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，尤其是涉及一種作為光幕使用的光電傳感裝置。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)代化工業(yè)生產(chǎn)中，很多情況下需要人和機(jī)器協(xié)同工作，一些具有潛在危險(xiǎn)的機(jī)械設(shè)備，例如沖壓設(shè)備、切削設(shè)備、剪切設(shè)備等容易對(duì)作業(yè)人員造成身體傷害。光幕是解決上述問題的一個(gè)有效手段。另外，在電梯、地鐵等的安全領(lǐng)域，光幕也被廣泛的利用。圖1顯示了以往的作為光幕使用的光電傳感裝置的一例，該光電傳感裝置包括相對(duì)設(shè)置的投光單元1以及受光單元2。投光單元具有多個(gè)作為投光器件的發(fā)光二極管3，受光單元具有多個(gè)作為受光器件的光電二極管4。光電二極管4位于與發(fā)光二極管3相對(duì)應(yīng)的位置上，用于檢測(cè)發(fā)光二極管3發(fā)出的光。當(dāng)光電傳感裝置的光源照射區(qū)域5內(nèi)無物體侵入時(shí)，受光單元的光電二極管4處于受光狀態(tài)，被保護(hù)設(shè)備(未圖示)能夠正常運(yùn)轉(zhuǎn)。當(dāng)有物體(該物體的尺寸不小于最小可檢測(cè)尺寸)侵入光源照射區(qū)域5時(shí)，受光單元的某一個(gè)或幾個(gè)光電二極管4處于遮光狀態(tài)，被保護(hù)設(shè)備將被強(qiáng)制停止。為了滿足遠(yuǎn)距離檢測(cè)的需要，如圖1所示，作為發(fā)光器件的發(fā)光二極管3的頭部被做成具有會(huì)聚作用的半球狀，使得發(fā)光二極管3發(fā)出的光的發(fā)散角減小，方向性增強(qiáng)。然而這必將導(dǎo)致在近距離檢測(cè)時(shí)存在一定的檢測(cè)盲區(qū)6。如圖2所示，現(xiàn)有的減小檢測(cè)盲區(qū)的改善技術(shù)是，在投光單元1上裝配有兩種不同的發(fā)光二極管3、3A。圖2中的發(fā)光二極管3與圖1中的發(fā)光二極管3相同，用于遠(yuǎn)距離檢測(cè)。圖2中的發(fā)光二極管3A的頭部不具有會(huì)聚作用或者其會(huì)聚能力比發(fā)光二極管3小，其發(fā)出的光的發(fā)散角較大，用于近距離檢測(cè)。然而這種改善技術(shù)與原有技術(shù)相比，需要使用雙倍的作為投光器件的發(fā)光二極管，電路成本較高，產(chǎn)品整體消費(fèi)電流相對(duì)較大，且該技術(shù)不太適于對(duì)以往的光電傳感裝置進(jìn)行技術(shù)改造。

實(shí)用新型內(nèi)容為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的目的在于在提供一種低成本的光電傳感裝置，該光電傳感裝置既可用于遠(yuǎn)距離檢測(cè)，又能夠在近距離檢測(cè)時(shí)減小檢測(cè)盲區(qū)，且適于對(duì)以往的光電傳感裝置進(jìn)行技術(shù)改造。根據(jù)本實(shí)用新型，提供一種光電傳感裝置，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)置于兩相對(duì)側(cè)上，所述投光單元具有至少一個(gè)發(fā)光二極管，所述受光單元接受所述投光單元發(fā)出的光，其中，所述光電傳感裝置還包括導(dǎo)光體，所述導(dǎo)光體相對(duì)于所述發(fā)光二極管發(fā)出的光透明，所述導(dǎo)光體呈軸線對(duì)稱狀，具有沿所述軸線方向貫通導(dǎo)光體兩端的空腔和包圍所述空腔的側(cè)壁，所述側(cè)壁的包含所述軸線的任意剖面都具有負(fù)光焦度，所述導(dǎo)光體被設(shè)置成所述發(fā)光二極管的發(fā)光部分位于所述導(dǎo)光體的軸線上，且至少能夠使所述發(fā)光二極管發(fā)出的部分光從所述導(dǎo)光體的側(cè)壁發(fā)散出去。[0007]另外，根據(jù)本實(shí)用新型的光電傳感裝置的優(yōu)選技術(shù)方案為，所述發(fā)光二極管的光軸與所述導(dǎo)光體的軸線相一致。另外，根據(jù)本實(shí)用新型的光電傳感裝置的進(jìn)一步的優(yōu)選技術(shù)方案為，所述發(fā)光二極管位于所述導(dǎo)光體的空腔的內(nèi)部。另外，根據(jù)本實(shí)用新型的光電傳感裝置的更進(jìn)一步的優(yōu)選技術(shù)方案為，所述導(dǎo)光體通過其所述空腔與發(fā)光二極管之間的過盈配合固定到所述發(fā)光二極管上。另外，根據(jù)本實(shí)用新型的光電傳感裝置的更進(jìn)一步的又一優(yōu)選技術(shù)方案為，所述導(dǎo)光體通過其所述空腔與發(fā)光二極管之間的卡合固定到所述發(fā)光二極管上。另外，根據(jù)本實(shí)用新型的光電傳感裝置的更進(jìn)一步的再一優(yōu)選技術(shù)方案為，所述投光單元具有印刷電路板，所述發(fā)光二極管焊接在所述印刷電路板上，且所述導(dǎo)光體也固定于所述印刷電路板上。另外，根據(jù)本實(shí)用新型的光電傳感裝置的又一優(yōu)選技術(shù)方案為，所述導(dǎo)光體的兩端中的一端的端面積大于另一端的端面積。另外，根據(jù)本實(shí)用新型的光電傳感裝置的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述發(fā)光二極管為紅外發(fā)光二極管。另外，根據(jù)本實(shí)用新型的光電傳感裝置的優(yōu)選技術(shù)方案中，所述導(dǎo)光體由聚碳酸酯制成。通過使用上述導(dǎo)光體，發(fā)光二極管發(fā)出的中心部分的光直接穿過導(dǎo)光體的空腔， 方向性較強(qiáng)，適用于長距離的檢測(cè)。另外，發(fā)光二極管發(fā)出的與其光軸夾角較大的部分的光通過導(dǎo)光體側(cè)壁的折射作用被擴(kuò)散，能夠縮小近距離檢測(cè)時(shí)的檢測(cè)盲區(qū)的范圍。如此，根據(jù)本實(shí)用新型的光電傳感裝置，在無需增加投光器件而大幅提高成本的情況下，利用光學(xué)設(shè)計(jì)，通過增加導(dǎo)光體，能夠有效的減小近距離檢測(cè)時(shí)的檢測(cè)盲區(qū)，并且仍然能夠適應(yīng)于遠(yuǎn)距離檢測(cè)。

圖1是表示現(xiàn)有技術(shù)中的光電傳感裝置的側(cè)視圖。圖2是表示現(xiàn)有技術(shù)中的減小近距離檢測(cè)時(shí)的檢測(cè)盲區(qū)的光電傳感裝置的側(cè)視圖。圖3是表示根據(jù)本實(shí)用新型的光電傳感裝置的第一實(shí)施形態(tài)的側(cè)視圖。圖4是表示根據(jù)本實(shí)用新型的光電傳感裝置的導(dǎo)光體的包含其軸線的剖面圖。圖5是表示根據(jù)本實(shí)用新型的光電傳感裝置的導(dǎo)光體的立體圖。圖6是放大表示根據(jù)本實(shí)用新型的光電傳感裝置的導(dǎo)光體與發(fā)光二極管相配合的側(cè)視圖。
具體實(shí)施方式
以下參照附圖3至5對(duì)本實(shí)用新型的光電傳感裝置的實(shí)施形態(tài)進(jìn)行說明。圖3是表示根據(jù)本實(shí)用新型的光電傳感裝置的第一實(shí)施形態(tài)的側(cè)視圖。圖3中的與圖1、圖2相同或者相似的構(gòu)成部件和區(qū)域使用相同的符號(hào)進(jìn)行標(biāo)記。如圖3所示，本實(shí)施形態(tài)與圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)中的光電傳感裝置的總體構(gòu)成相似，包括相對(duì)設(shè)置的投光單元1以及受光單元2。投光單元具有多個(gè)作為投光器件的發(fā)光二極管3，受光單元具有多個(gè)作為受光器件的光電二極管4。光電二極管4位于與發(fā)光二極管3相對(duì)應(yīng)的位置上，用于接受并檢測(cè)發(fā)光二極管3發(fā)出的光。本實(shí)施形態(tài)與圖1所示以往的光電傳感裝置的不同之處在于，本實(shí)施形態(tài)的光電傳感裝置還具有多個(gè)與光電二極管3相配合的導(dǎo)光體7。導(dǎo)光體7相對(duì)于發(fā)光二極管3發(fā)出的光透明。如圖4以及圖5所示，該導(dǎo)光體7呈相對(duì)于其軸線對(duì)稱的喇叭口狀，具有沿其軸線方向貫通導(dǎo)光體7兩端的空腔8，導(dǎo)光體7的側(cè)壁9包圍該空腔8。沿導(dǎo)光體7的軸線方向觀察該導(dǎo)光體7的兩端10、11，該兩端10、11分別呈中空的環(huán)狀，且該導(dǎo)光體7的遠(yuǎn)離投光單元的一端10的面積比靠近投光單元的一端11的面積要大。其中，沿包含導(dǎo)光體軸線的任一平面剖開導(dǎo)光體7，由于光的折射，此導(dǎo)光體7的側(cè)壁9的任一剖面都具有使經(jīng)過該剖面的光沿導(dǎo)光體軸線方向發(fā)散的功能，即該導(dǎo)光體7的側(cè)壁9的任一剖面都具有負(fù)的光焦度。也就是說，該導(dǎo)光體7可以被視為由無數(shù)片具有負(fù)光焦度的薄片包圍一空腔而形成。如圖6所示，通過導(dǎo)光體7的空腔與發(fā)光二極管3的外周面之間的過盈配合，導(dǎo)光體7 與發(fā)光二極管3相對(duì)固定，如此，發(fā)光二極管3的發(fā)光部分被導(dǎo)光體7的側(cè)壁9所包圍，即發(fā)光二極管3的發(fā)光部分位于導(dǎo)光體7的空腔8內(nèi)，且位于發(fā)光體7的軸線上。從發(fā)光二極管3發(fā)出的中心部分的光能夠直接穿過導(dǎo)光體7的空腔8，該中心部分的光由于發(fā)光二極管3的球狀頭部的會(huì)聚作用而方向性較強(qiáng)，適用于遠(yuǎn)距離的檢測(cè)。并且，從發(fā)光二極管3發(fā)出的與其光軸夾角較大的部分的光入射到導(dǎo)光體7的側(cè)壁9上，在導(dǎo)光體7的側(cè)壁9上發(fā)生折射，該部分光在導(dǎo)光體的軸線方向上被發(fā)散，與發(fā)光二極管的光軸之間的夾角被進(jìn)一步加大，從而能夠減小近距離檢測(cè)時(shí)的檢測(cè)盲區(qū)6的范圍。理想的狀態(tài)為導(dǎo)光體7的軸線與發(fā)光二極管3的光軸相一致，然而，即使導(dǎo)光體7 與發(fā)光二極管3之間的裝配有些許偏差，導(dǎo)光體7的軸線與發(fā)光二極管3的光軸之間存在一定的夾角，根據(jù)本實(shí)用新型的光電傳感裝置還是能夠有效工作。本實(shí)用新型的第二實(shí)施形態(tài)與第一實(shí)施形態(tài)的不同之處在于發(fā)光二極管與導(dǎo)光體相互配合的方式，其他部分與上述第一實(shí)施形態(tài)相同，在此不再重復(fù)敘述。本實(shí)用新型的第二實(shí)施形態(tài)中，在發(fā)光二極管的外周面和導(dǎo)光體空腔的表面中的一方上設(shè)置凸起，與此相對(duì)應(yīng)，在另一方上設(shè)置與該凸起相配合的凹槽，通過所述凸起與所述凹槽的卡合從而把導(dǎo)光體卡合到發(fā)光二極管上，使兩者相對(duì)固定。本實(shí)用新型的第三實(shí)施形態(tài)與第一實(shí)施形態(tài)的不同之處也僅在于發(fā)光二極管與導(dǎo)光體相互配合的方式，其他部分與上述第一實(shí)施形態(tài)相同，在此不再重復(fù)敘述。本實(shí)用新型的第三實(shí)施形態(tài)中，發(fā)光二極管被焊接在投光單元所具有的印刷電路板上，發(fā)光二極管與該印刷電路板電氣連接且相對(duì)固定，發(fā)光二極管由該印刷電路板供電、控制。并且導(dǎo)光體也固定于所述印刷電路板上。例如，可以利用兩端分別連接在導(dǎo)光體的靠近投光單元的一端和印刷電路板上的多個(gè)支柱把導(dǎo)光體固定于印刷電路板上。雖然在上述各實(shí)施形態(tài)中，所述發(fā)光二極管3的發(fā)光部分的位于所述導(dǎo)光體7的空腔8內(nèi)，然而，本實(shí)用新型并不僅限于這些實(shí)施形態(tài)，發(fā)光二極管3的發(fā)光部分也可以不位于導(dǎo)光體7的空腔8內(nèi)，此時(shí)只要至少能夠使發(fā)光二極管3發(fā)出的部分光通過導(dǎo)光體的側(cè)壁被發(fā)散出去既可。另外，上述各實(shí)施形態(tài)中所使用的發(fā)光二極管3，優(yōu)選為紅外發(fā)光二極管。且導(dǎo)光體7優(yōu)選由聚碳酸酯制成。聚碳酸酯為無色透明材料，折射率高，耐熱，抗沖擊力好，且易于進(jìn)行注塑成型加工，非常適合用于制造根據(jù)本實(shí)用新型的光電傳感裝置的導(dǎo)光體。 綜上所述，本實(shí)用新型中，在無需增加投光器件而大幅提高成本的情況下，利用光學(xué)設(shè)計(jì)，通過增加導(dǎo)光體，能夠有效的減小近距離檢測(cè)時(shí)的檢測(cè)盲區(qū)，并且仍然能夠適應(yīng)于遠(yuǎn)距離檢測(cè)。 上述各具體實(shí)施形態(tài)僅是為了使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠更加容易的理解本實(shí)用新型的內(nèi)容，并不能作為限制本實(shí)用新型保護(hù)范圍的依據(jù)。本領(lǐng)域技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的范圍和精神的情況下，對(duì)上述實(shí)施形態(tài)進(jìn)行的各種變化仍然在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。例如，上述各實(shí)施例中，導(dǎo)光體呈軸線對(duì)稱的中空喇叭口狀，但根據(jù)本實(shí)用新型的導(dǎo)光體也可以是軸線對(duì)稱的、中空的、側(cè)壁具有負(fù)光焦度的其他形狀。
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)置于兩相對(duì)側(cè)上，所述投光單元具有至少一個(gè)發(fā)光二極管，所述受光單元接受所述投光單元發(fā)出的光，其特征在于，所述光電傳感裝置還包括導(dǎo)光體，所述導(dǎo)光體相對(duì)于所述發(fā)光二極管發(fā)出的光透明， 所述導(dǎo)光體呈軸線對(duì)稱狀，具有沿所述軸線方向貫通導(dǎo)光體兩端的空腔和包圍所述空腔的側(cè)壁，所述側(cè)壁的包含所述軸線的任意剖面都具有負(fù)光焦度，所述導(dǎo)光體被設(shè)置成所述發(fā)光二極管的發(fā)光部分位于所述導(dǎo)光體的軸線上，且至少能夠使所述發(fā)光二極管發(fā)出的部分光從所述導(dǎo)光體的側(cè)壁發(fā)散出去。
2.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)光二極管的光軸與所述導(dǎo)光體的軸線相一致。
3.如權(quán)利要求2所述的光電傳感裝置，其特征在于，所述發(fā)光二極管的發(fā)光部分位于所述導(dǎo)光體的空腔的內(nèi)部。
4.如權(quán)利要求3所述的光電傳感裝置，其特征在于，所述導(dǎo)光體通過其所述空腔與發(fā)光二極管之間的過盈配合固定到所述發(fā)光二極管上。
5.如權(quán)利要求3所述的光電傳感裝置，其特征在于，所述導(dǎo)光體通過其所述空腔與發(fā)光二極管之間的卡合固定到所述發(fā)光二極管上。
6.如權(quán)利要求3所述的光電傳感裝置，其特征在于，所述投光單元具有印刷電路板，所述發(fā)光二極管焊接在所述印刷電路板上，且所述導(dǎo)光體也固定于所述印刷電路板上。
7.如權(quán)利要求1所述的光電傳感裝置，其特征在于，所述導(dǎo)光體的兩端中的一端的端面積大于另一端的端面積。
8.如權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的光電傳感裝置，其特征在于，所述發(fā)光二極管為紅外發(fā)光二極管。
9.如權(quán)利要求1至7中的任一項(xiàng)所述的光電傳感裝置，其特征在于，所述導(dǎo)光體由聚碳酸酯制成。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種低成本的光電傳感裝置，既可用于遠(yuǎn)距離檢測(cè)，又能夠在近距離檢測(cè)時(shí)減小檢測(cè)盲區(qū)。該光電傳感裝置包括相對(duì)設(shè)置的投光單元和受光單元，投光單元具有至少一個(gè)發(fā)光二極管，受光單元接受投光單元發(fā)出的光。其中，光電傳感裝置還包括導(dǎo)光體，該導(dǎo)光體呈軸線對(duì)稱狀，具有沿軸線方向貫通導(dǎo)光體兩端的空腔和包圍該空腔的側(cè)壁，所述側(cè)壁的包含軸線的任意剖面都具有負(fù)光焦度。該導(dǎo)光體被設(shè)置成發(fā)光二極管的發(fā)光部分位于所述導(dǎo)光體的軸線上，且至少能夠使發(fā)光二極管發(fā)出的部分光從該導(dǎo)光體的側(cè)壁發(fā)散出去。
文檔編號(hào)G01D5/30GK202092665SQ20112009408
公開日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)明者陸穎 申請(qǐng)人:歐姆龍(上海)有限公司