CN110274616A - 光电传感器 - Google Patents

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CN110274616A
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Abstract

本发明提供一种能够在基板上确保广的搭载区域的光电传感器。本发明的光电传感器(100)包括出射光的光投射部及检测光的光接收部的至少任一个，且包括：基板(20)，搭载有光投射部及光接收部的至少任一个；以及罩盖部，具有与基板(20)相向且保护基板(20)的保护部(10)、及从保护部(10)的周缘朝向基板(20)侧延伸的侧壁(11)，罩盖部的侧壁(11)包含以第一宽度形成的第一部分(12)、及以小于第一宽度的第二宽度形成的第二部分(13)，第一部分(12)位于保护部(10)与第二部分(13)之间，基板(20)的端部(21)中的表面(21a)抵接于第一部分(12)，基板(20)的端部(21)中的侧面(21b)与第二部分(13)相向。

Description

光电传感器
技术领域
本发明涉及一种光电传感器。
背景技术
以前，为了进行检测区域内有无物体的检测而使用光电传感器(例如专利文献1等)。光电传感器中存在透射式传感器，此透射式传感器将出射光的光投射部与检测光的光接收部收容于不同框体中，以从其中一个光电传感器出射的光经另一个光电传感器接收的方式构成。若光投射部与光接收部之间存在物体，则光被遮蔽而光接收部接收的光量减少。透射式传感器通过分析其减少量而检测有无物体。而且，光电传感器中也存在反射式传感器，此反射式传感器将光投射部与光接收部收容于一体的框体中，通过使物体反射光并对反射光进行分析而检测有无物体等。
光投射部或光接收部分别由发光二极管或光电二极管等光学元件所构成，且搭载于框体内部的基板。有时为了将这些光学元件密封，而在将基板配置于框体内部后向框体内部填充树脂等密封构件。但是，若密封构件附着于光学元件，则光学元件投射接收的光量减少等，有可能无法进行准确的物体检测。因此，如图5所示那样，将包含保护部41及侧壁42的罩盖覆盖在基板40上，防止密封构件44附着于光学元件45。侧壁42的端面43通过粘接剂而粘接于基板40，以使密封工序中，密封构件44不自基板40与侧壁42之间流入。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2014-107698号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
但是，将侧壁42的整个端面43粘接于基板40的所述方法中，难以在基板上确保广的搭载区域。因此，难以将大型的封装零件等搭载于基板。
因此，本发明的目的在于提供一种能够在基板上确保广的搭载区域的光电传感器。
[解决问题的技术手段]
本发明的一实施方式的光电传感器包括出射光的光投射部及检测光的光接收部的至少任一个，且包括：基板，搭载有光投射部及所述光接收部的至少任一个；以及罩盖部，具有与基板相向且保护基板的保护部、及从保护部的周缘朝向基板侧延伸的侧壁，罩盖部的所述侧壁包含以第一宽度形成的第一部分、及以小于第一宽度的第二宽度形成的第二部分，第一部分位于保护部与第二部分之间，基板的端部中的表面抵接于第一部分，基板的端部中的侧面与第二部分相向。
根据所述实施方式，能够在不使侧壁的整个端面抵接于基板的表面的情况下，防止密封构件流入基板与罩盖部之间，因而能够在基板上确保零件的搭载区域广。因此，能够将经封装的电子零件等大型零件搭载于基板上。
所述实施方式中，基板的端部中的侧面也可抵接于侧壁。
根据所述实施方式，能够增大基板的端部与罩盖部的侧壁的接触面积，从而能够更可靠地防止密封构件向设于基板与罩盖部之间的中空区域渗入。而且，基板的侧面抵接于第二部分的内壁，因此能够在装配时准确地进行基板相对于罩盖部的定位。
所述实施方式中，基板上也可搭载有集成电路(Integrated Circuit，IC)封装。
根据所述实施方式，将光电传感器所含的光学元件等零件以经封装化的状态搭载于基板上。因此，能够保护光学元件免受来自外部的冲击、湿度或热等。
所述实施方式中，也可在保护部形成有透镜。
根据所述实施方式，将透镜形成于保护部，因而无需在基板上确保搭载透镜的区域。因此，能够确保搭载透镜以外的零件的空间广，从而能够将更大型的零件搭载于基板上。
[发明的效果]
根据本发明，能够提供一种能在基板上确保广的搭载区域的光电传感器。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式的光电传感器的立体图。
图2是本发明的第一实施方式的光电传感器的截面图。
图3是本发明的第一实施方式的光电传感器的截面的放大图。
图4是本发明的第二实施方式的光电传感器的截面的放大图。
图5是现有的光电传感器的截面图。
符号的说明
10：保护部
11：侧壁
12：第一部分
12a：端面
13：第二部分
13a：内壁
15：光接收透镜
20：基板
21：端部
21a：表面
21b：侧面
22：基板
23：端部
23a：表面
23b：侧面
24：光接收元件
25：密封构件
30：框体
31：前表面
32：背面
33：侧面
34：侧面
35：顶面
36：底面
37：安装孔
38：窗口
39：电缆
40：基板
41：保护部
42：侧壁
43：端面
44：密封构件
45：光学元件
100：光电传感器
具体实施方式
参照附图对本发明的实施方式进行说明。此外，各附图中标注相同符号的部分具有相同或同样的结构。
[第一实施方式]
图1是本发明的第一实施方式的光电传感器100的立体图。光电传感器使用光来进行检测区域内有无物体或物体的表面状态等的检测。使用光电传感器的检测方法存在多种。例如，准备两个光电传感器，将其中一个光电传感器用作出射光的光投射器，将另一个光电传感器用作检测光的光接收器。若光投射器与光接收器之间存在物体，则光接收器接收的光量减少。光电传感器分析其减少量而检测有无物体等。将此检测方法中使用的光电传感器称为透射式。
而且，作为其他检测方法，也存在使用光投射器及光接收器成一体的光电传感器来进行检测的方法。从光电传感器向反射板或检测物体等出射光，且同一光电传感器接收经反射的光并进行分析，由此检测有无物体等。将这种发挥光投射器及光接收器两者的功能的光电传感器称为反射式。
参照图1对光电传感器100的结构进行说明。本说明书中，以透射式光电传感器中作为光接收器而动作的光电传感器100为例来进行说明，但应用本发明的光电传感器也可为作为光投射器而动作的光电传感器或反射式光电传感器。光电传感器100包括框体30、保护部10、窗口38及电缆39。而且，在保护部10中形成有光接收透镜15。
框体30保护光电传感器100内部所含的光接收元件等各种零件免受来自外部的冲击或沾污。框体30例如是由金属或树脂形成。框体30具有前表面31、背面32、侧面33、侧面34、顶面35及底面36。将来自检测区域的光入射的面设为前表面31，背面32位于隔着框体30内部而与前表面31相向的位置。而且，侧面33及侧面34位于隔着框体30内部而彼此相向的位置。同样地，顶面35及底面36也位于隔着框体30内部而彼此相向的位置。
框体30中设有安装孔37，能够在安装孔37中插入螺杆等而将光电传感器100安装于墙壁或地面、天花板等。前表面31与背面32的间隔较侧面33与侧面34的间隔更窄，以侧视时光电传感器100的厚度变小的方式构成。因此，即便安装光电传感器100的空间窄时，也能够容易地设置光电传感器100。此外，前表面31与背面32的间隔也可未必较侧面33与侧面34的间隔更窄。
在框体30的内部收容有光接收部的一部分或全部。光接收部是检测从检测区域入射而来的光的部分，包括光接收元件及光接收透镜15。光接收元件例如也可为光电二极管或位置检测元件。光接收透镜15是使从检测区域入射而来的光在光接收元件上成像的透镜。光接收透镜15既可收容在框体30内部，也可如图1所示那样形成于保护部10，而一部分在框体30的外部露出。若如本例那样将透镜形成于保护部10，则无需在基板上确保搭载透镜的区域。因此，能够确保透镜以外的零件的搭载空间广，从而能够将更大型的零件搭载于基板上。
此外，作为光投射器而动作的光电传感器具有用于出射光的光投射部，此光投射部是由光投射元件及光投射透镜等所构成。光投射元件例如也可为发光二极管(LightEmitting Diode，LED)等。光投射透镜既可收容于框体内部，也可与图1所示的光电传感器100同样地，与保护部一体形成而一部分在框体外部露出。
保护部10保护收容于光电传感器100的内部的光接收元件等零件。保护部10配置于接收从检测区域入射而来的光的一面，因而是由使光透射的材料构成，以使位于光电传感器100的内部的光接收元件能够检测光。例如，保护部10也可由树脂等构成。此外，也可并非使保护部10全体由使光透射的材料构成，例如也可仅光接收透镜15由使光透射的构件构成，且光接收元件透过光接收透镜15而检测光。
窗口38保护设于光电传感器100的上部的指示灯(未图示)免受冲击或沾污。指示灯显示光电传感器100的电源状况或检测状况等。指示灯例如也可由发光二极管等发光元件所构成。指示灯也可在光电传感器100的电源接通(ON)时或光电传感器100检测到工件时亮灯。而且，指示灯也可根据光电传感器100检测到的工件的种类而使不同颜色的光亮灯。
电缆39将从电源提供的电力送往光电传感器100。而且，电缆39能够将光电传感器100连接于包含放大部及控制部等的放大器单元，传递光电传感器100的检测结果。本例中，电缆39连接于光电传感器100的底面36，但连接位置也可未必为底面36，也可连接于侧面33、侧面34或顶面35等。此外，电源及放大器单元的至少任一个也可内置于光电传感器100中。
图2是本发明的第一实施方式的光电传感器100的截面图，表示图1的A-A线的截面。使用图2对本实施方式的光电传感器100的内部结构进行说明。图2是表示框体30的内部的图。
光电传感器100具有罩盖部(保护部10、侧壁11)、基板20及密封构件25。基板20位于由保护部10与密封构件25夹持的位置。基板20上搭载有光接收元件24。
罩盖部包括保护部10及侧壁11。保护部10位于与基板20相向的位置。侧壁11从保护部10的周缘朝向基板20侧延伸。保护部10与侧壁11既可由同一构件而一体形成，也可由不同构件形成。
侧壁11防止密封工序中，密封构件25流入设于基板20与保护部10之间的中空区域。侧壁11的端部以剖视成为L字型的方式向内侧凹陷。
基板20上搭载有光电二极管等光接收元件24。基板20的端部21位于与形成于侧壁11的L字型凹陷的一部分抵接的位置。在基板20与保护部10之间设有中空区域，搭载于基板20的光接收元件24等收容于此中空区域中。通过将光接收元件24收容于中空区域中，而能够缓和对光接收元件24的热冲击(heat shock)，从而防止光电传感器100的故障。此外，基板20上也可搭载有光接收透镜或IC封装等任意零件。
密封构件25将搭载于基板20的光接收元件24等内部零件密封。利用密封构件25进行的密封是通过在密封用模具中配置罩盖部或基板20等后，将经加热的密封构件25流入密封用模具内而进行。通过利用密封构件25进行密封，能够保护内部零件免受水分或粉尘等。密封构件25例如也可为热熔胶等树脂。
图3是本发明的第一实施方式的光电传感器100的截面中，将侧壁11及基板20的端部21放大的图。
侧壁11包含以第一宽度a形成的第一部分12、及以小于第一宽度a的第二宽度b形成的第二部分13。第一部分12位于保护部10与第二部分13之间。第二部分13从第一部分12的端面12a的外侧的区域向远离保护部10的方向延伸。第一部分12的端面12a、与第二部分13的内壁13a形成剖视为L字型的凹陷。
对基板20的端部21与L字型凹陷的位置关系进行说明。基板20的端部21包括表面21a及侧面21b。此处，所谓表面21a，并非指基板20的整个表面，而是指基板20的表面区域中周缘部分。当将基板20与罩盖部组合时，表面21a与第一部分12的端面12a抵接。而且，侧面21b位于与第二部分13的内壁13a相向的位置，在侧面21b与内壁13a之间设有间隙。
接着，对利用密封构件25进行的密封进行说明。利用密封构件25进行的密封如上文所述，是通过在密封用模具中配置罩盖部或基板20等后，将经加热的密封构件25流入密封用模具内而进行。若将密封构件25流入密封用模具内，则密封构件25会渗入设于侧面21b与内壁13a之间的间隙。此时，密封构件25的流动方向因侧面21b及内壁13a而仅限制于y方向(图3中的下方向)。因此，密封构件25不会向沿着表面21a的x方向(从侧壁11的外侧朝向内侧的方向)移动，密封构件25不会从表面21a与端面12a之间向中空区域流入。
根据本实施方式的光电传感器100，能够在不使侧壁11的整个端面抵接于基板20的表面的情况下，防止密封构件25流入基板20与罩盖部之间，因而能够在基板20上确保零件的搭载区域广。因此，能够将经封装的电子零件等大型零件搭载于基板20上。而且，无需为了防止密封构件25向中空区域渗入而利用粘接剂将基板20与罩盖部粘接，从而能够提高光电传感器100的制造效率。
而且，根据本实施方式的光电传感器100，能够在基板20上确保零件的搭载区域广，因而能够将大型的IC封装或模块等搭载于基板20。例如，能够将光接收元件24等光学元件以经封装化的状态搭载于基板20，从而能够保护光学元件免受来自外部的冲击、湿度或热等。
[第二实施方式]
图4是本发明的第二实施方式的光电传感器的截面中，将基板22的端部放大的图。第二实施方式的光电传感器在基板22的侧面23b与第二部分13的内壁13a抵接的方面，与第一实施方式的光电传感器100不同。关于其他结构，本实施方式的光电传感器具备与第一实施方式的光电传感器100同样的结构。
基板22的端部23包括表面23a及侧面23b。此处，所谓表面23a，与第一实施方式的表面21a同样地，并非指基板22的整个表面，而是指基板22的表面区域中周缘部分。当将基板22与罩盖部组合时，表面23a与第一部分12的端面12a抵接。而且，侧面23b与第二部分13的内壁13a抵接，本实施方式中进行面接触。
根据所述实施方式，能够增大基板22的端部23与罩盖部的侧壁11的接触面积。因此，能够更可靠地防止密封过程中密封构件25从基板20与罩盖部之间向中空区域渗入。而且，基板22的侧面23b抵接于第二部分13的内壁13a，因而能够在装配时准确地进行基板22相对于罩盖部的定位。
以上说明的实施方式是为了使本发明的理解容易，并非用于限定解释本发明。实施方式所包括的各部件以及其配置、材料、条件、形状及尺寸等不限定于例示，能够适当变更。而且，可将不同实施方式所示的结构彼此局部地替换或组合。
(附记)
一种光电传感器100，包括出射光的光投射部及检测光的光接收部的至少任一个，且包括：
基板20，搭载有所述光投射部及所述光接收部的至少任一个；以及
罩盖部，具有与所述基板20相向且保护所述基板20的保护部10、及从所述保护部10的周缘朝向所述基板20侧延伸的侧壁11，
所述罩盖部的所述侧壁11包含以第一宽度形成的第一部分12、及以小于所述第一宽度的第二宽度形成的第二部分13，
所述第一部分12位于所述保护部10与所述第二部分13之间，
所述基板20的端部21中的表面21a抵接于所述第一部分12，所述基板20的端部21中的侧面21b与所述第二部分13相向。

Claims (4)

1.一种光电传感器，包括出射光的光投射部及检测光的光接收部的至少任一个，其特征在于，包括：
基板，搭载有所述光投射部及所述光接收部的至少任一个；以及
罩盖部，具有与所述基板相向且保护所述基板的保护部、及从所述保护部的周缘朝向所述基板侧延伸的侧壁，
所述罩盖部的所述侧壁包含以第一宽度形成的第一部分、及以小于所述第一宽度的第二宽度形成的第二部分，
所述第一部分位于所述保护部与所述第二部分之间，
所述基板的端部中的表面抵接于所述第一部分，所述基板的端部中的侧面与所述第二部分相向。
2.根据权利要求1所述的光电传感器，其特征在于，所述基板的端部中的侧面抵接于所述侧壁。
3.根据权利要求1或2所述的光电传感器，其特征在于，在所述基板上搭载有集成电路封装。
4.根据权利要求1或2所述的光电传感器，其特征在于，在所述保护部形成有透镜。
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