CN110865355B - 光传感器 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光传感器，其即使在操作使用时对传感器主体部施加外力，也可以防止搭载于电路基板上的部件与支承部的干涉，抑制部件的脱落。光传感器(100)在电路基板(10)的搭载区域上搭载有传感器主体部(20)，其中，在传感器主体部(20)的两侧与传感器主体部(20)一体地设置有第一支承部(40b)以及第二支承部(40a)，在第一支承部(40b)的与电路基板(10)的接触面上突出形成固定部(31)，在电路基板(10)上设置的第一插入孔(11)中插入固定部(31)，在第二支承部(40a)形成有使搭载区域露出的切口部。

Description

光传感器

技术领域

本发明涉及光传感器，特别涉及在电路基板的搭载区域上搭载有传感器主体部的光传感器。

背景技术

使用了发光元件和受光元件的光传感器被用于物体的检测或测量至物体的距离等用途。为了进行电力的供给和电信号的传递，这样的光传感器需要搭载在电路基板上，将发光元件和受光元件以及光学系统部件朝向规定的方向配置。

在光传感器中由于如上述那样具有发光元件和受光元件以及透镜等光学系统部件，所以在电路基板上与其它电子部件相比尺寸变大。因此，为了与电路基板的电连接，仅通过焊接端子，将光传感器固定在电路基板上的机械强度不足。为了确保机械强度，与光传感器的主体部一体地形成支承部，使用在支承部上形成的固定手段将光传感器固定在电路基板上是有效的(例如，参照专利文献1等)。

图8是表示现有提案的光传感器1的一例子的示意平面图。在现有的光传感器1中，在电路基板2上搭载传感器主体部3，用固定部4固定传感器主体部3。而且，在传感器主体部3上形成支承部5，通过支承部5支承传感器主体部3使其立设于电路基板2上。在电路基板2上还搭载其它的电子部件，例如在支承部5的附近焊接有部件6。在此，作为固定部4的一例，举出螺钉或者铆接部等。通过在电路基板2设置的贯通孔中插入螺钉或者铆接部而联接，可以确保机械性强度而将传感器主体部3固定在电路基板2。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5174285号公报

发明要解决的课题

但是，因为固定部4是螺钉或者铆接部等结构，所以通常固定部4的直径比电路基板2上设置的贯通孔的直径小。因此，在操作使用光传感器1时若对传感器主体部3施加外力，则担心如图8中箭头所示那样，旋转力作用在以固定部4为中心的圆周方向上，并经由传感器主体部3，使位于固定部4的相反侧的支承部5移动的量比其它部分大。

图9是表示外力作用于传感器主体部3，支承部5以固定部4为中心旋转移动的状态的示意图，图9(a)表示通常时，图9(b)表示旋转移动时，图9(c)表示部件6的脱落。如图9(a)所示，通常时支承部5和部件6隔开间隔而配置。但是如图9(b)所示，在支承部5旋转移动了的情况下，支承部5与配置在支承部5附近的部件6产生干涉，对部件6施加力。若对部件6施加过剩的力，则如图9(c)所示，部件6由于支承部5的干涉而脱落。

这样，即使在通过固定部4将传感器主体部3固定在电路基板2的情况下，也担心在对传感器主体部3施加外力时部件6因支承部5的干涉而脱落，在光传感器1制造后的操作使用上需要细心的注意。但是，不优选在光传感器1的出厂后对使用者强加如何操作使用的负担，而是希望抑制部件6的脱落。

发明内容

本发明是为了解决该问题点而创立的，其目的在于提供一种即使在操作使用时对传感器主体部施加外力，也可以防止电路基板上搭载的部件与支承部的干涉，抑制部件的脱落的光传感器。

为了解决上述课题，本发明的光传感器在电路基板的搭载区域上搭载有传感器主体部，其特征在于，在所述传感器主体部的两侧，与所述传感器主体部一体地设置有第一支承部以及第二支承部，在所述第一支承部的与所述电路基板的接触面突出形成有固定部，所述固定部插入在所述电路基板上设置的第一插入孔中，在所述第二支承部形成有使所述搭载区域露出的切口部。

由此，因为在与设置了固定部的第一支承部相反侧的第二支承部设置切口部，所以即使在操作使用时对传感器主体部施加外力，也可以防止电路基板上搭载的部件与支承部的干涉，可以抑制部件的脱落。

而且，在本发明的一个实施方式中，所述搭载区域是包含所述传感器主体部、所述第一支承部以及所述第二支承部的范围内的大致矩形形状的区域，所述切口部是切除所述大致矩形形状的一角而得到的部分。

而且，在本发明的一个实施方式中，所述固定部是使突起形状的前端变形的铆接部。

而且，在本发明的一个实施方式中，在所述第二支承部与所述电路基板的接触面形成有突起部，所述突起部插入在所述电路基板设置的第二插入孔中。

而且，在本发明的一个实施方式中，所述突起部和所述第二插入孔通过粘接剂固定。

而且，在本发明的一个实施方式中，所述固定部以及所述第一插入孔的俯视形状为非圆形。

发明效果

按照本发明，可以提供即使在操作使用时对传感器主体部施加外力，也可以防止电路基板上搭载的部件与支承部的干涉，抑制部件的脱落的光传感器。

附图说明

图1是表示实施方式1的光传感器100的示意立体图，其中，图1(a)是上方立体图，图1(b)是下方立体图。

图2是表示传感器主体部20的结构的示意立体图，其中，图2(a)是上方立体图，图2(b)是下方立体图。

图3是表示实施方式1的光传感器100的布局的示意平面图。

图4是表示在实施方式1中外力作用于传感器主体部20的情况的示意图，其中，图4(a)表示通常时，图4(b)表示旋转移动时，图4(c)表示抑制了部件6的脱落的状况。

图5是表示实施方式2中的光传感器100的下方立体图。

图6是表示实施方式2中的传感器主体部20的结构的下方立体图。

图7(a)～(f)是表示固定部31的变形例的图。

图8是表示现有提案的光传感器1的一例子的示意平面图。

图9是表示外力作用于传感器主体部3，支承部5以固定部4为中心旋转移动的状态的示意图，其中，图9(a)表示通常时，图9(b)表示旋转移动时，图9(c)表示部件6的脱落的状况。

附图标记说明

100：光传感器

10：电路基板

20：传感器主体部

30a、30b：垂直支承部

40a、40b：水平支承部

50：连接器部

60：电子部件

11：第一插入孔

12：第二插入孔

15：搭载区域

21、51：端子部

31：固定部

32：突起部

41：切口部

具体实施方式

(实施方式1)

以下，参照附图说明本发明的实施方式1。图1是表示本实施方式的光传感器100的示意立体图，图1(a)是上方立体图，图1(b)是下方立体图。图2是表示传感器主体部20的结构的示意立体图，图2(a)是上方立体图，图2(b)是下方立体图。如图1(a)、图1(b)以及图2(a)、图1(b)所示，光传感器100包括：电路基板10；传感器主体部20；垂直支承部30a、30b；水平支承部40a、40b、连接器部50；以及电子部件60。

电路基板10是在正面背面形成未图示的布线图案的板状的部件，搭载有传感器主体部20、连接器部50和电子部件60。构成电路基板10的材料不特别限定，可以是使用了环氧玻璃树脂等的通常的印刷基板。另外，在电路基板10上，在与如后所述的固定部31对应位置，形成从正面贯通到背面侧的孔即第一插入孔11。另外，在电路基板10形成焊盘(land)和贯通孔，插入传感器主体部20、连接器部50和电子部件60的端子并焊接(省略图示)。

传感器主体部20是在由树脂等形成的壳体内收纳包含发光元件、受光元件和光学部件的传感器元件的部分，进行光的照射和受光，产生与受光的状态相应的电信号。端子部21从传感器主体部20的背面延伸，经由端子部21进行电力的供给和电信号的传递。在本实施方式中，传感器主体部20在电路基板10的垂直方向上竖立设置，来自传感器元件的光的照射和受光相对于电路基板10为水平方向，并朝向电路基板10的外部方向。

在传感器主体部20中收纳的传感器元件的种类不被限定，作为发光元件可以使用发光二极管(LED：LightEmittingDiode)或半导体激光器等，作为受光元件可以使用光电二极管或光位置传感器(PSD：Position Sensitive Detector)等。作为一例，在作为发光元件使用LED，作为受光元件使用PSD时，LED照射的光被探测对象物反射，经由透镜入射到PSD。在该情况下，经由透镜到达PSD的光的入射位置因至探测对象物的距离而不同，所以PSD中的输出与该入射位置相对应，从端子部21输出的电信号与至探测对象部的距离相对应。

垂直支承部30a、30b是与传感器主体部20一体形成的平板状的部分，相对于电路基板10立设于垂直方向而形成。而且，垂直支承部30a、30b分别沿传感器主体部20的侧面在两侧形成。如图1(a)、图1(b)以及图2(a)、图1(b)所示，也可以在垂直支承部30a、30b设置突起部和贯通孔，用于光传感器100与外部的定位和固定。

水平支承部40a、40b是与传感器主体部20一体形成的平板状的部分，相对于电路基板10在水平方向上延长而形成。而且，水平支承部40a、40b分别从传感器主体部20的底面向两侧形成。如图2(a)、图2(b)所示，在水平支承部40a中，形成将平板状部分的一部分切除的形状的切口部41。而且，在水平支承部40b的与电路基板10接触的面(背面)，突出形成固定部31。

固定部31是与水平支承部40b一体形成的突起，设置在与电路基板10形成的第一插入孔11对应的位置。在图1(b)中示出在第一插入孔11中插入了固定部31的状态，但是在将固定部31形成作为铆接部的情况下，使从第一插入孔11突出的固定部31的前端变形，从而通过铆接固定传感器主体部20。在此作为固定部31示出了铆接部的例子，但是固定部31的结构不被限定。例如，也可以设为在水平支承部40b的背面侧形成螺钉孔等，经由第一插入孔11从电路基板10的背面侧通过螺钉的联接进行固定。在将固定部31设为铆接部时，可以在水平支承部40b的树脂成型时一并形成固定部31，所以可以实现制造工程的简化而优选。

如上述那样，在传感器主体部20的一侧面一体地形成垂直支承部30b和水平支承部40b，在另一侧面一体地形成垂直支承部30a和水平支承部40a。因此，垂直支承部30b和水平支承部40b构成本发明的第一支承部。而且，垂直支承部30a和水平支承部40a构成本发明的第二支承部。

水平支承部40a、40b在传感器主体部20的两侧一体地形成，向侧方延长而与电路基板10接触，所以可以确保传感器主体部20在电路基板10上的稳定性。而且，垂直支承部30a、30b在传感器主体部20的两侧一体地形成，也与水平支承部40a、40b一体地形成并立设，所以可以牢固地支承传感器主体部20。

连接器部50是确保光传感器100与外部的电连接，与外部进行电力和电信号的接收、发送的部件。在连接器部50设置多个端子部51，端子部51插入电路基板10上形成的贯通孔，并通过未图示的焊锡焊接而与布线图案电连接。

电子部件60是被焊接在电路基板10上的布线图案，构成光传感器100的电路的部件。作为电子部件60的例子，举出电阻或电容器、晶体管、二极管等各种电路元件。

图3是表示本实施方式的光传感器100的布局的示意平面图。在电路基板10上，如图3中以双点划线表示的那样设置搭载区域15，传感器主体部20和水平支承部40a、40b以收束于搭载区域15的范围内的方式被搭载。

搭载区域15是用于搭载在电路基板10上设置的传感器主体部20和水平支承部40a、40b的假想的区域，是不搭载连接器部50和电子部件60的区域。而且，搭载区域15的形状没有特别限定，但是为了确保光传感器100的小型化和电路配置的自由度，希望是尽可能小的区域。因此，优选设定包含传感器主体部20和水平支承部40a、40b的大致矩形形状的区域作为搭载区域15。如前述那样，在搭载区域15不搭载传感器主体部20和水平支承部40a、40b以外的部件，但是可以在搭载区域15内形成布线图案。

如图3所示，因为在水平支承部40a上设置有切口部41，所以露出搭载区域15的一角。由此，可以确保在搭载区域15的附近配置的电子部件60与水平支承部40a的间隔。在光传感器100中，因为固定部31插入第一插入孔11而固定传感器主体部20，所以在对传感器主体部20施加外力时，旋转力作用在以第一插入孔11和固定部31为中心在图中箭头所示的圆周方向上。

图4是表示本实施方式中外力作用于传感器主体部20的情况的示意图，图4(a)表示通常时，图4(b)表示旋转移动时，图4(c)表示部件6的脱落被抑制的状况。如前所述，因为在水平支承部40a设置有切口部41，所以即使水平支承部40a旋转移动也不会从搭载区域15脱离，确保与电子部件60的间隔而不进行干涉。因此，可以抑制电子部件60由于水平支承部40a的干涉而脱落的情况。

在此，示出作为切口部41，直线状地切除了搭载区域15的一角的情况，但是切口部41的形状不被限定，也可以是圆弧状或矩形状的切口。而且，因为在水平支承部40b侧设置有成为旋转中心的第一插入孔11以及固定部31，所以相对于传感器主体部20，作为相反侧的水平支承部40a的端部的旋转半径最大。因此，在对传感器主体部20施加了外力的情况的移动量在水平支承部40a侧最大，与电子部件60产生干涉的可能性高，所以优选在水平支承部40a的端部形成切口部41。

如上述那样，在本实施方式的光传感器100中，在与设置了固定部31的水平支承部40b的相反侧的水平支承部40a设置有切口部41，所以即使在操作使用时对传感器主体部20施加外力，也可以防止在电路基板10上搭载的电子部件60与水平支承部40a的干涉，可以抑制电子部件60的脱落。

(实施方式2)

接着，参照附图说明本发明的实施方式2。省略说明与实施方式1重复的内容。图5是表示本实施方式中的光传感器100的下方立体图。图6是表示本实施方式中的传感器主体部20的结构的下方立体图。

在本实施方式中，如图5、图6所示，在水平支承部40a的与电路基板的接触面(背面)形成有突起部32。而且，在电路基板10上与突起部32对应的位置形成第二插入孔12，在第二插入孔12中插入突起部32。

突起部32是在水平支承部40a的背面侧一体形成的突起，起到插入第二插入孔12而进行定位的定位部的作用。而且，还起到用于防止传感器主体部20和水平支承部40a、40b的旋转移动的旋转防止部的作用。为了使突起部32起到作为定位部和旋转防止部的作用，优选第二插入孔12的内径和突起部32的外径之差较小。而且，优选在将突起部32插入第二插入孔12后，用粘接剂固定两者。

在本实施方式中，因为在相对于传感器主体部20与固定部31相反侧的水平支承部40a设置突起部32和第二插入孔12，所以抑制对传感器主体部20施加外力的情况下的水平支承部40a的旋转移动，还抑制水平支承部40a与电子部件60的干涉，可以提高电子部件60的防脱落效果。

(实施方式3)

接着，参照附图说明本发明的实施方式3。省略说明与实施方式1重复的内容。图7是表示固定部31的变形例的图。相对于在实施方式1中，将固定部31设为大致圆柱形状，将第一插入孔11设为与其对应的大致圆形，在本实施方式中将固定部31设为圆柱形状以外的形状。另外，第一插入孔11的形状也作为非圆形而设为与固定部31对应的形状。因此，固定部31以及第一插入孔11在俯视下的形状为非圆形。

如图7(a)～(f)所示，作为圆柱形状以外的固定部31，截面形状举出矩形形状、椭圆形状、长圆形状、H字形状、三角形状、多边形状等。通过如这些以非圆形的柱状构成固定部31，第一插入孔11也设为与其对应的形状，限制第一插入孔11中插入的固定部31的旋转。只要在俯视下为非圆形且限制旋转的结构，则固定部31以及第一插入孔11的形状不限于图7所示的形状。

在本实施方式中，通过固定部31和第一插入孔11的俯视形状为非圆形，抑制对传感器主体部20施加了外力的情况的水平支承部40a的旋转移动，还抑制水平支承部40a与电子部件60的干涉，可以提高电子部件60的防脱落效果。

而且，本次公开的实施方式在全部方面都是例示，并不是限定性的解释的根据。因此，本发明的技术范围不是仅通过上述的实施方式来解释，而是根据申请请求范围的记载来限定。另外，包含与申请请求范围等同的含义以及范围内的全部变更。

Claims (6)

1.一种光传感器，在电路基板的搭载区域上搭载有传感器主体部，其特征在于，

在所述传感器主体部的两侧，与所述传感器主体部一体地设置有第一支承部以及第二支承部，

在所述第一支承部的与所述电路基板的接触面突出形成有固定部，

所述固定部插入在所述电路基板上设置的第一插入孔，

在所述第二支承部形成有使所述搭载区域露出的切口部。

2.如权利要求1所述的光传感器，其特征在于，

所述搭载区域是包含所述传感器主体部、所述第一支承部以及所述第二支承部的范围内的矩形形状的区域，

所述切口部是切除所述大致矩形形状的一角而得到的部分。

3.如权利要求1所述的光传感器，其特征在于，

所述固定部是使突起形状的前端变形的铆接部。

4.如权利要求1～3中任一项所述的光传感器，其特征在于，

在所述第二支承部的与所述电路基板的接触面形成有突起部，

所述突起部插入在所述电路基板设置的第二插入孔。

5.如权利要求4所述的光传感器，其特征在于，

所述突起部和所述第二插入孔通过粘接剂固定。

6.如权利要求1～3中任一项所述的光传感器，其特征在于，

所述固定部以及所述第一插入孔的俯视形状为非圆形。