专利名称：光电传感装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种光电传感装置，尤其是涉及一种作为光幕使用的光电传感装置。
背景技术：
在现代化工业生产中，很多情况下需要人和机器协同工作，一些具有潜在危险的机械设备，例如冲压设备、切削设备、剪切设备等容易对作业人员造成身体伤害。光幕是解决上述问题的一个有效手段。另外，在电梯、地铁等的安全领域，光幕也被广泛的利用。图1显示了以往的作为光幕使用的光电传感装置的一例，该光电传感装置包括相对设置的投光单元1以及受光单元2。投光单元具有多个作为投光器件的发光二极管3，受光单元具有多个作为受光器件的光电二极管4。光电二极管4位于与发光二极管3相对应的位置上，用于检测发光二极管3发出的光。当光电传感装置的光源照射区域5内无物体侵入时，受光单元的光电二极管4处于受光状态，被保护设备(未图示)能够正常运转。当有物体(该物体的尺寸不小于最小可检测尺寸)侵入光源照射区域5时，受光单元的某一个或几个光电二极管4处于遮光状态，被保护设备将被强制停止。为了满足远距离检测的需要，如图1所示，作为发光器件的发光二极管3的头部被做成具有会聚作用的半球状，使得发光二极管3发出的光的发散角减小，方向性增强。然而这必将导致在近距离检测时存在一定的检测盲区6。如图2所示，现有的减小检测盲区的改善技术是，在投光单元1上装配有两种不同的发光二极管3、3A。图2中的发光二极管3与图1中的发光二极管3相同，用于远距离检测。图2中的发光二极管3A的头部不具有会聚作用或者其会聚能力比发光二极管3小，其发出的光的发散角较大，用于近距离检测。然而这种改善技术与原有技术相比，需要使用双倍的作为投光器件的发光二极管，电路成本较高，产品整体消费电流相对较大，且该技术不太适于对以往的光电传感装置进行技术改造。

实用新型内容为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于在提供一种低成本的光电传感装置，该光电传感装置既可用于远距离检测，又能够在近距离检测时减小检测盲区，且适于对以往的光电传感装置进行技术改造。根据本实用新型，提供一种光电传感装置，包括投光单元和受光单元，所述投光单元和所述受光单元分别设置于两相对侧上，所述投光单元具有至少一个发光二极管，所述受光单元接受所述投光单元发出的光，其中，所述光电传感装置还包括导光体，所述导光体相对于所述发光二极管发出的光透明，所述导光体呈轴线对称状，具有沿所述轴线方向贯通导光体两端的空腔和包围所述空腔的侧壁，所述侧壁的包含所述轴线的任意剖面都具有负光焦度，所述导光体被设置成所述发光二极管的发光部分位于所述导光体的轴线上，且至少能够使所述发光二极管发出的部分光从所述导光体的侧壁发散出去。[0007]另外，根据本实用新型的光电传感装置的优选技术方案为，所述发光二极管的光轴与所述导光体的轴线相一致。另外，根据本实用新型的光电传感装置的进一步的优选技术方案为，所述发光二极管位于所述导光体的空腔的内部。另外，根据本实用新型的光电传感装置的更进一步的优选技术方案为，所述导光体通过其所述空腔与发光二极管之间的过盈配合固定到所述发光二极管上。另外，根据本实用新型的光电传感装置的更进一步的又一优选技术方案为，所述导光体通过其所述空腔与发光二极管之间的卡合固定到所述发光二极管上。另外，根据本实用新型的光电传感装置的更进一步的再一优选技术方案为，所述投光单元具有印刷电路板，所述发光二极管焊接在所述印刷电路板上，且所述导光体也固定于所述印刷电路板上。另外，根据本实用新型的光电传感装置的又一优选技术方案为，所述导光体的两端中的一端的端面积大于另一端的端面积。另外，根据本实用新型的光电传感装置的优选技术方案中，所述发光二极管为红外发光二极管。另外，根据本实用新型的光电传感装置的优选技术方案中，所述导光体由聚碳酸酯制成。通过使用上述导光体，发光二极管发出的中心部分的光直接穿过导光体的空腔， 方向性较强，适用于长距离的检测。另外，发光二极管发出的与其光轴夹角较大的部分的光通过导光体侧壁的折射作用被扩散，能够缩小近距离检测时的检测盲区的范围。如此，根据本实用新型的光电传感装置，在无需增加投光器件而大幅提高成本的情况下，利用光学设计，通过增加导光体，能够有效的减小近距离检测时的检测盲区，并且仍然能够适应于远距离检测。

图1是表示现有技术中的光电传感装置的侧视图。图2是表示现有技术中的减小近距离检测时的检测盲区的光电传感装置的侧视图。图3是表示根据本实用新型的光电传感装置的第一实施形态的侧视图。图4是表示根据本实用新型的光电传感装置的导光体的包含其轴线的剖面图。图5是表示根据本实用新型的光电传感装置的导光体的立体图。图6是放大表示根据本实用新型的光电传感装置的导光体与发光二极管相配合的侧视图。
具体实施方式
以下参照附图3至5对本实用新型的光电传感装置的实施形态进行说明。图3是表示根据本实用新型的光电传感装置的第一实施形态的侧视图。图3中的与图1、图2相同或者相似的构成部件和区域使用相同的符号进行标记。如图3所示，本实施形态与图1所示的现有技术中的光电传感装置的总体构成相似，包括相对设置的投光单元1以及受光单元2。投光单元具有多个作为投光器件的发光二极管3，受光单元具有多个作为受光器件的光电二极管4。光电二极管4位于与发光二极管3相对应的位置上，用于接受并检测发光二极管3发出的光。本实施形态与图1所示以往的光电传感装置的不同之处在于，本实施形态的光电传感装置还具有多个与光电二极管3相配合的导光体7。导光体7相对于发光二极管3发出的光透明。如图4以及图5所示，该导光体7呈相对于其轴线对称的喇叭口状，具有沿其轴线方向贯通导光体7两端的空腔8，导光体7的侧壁9包围该空腔8。沿导光体7的轴线方向观察该导光体7的两端10、11，该两端10、11分别呈中空的环状，且该导光体7的远离投光单元的一端10的面积比靠近投光单元的一端11的面积要大。其中，沿包含导光体轴线的任一平面剖开导光体7，由于光的折射，此导光体7的侧壁9的任一剖面都具有使经过该剖面的光沿导光体轴线方向发散的功能，即该导光体7的侧壁9的任一剖面都具有负的光焦度。也就是说，该导光体7可以被视为由无数片具有负光焦度的薄片包围一空腔而形成。如图6所示，通过导光体7的空腔与发光二极管3的外周面之间的过盈配合，导光体7 与发光二极管3相对固定，如此，发光二极管3的发光部分被导光体7的侧壁9所包围，即发光二极管3的发光部分位于导光体7的空腔8内，且位于发光体7的轴线上。从发光二极管3发出的中心部分的光能够直接穿过导光体7的空腔8，该中心部分的光由于发光二极管3的球状头部的会聚作用而方向性较强，适用于远距离的检测。并且，从发光二极管3发出的与其光轴夹角较大的部分的光入射到导光体7的侧壁9上，在导光体7的侧壁9上发生折射，该部分光在导光体的轴线方向上被发散，与发光二极管的光轴之间的夹角被进一步加大，从而能够减小近距离检测时的检测盲区6的范围。理想的状态为导光体7的轴线与发光二极管3的光轴相一致，然而，即使导光体7 与发光二极管3之间的装配有些许偏差，导光体7的轴线与发光二极管3的光轴之间存在一定的夹角，根据本实用新型的光电传感装置还是能够有效工作。本实用新型的第二实施形态与第一实施形态的不同之处在于发光二极管与导光体相互配合的方式，其他部分与上述第一实施形态相同，在此不再重复叙述。本实用新型的第二实施形态中，在发光二极管的外周面和导光体空腔的表面中的一方上设置凸起，与此相对应，在另一方上设置与该凸起相配合的凹槽，通过所述凸起与所述凹槽的卡合从而把导光体卡合到发光二极管上，使两者相对固定。本实用新型的第三实施形态与第一实施形态的不同之处也仅在于发光二极管与导光体相互配合的方式，其他部分与上述第一实施形态相同，在此不再重复叙述。本实用新型的第三实施形态中，发光二极管被焊接在投光单元所具有的印刷电路板上，发光二极管与该印刷电路板电气连接且相对固定，发光二极管由该印刷电路板供电、控制。并且导光体也固定于所述印刷电路板上。例如，可以利用两端分别连接在导光体的靠近投光单元的一端和印刷电路板上的多个支柱把导光体固定于印刷电路板上。虽然在上述各实施形态中，所述发光二极管3的发光部分的位于所述导光体7的空腔8内，然而，本实用新型并不仅限于这些实施形态，发光二极管3的发光部分也可以不位于导光体7的空腔8内，此时只要至少能够使发光二极管3发出的部分光通过导光体的侧壁被发散出去既可。另外，上述各实施形态中所使用的发光二极管3，优选为红外发光二极管。且导光体7优选由聚碳酸酯制成。聚碳酸酯为无色透明材料，折射率高，耐热，抗冲击力好，且易于进行注塑成型加工，非常适合用于制造根据本实用新型的光电传感装置的导光体。 综上所述，本实用新型中，在无需增加投光器件而大幅提高成本的情况下，利用光学设计，通过增加导光体，能够有效的减小近距离检测时的检测盲区，并且仍然能够适应于远距离检测。 上述各具体实施形态仅是为了使本领域技术人员能够更加容易的理解本实用新型的内容，并不能作为限制本实用新型保护范围的依据。本领域技术人员，在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对上述实施形态进行的各种变化仍然在本实用新型的保护范围之内。例如，上述各实施例中，导光体呈轴线对称的中空喇叭口状，但根据本实用新型的导光体也可以是轴线对称的、中空的、侧壁具有负光焦度的其他形状。
权利要求1.一种光电传感装置，包括投光单元和受光单元，所述投光单元和所述受光单元分别设置于两相对侧上，所述投光单元具有至少一个发光二极管，所述受光单元接受所述投光单元发出的光，其特征在于，所述光电传感装置还包括导光体，所述导光体相对于所述发光二极管发出的光透明， 所述导光体呈轴线对称状，具有沿所述轴线方向贯通导光体两端的空腔和包围所述空腔的侧壁，所述侧壁的包含所述轴线的任意剖面都具有负光焦度，所述导光体被设置成所述发光二极管的发光部分位于所述导光体的轴线上，且至少能够使所述发光二极管发出的部分光从所述导光体的侧壁发散出去。
2.如权利要求1所述的光电传感装置，其特征在于，所述发光二极管的光轴与所述导光体的轴线相一致。
3.如权利要求2所述的光电传感装置，其特征在于，所述发光二极管的发光部分位于所述导光体的空腔的内部。
4.如权利要求3所述的光电传感装置，其特征在于，所述导光体通过其所述空腔与发光二极管之间的过盈配合固定到所述发光二极管上。
5.如权利要求3所述的光电传感装置，其特征在于，所述导光体通过其所述空腔与发光二极管之间的卡合固定到所述发光二极管上。
6.如权利要求3所述的光电传感装置，其特征在于，所述投光单元具有印刷电路板，所述发光二极管焊接在所述印刷电路板上，且所述导光体也固定于所述印刷电路板上。
7.如权利要求1所述的光电传感装置，其特征在于，所述导光体的两端中的一端的端面积大于另一端的端面积。
8.如权利要求1至7中的任一项所述的光电传感装置，其特征在于，所述发光二极管为红外发光二极管。
9.如权利要求1至7中的任一项所述的光电传感装置，其特征在于，所述导光体由聚碳酸酯制成。
专利摘要本实用新型公开一种低成本的光电传感装置，既可用于远距离检测，又能够在近距离检测时减小检测盲区。该光电传感装置包括相对设置的投光单元和受光单元，投光单元具有至少一个发光二极管，受光单元接受投光单元发出的光。其中，光电传感装置还包括导光体，该导光体呈轴线对称状，具有沿轴线方向贯通导光体两端的空腔和包围该空腔的侧壁，所述侧壁的包含轴线的任意剖面都具有负光焦度。该导光体被设置成发光二极管的发光部分位于所述导光体的轴线上，且至少能够使发光二极管发出的部分光从该导光体的侧壁发散出去。
文档编号G01D5/30GK202092665SQ20112009408
公开日2011年12月28日 申请日期2011年3月31日 优先权日2011年3月31日
发明者陆颖 申请人:欧姆龙(上海)有限公司