向上的至少3个部位，具有与该透镜以及筒的内侧面相连的多个肋（103等）。
Description
技术领域
本发明涉及光传感器用部件。
背景技术
用于检测人体的位置和动作的红外线传感器被广泛使用于空调等家电产品和防范设备等。包含这种红外线传感器的光传感器与具有用于对来自外部的光进行会聚的透镜的光传感器用部件组合使用。
图14是示出对光传感器1201和光传感器用部件1101进行组合后的以往结构的图。包含透镜的光传感器用部件1101构成为与光传感器1201卡合。这种光传感器和光传感器用部件例如记载在专利文献1中。
近年来，光传感器不断小型化。但是，为了维持用于对来自外部的光进行会聚的透镜的光学性能，需要维持一定的大小。因此，产生了组合较小尺寸的光传感器和包含较大尺寸的透镜的光传感器用部件的需要。
因此，还考虑使用另外的适配器用部件。但是，在使用适配器用部件时，制造工序增加，且制造成本增加。
以往，没有开发能够在维持透镜的光学性能的同时与小型的光传感器组合的一体成型的光传感器用部件。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开平6-160179号公报
发明内容
发明所要解决的课题
因此，存在对能够在维持透镜的光学性能的同时与小型的传感器卡合的一体成型部件的需求。
用于解决课题的手段
本发明的第1方式的光传感器用部件是与光传感器组合使用、且一体成型的筒状的光传感器用部件。在筒的一方的端面组合该光传感器，筒的另一方的端部由使来自外部的光会聚到该光传感器的透镜部构成。该光传感器用部件在筒内侧的筒的周向上的至少3个部位，具有与该透镜部以及筒的内侧面相连的多个肋。
本方式的光传感器用部件具有与透镜部以及筒的内侧面相连的多个肋，因此能够与较小尺寸的光传感器组合。此外，本发明的光传感器用部件具有能够一体成型的简单结构。
在本发明的一个实施方式的光传感器用部件中，所述多个肋形成为具有缺口部，通过各肋的缺口部的位置确定所述透镜部与所述光传感器之间的距离。
通过将本实施方式的光传感器用部件与光传感器组合，确定透镜部与光传感器之间的距离。
本发明的一个实施方式的光传感器用部件，在所述多个肋中，在设所述缺口部与所述光传感器的封装的上表面接触的面的面积合计为A、所述光传感器的上表面的面积为B时，满足：
0.03≤A／B≤0.20（1）。
并且，更优选满足：
0.04≤A／B≤0.15（2）。
当A／B的值高于式（1）的上限时，被肋遮光的部分的面积变大，从而光学特性劣化。当A／B的值低于式（1）的下限时，缺口部的强度不足，透镜部与光传感器之间的距离确定的精度降低，因此光学特性劣化。
如果使A／B的值满足式（2），则光学性能和缺口部的强度进一步提高。
本发明的一个实施方式的光传感器部件是与长方体形状的封装的光传感器组合使用的光传感器用部件，其中，分别对该封装的四个侧面中的至少两个侧面配置有多个肋。
本实施方式的光传感器用部件在与长方体形状的封装的光传感器组合使用时，防止其相对于光传感器旋转。
本发明的一个实施方式的光传感器部件是与长方体形状的封装的光传感器组合使用的光传感器用部件，其中，对该封装的四个侧面中的至少两个侧面与该封装的光入射面之间的边，分别以占据15%以上区域的方式配置肋。
本实施方式的光传感器用部件在与长方体形状的封装的光传感器组合使用时，防止其相对于光传感器旋转。
在本发明的一个实施方式的光传感器用部件中，所述透镜部被分割为多个透镜分割片（lens segment），所述多个肋形成为沿着所述多个透镜分割片的多个边界与所述透镜部相连。
在本实施方式的光传感器用部件中，多个肋沿着透镜部的多个透镜分割片的多个边界形成，因此肋造成的遮光影响有限。
在本发明的另一实施方式的光传感器用部件中，所述光传感器是热电型红外线传感器。
本实施方式的光传感器用部件能够与较小尺寸的热电型红外线传感器组合使用。
本发明的第2方式的光传感器用部件用模具被用于光传感器用部件，所述光传感器用部件是与光传感器组合使用的筒状的光传感器用部件，在筒的一方的端面组合该光传感器，筒的另一方的端部由使来自外部的光会聚到该光传感器的透镜部构成，在筒内侧的筒的周向上的至少3个部位，具有与该透镜部以及筒的内侧面相连的多个肋，所述透镜部被分割为多个透镜分割片，所述多个肋形成为沿着所述多个透镜分割片的多个边界与所述透镜部相连。本方式的光传感器用部件用模具的、形成该筒的内侧透镜面、内侧侧面和待组合该光传感器的开放部分的端面的模具，包含与所述光传感器的透镜部分对应的第1模具部分和与所述光传感器的透镜周缘部分对应的第2模具部分。第1模具部分由与所述多个透镜分割片对应的多个部分构成，与肋对应的形状设置于所述多个部分的周缘部。第2模具部分构成为具有贯通孔，第1模具部分组装到所述贯通孔进行使用。
本方式的光传感器用部件用模具被分割为了与光传感器的透镜部分对应的第1模具部分和与光传感器的透镜周缘部分对应的第2模具部分，因此能够高效地制造具有各种透镜的光传感器用部件。此外，与光传感器的透镜部分对应的第1模具部分由与多个透镜分割片对应的多个部分构成，与肋对应的形状设置于所述多个部分的周缘部，因此模具的加工容易，并且能够进行高精度的模具加工。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式的光传感器用部件100的包含中心轴的截面图。
图2是本发明的一个实施方式的光传感器用部件100的俯视图。
图3是本发明的一个实施方式的光传感器用部件100的立体图。
图4是本发明的另一实施方式的光传感器用部件100A的俯视图。
图5是本发明的另一实施方式的光传感器用部件100A的立体图。
图6是本发明的再一实施方式的光传感器用部件100B的俯视图。
图7是本发明的再一实施方式的光传感器用部件100B的立体图。
图8是本发明的又一实施方式的光传感器用部件100C的俯视图。
图9是本发明的又一实施方式的光传感器用部件100C的立体图。
图10是示出具有3个肋的光传感器用部件的模具的一个实施方式的图。
图11是示出具有6个肋的光传感器用部件的模具的一个实施方式的图。
图12是示出光传感器用部件的实施例100D的结构的图。
图13是光传感器用部件的实施例100D的立体图。
图14是示出对光传感器和光传感器用部件进行组合后的以往结构的图。
具体实施方式
图1是本发明的一个实施方式的光传感器用部件100的包含中心轴的截面图。
图2是光传感器用部件100的俯视图。如图2所示，光传感器用部件100的俯视图轮廓是圆形。通过该圆的中心、且与水平面（俯视图的面）垂直地延伸的轴是中心轴。在图2中，将中心轴方向确定为Z轴，在水平面内确定X轴和Y轴。
光传感器用部件100包含由透镜构成的端部101和侧面105。并且，光传感器用部件100包含肋103。在本实施方式中，具备3个肋103，这些肋103在圆周方向上以相等间隔隔开。3个肋103分别与由透镜构成的端部101的内侧的透镜面102以及侧面105的内侧的面相连。在各肋103上具备缺口部1031，缺口部1031构成为与光传感器的封装201卡合。在本说明书中，将光传感器的封装简称作光传感器。在本实施方式中，光传感器用部件100和光传感器201的水平截面（XY截面）是圆形的。
为了组合并固定光传感器和光传感器用部件，优选至少存在3个肋。
光传感器用部件100由聚乙烯或聚丙烯等塑料形成。
在本实施方式中，构成为肋103的缺口部1031与传感器201卡合，因此如图2所示，即使在内侧透镜面102在水平面（XY平面）上的投影面积大于传感器201在水平面上的投影面积的情况下，也能够不使用适配器部件地组合光传感器用部件100和传感器201。此外，能够通过调整缺口部1031在中心轴方向上的位置，确定透镜与传感器201之间的距离（Z轴方向的距离）。
图3是光传感器用部件100的立体图。
图4是本发明的另一实施方式的光传感器用部件100A的俯视图。
在本实施方式中，光传感器用部件100A的内侧透镜面在周向上被分割为6个透镜分割片102A1、102A2、102A3、102A4、102A5和102A6。将透镜分割为透镜分割片是为了按照每个透镜分割片改变聚光的位置，而利用不同的传感器进行检测。作为例子，在光传感器是检测物体产生的红外线的热电型红外线传感器的情况下，通过这样按照每个透镜分割片用不同的传感器进行检测，能够检测人体的位置及其变化。
热电型红外线传感器是利用了根据红外线导致的温度变化产生电荷的热电效应的传感器。热电型红外线传感器与光传感器用部件组合，例如被用于防范用壁面电灯、厕所、空调等。
在本实施方式中，光传感器用部件100A具有6个肋103A1、103A2、103A3、103A4、103A5和103A6。6个肋103A1、103A2、103A3、103A4、103A5和103A6沿着6个透镜分割片102A1、102A2、102A3、102A4、102A5和102A6的边界设置在其周缘部。肋沿着透镜分割片的边界设置在其周缘部，因此肋造成的遮光影响有限。
图5是光传感器用部件100A的立体图。
图6是本发明的再一实施方式的光传感器用部件100B的俯视图。
在本实施方式中，光传感器用部件100B具有6个肋103B1、103B2、103B3、103B4、103B5和103B6。在本实施方式中，光传感器用部件100B的水平截面是圆形。在本实施方式中，光传感器201B是长方体形状，其水平截面是长方形。6个肋103B1、103B2、103B3、103B4、103B5和103B6的缺口部形成为与水平面为长方形的传感器201B的上表面卡合。
图7是光传感器用部件100B的立体图。
图8是本发明的又一实施方式的光传感器用部件100C的俯视图。
在本实施方式中，光传感器用部件100C具有6个肋103C1、103C2、103C3、103C4、103C5和103C6。在本实施方式中，光传感器用部件100B的水平截面是长方形。在本实施方式中，光传感器201C是长方体形状，其水平截面是长方形。6个肋103C1、103C2、103C3、103C4、103C5和103C6的缺口部形成为与水平面为长方形的传感器201C的上表面卡合。
由此，光传感器用部件和光传感器的水平截面可以是任何形状。
图9是光传感器用部件100C的立体图。
图10是示出具有3个肋的光传感器用部件的模具的一个实施方式的图。使用该模具，通过注塑成型制造出光传感器用部件。
本实施方式的模具由3个透镜分割片用模具501A1、501A2、501A3、周缘部用模具601以及外侧模具701形成。如关联图3说明的那样，肋沿着透镜分割片形成在其周缘部，因此在本实施方式中，在透镜分割片用模具501A1、501A2和501A3的周缘部分别形成肋用模具形状。
这样将肋用模具形状形成在透镜分割片用模具的周缘部，因此与将肋用模具形状形成为模具的凹部的情况相比，模具的加工更容易。
3个透镜分割片用模具501A1、501A2、501A3以及周缘部用模具601以对准肋的位置的方式被对位，在其外侧设置外侧模具701，并进行注塑成型。
图11是示出具有6个肋的光传感器用部件的模具的一个实施方式的图。使用该模具，通过注塑成型制造出光传感器用部件。
本实施方式的模具由6个透镜分割片用模具501B1、501B2、501B3、501B4、501B5、501B6、周缘部用模具601以及外侧模具701形成。如关联图3说明的那样，肋沿着透镜分割片形成在其周缘部，因此在本实施方式中，在透镜分割片用模具501B1、501B2、501B3、501B4、501B5和501B6的周缘部分别形成肋用模具形状。
这样将肋用模具形状形成在透镜分割片用模具的周缘部，因此与将肋用模具形状形成为模具的凹部的情况相比，模具的加工更容易。
6个透镜分割片用模具501B1、501B2、501B3、501B4、501B5、501B6以及周缘部用模具601以对准肋的位置的方式被对位，在其外侧设置有外侧模具701，并进行注塑成型。
通过使用上述那样的模具，能够通过注塑成型对包含由透镜构成的上表面、侧面和肋的光传感器用部件进行一体成型。
这里应留意的方面是，周缘部用模具601和外侧模具701能够通用于不同的透镜分割片用模具。通过区分透镜分割片用模具和周缘部用模具，能够结合用途高效地制造具有各种透镜的光传感器用部件。
图12是示出光传感器用部件的实施例的结构的图。图12的（a）、图12的（b）、图12的（c）和图12的（d）分别是俯视图、侧视图、仰视图和俯视图中的A－A截面图。
如图12的（c）所示，光传感器用部件100D具有沿着4个透镜分割片101D的边界形成的4个肋103D。4个透镜分割片101D具有各自的形状。4个肋103D形成为与光传感器卡合。
在本实施例中，缺口部与光传感器的上表面接触的面的面积合计A为0.95平方毫米，光传感器的上表面的面积B为22.1平方毫米，比A／B为0.043。此外，光传感器的封装的光入射面与侧面之间的一边的长度为4.7毫米，配置于该边的肋的宽度为0.95毫米，该宽度相对于该边的长度之比为20.2％。
图13是光传感器用部件100D的立体图。
本发明的光传感器用部件还能够广泛使用于光电传感器等其他的光传感器。光电传感器被广泛使用于检测有无物体等用途。
标号说明
100、100A、100B、100C、100D：光传感器用部件
101、101D：包含透镜的筒部的端部
102：筒部的端部内侧的透镜面
102A1、102A2、102A3、102A4、102A5、102A6：透镜分割片
103、103A1、103A2、103A3、103A4、103A5、103A6、103B1、103B2、103B3、103B4、103B5、103B6、103C1、103C2、103C3、103C4、103C5、103C6、103D：肋
105：侧面
501A1、501A2、501A3、501B1、501B2、501B3、501B4、501B5、501B6：透镜分割片用模具
601：周缘部用模具
701：外侧模具
Claims (7)
1.一种光传感器用部件，其是与光传感器组合使用、且一体成型的筒状的光传感器用部件，在该光传感器用部件中，
在筒的一方的端面组合该光传感器，筒的另一方的端部由使来自外部的光会聚到该光传感器的透镜部构成，在筒内侧的筒的周向上的至少3个部位，具有与该透镜部以及筒的内侧面相连的多个肋，所述透镜部被分割为多个透镜分割片，所述多个肋形成为沿着所述多个透镜分割片的多个边界与所述透镜部相连，所述筒、所述透镜部以及所述多个肋一体成型，
所述多个肋构成为具有缺口部，通过各肋的缺口部的位置确定所述透镜部与所述光传感器之间的距离，各肋的缺口部与所述光传感器卡合。
2.根据权利要求1所述的光传感器用部件，其中，
在所述多个肋中，在设所述缺口部与所述光传感器的封装的上表面接触的面的面积合计为A、所述光传感器的上表面的面积为B时，满足：
0.03≤A/B≤0.20。
3.根据权利要求1或2所述的光传感器用部件，其与长方体形状的封装的光传感器组合使用，在该光传感器用部件中，
分别对该封装的四个侧面中的至少两个侧面配置有多个肋。
4.根据权利要求1或2所述的光传感器用部件，其与长方体形状的封装的光传感器组合使用，在该光传感器用部件中，
对该封装的四个侧面中的至少两个侧面与该封装的光入射面之间的边，分别以占据15％以上区域的方式配置有肋。
5.根据权利要求1所述的光传感器用部件，其中，
所述光传感器是热电型红外线传感器。
6.一种光传感器用部件用模具，其被用于光传感器用部件，所述光传感器用部件是与光传感器组合使用的筒状的光传感器用部件，在筒的一方的端面组合该光传感器，筒的另一方的端部由使来自外部的光会聚到该光传感器的透镜部构成，在筒内侧的筒的周向上的至少3个部位，具有与该透镜部以及筒的内侧面相连的多个肋，所述透镜部被分割为多个透镜分割片，所述多个肋形成为沿着所述多个透镜分割片的多个边界与所述透镜部相连，在所述光传感器用部件用模具中，
形成该筒的内侧透镜面、内侧侧面和待组合该光传感器的开放部分的端面的模具，包含与所述光传感器的透镜部分对应的第1模具部分和与所述光传感器的透镜的周缘部对应的第2模具部分，第1模具部分由与所述多个透镜分割片对应的多个部分构成，与肋对应的形状设置于所述多个部分的周缘部，第2模具部分构成为具有贯通孔，第1模具部分组装到所述贯通孔进行使用。
7.一种光传感器用部件的制造方法，所述光传感器用部件是与光传感器组合使用的筒状的光传感器用部件，在筒的一方的端面组合该光传感器，筒的另一方的端部由使来自外部的光会聚到该光传感器的透镜部构成，在筒内侧的筒的周向上的至少3个部位，具有与该透镜部以及筒的内侧面相连的多个肋，所述透镜部被分割为多个透镜分割片，所述多个肋形成为沿着所述多个透镜分割片的多个边界与所述透镜部相连，所述光传感器用部件的制造方法包含如下步骤：
对与所述多个透镜分割片的内侧的面对应的第1模具部分和与所述筒的内侧的侧面对应的第2模具部分进行组合；
设置与所述光传感器用部件的外侧的面对应的第3模具部分；以及
使用这些模具进行注塑成型，以一体成型所述光传感器用部件。
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