專利名稱：光電傳感裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實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元件的傳感器，其利用被檢測物體對光束的遮光或入光來對被檢測物體進(jìn)行檢測。目前的光電傳感裝置包括對射型的光電傳感裝置，即，由面對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包括多個紅外LED111，受光單元12包括多個紅外PD121。多個LEDlll以相等的間距相互間隔排列成一行，多個PD121也以相等的間距相互間隔排列成一行，并且多個LEDlll與多個PD121之間相互一一對應(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)域是指被檢測物體可以被檢測出的檢測區(qū)域B。對于光電傳感裝置1而言，由于多個LEDlll與多個PD121之間需要相互一一對應(yīng)安裝，因此，需要花時間和精力進(jìn)行對光。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 LEDlll發(fā)出的光之間會產(chǎn)生干涉現(xiàn)象，從而影響光電傳感裝置1的檢測結(jié)果。而且，由于 LEDlll發(fā)出的不是平行光并且多個LEDlll之間相互間隔排列，因此導(dǎo)致了在每兩個相鄰的LEDlll之間都存在檢測盲區(qū)A。被檢測物體在檢測盲區(qū)A中無法被檢測出。此外，由于光電傳感裝置1采用了如圖1所示的結(jié)構(gòu)，因此被檢測物體的尺寸受到了限制。被檢測物體的尺寸必須大于等于最小可檢測尺寸，否則，可能導(dǎo)致被檢測物體無法被檢測出。最小可檢測尺寸是指被檢測物體在投光單元11和受光單元12之間總是能夠被檢測到的最小尺寸。如圖1所示，在光電傳感裝置1中，最小可檢測尺寸等于相鄰排列的兩個LEDlll之間的間距D。當(dāng)相鄰排列的兩個LEDlll之間的間距越小時，被檢測物體的最小可檢測尺寸也就越小。因此，當(dāng)需要縮短被檢測物體的最小可檢測尺寸時，就必須對LEDlll之間的間距進(jìn)行調(diào)整，即縮短LEDlll之間的間距，同時還要相應(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LED都是貼裝在電路基板(圖中未顯示)上的，因此，當(dāng)需要對LEDlll之間的間距進(jìn)行調(diào)整時，就必須調(diào)整基板上貼裝LED焊盤的位置，這樣非常耗費時間和人力。

實用新型內(nèi)容鑒于上述問題，本實用新型提供了一種光電傳感裝置。本實用新型的光電傳感裝置僅需要一個發(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)置在兩個相對側(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鋸齒呈直線排列的一行鋸齒隊列；發(fā)光單元位于鋸齒隊列的一端處，并沿多個鋸齒的排列方向向鋸齒隊列發(fā)出光束；多個鋸齒中的每一個鋸齒都包括第一表面和第二表面，每一個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，每一個鋸齒形成為由第一表面在鋸齒形截面中所對應(yīng)的邊、第二表面在鋸齒形截面中所對應(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)的一個鋸齒之外的每一個鋸齒的第一表面上，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，在每一個鋸齒所形成的三角形中，每一個鋸齒的第一表面在鋸齒形截面中所對應(yīng)的邊與第三邊之間的夾角小于90度，每一個鋸齒的第二表面在鋸齒形截面中所對應(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的區(qū)域的大小相對應(yīng)。在每一個鋸齒所形成的三角形中，每一個鋸齒的第二表面在鋸齒形截面中所對應(yīng)的邊與第三邊之間的夾角大于等于每一個鋸齒的第一表面在鋸齒形截面中所對應(yīng)的邊與第三邊之間的夾角。發(fā)光單元為點光源。多個鋸齒的齒高相同，發(fā)光單元的光軸平行于多個鋸齒的排列方向且位于多個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。本實用新型的光電傳感裝置利用鋸齒形透鏡來反射和折射發(fā)光單元發(fā)出的光束， 因此只需要一個發(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，本實用新型的光電傳感裝置的投光單元通過利用鋸齒形透鏡的反射和折射原理來進(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。又因為發(fā)光單元發(fā)出的光束經(jīng)過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)象并減小檢測盲區(qū)。此外，在本實用新型的光電傳感裝置中，可以通過更換具有不同鋸齒間距和鋸齒形狀的鋸齒形透鏡來調(diào)整被檢測物體的最小可檢測尺寸，以便極大地縮短被檢測物體的最小可檢測尺寸，甚至能夠使被檢測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，節(jié)省了基板修改的時間與成本。
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)本實用新型的光電傳感裝置中的鋸齒形透鏡的第一實例的立體圖；圖4顯示了根據(jù)本實用新型的光電傳感裝置中的鋸齒形透鏡的第一實例的截面圖；圖5顯示了根據(jù)本實用新型的光電傳感裝置中的鋸齒形透鏡的第二實例的截面圖；圖6顯示了根據(jù)本實用新型的光電傳感裝置中的鋸齒形透鏡的第三實例的截面圖。
具體實施方式
下文將參考附圖描述根據(jù)本實用新型的實施例。圖2顯示了根據(jù)本實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)置在兩個相對側(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為點光源。在本實施例中，發(fā)光單元211可以是紅外發(fā)光二極管(LED)。鋸齒形透鏡212包括多個鋸齒呈直線排列的一行鋸齒隊列。發(fā)光單元211位于鋸齒隊列的一端處，并沿多個鋸齒的排列方向向鋸齒隊列發(fā)出光束。鋸齒形透鏡212的多個鋸齒中的每一個鋸齒都包括第一表面和第二表面，每一個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，每一個鋸齒形成為由第一表面在鋸齒形截面中所對應(yīng)的邊、第二表面在鋸齒形截面中所對應(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)的一個鋸齒之外的每一個鋸齒的第一表面上，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。在每一個鋸齒所形成的三角形中，每一個鋸齒的第一表面在鋸齒形截面中所對應(yīng)的邊與第三邊之間的夾角小于90度，每一個鋸齒的第二表面在鋸齒形截面中所對應(yīng)的邊與第三邊之間的夾角小于等于90度。鋸齒形透鏡212的多個鋸齒的齒高相同，發(fā)光單元22的光軸平行于多個鋸齒的排列方向且位于多個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的區(qū)域的大小相對應(yīng)。在本實施例中，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。本實用新型的光電傳感裝置利用鋸齒形透鏡來反射和折射發(fā)光單元發(fā)出的光束，因此只需要一個發(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，本實用新型的光電傳感裝置的投光單元通過利用鋸齒形透鏡的反射和折射原理，來進(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。又因為發(fā)光單元發(fā)出的光束經(jīng)過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，并且可以減小檢測盲區(qū)。此外，本實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)合的方式來構(gòu)成投光單元，因此，當(dāng)需要調(diào)整被檢測物體的最小可檢測尺寸時，只需要更換鋸齒形透鏡，而不用改變基板上的相應(yīng)焊盤，節(jié)省了基板修改的時間與成本。下面結(jié)合圖3至圖6對本實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。參照圖3和圖4說明鋸齒形透鏡212的第一實例。圖3顯示了根據(jù)本實用新型的光電傳感裝置2中的鋸齒形透鏡212的第一實例的立體圖。圖4顯示了根據(jù)本實用新型的光電傳感裝置2中的鋸齒形透鏡212的第一實例的截面圖。如圖3和圖4所示，鋸齒形透鏡212包括多個鋸齒呈直線排列的一行鋸齒隊列。發(fā)光單元211位于鋸齒隊列的一端處，并沿多個鋸齒的排列方向向鋸齒隊列發(fā)出光束。鋸齒形透鏡212的多個鋸齒中的每一個鋸齒都包括第一表面Sl和第二表面S2，每一個鋸齒的第一表面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)的一個鋸齒之外的每一個鋸齒的第一表面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，每一個鋸齒被形成為由第一表面 Sl在鋸齒形截面中所對應(yīng)的邊Li、第二表面S2在鋸齒形截面中所對應(yīng)的邊L2、以及第三邊L3形成一個三角形。在每一個鋸齒所形成的三角形中，第一表面Sl在鋸齒形截面中所對應(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應(yīng)的邊L2與第三邊L3之間的夾角β等于90度。本實用新型的光電傳感裝置2通過采用具有上述結(jié)構(gòu)的鋸齒形透鏡212，能夠消除檢測盲區(qū)，并且不存在被檢測物體的最小可檢測尺寸，能夠使被檢測物體的尺寸不受限制。參照圖5說明的鋸齒形透鏡212的第二實例。圖5顯示了根據(jù)本實用新型的光電傳感裝置2中的鋸齒形透鏡212的第二實例的截面圖。如圖5所示，在鋸齒形透鏡212的鋸齒形截面中，每一個鋸齒被形成為由第一表面 Sl在鋸齒形截面中所對應(yīng)的邊Li、第二表面S2在鋸齒形截面中所對應(yīng)的邊L2、以及第三邊 L3形成一個三角形。在每一個鋸齒所形成的三角形中，第一表面Sl在鋸齒形截面中所對應(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應(yīng)的邊Ll與第三邊L3之間的夾角α。參照圖6說明的鋸齒形透鏡212的第三實例。圖6顯示了根據(jù)本實用新型的光電傳感裝置2中的鋸齒形透鏡212的第三實例的截面圖。如圖6所示，在鋸齒形透鏡212的鋸齒形截面中，每一個鋸齒被形成為由第一表面 Sl在鋸齒形截面中所對應(yīng)的邊Li、第二表面S2在鋸齒形截面中所對應(yīng)的邊L2、以及第三邊L3形成一個三角形。在每一個鋸齒所形成的三角形中，第一表面Sl在鋸齒形截面中所對應(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應(yīng)的邊Ll與第三邊L3之間的夾角α。本實用新型的光電傳感裝置2通過采用具有圖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盲區(qū)，并且能夠極大地縮短被檢測物體的最小可檢測尺寸?？蓱?yīng)用于本實用新型的鋸齒形透鏡212的結(jié)構(gòu)不局限于以上說明的第一至第三實例中給出的結(jié)構(gòu)，在不脫離本實用新型的權(quán)利要求書限定的范圍內(nèi)可以作各種變化。雖然經(jīng)過對本實用新型結(jié)合具體實施例進(jìn)行描述，對于本技術(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。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，應(yīng)該被包括在本實用新型中。
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)置在兩個相對側(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鋸齒呈直線排列的一行鋸齒隊列；所述發(fā)光單元位于所述鋸齒隊列的一端處，并沿所述多個鋸齒的排列方向向所述鋸齒隊列發(fā)出光束；所述多個鋸齒中的每一個鋸齒都包括第一表面和第二表面，每一個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，每一個鋸齒形成為由所述第一表面在所述鋸齒形截面中所對應(yīng)的邊、所述第二表面在所述鋸齒形截面中所對應(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)的一個鋸齒之外的每一個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，在每一個鋸齒所形成的三角形中，每一個鋸齒的所述第一表面在所述鋸齒形截面中所對應(yīng)的邊與所述第三邊之間的夾角小于90度，每一個鋸齒的所述第二表面在所述鋸齒形截面中所對應(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的區(qū)域的大小相對應(yīng)。
2.如權(quán)利要求1所述的光電傳感裝置，其特征在于，在每一個鋸齒所形成的三角形中，每一個鋸齒的所述第二表面在所述鋸齒形截面中所對應(yīng)的邊與所述第三邊之間的夾角大于等于每一個鋸齒的所述第一表面在所述鋸齒形截面中所對應(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，所述多個鋸齒的齒高相同，所述發(fā)光單元的光軸平行于所述多個鋸齒的排列方向且位于所述多個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列，發(fā)光單元位于鋸齒隊列的一端處，并向鋸齒隊列發(fā)出光束，每個鋸齒都包括第一表面和第二表面，每一個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)的一個鋸齒之外的每個鋸齒的第一表面上，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G01D5/34GK202092666SQ20112009409
公開日2011年12月28日 申請日期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 申請人:歐姆龍(上海)有限公司