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光电传感器

阅读：198发布：2020-05-13

IPRDB可以提供光电传感器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且光电传感器包括：投光用连接部，其与光学连结到发光元件的投光用光传播构件连接；受光用连接部，其与光学连结到受光元件的受光用光传播构件连接；信号生成单元，其被构造成比较由受光元件生成的受光信号和阈值并生成指示比较结果的检测信号；第一指示用发光元件，其光学连结到受光用连接部；安装基板，在该安装基板上，第一指示用发光元件和受光元件均定位在受光用连接部中，或者第一指示用发光元件和受光元件中的一者经由另一者定位。，下面是光电传感器专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种光电传感器，其包括：

发光元件，其被构造成朝向检测区域投射检测光；

受光元件，其被构造成接收从所述检测区域反射的检测光；

投光用连接部，其与光学连结到所述发光元件的投光用光传播构件连接；

受光用连接部，其与光学连结到所述受光元件的受光用光传播构件连接；

信号生成单元，其被构造成比较由所述受光元件生成的受光信号和阈值并生成指示比较结果的检测信号；

第一指示用发光元件，其光学连结到所述受光用连接部并响应于所述受光信号投射指示光；以及安装基板，所述第一指示用发光元件和所述受光元件安装于所述安装基板或安装在所述安装基板的上方，并且所述第一指示用发光元件和所述受光元件均相对于所述受光用连接部定位，或者所述第一指示用发光元件和所述受光元件中的一者经由另一者相对于所述受光用连接部定位。

2.根据权利要求1所述的光电传感器，其特征在于，所述第一指示用发光元件布置在所述受光元件的受光面，所述受光面是面对所述受光用连接部的主受光面。

3.根据权利要求2所述的光电传感器，其特征在于，布置于所述受光元件的主受光面的所述第一指示用发光元件和所述受光元件以上下排列的关系布置。

4.根据权利要求1所述的光电传感器，其特征在于，布置于所述受光元件的主受光面的所述第一指示用发光元件和所述受光元件以左右排列的关系布置。

5.根据权利要求3所述的光电传感器，其特征在于，所述受光元件布置在所述安装基板侧，所述第一指示用发光元件布置在所述受光用连接部侧。

6.根据权利要求3所述的光电传感器，其特征在于，所述第一指示用发光元件布置在所述安装基板侧，所述受光元件布置在所述受光用连接部侧。

7.根据权利要求2所述的光电传感器，其特征在于，所述受光元件的主受光面的面积是比所述第一指示用发光元件所占据的平面面积大的平面面积。

8.根据权利要求1所述的光电传感器，其特征在于，所述受光元件和所述第一指示用发光元件均设置于所述安装基板，所述受光元件和所述第一指示用发光元件被共用的透明构件包围。

9.根据权利要求1所述的光电传感器，其特征在于，所述第一指示用发光元件包括LED裸片，所述LED裸片设置于所述安装基板。

10.根据权利要求9所述的光电传感器，其特征在于，所述LED裸片由树脂成型。

11.根据权利要求1所述的光电传感器，其特征在于，所述第一指示用发光元件设置于所述安装基板，

所述受光元件经由引线框安装于所述安装基板，

所述受光元件被模制树脂包围，并且

所述第一指示用发光元件经由所述受光元件的模制树脂光学连结到所述受光用连接部。

12.根据权利要求1所述的光电传感器，其特征在于，所述光电传感器还包括元件保持器，其中所述元件保持器包括：

投光用光纤孔，其供所述投光用光传播构件插入；

受光用纤维孔，其供所述受光用光传播构件插入；

投光单元收纳单元，其被构造成收纳包括所述发光元件的投光单元；和受光单元收纳单元，其被构造成收纳包括所述受光元件和所述第一指示用发光元件的受光单元。

13.根据权利要求1所述的光电传感器，其特征在于，所述光电传感器还包括：第二指示用发光元件，其与所述发光元件相邻地布置；和投光用安装基板，所述发光元件和所述第二指示用发光元件设置于所述投光用安装基板，其中，所述第二指示用发光元件和所述发光元件均被共用的树脂模制件包围、处于维持与所述投光用连接部光学连结的状态。

14.根据权利要求13所述的光电传感器，其特征在于，所述第二指示用发光元件布置在远离所述受光元件的那侧。

15.根据权利要求1至14中任一项所述的光电传感器，其特征在于，所述受光元件和所述第一指示用发光元件之间设置有具有波长选择性光吸收能力的滤波器构件。

16.根据权利要求1至14中任一项所述的光电传感器，其特征在于，所述受光元件和所述第一指示用发光元件之间设置有具有光反射能力的薄膜。

17.根据权利要求1至14中任一项所述的光电传感器，其特征在于，所述受光元件和所述第一指示用发光元件被共用的树脂模制件包围。

18.根据权利要求17所述的光电传感器，其特征在于，所述受光元件包括光电二极管裸片，所述光电二极管裸片设置于所述安装基板。

19.根据权利要求18所述的光电传感器，其特征在于，所述光电二极管裸片由树脂成型。

20.一种光电传感器，其包括：

发光元件，其被构造成朝向检测区域投射检测光；

受光元件，其被构造成接收从所述检测区域反射的检测光；

投光用连接部，其与光学连结到所述发光元件的投光用光传播构件连接；

受光用连接部，其与光学连结到所述受光元件的受光用光传播构件连接；

信号生成单元，其被构造成比较由所述受光元件生成的受光信号和阈值并生成指示比较结果的检测信号；

第二指示用发光元件，其光学连结到所述投光用连接部并响应于所述受光信号投射指示光；以及安装基板，所述第二指示用发光元件和所述发光元件安装于所述安装基板或安装在所述安装基板的上方，并且所述第二指示用发光元件和所述发光元件均相对于所述投光用连接部定位，或者所述第二指示用发光元件和所述发光元件中的一者经由另一者相对于所述投光用连接部定位。

说明书全文

光电传感器

技术领域

[0001] 本发明涉及光电传感器，更具体地，涉及分离型光电传感器，其包括通过诸如光纤等的光传播构件光学连结到控制器的投光单元和受光单元。

背景技术

[0002] JP-UM-A-1-77234(专利文献1)公开了一种反射型光电传感器，其能够利用光传播构件、即光纤的末端部确认动作状态。光电传感器是分离型光电传感器，其包括光学连结投光用光纤的端部的检测用投光元件(LED)和光学连结到受光用光纤的端部的受光元件(光电二极管)。在投光光纤周围布置有多根动作显示用光纤。光电传感器还包括光学连结到多根动作显示用光纤的端部的第一动作显示用LED。同样地，光电传感器在受光用光纤周围还包括光学连结到多根动作显示用光纤的端部的第二动作显示用LED。

[0003] 在正常动作期间，来自投光元件(LED)的检测光被投光用光纤投射。当光被物体反射时，反射的光穿过受光用光纤被受光元件检测。

[0004] 当受光稳定时，即在物体被具有比阈值电平高的阈值电平的比较器回路稳定地检测到的状态下，第一动作显示用LED和第二动作显示用LED亮起、例如呈绿色。能够通过光纤的末端部确认该状态。当检测到物体时，能够通过光纤的末端部确认该检测。

[0005] JP-A-6-85644(专利文献2)提出了一种光电传感器，其目的是基于分离型光电传感器的主体(即，控制器)包括动作显示灯和稳定动作显示灯这一前提，简化在生产线上设置光电传感器时的光学系统的定位，也就是投光用光纤和受光用光纤的相对定位、即光轴对准。

[0006] 在确认控制器的动作显示灯和稳定动作显示灯的同时，执行投光用光纤和受光用光纤的相对定位。因此，当在远离控制器的地方执行投光用光纤和受光用光纤的相对定位作业、即光轴对准作业时，投光用光纤和受光用光纤的相对定位实质上是困难的。为了解决该问题，提出了在控制器中与投光用LED并排地布置显示用LED。这能够使用光学连结到投光用LED的光纤来将显示用LED的光诱导到光纤的末端。

[0007] JP-A-2002-71553(专利文献3)公开了一种分离型光电传感器，其包括通过光纤连结的单个检测头和控制器。光电传感器适用于检测存储挥发性液体的罐周围的液体溢出(液体泄漏)。检测头具有检测面并朝向检测面投射光。当检测面因液体溢出而变湿时，光会透过检测面且不能被接收。因此，受光量减少。结果，能够检测到液体溢出。光电传感器包括光分歧单元和显示单元，光分歧单元在朝向检测头中的检测面诱导光的中途使光的一部分向上分歧，显示单元能够从检测头的上方目视识别出被分歧的光。

[0008] 控制器包括作为投光元件的红色光源和黄色光源。红色光源和黄色光源被布置成彼此正交。半透半反镜处于红色光源和黄色光源之间。例如，在正常动作期间使用红色光源。当检测到液体溢出时，红色光源切换成黄色光源。结果，在正常时通过显示单元能够目视识别出红色，在液体溢出期间通过显示单元能够目视识别出黄色。

[0009] 作为变形例，红色光源和黄色光源可以在正常时一起亮起，使得通过显示单元目视识别出橙色。此外，作为变形例，提出了当检测到诸如传感器的安装不良、回路的故障、受光元件的劣化或光纤的破损等的异常时，改变投光元件的发光形式。

发明内容

[0010] 本发明的目的是在包括通过光传播构件连结到控制器的投光单元和受光单元的分离型光电传感器的基础上，提供如下光电传感器：该光电传感器包括内置在控制器中的显示发光源，并且能够在不增大包括用于利用显示发光源使发光单元发光的机构的光电传感器的尺寸且不降低受光性能的情况下，使受光单元以足够的光量发光。

[0011] 根据本发明，通过提供如下的光电传感器来实现技术主题，该光电传感器包括：

[0012] 发光元件，其被构造成朝向检测区域投射检测光；

[0013] 受光元件，其被构造成接收从所述检测区域反射的检测光；

[0014] 投光用连接部，其与光学连结到所述发光元件的投光用光传播构件连接；

[0015] 受光用连接部，其与光学连结到所述受光元件的受光用光传播构件连接；

[0016] 信号生成单元，其被构造成比较由所述受光元件生成的受光信号和阈值并生成指示比较结果的检测信号；

[0017] 第一指示用发光元件，其光学连结到所述受光用连接部并响应于所述受光信号投射指示光；以及

[0018] 安装基板，所述第一指示用发光元件和所述受光元件安装于所述安装基板或安装在所述安装基板的上方，并且所述第一指示用发光元件和所述受光元件均相对于所述受光用连接部定位，或者所述第一指示用发光元件和所述受光元件中的一者经由另一者相对于所述受光用连接部定位。

[0019] 本发明还提供一种光电传感器，其包括：

[0020] 发光元件，其被构造成朝向检测区域投射检测光；

[0021] 受光元件，其被构造成接收从所述检测区域反射的检测光；

[0022] 投光用连接部，其与光学连结到所述发光元件的投光用光传播构件连接；

[0023] 受光用连接部，其与光学连结到所述受光元件的受光用光传播构件连接；

[0024] 信号生成单元，其被构造成比较由所述受光元件生成的受光信号和阈值并生成指示比较结果的检测信号；

[0025] 第二指示用发光元件，其光学连结到所述投光用连接部并响应于所述受光信号投射指示光；以及

[0026] 安装基板，所述第二指示用发光元件和所述发光元件安装于所述安装基板或安装在所述安装基板的上方，并且所述第二指示用发光元件和所述发光元件均相对于所述投光用连接部定位，或者所述第二指示用发光元件和所述发光元件中的一者经由另一者相对于所述投光用连接部定位。

[0027] 在实施例中，投光用连接部典型地由元件保持器368中的第一插入孔376构成。在实施例中，受光用连接部典型地由元件保持器368中的第二插入孔378构成。投光用光传播构件和受光用光传播构件典型地均由光纤构成。根据本发明，通过准备安装基板并将受光元件和第一显示用发光元件布置于安装基板、处于能够维持与受光用光传播构件(受光用光纤)光学连结的状态，能够将受光元件和第一显示用发光元件定位在受光元件和第一显示用发光元件靠近受光用光纤的状态。结果，能够在维持受光元件的受光性能的同时将第一显示用发光元件发出的光有效地供给到受光用光纤。

[0028] 以下详细说明本发明的优选实施例。通过详细的说明，本发明的作用和效果以及其它目的将变得明显。

附图说明

[0029] 图1是实施例中的光电传感器的功能框图；

[0030] 图2是用于实现光电开关的调整功能的构造的框图；

[0031] 图3是示出分离型光电开关的多个控制器横向排列的状态的立体图；

[0032] 图4是图3所示的分离型光电开关的并排布置的多个控制器的平面图；

[0033] 图5是用于说明在投光头和受光头之间生成检测区域的图；

[0034] 图6是用于说明投光单元、受光单元以及与投光单元和受光单元相关的结构的控制器的纵截面立体图；

[0035] 图7是用于说明投光单元、受光单元以及与投光单元和受光单元相关的结构的控制器的纵截面图；

[0036] 图8是用于说明接收投光侧光纤的孔和投光侧空间之间的关系的图；

[0037] 图9是用于说明接收受光侧光纤的孔和受光侧空间之间的关系的图；

[0038] 图10是用于说明包括在控制器中的受光构件和投光构件的结构的图；

[0039] 图11是用于说明受光构件的变形例的图；

[0040] 图12是用于说明受光构件的另一变形例的图；

[0041] 图13是用于说明受光构件的再一变形例的图；

[0042] 图14是用于说明为了能够区分投光头的检测光和显示用发光元件的显示光而使发光时刻不同的示例的图；

[0043] 图15是用于说明为了能够区分投光头的检测光和显示用发光元件的显示光而使投光头的检测光与显示用发光元件的显示光在发光频率方面分离的方法的图；以及[0044] 图16是用于说明投光头和受光头的光轴调整的图。

具体实施方式

[0045] 图16是用于说明分离型光电传感器中的投光单元和受光单元之间的相对定位，即投光头100和受光头200的光轴对准的图。在图16中，t0至t6表示时间的推移。在移动投光头100和受光头200的同时执行投光头100和受光头200的相对定位。在图16所示的示例中，当时间是t3时，光轴对准被成功地执行。受光量是最大值。

[0046] 将从受光量的最大值起的X％(例如，10％)的范围设定成光轴对准的受光量。将比受光量的最大值低X％的受光量设定成阈值。在受光量大于阈值的区域中，受光量是当光轴对准时的受光量。当下次调整光轴时，即当下次执行投光头100和受光头200的相对定位时，使用该阈值执行光轴调整。

[0047] 如专利文献2中已经明确记载的，当投光头100、受光头200和控制器分离时，不能确认控制器的显示。因此，投光头100和受光头200的光轴调整是困难的。

[0048] 参照回图16，当光轴对准时，例如当时间是t3时，并且当受光头200发光时，能够通过观察光来获知光轴是对准的。在图16中用星号标记表示受光头200发光的状态。即，在光轴调整时，不必每次都确认控制器的显示。换言之，除了控制器以外，使受光头200发光。因此，受光头200包括实质的显示部件。这同样适用于投光头100。例如，当投光头100和受光头200均发光时，能够目视识别出投光头100和受光头200的对。当并排设置多对投光头100和受光头200时，这是非常有效的。

[0049] 为了实现该目的，在专利文献1公开的光电传感器中，光学连结到投光元件(LED)的端部的投光用光纤周围布置有多根动作显示用光纤。光电传感器还包括光学连结到多根动作显示用光纤的端部的第一动作显示用LED。同样地，光电传感器在光学连结到受光元件(光电二极管)的端部的受光用光纤周围还包括光学连结到多根动作显示用光纤的端部的第二动作显示用LED。

[0050] 专利文献2提出将显示用LED与投光用LED并排布置在控制器中，以使用光学连结到投光用LED的光纤将显示用LED的光诱导到光纤的末端。

[0051] 实施例

[0052] 作为本发明的优选实施例，以下参照附图说明透射型光电传感器。然而，本发明不限于透射型光电传感器，并且还能够适用于反射型光电传感器。

[0053] 图1至图5是关于本实施例中的分离型光电传感器的图，并且更详细地，是关于透射型光电传感器的图。图中所示的透射型光电传感器1是分离型光电传感器，其包括与投光头100和受光头200(图5)连接的控制器300(图3)。在透射型光电传感器1中，投光头100、受光头200和控制器300是物理分离的。投光头100和受光头200经由作为光传播构件的光纤Fb(图3)连接到控制器300。

[0054] 图1是控制器300的框图。参照图2说明控制器300的基本构造。

[0055] 光电传感器1的基本构造

[0056] 光电传感器1包括控制器300(图3)、通过作为典型光传播构件的光纤Fb连接到控制器300的投光头100(图5)和通过作为典型光传播构件的光纤Fb连接到控制器300的受光头200(图5)。

[0057] 参照图1，控制器300包括投光单元102和受光单元202。投光单元102将预定脉冲光输出到投光头100。投光单元102的发光元件104由从投光电源控制回路302供给的振荡脉冲驱动，以发出脉冲光。由受光单元202接收的光被受光元件204光电转换并通过受光放大回路206以及控制器300的放大回路304和A/D转换器306发送到控制单元308。因此，施加与脉冲光同步的检测。检测信号被进一步转换成直流信号等，随后从构成接口单元的I/O回路360输出作为表示检测结果的ON/OFF信号。

[0058] 控制器300包括作为投光单元102的投光用发光元件104，并且包括用于驱动发光元件104的投光回路106。发光元件104的典型示例是LED。投光回路106包括投光APC回路108和用于诸如监测器PD等的监测用受光元件110。投光APC回路108将发光元件104的输出、即发光量控制成预定值。

[0059] 投光单元102的监测用受光元件110连接到监测器信号放大回路114。监测用受光元件110经由监测线将受光量发送到LED发光量监测回路312。LED发光量监测回路312将经由A/D转换器314转换成数字信号的受光量信号供给到控制单元308。控制单元308基于由监测用受光元件110检测到的发光量控制投光电源控制回路302以将发光量设定成预定值，并且执行用于调整投光APC回路108的电流量并驱动发光元件104的反馈控制。

[0060] 控制器300包括用于驱动受光元件204的受光回路208。受光元件204连接到受光放大回路206。如上所述，由受光元件204接收到的光的受光量被受光放大回路206放大并发送到放大回路304。被控制器放大回路304放大的模拟信号经由A/D转换器306转换成数字信号并输入到控制单元308。因此，控制器300检测到受光元件(光电二极管PD)204的受光量、基于预定阈值执行检测的判断、生成指示检测结果的检测信号并最终从I/O回路360输出判断结果。

[0061] 控制单元308连接有：存储单元326，其用于存储各种设定值等；显示回路328，其用于控制器300侧的显示信息；开关输入回路330，其连接到作为用于接收设定值调整的用户界面的操作单元362(图2)；I/O回路360，其执行与外部的输入和输出；等。这些回路由控制器电源回路332驱动。

[0062] 注意，控制单元308由诸如CPU、FPGA或ASIC等的IC构成。各种回路(108、114、206、214、302、304、306、312、314、320、328、330、332和360)可以分别由IC构成。各种回路可以由一个IC构成。控制单元308和各种回路可以由一个IC构成。

[0063] 参照图2的框图说明用于实现光电传感器1的调整功能的构造。控制器300包括：控制单元308，其用于执行各种控制；存储单元326，其用于存储设定值等；显示单元334，其用于显示阈值、检测值、目标值等；操作单元362，其用于执行各种操作和设定；显示切换单元358，其用于切换显示单元334中的显示模式；输出单元360，其用于输出检测结果；以及A/D转换器306，用于将由受光单元202接收到的光的受光量的模拟信号转换成数字信号。控制单元308包括显示用转换率调整单元336、阈值调整单元338、判断单元340、保持检测值的检测值保持单元342和保持阈值的阈值保持单元344。此外，存储单元326包括阈值存储单元
346、显示用基准目标值存储单元348、显示用基准检测值存储单元350和显示用转换率存储单元352。控制单元308由诸如CPU等的微处理器构成。控制器300的操作单元362包括显示用基准目标值设定单元354和基准检测值获取单元356。

[0064] 参照图1和图5，光电传感器1经由光纤Fb将由投光单元102发出的检测光供给到投光头100。投光头100朝向检测区域发光。光电传感器1经由受光头200接收从检测区域反射的光。光经由光纤Fb供给到受光单元202。判断单元340(图2)将作为检测值的由受光单元202接收到的光的受光量与阈值进行比较，并且从输出单元360输出该比较的结果。具体地，判断单元340(图2)将所输入的检测值的数字值与阈值进行比较，并且将该比较的结果作为指示检测对象物体的存在或不存在的二进制信号从输出单元360输出到外部装置。

[0065] 图3是从斜上方观察的控制器300的立体图。在图3中，示出了四个控制器300在DIN轨道2上彼此相邻设置的示例。四个控制器300中的一个控制器300被示出成处于上盖4打开的状态。

[0066] 在DIN轨道2上彼此相邻设置的多个控制器300中，一个控制器300是主装置，其它控制器300是从装置。例如，当主装置的投光结束时，主装置将投光开始的信号供给到第一从装置。第一从装置实施投光。当第一从装置的投光结束时，第一从装置将投光开始的信号供给到第二从装置。第二从装置实施投光。随后，第三从装置和第四从装置依次开始投光。

[0067] 图4是光电传感器1的平面图。参照图3和图4，显示单元334由并排布置的两个四位七段显示器D1和D2构成。使用两个四位七段显示器D1和D2来显示检测值(受光量)、阈值等。显示单元334可以由诸如液晶显示器等的平面显示器构成。

[0068] 摆动式(swing type)上下按钮6、模式按钮8、设定按钮10、预置按钮12等与显示器D1和D2相邻布置。

[0069] 参照回图2，控制器300包括显示切换单元358。显示切换单元358由模式按钮(M按钮)8和预置按钮12构成。通过操作模式按钮8和预置按钮12，能够对无转换显示模式与转换显示模式进行切换，其中，无转换显示模式用于直接显示出检测值(受光量)和阈值，转换显示模式用于显示出以显示用转换率或通过显示用转换公式转换的显示用检测值(显示用受光量)和显示用阈值。

[0070] 能够通过操作设定按钮10和上下按钮6来调整阈值。上下按钮6用于阈值和其它数值的改变、选择的确定等。在JP-A-2006-351380的说明书中详细记载了控制器300的显示对象、显示形式、显示切换操作和显示模式切换。因此，通过引用将JP-A-2006-351380的说明书并入本文，以省略控制器300的显示对象、显示形式、显示切换操作和显示模式切换的说明。

[0071] 以上说明了透射型光电传感器1。然而，反射型光电传感器的结构实质上是相同的。本发明不限于透射型光电传感器，也能够适用于反射型光电传感器。如上所述，本发明适用于投光头100、受光头200和控制器300通过作为光传播构件的光纤Fb连接的纤型(fiber type)光电传感器。

[0072] 参照图5，受光头200包括接收从投光头100投射的光的受光筒200a。投光头100包括发射检测光的投光筒100a。投光头100朝向检测区域投射检测光。受光头200接收从检测区域反射的光。在设置投光头100和受光头200时，投光头100和受光头200的相对定位会影响光电传感器1的性能。通过使投光筒100a与受光头200的受光筒200a彼此面对并使投光筒100a的轴线与受光筒200a的轴线对准来执行定位。通过适当地设置投光头100和受光头
200，能够根据与工件W在受光头200和投光头100之间穿过有关的遮光的存在或不存在来适当地检测工件W的“存在”和“不存在”。

[0073] 显示发光机构

[0074] 参照图1，受光单元202包括用作发光源的指示用发光元件212。典型地，指示用发光元件212由LED构成。例如，当发光元件104由红色LED构成时，指示用发光元件212期望由与红色不同的颜色(例如，绿色)的LED构成。指示用发光元件212的亮起由显示发光控制回路214控制。通过显示发光电源控制回路320将驱动电力供给到显示发光控制回路214。

[0075] 由受光单元202接收到的光经由受光元件(PD)204、受光放大回路206和控制器放大回路304放大并通过A/D转换器306进行A/D转换。如参照图16所述，基于该光的信号，控制单元308在受光量的基础上控制指示用发光元件212。控制单元308能够基于受光量根据(a)显示光(可见光)的颜色、(b)闪光的次数、(c)闪光周期、(d)显示的强度的周期、(e)多种显示颜色的切换周期等控制指示用发光元件212。

[0076] 控制器300的硬件构造(图6至图9)

[0077] 参照图6，控制器300包括元件保持器368。投光构件370和受光构件372收纳在元件保持器368中。投光构件370实质上构成投光单元102。受光构件372实质上构成受光单元202。元件保持器368包括第一插入孔376和第二插入孔378，第一插入孔376接收位于控制器
300和投光头100之间的作为光传播构件的光纤Fb，第二插入孔378接收位于控制器300和受光头200之间的作为光传播构件的光纤Fb。第一插入孔376构成连接投光用光纤的投光用连接部。第二插入孔378构成连接受光用光纤的受光用连接部。光纤Fb的末端部深嵌在第一插入孔376和第二插入孔378中。

[0078] 参照图6和作为控制器300的纵截面图的图7，投光构件370包括作为发光元件104的LED，并且包括诸如监测器PD等的监测用受光元件110和反射器380。监测用受光元件110检测发光元件104的发光量。执行发光元件104的反馈控制以将检测到的发光量设定成预定值。

[0079] 受光构件372包括由光电二极管PD构成的受光元件204和用作指示用发光元件的LED212。显示发光LED212布置于受光元件204。即，受光元件204包括受光元件204的主受光面、即面对第二插入孔378(受光用光纤Fb)的受光面。显示发光LED212布置于受光元件204的主受光面。在图7中，附图标记382表示投光用安装基板，附图标记384表示受光用安装基板。

[0080] 图7中的附图标记386表示设置有投光构件370(图6)的投光侧空间。附图标记388表示设置有受光构件372(图6)的受光侧空间。投光侧空间386和受光侧空间388在光学上是隔离的。参照用于说明投光侧空间386和第一插入孔376(接收投光侧光纤Fb的孔)的相对位置的图8，发光元件104被定位成发光元件104的中心与第一插入孔376的轴线一致。参照用于说明受光侧空间388和第二插入孔378(接收受光侧光纤Fb的孔)的相对位置的图9，受光元件204被定位成受光元件204的中心与第二插入孔378的轴线一致。

[0081] 图10是用于说明包括在控制器300中的受光构件372A和投光构件370A的图。图10所示的受光构件372A包括监测用受光元件110(图6)。受光构件372A包括由光电二极管裸片构成的受光元件204，并且包括作为发光源的由LED裸片构成的指示用发光元件212。受光元件204和指示用受光元件212安装于受光用安装基板384。即，使受光用安装基板384定位，其中使构成受光元件204的光电二极管裸片处于光电二极管裸片以受光用光纤Fb的插入端的轴线(第二插入孔378的轴线)为中心的状态。受光元件204安装于受光用安装基板384。受光面204a处于受光面204a面对受光用光纤Fb的状态。指示用发光元件212安装于朝向受光用光纤Fb的受光面204a。此外，指示用发光元件212和受光元件204被截面为梯形的共用透明模制树脂R包围。受光用光纤Fb的插入端固定到第二插入孔378、处于该插入端与模制树脂R接触的状态。

[0082] 即，光电二极管裸片(受光元件204)布置在受光用安装基板384。LED裸片(指示用发光元件212)布置在受光用光纤Fb的插入端侧。光电二极管裸片和LED裸片被共用透明模制树脂R包围。期望模制树脂R被反射光的材料或能够使模制树脂R电屏蔽的材料包围。例如，模制树脂R的外表面气相沉积有金属。

[0083] 如从图10看到的，受光元件204的光电二极管裸片的主受光面204a大于指示用发光元件212的LED裸片。

[0084] 安装于受光元件204的指示用发光元件212处于指示用发光元件212通过透明模制树脂R与受光用光纤Fb的插入端分离的状态。在图10中，箭头表示从受光用光纤Fb进入受光构件372A的检测光。检测光从受光用光纤Fb的插入端以扩散成扇形的状态进入受光构件372A。用点表示受光区域。在受光元件204的主受光面204a上的除了由指示用发光元件212占据的部分以外的部分中接收检测光。即，与受光元件204的主受光面204a的面积相比，由指示用发光元件212占据的面积是相当小的。指示用发光元件212位于主受光面204a的中心部分。受光元件204能够在该中心部分的外周部分中接收光。注意，投光用光纤Fb的插入端和受光用光纤Fb的插入端被设计成位于同一平面Pn(图10)。

[0085] 处于安装在受光元件204上的状态的指示用发光元件212处于指示用发光元件212靠近光纤Fb的插入端的状态。因此，即使指示用发光元件212的光量比较小，由于进入光纤Fb的光量大，所以也能够在光纤Fb的末端处、即在受光头200中强地发光。换言之，如果受光头200中的发光程度相同，则因为指示用发光元件212被设置成靠近光纤Fb的插入端，所以由指示用发光元件212发出的光量可以较小。

[0086] 就投光构件370A而言，除了用作发光元件104的LED和诸如监测器PD等的监测用受光元件110以外，控制器300还可以包括用作发光源的指示用光学发光元件120。发光元件104、监测用受光元件110和指示用光学发光元件120安装位于控制器300中的投光用安装基板382。监测用显示元件110与发光元件104和指示用光学发光元件120一起组装在共用的投光用安装基板382中。如上所述，监测用受光元件110检测发光元件104的发光量。检测到的发光量用于执行发光元件104的反馈控制，以将发光量设定成预定值。

[0087] 如从图10清楚看到的，以上参照图6说明的监测用受光元件110布置在远离受光构件372的位置。即，监测用受光元件110布置在受光构件372所在侧的相反侧。

[0088] 典型地，指示用光学发光元件120由LED构成。LED可以是具有与发光元件104的LED相同颜色的LED。然而，期望该LED是具有不同颜色的LED。具体地，如果发光元件104的LED是红色，则期望指示用光学发光元件120的LED是绿色。

[0089] 包括在投光构件370A中的指示用光学发光元件120的颜色可以与包括在受光构件372A中的指示用发光元件212的颜色相同或不同。通过采用不同的颜色，容易区分投光头
100和受光头200。

[0090] 发光元件104的LED由裸片构成。指示用光学发光元件120的LED也由裸片构成。构成发光元件104的LED裸片和构成指示用光学发光元件120的LED裸片被定位成相对于投光用光纤Fb的插入端并排布置。发光元件104和指示用光学发光元件120组装到共用基板382。发光元件104和指示用光学发光元件120被截面为梯形的共用透明模制树脂R包围。投光用光纤Fb的插入端固定到第一插入孔376、处于该插入端与模制树脂R接触的状态。

[0091] 图11和图12是用于说明受光构件372的变形例的图。图11所示的变形例中的受光构件372B具有三层结构。即，受光构件372包括由光电二极管裸片构成的受光元件204。受光元件204安装于受光用安装基板384。具有波长选择性光吸收能力的滤波器构件390安装在受光元件204和位于受光元件204上方的由LED裸片构成的指示用发光元件212之间。滤波器构件390可以具有与受光元件204的主受光面204a相同的面积或可以具有如下尺寸：被限定在与指示用发光元件212接触的部位及该部位周边。滤波器构件390可以具有比受光面204a大的面积。滤波器构件390与涂覆膜相比具有厚度，并且由诸如红色玻璃等的彩色玻璃或涂有颜色的透明构件构成。利用滤波器构件390，能够降低由指示用发光元件212发出的可见光(显示光)对受光元件204的不利影响的程度。

[0092] 代替具有厚度的滤波器构件390，图12所示的变形例中的受光构件372C包括薄膜392，诸如具有光反射能力的膜或金属膜等。薄膜392可以布置在受光元件204的受光面204a的整个区域，或者可以受限地布置在与指示用发光元件212接触的部位及该部位周边。

[0093] 图13所示的变形例中的受光构件372D包括安装于受光用安装基板384且由LED芯片形成的指示用发光元件212，并且包括隔着引线框230位于指示用发光元件212上方的受光元件204。受光元件204由光电二极管裸片构成。在图13中，附图标记232表示导线。引线框230和受光元件204被子弹型成型透明模制树脂R包围。

[0094] 期望由LED芯片形成的指示用发光元件212通过粘接剂粘合到子弹型模制树脂R的底表面。自然地，期望粘接剂由透光材料形成。

[0095] 由指示用发光元件212发出的光穿过子弹型模制树脂R引入受光用光纤Fb。

[0096] 利用图13所示的受光构件372D，能够将受光元件204布置在受光元件204靠近受光用光纤Fb的端部的状态。因此，能够确保高的受光性能。

[0097] 遮光构件或反射构件可以通过例如涂布到受光元件204的下表面和侧表面而布置。期望子弹型模制树脂R被反光的材料或能够使模制树脂R电屏蔽的材料包围。例如，可以在子弹型模制树脂R的外表面气相沉积金属。

[0098] 当受光构件372不仅包括受光元件204，而且还包括指示用发光元件212时，受光元件204不能区分由指示用发光元件212发出的光是从一对投光头100接收到的检测光，还是指示用发光元件212的显示光(可见光)。为了能够区分投光头100的检测光和指示用发光元件212的显示光(可见光)，期望采取措施。

[0099] 具体地，通过采用例如使波长不同、使发光时刻不同或使发光频率不同的措施，期望在光的波长方面、发光时刻方面、或发光频率方面进行分离，或者以组合的方式进行光的波长方面的分离以及发光时刻方面或发光频率方面的分离。作为用于使波长不同的手段，如参照图11和图12所述，期望设置物理的滤波器。

[0100] 图14是用于说明发光时刻不同的示例的图。使指示用发光元件212在发光元件104的相邻两个检测用发光脉冲之间发光。在图14中，通过对发光脉冲添加阴影线来识别指示用发光元件212。

[0101] 当将受光元件110的检测时刻表示为T1、T2和T3时，指示用发光元件212在检测时刻T1、T2和T3中发光。因此，受光元件110能够有规律地接收到检测用发光脉冲。

[0102] 图15是用于例示性地说明在发光频率方面分离的方法的图。发光元件104的检测用发光脉冲在预定时刻重复ON/OFF。即使指示用发光元件212的光叠加于检测用发光脉冲，受光元件110也能够在检测用光脉冲的波形被维持的状态下接收到光。结果，通过利用频率滤波器(高通(high-pass))过滤掉受光元件110的输出波形，能够仅提取由发光元件104发出的检测光。

[0103] 在参照图15说明的过滤中，通过降低指示用发光元件212的发光波形的频率来分割检测和显示时使用的频域。然而，与图15所示的示例相反，可以通过提高指示用发光元件212的发光波形的频率来分割频域。

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光电传感器-专利编号CN109596151A	2020-05-11	810
光电传感器-专利编号CN107430955B	2020-05-12	463
光电传感器-专利编号CN108917798A	2020-05-13	198
光电传感器-专利编号CN110275216A	2020-05-11	886
光电传感器-专利编号CN104865611B	2020-05-13	813
光电传感器-专利编号CN109506776A	2020-05-12	942
光电传感器-专利编号CN110274616A	2020-05-11	733
光电传感器-专利编号CN110612609A	2020-05-11	841
光电传感器-专利编号CN105588607B	2020-05-13	483
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