WO2017217280A1 - 光センサおよびその製造方法 - Google Patents
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Definitions
- the present invention provides an optical sensor that is covered with a light-transmitting cover through a space and detects the presence of an object to be detected, and includes a substrate and a surface of the substrate provided on the substrate.
- a light emitting element that emits light from the side
- a light receiving element that is provided on the substrate and receives reflected light based on the light emitted from the light emitting element, and is provided so as to surround a light receiving surface of the light receiving element.
- a first light-blocking portion that blocks light between the light-receiving element and the light-transmitting cover and the light sensor, and transmits light between the light-emitting element and the light-receiving element.
- a second light-shielding portion for blocking.
- the optical sensor according to the present invention further includes an optical member for inclining light emitted from the light emitting element in a direction away from the light receiving element.
- the optical sensor 2 is located on one end side (lower side in FIG. 1) of the optical sensor device 1, and is accommodated in, for example, the sensor casing SC.
- the optical sensor 2 includes a substrate 3, a light emitting element 4, a light receiving element 5, a lens 6, a first light shielding part 8, a second light shielding part 10, and the like.
- the thickness direction dimension (vertical direction dimension) of the optical sensor 2 is set to about 1 mm, for example.
- the light emitting element 4 is mounted on the surface 3A of the substrate 3 and emits, for example, infrared light or visible light.
- the optical axis of the light emitting element 4 is usually in the vertical direction (vertical direction) with respect to the surface 3A of the substrate 3, for example.
- a light emitting diode (LED), a laser diode (LD), or a surface emitting laser (VCSEL) is used as the light emitting element 4.
- a VCSEL having a small emission angle (beam divergence angle) as the element for the light emitting element 4.
- the lens 6 is provided on the surface 3A of the substrate 3 so as to cover the light emitting element 4.
- the lens 6 is an optical member made of a convex lens formed in a substantially hemispherical shape protruding upward, for example, and seals the light emitting element 4.
- the lens 6 is formed of an insulating resin material having translucency, and emits light emitted from the light emitting element 4 to the outside. In this case, the center of the lens 6 is displaced from the center position of the light emitting surface of the light emitting element 4 in a direction away from the light receiving element 5.
- the lens 6 refracts the light from the light emitting element 4 and tilts the optical axis of the light beam from the light emitting element 4 from the vertical direction orthogonal to the substrate 3. At this time, the optical axis of the light emitted through the lens 6 is inclined toward the direction away from the light receiving element 5.
- part of the light emitted from the light emitting element 4 is reflected or scattered by dirt D such as oil adhering to the translucent cover 9, and may be diffusely reflected and returned to the light receiving element 5.
- the light emitted from the light emitting element 4 may propagate directly inside the optical sensor 2 to generate a direct wave entering the light receiving element 5. Reflected light and scattered light from the translucent cover 9 entering the light receiving element 5 and light propagating in the optical sensor 2 and the like are collectively referred to as stray light.
- the second light shielding unit that blocks light between the light emitting element 4 and the light receiving element 5. 10 is provided.
- the scattered light that has entered the space S can be blocked by the second light shielding unit 10.
- the optical sensor device 1 uses the lens 6 to incline the light emitted from the light emitting element 4 toward the direction away from the light receiving element 5. Thereby, even when the outgoing light is scattered on the surface of the translucent cover 9, the scattered light is generated at a location away from the light receiving element 5. For this reason, the scattered light which goes to the light receiving element 5 can be reduced, and stray light can be suppressed.
- the second light shielding portion 13 is provided in a space between the translucent cover 9 and the optical sensor 2.
- the length direction dimension L1b (depth dimension in FIG. 3) of the second light shielding portion 13 is longer than the length direction dimension L2 of the light receiving surface 5A of the light receiving element 5. That is, when the light receiving element 5 is viewed from the light emitting element 4, the second light shielding portion 13 is disposed at a position where the light receiving surface 5A is hidden.
- the second light-shielding portion 13 is formed of a soft resin material having a low reflectance and suppressing light reflection, such as black.
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Abstract
光センサ装置（１）は、被検出物体（Ｏbj）の存在を検知する光センサ（２）と、該光センサ（２）を覆う部位に位置して該光センサ（２）との間に空間（Ｓ）を設けて配置される透光性カバー（９）とを有する。光センサ（２）は、基板（３）と、基板（３）に設けられ基板（３）の表面側から光を出射する発光素子（４）と、基板（３）に設けられ発光素子（４）から出射された光に基づく反射光を受光する受光素子（５）と、受光素子（５）の受光面（５Ａ）を取囲んで設けられ、発光素子（４）と受光素子（５）との間で光を遮断する第１の遮光部（８）と、透光性カバー（９）と光センサ（２）との間の空間（Ｓ）に設けられ、発光素子（４）と受光素子（５）との間で光を遮断する第２の遮光部（１０）とを備えている。
Description
本発明は、基板に発光素子及び受光素子を実装した光センサおよびその製造方法に関するものである。
一般に、光センサとして、基板に、発光素子と受光素子とを実装したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
このような光センサでは、発光素子から出射された光が受光素子に直接入射することを防止するために、発光素子と受光素子との間に遮光部を設ける構成が考えられる。一方、光センサの発光素子および受光素子を覆う部位にガラス板を設けているものもある。
しかしながら、このような構成では、発光素子および受光素子をガラス板によって覆う際に、発光素子および受光素子とガラス板との間に空間が生じてしまう場合がある。この場合、ガラス板がオイル等により汚れた場合、汚れによって発光素子からの出射光が散乱することがある。この散乱光がガラス板と受光素子との間の空間を通じて遮光部を乗り越えて受光素子に入射されることがあり、このような迷光によるノイズが生じてしまうという問題がある。
本発明は前述の問題に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、迷光によるノイズを抑制することができる光センサおよびその製造方法を提供することにある。
（１）．上記課題を解決するために、本発明は、空間を介して透光性カバーによって覆われ、被検出物体の存在を検知する光センサであって、基板と、前記基板に設けられ前記基板の表面側から光を出射する発光素子と、前記基板に設けられ前記発光素子から出射された光に基づく反射光を受光する受光素子と、前記受光素子の受光面を取囲んで設けられ、前記発光素子と前記受光素子との間で光を遮断する第１の遮光部と、前記透光性カバーと前記光センサとの間の空間に設けられ、前記発光素子と前記受光素子との間で光を遮断する第２の遮光部と、を備えている。
本発明によれば、透光性カバーと光センサとの間の空間には、発光素子と受光素子との間で光を遮断する第２の遮光部が設けられている。これにより、透光性カバーの汚れにより発光素子からの出射光が散乱した場合でも、空間内に進入した散乱光を第２の遮光部により遮断することができる。この結果、散乱光が受光素子に入射することを第２の遮光部により低減することができるから、迷光によるノイズを抑制することができる。
（２）．本発明では、前記第２の遮光部は、弾性変形可能な材料を用いて形成されている。
これにより、光センサを透光性カバーによって覆う場合に、透光性カバーと接触した第２の遮光部が変形することにより、透光性カバーと第２の遮光部とを密着させることができる。この結果、透光性カバーと第２の遮光部との間の隙間をなくすことができるので、空間内に進入した散乱光を第２の遮光部により遮断することができる。また、例えば、弾性変形可能な材料として軟質樹脂材料を第１の遮光部に塗布することによって、第２の遮光部を形成することができる。
（３）．本発明による光センサは、前記発光素子から出射される光を前記受光素子から離れる方向に向かって傾斜させる光学部材を、さらに備えている。
これにより、透光性カバーの表面で出射光の散乱が生じた場合でも、受光素子から離れた箇所で散乱光が生じることになる。このため、受光素子に向かう散乱光を減少させることができ、迷光を抑制することができる。
（４）．本発明は、空間を介して透光性カバーによって覆われ、被検出物体の存在を検知する光センサであって、基板と、前記基板に設けられ前記基板の表面側から光を出射する発光素子と、前記基板に設けられ前記発光素子から出射された光に基づく反射光を受光する受光素子と、前記受光素子の受光面を取囲んで設けられ、前記発光素子と前記受光素子との間で光を遮断する遮光部と、を備え、前記遮光部は、一定の高さ寸法をもって前記発光素子および前記受光素子の周囲に設けられた周壁部と、前記発光素子と前記受光素子との間に位置して、前記周壁部よりも前記透光性カバーに向けて突出した突壁部と、を有している。
本発明によれば、遮光部は、一定の高さ寸法をもつ周壁部と、周壁部よりも透光性カバーに向けて突出した突壁部と、を有している。これにより、透光性カバーの汚れにより発光素子からの出射光が散乱した場合でも、散乱光を遮光部の突壁部により遮断することができる。この結果、散乱光が受光素子に入射することを突壁部により低減するので、迷光によるノイズを抑制することができる。また、遮光部は、周壁部と突壁部とを一体化して形成することができるから、部品点数を減らすことができ、製造コストを抑制することができる。
（５）．本発明は、空間を介して透光性カバーによって覆われ、被検出物体の存在を検知する光センサの製造方法であって、前記光センサは、基板と、前記基板に設けられ前記基板の表面側から光を出射する発光素子と、前記基板に設けられ前記発光素子から出射された光に基づく反射光を受光する受光素子と、前記受光素子の受光面を取囲んで設けられ、前記発光素子と前記受光素子との間で光を遮断する第１の遮光部と、前記透光性カバーと前記光センサとの間の空間に設けられ、前記発光素子と前記受光素子との間で光を遮断する第２の遮光部と、を備え、前記第２の遮光部は、前記第１の遮光部の表面に軟質樹脂材料を塗布することによって形成することを特徴としている。
本発明によれば、第２の遮光部は、第１の遮光部の表面に軟質樹脂材料を塗布することによって形成している。これにより、第２の遮光部材を予め量産して用意する必要がなくなるので、光センサを構成する部材を低減して、低コスト化を図ることができる。
以下、本発明の実施の形態による光センサを用いた光センサ装置について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
まず、図１および図２に、本発明の第１の実施の形態による光センサ装置を示す。第１の実施の形態による光センサ装置１は、被検出物体Ｏbjの存在を検知する光センサ２と、光センサ２を覆う透光性カバー９と、を有している。
光センサ２は、光センサ装置１の一端側（図１中の下側）に位置して、例えばセンサケーシングＳＣに収容されている。この光センサ２は、基板３、発光素子４、受光素子５、レンズ６、第１の遮光部８、第２の遮光部１０等を備えている。光センサ２の厚さ方向寸法（上下方向寸法）は、例えば１ｍｍ程度に設定されている。
基板３は、光センサ２の一端に位置して、例えばプリント配線基板等の絶縁材料を用いて平板状に形成されている。基板３の表面（上面）３Ａには、発光素子４と受光素子５とが実装されている。
発光素子４は、基板３の表面３Ａに実装され、例えば赤外線や可視光線の光を出射する。発光素子４の光軸は、通常、例えば基板３の表面３Ａに対して垂直方向（上下方向）である。発光素子４としては、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）、レーザダイオード（ＬＤ）、面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）が用いられる。検知分解能を上げ、Ｓ／Ｎを向上させるためには、素子として元々出射角（ビーム広がり角）の小さいＶＣＳＥＬを発光素子４に用いるのが好ましい。
受光素子５は、例えば発光素子４から図１中の左右方向に離間して発光素子４の近傍に配置され、基板３の表面３Ａに実装されている。この場合、受光素子５の表面には、受光面５Ａが設けられている。この受光素子５は、発光素子４から出射された光が被検出物体Ｏbjによって反射された光を、受光面５Ａによって受光するものである。受光素子５としては、例えばフォトダイオード（ＰＤ）、フォトトランジスタ等が用いられる。
レンズ６は、基板３の表面３Ａに位置して、発光素子４を覆って設けられている。レンズ６は、例えば上方に突出した略半球形状に形成された凸レンズからなる光学部材であり、発光素子４を封止している。このレンズ６は、透光性を有する絶縁性の樹脂材料により形成され、発光素子４から出射された光を外部に放射するものである。この場合、レンズ６の中心は、発光素子４の発光面の中心位置から受光素子５よりも遠ざかる方向に位置ずれして配置されている。これによって、レンズ６は、発光素子４からの光を屈折させて、発光素子４からの光束の光軸を基板３と直交した垂直方向から傾斜させる。このとき、レンズ６を介して出射される光の光軸は、受光素子５と離れる方向に向かって傾斜する。
平坦部７は、基板３の表面３Ａに位置して、受光素子５を覆って封止している。平坦部７は、透光性を有する絶縁性の樹脂材料によって、平板状に形成されている。この場合、発光素子４から出射されて被検出物体Ｏbjによって反射された光は、平坦部７を通じて受光素子５の受光面５Ａに入射する。平坦部７の角隅部位は、金型を取り出し易くするために、傾斜した面取り形状となっている。
ここで、発光素子４と受光素子５とは、別体のレンズ６と平坦部７とによってそれぞれ封止した場合を例示した。これに限らず、これらのレンズ６と平坦部７とを一体化して、発光素子４と受光素子５とを一緒に封止してもよい。
第１の遮光部８は、受光素子５の受光面５Ａを取囲んで、平坦部７の外周縁側に設けられている。具体的には、第１の遮光部８は、受光面５Ａを取囲む略四角形の枠状体として形成されている。また、第１の遮光部８は、レンズ６に向けて延びる２本の腕部を有し、レンズ６の周囲をＣ字状に覆っている。このため、第１の遮光部８には、レンズ６を配置するための凹部８Ａが形成されている。
一方、第１の遮光部８の略中央に位置して受光面５Ａの上側には、光センサ２の表面側（透光性カバー９側）に開口する開口部８Ｂが形成されている。また、凹部８Ａと開口部８Ｂとの間に位置して発光素子４と受光素子５との間には、発光素子４から出射された光が、被検出物体Ｏbjに反射されずに、受光素子５に直接的に入射するのを遮断する遮光壁８Ｃが形成されている。
これにより、第１の遮光部８は、被検出物体Ｏbjによって反射されていない光である迷光が受光素子５に入射するのを、遮光壁８Ｃにより遮断する。また、第１の遮光部８は、被検出物体Ｏbjによって反射された光が開口部８Ｂを介して受光素子５に入射するのを許すものである。即ち、第１の遮光部８の開口部８Ｂは、発光素子４から出射されて被検出物体Ｏbjによって反射された反射光を受光素子５に導く光透過路を構成している。
透光性カバー９は、光センサ２を覆う部位に位置して、センサケーシングＳＣに載置されて設けられている。この場合、透光性カバー９は、光センサ２から所定の間隔（例えば、０．１ｍｍ以上０．７ｍｍ以下）をもって離間することにより、光センサ２との間に空間Ｓを設けて配置されている。透光性カバー９は、例えば透明なガラス、樹脂材料等により平板状に形成されている。透光性カバー９は、光センサ２を覆うことにより、光センサ２を塵挨から保護する保護膜を構成している。この場合、透光性カバー９の厚さ寸法は、１ｍｍを超えない範囲として、例えば０．５ｍｍ以上０.７ｍｍ以下に設定されている。
第２の遮光部１０は、透光性カバー９と光センサ２との間の空間Ｓに設けられている。具体的には、第２の遮光部１０は、第１の遮光部８の遮光壁８Ｃの上面に位置して、透光性カバー９と遮光壁８Ｃとによって挟持されている。第２の遮光部１０は、例えば接着剤によって遮光壁８Ｃに固定されてもよく、光センサ２を収容するセンサケーシングＳＣのキャビティの壁面によって位置決め固定されてもよい。第２の遮光部１０は、例えば黒色のような、光の反射を抑えた低反射率の樹脂材料によって、棒状または直方体状に形成されている。また、第２の遮光部１０は、例えばゴム等のような弾性変形可能な樹脂材料によって形成されている。
このため、光センサ装置１に光センサ２を実装したときには、第２の遮光部１０の突出端部が透光性カバー９に接触し、第２の遮光部１０は変形する。これにより、第２の遮光部１０は、透光性カバー９に密着し、発光素子４と受光素子５との間に位置して、第１の遮光部８（遮光壁８Ｃ）と透光性カバー９との間を隙間無く埋めている。この場合、第２の遮光部１０の長さ方向寸法Ｌ1a（図１における奥行き寸法）は、受光素子５の受光面５Ａの長さ方向寸法Ｌ2よりも長くなっている。即ち、発光素子４から受光素子５を見たときに、第２の遮光部１０は、受光面５Ａを隠す位置に配置されている。この結果、第２の遮光部１０は、発光素子４から出射された光が散乱した場合に、迷光を発光素子４と受光素子５との間で遮断することができる。
光センサ装置１は上述の如き構成を有するもので、次にその動作について説明する。
光センサ装置１が駆動すると、発光素子４は、基板３の表面３Ａ側から垂直方向に光を出射する。そして、発光素子４から出射された光（出射光）は、レンズ６によって受光素子５と離れる方向に向かって傾斜して、透光性カバー９を透過して例えば手、指等の被検出物体Ｏbjに照射される。また、被検出物体Ｏbjによって反射されてなる光（反射光）は、透光性カバー９を透過して開口部８Ｂを介して受光素子５によって受光される。これにより、光センサ２は、被検出物体Ｏbjが光センサ２の上部に位置するか否か、即ち被検出物体Ｏbjの存在を検知することができる。
ここで、発光素子４からの出射光の一部は、透光性カバー９に付着したオイル等の汚れＤによって反射や散乱され、乱反射して受光素子５に戻ってくることがある。また、発光素子４から出た光が光センサ２の内部を直接伝播し、受光素子５に入ってくる直達波が発生することもある。これら受光素子５に入ってくる透光性カバー９からの反射光や散乱光および光センサ２内等を伝播する光を総称して迷光と呼ぶ。
この場合、第１の遮光部８の遮光壁８Ｃは、光センサ２の内部を直接伝播する迷光を、発光素子４と受光素子５との間で遮断することができる。また、第２の遮光部１０は、透光性カバー９に付着した汚れＤによって散乱した迷光を、発光素子４と受光素子５との間で遮断することができる。
かくして、第１の実施の形態によれば、透光性カバー９と光センサ２との間の空間Ｓには、発光素子４と受光素子５との間で光を遮断する第２の遮光部１０を設けている。これにより、透光性カバー９の汚れＤにより発光素子４からの出射光が散乱した場合でも、空間Ｓ内に進入した散乱光を第２の遮光部１０により遮断することができる。この結果、散乱光が受光素子５に入射することを第２の遮光部１０により低減することができるから、迷光によるノイズを抑制することができる。
また、第２の遮光部１０は、弾性変形可能な材料を用いて形成される構成としている。これにより、光センサ２を透光性カバー９によって覆う場合に、透光性カバー９と接触した第２の遮光部１０が変形することにより、透光性カバー９と第２の遮光部１０とを密着させることができる。この結果、透光性カバー９と第２の遮光部１０との間の隙間をなくすことができるので、空間Ｓ内に進入した散乱光を第２の遮光部１０により遮断することができる。
また、光センサ装置１は、レンズ６を用いて、発光素子４から出射される光を受光素子５から離れる方向に向かって傾斜させている。これにより、透光性カバー９の表面で出射光の散乱が生じた場合でも、受光素子５から離れた箇所で散乱光が生じることになる。このため、受光素子５に向かう散乱光を減少させることができ、迷光を抑制することができる。
次に、図３および図４に、本発明の第２の実施の形態による光センサ装置を示す。第２の実施の形態の特徴は、第２の遮光部を軟質樹脂を用いて形成したことにある。なお、第２の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。
第２の実施の形態による光センサ装置１１は、第１の実施の形態と同様に、被検出物体Ｏbjの存在を検知する光センサ１２と、光センサ２を覆う透光性カバー９とを有している。この場合、光センサ１２は、第１の実施の形態とほぼ同様に、基板３、発光素子４、受光素子５、レンズ６、第１の遮光部８、第２の遮光部１３等を備えている。ここで、第２の実施の形態による光センサ１２は、第２の遮光部１３を軟質樹脂材料によって形成している点で、第１の実施の形態の光センサ２と異なっている。
第２の遮光部１３は、透光性カバー９と光センサ２との間の空間に設けられている。第２の遮光部１３の長さ方向寸法Ｌ1b（図３における奥行き寸法）は、受光素子５の受光面５Ａの長さ方向寸法Ｌ2よりも長くなっている。即ち、発光素子４から受光素子５を見たときに、第２の遮光部１３は、受光面５Ａを隠す位置に配置されている。この第２の遮光部１３は、例えば黒色のような、光の反射を抑えた低反射率の軟質樹脂材料によって形成されている。
ここで、第２の遮光部１３は、ジェットディスペンサ等の塗布機を用いて、発光素子４と受光素子５との間に位置して平坦面となった遮光壁８Ｃ上に塗布されている。第２の遮光部１３に用いられる軟質樹脂材料は、チクソトロピー性を有し、ＴＩ値が例えば４以上の所定の値（好ましくは５以上７以下）で、粘度が例えば７０Pa・s以上の所定の値（好ましくは８０Pa・s以上１３０Pa・s以下）のものが適用される。これにより、遮光壁８Ｃ上に軟質樹脂材料を塗布すると、軟質樹脂材料は粘度が高くなるから、発光素子４や受光素子５に向けて軟質樹脂材料が流出するのを抑制することができる。また、第２の遮光部１３に用いられる軟質樹脂材料は、熱硬化性を有したものが適用される。これにより、遮光壁８Ｃ上に塗布された第２の遮光部１３を加熱することにより、第２の遮光部１３は、第１の遮光部８（遮光壁８Ｃ）に固定されている。
なお、軟質樹脂材料は、熱硬化性を有するものに限らず、例えば紫外線等によって硬化するものでもよい。即ち、軟質樹脂材料は、第１の遮光部８に塗布された後に硬化して第１の遮光部８に固定されるものであればよい。また、第２の遮光部１３は、透光性カバー９との密着性を高めるために、硬化後でも弾性変形可能なものが好ましい。
かくして、第２の実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様な作用効果を得ることができる。第２の実施の形態によれば、軟質樹脂材料を第１の遮光部８の表面に塗布することによって、第２の遮光部１０を形成することができる。この結果、第２の遮光部材を予め量産して用意する必要がなくなるので、光センサ１２を構成する部材を低減して、低コスト化を図ることができる。
次に、図５および図６に、本発明の第３の実施の形態による光センサ装置を示す。第３の実施の形態の特徴は、遮光部を周壁部と突壁部とにより構成したことにある。なお、第３の実施の形態では、前述した第１の実施の形態と同一の構成については同一の符号を付し、その説明は省略する。
第３の実施の形態による光センサ装置２１は、被検出物体Ｏbjの存在を検知する光センサ２２と、光センサ２２を覆う透光性カバー９とを有している。この場合、光センサ２２は、第１の実施の形態とほぼ同様に、基板３、発光素子４、受光素子５、レンズ６、遮光部２３等を備えている。ここで、第３の実施の形態による光センサ２２は、遮光部を１個しか設けない点で、第１の実施の形態の光センサ２と異なっている。
遮光部２３は、受光素子５の受光面５Ａを取囲んで、平坦部７の外周縁側に設けられている。具体的には、遮光部２３は、発光素子４および受光素子５の周囲に設けられた周壁部２３Ａと、発光素子４と受光素子５との間に設けられた突壁部２３Ｂとを有している。周壁部２３Ａと突壁部２３Ｂとは、硬質の樹脂材料を用いて一体に成形されている。
周壁部２３Ａは、一定の高さ寸法をもって、受光素子５の受光面５Ａを取囲む略四角形の枠状体として形成されている。また、周壁部２３Ａは、レンズ６に向けて延びる２本の腕部を有し、レンズ６の周囲をＣ字状に覆っている。このため、周壁部２３Ａには、レンズ６を配置するための凹部２３Ａ１が形成されている。一方、周壁部２３Ａの略中央に位置して受光面５Ａの上側には、光センサ２の表面側（透光性カバー９側）に開口する開口部２３Ａ２が形成されている。
突壁部２３Ｂは、発光素子４と受光素子５との間に位置して、周壁部２３Ａの上端面から透光性カバー９に向けて突出して設けられている。この突壁部２３Ｂの長さ方向寸法Ｌ1c（図５における奥行き寸法）は、受光素子５の長さ方向寸法Ｌ2よりも長くなっている。即ち、発光素子４から受光素子５を見たときに、突壁部２３Ｂは、受光面５Ａを隠す位置に配置されている。また、突壁部２３Ｂが透光性カバー９に対して非接触となるように、突壁部２３Ｂの突出寸法（上下方向寸法）は、空間Ｓの高さ寸法よりも短く設定されている。この突壁部２３Ｂは、発光素子４から出射された光が散乱した場合に、迷光を発光素子４と受光素子５との間で遮断するものである。
かくして、第３の実施の形態でも、第１の実施の形態とほぼ同様な作用効果を得ることができる。第３の実施の形態によれば、遮光部２３は、一定の高さ寸法をもつ周壁部２３Ａと、周壁部２３Ａよりも透光性カバー９に向けて突出した突壁部２３Ｂとを有している。これにより、透光性カバー９の汚れＤにより発光素子４からの出射光が散乱した場合でも、散乱光を遮光部２３の突壁部２３Ｂにより遮断することができる。この結果、散乱光が受光素子５に入射することを突壁部２３Ｂにより低減するので、迷光によるノイズを抑制することができる。
また、遮光部２３は、周壁部２３Ａと突壁部２３Ｂとを一体化して形成することができるから、部品点数を減らすことができ、製造コストを抑制することができる。
さらに、発光素子４と受光素子５との間にのみ突壁部２３Ｂを設けているので、迷光を遮断する部材を小型化することができる。これにより、透光性カバー９をセンサケーシングＳＣにシール材等を用いてシールする場合に、突壁部２３Ｂがシール材を干渉するのを抑制することができる。
なお、前記第１の実施の形態では、レンズ６の中心は、発光素子４の発光面の中心位置から受光素子５よりも遠ざかる方向に位置ずれして配置する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、レンズの中心と発光素子の発光面の中心位置とを合わせて配置する構成としてもよい。これにより、発光素子からの出射光を、受光素子から離れる方向に向かって傾斜することなく、基板と直交した垂直方向に向けて出射する構成としてもよい。このことは、第２，第３の実施の形態でも同様である。
また、前記第１の実施の形態では、レンズ６の中心は、発光素子４の発光面の中心位置から受光素子５よりも遠ざかる方向に位置ずれして配置することにより、発光素子４からの出射光を受光素子５と離れる方向に向かって傾斜させる構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、発光素子を傾斜した状態で基板に取付けることによって、発光素子からの光を直接的に受光素子と反対側の方向に傾斜させる構成としてもよい。この場合、レンズは、発光素子からの光の光軸を屈折させる必要はなく、発光素子の上部を覆うだけでよい。また、厚さ寸法が受光素子側に向かうに従って大きくなるスロープ状の光学部材を用いて発光素子を覆うことにより、発光素子からの光を受光素子と反対側の方向に傾斜させる構成としてもよい。これらのことは、第２，第３の実施の形態でも同様である。
また、前記第１，第２の実施の形態では、第２の遮光部１０，１３は弾性変形可能な材料によって形成されるものとした。しかし、本発明はこれに限らず、第２の遮光部は硬質な材料によって形成してもよい。
また、前記各実施の形態は例示であり、異なる実施の形態で示した構成の部分的な置換または組み合わせが可能であることは言うまでもない。
１，１１，２１ 光センサ装置
２，１２，２２ 光センサ
３ 基板
４ 発光素子
５ 受光素子
６ レンズ（光学部材）
８ 第１の遮光部
９ 遮光性カバー
１０，１３ 第２の遮光部
２３ 遮光部
２３Ａ 周壁部
２３Ｂ 突壁部
２，１２，２２ 光センサ
３ 基板
４ 発光素子
５ 受光素子
６ レンズ（光学部材）
８ 第１の遮光部
９ 遮光性カバー
１０，１３ 第２の遮光部
２３ 遮光部
２３Ａ 周壁部
２３Ｂ 突壁部
Claims (5)
- 空間を介して透光性カバーによって覆われ、被検出物体の存在を検知する光センサであって、
基板と、
前記基板に設けられ前記基板の表面側から光を出射する発光素子と、
前記基板に設けられ前記発光素子から出射された光に基づく反射光を受光する受光素子と、
前記受光素子の受光面を取囲んで設けられ、前記発光素子と前記受光素子との間で光を遮断する第１の遮光部と、
前記透光性カバーと前記光センサとの間の空間に設けられ、前記発光素子と前記受光素子との間で光を遮断する第２の遮光部と、を備えてなる光センサ。 - 前記第２の遮光部は、弾性変形可能な材料を用いて形成されてなる請求項１に記載の光センサ。
- 前記発光素子から出射される光を前記受光素子から離れる方向に向かって傾斜させる光学部材を、さらに備えてなる請求項１に記載の光センサ。
- 空間を介して透光性カバーによって覆われ、被検出物体の存在を検知する光センサであって、
基板と、
前記基板に設けられ前記基板の表面側から光を出射する発光素子と、
前記基板に設けられ前記発光素子から出射された光に基づく反射光を受光する受光素子と、
前記受光素子の受光面を取囲んで設けられ、前記発光素子と前記受光素子との間で光を遮断する遮光部と、を備え、
前記遮光部は、
一定の高さ寸法をもって前記発光素子および前記受光素子の周囲に設けられた周壁部と、
前記発光素子と前記受光素子との間に位置して、前記周壁部よりも前記透光性カバーに向けて突出した突壁部と、を有してなる光センサ。 - 空間を介して透光性カバーによって覆われ、被検出物体の存在を検知する光センサの製造方法であって、
前記光センサは、
基板と、
前記基板に設けられ前記基板の表面側から光を出射する発光素子と、
前記基板に設けられ前記発光素子から出射された光に基づく反射光を受光する受光素子と、
前記受光素子の受光面を取囲んで設けられ、前記発光素子と前記受光素子との間で光を遮断する第１の遮光部と、
前記透光性カバーと前記光センサとの間の空間に設けられ、前記発光素子と前記受光素子との間で光を遮断する第２の遮光部と、を備え、
前記第２の遮光部は、前記第１の遮光部の表面に軟質樹脂材料を塗布することによって形成することを特徴とする光センサの製造方法。
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