JPH02114414A - 反射形光電スイツチ用レンズユニツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の対象技術分野〕 この発明は反射形光電スイッチの投受光８における投受
光素子とレンズの構成方法に関する。

〔従来技術〕

一般に反射形九電スイッチは第１５図に示すように投光
素子３から放射された光が被検出体２０に当り、さらに
この被検出体で反射されて受光素子４に入射するように
している。そしてその光線を効率よ（導くために投光素
子および受光素子の前面にレンズ９．１０が設けられる
。しかもこのレンズはその光線が被検出体２０の表面に
ある角度をもって入射し、かつ反射するように投光素子
３からの光線をその軸心線と受光素子４の細心線間にお
いて被検出体２０ＶＣ導（とともに、この被検出体で反
射された光をも画素子３，４の中心軸間において受光素
子４に導くようにしている。

より具体的に、投光素子３あるいは受光素子４の光の広
がり方を示す特性として第１０図に示すような指向特性
、すなわち感度特性を用いる。たとえば図中の曲＃ＪＯ
ＬＹＲＯで光強度のピーク点をＰ、光の強度が点Ｐの２
分の１になる点すなわち半値角を図において左側なり、
右側なＲとするここで通常りとＲの絶対角度は等しい。

そして反射形光電スイッチのレンズは第１）図に示すよ
うに指向特性すなわち感度特性の最大強度点をずらすこ
とと半値角の幅すなわちＬ−Ｒ開角度により第１２図に
示すように検出領域を特定している。

すなわち第１５図においては投光用レンズ９および受光
用レンズ１０をそれぞれの中心軸９ａ。

１０ａが投光素子３および受光素子４の中心軸３ａ、４
ａから所定の距離ｄだけ内側に位置するように配設し、
さらに各素子３．４に近接して、かつそれらの中心軸３
ａ、４ａの外側を１５間口制限部品２１．２１が設けら
れる。

またＷＪ１６図においては投光レンズ９および受光レン
ズ１０の中心軸９ａ　、１０ａを投光素子３および受光
素子４の中心軸３ａ、４ａＦ（：対してそれぞれ所定の
角度θをもって、かつ両レンズ９゜１０の中心軸９ａ、
１０ａが画素子３．４の中心軸３ａ、４８間において交
差するように配設し又いる。

さらに第１７図においては投光素子３および受光素子４
をそれぞれの光軸３ａ、４ａがたがいに交差するように
配設するとともに、投光用レンズ９および受光用レンズ
１０をそれらの光軸９ａ。

１０ａが投光素子３および受光素子４の光軸３ａ、４ａ
とそれぞれ一致するように配設している。

なお第１８図においては第１７図に示す投光用レンズ９
および受光用レンズ１０に代えてライトガイド２２．２
またとえば筒体あるいは光ファイバーを配置している。

〔この発明が解決しようとする問題点〕これら従来の方
法においては投光素子３、受光素子４、投光用レンズ９
、受光用レンズ１０、開口制限部品２１あるいはライト
ガイド２２等の部品がそれぞれ独立して形成されている
ため部品数が多く、しかもこれらの部品は組合せにより
１つのユニットを形成するため相対的な位置決め精度が
悪（、さらにそれらを組立てるために多くの連結部品を
必要とするため、ユニット全体が大形になる傾向がある
。

〔発明の目的〕

この発明はこのような従来の欠点にかんがみ、光学的位
置精度が高く、かつ小形のユニットを得ることを目的と
する。

〔発明の概要〕

この発明はその目的を達成するために、投光素子と受光
素子とを同一のベース上に配設するとともに、これらの
素子上に投光用レンズと受光用しンズとをそれぞれの中
心軸が画素子の中心軸の間に位置するように一体成形し
たもので、各構成要素の相対位置はそれらの成形時に決
定される。

〔実施例〕

以下図によってこの発明の１実施例につい工説明する。

すなわち第１図においてベースｌはプリント配線基板や
リードフレームにより構成される。このベース上には投
光素子３たとえば半導体投光素子が配設され、かつポン
ディングワイヤー５により電気的に接続される。またベ
ース１上には投光素子３と所定の間隔をおいて受光素子
４たとえば半導体受光素子が配設され、かつポンディン
グワイヤー５により電気的に接続される。そしてこの投
光素子３および受光素子４を取付けたベース１は透光性
の樹脂等からなるモールド７により一体成形される。こ
の成形方法としては低圧成形法やボッティング法が用い
られる。その際、投光素子３および受光素子４上に投光
用レンズ９および受光用レンズ１０が一体に形成される
。これらのレンズの中心軸９ａ、１０ａは投光素子３お
よび受光素子４の中心軸３ａ　＊　４ａ間に位置し、か
つそれらの素子の中心軸から所定の寸法ｄだけずれてい
る。

これによって第２図または第３図に示すレンズユニツ）
１）が形成される。なお第２図に示すものはベースｌと
してプリント配線基板を用いたものが示され、また第３
図にはベースｌとしてリードフレームを用いたものが示
されている。

また第４図に示すこの発明の第２の実施例におい℃は投
光用レンズ９と受光用レンズ１０の大きさを変えたもの
である。この図においては投光用レンズ９は受光用レン
ズ１０に比べて小さく設定されているが、逆に受光用レ
ンズ１０の方を投光用レンズ９に比べ小さ（設定するこ
とも可能である。

第５図に示すこの発明の第３の実施例はベース１に段差
りを設けることにより投光素子３および投光用レンズ９
との間の距離と、受光素子４および受光用レンズ１０と
の間の距離とを相違させたもので、投光素子３と投光用
レンズ９との間の距離を受光素子４と受光用レンズ１０
との間の距離に比し太き（している。この距離の関係は
逆にすることも可能である。

さらに第６図に示すこの発明の第４の実施例は投光用レ
ンズ９および受光用レンズ１０の外側すなわち投光素子
３および受光素子４の中心軸３ａ、４ａを中心にその外
側に位置する部分に傾斜面１４．１４を形成したもので
あるが、これは投光用レンズ９または受光用レンズ１０
のいずれか一方に施すことも可能である。

さらに第７図に示すこの発明の第５の実施例においては
投光用レンズ９および受光用レンズ１０の外側すなわち
投光素子３および受光素子４の中心軸３ａ、４ａより外
側の部分をその中心軸に沿ってそれぞれ垂直面１６．１
６を設けたもので、これは投光用レンズ９または受光用
レンズ１０のいずれか一方に形成することも可能である
。

第８図に示すこの発明の第６の実施例においては投光素
子３および受光素子４の中心軸３ａ、４ａの間において
投光用レンズ９および受光用レンズ１０を形成し、その
他の部分すなわち外側を中心軸９ａｅ１０ａと交差する
平面部１７．１７としたものであるが、この平面部は投
光用レンズ９または受光用レンズ１０のいずれか一方に
のみ形成することができる。

第９図に示すこの発明の第７の実施例においては投光素
子３および投光用レンズ９と、受光素子４および受光用
レンズ１０とを矩形のベース１上において対角線方向に
配設したものである。

すなわち上記第１図、第４図ないし第９図に示す実施例
によって種々の光ぼ５％性を得ることができる。たとえ
ば第１図の構成においては従来と同様に第１０図および
第１）図に示す光ぼう特性が得られる。なお第１３図お
よび第１４図には第１図における構成の指向時性のピー
ク角および半値角の関係が示される。

〔発明の効果〕

この発明は上述のように投光素子３と受光素子４とを同
一のベースｌ上に゛たがいに所定の間隔をおいて配設す
るとともに、これらの素子上には投光用レンズ９と受光
用レンズ１０とをそれぞれの中心軸９ａ　、１０ａが画
素子３．４の中心軸３ａ、４ａの内側に位置するように
画素子３．４と一体に成形しているので、各構成要素の
位置関係は成形時に規定されるので調整の必要はまった
くないばかりかそれら相互の位置はきわめて正確であり
、また余分な連結部品等を必要としないことから小形に
することができ、かつ信頼性の高いレンズユニットが得
られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明におけるレンズユニットの１実施例を
示す縦断面図、第２図および第３図はレンズユニットの
斜視図、第４図はこの発明の第２の実施例を示す縦断面
図、第５図はこの発明の第３の実施例を示す縦断面図、
第６図はこの発明の第４の実施例を示す縦断面図、第７
図はこの発明の第５の実施例を示す縦断面図、第８図は
この発明の第６の実施例を示す縦断面図、第９図はこの
発明の第７の実施例を示す平面図、第１０図は投受光素
子の指向特性図、第１）図は投受光素子の中心軸とレン
ズの中心軸をずらしたばあいの指向特性図、第１２図は
光電スイッチの検出領域を示す説明図、第１３図は投受
光素子の中心軸とレンズの中心軸のずれに対する指向特
性ピーク角の特性図、第１４図は投受光素子の中心軸と
レンズの中心軸のずれに対する指向特性半値角の特性図
、第１５図ないし第１８図は従来の投受光素子とレンズ
との関係を示す側面図である。 ｌ・・・ベース、３・・・投光素子、４・・・受光素子
、５・・・ボンディングワイヤー　７・・・モールド、
９・・・投光用レンズ、１０・・・受光用レンズ、１）
・・・レンズユニット、１４・・・傾斜面、１６・・・
垂直面、１７・・・平面部、２０・・・被検出体、２１
・・・開口制限部品。 ２２・・・ライトガイド。 特　許　出　願　人　　　山武・・ネウエル株式会社代
理人　弁理士　　１）澤　博　昭 （外２名ン 第４図 第５図 第 図 第 図 第１０図 角 虐 （鷹） 光像強度（外度） （％） 第１）　図 角度 （康） 第 図 ａ 第 図 第 図 第 図 第 １羽 上 図 弔 図 ム、〕１８図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）投光素子（３）と受光素子（４）を同一のベース
   （１）上にたがいに所定の間隔をおいて配設するととも
   に、これらの素子上に投光用レンズ（９）と受光用レン
   ズ（１０）とをそれぞれの中心軸が上記画素子（３）（
   ４）の中心軸間に位置するように上記画素子（３）（４
   ）と一体に形成した反射形光電スイッチ用レンズユニッ
   ト。
2. （２）上記投光素子（３）はこれを半導体発光素子によ
   り構成するとともに、上記受光素子（４）はこれを半導
   体受光素子により構成した特許請求の範囲第１項記載の
   反射形光電スイッチ用レンズユニット。
3. （３）上記ベース（１）はプリント回路基板により形成
   した特許請求の範囲第１項記載の反射形光電スイッチ用
   レンズユニット。
4. （４）上記ベース（１）はリードフレームにより形成し
   た特許請求の範囲第１項記載の反射形光電スイッチ用レ
   ンズユニット。
5. （５）上記投光用レンズ（９）と上記受光用レンズ（１
   ０）の大きさをたがいに相違させた特許請求の範囲第１
   項記載の反射形光電スイッチ用レンズユニット。
6. （６）上記ベース（１）に段差を設けることにより上記
   投光素子（３）および投光用レンズ（９）間の距離と、
   上記受光素子（４）および受光用レンズ（１０）間の距
   離を相違させた特許請求の範囲第１項記載の反射形光電
   スイッチ用レンズユニット。
7. （７）上記投光用レンズ（９）および上記受光用レンズ
   （１０）の上記投光素子（３）および受光素子（４）の
   光軸を中心とする外側に位置する部分に傾斜面（１４）
   を形成した特許請求の範囲第１項記載の反射形光電スイ
   ッチ用レンズユニット。
8. （８）上記投光用レンズ（９）および上記受光用レンズ
   （１０）の上記投光素子（３）および上記受光素子（４
   ）の中心軸より外側の部分に、その中心軸に沿つて垂直
   面（１６）を形成した特許請求の範囲第１項記載の反射
   形光電スイッチ用レンズユニット。
9. （９）上記投光素子（３）および上記受光素子（４）の
   中心軸の外側において上記投光用レンズ（９）および上
   記受光用レンズ（１０）に上記中心軸と交差する平面部
   （１７）を形成した特許請求の範囲第１項記載の反射形
   光電スイッチ用レンズユニット。