CN217787467U - 光学器件及光学组件 - Google Patents

Abstract

本申请适用于光学器件技术领域，提出了一种光学器件，所述光学器件包括：支架；配光件，设于所述支架上，所述配光件包括遮光主体和设于所述遮光主体内的光通道，所述遮光主体用于遮光和抑制光反射，所述光通道用于透光；功能件，设于所述支架上且位于所述光通道的内部，所述功能件用于发出光线或感应光线。本申请还提供了一种光学组件。本申请提供的光学器件及光学组件能够解决漏光、光信号干扰的问题。

Description

光学器件及光学组件

技术领域

本申请属于光学器件技术领域，尤其涉及一种光学器件及光学组件。

背景技术

发光二极管(Light Emitting Diode，LED)是一种常用的发光器件，通过电子与空穴复合释放能量发光，发光二极管可高效地将电能转化为光能，在现代社会具有广泛的用途，如照明、平板显示、医疗器件等。

目前，常见的发光二极管包括支架、芯片和透镜，芯片是发光二极管的核心部分，芯片通过两条金线分别与支架的正极金属区及负极金属区连接，从而使晶片发光且光线通过透镜射出。发光二极管采用透镜来控制发光角度，但是仍会存在漏光的问题，从而造成光信号干扰。另外，这种漏光的问题也会出现在感光元件中。

实用新型内容

本申请提供了一种光学器件及光学组件，以解决光学器件存在的漏光、光信号干扰的问题。

为解决上述问题，本申请提供了一种光学器件，所述光学器件包括：

支架；

配光件，设于所述支架上，所述配光件包括遮光主体和设于所述遮光主体内的光通道，所述遮光主体用于遮光和抑制光反射，所述光通道用于透光；

功能件，所述功能件用于发出光线或感应光线，所述功能件设于所述支架上且位于所述光通道的内部，所述光通道具有预设的尺寸以控制光路的角度。

在一些实施例中，所述遮光主体围绕所述光通道的内壁为吸光黑体。

在一些实施例中，所述光通道为形成于所述遮光主体内部的孔；或者，所述光通道为形成于所述遮光主体内部的透光件。

在一些实施例中，所述遮光主体为黑色塑料，所述光通道为透明塑料，所述遮光主体与所述光通道一体成型。

在一些实施例中，沿着垂直于所述支架的方向，所述光通道的横截面呈圆形或多边形。

在一些实施例中，沿着垂直于所述支架的方向，所述遮光主体和所述光通道的横截面均呈圆形，且所述遮光主体和所述光通道同轴心设置。

在一些实施例中，所述光通道的宽度自靠近所述支架一端向背离所述支架的一端逐渐增大、逐渐减小、或者保持不变。

在一些实施例中，所述功能件为白炽灯、气体灯、光致发光光源、发光二极管、阴极发光光源、化学发光光源、光敏二极管中的一种；所述配光件通过锡膏焊接、超声波焊接、卡扣式连接、螺纹连接或胶水粘结的方式固定于所述支架上。

本申请还提供了一种光学组件，包括：

电路板；

至少一个光电对，所述光电对包括两个所述的光学器件，两个所述光学器件在所述电路板上相向设置或者同向相邻设置，其中一个所述光学器件为光发射单元，另一个所述光学器件为光接收单元。

在一些实施例中，所述电路板上设有控制器和/或开关单元，所述控制器和/或所述开关单元用于接收所述光电对发出的电信号。

上述光学器件包括支架、设于支架上的配光件和功能件，配光件包括遮光主体和设于遮光主体内的光通道，功能件设于支架上且位于光通道的内部，功能件用于发出光线或感应光线。由于光通道设于遮光主体的内部，光通道能够控制功能件的光路的角度，并且遮光主体可避免漏光而对邻近光学器件造成干扰，以及避免外界干扰光进入光通道内，以及抑制光线在光通道内部的反射，如此，上述光学器件可解决漏光和光干扰的问题，并且，上述光学器件结构简单、成本较低。

上述光学组件包括电路板和至少一个光电对，由于光电对中的光学器件采用上述任一实施例中的光学器件，因此，光学器件能够有效防漏光和防光干扰，进而上述光学组件可提高光电感应的精度，提升了使用的便利性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为本申请实施例一提供的光学器件的结构示意图；

图2为图1所示的光学器件的光路示意图；

图3为图1所示的光学器件中配光件的俯视图；

图4为本申请实施例二提供的光学器件的结构示意图；

图5为本申请实施例三提供的光学组件的结构示意图；

图6为图5所示的光学组件的光路示意图；

图7为本申请实施例三提供的光学组件的模块示意图；

图8为本申请实施例四提供的光学组件的结构示意图。

其中，图中各附图标记：

100、光学器件；101、光发射单元；102、光接收单元；

10、支架；

20、配光件；21、遮光主体；211、内壁；22、光通道；

30、功能件；

1、光学组件；200、电路板；210、第一通孔；300、光电对；400、控制器；500、开关单元；600、外壳；610、凹陷部。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

还需说明的是，本申请实施例中以同一附图标记表示同一组成部分或同一零部件，对于本申请实施例中相同的零部件，图中可能仅以其中一个零件或部件为例标注了附图标记，应理解的是，对于其它相同的零件或部件，附图标记同样适用。

请参照图1，本申请实施例提供一种光学器件100，包括支架10、配光件20和功能件30。

支架10用于安装配光件20和功能件30，其中，配光件20和功能件30均固定于支架10的同一面。

配光件20设于支架10上，配光件20包括遮光主体21和设于遮光主体21内的光通道22，遮光主体21用于遮光和抑制光反射，且光通道22用于透光。光通道22具有靠近支架10的第一端和远离支架10的第二端，可以理解，遮光主体21包覆光通道22且露出光通道22的第二端，以使光通道22能够透光。

功能件30设于支架10上且位于光通道22的内部，功能件30用于发出光线或感应光线。当功能件30用于发出光线时，功能件30可为发光二极管(LED)芯片，通过两条导线电性连接于支架10；当功能件30用于接收光线时，功能件30可为光敏二极管芯片或其它感光器件，但不限于此。

其中，光通道22具有预设的尺寸以控制光路的角度。所述“尺寸”包括光通道22的长度和宽度。

请参照图1和图2，以功能件30为LED芯片为例，上述光学器件100的使用原理为：功能件30设于光通道22内，功能件30所发出的光线可经由光通道22的第二端出射至光学器件100的外部，由于光通道22设于遮光主体21的内部，即遮光主体21设于光通道22的周侧，功能件30所发出的光线仅可由光通道22的第二端进行出射而不会经由遮光主体21进行出射，从而光通道22可以控制光路获得预设的角度，上述光学器件100可解决漏光和光干扰的问题；光通道22具有预设的长度和宽度，以限制光路的角度，图2示意了光路的最大角度a。可以理解，光通道22的长度和宽度中的一者进行改变，则光路的角度将会得到改变，因此，需要依据光学器件的光路角度的需求，来设定光通道22的尺寸。内壁211为相对的吸光黑体，而避免了光线在光通道22内部的反射。

同样的，当功能件30用于感应光线时，处于光路的最大角度a之内的光线可以经由光通道22照射至功能件30上，以被功能件30感应，如此，其它外界干扰光被遮光主体21遮光而无法被功能件30所感应，以解决光干扰的问题。

上述光学器件100包括支架10、设于支架10上的配光件20和功能件30，配光件20包括遮光主体21和设于遮光主体21内的光通道22，功能件30设于支架10上且位于光通道22的内部，功能件30用于发出光线或感应光线。由于光通道22设于遮光主体21的内部，光通道22能够控制功能件30的光路的角度，并且遮光主体21可避免漏光以及避免外界干扰光进入光通道22内，以及抑制光线在光通道22内的反射，如此，上述光学器件100可有效控制光路的角度，解决了漏光和光信号干扰的问题，并且，上述光学器件100不需要设置传统的透镜，利用配光件20取代了透镜结构，且优于传统透镜的配光效果，结构简单、成本较低。

在一些实施例中，遮光主体21围绕光通道22的内壁211为吸光黑体。吸光黑体可为黑色遮光材料，但不限于此，例如，吸光黑体也可为其它颜色的遮光材料。例如，功能件30为用于发射红光的发光二极管，则吸光黑体也可为蓝色遮光层等能够吸收红光的材质。如此，遮光主体21可避免外界干扰光经由内壁211照射至光通道22内，同时可避免光通道22内的光线经由遮光主体21的内壁211照射至外界而造成漏光。

在实施例一中，光通道22为形成于遮光主体21内部的孔，如此，光通道22可通过开孔的方式制作于遮光主体21内，不仅透光效果好，而且制作方式简单，成本较低。在其它实施例中，光通道22内可填充有透光材质。

在一些实施例中，沿着垂直于支架10的方向，光通道22的横截面呈圆形或多边形，多边形例如为三角形、矩形、五边形、六边形等。例如，光通道22的横截面呈圆形，则光通道22可呈圆柱体或者锥台；光通道22的横截面为三角形，则光通道22可为三棱柱或者三棱台；光通道22的横截面为矩形，则光通道22可为立方体或者四棱台；光通道22的横截面为五边形，则光通道22可为五棱柱或者五棱台；本申请对光通道22的形状不作限制，只要其形状、长度、宽度可以符合防光干扰的需求。

沿着垂直于支架10的方向，遮光主体21的横截面也可呈圆形或多边形，多边形例如为三角形、矩形、五边形、六边形等，遮光主体21和光通道22的截面形状可相同或不同。

请参照图1至图3，在一实施例中，沿着垂直于支架10的方向，遮光主体21和光通道22的横截面均呈圆形，且遮光主体21和光通道22同轴心设置。如此，配光件20可呈圆柱体。通过采用上述技术方案，配光件20不需要区分方向和角度，方便大规模生产，且方便将配光件20以任一角度固定于支架10上，降低了制造难度。在本实施例中，光路的最大角度a取决于光通道22的直径(宽度)和长度，“长度”是指沿着垂直于支架10的方向上，光通道22的延伸长度，即光通道22的轴向长度。

可以理解，若需要设置较大的光路角度，可以扩大光通道22的直径(宽度)和/或减小光通道22的长度；反之，若需要设置较小的光路角度，可以减小光通道的直径(宽度)和/或增大光通道22的长度。当光通道22为圆柱体外的其它形状时，同样可通过调整光通道22的尺寸来调节光路的角度，不再赘述。

遮光主体21和光通道22的横截面也可均呈正方形，同样可以达到上述效果。

可选的，光通道22的宽度自靠近支架10一端向背离支架10的一端逐渐增大或减小。例如，光通道22靠近支架10的一端的宽度小于光通道22背离支架10一端的宽度，即光通道22的第一端的宽度小于光通道22的第二端的宽度，此时，光通道22呈喇叭状。如此，相较于圆柱形的光通道22，这种喇叭状的光通道22的出光角度或入光角度较大。又如，光通道22靠近支架10的一端的宽度大于光通道22背离支架10一端的宽度。

通过采用技术方案，光通道22可依据光学器件100的具体需求来进行设计，以满足防漏光和防干扰的需求。

可选的，功能件30为发光元件，且功能件30为白炽灯、气体灯、光致发光光源、发光二极管、阴极发光光源、化学发光光源中的一种。

可选的，功能件30还可为感光元件，例如功能件30为采用光敏反应或光电效应的感光元件。

在一实施例中，配光件20通过锡膏焊接、超声波焊接、卡扣式连接、螺纹连接或胶水粘结的方式固定于所述支架上。例如，配光件20通过胶水粘结的方式固定于支架10上。

通过采用上述技术方案，配光件20、功能件30和支架10固定为一体结构，作为一个完整的光学器件100进行使用。可以理解，配光件20的固定方式不限于此。

上述光学元件可用于各类安防监控和传感器的电子产品中，如光电按钮、CCB摄像机、监控系统、红外相机、机器视觉系统灯等。

请参照图4，本申请的实施例二提供了一种光学器件100，包括支架10、设于支架10上的配光件20和功能件30。配光件20包括遮光主体21和设于遮光主体21内的光通道22，遮光主体21用于遮光且光通道22用于透光；功能件30设于支架10上且位于光通道22的内部，功能件30用于发出光线或感应光线。

与实施例一的不同之处在于，在实施例中，光通道22为形成于遮光主体21内部的透光件。光通道22的第二端为出光面或入光面，且第二端的端面与遮光主体21的端面平齐。

通过采用上述技术方案，光通道22为透光件，可以避免孔洞式的光通道22内产生堵塞。

可选的，遮光主体21为黑色塑料，光通道22为透明塑料，遮光主体21与光通道22一体成型。如此，配光件20可以采用双色注塑模式，便于实现大规模生产。塑料可为PC、ABS等，但不限于此。

在其它实施例中，光通道22不限于透明塑料，也可为透明玻璃、环氧树脂、硅胶、或者为其它能够透光的材质。例如，发光元件为发出红光的发光二极管，光通道22可为红色透镜或者透明透镜，能够透射红光；发光元件为发出绿光的发光二极管，光通道22可为绿色透镜或者透明透镜，能够透射绿光。

请参照图5至图7，本申请的实施例三提出了一种光学组件1，包括电路板200和至少一个光电对300，光电对300包括两个光学器件100，两个光学器件100在电路板200上相向设置或者同向相邻设置，其中一个光学器件100为光发射单元101，另一个光学器件100为光接收单元102。

例如，光电对300可为红外线光电对，光电对300中的一个光学器件100为用于发射红外线的光发射单元101，另一个光学器件100为用于接收红外线的光接收单元102。两个光学器件100之间的区域为红外线感应区。可以理解，光电对300还可为紫外光光电对或其它类型的光电对。

上述光学组件1包括电路板200和至少一个光电对300，由于光电对300中的光学器件100采用上述任一实施例中的光学器件100，因此，光学器件100能够有效控制光路的角度，实现防漏光和防光干扰，进而上述光学组件1可提高光电感应的精度，提升了使用的便利性。

如图6所示，在一实施例中，电路板200上设有多组光电对300，每组光电对300中的两个光学器件100相向设置于电路板200的两侧。由于电路板200每侧的光学器件100间隔且并排设置，若采用传统的光学器件100，光学器件100所发出的光线容易照射至相邻光电对300的光学器件100内，而引起感应异常，影响使用效果。采用本申请提供的光学器件100，能够有效防漏光和防光干扰，从而光学器件100所发出的光线不会照射至相邻光电对300内，有效解决了相邻光电对300之间的干扰问题，提升了光学组件1的感应精度。

可选的，光接收单元102、光发射单元101在电路板200的每侧交替设置。如此，可进一步提升感应精度。

在其它实施中，每组光电对300中的两个光学器件100也可同向相邻并排设置，光发射单元101发出的光经外界物体反射后传导至光接收单元102。

如图7所示，在一实施例中，电路板200上设有控制器400和/或开关单元500，控制器400和/或开关单元500用于接收光电对300发出的电信号。如此，光学组件1可作为光电感应传感器或者开关，例如作为用于控制电梯按键、电灯、水龙头、门禁开关的光线感应控制按钮。

可选的，电路板200上同时设置有控制器400和开关单元500，控制器400用于接收和处理光电对300发出的电信号，控制器400还用于在处理光电对300发出的电信号之后，向开关单元500发出控制信号。可以理解，当电路板200上设有多组光电对300时，控制器400可接收多组光电对300发出的电信号并进行整合、处理。

例如，光电对300可为红外线光电对，光电对300中的一个光学器件100为用于发射红外线的光发射单元101，另一个光学器件100为用于接收红外线的光接收单元102。两个光学器件100之间的区域为红外线感应区。

当红外线感应区没有遮挡物时，控制器400不会向开关单元500输出控制信号；当红外线感应区有遮挡物遮挡住红外线光线时，控制器400接收并识别光电对300发出的电信号并向开关单元500发出控制信号。

在其它实施例中，电路板200上也可设置有控制器400、开关单元500中的一种。例如，电路板200上设置有控制器400，控制器400接收光电对300发出的电信号并提供信号给其它机器，此时光学组件可作为感应传感器使用。又如，电路板200上设置有开关单元500，开关单元500可直接接收光电对300发出的电信号，此时光学组件可作为开关使用。

请参照图8，本申请的实施例四提供了一种光学组件1的具体实施例。请同时参照图1至图8，光学组件1包括电路板200、至少一个光电对300、控制器400和开关单元500，电路板200的中部设有第一通孔210，光电对300中的两个光学器件100分别设于第一通孔210的相对两侧；光学组件1还包括外壳600，电路板200、至少一个光电对300、控制器400和开关单元500设于外壳600内，外壳600的中部设有对应于第一通孔210的凹陷部610，凹陷部610为感应区；凹陷部610的相对两侧壁分别设有露出光学器件100的第二通孔。

当红外线感应区没有遮挡物时，控制器400不会向开关单元500输出控制信号；将手指或物体伸入凹陷部610内可使光电对300中的光接收单元102产生电信号，控制器400接收并识别光电对300发出的电信号并向开关单元500发出控制信号。

可选的，光电对300中的两个光学器件100分别为侧发光器件和侧接收器件，进一步的，为了保证方便生产，可以在配光件20上设置金属引脚，不仅支架10与电路板200固定连接，配光件20也可通过金属引脚与电路板200固定连接，以此方便控制整个光学器件100在电路板200上贴片的固定角度。

可以理解，光电对300中的两个光学器件100也可为正发光器件和正接收器件，此时则不需要在配光件20上设置金属引脚。

上述光学组件1可应用于电梯按钮中，在电梯的控制面板上开设多个安装孔并在每个安装孔内安装一个光学组件1。上述光学组件1免接触，较为卫生；无需改变用户习惯，抗干扰能力强，很难被误接触，成本低。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种光学器件，其特征在于，所述光学器件包括：

支架；

配光件，设于所述支架上，所述配光件包括遮光主体和设于所述遮光主体内的光通道，所述遮光主体用于遮光和抑制光反射，所述光通道用于透光；

功能件，所述功能件用于发出光线或感应光线，所述功能件设于所述支架上且位于所述光通道的内部，所述光通道具有预设的尺寸以控制光路的角度。

2.如权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述遮光主体围绕所述光通道的内壁为吸光黑体。

3.如权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述光通道为形成于所述遮光主体内部的孔；或者，所述光通道为形成于所述遮光主体内部的透光件。

4.如权利要求3所述的光学器件，其特征在于，所述遮光主体为黑色塑料，所述光通道为透明塑料，所述遮光主体与所述光通道一体成型。

5.如权利要求1-4中任一项所述的光学器件，其特征在于，沿着垂直于所述支架的方向，所述光通道的横截面呈圆形或多边形。

6.如权利要求5所述的光学器件，其特征在于，沿着垂直于所述支架的方向，所述遮光主体和所述光通道的横截面均呈圆形，且所述遮光主体和所述光通道同轴心设置。

7.如权利要求5所述的光学器件，其特征在于，所述光通道的宽度自靠近所述支架一端向背离所述支架的一端逐渐增大、逐渐减小、或者保持不变。

8.如权利要求1所述的光学器件，其特征在于，所述功能件为白炽灯、气体灯、光致发光光源、发光二极管、阴极发光光源、化学发光光源、光敏二极管中的一种；所述配光件通过锡膏焊接、超声波焊接、卡扣式连接、螺纹连接或胶水粘结的方式固定于所述支架上。

9.一种光学组件，其特征在于，包括：

电路板；

至少一个光电对，所述光电对包括两个如权利要求1-8中任一项所述的光学器件，两个所述光学器件在所述电路板上相向设置或者同向相邻设置，其中一个所述光学器件为光发射单元，另一个所述光学器件为光接收单元。

10.如权利要求9所述的光学组件，其特征在于，所述电路板上设有控制器和/或开关单元，所述控制器和/或所述开关单元用于接收所述光电对发出的电信号。

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