JP2022158244A - 光学センサ - Google Patents
光学センサ Download PDFInfo
- Publication number
- JP2022158244A JP2022158244A JP2021063006A JP2021063006A JP2022158244A JP 2022158244 A JP2022158244 A JP 2022158244A JP 2021063006 A JP2021063006 A JP 2021063006A JP 2021063006 A JP2021063006 A JP 2021063006A JP 2022158244 A JP2022158244 A JP 2022158244A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- substrate
- optical sensor
- protective member
- emitting element
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 69
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 61
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims abstract description 55
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 43
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 14
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 claims description 8
- CNQCVBJFEGMYDW-UHFFFAOYSA-N lawrencium atom Chemical compound [Lr] CNQCVBJFEGMYDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 60
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 23
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 23
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 23
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
Abstract
【課題】光学センサにおける迷光の影響を低下さえて物体の検知精度を向上すること。【解決手段】発光素子は基板に実装されており、基板の法線方向に光軸を有する半導体発光部と、半導体発光部を覆う透光性を有する第一保護部材とを有する。受光素子も基板に実装されており、基板の法線方向に光軸を有する半導体受光部と、半導体受光部を覆う透光性を有する第二保護部材とを有する。基板と平行で、かつ、第一保護部材の短手方向の辺が、基板と平行で、かつ、第二保護部材の短手方向の辺、または、第二保護部材の長手方向の辺と対向している。または、基板と平行で、かつ、第一保護部材の長手方向の辺が、基板と平行で、かつ、第二保護部材の短手方向の辺と対向している。【選択図】図6
Description
本発明は物体を検知する光学センサに関する。
一般に、フォトインタラプタと呼ばれる、物体を検知する光学センサがある。フォトインタラプタは発光素子と受光素子とを有し、発光素子から受光素子に向かう光が物体により遮光されることで、物体が検知される。リード部品である発光素子と受光素子は、対向するように配置され、それぞれのリードが基板に半田付けされる。特許文献1によれば、表面実装部品である発光素子と受光素子とを用いたフォトインタラプタが提案されている。発光素子から出力された光は基板の法線方向に進む。この光は発光素子の上方に設けられミラーによって反射され、基板と平行に進む。さらに、この光は別のミラーによって反射されて、基板の法線方向に進み、受光素子に入射する。
特許文献1では発光素子と受光素子とが筐体に収容されている。二つのミラー間を結ぶ光路が通過するよう筐体には二つの開口が設けられている。このように、従来のフォトインタラプタは、二枚のミラーを内蔵する筐体が必要であった。そこで、発明者は、フォトインタラプタの構造を簡素化するために、筐体と二枚のミラーをライトガイドに置換することを考えた。この場合、発光素子から出力された光のうちの一部が基板と平行に進み、迷光となって受光素子に入射してしまうことで、物体の検知精度が低下することがわかった。そこで、本発明は、光学センサにおける迷光の影響を低下させて物体の検知精度を向上することを目的とする。
本発明は、たとえば、
基板と、
前記基板に実装された発光素子であって、当該基板の法線方向に光軸を有する半導体発光部と、当該半導体発光部を覆う透光性を有する第一保護部材とを有する発光素子と、
前記基板に実装された受光素子であって、当該基板の法線方向に光軸を有する半導体受光部と、当該半導体受光部を覆う透光性を有する第二保護部材とを有する受光素子と、を有し、
前記第一保護部材の短手方向の辺は、前記第二保護部材の短手方向の辺、または、前記第二保護部材の長手方向の辺と対向している、または、
前記第一保護部材の長手方向の辺は、前記第二保護部材の短手方向の辺と対向していることを特徴とする光学センサを提供する。
基板と、
前記基板に実装された発光素子であって、当該基板の法線方向に光軸を有する半導体発光部と、当該半導体発光部を覆う透光性を有する第一保護部材とを有する発光素子と、
前記基板に実装された受光素子であって、当該基板の法線方向に光軸を有する半導体受光部と、当該半導体受光部を覆う透光性を有する第二保護部材とを有する受光素子と、を有し、
前記第一保護部材の短手方向の辺は、前記第二保護部材の短手方向の辺、または、前記第二保護部材の長手方向の辺と対向している、または、
前記第一保護部材の長手方向の辺は、前記第二保護部材の短手方向の辺と対向していることを特徴とする光学センサを提供する。
本発明によれば、光学センサにおける迷光の影響が低下するため、物体の検知精度が向上する。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
●光学センサの構造
図1が示すように光学センサ100は、空間ギャップ110を通過する物体を検知するフォトインタラプタ型の物体検知装置である。基板104は第一面111と第二面112を有している。第一面111は、発光素子101と受光素子103とがリフロー炉において実装される部品実装面である。そのため、発光素子101と受光素子103は表面実装部品である。ただし、発光素子101と受光素子103とのうちの少なくとも一つがリードを有するリードタイプの電子部品であっても本発明は適用可能である。図1において第二面112は電子部品が実装されていないが、第二面112も部品実装面として利用されてもよい。
図1が示すように光学センサ100は、空間ギャップ110を通過する物体を検知するフォトインタラプタ型の物体検知装置である。基板104は第一面111と第二面112を有している。第一面111は、発光素子101と受光素子103とがリフロー炉において実装される部品実装面である。そのため、発光素子101と受光素子103は表面実装部品である。ただし、発光素子101と受光素子103とのうちの少なくとも一つがリードを有するリードタイプの電子部品であっても本発明は適用可能である。図1において第二面112は電子部品が実装されていないが、第二面112も部品実装面として利用されてもよい。
ライトガイド105は、透光性を有する素材(例:アクリル樹脂)で作られた導光部材である。ライトガイド105の底部には、発光素子101を収容空間(例:溝、穴)と、受光素子103を収容する収容空間(例:溝、穴)とを有する。ライトガイド105は、発光素子101と受光素子103とが基板104に対して実装された後に、発光素子101と受光素子103とを覆うように基板104の第一面111に接着剤などを用いて固定される。
発光素子101は、たとえば、発光ダイオード(LED)である。受光素子103は、たとえば、フォトトランジスタ(Ptr)である。発光素子101の光軸は基板104の法線方向と平行である。ここで、発光素子101の光軸とは、発光素子101から出力される光の分布において最も強度が高い方向をいう。図1において法線方向はz方向であり、高さ方向とよばれてもよい。図1において、基板104の第一面111および第二面112と平行な方向はx方向と定義されている。受光素子103の光軸もz方向と平行である。ここで、受光素子103の光軸とは、受光素子103に入射する光の方向のうち最も感度が高い方向をいう。
発光素子101から出力された光はz方向に進んでライトガイド105に入射し、ライトガイド105の内面106で反射する。つまり、内面106で光路は90度変換(回転)されている。その後、光は、ライトガイド105から出射して空間ギャップ110をx方向に進行し、再びライトガイド105に入射する。ライトガイド105に入射した光はライトガイド105の内面107で反射する。これにより光路が再び90度変換(回転)され、光路はz方向と平行になる。その後、光は-z方向に進行して受光素子103に入射する。
空間ギャップ110に検知対象物が存在する場合、検知対象物によって光が遮られる。その結果、受光素子103に入射する光の量が減少する。これにより、光学センサ100は検知対象物を検知できる。
ところで、発光素子101から出力された光の一部(迷光)は、x方向に進行して、受光素子103に入射してしまう。これは、ライトガイド105を単一の部材として成型する場合には避けて通れない課題である。ライトガイド105は、発光素子101側の第一導光部と、受光素子103側の第二導光部と、これらを結合する第三の導光行部とを有している。この第三の導光部が迷光の原因となっている。迷光は、空間ギャップ110に検知対象物が存在するときにも、受光素子103に入射する。したがって、以下で説明される迷光対策がなく、かつ、迷光が多い場合、検知対象物が空間ギャップ110に存在しているにもかかわらず、光学センサ100は、検知対象物が無いと誤検知してしまう。
●電気回路
図2は、光学センサ100の等価的な電気回路を示している。発光素子101のアノードは電流制限抵抗R1を介してDC電源に接続されている。発光素子101のカソードは接地電位(GND)に接続されている。受光素子103のコレクタはプルアップ抵抗R2を介してDC電源に接続されている。受光素子103のエミッタは接地電位(GND)に接続されている。
図2は、光学センサ100の等価的な電気回路を示している。発光素子101のアノードは電流制限抵抗R1を介してDC電源に接続されている。発光素子101のカソードは接地電位(GND)に接続されている。受光素子103のコレクタはプルアップ抵抗R2を介してDC電源に接続されている。受光素子103のエミッタは接地電位(GND)に接続されている。
電圧出力端子201は受光素子103のコレクタに接続されている。電圧出力端子201には、受光素子103のコレクタとGNDとの間の電圧が現れる。受光素子103に十分な光量の光が入射している場合、電圧出力端子201はLowレベル(物体なし)となる。受光素子103に光が入射していない場合、電圧出力端子201はHighレベル(物体あり)となる。
●実験データ
図3は光学センサ100の実験データを示す。横軸は、発光素子101に流れる電流を示す。縦軸は電圧出力端子201に生じる電圧を示す。発光素子101の発光光量は発光素子101に流れる電流に比例する。なお、実験データを取得する際に、DC電源からの入力電圧は3.3Vであった。発光素子101の定格電流は50mAであった。
図3は光学センサ100の実験データを示す。横軸は、発光素子101に流れる電流を示す。縦軸は電圧出力端子201に生じる電圧を示す。発光素子101の発光光量は発光素子101に流れる電流に比例する。なお、実験データを取得する際に、DC電源からの入力電圧は3.3Vであった。発光素子101の定格電流は50mAであった。
電圧出力端子201はロジックIC(集積回路)に接続されている。ロジックICは、電圧出力端子201から印加される電圧とリファレンス電圧とを比較してHighまたはLowを判別する。たとえば、3.3Vの動作電圧で動作するロジックICは、電圧出力端子201から2.6V以上の電圧が印加されると、Highレベルと判定する。電圧出力端子201から0.6V以下の電圧が印加されると、ロジックICは、Lowレベルと判定する。電圧出力端子201の電圧が0.6Vを超え、かつ、2.6V未満である場合、ロジックICはHighとLowとを正しく判定できない。
発光素子101の発光光量は、周囲温度、累積点灯時間、発光素子101の発光効率、および、光軸に依存して異なる。受光素子103の受光感度特性は、周囲温度、感度、および受光素子103のクリアモールドの内面反射率のばらつきに依存して異なる。実験では、これらの影響を確認するため、発光素子101に流れる電流が徐々に変えられている。
図3において、実線301は、空間ギャップ110に検知対象物が無く、かつ、光学センサ100に迷光対策が施されている場合の電圧出力端子201の電圧を示している。破線302は、空間ギャップ110に検知対象物が有り、かつ、迷光の影響ある場合の電圧出力端子201の電圧を示している。点線303は、空間ギャップ110に検知対象物が存在し、かつ、迷光対策が施されている場合の電圧出力端子201の電圧を示している。
実線301が示すように、発光素子101に流れる電流に依存せずに、電圧出力端子201は十分に低い。そのため、検知対象物が存在しないことは判別可能である。破線302が示すように、発光素子101に流れる電流に依存して、電圧出力端子201の電圧が変化するため、検知対象物の有無を判別することは困難である。点線303が示すように、発光素子101に流れる電流に依存せずに、電圧出力端子201の電圧が高いため、検知対象物が存在することは判別可能である。
このように、迷光の影響がある場合、検知対象物の判定精度が低下する。一方、迷光対策を施すことで、光学センサ100は検知対象物の有無を正確に判別できるようになる。
●迷光対策
本実施例では迷光対策として、発光素子101と受光素子103との配置が工夫される。発光素子101の半導体発光部を保護する透光性保護部材の長手方向の辺と、受光素子103の半導体受光部を保護する透光性保護部材の長手方向の辺とが非対向となるように、発光素子101と受光素子103とが配置される。
本実施例では迷光対策として、発光素子101と受光素子103との配置が工夫される。発光素子101の半導体発光部を保護する透光性保護部材の長手方向の辺と、受光素子103の半導体受光部を保護する透光性保護部材の長手方向の辺とが非対向となるように、発光素子101と受光素子103とが配置される。
図4(A)ないし図4(C)は発光素子101および受光素子103の構造を示している。発光素子101と受光素子103の基本構造は同じである。そのため、図4(A)ないし図4(C)を用いて、発光素子101と受光素子103の構造が説明される。
図4(A)は発光素子101および受光素子103の斜視図である。図4(B)は平面図である。図4(C)は正面図(側面図)である。半導体チップ401は、発光素子101の半導体発光部または受光素子103の半導体受光部である。半導体チップ401は、基板402上に実装されている。封止樹脂403は、半導体チップ401を覆うことで半導体チップ401を保護する透光性保護部材である。封止樹脂403は、透光性を有する素材(例:エポキシ樹脂)により構成される。発光素子101および受光素子103の寸法は、一般的なチップ抵抗およびチップコンデンサと凡そ同じ寸法とされてもよい。
図4(B)が示すように、封止樹脂403の形状は、短手方向の辺である短辺(長さL1)と、長手方向の辺である長辺(長さL2)とを有する概ね長方形である。光の指向性を高めるために封止樹脂403の一部が半球面の凸形状にされる場合がある。そのような場合であっても、封止樹脂403の土台部分の形状は長方形である。
●光の分布
図5は発光素子101の半導体チップ401から出射した光が水平方向(x-y平面と平行な方向)に広がる様子を示している。封止樹脂403と空気の界面で光が屈折する。そのため、封止樹脂403を出射した光は、点線の矢印で示す通り、水平面内で拡散する。帯502は、長手方向の界面、即ち封止樹脂403の長さL2の長辺から出射した光の分布を示す。帯501は、短手方向の界面、即ち封止樹脂403の長さL1の短辺から出射した光の分布を示す。長辺から出射した光の量は、短辺から出射した光の量よりも多い。また、長辺から出射した光は広範囲に分布する。
図5は発光素子101の半導体チップ401から出射した光が水平方向(x-y平面と平行な方向)に広がる様子を示している。封止樹脂403と空気の界面で光が屈折する。そのため、封止樹脂403を出射した光は、点線の矢印で示す通り、水平面内で拡散する。帯502は、長手方向の界面、即ち封止樹脂403の長さL2の長辺から出射した光の分布を示す。帯501は、短手方向の界面、即ち封止樹脂403の長さL1の短辺から出射した光の分布を示す。長辺から出射した光の量は、短辺から出射した光の量よりも多い。また、長辺から出射した光は広範囲に分布する。
受光素子103の半導体チップ401に入射する光の方向は、図5に示された点線の矢印が示す方向と逆向きになる。封止樹脂403の長辺から入射する光の量は、封止樹脂403の短辺から入射する光の量よりも多い。よって、長辺側の感度は短辺側の感度よりも高い。
光学センサ100において、発光素子101から水平方向に出射し、受光素子103に水平方向から入射する光は迷光である。そのため、図6に示される迷光対策が施される。図6ないし図9では、発光素子101の構成要素を示す参照番号の末尾には文字aが付与されている。受光素子103の構成要素を示す参照番号の末尾には文字bが付与されている。
図6が示すように、発光素子101の封止樹脂403aの短辺601と、受光素子103の封止樹脂403bの短辺603とが対向するように、発光素子101と受光素子103が基板104上に実装される。これにより、発光素子101の封止樹脂403aの長辺611と、受光素子103の封止樹脂403bの長辺613とが対向する場合と比較して、本実施例は、迷光の影響を受けにくくなる。
図7が示すように、発光素子101の封止樹脂403aの短辺601と、受光素子103の封止樹脂403bの長辺613とが対向するように、発光素子101と受光素子103が基板104上に実装されてもよい。図8が示すように、発光素子101の封止樹脂403aの長辺611と、受光素子103の封止樹脂403bの短辺603とが対向するように、発光素子101と受光素子103が基板104上に実装されてもよい。
このように、発光素子101の封止樹脂403aの長辺611と、受光素子103の封止樹脂403bの長辺613とが非対向となるように、発光素子101と受光素子103が基板104上に実装される。これにより、迷光の影響が軽減され、物体の検知精度が向上する。
●遮光部材
図6ないし図8で、発光素子101と受光素子103との間に、遮光部材が配置されてもよい。この場合、遮光部材の長手方向の長さL3は、発光素子101または受光素子103の短辺の長さL1以上であってもよい。これにより、迷光の影響がさらに軽減される。遮光部材の長手方向の長さL3は、発光素子101または受光素子103の長辺の長さL2以下であってもよい。これにより、遮光部材が小型化される。
図6ないし図8で、発光素子101と受光素子103との間に、遮光部材が配置されてもよい。この場合、遮光部材の長手方向の長さL3は、発光素子101または受光素子103の短辺の長さL1以上であってもよい。これにより、迷光の影響がさらに軽減される。遮光部材の長手方向の長さL3は、発光素子101または受光素子103の長辺の長さL2以下であってもよい。これにより、遮光部材が小型化される。
図9は、表面実装部品であるチップタイプの遮光部材901の配置を示している。遮光部材901は、基板104上において、発光素子101と受光素子103との間に設けられている。遮光部材901は、たとえば、チップ抵抗など、リフロー炉において自動半田付け機によって実装可能な電子部品であってもよい。このような電子部品は、基板104に実装された回路の一部を形成していてもよいし、回路の一部を形成しない専用の遮光部材であってもよい。発光素子101、受光素子103、および、遮光部材901を自動半田付け機で実装することで、低コストで遮光部材901を任意の場所に配置することが可能となる。
図9において、遮光部材901の長辺の長さL3は、発光素子101および受光素子103の短辺の長さL1よりも長い。なお、遮光部材901のz方向の高さは、遮光効果が得られるような十分な高さであればよい。
ところで、発光素子101の長辺と受光素子103との長辺を対向させる場合(長辺同士の対向配置)も、遮光部材901を配置することで、迷光の影響が低減されるであろう。しかし、図9に示されるような短辺同士の対向配置の場合、遮光部材901の長辺の長さL3はL1以上でかつL2未満であればよい。この場合、遮光部材901の小型化が達成されよう。これは、光学センサ100の小型化をもたらすであろう。
<実施例から導き出される技術思想>
[観点1]
図1、図6ないし図9などが示すように、発光素子101は、基板104に実装された発光素子である。発光素子101は、当該基板の法線方向(z方向)に光軸を有する半導体発光部(例:半導体チップ401a)と、当該半導体発光部を覆う透光性を有する第一保護部材(例:封止樹脂403a)とを有する。受光素子103は、基板104に実装された受光素子である。受光素子103は、当該基板の法線方向に光軸を有する半導体受光部(例:半導体チップ401b)と、当該半導体受光部を覆う透光性を有する第二保護部材(例:封止樹脂403b)とを有する。第一保護部材の短手方向の辺(短辺601)が、第二保護部材の短手方向の辺(短辺603)、または、第二保護部材の長手方向の辺(長辺613)と対向している。ここでは、第一保護部材の短手方向の辺と、第二保護部材の短手方向の辺は、基板104と平行であってもよい。または、第一保護部材の長手方向の辺(長辺611)が、第二保護部材の短手方向の辺(短辺603)と対向している。第一保護部材の長手方向の辺と第二保護部材の短手方向の辺とが板104と平行であってもよい。これにより、光学センサ100における迷光の影響が低下するため、物体の検知精度が向上する。なお、これらの辺の関係は、図6ないし図9が示すように、光学センサ100の平面視における関係である。
[観点1]
図1、図6ないし図9などが示すように、発光素子101は、基板104に実装された発光素子である。発光素子101は、当該基板の法線方向(z方向)に光軸を有する半導体発光部(例:半導体チップ401a)と、当該半導体発光部を覆う透光性を有する第一保護部材(例:封止樹脂403a)とを有する。受光素子103は、基板104に実装された受光素子である。受光素子103は、当該基板の法線方向に光軸を有する半導体受光部(例:半導体チップ401b)と、当該半導体受光部を覆う透光性を有する第二保護部材(例:封止樹脂403b)とを有する。第一保護部材の短手方向の辺(短辺601)が、第二保護部材の短手方向の辺(短辺603)、または、第二保護部材の長手方向の辺(長辺613)と対向している。ここでは、第一保護部材の短手方向の辺と、第二保護部材の短手方向の辺は、基板104と平行であってもよい。または、第一保護部材の長手方向の辺(長辺611)が、第二保護部材の短手方向の辺(短辺603)と対向している。第一保護部材の長手方向の辺と第二保護部材の短手方向の辺とが板104と平行であってもよい。これにより、光学センサ100における迷光の影響が低下するため、物体の検知精度が向上する。なお、これらの辺の関係は、図6ないし図9が示すように、光学センサ100の平面視における関係である。
[観点2]
ライトガイド105は、発光素子101と受光素子103とを覆うように配置された導光部材の一例である。図1が示すように、導光部材は、半導体発光部から出力され、基板104の法線方向に進む光の方向を変えることで、当該光に物体検知空間(例:空間ギャップ110)を通過させる。さらに、導光部材は、当該物体検知空間を通過してきた当該光の方向を変えて当該光を半導体受光部に入射させるように構成されている。
ライトガイド105は、発光素子101と受光素子103とを覆うように配置された導光部材の一例である。図1が示すように、導光部材は、半導体発光部から出力され、基板104の法線方向に進む光の方向を変えることで、当該光に物体検知空間(例:空間ギャップ110)を通過させる。さらに、導光部材は、当該物体検知空間を通過してきた当該光の方向を変えて当該光を半導体受光部に入射させるように構成されている。
[観点3]
図6が示すように、第一保護部材の短手方向の辺(短辺601)が、第二保護部材の短手方向の辺(短辺603)と対向していてもよい。
図6が示すように、第一保護部材の短手方向の辺(短辺601)が、第二保護部材の短手方向の辺(短辺603)と対向していてもよい。
[観点4]
図7が示すように、第一保護部材の短手方向の辺(短辺601)が、第二保護部材の長手方向の辺(長辺613)と対向していてもよい。
図7が示すように、第一保護部材の短手方向の辺(短辺601)が、第二保護部材の長手方向の辺(長辺613)と対向していてもよい。
[観点5]
図8が示すように、第一保護部材の長手方向の辺(長辺611)が、第二保護部材の短手方向の辺(短辺603)と対向していてもよい。
図8が示すように、第一保護部材の長手方向の辺(長辺611)が、第二保護部材の短手方向の辺(短辺603)と対向していてもよい。
[観点6]
発光素子101と受光素子103との両方が表面実装部品であってもよい。発光素子101はリードタイプの電子部品であってもよい。受光素子103はリードタイプの電子部品であってもよい。
発光素子101と受光素子103との両方が表面実装部品であってもよい。発光素子101はリードタイプの電子部品であってもよい。受光素子103はリードタイプの電子部品であってもよい。
[観点7~12]
図9が示すように、基板上において発光素子101と受光素子103との間に、遮光部材901が実装されてもよい。これにより、迷光の影響がさらに低減されるであろう。遮光部材901は、発光素子101および受光素子103
とともにリフロー炉で実装される表面実装部品であってもよい。これにより、製造コストが低減されるであろう。遮光部材901の辺であって、第一保護部材の辺と対向する辺の長さL3は、第一保護部材の辺の長さ(例:L1)よりも長くてもよい。ここで、遮光部材901の辺は基板104と平行であってもよい。遮光部材の辺であって、第二保護部材の辺と対向する辺の長さL3は、第二保護部材の辺の長さ(例:L1)よりも長くてもよい。遮光部材901の辺であって、第一保護部材の辺と対向する辺の長さL3は、発光素子101の長手方向の長さL2よりも短くてもよい。遮光部材901の辺であって、第二保護部材の辺と対向する辺の長さL3は、受光素子103の長手方向の長さL2よりも短くてもよい。これにより、光学センサ100の小型化が図られてもよい。
図9が示すように、基板上において発光素子101と受光素子103との間に、遮光部材901が実装されてもよい。これにより、迷光の影響がさらに低減されるであろう。遮光部材901は、発光素子101および受光素子103
とともにリフロー炉で実装される表面実装部品であってもよい。これにより、製造コストが低減されるであろう。遮光部材901の辺であって、第一保護部材の辺と対向する辺の長さL3は、第一保護部材の辺の長さ(例:L1)よりも長くてもよい。ここで、遮光部材901の辺は基板104と平行であってもよい。遮光部材の辺であって、第二保護部材の辺と対向する辺の長さL3は、第二保護部材の辺の長さ(例:L1)よりも長くてもよい。遮光部材901の辺であって、第一保護部材の辺と対向する辺の長さL3は、発光素子101の長手方向の長さL2よりも短くてもよい。遮光部材901の辺であって、第二保護部材の辺と対向する辺の長さL3は、受光素子103の長手方向の長さL2よりも短くてもよい。これにより、光学センサ100の小型化が図られてもよい。
[観点13、14]
遮光部材901は、発光素子101に電気的に接続される電流制限抵抗R1であってもよい。遮光部材901は、受光素子103電気的に接続されるプルアップ抵抗R2であってもよい。
遮光部材901は、発光素子101に電気的に接続される電流制限抵抗R1であってもよい。遮光部材901は、受光素子103電気的に接続されるプルアップ抵抗R2であってもよい。
[観点15、16]
半導体発光部は発光ダイオードであってもよい。半導体受光部はフォトトランジスタであってもよい。
半導体発光部は発光ダイオードであってもよい。半導体受光部はフォトトランジスタであってもよい。
[観点17、18]
第一保護部材の長手方向の辺(長辺611)と、第二保護部材の長手方向の辺(長辺613)とが非対向となっていればよい。つまり、第一保護部材を形成する四つの側面のうち最も大きな側面と、第二保護部材を形成する四つの側面のうち最も大きな側面とが非対向となっていればよい。第二保護部材の長手方向の辺は基板104と平行であってもよい。
第一保護部材の長手方向の辺(長辺611)と、第二保護部材の長手方向の辺(長辺613)とが非対向となっていればよい。つまり、第一保護部材を形成する四つの側面のうち最も大きな側面と、第二保護部材を形成する四つの側面のうち最も大きな側面とが非対向となっていればよい。第二保護部材の長手方向の辺は基板104と平行であってもよい。
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
100:光学センサ、101:発光素子、103:受光素子、104:基板
Claims (21)
- 基板と、
前記基板に実装された発光素子であって、当該基板の法線方向に光軸を有する半導体発光部と、当該半導体発光部を覆う透光性を有する第一保護部材とを有する発光素子と、
前記基板に実装された受光素子であって、当該基板の法線方向に光軸を有する半導体受光部と、当該半導体受光部を覆う透光性を有する第二保護部材とを有する受光素子と、を有し、
前記第一保護部材の短手方向の辺は、前記第二保護部材の短手方向の辺、または、前記第二保護部材の長手方向の辺と対向している、または、
前記第一保護部材の長手方向の辺は、前記第二保護部材の短手方向の辺と対向していることを特徴とする光学センサ。 - 前記発光素子と前記受光素子とを覆うように配置された導光部材をさらに有し、
前記導光部材は、前記半導体発光部から出力され、前記基板の法線方向に進む光の方向を変えることで、当該光に物体検知空間を通過させ、当該物体検知空間を通過してきた当該光の方向を変えて当該光を前記半導体受光部に入射させるように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の光学センサ。 - 前記第一保護部材の短手方向の辺は、前記第二保護部材の短手方向の辺と対向していることを特徴とする請求項1または2に記載の光学センサ。
- 前記第一保護部材の短手方向の辺は、前記第二保護部材の長手方向の辺と対向していることを特徴とする請求項1または2に記載の光学センサ。
- 前記第一保護部材の長手方向の辺は、前記第二保護部材の短手方向の辺と対向していることを特徴とする請求項1または2に記載の光学センサ。
- 前記発光素子と前記受光素子との両方が表面実装部品であることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載の光学センサ。
- 前記基板上において前記発光素子と前記受光素子との間に実装される遮光部材をさらに有することを特徴とする請求項6に記載の光学センサ。
- 前記遮光部材は、前記発光素子および前記受光素子とともにリフロー炉で実装される表面実装部品であることを特徴とする請求項7に記載の光学センサ。
- 前記遮光部材の辺であって、前記第一保護部材の辺と対向する辺の長さは、前記第一保護部材の辺の長さよりも長いことを特徴とする請求項7または8に記載の光学センサ。
- 前記遮光部材の辺であって、前記第一保護部材の辺と対向する辺の長さは、前記発光素子の長手方向の長さよりも短いことを特徴とする請求項7または8に記載の光学センサ。
- 前記遮光部材の辺であって、前記第二保護部材の辺と対向する辺の長さは、前記第二保護部材の辺の長さよりも長いことを特徴とする請求項7または8に記載の光学センサ。
- 前記遮光部材の辺であって、前記第二保護部材の辺と対向する辺の長さは、前記受光素子の長手方向の長さよりも短いことを特徴とする請求項7または8に記載の光学センサ。
- 前記遮光部材は、前記発光素子に接続される電流制限抵抗であることを特徴とする請求項7ないし12のいずれか一項に記載の光学センサ。
- 前記遮光部材は、前記受光素子に接続されるプルアップ抵抗であることを特徴とする請求項7ないし12のいずれか一項に記載の光学センサ。
- 前記半導体発光部は発光ダイオードであることを特徴とする請求項1ないし14のいずれか一項に記載の光学センサ。
- 前記半導体受光部はフォトトランジスタであることを特徴とする請求項1ないし15のいずれか一項に記載の光学センサ。
- 前記第一保護部材の短手方向の辺、前記第一保護部材の長手方向の辺、前記第二保護部材の短手方向の辺、および、前記第二保護部材の長手方向の辺は、前記基板と平行であることを特徴とする請求項1ないし16のいずれか一項に記載の光学センサ。
- 前記遮光部材の辺であって、前記第一保護部材の辺と対向する辺は、前記基板と平行であることを特徴とする請求項9または10に記載の光学センサ。
- 前記遮光部材の辺であって、前記第二保護部材の辺と対向する辺は、前記基板と平行であることを特徴とする請求項11または12に記載の光学センサ。
- 基板と、
前記基板に実装された発光素子であって、当該基板の法線方向に光軸を有する半導体発光部と、当該半導体発光部を覆う透光性を有する第一保護部材とを有する発光素子と、
前記基板に実装された受光素子であって、当該基板の法線方向に光軸を有する半導体受光部と、当該半導体受光部を覆う透光性を有する第二保護部材とを有する受光素子と、を有し、
前記第一保護部材の長手方向の辺は、前記第二保護部材の長手方向の辺と非対向であることを特徴とする光学センサ。 - 基板と、
前記基板に実装された発光素子であって、当該基板の法線方向に光軸を有する半導体発光部と、当該半導体発光部を覆う透光性を有する第一保護部材とを有する発光素子と、
前記基板に実装された受光素子であって、当該基板の法線方向に光軸を有する半導体受光部と、当該半導体受光部を覆う透光性を有する第二保護部材とを有する受光素子と、を有し、
前記第一保護部材を形成する四つの側面のうち最も大きな側面は、前記第二保護部材を形成する四つの側面のうち最も大きな側面と非対向であることを特徴とする光学センサ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021063006A JP2022158244A (ja) | 2021-04-01 | 2021-04-01 | 光学センサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021063006A JP2022158244A (ja) | 2021-04-01 | 2021-04-01 | 光学センサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2022158244A true JP2022158244A (ja) | 2022-10-17 |
Family
ID=83638884
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021063006A Pending JP2022158244A (ja) | 2021-04-01 | 2021-04-01 | 光学センサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2022158244A (ja) |
-
2021
- 2021-04-01 JP JP2021063006A patent/JP2022158244A/ja active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP1351319A2 (en) | Package for optical semiconductor | |
JP2010516050A (ja) | オプトエレクトロニクス部品用のハウジング及びハウジングにおけるオプトエレクトロニクス部品の配置 | |
US11073636B2 (en) | Optical detection assembly | |
JP5261320B2 (ja) | 光学式測距センサ、および、それを搭載した電子機器 | |
TWI447612B (zh) | 具有至少一感光器電路的光電模組 | |
KR20110015550A (ko) | 반도체 소자, 반사광 배리어 및 그를 위한 하우징 제조 방법 | |
JPH06296045A (ja) | 側面発光/受光半導体装置および両面発光表示装置 | |
US10060789B2 (en) | Electronic device with high electrostatic protection | |
JP2022158244A (ja) | 光学センサ | |
US5461451A (en) | Distance measuring device and camera having same | |
KR102114708B1 (ko) | 광학센서 패키지 | |
JP2007109851A (ja) | フォトインタラプタ | |
US5258800A (en) | Distance measuring device and camera having same | |
CN109991729A (zh) | 半导体装置封装 | |
JP7374663B2 (ja) | 光学式センサ | |
CN110865355B (zh) | 光传感器 | |
KR100773471B1 (ko) | 포토 인터럽터 | |
KR102114699B1 (ko) | 광학센서 패키지 | |
JPH09321597A (ja) | 反射型フォトセンサ | |
JP2009016698A (ja) | フォトリフレクタ | |
JP3972758B2 (ja) | 回路封止構造および火災感知器 | |
JP2020101420A (ja) | 透過度検知装置 | |
JP2020194832A (ja) | 電子装置 | |
JPH11312281A (ja) | 光電式煙感知器 | |
JP3129052U (ja) | 赤外線検出器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240321 |