DE202015101871U1

DE202015101871U1 - Optical sensor

Info

Publication number: DE202015101871U1
Application number: DE202015101871.1U
Authority: DE
Original assignee: Leuze Electronic GmbH and Co KG
Current assignee: Leuze Electronic GmbH and Co KG
Priority date: 2015-04-16
Filing date: 2015-04-16
Publication date: 2015-04-30
Anticipated expiration: 2025-04-17

Abstract

Optischer Sensor (1) zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich, mit wenigstens einem Lichtstrahlen (4) empfangenden und/oder emittierenden optoelektronischen Bauelement, welchem wenigstens ein optisches Element in Form einer Klebstoff-Linse (10, 11, 12) zugeordnet ist, welche aus einem in einem Dispens-Prozess hergestellten, einkomponentigen, transparenten Klebstoff besteht, welcher mittels UV-Licht oder sichtbarem Licht ausgehärtet ist.Optical sensor (1) for detecting objects in a surveillance area, with at least one light beam (4) receiving and / or emitting optoelectronic component, which at least one optical element in the form of an adhesive lens (10, 11, 12) is assigned, which consists of a one-component, transparent adhesive produced in a dispensing process, which is cured by means of UV light or visible light.

Description

Die Erfindung betrifft einen optischen Sensor. The invention relates to an optical sensor.

Ein derartiger optischer Sensor dient allgemein zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich und kann beispielsweise von einer Lichtschranke, einer Reflexionslichtschranke, einem Lichttaster, einem Lichtvorhang, einem Distanzsensor oder dergleichen gebildet sein. Such an optical sensor generally serves to detect objects in a surveillance area and can be formed, for example, by a light barrier, a reflection light barrier, a light scanner, a light curtain, a distance sensor or the like.

Der optische Sensor weist zur Objektdetektion als optoelektronisches Bauelement wenigstens einen Lichtstrahlen emittierenden Sender und wenigstens einen Lichtstrahlen empfangenden Empfänger auf. Zur Strahlführung und Strahlformung der Lichtstrahlen sind jedem optoelektronischen Bauelement ein oder mehrere optische Elemente zugeordnet, die insbesondere von aus Glas oder Kunststoff bestehenden Linsen bestehen können. Die optischen Elemente sind an mechanischen Halteelementen gelagert und so relativ zum jeweiligen optoelektronischen Bauelement positioniert. The optical sensor has for detecting the object as an optoelectronic component at least one light beam emitting transmitter and at least one light beam receiving receiver. For beam guidance and beam shaping of the light beams, each optoelectronic component is assigned one or more optical elements, which may in particular consist of lenses made of glass or plastic. The optical elements are mounted on mechanical holding elements and positioned relative to the respective optoelectronic component.

Nachteilig bei derartigen optischen Sensoren ist, dass diese eine relativ große Anzahl an einzelnen Bauteilen aufweisen, was die Montage des optischen Sensors aufwändig gestaltet. Schließlich können damit nicht in gewünschtem Maß kleine Bauformen von optischen Sensoren realisiert werden. A disadvantage of such optical sensors is that they have a relatively large number of individual components, which makes the assembly of the optical sensor consuming. Finally, it can not be realized to the desired extent small designs of optical sensors.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen optischen Sensor bereitzustellen, welcher bei geringem konstruktiven Aufwand eine hohe Funktionalität aufweist.The invention has for its object to provide an optical sensor which has high functionality with little design effort.

Zur Lösung dieser Aufgabe sind die Merkmale des unabhängigen Anspruchs vorgesehen. Vorteilhafte Ausführungsformen und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. To achieve this object, the features of the independent claim are provided. Advantageous embodiments and expedient developments of the invention are described in the subclaims.

Der erfindungsgemäße optische Sensor dient zur Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich. Der optische Sensor umfasst ein Lichtstrahlen empfangendes und/oder emittierendes optoelektronisches Bauelement, welchem wenigstens ein optisches Element in Form einer Klebstoff-Linse zugeordnet ist, welche aus einem in einem Dispens-Prozess hergestellten, einkomponentigen, transparenten Klebstoff besteht, welcher mittels UV-Licht oder sichtbarem Licht ausgehärtet ist.The optical sensor according to the invention is used to detect objects in a surveillance area. The optical sensor comprises a light beam receiving and / or emitting optoelectronic component, which is associated with at least one optical element in the form of an adhesive lens, which consists of a manufactured in a dispensing process, one-component, transparent adhesive, which by means of UV light or cured visible light.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Klebstoff-Linsen während der Serienmontage des optischen Sensors gefertigt werden können, wobei besonders vorteilhaft eine Inlinemontage durchgeführt werden kann. Dies ermöglicht eine kostengünstige rationelle Fertigung des optischen Sensors bei geringen Lagerkosten und einem geringen Montageaufwand. An essential advantage of the invention is that the adhesive lenses can be manufactured during the series assembly of the optical sensor, wherein inline mounting can be carried out particularly advantageously. This allows a cost-effective production of the optical sensor at low storage costs and low installation costs.

Die aus dem Klebstoff bestehenden Klebstoff-Linsen weisen gute reproduzierbare Eigenschaften auf und können kostengünstig hergestellt werden. The adhesive lenses made of the adhesive have good reproducible properties and can be produced inexpensively.

Besonders vorteilhaft wird ein Klebstoff auf Silikonbasis eingesetzt, insbesondere ein Silikonelastomer. It is particularly advantageous to use a silicone-based adhesive, in particular a silicone elastomer.

Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die oder jede Klebstoff-Linse auf eine Unterlage aufgebracht werden kann, die selbst ein Funktionselement des optischen Sensors ist. Dadurch wird eine hohe Integration der Komponenten des optischen Sensors erhalten, das heißt der optische Sensor weist dadurch eine geringe Anzahl von Bauelementen auf und kann dadurch kostengünstig und rationell hergestellt werden. An essential advantage of the invention is that the or each adhesive lens can be applied to a substrate, which itself is a functional element of the optical sensor. As a result, a high degree of integration of the components of the optical sensor is obtained, that is to say the optical sensor has a small number of components and can therefore be produced inexpensively and efficiently.

Besonders vorteilhaft weist der optische Sensor ein Lichtstrahlen emittierendes optoelektronisches Bauelement auf, wobei jedem optoelektronischen Bauelement eine Klebstoff-Linse zugeordnet ist.Particularly advantageously, the optical sensor has a light beam emitting optoelectronic component, wherein each optoelectronic component is associated with an adhesive lens.

Da jedem optoelektronischen Bauelement eine Klebstoff-Linse zugeordnet ist, wird der Rationalisierungseffekt bei der Herstellung des optischen Sensors noch weiter erhöht. Since each optoelectronic component is assigned an adhesive lens, the rationalization effect in the production of the optical sensor is further increased.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist auf dem oder jedem optoelektronischen Bauelement direkt eine Klebstoff-Linse aufgebracht.According to a particularly advantageous embodiment of the invention, an adhesive lens is applied directly to the or each optoelectronic component.

Durch das Aufbringen der Klebstoff-Linse direkt auf einem optoelektronischen Bauelement, das vorteilhaft von einem Chip und damit einem miniaturisierten Bauelement gebildet ist, können sehr kleine Bauformen des optischen Sensors realisiert werden. By applying the adhesive lens directly on an optoelectronic component, which is advantageously formed by a chip and thus a miniaturized component, very small designs of the optical sensor can be realized.

Ein weiterer Vorteil dieser Bauform besteht darin, dass durch das direkte Aufbringen der Klebstoff-Linse auf das optoelektronische Bauelement keine Luftstrecke zwischen diesen Bauteilen vorhanden ist, wie dies bei konventionellen optischen Sensoren der Fall ist. Durch die dadurch bewirkte Reduzierung der optischen Übergangsflächen werden die optischen Leistungsverluste erheblich reduziert und damit der Wirkungsgrad der Anordnung erhöht. Another advantage of this design is that the direct application of the adhesive lens to the optoelectronic component no air gap between these components is present, as is the case with conventional optical sensors. The resulting reduction in the optical transitional areas significantly reduces the optical power losses and thus increases the efficiency of the arrangement.

Besonders vorteilhaft hierbei ist, dass zwischen der Klebstoff-Linse und dem direkt mit dieser verbundendem optoelektronischen Bauelement ein reduzierter Brechungsindexsprung vorhanden ist, was den Wirkungsgrad dieser Anordnung noch weiter erhöht. It is particularly advantageous here that there is a reduced refractive index jump between the adhesive lens and the optoelectronic component which is directly connected to the latter, which further increases the efficiency of this arrangement.

Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann eine Klebstoff-Linse auch auf einem weiteren optischen Element aufgebracht werden. Durch die so gebildete Einheit von optischen Elementen mit unterschiedlichen optischen Eigenschaften wird die Integrationsdichte der Bauteile des optischen Sensors weiter erhöht. According to an alternative embodiment, an adhesive lens can also be applied to a further optical element. By the thus formed unit of optical elements with different optical properties, the integration density of the components of the optical sensor is further increased.

Generell kann eine Klebstoff-Linse auch auf einem transparenten Träger aufgebracht sein, der selbst keine optische Funktion hat. Dann kann die Klebstoff-Linse mit dem Träger relativ zu weiteren optischen Elementen oder einem optoelektronischen Bauelement positioniert werden. In general, an adhesive lens can also be applied to a transparent support which itself has no optical function. Then, the adhesive lens may be positioned with the carrier relative to other optical elements or an optoelectronic device.

Im Allgemeinen liegt die oder jede Klebstoff-Linse geschützt im Innenraum eines Gehäuses eines optischen Sensors. Generell kann aber auch die oder jede Klebstoff-Linse Bestandteil der Außenseite des optischen Sensors sein, insbesondere dann, wenn der optische Sensor keinen größeren mechanischen Beanspruchungen ausgesetzt ist. In general, the or each adhesive lens is protected inside a housing of an optical sensor. In general, however, the or each adhesive lens may be part of the outside of the optical sensor, in particular if the optical sensor is not exposed to major mechanical stresses.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist ein Stellmittel vorgesehen, mittels dessen eine elastische Verformung der Klebstoff-Linse und eine dadurch bewirkte Positionsänderung der Klebstoff-Linse relativ zu dem zugeordneten optoelektronischen Bauelement bewirkt ist.According to an advantageous embodiment of the invention, an adjusting means is provided, by means of which an elastic deformation of the adhesive lens and thereby caused a change in position of the adhesive lens is effected relative to the associated optoelectronic component.

Diese Ausführungsform ist besonders geeignet für Klebstoff-Linsen, die direkt auf dem optoelektronischen Bauelement aufgebracht werden. Mit dem Stellmittel erfolgt dann eine aktive Positionierung der Klebstoff-Linse relativ zum optoelektronischen Bauelement dadurch, dass dieses bevorzugt seitlich Druck auf die Klebstoff-Linse ausübt, so dass sich diese entsprechend elastisch verformt und dabei in ihrem Schwerpunkt verschiebt ohne sich hierbei von dem optoelektronischen Bauelement abzulösen. Bei einem als Lichtstrahlen emittierenden Sender ausgebildeten optoelektronischen Bauelement kann dadurch die Abstrahlrichtung der Lichtstrahlen verändert werden. Bei einem als Lichtstrahlen empfangenden Empfänger ausgebildeten optoelektronischen Bauelement kann entsprechend der Auftreffpunkt der Lichtstrahlen auf dem Empfänger verändert werden. This embodiment is particularly suitable for adhesive lenses that are applied directly to the optoelectronic device. Active positioning of the adhesive lens relative to the optoelectronic component then takes place with the actuating means in that it preferably exerts lateral pressure on the adhesive lens, so that it deforms correspondingly elastically and thereby shifts in its center of gravity without departing from the optoelectronic component replace. In the case of an optoelectronic component formed as a transmitter emitting light beams, the emission direction of the light beams can thereby be changed. In an optoelectronic component designed as a receiver receiving light beams, the light rays on the receiver can be changed correspondingly.

Der erfindungsgemäße optische Sensor kann allgemein als Lichtschranke, Reflexionslichtschranke, Lichttaster, Lichtvorhang, Distanzsensor oder dergleichen ausgebildet sein. The optical sensor according to the invention can generally be designed as a light barrier, reflection light barrier, light scanner, light curtain, distance sensor or the like.

Insbesondere bei einem als Lichtvorhang ausgebildeten optischen Sensor ist eine Mehrfachanordnung von optoelektronischen Bauelementen bildenden Sendern beziehungsweise Empfängern vorgesehen. Dabei ist vorteilhaft jedem optoelektronischen Bauelement eine Klebstoff-Linse zugeordnet. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist den Sendern beziehungsweise Empfängern eine entsprechende Mehrfachanordnung von Klebstoff-Linsen zugeordnet. Diese sind bevorzugt durch einen optisch dichten Verguss getrennt, wodurch ein unerwünschtes optisches übersprechen zwischen diesen Komponenten verhindert wird. Eine rationelle Herstellung einer solchen Anordnung kann dadurch erfolgen, dass sowohl die Klebstoff-Linse als auch die optisch dichte Vergussmasse in eine Gegenform eingegossen werden, wodurch eine definierte geometrische Anordnung dieser Komponenten erhalten wird. Particularly in the case of an optical sensor designed as a light curtain, a multiple arrangement of transmitters or receivers forming optoelectronic components is provided. In this case, an adhesive lens is advantageously assigned to each optoelectronic component. According to an advantageous embodiment, the transmitters or receivers associated with a corresponding multiple arrangement of adhesive lenses. These are preferably separated by an optically dense potting, whereby an undesirable optical crosstalk between these components is prevented. A rational production of such an arrangement can take place in that both the adhesive lens and the optically dense potting compound are poured into a counter-mold, whereby a defined geometric arrangement of these components is obtained.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform ist der optische Sensor als Reflexionslichtschranke ausgebildet, wobei diesem ein Retroreflektor zugeordnet ist, welcher aus einem, in einem Dispens-Prozess hergestellten, einkomponentigen Klebstoff besteht, welcher mittels UV-Licht oder sichtbarem Licht ausgehärtet ist.According to a further advantageous embodiment, the optical sensor is designed as a reflection light barrier, wherein this is associated with a retroreflector, which consists of a produced in a dispensing process, one-component adhesive which is cured by means of UV light or visible light.

Der Retroreflektor besteht dann wie die Klebstoff-Linse des optischen Sensors vollständig aus einem transparenten Klebstoff. Die retroreflektierenden Eigenschaften dieses transparenten Retroreflektors ergeben sich aus der Geometrie der Tripelstrukturen des Retroreflektors. Diese geometrische Struktur wird dadurch erhalten und vorgegeben, dass zur Herstellung des Retroreflektors fließfähiger Klebstoff in eine Gegenform als Negativ des Retroreflektors eingegossen wird. The retroreflector then, like the adhesive lens of the optical sensor, is completely made of a transparent adhesive. The retroreflective properties of this transparent retroreflector result from the geometry of the triple structures of the retroreflector. This geometric structure is obtained and specified by pouring flowable adhesive into a counter-mold as a negative of the retroreflector for the production of the retroreflector.

Der fertig hergestellte, aus dem gehärteten Klebstoff bestehende Retroreflektor weist elastische Eigenschaften auf. Dies kann dann ausgenutzt werden, den Retroreflektor durch Biegen in seiner Kontur an die jeweilige Applikation anzupassen. The finished retroreflector made of the cured adhesive has elastic properties. This can then be exploited to adapt the retroreflector by bending in its contour to the respective application.

Zur Herstellung einer Klebstoff-Linse für einen optischen Sensor wird ein fließfähiger einkomponentiger Klebstoff in einem Dispens-Prozess auf einer Unterlage derart aufgebracht, dass dieser die Form einer Linse aufweist. Nachfolgend wird der so geformte Klebstoff zur Ausbildung der Klebstoff-Linse mit UV-Licht oder sichtbarem Licht ausgehärtet.In order to produce an adhesive lens for an optical sensor, a flowable one-component adhesive is applied in a dispensing process to a substrate in such a way that it has the shape of a lens. Subsequently, the thus formed adhesive for forming the adhesive lens is cured with UV light or visible light.

Besonders vorteilhaft wird die Klebstoff-Linse ohne Gegenform auf der Unterlage aufgebracht.Particularly advantageously, the adhesive lens is applied without counterform on the substrate.

Im einfachsten Fall wird der fließfähige Klebstoff auf eine Unterlage aufgetropft, wobei sich dann die Linsenform durch die Oberflächenspannung selbsttägig ausbildet. Der Klebstoff muss dann nur noch mit UV-Licht oder sichtbarem Licht ausgehärtet werden, wodurch bereits die Linse komplett fertig gestellt ist. In the simplest case, the flowable adhesive is dropped onto a base, whereby the lens shape is formed by the surface tension on a daily basis. The adhesive then only has to be cured with UV light or visible light, whereby already the lens is completely finished.

Um eine möglichst genaue Geometrie einer Klebstoff-Linse vorgeben zu können, wird die Unterlage auf einem Drehteller rotierend angeordnet ist und auf diese rotierende Unterlage der fließfähige Klebstoff aufgebracht.In order to specify the most accurate geometry of an adhesive lens, the pad is arranged to rotate on a turntable and applied to this rotating pad, the flowable adhesive.

Durch die Rotationsgeschwindigkeit der Unterlage kann die Form der Klebstoff-Linse vorgegeben werden. Dabei wird der Herstellungsprozess vorteilhaft mit einer Kamera oder dergleichen fortlaufend überwacht. Due to the rotational speed of the base, the shape of the adhesive lens can be specified. The manufacturing process is advantageously monitored continuously with a camera or the like.

Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann zur Herstellung einer Klebstoff-Linse eine Gegenform verwendet werden. According to an alternative embodiment, a counter-mold can be used to produce an adhesive lens.

Dann wird die Form der Klebstoff-Linse allein durch die Gegenform bestimmt. Then, the shape of the adhesive lens is determined solely by the counter-mold.

Ein Zusatznutzen der Gegenform kann dadurch erhalten werden, dass diese Bestandteil des optischen Sensors ist, das heißt im optischen Sensor selbst als Bauteil genutzt wird. Beispielsweise kann zur Herstellung einer Klebstoff-Linse eine transparente Gegenform verwendet werden, die dann als Bestandteil eines Gehäuses des optischen Sensors genutzt wird. An added benefit of the counterform can be obtained that this is part of the optical sensor, that is used in the optical sensor itself as a component. For example, a transparent counter-mold can be used to produce an adhesive lens, which is then used as part of a housing of the optical sensor.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird durch eine Positionierung und Dimensionierung der Klebstoff-Linse in Abhängigkeit von Geometriedaten des zugeordneten optoelektronischen Bauelements ein Toleranzausgleich des optoelektronischen Bauelements durchgeführt.According to an advantageous embodiment of the invention, a tolerance compensation of the optoelectronic component is carried out by positioning and dimensioning of the adhesive lens as a function of geometric data of the associated optoelectronic component.

Dadurch kann der Herstellungsprozess der Klebstoff-Linse mit einer qualitätssteigernden Maßnahme für das zugeordnete optoelektronische Bauelement verbunden werden, indem toleranzbedingte Fehler des optoelektronischen Bauelements kompensiert werden. Da diese Kompensation in den Herstellungsprozess der Klebstoff-Linse eingebunden werden kann, sind für den Toleranzausgleich keinerlei zusätzliche Fertigungsschritte erforderlich. Mit einem solchen Toleranzausgleich können intrinsische Fehler von optoelektronischen Bauelementen aber auch deren Fehlpositionierungen auf Leiterplatten oder dergleichen ausgeglichen werden. As a result, the manufacturing process of the adhesive lens can be combined with a quality-increasing measure for the associated optoelectronic component, by compensating tolerance-related errors of the optoelectronic component. Since this compensation can be incorporated into the manufacturing process of the adhesive lens, no additional manufacturing steps are required for tolerance compensation. With such tolerance compensation, intrinsic errors of optoelectronic components but also their incorrect positioning on printed circuit boards or the like can be compensated.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigen: The invention will be explained below with reference to the drawings. Show it:

1: Ausführungsbeispiel eines als Reflexionslichtschranke ausgebildeten optischen Sensors. 1 : Embodiment of an optical sensor designed as a reflection light barrier.

2: Schematische Darstellung der optoelektronischen Bauelemente mit zugeordneten optischen Elementen für den optischen Sensor gemäß 1. 2 : Schematic representation of the optoelectronic components with associated optical elements for the optical sensor according to 1 ,

3: Erste Variante einer Anordnung mit optoelektronischen Bauelementen und zugeordneten optischen Elementen. 3 : First variant of an arrangement with optoelectronic components and associated optical elements.

4: Zweite Variante einer Anordnung mit optoelektronischen Bauelementen und zugeordneten optischen Elementen. 4 Second variant of an arrangement with optoelectronic components and associated optical elements.

5: Dritte Variante einer Anordnung mit optoelektronischen Bauelementen und zugeordneten optischen Elementen. 5 : Third variant of an arrangement with optoelectronic components and associated optical elements.

6: Vierte Variante einer Anordnung mit optoelektronischen Bauelementen und zugeordneten optischen Elementen.

a) mit einem Verschiebeschlitten in einer Ausgangsposition
b) mit dem aus der Ausgangsposition verschobenen Verschiebeschlitten

6 Fourth variant of an arrangement with optoelectronic components and associated optical elements.

a) with a sliding carriage in a starting position
b) with the displaced from the initial position sliding carriage

1 zeigt ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen optischen Sensors 1 in Form einer Reflexionslichtschranke. Die Reflexionslichtschranke umfasst ein Gehäuse 2 mit einem in der Frontwand integrierten Fenster 3, wobei im Gehäuse 2 als optoelektronisches Bauelement ein Lichtstrahlen 4 emittierender Sender 5 und ein Lichtstrahlen 4 empfangender Empfänger 6 integriert wird. Weiterhin ist im Gehäuse 2 eine Auswerteeinheit 7 in Form eines Mikroprozessors oder dergleichen angeordnet, mit der der Sender 5 angesteuert wird und am Ausgang des Empfängers 6 anstehende Empfangssignale zur Generierung eines Objektfeststellungssignals ausgewertet werden. 1 shows an embodiment of the optical sensor according to the invention 1 in the form of a reflection light barrier. The reflection light barrier comprises a housing 2 with a window integrated in the front wall 3 , being in the case 2 as optoelectronic component a light rays 4 emitting transmitter 5 and a ray of light 4 receiving recipient 6 is integrated. Furthermore, in the housing 2 an evaluation unit 7 arranged in the form of a microprocessor or the like, with which the transmitter 5 is controlled and at the output of the receiver 6 Pending received signals for generating an object detection signal are evaluated.

Mit der Reflexionslichtschranke erfolgt eine Erfassung von Objekten in einem Überwachungsbereich. Das Gehäuse 2 befindet sich an einem Rand des Überwachungsbereichs. Am anderen Rand des Überwachungsbereichs befindet sich ein Retroreflektor 8 als weiterer Bestandteil der Reflexionslichtschranke. Die vom Sender 5 emittierten Lichtstrahlen 4 gelangen durch das Fenster 3 in den Überwachungsbereich. Bei freiem Überwachungsbereich werden die Lichtstrahlen 4 am Retroreflektor 8 reflektiert und werden von dort zum Empfänger 6 geführt. Befindet sich ein Objekt im Überwachungsbereich, gelangen die Lichtstrahlen 4 nicht mehr ungehindert zum Retroreflektor 8, sondern werden zumindest teilweise vom Objekt reflektiert. Die dadurch bewirkte Pegeländerung der Empfangssignale wird in der Auswerteeinheit 7 vorzugsweise mit einer Schwellwertbewertung erfasst. Dadurch wird ein binäres Objektfeststellungssignal generiert, dessen Signalzustände angeben, ob sich ein Objekt im Überwachungsbereich befindet oder nicht. The reflection light barrier detects objects in a surveillance area. The housing 2 is located at one edge of the monitoring area. At the other edge of the surveillance area is a retroreflector 8th as a further component of the reflection light barrier. The transmitter 5 emitted light rays 4 get through the window 3 in the surveillance area. In free surveillance area, the light rays 4 at the retroreflector 8th reflected and become the recipient from there 6 guided. If there is an object in the surveillance area, the light beams arrive 4 no longer unhindered to the retroreflector 8th but are at least partially reflected by the object. The resulting change in level of the received signals is in the evaluation 7 preferably detected with a threshold evaluation. This generates a binary object detection signal whose signal states indicate whether an object is in the surveillance area or not.

2 zeigt den Aufbau von im Gehäuse 2 des optischen Sensors 1 integrierten Sensorkomponenten. Wie aus dieser Darstellung ersichtlich, sind der Sender 5 und Empfänger 6 als optoelektronisches Bauelement in Form vom Chips auf einer Leiterplatte 9 angeordnet. Auf dieser Leiterplatte 9 ist bevorzugt auch die in 2 nicht dargestellte Auswerteeinheit 7 angeordnet. Die Leiterplatte 9 liegt parallel in Abstand zum Fenster 3 des optischen Sensors 1. 2 shows the construction of in the housing 2 of the optical sensor 1 integrated sensor components. As can be seen from this illustration, the transmitter 5 and receiver 6 as an optoelectronic component in the form of chips on a printed circuit board 9 arranged. On this circuit board 9 is preferably also in 2 not shown evaluation 7 arranged. The circuit board 9 is parallel to the window 3 of the optical sensor 1 ,

Erfindungsgemäß ist sowohl auf dem Sender 5 als auch auf dem Empfänger 6 als optisches Element eine Klebstoff-Linse 10, 11 aufgebracht. Jede Klebstoff-Linse 10, 11 besteht aus einem einkomponentigen Klebstoff. Der Klebstoff besteht aus einem Material auf Silikonbasis, besonders bevorzugt aus einem Silikonelastomer. According to the invention, both on the transmitter 5 as well as on the receiver 6 as an optical element, an adhesive lens 10 . 11 applied. Every adhesive lens 10 . 11 consists of a one-component adhesive. The adhesive consists of a silicone-based material, more preferably a silicone elastomer.

Die Herstellung der Klebstoff-Linse 10, 11 erfolgt derart, dass Klebstoff in einem Dispensverfahren auf das jeweilige optoelektronische Bauelement aufgebracht wird. The production of the adhesive lens 10 . 11 takes place such that adhesive is applied in a dispensing process to the respective optoelectronic component.

Im vorliegenden Fall wird der Klebstoff in einem mold-free-dispensing Verfahren auf das jeweilige optoelektronische Bauelement aufgebracht, das heißt der Klebstoff wird auf das optoelektronische Bauelement ohne jegliche Gussform oder dergleichen aufgebracht. In the present case, the adhesive is applied in a mold-free dispensing method to the respective optoelectronic component, that is, the adhesive is applied to the optoelectronic component without any mold or the like.

Im einfachsten Fall bildet sich die Linsenform allein durch die Oberflächenspannung des Klebstoffs, so dass nach Aufbringen des Klebstoffs dieser nur noch mit UV-Licht oder gegebenenfalls sichtbarem Licht ausgehärtet werden muss, um die Klebstoff-Linse 10, 11 auszubilden. Die Klebstoff-Linse 10, 11 ist durch die Adhäsionskräfte sicher am optoelektronischen Bauelement gehalten, das heißt separate Fixiermittel sind nicht erforderlich, um die Klebstoff-Linse 10, 11 am optoelektronischen Bauelement zu befestigen. In the simplest case, the lens shape is formed solely by the surface tension of the adhesive, so that after application of the adhesive, this only has to be cured with UV light or optionally visible light to the adhesive lens 10 . 11 train. The adhesive lens 10 . 11 is held securely by the adhesion forces on the optoelectronic device, that is, separate fixative are not required to the adhesive lens 10 . 11 to attach to the optoelectronic device.

Alternativ wird das optoelektronische Bauelement mit einer Drehscheibe oder dergleichen fortlaufend gedreht, so dass durch die Rotation des optoelektronischen Bauelements eine Formgebung des Klebstoffs während des Aufbringens und damit die Form der Klebstoff-Linse 10, 11 genau vorgeben werden kann. Vorzugsweise wird dieser Prozess mit einer Kamera überwacht, um auf diese Weise die Form der Klebstoff-Linse 10, 11 besonders genau vorgeben zu können. Alternatively, the optoelectronic component is rotated continuously with a turntable or the like, so that by the rotation of the optoelectronic component, a shaping of the adhesive during the application and thus the shape of the adhesive lens 10 . 11 can exactly pretend. Preferably, this process is monitored with a camera so as to change the shape of the adhesive lens 10 . 11 to be able to specify very precisely.

Bei der Reflexionslichtschranke gemäß 1 besteht auch der Retroreflektor 8 aus dem vorgenannten transparenten Klebstoff. Der Retroreflektor 8 wird dadurch hergestellt, dass fließfähiger Klebstoff in eine Negativform eingegossen wird und dann der Klebstoff mit UV-Licht aus dem sichtbaren Licht ausgehärtet und dann aus der Negativform entnommen wird. Aufgrund der elastischen Eigenschaften des gehärteten Klebstoffs kann der Retroreflektor 8 gebogen und so an unterschiedliche Applikationen angepasst werden. In the case of the reflection light barrier according to 1 there is also the retroreflector 8th from the aforementioned transparent adhesive. The retro reflector 8th is made by pouring flowable adhesive into a negative mold and then curing the adhesive with UV light from the visible light and then removing it from the negative mold. Due to the elastic properties of the cured adhesive, the retroreflector 8th bent and adapted to different applications.

3 zeigt eine erste Erweiterung derart, dass zwischen dem Empfänger 6 mit der darauf angeordneten Klebstoff-Linse 11 und dem Fenster 3 als weiteres optisches Element eine Klebstoff-Linse 12 auf einem transparenten Träger 13 vorgesehen ist. Eine entsprechende Anordnung kann natürlich auch senderseitig vorgesehen sein. Die zusätzliche Klebstoff-Linse 12 wird entsprechend der auf dem optoelektronischen Bauelement aufgebrachten Klebstoff-Linse 11 auf dem transparenten Träger 13 aufgebracht. 3 shows a first extension such that between the receiver 6 with the adhesive lens disposed thereon 11 and the window 3 as another optical element, an adhesive lens 12 on a transparent support 13 is provided. Of course, a corresponding arrangement can also be provided on the transmitter side. The additional adhesive lens 12 becomes according to the applied on the optoelectronic device adhesive lens 11 on the transparent support 13 applied.

4 zeigt eine Abwandlung derart, dass die dem Empfänger 6 zugeordnete Klebstoff-Linse 11 auf der Innenseite des Fensters 3 aufgebracht ist. 4 shows a modification such that the receiver 6 associated adhesive lens 11 on the inside of the window 3 is applied.

5 zeigt eine Erweiterung der Anordnung gemäß 2 derart, dass auf der auf dem Empfänger 6 angeordneten Klebstoff-Linse 11 eine transparente Gegenform 14 aufsitzt. Eine entsprechende Anordnung kann auch senderseitig vorgesehen sein. In diesem Fall wird die Form der Klebstoff-Linse 11 durch Eingiessen von Klebstoff in die Gegenform 14 vorgegeben. Diese Gegenform 14 kann als Bestandteil des optischen Sensors 1 genutzt werden. Beispielsweise kann die Gegenform 14 in der Gehäusewand integriert sein und so eine Fensterfunktion erfüllen. 5 shows an extension of the arrangement according to 2 such that on the on the receiver 6 arranged adhesive lens 11 a transparent counterform 14 seated. A corresponding arrangement can also be provided on the transmitter side. In this case, the shape of the adhesive lens 11 by pouring adhesive into the counter-mold 14 specified. This counterform 14 can as part of the optical sensor 1 be used. For example, the counterform 14 be integrated in the housing wall and so fulfill a window function.

Die 6a, 6b zeigen eine weitere Variante der Anordnung gemäß 2. Der Sender 5 mit der darauf angeordneten Klebstoff-Linse 10 entspricht dabei der Anordnung gemäß 2. Jedoch ist im Unterschied zur Anordnung gemäß 2 auf dem Empfänger 6 eine langgestreckte Klebstoff-Linse 11, vorzugsweise unter Verwendung einer Negativform, aufgebracht. The 6a . 6b show a further variant of the arrangement according to 2 , The transmitter 5 with the adhesive lens disposed thereon 10 corresponds to the arrangement according to 2 , However, in contrast to the arrangement according to 2 on the receiver 6 an elongated adhesive lens 11 , preferably using a negative mold, applied.

Am vorderen Ende der Klebstoff-Linse 11 sitzt ein vorzugsweise transparenter Verschiebeschlitten 15 auf. Der Verschiebeschlitten 15 bildet ein Stellmittel, mit dem die Klebstoff-Linse 11 quer zu ihrer Längsachse unter elastischer Deformation verschoben werden kann. 6a zeigt die Klebstoff-Linse 11 in ihrer Ausgangsposition, in welcher diese zum Verschiebeschlitten nicht betätigt ist. 6b zeigt die Rotation der Klebstoff-Linse 11, wenn mit dem Verschiebeschlitten 15 eine Querkraft ausgeübt wird. Dadurch gibt das vordere Ende der Klebstoff-Linse 11 nach, jedoch bleibt die Klebstoff-Linse 11 fest am Empfänger 6 fixiert. Dadurch ergibt sich eine Schrägstellung der Linse. Mit dem so gebildeten Verschiebeschlitten 15 kann der Erfassungsbereich des Empfängers 6 geändert werden. Eine entsprechende senderseitige Anordnung ist ebenfalls möglich, um so die Strahlrichtung der vom Sender 5 abgestrahlten Lichtstrahlen 4 zu ändern. At the front end of the adhesive lens 11 sits a preferably transparent displacement slide 15 on. The sliding carriage 15 forms an actuating means with which the adhesive lens 11 can be moved transversely to its longitudinal axis under elastic deformation. 6a shows the adhesive lens 11 in its initial position in which it is not actuated to the sliding carriage. 6b shows the rotation of the adhesive lens 11 if with the sliding carriage 15 a lateral force is exerted. This gives the front end of the adhesive lens 11 after, however, the adhesive lens remains 11 firmly on the receiver 6 fixed. This results in an inclination of the lens. With the sliding carriage thus formed 15 can be the coverage of the recipient 6 be changed. A corresponding transmitter-side arrangement is also possible, so as to the beam direction of the transmitter 5 radiated light rays 4 to change.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Optischer Sensor Optical sensor
22: Gehäuse casing
33: Fenster window
44: Lichtstrahlen light rays
55: Sender transmitter
66: Empfänger receiver
77: Auswerteeinheit evaluation
88th: Retroreflektor retroreflector
99: Leiterplatte circuit board
1010: Klebstoff-Linse Adhesive lens
1111: Klebstoff-Linse Adhesive lens
1212: Klebstoff-Linse Adhesive lens
1313: Träger carrier
1414: Gegenform counter-mold
1515: Verschiebeschlitten displacement slide

Claims

Optical sensor ( 1 ) for detecting objects in a surveillance area, with at least one light beam ( 4 ) receiving and / or emitting optoelectronic component, which has at least one optical element in the form of an adhesive lens ( 10 . 11 . 12 ), which consists of a manufactured in a dispensing process, one-component, transparent adhesive, which is cured by means of UV light or visible light.

An optical sensor according to claim 1, characterized in that the adhesive consists of a silicone-based material.

Optical sensor according to claim 2, characterized in that the adhesive consists of a silicone elastomer.

Optical sensor according to one of claims 1 to 3, characterized in that this at least one light beams ( 4 ) having an optoelectronic component, each optoelectronic component having an adhesive lens ( 10 . 11 . 12 ) assigned.

Optical sensor according to one of claims 1 to 4, characterized in that on the or each optoelectronic component directly an adhesive lens ( 10 . 11 . 12 ) is applied.

Optical sensor according to one of claims 1 to 5, characterized in that at least one adhesive lens ( 10 . 11 . 12 ) on a transparent support ( 13 ) or another optical element is applied.

Optical sensor according to one of claims 1 to 6, characterized in that the or each lens forms an outer surface.

Optical sensor according to one of claims 1 to 7, characterized in that an adjusting means is provided, by means of which an elastic deformation of the adhesive lens ( 10 . 11 . 12 ) and thereby caused a change in position of the adhesive lens ( 10 . 11 . 12 ) is effected relative to the associated optoelectronic component.

Optical sensor according to one of claims 1 to 8, characterized in that in a multiple arrangement of adhesive lenses ( 10 . 11 . 12 ) These are optically separated by a visually dense potting.

Optical sensor according to one of claims 1 to 9, characterized in that it has a retroreflector ( 8th ), which consists of a, produced in a dispensing process, one-component adhesive, which is cured by means of UV light or visible light.