專利名稱：光電傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光電傳感器，其中在一預(yù)定范圍內(nèi)的光被裝在外殼中的透鏡所聚集，聚集的光被外殼中的光感測(cè)部件接收并被轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
使用戶能在遠(yuǎn)處進(jìn)行所需操作的遙控功能常常被用于諸如電視機(jī)或磁帶錄像機(jī)等那樣的電器設(shè)備中。
為了對(duì)電視機(jī)那樣的電器設(shè)備進(jìn)行遙控操作，在電器設(shè)備中安裝了感測(cè)紅外光束的光電傳感器，并且為用戶準(zhǔn)備了發(fā)射由紅外光束構(gòu)成的信號(hào)的命令發(fā)送器。
用戶選擇命令發(fā)送器中的一個(gè)輸入按鈕或類似部件，以便進(jìn)一步選擇所需操作，然后從命令發(fā)送器發(fā)射對(duì)應(yīng)于所需操作的紅外線信號(hào)。
在電器設(shè)備處，從命令發(fā)送器發(fā)射的紅外線信號(hào)被安裝在電器設(shè)備中的光電傳感器接收，并被轉(zhuǎn)換成預(yù)定的電信號(hào)，然后電器設(shè)備可以根據(jù)這一電信號(hào)，進(jìn)行用戶請(qǐng)求的操作。


圖1A和1B表示有關(guān)的光電傳感器。圖1A是透視圖，而圖1B是側(cè)垂直剖面圖。
該光電傳感器1包括用于接收例如紅外光束并將其轉(zhuǎn)換成預(yù)定的電信號(hào)的光感測(cè)部件10；例如由樹(shù)脂制成的外殼2，用于整體封裝光感測(cè)部件10；與外殼2中的光感測(cè)部件10電相連并從外殼2向下延伸的電引線端3；以及安裝在外殼2的前表面的透鏡4，用于聚集在預(yù)定范圍內(nèi)射向光感測(cè)部件10的光。
安裝在外殼2中的透鏡4是例如與外殼2整體模制的，并且透鏡具有球形表面，其中從透鏡的中心0測(cè)量的距離r1、r2和r3兩兩相等。
利用上述結(jié)構(gòu)，在例如由相對(duì)于水平線的上角度α和下角度α構(gòu)成的角度范圍內(nèi)的光被聚集，以便使光感測(cè)部件10能夠進(jìn)行所需的光電轉(zhuǎn)換。
此外，由于透鏡4具有球形表面，所以它不僅聚集垂直方向射來(lái)的光，而且聚集側(cè)面方向射來(lái)的光，于是由該透鏡4得到的聚光范圍變成通過(guò)光電傳感器1的單一單元實(shí)現(xiàn)的感光范圍。
圖2是表示光電傳感器1使用狀態(tài)的示意圖。
經(jīng)常發(fā)現(xiàn)電器設(shè)備11例如電視機(jī)或磁帶錄像機(jī)等是放在室內(nèi)區(qū)域5的靠墻壁一側(cè)。
光電傳感器1位于電器設(shè)備11面板的前表面，便于接收紅外線信號(hào)。
在上述安排的狀態(tài)下，用戶6可以通過(guò)用戶側(cè)的命令發(fā)送器7選擇所需操作，并向電器設(shè)備11的光電傳感器1發(fā)射一個(gè)由紅外光束構(gòu)成的信號(hào)。
當(dāng)用戶6例如在站立條件下操作命令發(fā)送器7時(shí)，信號(hào)從略高于光電傳感器1的位置發(fā)出(參見(jiàn)圖2的箭頭①)。
此外，當(dāng)用戶6坐在地上或某些地方操作命令發(fā)送器7時(shí)，信號(hào)從略低于光電傳感器1的位置發(fā)出(參見(jiàn)圖2的箭頭②)。
為了按需要接收從命令發(fā)送器7發(fā)出的信號(hào)，在光電傳感器1處設(shè)定對(duì)應(yīng)于用戶的狀態(tài)的感光范圍。
這就是說(shuō)，假如要得到寬的感光范圍，則減小圖1所示的透鏡4的曲率，而假如要在窄的感光范圍中提高方向性，則增大透鏡4的曲率。
另外，假如需要減小透鏡4的曲率，則其感光范圍變寬，不過(guò)聚光率下降，并且從命令發(fā)送器7發(fā)出的信號(hào)的到達(dá)距離縮短。
此外，假如提高透鏡4的曲率，則其感光范圍減小，不過(guò)聚光率增大，并且從命令發(fā)送器7發(fā)出的信號(hào)的到達(dá)距離變長(zhǎng)。
在設(shè)計(jì)光電傳感器1的過(guò)程中，正是基于這種觀點(diǎn)確定對(duì)應(yīng)于使用狀態(tài)的透鏡4的曲率的。
然而，上述光電傳感器具有以下問(wèn)題。
這就是說(shuō)，如圖2所示，各種發(fā)光設(shè)備8一般安裝在安放了電器設(shè)備11的室內(nèi)區(qū)域5中，并且一些干擾光如用于控制發(fā)光設(shè)備8發(fā)光的紅外光束或電磁波也散布于室內(nèi)。
當(dāng)干擾光如圖2箭頭③所示到達(dá)安裝在電器設(shè)備11中的光電傳感器1時(shí)，它們可能干擾由光感測(cè)部件30(參照?qǐng)D3A和3B)進(jìn)行的光電轉(zhuǎn)換，并可能成為產(chǎn)生誤操作的原因。
假如是日光而不是從發(fā)光設(shè)備8發(fā)出的干擾光例如從窗戶照射進(jìn)房間，該日光也同樣可能引起類似的誤操作。
通常干擾光從顯著高于光電傳感器1的位置射入，因此可以設(shè)想增大透鏡4的曲率，以便提高方向性，使從高處射入的干擾光位于感光范圍以外。然而，接收從命令發(fā)送器7發(fā)出的必要信號(hào)的感光范圍也變窄了，并且得到足夠的遙控功能變得很困難。
本發(fā)明的第一個(gè)目的是提供一種降低了雜波如干擾光的光電傳感器。
本發(fā)明的第二個(gè)目的是提供一種具有透鏡的外殼，其中設(shè)定安裝在光感測(cè)部件的前表面的透鏡中的方向性，并且避免了由干擾光等引起的誤操作。
在本發(fā)明的光電傳感器中，上半部分透鏡的曲率大于下半部分透鏡的曲率，以致于透鏡上半部分的方向性比透鏡下半部分的方向性強(qiáng)。
這就是說(shuō)，透鏡上半部分的信號(hào)的感受范圍窄，其方向性提高，并且可延長(zhǎng)必要信號(hào)的到達(dá)距離，而不會(huì)受到從顯著高于光電傳感器的位置射入的干擾光的影響。
此外，大量的紅外光束包含在來(lái)自發(fā)光設(shè)備或太陽(yáng)光束的干擾光中，如果將上段和下段具有不同曲率的透鏡用于接收紅外光束的光電傳感器中，便能夠得到足夠量的必要的紅外光束，而不會(huì)接收任何干擾光，并且能夠限制由干擾光引起的誤操作。
圖1A和1B表示有關(guān)的光電傳感器的一個(gè)例子。圖1A是透視圖，而圖1B是側(cè)垂直剖面圖。
圖2是表示光電傳感器1使用狀態(tài)的示意圖。
圖3A和3B表示本發(fā)明的第一最佳實(shí)施例的光電傳感器。圖3A是透視圖，而圖3B是沿圖3A的箭頭線A—A剖開(kāi)的剖面圖。
圖4A和4B表示本發(fā)明的光電傳感器。圖4A是正視圖，而圖4B是側(cè)垂直剖面圖。
以下參照附圖描述本發(fā)明的最佳實(shí)施例。
圖3A和3B表示本發(fā)明的第一最佳實(shí)施例的光電傳感器。圖3A是透視圖，而圖3B是沿圖3A的箭頭線A—A剖開(kāi)的剖面圖。
圖4表示本發(fā)明的光電傳感器，其中圖4A是正視圖，而圖4B是側(cè)垂直剖面圖。
即本發(fā)明的光電傳感器21包括用于接收例如紅外光束并將其轉(zhuǎn)換成預(yù)定的電信號(hào)的由光電二極管等構(gòu)成的光感測(cè)部件30；例如由樹(shù)脂制成的外殼22，用于封裝光感測(cè)部件30；與外殼22中的光感測(cè)部件30電相連并從外殼22向下延伸的電引線端23；以及整體形成在外殼22的前表面的透鏡24，以便聚集在垂直方向和側(cè)面方向的預(yù)定范圍內(nèi)的光。
光電傳感器21安裝在圖2所示的電器設(shè)備11面板的前表面，用于接收從用戶6操作的命令發(fā)送器7發(fā)出的由紅外光構(gòu)成的信號(hào)，并將該信號(hào)轉(zhuǎn)換成預(yù)定的電信號(hào)。
設(shè)置本發(fā)明的光電傳感器21的透鏡24，使在其垂直方向透鏡24的上半部分的曲率大于下半部分的曲率，以便不接收從顯著高于光電傳感器21的位置射入的發(fā)光設(shè)備等的干擾光。
這就是說(shuō)，透鏡24的上半部分的曲率較大，這使得透鏡24的上半部分的信號(hào)感受范圍變窄，并且提高了它的方向性。
例如，如圖4B所示，透鏡24形成橢圓球形表面，到透鏡24的中心0的距離r1是2.3mm，距離r2是2.2mm，距離r3是2.3mm，并且透鏡24上半部分的曲率大于下半部分的曲率。
利用以上結(jié)構(gòu)，可以設(shè)定相對(duì)于水平線的透鏡24下半部分的聚光角α以及進(jìn)一步設(shè)定透鏡上半部分的聚光角β，β小于α。
圖4B中的雙點(diǎn)劃線表示在垂直方向透鏡4的曲率相互相等的情況下透鏡上半部分的外形和聚光角。
透鏡24上半部分的聚光角變?yōu)棣?，使得信?hào)的感受范圍變窄，同時(shí)還提高了方向性，使得從圖2所示的命令發(fā)送器7發(fā)出的信號(hào)的到達(dá)距離延長(zhǎng)。
換句話說(shuō)，光電傳感器21不接收透鏡24的聚光角β以外的干擾光，然而能夠按需要接收從命令發(fā)送器7發(fā)出的必要信號(hào)。
根據(jù)使用狀態(tài)設(shè)定透鏡24的曲率，使得與透鏡下半部分的曲率相比，上半部分的曲率提高例如大約1％至20％。
這就是說(shuō)，選擇表示聚光角β的一個(gè)值作為透鏡24上半部分的曲率，其中當(dāng)圖2所示的用戶6站立時(shí)命令發(fā)送器7發(fā)出的信號(hào)可以到達(dá)，卻不接收位于顯著高于光電傳感器21位置的發(fā)光設(shè)備8發(fā)出的干擾光。
利用以上結(jié)構(gòu)，發(fā)光設(shè)備8發(fā)出的干擾光處于透鏡24的聚光范圍β以外，并且不會(huì)對(duì)光感測(cè)部件30的光電轉(zhuǎn)換造成任何影響。
即光感測(cè)部件30可以僅根據(jù)從命令發(fā)送器7得到的信號(hào)按需要進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換。
此外，透鏡24的下半部分的曲率小于上半部分的曲率，并且其聚光角是α，α大于β。
由于這一事實(shí)，即使圖2所示的用戶6坐著操作命令發(fā)送器7，也足以將信號(hào)經(jīng)透鏡24發(fā)射到光感測(cè)部件30。
利用以上的結(jié)構(gòu)，電器設(shè)備11就能夠執(zhí)行由命令發(fā)送器7指定的操作，而不會(huì)產(chǎn)生任何誤操作。
透鏡24上半部分的曲率值大于下半部分意味著在上半部分聚光率較大，而下半部分顯示了寬的感光范圍。
通常進(jìn)行遙控操作時(shí)從遠(yuǎn)離圖2所示的電器設(shè)備11的位置操作命令發(fā)送器7，信號(hào)從略高于水平線的角度發(fā)出，如圖2中的箭頭①所示。
此外，假如被操作的命令發(fā)送器7的位置離電器設(shè)備11的位置相對(duì)較近，那么信號(hào)以較寬角度從低于水平線的位置發(fā)出。
在本發(fā)明的光電傳感器21的情況下，由于透鏡24的上半部分的聚光率保持較高，因此在如圖2中的箭頭①所示的一個(gè)角度可以得到長(zhǎng)的信號(hào)到達(dá)距離，非常適于在相對(duì)遠(yuǎn)離電器設(shè)備11的位置操作命令發(fā)送器7。
另外，由于在透鏡24的下半部分的感光范圍寬，所以本發(fā)明適于在相對(duì)靠近電器設(shè)備11的位置操作命令發(fā)送器7。
這就是說(shuō)，光電傳感器21可以保持對(duì)應(yīng)于上述命令發(fā)送器7的信號(hào)發(fā)射狀態(tài)的感光范圍，其結(jié)果是可以進(jìn)行所需要的遙控操作。
在本發(fā)明的最佳實(shí)施例中，雖然已經(jīng)描述了由橢圓球形表面構(gòu)成的透鏡24的情況，但是本發(fā)明不限于這種情況，本發(fā)明可以類似地用于具有球形表面的透鏡24，其中上半部分的曲率大于下半部分的曲率。
此外，作為一個(gè)例子已經(jīng)描述了圖2所示的從發(fā)光設(shè)備產(chǎn)生的干擾光的情況，本發(fā)明也可類似地用于太陽(yáng)光束從窗戶射入等其它情況。
由于這些光束包含大量的紅外光束，所以在本發(fā)明的光電傳感器21的光感測(cè)部件30接收紅外光束的情況下，采用上述透鏡24能夠進(jìn)行所需要的光電轉(zhuǎn)換，而不會(huì)受到干擾光的不利影響。
如上所述，本發(fā)明的光電傳感器具有以下效果。
這就是說(shuō)，使本發(fā)明的光電傳感器中的透鏡上半部分的曲率大于下半部分的曲率，結(jié)果，只是上半部分的感光范圍窄，并且按需要只接收必要的信號(hào)，而不接收在相對(duì)高的位置射入的任何干擾光。
利用以上結(jié)構(gòu)，減少了光感測(cè)部件的光電轉(zhuǎn)換中的誤操作，提供了操作可靠性高的光電傳感器。
將本發(fā)明用于接收包含在干擾光中的紅外光束的光感測(cè)部件是特別有效的。
權(quán)利要求
1.一種光電傳感器，包括光感測(cè)部件，用于接收預(yù)定的光，并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)；用于封裝所述光感測(cè)部件的外殼；以及安裝在所述外殼的前表面并具有變化的曲率的透鏡，用于聚集照射到所述光感測(cè)部件的預(yù)定范圍內(nèi)的光。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光電傳感器，其中所述透鏡的形狀具有僅在一個(gè)預(yù)定方向變化的曲率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的光電傳感器，其中所述透鏡的形狀具有在垂直方向變化的曲率。
4.根據(jù)權(quán)利要求3的光電傳感器，其中設(shè)定所述透鏡的形狀，使其在垂直方向的上段的曲率大于下段的曲率。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的光電傳感器，其中所述透鏡的形狀是橢圓球形表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的光電傳感器，其中所述外殼和所述透鏡是整體成形的。
7.根據(jù)權(quán)利要求3的光電傳感器，其中所述透鏡的上段的曲率與下段的曲率相比大1％至20％。
8.根據(jù)權(quán)利要求5的光電傳感器，其中在外殼的前表面以及其下側(cè)所述透鏡的曲率是2.3mm，而在其上側(cè)是2.2mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的光電傳感器，其中在所述光感測(cè)部件接收的光是紅外光束。
10.根據(jù)權(quán)利要求5的光電傳感器，其中所述光感測(cè)部件的中心設(shè)置在低于所述透鏡中點(diǎn)的位置。
全文摘要
本發(fā)明的光電傳感器包括用于接收預(yù)定光并將其轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的光感測(cè)部件；用于封裝光感測(cè)部件的外殼；以及裝在外殼的前表面、以便在垂直方向和側(cè)面方向的一個(gè)預(yù)定范圍內(nèi)將照射到光感測(cè)部件的光聚集的透鏡，其中設(shè)定透鏡的形狀，使其在垂直方向的上段的曲率大于下段的曲率，并且只能夠接收必要的信號(hào)，而不受干擾光等的影響，從而避免了誤操作。
文檔編號(hào)H01L31/0232GK1126375SQ9510754
公開(kāi)日1996年7月10日 申請(qǐng)日期1995年6月14日 優(yōu)先權(quán)日1994年6月14日
發(fā)明者高松宏行 申請(qǐng)人:索尼公司