CN110275212A - 小型光电传感器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种能够确保收容光学零件的容量并且保证密封性的小型光电传感器。小型光电传感器包括:固持器,在前表面形成有开口部、界定开口部的边缘部、及彼此独立地设于前表面的四角的四个固定部;遮盖透镜,设于由四个固定部所夹持的位置,在与边缘部重叠的区域中接合于边缘部;以及光学零件,由固持器所保持,通过开口部而投射或接收光。
Description
技术领域
本发明涉及一种小型光电传感器。
背景技术
在用于检测有无物体的光电传感器中,存在为了能够应对各种检测环境或设置场所而经小型化的小型光电传感器。例如,下述专利文献1中公开了一种回归反射式的光电传感器,其将光投射部及光接收部并排设置,向隔着检测区域而与光投射接收部相向设置的反射板投射光。
[现有技术文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利特开2015-172564号公报
发明内容
[发明所要解决的问题]
小型光电传感器包括光投射部及光接收部等光学零件,光学零件是由固持器保持。另外,固持器中,为了利用光学零件投射或接收光而设有开口部,开口部是由遮盖透镜(cover lens)密封。此处,遮盖透镜有时根据光学要求而设为低应变的板状透镜,也有时以平面与固持器接合。此种情况下,遮盖透镜是以与界定固持器的开口部的边缘部重叠的方式配置,有时通过激光焊接或超声波焊接等而与边缘部接合。
但是,若为了使光电传感器更为小型而缩小固持器的外形,则用于收容光学零件的容量(换言之,用于收容光学零件的空间的体积)也变小,可收容的光学零件的大小受到限制。此处,想到使界定开口部的边缘部的宽度变窄,而增大用于收容光学零件的容量,但若无法充分确保边缘部的宽度,则有可能遮盖透镜与固持器的接合变得不充分,从而变得难以保证密封性。
因此,本发明的目的在于提供一种能够确保收容光学零件的容量并且保证密封性的小型光电传感器。
[解决问题的技术手段]
本发明的一实施方式的小型光电传感器包括:固持器,在前表面形成有开口部、界定开口部的边缘部、及彼此独立地设于前表面的四角的四个固定部;遮盖透镜,设于由四个固定部所夹持的位置,在与边缘部重叠的区域中接合于边缘部;以及光学零件,由固持器所保持,通过开口部而投射或接收光。
根据所述实施方式,小型光电传感器包括彼此独立地设于固持器的前表面的四角的四个固定部,由此能够使边缘部不被固定部包围,而将边缘部设于固持器的前表面的外周,扩大开口部。由此,与现有的小型光电传感器相比较,能够保持小型光电传感器的外形小,并且增大收容光学零件的容量。而且,能够在不使边缘部的宽度变窄的情况下扩大开口部,因而能够确保收容光学零件的容量,并且可靠地进行固持器与遮盖透镜的接合,从而能够保证密封性。
所述实施方式中,四个固定部也可设于遮盖透镜与边缘部重叠的区域的外侧,且遮盖透镜的四角经四个固定部固定。
根据所述实施方式,即便不另设置用于将遮盖透镜固定于固持器的零件等,也能利用简易的结构来固定遮盖透镜。
所述实施方式中,也可使固持器的前表面为大致长方形状,且遮盖透镜具有与四个固定部接触的四角经倒角的大致八边形状。
根据所述实施方式,通过将收容光学零件的空间的外形设为多边形状,与外形为大致圆形的现有的小型光电传感器相比较,能够将以矩形构成的电路零件或基板有效率地收容于固持器的内部。
所述实施方式中,固持器也可由树脂形成。
根据所述实施方式,通过由树脂来形成固持器,即便在为了适应小型光电传感器而将固持器设为小型时,也能够容易地成形微细结构。
[发明的效果]
根据本发明,利用彼此独立地设于固持器前表面的四角的四个固定部来固定遮盖透镜,由此能够提供一种能够确保收容光学零件的容量,并且保证密封性的小型光电传感器。
附图说明
图1是表示实施方式的小型光电传感器的立体图。
图2是表示图1的小型光电传感器的内部结构零件的一部分的立体图。
图3是表示图1的小型光电传感器的内部结构零件的一部分的分解立体图。
图4是表示现有的小型光电传感器的分解立体图。
图5是表示现有的小型光电传感器的立体图。
符号的说明
1、50:小型光电传感器
2:框体
5、5a、5b:显示灯
10:内部结构零件
11、53:固持器
12、12a、12b、12c、12d、55:固定部
13、54:开口部
14、56:边缘部
15、51:遮盖透镜
16:重叠区域
17:固持器11的前表面
W:宽度
具体实施方式
参照附图对本发明的合适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。
图4是表示现有的小型光电传感器50的分解立体图。小型光电传感器50包括遮盖透镜51、光学零件(未图示)以及固持器53。小型光电传感器50是在固持器53内部收容光学零件,在固持器53上安装遮盖透镜51而装配。
遮盖透镜51以覆盖固持器53的开口部54的方式而接合于固持器53。具体而言,遮盖透镜51嵌入界定固持器53的开口部54的边缘部56,在经固定部55定位的状态下使用激光焊接或超声波焊接等(以下称为“激光焊接等”)而与固持器53接合。
光学零件是针对检测对象的物体而投射光或接收光的光学系统的零件。光学零件例如是由包括光投射元件及光投射透镜的光投射部、或包括光接收元件及光接收透镜的光接收部所构成。
固持器53在前表面形成有:开口部54,用于使从光学零件投射的光通过,且将来自检测物体或反射板的反射光等导入固持器内部;边缘部56,用于界定开口部54,将固持器53与遮盖透镜51接合;以及固定部55,将遮盖透镜51定位。
图5是表示将现有的小型光电传感器50的遮盖透镜51安装于固持器53的状态的立体图。固定部55形成为将遮盖透镜51嵌入固定部55时,包围遮盖透镜51的整个外周而进行固定。而且,边缘部56形成为将遮盖透镜51嵌入固定部55并载置于边缘部56时,与遮盖透镜51的外周部分重叠。小型光电传感器50在利用固定部55将遮盖透镜51定位的状态下,利用激光焊接等而将边缘部56与遮盖透镜51接合,由此将收容于固持器53中的光学零件密封。
现有的小型光电传感器50以包围固持器53的开口部54的方式设有边缘部56,且以包围边缘部56的方式设有固定部55。因此,若保持边缘部56的宽度不变而缩小固持器53的外形,则用于收容光学零件的容量变小。
(1.总体结构)
使用图1对本实施方式的小型光电传感器1的总体结构进行说明。图1是表示本实施方式的小型光电传感器1的使用时的外观的立体图。为了方便说明,关于前后左右及上下,以图1及图2所示为基准。
小型光电传感器1是用于通过投射光或接收光而检测物体的存在等的传感器。小型光电传感器1例如像图1所示那样,包括框体2。
框体2例如是由树脂或金属形成,具有大致长方体形状。在框体2的内部,收容有光学零件(未图示)、及用于保持光学零件的固持器11。而且,在框体2的外表面,设有用于显示小型光电传感器1的动作状况的显示灯5a及显示灯5b(以下统称为“显示灯5”)。此动作状况中,例如包括小型光电传感器1的电源状况或检测状况等,也可根据小型光电传感器1的用途而包含任意状况。显示灯5例如是包含发光二极管(Light Emitting Diode,LED)元件等发光元件而构成。
在框体2的前表面,设有用于使投射或接收的光通过的开口部(未图示),覆盖此开口部的遮盖透镜15、与将遮盖透镜15在四角固定的四个固定部12a、12b、12c及12d(以下统称为“固定部12”)嵌合。通过这种结构,小型光电传感器1从收容于框体2内的光学零件经由遮盖透镜15而出射光,或使光经由遮盖透镜15而入射至光学零件,从而检测物体的存在等。
接着,使用图2及图3,对作为收容于框体2的内部的主要结构零件的固持器11、光学零件及遮盖透镜15(以下,将这些零件统称为“内部结构零件10”)的结构进行说明。图2是表示去掉光学零件的内部结构零件10的使用时的外观的立体图。图3是表示去掉光学零件的内部结构零件10的分解立体图。
(1-1.固持器)
固持器11是用于保持光学零件的零件。固持器11是包含开口部13、边缘部14及固定部12而形成。固持器11例如也可具有大致长方体形状。此外,所谓固持器11具有“大致长方体形状”,是指也可包含构成长方体的六面以外的面,或内角不全部成为90度,也可为与严格的长方体形状不同的形状。而且,固持器11的前表面17例如也可为大致长方形状。此处所谓“前表面”,是小型光电传感器1及内部结构零件10中与检测对象的物体或反射板相向的面,从所述前表面17投射或接收光。
而且,固持器11例如也可由树脂形成,具体而言,也可由聚对苯二甲酸丁二酯(Polybutylene terephthalate,PBT)、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene copolymers,ABS)、聚甲基丙烯酸甲酯(Polymethyl methacrylate,PMMA)、聚芳酯(Polyarylate,PAR)等形成。而且,固持器11也可由热塑性树脂形成,也可通过将树脂填充至模具中而形成。通过利用树脂来形成固持器11,即便为了适应小型光电传感器1而将固持器11设为小型时,也能够容易地成形微细结构。而且,通过利用树脂来形成固持器11,能够不使用粘接剂而通过激光焊接等来进行固持器11与遮盖透镜15的接合。
固定部12彼此独立地设于固持器11的前表面17的四角,将遮盖透镜15定位。固定部12也可设于遮盖透镜15与边缘部14重叠的区域的外侧。而且,固定部12例如也可为设于固持器11的前表面17的四角的肋部。此处,所谓“肋部”,是指较边缘部14等其他结构而更向前表面17突出的结构。当固定部12为肋部时,遮盖透镜15嵌入肋部之间而固定。根据这种结构,即便不另设置用于固定遮盖透镜15的零件等,也能够利用简易的结构来固定遮盖透镜15。
当固定部12为肋部时,肋部的高度(从前表面17突出的部分的长度)也可与遮盖透镜15的厚度大致相同。例如,若肋部的高度与遮盖透镜15的厚度有偏差则产生阶差,在图1所示的小型光电传感器1的使用时的状态下,有时在此阶差处容易积存污垢,而且因所述阶差而难以将附着于遮盖透镜15的污垢去除。通过使固定部12的高度与遮盖透镜15的厚度大致相同,能够提供不易沾污而且容易去除污垢的小型光电传感器1。
开口部13形成于固持器11的前表面17,使从光学零件投射的光通过,而且将来自检测物体或反射板的反射光等光导入固持器11内部。开口部13也可具有多边形状,本实施方式中具有大致八边形状的外形。此外,开口部13也可为椭圆形状或圆角四边形状。
边缘部14界定开口部13,成为遮盖透镜15与固持器11的接合区域。通过边缘部14处的遮盖透镜15与固持器11的接合,而将固持器11所保持的光学零件密封。边缘部14的宽度W成为将固持器11与遮盖透镜15密封的密封范围。宽度W也可沿着边缘部14而为一定。
(1-2.光学零件)
光学零件(未图示)是针对检测对象的物体而投射光或接收光的光学系统的零件。光学零件例如是包含包括光投射元件及光投射透镜的光投射部、或包括光接收元件及光接收透镜的光接收部而构成。光学零件装配而保持于固持器11中。
(1-3.遮盖透镜)
遮盖透镜15例如为板状透镜等零件。遮盖透镜15设于由四个固定部12夹持的位置,在与边缘部14重叠的区域中接合于边缘部14。遮盖透镜15是四角经四个固定部12固定,而覆盖固持器11的开口部13。遮盖透镜15是由透光性的材质形成,可实现光学零件的光投射或光接收。关于遮盖透镜15,例如将图3所示的虚线与表示遮盖透镜15的外缘的实线所示的外周部分设为与边缘部14的重叠区域16,在重叠区域16中通过激光焊接等而与边缘部14接合。
例如当固持器11的前表面17为大致长方形状时,遮盖透镜15的覆盖开口部13的面也可具有与将设有固定部12的四角倒角而成的形状大致一致的形状。即,遮盖透镜15也可具有与四个固定部12接触的四角经倒角的大致八边形状。此时,边缘部14的外形与遮盖透镜15的外形大致一致。根据这种结构,能够将收容光学零件的空间的外形设为多边形状,与外形为大致圆形的现有的小型光电传感器50相比较,能够将以矩形构成的电路零件或基板有效率地收容于固持器11的内部。
本实施方式的小型光电传感器1包括彼此独立地设于固持器11的前表面17的四角的四个固定部12,由此能够使边缘部14不被固定部12包围,而将边缘部14设于固持器11的前表面17的外周,扩大开口部13。由此,与现有的小型光电传感器50相比较,能够保持小型光电传感器1的外形小,并且增大收容光学零件的容量(换言之,用于收容光学零件的空间的体积)。而且,根据本实施方式的小型光电传感器1,能够在将边缘部14的宽度W保持一定而不变窄的情况下扩大开口部13,因而能够确保收容光学零件的容量,并且可靠地进行固持器11与遮盖透镜15的接合,从而能够保证密封性。
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构件以及其配置、材料、条件、形状及尺寸等不限定于例示,能够适当变更。而且,可将不同实施方式中所示的结构彼此局部地替换或组合。
Claims (4)
1.一种小型光电传感器,其特征在于,包括:
固持器,在前表面形成有开口部、界定所述开口部的边缘部、及彼此独立地设于所述前表面的四角的四个固定部;
遮盖透镜,设于由所述四个固定部所夹持的位置,在与所述边缘部重叠的区域中接合于所述边缘部;以及
光学零件,由所述固持器所保持,通过所述开口部而投射或接收光。
2.根据权利要求1所述的小型光电传感器,其特征在于,所述四个固定部设于所述遮盖透镜与所述边缘部重叠的区域的外侧,
所述遮盖透镜的四角经所述四个固定部固定。
3.根据权利要求1或2所述的小型光电传感器,其特征在于,所述固持器的所述前表面为大致长方形状,
所述遮盖透镜具有与所述四个固定部接触的四角经倒角的大致八边形状。
4.根据权利要求1或2所述的小型光电传感器,其特征在于,所述固持器是由树脂形成。
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