專利名稱：光電傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光電傳感裝置。
背景技術(shù)：
光電傳感裝置是采用光電元件作為檢測(cè)元件的傳感器，其利用被檢測(cè)物體對(duì)光束的遮光或入光來(lái)對(duì)被檢測(cè)物體進(jìn)行檢測(cè)。目前的光電傳感裝置包括對(duì)射型的光電傳感裝置，即，由面對(duì)面放置的投光單元與受光單元構(gòu)成的光電傳感裝置。在對(duì)射型的光電傳感裝置中，投光單元包括諸如紅外發(fā)光二極管(LED)的發(fā)光元件，用于投射光，受光單元包括諸如紅外光電二極管(PD)的光電元件，用于接受投光單元投射的光。圖1顯示了現(xiàn)有的光電傳感裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該光電傳感裝置1 包括投光單元11和受光單元12，其中投光單元11包括多個(gè)紅外LED111，受光單元12包括多個(gè)紅外PD121。多個(gè)LEDlll以相等的間距相互間隔排列成一行，多個(gè)PD121也以相等的間距相互間隔排列成一行，并且多個(gè)LEDlll與多個(gè)PD121之間相互一一對(duì)應(yīng)安裝。圖1中所示的投光單元11和受光單元12之間的陰影區(qū)域是指被檢測(cè)物體可以被檢測(cè)出的檢測(cè)區(qū)域B。對(duì)于光電傳感裝置1而言，由于多個(gè)LEDlll與多個(gè)PD121之間需要相互一一對(duì)應(yīng)安裝，因此，需要花時(shí)間和精力進(jìn)行對(duì)光。另外，在光電傳感裝置1中，如圖1所示，LEDlll發(fā)出的不是平行光。因此，各個(gè) LEDlll發(fā)出的光之間會(huì)產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，從而影響光電傳感裝置1的檢測(cè)結(jié)果。而且，由于 LEDlll發(fā)出的不是平行光并且多個(gè)LEDlll之間相互間隔排列，因此導(dǎo)致了在每?jī)蓚€(gè)相鄰的LEDlll之間都存在檢測(cè)盲區(qū)A。被檢測(cè)物體在檢測(cè)盲區(qū)A中無(wú)法被檢測(cè)出。此外，由于光電傳感裝置1采用了如圖1所示的結(jié)構(gòu)，因此被檢測(cè)物體的尺寸受到了限制。被檢測(cè)物體的尺寸必須大于等于最小可檢測(cè)尺寸，否則，可能導(dǎo)致被檢測(cè)物體無(wú)法被檢測(cè)出。最小可檢測(cè)尺寸是指被檢測(cè)物體在投光單元11和受光單元12之間總是能夠被檢測(cè)到的最小尺寸。如圖1所示，在光電傳感裝置1中，最小可檢測(cè)尺寸等于相鄰排列的兩個(gè)LEDlll之間的間距D。當(dāng)相鄰排列的兩個(gè)LEDlll之間的間距越小時(shí)，被檢測(cè)物體的最小可檢測(cè)尺寸也就越小。因此，當(dāng)需要縮短被檢測(cè)物體的最小可檢測(cè)尺寸時(shí)，就必須對(duì)LEDlll之間的間距進(jìn)行調(diào)整，即縮短LEDlll之間的間距，同時(shí)還要相應(yīng)地縮短PD121之間的間距，這樣，在不改變光電傳感裝置1的尺寸的前提下，就必須增加LEDlll和PD121的個(gè)數(shù)，從而導(dǎo)致光電傳感裝置1的制造成本增加。而且，由于每個(gè)LED都是貼裝在電路基板(圖中未顯示)上的，因此，當(dāng)需要對(duì)LEDlll之間的間距進(jìn)行調(diào)整時(shí)，就必須調(diào)整基板上貼裝LED焊盤(pán)的位置，這樣非常耗費(fèi)時(shí)間和人力。

實(shí)用新型內(nèi)容鑒于上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供了一種光電傳感裝置。本實(shí)用新型的光電傳感裝置僅需要一個(gè)發(fā)光單元，大大地減少了發(fā)光單元的數(shù)量，降低了制造成本。本實(shí)用新型的一種光電傳感裝置包括投光單元和受光單元，投光單元和受光單元分別設(shè)置在兩個(gè)相對(duì)側(cè)上，投光單元投射光，受光單元接受投光單元投射的光，其中投光單元包括發(fā)光單元和鋸齒形透鏡，其中鋸齒形透鏡包括多個(gè)鋸齒呈直線排列的一行鋸齒隊(duì)列；發(fā)光單元位于鋸齒隊(duì)列的一端處，并沿多個(gè)鋸齒的排列方向向鋸齒隊(duì)列發(fā)出光束；多個(gè)鋸齒中的每一個(gè)鋸齒都包括第一表面和第二表面，每一個(gè)鋸齒的第一表面比其第二表面更靠近發(fā)光單元，在鋸齒形透鏡的鋸齒形截面中，每一個(gè)鋸齒形成為由第一表面在鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊、第二表面在鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊、以及第三邊構(gòu)成的三角形，其中，在除了距離發(fā)光單元最遠(yuǎn)的一個(gè)鋸齒之外的每一個(gè)鋸齒的第一表面上，都設(shè)置有使發(fā)光單元發(fā)出的光束部分透射且向受光單元部分反射的反射涂層，在距離發(fā)光單元最遠(yuǎn)的一個(gè)鋸齒的第一表面上設(shè)置有使發(fā)光單元發(fā)出的光束向受光單元全反射、或者部分透射且向受光單元部分反射的反射涂層，在每一個(gè)鋸齒所形成的三角形中，每一個(gè)鋸齒的第一表面在鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊與第三邊之間的夾角小于90度，每一個(gè)鋸齒的第二表面在鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊與第三邊之間的夾角小于等于90度，受光單元是面受光單元，受光單元的光接受區(qū)域的大小與需要檢測(cè)的區(qū)域的大小相對(duì)應(yīng)。在每一個(gè)鋸齒所形成的三角形中，每一個(gè)鋸齒的第二表面在鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊與第三邊之間的夾角大于等于每一個(gè)鋸齒的第一表面在鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊與第三邊之間的夾角。發(fā)光單元為點(diǎn)光源。多個(gè)鋸齒的齒高相同，發(fā)光單元的光軸平行于多個(gè)鋸齒的排列方向且位于多個(gè)鋸齒的中心齒高的半高線上。受光單元的光接受區(qū)域的大小與投光單元向受光單元投射的光束的區(qū)域的大小相同。本實(shí)用新型的光電傳感裝置利用鋸齒形透鏡來(lái)反射和折射發(fā)光單元發(fā)出的光束， 因此只需要一個(gè)發(fā)光單元，從而大大地減少了發(fā)光單元的數(shù)量，降低了光電傳感裝置的制造成本。另外，本實(shí)用新型的光電傳感裝置的投光單元通過(guò)利用鋸齒形透鏡的反射和折射原理來(lái)進(jìn)行投光，可以將線光源轉(zhuǎn)變成面光源，從而擴(kuò)大了投光范圍。又因?yàn)榘l(fā)光單元發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)鋸齒形透鏡的反射后被轉(zhuǎn)換成了多束平行光，所以可以改善各光軸之間的干涉現(xiàn)象并減小檢測(cè)盲區(qū)。此外，在本實(shí)用新型的光電傳感裝置中，可以通過(guò)更換具有不同鋸齒間距和鋸齒形狀的鋸齒形透鏡來(lái)調(diào)整被檢測(cè)物體的最小可檢測(cè)尺寸，以便極大地縮短被檢測(cè)物體的最小可檢測(cè)尺寸，甚至能夠使被檢測(cè)物體的尺寸不受限制。另外，更換鋸齒形透鏡，不用改變基板上的相應(yīng)焊盤(pán)，節(jié)省了基板修改的時(shí)間與成本。
圖1顯示了現(xiàn)有的光電傳感裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的光電傳感裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的光電傳感裝置中的鋸齒形透鏡的第一實(shí)例的立體圖；圖4顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的光電傳感裝置中的鋸齒形透鏡的第一實(shí)例的截面圖；圖5顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的光電傳感裝置中的鋸齒形透鏡的第二實(shí)例的截面圖；圖6顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的光電傳感裝置中的鋸齒形透鏡的第三實(shí)例的截面圖。
具體實(shí)施方式
下文將參考附圖描述根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例。圖2顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的光電傳感裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖2所示，本實(shí)用新型的光電傳感裝置2包括投光單元21和受光單元22，投光單元21和受光單元22分別設(shè)置在兩個(gè)相對(duì)側(cè)上。投光單元21用于投射光，受光單元22用于接受投光單元21投射的光。如圖2所示，投光單元21包括發(fā)光單元211和鋸齒形透鏡212。發(fā)光單元211為點(diǎn)光源。在本實(shí)施例中，發(fā)光單元211可以是紅外發(fā)光二極管(LED)。鋸齒形透鏡212包括多個(gè)鋸齒呈直線排列的一行鋸齒隊(duì)列。發(fā)光單元211位于鋸齒隊(duì)列的一端處，并沿多個(gè)鋸齒的排列方向向鋸齒隊(duì)列發(fā)出光束。鋸齒形透鏡212的多個(gè)鋸齒中的每一個(gè)鋸齒都包括第一表面和第二表面，每一個(gè)鋸齒的第一表面比其第二表面更靠近發(fā)光單元211，在鋸齒形透鏡212的鋸齒形截面中，每一個(gè)鋸齒形成為由第一表面在鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊、第二表面在鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊、以及第三邊構(gòu)成的三角形。在除了距離發(fā)光單元211最遠(yuǎn)的一個(gè)鋸齒之外的每一個(gè)鋸齒的第一表面上，都設(shè)置有使發(fā)光單元211發(fā)出的光束部分透射且向受光單元22部分反射的反射涂層。在距離發(fā)光單元211最遠(yuǎn)的一個(gè)鋸齒的第一表面上設(shè)置有使發(fā)光單元211 發(fā)出的光束向受光單元全反射、或者部分透射且向受光單元22部分反射的反射涂層。在每一個(gè)鋸齒所形成的三角形中，每一個(gè)鋸齒的第一表面在鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊與第三邊之間的夾角小于90度，每一個(gè)鋸齒的第二表面在鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊與第三邊之間的夾角小于等于90度。鋸齒形透鏡212的多個(gè)鋸齒的齒高相同，發(fā)光單元22的光軸平行于多個(gè)鋸齒的排列方向且位于多個(gè)鋸齒的中心齒高的半高線上。受光單元22是面受光單元，受光單元22的光接受區(qū)域的大小與需要檢測(cè)的區(qū)域的大小相對(duì)應(yīng)。在本實(shí)施例中，受光單元22可以是紅外光電二極管(PD) 221。受光單元22的光接受區(qū)域的大小與投光單元21向受光單元22投射的光束的區(qū)域的大小相同。本實(shí)用新型的光電傳感裝置利用鋸齒形透鏡來(lái)反射和折射發(fā)光單元發(fā)出的光束，因此只需要一個(gè)發(fā)光單元，從而大大地減少了發(fā)光單元的數(shù)量，降低了光電傳感裝置的制造成本。另外，本實(shí)用新型的光電傳感裝置的投光單元通過(guò)利用鋸齒形透鏡的反射和折射原理，來(lái)進(jìn)行投光，可以將線光源轉(zhuǎn)變成面光源，從而擴(kuò)大了投光范圍。又因?yàn)榘l(fā)光單元發(fā)出的光束經(jīng)過(guò)鋸齒形透鏡的反射后被轉(zhuǎn)換成了多束平行光，所以可以改善各光軸之間的干涉現(xiàn)象，并且可以減小檢測(cè)盲區(qū)。此外，本實(shí)用新型的光電傳感裝置由于采用發(fā)光單元和鋸齒形透鏡相結(jié)合的方式來(lái)構(gòu)成投光單元，因此，當(dāng)需要調(diào)整被檢測(cè)物體的最小可檢測(cè)尺寸時(shí)，只需要更換鋸齒形透鏡，而不用改變基板上的相應(yīng)焊盤(pán)，節(jié)省了基板修改的時(shí)間與成本。下面結(jié)合圖3至圖6對(duì)本實(shí)用新型的光電傳感裝置2中的鋸齒形透鏡212的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。參照?qǐng)D3和圖4說(shuō)明鋸齒形透鏡212的第一實(shí)例。圖3顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的光電傳感裝置2中的鋸齒形透鏡212的第一實(shí)例的立體圖。圖4顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的光電傳感裝置2中的鋸齒形透鏡212的第一實(shí)例的截面圖。如圖3和圖4所示，鋸齒形透鏡212包括多個(gè)鋸齒呈直線排列的一行鋸齒隊(duì)列。發(fā)光單元211位于鋸齒隊(duì)列的一端處，并沿多個(gè)鋸齒的排列方向向鋸齒隊(duì)列發(fā)出光束。鋸齒形透鏡212的多個(gè)鋸齒中的每一個(gè)鋸齒都包括第一表面Sl和第二表面S2，每一個(gè)鋸齒的第一表面Sl比其第二表面S2更靠近發(fā)光單元211。在除了距離發(fā)光單元211最遠(yuǎn)的一個(gè)鋸齒之外的每一個(gè)鋸齒的第一表面Sl上，都設(shè)置有使發(fā)光單元211發(fā)出的光束部分透射且向受光單元22部分反射的反射涂層。在距離發(fā)光單元211最遠(yuǎn)的一個(gè)鋸齒的第一表面Sl 上設(shè)置有使發(fā)光單元211發(fā)出的光束向受光單元22全反射、或者部分透射且向受光單元22 部分反射的反射涂層。如圖4所示，在鋸齒形透鏡212的鋸齒形截面中，每一個(gè)鋸齒被形成為由第一表面 Sl在鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊Li、第二表面S2在鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊L2、以及第三邊L3形成一個(gè)三角形。在每一個(gè)鋸齒所形成的三角形中，第一表面Sl在鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊Ll與第三邊L3之間的夾角α小于90度，第二表面S2在鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊L2與第三邊L3之間的夾角β大于第一表面Sl在鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊Ll與第三邊L3之間的夾角α，且第二表面S2在鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊L2與第三邊L3之間的夾角β等于90度。本實(shí)用新型的光電傳感裝置2通過(guò)采用具有上述結(jié)構(gòu)的鋸齒形透鏡212，能夠消除檢測(cè)盲區(qū)，并且不存在被檢測(cè)物體的最小可檢測(cè)尺寸，能夠使被檢測(cè)物體的尺寸不受限制。參照?qǐng)D5說(shuō)明的鋸齒形透鏡212的第二實(shí)例。圖5顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的光電傳感裝置2中的鋸齒形透鏡212的第二實(shí)例的截面圖。如圖5所示，在鋸齒形透鏡212的鋸齒形截面中，每一個(gè)鋸齒被形成為由第一表面 Sl在鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊Li、第二表面S2在鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊L2、以及第三邊 L3形成一個(gè)三角形。在每一個(gè)鋸齒所形成的三角形中，第一表面Sl在鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊Ll與第三邊L3之間的夾角α小于90度，第二表面S2在鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊L2 與第三邊L3之間的夾角β小于90度，第二表面S2在鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊L2與第三邊L3之間的夾角β大于第一表面Sl在鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊Ll與第三邊L3之間的夾角α。參照?qǐng)D6說(shuō)明的鋸齒形透鏡212的第三實(shí)例。圖6顯示了根據(jù)本實(shí)用新型的光電傳感裝置2中的鋸齒形透鏡212的第三實(shí)例的截面圖。如圖6所示，在鋸齒形透鏡212的鋸齒形截面中，每一個(gè)鋸齒被形成為由第一表面 Sl在鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊Li、第二表面S2在鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊L2、以及第三邊L3形成一個(gè)三角形。在每一個(gè)鋸齒所形成的三角形中，第一表面Sl在鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊Ll與第三邊L3之間的夾角α小于90度，第二表面S2在鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊L2與第三邊L3之間的夾角β等于第一表面Sl在鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊Ll與第三邊L3之間的夾角α。本實(shí)用新型的光電傳感裝置2通過(guò)采用具有圖5和圖6所示結(jié)構(gòu)的鋸齒形透鏡 212，與圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)相比，能夠極大地減小檢測(cè)盲區(qū)，并且能夠極大地縮短被檢測(cè)物體的最小可檢測(cè)尺寸。可應(yīng)用于本實(shí)用新型的鋸齒形透鏡212的結(jié)構(gòu)不局限于以上說(shuō)明的第一至第三實(shí)例中給出的結(jié)構(gòu)，在不脫離本實(shí)用新型的權(quán)利要求書(shū)限定的范圍內(nèi)可以作各種變化。雖然經(jīng)過(guò)對(duì)本實(shí)用新型結(jié)合具體實(shí)施例進(jìn)行描述，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員， 根據(jù)上文的敘述后作出的許多替代、修改與變化將是顯而易見(jiàn)。因此，當(dāng)這樣的替代、修改和變化落入附后的權(quán)利要求的精神和范圍之內(nèi)時(shí)，應(yīng)該被包括在本實(shí)用新型中。
權(quán)利要求1.一種光電傳感裝置，包括投光單元和受光單元，所述投光單元和所述受光單元分別設(shè)置在兩個(gè)相對(duì)側(cè)上，所述投光單元投射光，所述受光單元接受所述投光單元投射的光，其特征在于所述投光單元包括發(fā)光單元和鋸齒形透鏡，其中所述鋸齒形透鏡包括多個(gè)鋸齒呈直線排列的一行鋸齒隊(duì)列；所述發(fā)光單元位于所述鋸齒隊(duì)列的一端處，并沿所述多個(gè)鋸齒的排列方向向所述鋸齒隊(duì)列發(fā)出光束；所述多個(gè)鋸齒中的每一個(gè)鋸齒都包括第一表面和第二表面，每一個(gè)鋸齒的第一表面比其第二表面更靠近所述發(fā)光單元，在所述鋸齒形透鏡的鋸齒形截面中，每一個(gè)鋸齒形成為由所述第一表面在所述鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊、所述第二表面在所述鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊、以及第三邊構(gòu)成的三角形，其中，在除了距離所述發(fā)光單元最遠(yuǎn)的一個(gè)鋸齒之外的每一個(gè)鋸齒的所述第一表面上，都設(shè)置有使所述發(fā)光單元發(fā)出的光束部分透射且向所述受光單元部分反射的反射涂層，在距離所述發(fā)光單元最遠(yuǎn)的一個(gè)鋸齒的所述第一表面上設(shè)置有使所述發(fā)光單元發(fā)出的光束向所述受光單元全反射、或者部分透射且向所述受光單元部分反射的反射涂層，在每一個(gè)鋸齒所形成的三角形中，每一個(gè)鋸齒的所述第一表面在所述鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊與所述第三邊之間的夾角小于90度，每一個(gè)鋸齒的所述第二表面在所述鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊與所述第三邊之間的夾角小于等于90度，所述受光單元是面受光單元，所述受光單元的光接受區(qū)域的大小與需要檢測(cè)的區(qū)域的大小相對(duì)應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的光電傳感裝置，其特征在于，在每一個(gè)鋸齒所形成的三角形中，每一個(gè)鋸齒的所述第二表面在所述鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊與所述第三邊之間的夾角大于等于每一個(gè)鋸齒的所述第一表面在所述鋸齒形截面中所對(duì)應(yīng)的邊與所述第三邊之間的夾角。
3.如權(quán)利要求1所述的光電傳感裝置，其特征在于，所述發(fā)光單元為點(diǎn)光源。
4.如權(quán)利要求3所述的光電傳感裝置，其特征在于，所述多個(gè)鋸齒的齒高相同，所述發(fā)光單元的光軸平行于所述多個(gè)鋸齒的排列方向且位于所述多個(gè)鋸齒的中心齒高的半高線上。
5.如權(quán)利要求1所述的光電傳感裝置，其特征在于，所述受光單元的光接受區(qū)域的大小與所述投光單元向所述受光單元投射的光束的區(qū)域的大小相同。
專利摘要一種光電傳感裝置，包括投光單元和受光單元，投光單元包括發(fā)光單元和鋸齒形透鏡，其中鋸齒形透鏡包括一行鋸齒隊(duì)列，發(fā)光單元位于鋸齒隊(duì)列的一端處，并向鋸齒隊(duì)列發(fā)出光束，每個(gè)鋸齒都包括第一表面和第二表面，每一個(gè)鋸齒的第一表面比其第二表面更靠近發(fā)光單元，在除了距離發(fā)光單元最遠(yuǎn)的一個(gè)鋸齒之外的每個(gè)鋸齒的第一表面上，都設(shè)置有使發(fā)光單元發(fā)出的光束部分透射且向受光單元部分反射的反射涂層，在距離發(fā)光單元最遠(yuǎn)的一個(gè)鋸齒的第一表面上設(shè)置有使發(fā)光單元發(fā)出的光束向受光單元全反射、或者部分透射且向受光單元部分反射的反射涂層。本實(shí)用新型的光電傳感裝置減少了發(fā)光單元的數(shù)量，降低了制造成本。
文檔編號(hào)G01D5/34GK202092666SQ20112009409
公開(kāi)日2011年12月28日 申請(qǐng)日期2011年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月31日
發(fā)明者薛冰晶 申請(qǐng)人:歐姆龍(上海)有限公司