CN219697627U - 光电开关 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种光电开关，其包括一体式的可透光的封装体、第一导线架、光发射组件、第二导线架以及光接收组件。封装体包括第一封装部和与第一封装部间隔设置的第二封装部，第一封装部具有第一透镜单元，第二封装部具有第二透镜单元。第一导线架部分嵌设在第一封装部内。光发射组件设置于第一导线架并且被第一封装部包覆，光发射组件对应第一透镜单元。第二导线架部分嵌设在第二封装部内。光接收组件设置于第二导线架并且被第二封装部包覆，光接收组件对应第二透镜单元，且光发射组件与光接收组件之间相隔一预设距离。借此，本申请能达到简化制程，降低制造成本以及提升产品可靠度的效果。

Description

光电开关

技术领域

本申请涉及一种光电开关，特别是涉及一种降低制造成本的光电开关。

背景技术

目前应用在办公室内的事务机或打印机上的光电开关，例如对照式光电开关(或称光遮断器)或反射式光电开关，是由一红外线发射器、一红外线接收器以及一塑料外壳组合而成。在制造过程中，会先分别制作红外线发射器、红外线接收器及塑料外壳，之后再一起组装成光电开关。这样的制造流程繁复、耗时且制造成本高昂。此外，现有的光电开开关在组装过程中须考虑组装公差，因此，产品在生产过程中可能会发生因公差设计不良而导致装配不易或甚至无法组装的情形，进而衍生出生产良率不佳、质量不良以及可靠度差等问题。

故，如何通过结构设计的改良，来简化光电开关的制程，降低制造成本，来克服上述的缺陷，已成为该领域所欲解决的重要课题之一。

实用新型内容

本申请所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种一体式结构的光电开关。

本申请所要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足提供一种简化光电开关的制程，降低制造成本的光电开关。

为了解决上述的技术问题，本申请所采用的其中一技术方案是提供一种光电开关，其包括可透光的封装体、第一导线架、光发射组件、第二导线架以及光接收组件。可透光的封装体包括第一封装部和与第一封装部间隔设置的第二封装部，第一封装部具有第一透镜单元，第二封装部具有第二透镜单元。第一导线架部分嵌设在第一封装部内。光发射组件设置于第一导线架并且被第一封装部包覆，光发射组件对应第一透镜单元配置。第二导线架部分嵌设在第二封装部内。光接收组件设置于第二导线架并且被第二封装部包覆，光接收组件对应第二透镜单元配置，且光发射组件与光接收组件之间相隔一预设距离。

可选地，预设距离介于2mm至5mm。

可选地，第一封装部、第一透镜单元、第二封装部及第二透镜单元为一体成型的一体式结构。

可选地，封装体还包括连接部，连接部位于第一封装部与第二封装部之间且远离第一封装部与第二封装部设有第一透镜单元及第二透镜单元的一侧，连接部用以连接第一封装部与第二封装部，且共同界定形成一凹陷空间。

可选地，封装体是呈U型结构。

可选地，第一透镜单元设置在第一封装部的顶表面上，第二透镜单元设置在第二封装部的顶表面上，第一封装部的顶表面与封装体的底部表面之间具有一第一垂直距离，第二封装部的顶表面与封装体的底部表面之间具有一第二垂直距离，第一垂直距离大于第二垂直距离。

可选地，第一透镜单元最高点位置与第二透镜单元的最高点位置不位在同一水平面上。

可选地，第一导线架包括第一承载部，光发射组件设置在第一承载部上。

可选地，第一承载部的面积大于光发射组件投影至第一承载部的投影面积。

可选地，第一承载部是呈碗杯状或圆盘状。

可选地，第二导线架包括第二承载部，光接收组件设置在第二承载部上。

可选地，第二承载部的面积大于光接收组件投影至第二承载部的投影面积。

可选地，第二承载部是呈碗杯状或圆盘状。

可选地，第一导线架包括第一承载部，光发射组件设置在第一承载部上，第二导线架包括第二承载部，光接收组件设置在第二承载部上，且第二承载部的面积大于第一承载部。

可选地，封装体为加有染剂的可透光树脂的一体式结构。

可选地，封装体用于过滤波长800nm以下的可见光。

光发射组件与第一透镜单元之间的相对位置随着第一透镜单元的形状而改变，光接收组件与第二透镜单元之间的相对位置随着第二透镜单元的形状而改变。

本实用新型的其中一有益效果在于，本申请所提供的光电开关，其能通过可透光的封装体(第一封装部、第一透镜单元、第二封装部及第二透镜单元)为一体成型的结构设计来简化制造流程，并且省略了现有技术中的塑料外壳，不但可降低制造成本，还可提升产品可靠度。

为使能更进一步了解本申请的特征及技术内容，请参阅以下有关本申请的详细说明与附图，然而所提供的附图仅用于提供参考与说明，并非用来对本申请加以限制。

附图说明

图1为本申请第一实施例的光电开关的立体示意图。

图2为本申请第一实施例的光电开关的侧视示意图。

图3为本申请第一实施例的光电开关的俯视示意图。

图4为本申请第二实施例的光电开关的局部剖面示意图。

图5为本申请第三实施例的光电开关的局部剖面示意图。

具体实施方式

以下是通过特定的具体实施例来说明本申请所公开有关“光电开关”的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所公开的内容了解本申请的优点与效果。本申请可通过其他不同的具体实施例加以施行或应用，本说明书中的各项细节也可基于不同观点与应用，在不悖离本申请的构思下进行各种修改与变更。另外，本申请的附图仅为简单示意说明，并非依实际尺寸的描绘，事先声明。以下的实施方式将进一步详细说明本申请的相关技术内容，但所公开的内容并非用以限制本申请的保护范围。

应当可以理解的是，虽然本文中可能会使用到“第一”、“第二”、“第三”等术语来描述各种组件，但这些组件不应受这些术语的限制。这些术语主要是用以区分一组件与另一组件。另外，本文中所使用的术语“或”，应视实际情况可能包括相关联的列出项目中的任一个或者多个的组合。

实施例

参阅图1至图3所示，图1为本申请第一实施例的光电开关的立体示意图，图2为本申请第一实施例的光电开关的侧视示意图，图3为本申请第一实施例的光电开关的俯视示意图。本申请第一实施例提供一种光电开关M，其包括封装体S、第一导线架1、第二导线架2、光发射组件3、光接收组件4。本申请不以光电开关M的类型为限，举例来说，光电开关M可为反射式光电开关，光发射组件3发出的红外线被一受测物体反射而被光接收组件4接收，由此，光接收组件4能够根据接收到的光线强弱来对目标物体进行探测。或者，光电开关M可为光遮断器(Photointerrupter)，光发射组件3发出的红外线会被光接收组件4接收，当光发射组件3发出的红外线被位于光发射组件3与光接收组件4之间的受测物体遮挡时，光接收组件4会受到受测物体遮蔽的影响(无法接收到红外线)而产生电流变化，并由此检测物体的存在与否。而在后续的实施例中，光电开关M主要是以反射式光电开关的型态来做说明。

此外，本申请不以光发射组件3及光接收组件4的类型为限，举例来说，光发射组件3可为一LED晶粒(或称裸晶，指未经封装的芯片)，例如红外线发光二极管(IRLight-emittingdiode，简称IRLED)，其可以对一外界物体发射一红外线；而光接收组件4可为一晶体管晶粒，例如为光敏晶体管(photo-transistor，简称PTR)、光二极管(PhotoDiode)或是光敏IC(PhotoIC)，其可用于接收光发射组件3所发出的光线(例如:红外线)由外界物体反射回来的一反射光。

如图1至图3所示，封装体S包括第一封装部S1与第二封装部S2。第二封装部S2与第一封装部S1间隔设置。第一封装部S1具有第一透镜单元S11，第二封装部S2具有第二透镜单元S21。进一步来说，如图2所示，第一透镜单元S11是设置在第一封装部S1的顶表面S10上，第二透镜单元S21是设置在第二封装部S2的顶表面S20上。第一导线架1的其中一部分嵌设在第一封装部S1内而另一部分外露出来。相似地，第二导线架2的其中一部分嵌设在第二封装部S2内而另一部分外露出来。光发射组件3设置于第一导线架1并被第一封装部S1包覆，且光发射组件3对应第一透镜单元S11配置。相似地，光接收组件4设置于第二导线架2并被第二封装部S2包覆，且光接收组件4对应第二透镜单元S21配置。

此外，封装体S还包括连接部S3，连接部S3位于第一封装部S1与第二封装部S2之间，且连接部S3位于远离第一封装部S1与第二封装部S2设有第一透镜单元S11及第二透镜单元S21的一侧。连接部S3用以连接第一封装部S1与第二封装部S2，并且第一封装部S1、第二封装部S2及连接部S3共同界定形成一凹陷空间C。因此，封装体S实际上是类似呈U型结构。

值得一提的是，在本申请中，封装体S为一体式的封装结构，也就是说，第一封装部S1、第一透镜单元S11、第二封装部S2、第二透镜单元S21及连接部S3为一体成型。举例来说，封装体S可以是利用埋入射出(Insertmolding)方式形成，例如，将光发射组件3及光接收组件4设置于导线架来进行固晶打线，接着于模杯中灌入可透光的封装树脂后，将含有固晶打线的光发射组件3的第一导线架1以及含有固晶打线的光接收组件4的第二导线架2部分分别插入模杯中，再经烘烤脱模后即完成光电开关封装。藉由封装体S为一体式的封装结构的设计，不但可以减少光电开关组装的制程工艺，还可以自动化线取代手动的组装。

此外，封装体S为加有染剂的可透光树脂的一体式结构。染剂主要能够过滤波长800nm以下的可见光，本申请不以染剂的材料为限。因此，在添加染剂之后，封装体S能够过滤波长800nm以下的可见光，借此来减少光接收组件4受到可见光的干扰而影响感测的正确率。

如图2所示，光发射组件3与光接收组件4之间相隔一预设距离H，确切地说，预设距离H即为凹陷空间C的宽度。可选地，预设距离H介于2mm至5mm。此外，第一透镜单元S11的最高点位置与第二透镜单元S21的最高点位置可以不在同一水平面上。举例而言，如图2所示，第一封装部S1的顶表面S10与封装体S的底部表面S30之间具有一第一垂直距离H1，第二封装部S2的顶表面S20与封装体S的底部表面S30之间具有一第二垂直距离H2，第一垂直距离H1大于第二垂直距离H2。因此，设置在顶表面S10上的第一透镜单元S11与设置在顶表面S20上第二透镜单元S21之间产生一高度差。借此，本申请的光电开关M可透过光发射组件3与光接收组件4之间的高度差以及凹陷空间C所形成的间隔距离的设计，避免光发射组件3从第一透镜单元S11发出的光线还未被受测物体反射时便直接射入第二透镜单元S21而被光接收组件4接收(若第一透镜单元S11与第二透镜单元S21相距太近，光发射组件3发出的光线容易直接被光接收组件4接收)，造成干扰而降低感测的正确率。

第一导线架1包括第一承载部11，第一承载部11具有一承载面110，光发射组件3设置在第一承载部11的承载面110上。本申请不以第一承载部11的形状为限，举例来说，第一承载部11可为碗杯状或圆盘状。相似地，第二导线架2包括第二承载部21，第二承载部21具有一承载面210，而光接收组件4设置在第二承载部21的承载面210上。本申请不以第二承载部21的形状为限，举例来说，第二承载部21可为碗杯状或圆盘状。

如图1与图2所示，进一步来说，本实施例的第一承载部11为碗杯状，其内部形成一容置空间11C，光发射组件3位在容置空间11C中，并且设在呈碗杯状的第一承载部11的底部承载面110上。此外，第一导线架1还可包括分属不同极性的第一导电支架12与第二导电支架13。第一导电支架12与第二导电支架13相互分离且彼此不接触，而第一承载部11连接于第一导电支架12。光发射组件3可透过一金属导线5来电性连接第二导电支架13，金属导线5的一端连接于光发射组件3，而另一端则连接于第二导电支架13的连接面130。金属导线5可以正打或反打的方式进行焊接，本申请不以为限。于本实施例中，连接面130的位置高于光发射组件3，可方便金属导线5进行焊接。

承上述，本实施例的第二承载部21为圆盘状。第二导线架2还可包括分属不同极性的第三导电支架22与第四导电支架23。第三导电支架22与第四导电支架23相互分离且彼此不接触，而第二承载部21连接于第三导电支架22。光接收组件4可透过另一金属导线6来电性连接第四导电支架23，金属导线6的一端连接于光接收组件4，而另一端则连接于第四导电支架23的连接面230。金属导线6可以正打或反打的方式进行焊接，本申请不以为限。于本实施例中，连接面230的位置高于光接收组件4，可方便金属导线6进行焊接。

如图1与图2所示，在本实施例中，第一承载部11为碗杯状，而第二承载部21为圆盘状。由于作为光发射组件3的晶粒尺寸较小，而作为光接收组件4的晶粒尺寸较大，因此，用来承载光接收组件4的承载面210的面积可以大于用来承载光发射组件3的承载面110的面积。然而，无论第一承载部11与第二承载部21为何种形状，承载面的面积皆需大于晶粒(光发射组件3或光接收组件4)投影至相对应承载面的面积。如图3所示，第一承载部11的承载面110面积大于光发射组件3投影至承载面110的投影面积，第二承载部21的承载面210面积大于光接收组件4投影至承载面210的投影面积。本申请的光电开关M能够通过圆盘状的第二承载部21具有较大承载面的结构设计，使第二承载部21的承载面210面积大于光接收组件4投影至承载面210的投影面积，藉以遮挡光发射组件3所产生的光线直接经由第一封装部S1、连接部S3、及第二封装部S2内部反射而传导至光接收组件4，降低杂散光被光接收组件4接收的机率，减少光发射组件3与光接收组件4之间相互干扰。

本申请不以透镜单元的形状为限制。透镜单元可用于调整光线的走向，使用者可依照实际需求调整透镜单元的形状，来将光线走向设计成聚光或是偏光的形式，使光线行经特定方向，由此提高反射式光电开关的运作效率。

参阅图2、图4及图5所示，图4为本申请第二实施例的光电开关的局部剖面示意图，图5为本申请第三实施例的光电开关的局部剖面示意图。图4及图5所示的光电开关与图2的光电开关具有大部分相同的结构，其相同之处不再赘述。图4及图5所示的光电开关与图2的光电开关的主要差异在于透镜单元的形状不同。

举例来说，如图2所示，在第一实施例中，第一透镜单元S11与第二透镜单元S21皆为半球状结构，因此从图2的侧面视角来看，第一透镜单元S11与第二透镜单元S21的形状为半球形。接着，如图4所示，在第二实施例中，第一透镜单元S11与第二透镜单元S21的形状为不规则的曲面设计，例如是非球面或自由曲面的光学设计。如图5所示。在第三实施例中，第一透镜单元S11的形状为半球形，第二透镜单元S21的形状为自由曲面，但不以此为限。

详细来说，光发射组件3所发出的光线的行经路线会随着透镜单元的形状不同而有所改变，因此光接收组件4位置也需随着透镜单元的形状改变而相应调整，例如进行水平方向或垂直方向的位移。也就是说，光发射组件3与第一透镜单元S11之间的相对位置随着第一透镜单元S11的形状而改变，而光接收组件4与第二透镜单元S21之间的相对位置随着第二透镜单元S21的形状而改变。

进一步说明透镜单元的形状对于光线的行经路线的影响。比较图4与图5，两实施例中的第一透镜单元S11的形状相同(皆为自由曲面)，而图4中的第二透镜单元S21的形状为自由曲面，图5中的第二透镜单元S21的形状为半球形。光发射组件3发出的光线L经由第一透镜单元S11折射而射出第一封装部S1，接着被受测物体U反射再经由第二透镜单元S21折射而入射至第二封装部S2中，最后被光接收组件4接收。如图4所示，当受测物体U离光电开关M较远时，被受测物体U反射后的光线L能再被呈自由曲面的第二透镜单元S21折射而垂直入射至光接收组件4。另一方面，如图5所示，当受测物体U离光电开关M较近时，被受测物体U反射后的光线L能再被呈半球形的第二透镜单元S21折射而以一倾斜角入射至光接收组件4。因此，本申请的光电开关M可利用位于顶部不同透镜单元的结构及组合设计来改变光电开关M的感应距离。

实用新型的有益效果

本实用新型的其中一有益效果在于，本申请所提供的光电开关M，其能通过封装体S(第一封装部S1、第一透镜单元S11、第二封装部S2及第二透镜单元S21)为一体成型的结构设计来简化制造流程并且降低制造成本、提升产品可靠度。

更进一步来说，相较于现有技术，本申请的光电开关M在制作上是直接将作为光发射组件3的晶粒与光接收组件4的晶粒分别固定在第一导线架1的第一承载部11及第二导线架2的第二承载部21上，再以埋入射出成型(Insertmolding)的方式形成封装体S。换言之，本申请的光电开关M不需预先分开制作塑料外壳、以及制作成具有封装结构的发射器及接收器，且不需额外的组装流程，并且也能够省下塑料外壳的成本。因此，本申请的光电开关M能够大幅简化制造流程并且降低制造成本、提升产品可靠度。

以上所公开的内容仅为本申请的优选可行实施例，并非因此局限本申请的权利要求书的保护范围，所以凡是运用本申请说明书及附图内容所做的等效技术变化，均包含于本申请的权利要求书的保护范围内。

Claims (17)

1.一种光电开关，其特征在于，所述光电开关包括：

一可透光的封装体，包括第一封装部和与所述第一封装部间隔设置的第二封装部，所述第一封装部具有第一透镜单元，所述第二封装部具有第二透镜单元；

一第一导线架，部分嵌设在所述第一封装部内；

一光发射组件，设置于所述第一导线架并且被所述第一封装部包覆，所述光发射组件对应所述第一透镜单元配置；

一第二导线架，部分嵌设在所述第二封装部内；以及

一光接收组件，设置于所述第二导线架并且被所述第二封装部包覆，所述光接收组件对应所述第二透镜单元配置，且所述光发射组件与所述光接收组件之间相隔一预设距离。

2.根据权利要求1所述的光电开关，其特征在于，所述预设距离介于2mm至5mm。

3.根据权利要求1所述的光电开关，其特征在于，所述第一封装部、所述第一透镜单元、所述第二封装部及所述第二透镜单元为一体成型的一体式结构。

4.根据权利要求1所述的光电开关，其特征在于，所述封装体还包括连接部，所述连接部位于所述第一封装部与所述第二封装部之间且远离所述第一封装部与所述第二封装部设有所述第一透镜单元及所述第二透镜单元的一侧，所述连接部用以连接所述第一封装部与所述第二封装部，且共同界定形成一凹陷空间。

5.根据权利要求4所述的光电开关，其特征在于，所述封装体是呈U型结构。

6.根据权利要求4所述的光电开关，其特征在于，所述第一透镜单元设置在所述第一封装部的顶表面上，所述第二透镜单元设置在所述第二封装部的顶表面上，所述第一封装部的所述顶表面与所述封装体的底部表面之间具有一第一垂直距离，所述第二封装部的所述顶表面与所述封装体的底部表面之间具有一第二垂直距离，所述第一垂直距离大于所述第二垂直距离。

7.根据权利要求4所述的光电开关，其特征在于，所述第一透镜单元的最高点位置与所述第二透镜单元的最高点位置不在同一水平面上。

8.根据权利要求1所述的光电开关，其特征在于，所述第一导线架包括第一承载部，所述光发射组件设置在所述第一承载部上。

9.根据权利要求8所述的光电开关，其特征在于，所述第一承载部的面积大于所述光发射组件投影至所述第一承载部的投影面积。

10.根据权利要求8所述的光电开关，其特征在于，所述第一承载部是呈碗杯状或圆盘状。

11.根据权利要求1所述的光电开关，其特征在于，所述第二导线架包括第二承载部，所述光接收组件设置在所述第二承载部上。

12.根据权利要求11所述的光电开关，其特征在于，所述第二承载部的面积大于所述光接收组件投影至所述第二承载部的投影面积。

13.根据权利要求11所述的光电开关，其特征在于，所述第二承载部是呈碗杯状或圆盘状。

14.根据权利要求1所述的光电开关，其特征在于，所述第一导线架包括第一承载部，所述光发射组件设置在所述第一承载部上，所述第二导线架包括第二承载部，所述光接收组件设置在所述第二承载部上，且所述第二承载部的面积大于所述第一承载部的面积。

15.根据权利要求1所述的光电开关，其特征在于，所述封装体为加有染剂的可透光树脂的一体式结构。

16.根据权利要求15所述的光电开关，其特征在于，所述封装体用于过滤波长800nm以下的可见光。

17.根据权利要求1所述的光电开关，其特征在于，所述光发射组件与所述第一透镜单元之间的相对位置随着所述第一透镜单元的形状而改变，所述光接收组件与所述第二透镜单元之间的相对位置随着所述第二透镜单元的形状而改变。