光學(xué)傳感器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠確保投光部以及受光部在殼體內(nèi)的位置精度的光學(xué)傳感器。光學(xué)傳感器具備：殼體（2）；彼此固定為一體的投光模塊（4），具有發(fā)光部以及投光透鏡；受光部（8），接受從投光模塊（4）投射的光的反射光；以及受光透鏡部（7），使反射光成像在受光部（8）。投光模塊（4）、受光部（8）以及受光透鏡部（7）分別獨立地直接固定于殼體(2)。
【專利說明】光學(xué)傳感器
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光學(xué)傳感器，特別涉及光學(xué)傳感器的構(gòu)造。
【背景技術(shù)】
[0002]以往以來，提出了有關(guān)光學(xué)傳感器的各種結(jié)構(gòu)。例如，特開2001 - 267626號公報(專利文獻I)公開了光學(xué)傳感器中使用的投光部的結(jié)構(gòu)。投光部具備激光二極管(laserdiode)、投光透鏡(準直透鏡(collimated lens)以及凹面柱透鏡(cylindrical lens))、以及容納激光二極管及投光透鏡的外殼。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0004]專利文獻
[0005]專利文獻1:日本特開2001 - 267626號公報
[0006]一般，光學(xué)傳感器不僅包括投光部，還包括受光部。另外，這里的受光部由接受光的光學(xué)部件構(gòu)成，例如包括受光元件、受光透鏡等。
[0007]投光部以及受光部在殼體內(nèi)的位置的精度對光學(xué)傳感器的性能帶來影響。例如，通過投光部發(fā)出的光，而產(chǎn)生熱量。由于該熱量，投光部以及受光部的位置發(fā)生變化，因此存在光學(xué)傳感器的性能發(fā)生變化的可能性。但是，在特開2001 - 267626號公報(專利文獻I)中僅公開了光學(xué)傳感器(例如光電開關(guān))中使用的投光部的結(jié)構(gòu)，而沒有公開對這樣的問題的解決方案。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0008]本發(fā)明的目的是提供一種能夠確保投光部以及受光部在殼體內(nèi)的位置精度的光學(xué)傳感器。
[0009]本發(fā)明的光學(xué)傳感器具備:殼體；投光模塊，具有彼此固定為一體的發(fā)光部以及投光透鏡；受光部，接受從投光模塊投射的光的反射光；以及受光透鏡部，使反射光在受光部成像。投光模塊、受光部以及受光透鏡部分別獨立地直接固定于殼體。
[0010]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，發(fā)光部以及投光透鏡通過投光模塊固定為一體。由此，能夠盡可能地抑制發(fā)光部與投光透鏡之間產(chǎn)生位置偏移。進而，由于投光模塊、受光部以及受光透鏡部分別獨立地直接固定于殼體，因此不需要用于安裝它們的基底部件(例如金屬)。由于不需要基底構(gòu)件，因此能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)傳感器的輕量化以及小型化。
[0011]優(yōu)選地，在投光模塊中，投光透鏡在與由投光透鏡以及發(fā)光部規(guī)定的光軸相垂直的方向上各向同性地被投光透鏡架壓緊固定。受光透鏡部包括受光透鏡以及用于保持受光透鏡的受光透鏡架。受光透鏡在與由受光透鏡以及受光部規(guī)定的光軸相垂直的方向上各向同性地被受光透鏡架壓緊固定?；?、投光透鏡架以及受光透鏡架均由樹脂構(gòu)成，或者均由玻璃纖維增強樹脂構(gòu)成。
[0012]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，由于基底、投光透鏡架以及受光透鏡架具有大致相同的線膨脹系數(shù)，因此即使發(fā)生了溫度變化，發(fā)光部、投光透鏡、受光部、受光透鏡的配置關(guān)系也會保持相似形狀地進行膨脹收縮，因此由發(fā)光部和投光透鏡的配置規(guī)定的投光光軸與由受光部和受光透鏡的配置規(guī)定的受光光軸之間的關(guān)系得到維持，從而使計測精度穩(wěn)定。
[0013]優(yōu)選地，殼體由玻璃纖維增強樹脂形成。投光透鏡由樹脂形成。投光透鏡架由玻璃纖維增強樹脂形成。受光透鏡部由樹脂形成。受光透鏡架由玻璃纖維增強樹脂形成。
[0014]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，對殼體使用玻璃纖維增強樹脂來提高形狀精度，并且即使使用線膨脹系數(shù)與殼體不同的一般的樹脂作為透鏡的材料，也能夠穩(wěn)定地保持計測精度。
[0015]優(yōu)選地，殼體由線膨脹系數(shù)在壓鑄用金屬的線膨脹系數(shù)以下的樹脂形成。
[0016]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠盡可能地減少由發(fā)光部的發(fā)熱引起的殼體的膨脹。因而，能夠減小投光模塊、受光部以及受光透鏡部之間的對準偏差。上述基底部件通過例如使用了壓鑄用金屬(例如是鋁，但也可是鋅、鎂)的壓鑄來制造。因而，通過由線膨脹系數(shù)在壓鑄用金屬的線膨脹系數(shù)以下的樹脂來形成殼體，能夠使由發(fā)光部的發(fā)熱引起的殼體的熱膨脹達到與基底部件相同的程度或在該程度以下。因而，能夠減小直接固定于殼體的投光模塊、受光部以及受光透鏡部之間的對準偏差。
[0017]優(yōu)選地，投光模塊包括:投光部架，容納發(fā)光部以及投光透鏡；以及壓緊部件，用于固定投光部架中容納的發(fā)光部。壓緊部件以及投光透鏡利用紫外線固化型粘接劑固定于投光部架。受光部包括與電路基板分開配置的受光元件，受光元件利用紫外線固化型粘接劑固定于殼體。
[0018]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，不需要施加應(yīng)力就能夠固定受光元件或發(fā)光部。紫外線固化型粘接齊ij(還稱為uv粘接劑)的線膨脹系數(shù)一般較小。利用紫外線固化型粘接劑來固定受光元件或發(fā)光部，由此能夠保證溫度補償性(防止由溫度引起的位置變化)。進而將發(fā)光部例如壓入到投光部架內(nèi)之后，通過壓板壓緊發(fā)光部。利用UV粘接劑來粘接壓板和投光部架，從而能夠固定發(fā)光部。另外，受光元件與處理基板成為一體的受光部，難以通過紫外線固化型粘接劑而固定于殼體。使受光元件和電路基板互相獨立，由此能夠利用紫外線固化型粘接劑僅將受光元件固定于殼體。
[0019]優(yōu)選地，投光部架由線膨脹系數(shù)在壓鑄用金屬的線膨脹系數(shù)以下的樹脂形成。
[0020]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠盡可能地減少由發(fā)光部的發(fā)熱引起的投光部架的膨脹。因而，能夠減小發(fā)光部與投光透鏡之間的對準偏差。
[0021]優(yōu)選地，投光模塊、受光透鏡以及受光部配置成:連接第一交點和第二交點的直線與第一直線垂直，第一直線是受光透鏡部所包含的受光透鏡的主面與受光部的受光面相交形成的直線，第一交點是第一直線與投光模塊的光軸垂直相交的點，第二交點是受光透鏡的主面與該受光透鏡的光軸相交的點。
[0022]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠?qū)崿F(xiàn)所謂的沙姆(Scheimpflug)配置。
[0023]優(yōu)選地，光學(xué)傳感器還具備對來自受光部的受光信號進行處理的半導(dǎo)體集成電路。半導(dǎo)體集成電路在殼體內(nèi)與投光模塊隔開間隔而配置。
[0024]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，可能成為熱源的半導(dǎo)體集成電路與投光模塊分開設(shè)置，因此能夠減小光學(xué)部件的對準因半導(dǎo)體集成電路所產(chǎn)生的熱而偏差的可能性。
[0025]優(yōu)選地，投光部架包括筒狀部，該筒狀部構(gòu)成為使投光透鏡能夠在該筒狀部的內(nèi)部滑動。投光透鏡固定于筒狀部的內(nèi)部。
[0026]根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠在將投光透鏡插入到投光部架的筒狀部中之后，容易進行投光透鏡的定位。
[0027]發(fā)明效果
[0028]根據(jù)本發(fā)明，能夠?qū)崿F(xiàn)能夠確保投光部以及受光部在殼體內(nèi)的位置精度的光學(xué)傳感器。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0029]圖1是本發(fā)明的實施方式的光學(xué)傳感器100的外觀立體圖。
[0030]圖2是圖1所示的光學(xué)傳感器的分解立體圖。
[0031]圖3是有關(guān)本發(fā)明的實施方式的光學(xué)傳感器100的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。
[0032]圖4是表示本發(fā)明的實施方式的光學(xué)傳感器100所包含的殼體2的圖。
[0033]圖5是用于說明本發(fā)明的實施方式的光學(xué)傳感器100中的光學(xué)系統(tǒng)的配置的圖。
[0034]圖6是圖1所示的投光模塊4的外觀圖。
[0035]圖7是表示圖6所示的投光模塊4的內(nèi)部的圖。
[0036]圖8是圖6所示的投光模塊4的分解立體圖。
[0037]圖9是表示現(xiàn)有的用于抑制發(fā)光部與投光透鏡因發(fā)光部發(fā)熱而彼此之間產(chǎn)生位置偏移的結(jié)構(gòu)例的圖。
[0038]圖10是說明半導(dǎo)體集成電路與投光模塊的配置關(guān)系的示意圖。
[0039]圖11是用于說明本發(fā)明實施方式的光學(xué)傳感器的組裝方法的流程圖。
[0040]其中，附圖標記說明如下:
[0041]2 殼體
[0042]2a投光窗
[0043]2b受光窗
[0044]2c?2f 側(cè)面(殼體)
[0045]4投光模塊
[0046]6受光透鏡
[0047]7受光透鏡部
[0048]8受光部(受光元件)
[0049]10、12電路基板
[0050]11、23、25紫外線固化型粘接劑
[0051]14 電纜
[0052]20投光部架
[0053]20a透鏡保持部
[0054]20b發(fā)光部保持部
[0055]21滑動孔
[0056]22投光透鏡
[0057]24激光二極管(發(fā)光部)
[0058]26 LD 基板
[0059]30 基底
[0060]40a、40a半導(dǎo)體集成電路[0061]100光學(xué)傳感器
[0062]A 受光面
[0063]B 主面
[0064]C 物面
[0065]SI ?S4 步驟。
【具體實施方式】
[0066]以下，參照附圖對本發(fā)明的實施方式詳細地進行說明。另外，對圖中相同或等同的部分標上相同的附圖標記，不重復(fù)其說明。
[0067]圖1是本發(fā)明的實施方式的光學(xué)傳感器100的外觀立體圖。圖2是圖1所示的光學(xué)傳感器的分解立體圖。參照圖1及圖2，本發(fā)明的實施方式的光學(xué)傳感器100通過投光以及受光，例如檢測有無物體。另外光學(xué)傳感器100的用途不受特別限定。
[0068]光學(xué)傳感器100包括殼體2、投光模塊4、包括受光透鏡6的受光透鏡部7、受光部
8、電路基板10、12以及電纜14。
[0069]殼體2容納投光模塊4、由受光透鏡6以及受光透鏡架(holder)構(gòu)成的受光透鏡部7、受光部8以及電路基板10、12。殼體2形成有投光窗2a以及受光窗2b。
[0070]殼體2由線膨脹系數(shù)小的樹脂形成。例如，殼體2由玻璃纖維增強樹脂形成。作為一例，可以使用玻璃纖維增強PBT (polybutyIeneterephthalate:聚對苯二甲酸丁二醇酯)?？梢允褂镁€膨脹系數(shù)在壓鑄(die-casting)用金屬(例如是鋁，但也可以是鋅、鎂)的線膨脹系數(shù)以下的樹脂。作為一例，例如，鋁壓鑄合金的線膨脹系數(shù)為約2X10 —5 /°C，因此，也可在作為殼體2的材料的玻璃纖維增強PBT中，采用具有相同程度的線膨脹系數(shù)的材料。另外，殼體2的材料不限定于PBT。
[0071]投光模塊4包括發(fā)出光的發(fā)光部以及投光透鏡。來自發(fā)光部的光通過投光透鏡，從殼體2的投光窗2a投射到光學(xué)傳感器100的外部。從光學(xué)傳感器100投射的光被反射而通過殼體2的受光窗2b，并入射到受光透鏡6。入射到受光透鏡6的光在受光部8的受光面上成像。在受光部8中，例如使用CMOS傳感器或CCD傳感器等受光元件。
[0072]受光透鏡部7具有由樹脂構(gòu)成的受光透鏡6、由玻璃纖維增強樹脂形成并保持受光透鏡6的受光透鏡架。受光透鏡架使用例如與殼體2相同的樹脂，也可以使用具有相同程度線膨脹系數(shù)的其他材料。受光透鏡6在與光軸相垂直的方向上各向同性(isotropic)地被受光透鏡架壓緊固定(即，受光透鏡在與光軸相垂直的方向上從整個外周被受光透鏡架壓緊固定)。例如，受光透鏡6沿光軸方向被壓入之后,在與光軸相垂直的方向上被壓緊，或者通過粘接使其固定。就該固定而言，只要使受光透鏡6在與光軸垂直的方向上各向同性地受壓(從整個外周受壓)，以免在插入后內(nèi)部部件還會在與光軸垂直的特定或不定的一方向上因膨脹而自由移動即可。由此，即使被壓入的部件為樹脂，中心位置的由溫度變化引起的移動相對于與光軸垂直的方向而言也是微小的。
[0073]電路基板10、12是用于對來自受光部8的受光信號進行處理的電路。在電路基板10、12上，例如安裝有電源電路、信號處理電路等。另外，電源電路以及信號處理電路包括半導(dǎo)體集成電路。由信號處理電路生成的信號通過電纜14發(fā)送至未圖示的放大單元(ampunit)。[0074]圖3是表示有關(guān)本發(fā)明的實施方式的光學(xué)傳感器100的光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的圖。圖4是表示本發(fā)明的實施方式的光學(xué)傳感器100所包含的殼體2的圖。參照圖3及圖4，投光模塊4、受光透鏡部7以及受光部8分別獨立地直接固定于殼體2。
[0075]電路基板10是剛性印制板(Rigid flexible printed wiring board)。在撓性印制板(flexible printed wiring board)彎曲的狀態(tài)下，電路基板10容納于殼體2的內(nèi)部。電路基板10與投光模塊4以及受光透鏡部7隔開間隔而配置。進而電路基板10與受光部8 (受光元件)分開而配置。
[0076]為了決定投光模塊4、受光透鏡部7以及受光部8在殼體2中的位置，在殼體2中例如形成有槽或突起部等。投光模塊4、受光透鏡部7以及受光部8通過紫外線固化型粘接劑11 (還稱為UV粘接劑)固定于殼體2。另外，圖3及以后說明的圖中，用虛線圍起來表示涂敷紫外線固化型粘接劑的大體的區(qū)域。此外，為了防止圖變得復(fù)雜，圖3中僅針對受光透鏡部7以及受光部8表示涂敷有紫外線固化型粘接劑11的區(qū)域。
[0077]紫外線固化型粘接劑的線膨脹系數(shù)一般較小。通過紫外線固化型粘接劑固定受光部8，來能夠保證溫度補償性(防止由溫度引起的位置變化)。另外，在將受光元件安裝在電路基板上的狀態(tài)下，難以通過紫外線固化型粘接劑將電路基板固定于殼體。在該實施方式中，受光部8是與電路基板分開配置的受光元件，因此能夠通過紫外線固化型粘接劑11固定受光部8。
[0078]圖5是用于說明本發(fā)明的實施方式的光學(xué)傳感器100中的光學(xué)系統(tǒng)的配置的圖。參照圖5，受光部8的受光面A與受光透鏡6的主面B在某一條直線處相交。在圖5中，利用兩個直線的交點來表示該直線。按照沙姆(Scheimpflug)定律，焦點對準的物面C也在上述直線上與受光部8的受光面A以及受光透鏡6的主面B相交。在圖5中，物面C表示為與投光模塊4的光軸一致的直線(即，將物面C上的與投光模塊4的光軸一致的直線垂直相交于受光面A與主面B相交形成的直線，而形成的點設(shè)為第一交點，將主面B與受光透鏡6的光軸相交形成的點設(shè)為第二交點時，連接第一交點和第二交點的直線垂直相交于受光面A與主面B相交形成的直線)。
[0079]從投光模塊4投射的光被反射面反射，并通過受光透鏡6入射到受光部8。由于物面與透鏡主面不平行，因此在相對于光學(xué)傳感器100位于近距離的反射面以及相對于光學(xué)傳感器100位于遠距離的反射面中，不能同時對準焦點。因而，本發(fā)明的實施方式的光學(xué)傳感器100例如能夠測定物體的高度?；蛘?，能夠?qū)⒐鈱W(xué)傳感器100用于檢測有無物體。
[0080]圖6是圖1所示的投光模塊4的外觀圖。圖7是表示圖6所示的投光模塊4的內(nèi)部的圖。圖8是圖6所示的投光模塊4的分解立體圖。參照圖6?圖8，投光模塊4具有投光透鏡22、激光二極管24 (發(fā)光部)、投光部架20以及LD基板26。
[0081]投光模塊4具有由玻璃纖維增強樹脂形成的投光部架20、由樹脂構(gòu)成的投光透鏡22、以及作為發(fā)光部的激光二極管24。投光部架20例如使用與殼體2相同的樹脂，也可以使用具有相同程度的線膨脹系數(shù)的其他材料。投光透鏡22在投光模塊4中，在與光軸垂直的方向上各向同性地被壓緊固定(即，投光透鏡在與光軸垂直的方向上從整個外周被投光透鏡架壓緊固定)。例如，投光透鏡22沿光軸方向被壓入之后,在與光軸相垂直的方向上被壓緊，或者通過粘接固定。就該固定而言，只要使投光透鏡22在與光軸垂直的方向上各向同性地受壓(從整個外周受壓)，以免在插入后內(nèi)部部件還會在與光軸垂直的特定或不定的一方向上因膨脹而自由移動即可。由此，即使被壓入的部件是樹脂，中心位置的由溫度變化引起的移動相對于與光軸垂直的方向而言也是微小的。具體而言，投光部架20具有保持投光透鏡22的透鏡保持部20a、以及保持激光二極管24的發(fā)光部保持部20b。透鏡保持部20a是筒狀。為了使投光透鏡22在透鏡保持部20a的內(nèi)部滑動，在透鏡保持部20a形成有沿著透鏡保持部20a的延伸方向延伸的滑動孔21。
[0082]投光透鏡22容納于透鏡保持部20a的內(nèi)部，并且在碰觸到投光部架20的與光軸方向垂直的面的狀態(tài)下，由紫外線固化型粘接劑23固定。同樣，激光二極管24容納于發(fā)光部保持部20b的內(nèi)部。例如，激光二極管24被壓入到發(fā)光部保持部20b的內(nèi)部，并被LD基板26向投光部架20的光軸方向壓緊,從而被固定。
[0083]在LD基板26形成有用于使激光二極管24的端子通過的孔。在激光二極管24的端子通過LD基板26的孔的狀態(tài)下，LD基板26由例如紫外線固化型粘接劑25固定于發(fā)光部保持部20b。由此固定激光二極管24。LD基板26作為用于固定容納在投光部架20中的上述發(fā)光部的壓緊部件而發(fā)揮功能。但是，壓緊部件并不限定于LD基板。
[0084]發(fā)光部(例如激光二極管)、投光透鏡、受光透鏡以及受光部(受光元件)這類光學(xué)系統(tǒng)的配置，影響光學(xué)傳感器的檢測性能。在光學(xué)傳感器100的組裝中，這些光學(xué)系統(tǒng)的對準(Alignment)得到調(diào)整。
[0085]另一方面，發(fā)光部發(fā)光且發(fā)熱。即使光學(xué)系統(tǒng)的對準暫且得到調(diào)整，該對準也會因發(fā)光部的發(fā)熱而有可能產(chǎn)生偏差。此外，溫度還根據(jù)使用環(huán)境而發(fā)生變化。尤其，若在發(fā)光部與投光透鏡之間產(chǎn)生位置偏移，則會對受光系統(tǒng)產(chǎn)生影響，因此對光學(xué)傳感器100的檢測性能的影響變大。因而，要求盡可能地抑制發(fā)光部與投光透鏡之間產(chǎn)生位置偏移。
[0086]另外，對于基底、投光透鏡架以及受光透鏡架，示出了由玻璃纖維增強樹脂構(gòu)成的實施例，但都可以由不包含玻璃纖維的樹脂構(gòu)成。
[0087]圖9是表示現(xiàn)有的用于抑制發(fā)光部與投光透鏡因發(fā)光部發(fā)熱而彼此之間產(chǎn)生位置偏移的結(jié)構(gòu)例的圖。參照圖9，在基底30上安裝激光二極管24、投光透鏡22、受光透鏡部7 (受光透鏡6)以及受光部8。將基底30安裝于殼體2,由此上述光學(xué)兀件容納于殼體2中。
[0088]基底30的材料是金屬(例如鋁)。激光二極管24所產(chǎn)生的熱量通過基底30釋放。由此，能夠抑制激光二極管24與投光透鏡22之間產(chǎn)生位置偏移。但是，由于部件個數(shù)增加，因此光學(xué)傳感器的制造成本上升。
[0089]進而，上述光學(xué)元件先安裝于基底30之后再被容納于殼體2中。例如，在將光學(xué)傳感器100投入在生產(chǎn)線上使用時，使用者例如根據(jù)殼體2的外形，調(diào)整光學(xué)傳感器100相對于水平面的角度或光學(xué)傳感器100的左右方向的角度等。由于在基底30上安裝殼體2時產(chǎn)生的位置偏移等原因，存在由殼體2的外形決定的檢測性能(例如在與殼體2的投光窗相垂直的方向上的檢測性能)降低的可能性。在需要精度的檢測(例如檢測微小的高度的情況)中，這種檢測性能的下降有可能成為問題。
[0090]另一方面，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，不需要基底。即，殼體2還起到作為基底的作用。投光模塊4、用于保持受光透鏡6的受光透鏡部7以及受光部8直接安裝于殼體2。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)部件個數(shù)的削減以及組裝工時的削減，因此能夠削減光學(xué)傳感器的制造成本。
[0091]進而，如上所述，從散熱的觀點出發(fā)，基底由金屬形成。在本發(fā)明的實施方式中，由于可以設(shè)成不需要基底的結(jié)構(gòu)，因此能夠?qū)崿F(xiàn)光學(xué)傳感器的小型化以及輕量化。
[0092]進而，通過設(shè)成不需要基底的結(jié)構(gòu)，由殼體2的外形決定的光學(xué)傳感器檢測性能降低的可能性變小。因而，能夠容易地進行用于確保檢測精度的光學(xué)傳感器調(diào)整(例如位置、相對于水平面的角度、左右方向的角度等的調(diào)整)。
[0093]殼體2由線膨脹系數(shù)小的材料形成。在I個實施方式中，殼體2由線膨脹系數(shù)在壓鑄用金屬的線膨脹系數(shù)以下的樹脂形成。根據(jù)該結(jié)構(gòu)，能夠盡可能地減小由發(fā)光部(激光二極管24)的發(fā)熱引起的殼體2的膨脹。因而，能夠減小投光模塊4、受光部8以及受光透鏡部7之間的對準偏差。通常，基底是鋁制的，例如通過壓鑄方式來制造。利用線膨脹系數(shù)在壓鑄用金屬的線膨張系數(shù)以下的樹脂來形成殼體2，由此能夠使由激光二極管24的發(fā)熱引起的殼體2的熱膨脹達到與基底部件相同的程度或在該程度以下。因而，能夠減小直接固定于殼體2的投光模塊4、受光部8以及受光透鏡部7之間的對準偏差。
[0094]進而，根據(jù)本發(fā)明的實施方式，發(fā)光部(激光二極管24)以及投光透鏡22固定一體在投光模塊4。由于激光二極管24與投光透鏡22彼此固定為一體，因此能夠減小激光二極管24與投光透鏡22因激光二極管24發(fā)光時產(chǎn)生的激光二極管24的發(fā)熱或周圍溫度的變化而彼此之間產(chǎn)生的位置偏移。
[0095]對于保持激光二極管24以及投光透鏡22的投光部架20，優(yōu)選線膨脹系數(shù)小的材料。與殼體2同樣，投光部架20由線膨脹系數(shù)在壓鑄用金屬的線膨脹系數(shù)以下的樹脂形成。
[0096]由此，即使激光二極管24的溫度上升，也能夠減小激光二極管24與投光透鏡22之間產(chǎn)生的位置偏移。投光部架20例如能夠由玻璃纖維增強PPE(聚苯醚:p0lyphenyleneether)形成。
[0097]進而，投光透鏡22保持在投光部架20的透鏡保持部20a的內(nèi)部。在固定投光透鏡22之前，投光透鏡22能夠在透鏡保持部20a的內(nèi)部滑動。由此，能夠調(diào)整從激光二極管24到投光透鏡22的距離。
[0098]如上所述，光學(xué)傳感器100具備半導(dǎo)體集成電路。半導(dǎo)體集成電路也與激光二極管一樣在動作時發(fā)熱。因而，在殼體2的內(nèi)部，需要將半導(dǎo)體集成電路盡可能遠離光學(xué)系統(tǒng)來配置。尤其，優(yōu)選將半導(dǎo)體集成電路遠離投光模塊4來配置。
[0099]圖10是說明半導(dǎo)體集成電路與投光模塊的配置關(guān)系的示意圖。圖10 (a)是從投光模塊4的上方觀察殼體內(nèi)部的透視圖，圖10 (b)是從投光模塊4的光軸方向觀察殼體內(nèi)部的透視圖。參照圖10，例如，投光模塊4靠近殼體2的一個側(cè)面2c而配置。半導(dǎo)體集成電路40a可以靠近與側(cè)面2c對置的殼體2的另一側(cè)面2d而配置。此外，投光模塊4安裝在殼體2的側(cè)面2e。半導(dǎo)體集成電路40b可以靠近殼體2的側(cè)面2d、2f而配置。側(cè)面2f是與側(cè)面2e對置的面。另外，為了將半導(dǎo)體集成電路40a、40b的位置通俗易懂地示出，在圖10中沒有表示搭載半導(dǎo)體集成電路40a或40b的電路基板。
[0100]圖11是用于說明本發(fā)明實施方式的光學(xué)傳感器的組裝方法的流程圖。在圖11中，特別說明用于將光學(xué)部件固定于殼體的方法。參照圖11，在步驟SI中，組裝以及調(diào)整投光模塊4。具體而言，將激光二極管24和投光透鏡22插入到投光部架20。在投光部架20上安裝LD基板26。將紫外線固化型粘接劑25涂敷在投光部架20以及LD基板26上，并向紫外線固化型粘接劑25照射紫外線。由此激光二極管24保持在投光部架20。
[0101]此外，使投光透鏡22在透鏡保持部20a的內(nèi)部移動來調(diào)整投光透鏡22的位置。若投光透鏡22的位置被決定，則為了固定投光透鏡22，將紫外線固化型粘接劑23涂敷于透鏡保持部20a (與投光透鏡22的位置對應(yīng)的滑動孔21的位置)，并向紫外線固化型粘接劑23照射紫外線，由此固定投光透鏡22。
[0102]在步驟S2中，在殼體2中安裝受光部8。
[0103]在步驟S3中，在殼體2中安裝投光模塊4。
[0104]在步驟S4中，在殼體2的內(nèi)部進行受光透鏡部7的對位，將受光透鏡部7安裝于殼體2。
[0105]根據(jù)本發(fā)明的實施方式，在殼體2中安裝投光模塊4之后不需要調(diào)整投光透鏡22與激光二極管24之間的對準。根據(jù)這一點，也能減小由殼體2的外形決定的光學(xué)傳感器檢測性能降低的可能性。
[0106]此次公開的實施方式在所有方面都應(yīng)認為是例示，而不是限制性的。本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求書示出，而不是由上述的說明示出，并且包含與權(quán)利要求書等同含義以及范圍內(nèi)的所有變更。
【權(quán)利要求】
1.一種光學(xué)傳感器， 具備: 殼體， 投光模塊，具有彼此固定為一體的發(fā)光部、投光透鏡以及用于保持上述投光透鏡的投光透鏡架， 受光部，接受從上述投光模塊投射的光的反射光，以及 受光透鏡部，使上述反射光在上述受光部成像； 上述投光模塊、上述受光部以及上述受光透鏡部分別獨立地直接固定于上述殼體。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)傳感器， 在上述投光模塊中，上述投光透鏡在與由上述投光透鏡以及上述發(fā)光部規(guī)定的光軸相垂直的方向上各向同性地被上述投光透鏡架壓緊固定； 上述受光透鏡部包括受光透鏡以及用于保持上述受光透鏡的受光透鏡架，上述受光透鏡在與由上述受光透鏡以及上述受光部規(guī)定的光軸相垂直的方向上各向同性地被上述受光透鏡架壓緊固定； 上述基底、上述投光透鏡架以及上述受光透鏡架均由樹脂構(gòu)成，或者均由玻璃纖維增強樹脂構(gòu)成。
3.如權(quán)利要求2所述的光學(xué)傳感器， 上述殼體由玻璃纖維增強樹脂形成； 上述投光透鏡由樹脂形成； 上述投光透鏡架由玻璃纖維增強樹脂形成； 上述受光透鏡部由樹脂形成； 上述受光透鏡架由玻璃纖維增強樹脂形成。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的光學(xué)傳感器， 上述殼體由線膨脹系數(shù)在壓鑄用金屬的線膨脹系數(shù)以下的樹脂形成。
5.如權(quán)利要求1至4中任一項所述的光學(xué)傳感器， 上述投光模塊包括: 投光部架，容納上述發(fā)光部以及上述投光透鏡，以及 壓緊部件，用于固定上述投光部架中容納的上述發(fā)光部； 上述壓緊部件以及上述投光透鏡利用紫外線固化型粘接劑固定于上述投光部架； 上述受光部包括與電路基板分開配置的受光元件； 上述受光元件利用紫外線固化型粘接劑固定于上述殼體。
6.如權(quán)利要求5所述的光學(xué)傳感器， 上述投光部架由線膨脹系數(shù)在壓鑄用金屬的線膨脹系數(shù)以下的樹脂形成。
7.如權(quán)利要求1至6中任一項所述的光學(xué)傳感器， 上述投光模塊、上述受光 透鏡以及上述受光部配置成:連接第一交點和第二交點的直線與第一直線垂直，上述第一直線是上述受光透鏡部所包含的受光透鏡的主面與上述受光部的受光面相交形成的直線，上述第一交點是上述第一直線與上述投光模塊的光軸垂直相交的點，上述第二交點是上述受光透鏡的主面與該受光透鏡的光軸相交的點。
8.如權(quán)利要求1至7中任一項所述的光學(xué)傳感器，上述光學(xué)傳感器還具備對來自上述受光部的受光信號進行處理的半導(dǎo)體集成電路； 上述半導(dǎo)體集成電路在上述殼體內(nèi)與上述投光模塊隔開間隔而配置。
9.如權(quán)利要求2或5所述的光學(xué)傳感器， 上述投光部架包括筒狀部，該筒狀部構(gòu)成為使上述投光透鏡能夠在該筒狀部的內(nèi)部滑動； 上述投光透鏡固定于上述筒狀部的內(nèi)部。
【文檔編號】G02B7/02GK103792638SQ201310421271
【公開日】2014年5月14日 申請日期:2013年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月30日
【發(fā)明者】村田謙治, 山川健太, 植村公輔 申請人:歐姆龍株式會社