專利名稱：樹脂成型光學(xué)透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及搭載在人體檢測裝置上的熱電型紅外線檢測器所具有的 將來自人體的紅外線會聚到紅外線受光元件的樹脂成型光學(xué)透鏡。
背景技術(shù)：
使用了熱電型紅外線^r測器的以人體檢測等為目的的紅外線檢測裝置，通 過將使來自檢測對象區(qū)域內(nèi)的放射紅外線會聚到配置在熱電型紅外線檢測器 內(nèi)部的紅外線受光元件上的光學(xué)透鏡以焦點位置與上述熱電型紅外線檢測器 一致的方式來設(shè)置，由此構(gòu)造了具有設(shè)計劃分后的紅外線沖企測區(qū)域。上述光 學(xué)透鏡一般使用由紅外線透射材料構(gòu)成的樹脂材料，例如將一定范圍的檢測 對象面分割為多個紅外線檢測區(qū)域時，構(gòu)成為將凸?fàn)铙w或菲涅爾形狀體的,J、 透鏡部分密集設(shè)置的多集合型透鏡，上述光學(xué)透鏡部的外形大多使用薄壁球 面形狀或非球面形狀。
這里，熱電型紅外線檢測器所具有的光學(xué)透鏡3a，作為圖IO所示的聚光 透鏡考慮了與上述紅外線受光元件4的焦點距離關(guān)系后進行了光學(xué)設(shè)計，為 了設(shè)置在得到最佳的紅外線聚光性的位置上，與上述熱電型紅外線檢測器5 一起固定在布線基板6上。圖9表示圖IO的分解外觀圖所示的紅外線檢測裝 置的側(cè)面概要圖，表示以紅外線受光元件4為起點到各聚光透鏡A、 B、 C、... 的焦點間距離為F的紅外線4全測裝置。
而且，在圖中存在布線基板上的電路連接用接線和安裝電子部件等，但為 了不使圖雜亂而省去了圖示。
另外，如日本特開平8-313339號和日本特開2001-304956號所述，為了 抑制聚光光軸偏移并避免由產(chǎn)生于檢測器周圍的風(fēng)的搖晃引起的檢測偏差而 且防止誤操作，還普及了將光學(xué)透鏡直接安裝在紅外線檢測器上并固定支持 的方法。
專利文獻l:日本特開平8-313339號專利文獻2:日本特開2001-304956號
本實用新型要解決的問題點是例如圖8所示的直接安裝支撐在熱電型紅 外線檢測器5上的光學(xué)透鏡3b，以往是作為由紅外線透射性優(yōu)良的高密度聚 乙烯材料等構(gòu)成的注射成型品而將透鏡部1和支撐部2形成為一體型，但因 注射成型模具的結(jié)構(gòu)上和成型成立條件方面的原因，對于安裝到熱電型紅外 線檢測器上的支撐部2的最大外形尺寸，位于上側(cè)的聚光透鏡部1最大外形 尺寸大于支撐部的結(jié)構(gòu)在注射成型的 一體型形成中是^艮難實現(xiàn)的。
因此，在構(gòu)筑具有例如將細(xì)分檢測對象面的紅外線檢測區(qū)域的多個小透鏡 部分密集配置的光學(xué)透鏡(由凸?fàn)铙w或菲涅爾形狀體構(gòu)成的多集合型聚光透 鏡)的紅外線檢測裝置的場合， 一般以保持紅外線檢測性能的目的，需要進 行擴大上述配置了多個的小透鏡部分面積而更多地接受檢測對象區(qū)域的紅外 線量，由此產(chǎn)生下述問題例如在搭載使用TO-5型熱電型紅外線檢測器時， 必須采用所構(gòu)成的光學(xué)透鏡部自身的形狀、大小大于檢測器殼的包裝尺寸的 設(shè)計。換言之，這意味著在一體型注射成型中光學(xué)透鏡的固定支撐部的大小 大于預(yù)定搭載的熱電型紅外線檢測器包裝外圍，難以成型為透鏡支撐部能夠 直接保持在熱電型紅外線檢測器上的安裝結(jié)構(gòu)。這妨礙了作為光學(xué)透鏡在安 裝在紅外線檢測裝置的方法而直接安裝到熱電型紅外線檢測器的簡化組裝工 序的應(yīng)用和導(dǎo)入，結(jié)果布線基板面上必須要有與光學(xué)透鏡部同樣尺寸的空間 并作為上述光學(xué)透鏡的固定區(qū)域。
實用新型內(nèi)容
本實用新型為了解決上述課題，作為方案l,其特征在于，將以往一體型 注射成型品的樹脂成型光學(xué)透鏡的上部側(cè)透鏡部和下部側(cè)固定支撐部制成二 體的樹脂成型品，使配置在上部側(cè)的具有多種多樣的紅外線檢測區(qū)域的聚光 透鏡部與配置在下部側(cè)的直接安裝固定到熱電型紅外線檢測器上的支撐部分 別獨立分離，配合上述聚光透鏡部和支撐部，事先在配合部上實施肋成型， 由此使用超聲波熔敷法熔化肋而使上下部機械連接，從而構(gòu)成一體化的光學(xué) 透鏡。
方案2是在作為配置了多個上述上部側(cè)聚光透鏡部的多集合型聚光透鏡 形成的方案1所述的光學(xué)透鏡中，其特征在于，具有可以將向熱電型紅外線檢測器的安裝方向設(shè)置在與紅外線受光元件同軸方向配置的第 一支撐點和在
軸轉(zhuǎn)動了 45度的方向配置的第二支撐點這2個方向上的結(jié)構(gòu)，并且是紅外線 檢測區(qū)域的投影形狀可以選擇的結(jié)構(gòu)。 本實用新型具有以下效果。
根據(jù)本實用新型的樹脂成型光學(xué)透鏡，作為方案l，將注射成型中一體型 結(jié)構(gòu)的成型的實現(xiàn)方面有限度的形狀尺寸的光學(xué)透鏡結(jié)構(gòu)形成為上部側(cè)聚光 透鏡部和下部側(cè)支撐部獨立分離，將以一體型結(jié)構(gòu)中難以實現(xiàn)的大小和形狀 構(gòu)成的配置在上部側(cè)的聚光透鏡部，配合到具有可直接安裝在熱電型紅外線 檢測器上的結(jié)構(gòu)的下部側(cè)支撐部上，然后進行超聲波熔敷，由此能夠形成筒 單地機械連接的 一體化結(jié)構(gòu)。
因為能夠利用超聲波熔敷方法制作聚光透鏡部和支撐部一體化的光學(xué)透 鏡，所以即使是以往因透鏡部形狀大而透鏡固定只能設(shè)置在布線基板上才能 構(gòu)成的尺寸的注射成型光學(xué)透鏡，如果應(yīng)用聚光透鏡部和支撐部獨立分離的 結(jié)構(gòu)，就能夠?qū)崿F(xiàn)安裝搭載基板部的面積降低和紅外線檢測裝置的組裝工序 的簡化。并且，能夠?qū)⒐鈱W(xué)透鏡直接安裝到熱電型紅外線檢測器上進行固定， 由此透鏡和紅外線受光元件的聚光光軸的位置偏移難以發(fā)生，還能夠降低聚 光損耗，所以能夠」提供光學(xué)位置合適且具有穩(wěn)定的紅外線檢測性能的紅外線 檢測裝置。
作為方案2，在方案1所述的光學(xué)透鏡中，光學(xué)透鏡向熱電型紅外線檢測 器的安裝方向的支撐點可在2個方向上選擇，所以使用一個類型的多個分割 型光學(xué)透鏡能夠分割、劃分形成為二個類型的紅外線^f企測區(qū)域，有助于人體 檢測等紅外線檢測裝置的構(gòu)筑設(shè)計，能夠提供有設(shè)計選擇自由度的方案。
而且，在方案1或2所述的光學(xué)透鏡中，上部側(cè)聚光透鏡部形成為各種聚 光透鏡部，所述各種聚光透鏡部具有由凸?fàn)铙w或菲涅爾形狀體構(gòu)成的單眼型 或排列了多個透鏡部的多集合型的進行了各種排列的小透鏡部分，并且成型 為薄壁球面狀或非球面形狀并分割劃分為多種多樣的紅外線檢測區(qū)域；分別 與適合于所搭載的熱電型紅外線檢測器包裝形狀的可共用的一個下部側(cè)支撐 部組合，用熔敷接合構(gòu)成一體化的光學(xué)透鏡，由此能夠提供多種類、廉價且 小型的產(chǎn)品。而且，即使考慮上部側(cè)聚光透鏡部的成型面，通過使用共同的下部側(cè)支撐部，與成型以往的一體型結(jié)構(gòu)光學(xué)透鏡的情況相比，能夠減少投 資額，而且可制作廉價的透鏡部。另外，即使在紅外線;險測裝置的構(gòu)筑中產(chǎn) 生了設(shè)計初期考慮的尺寸受限制的情況，如果上部側(cè)聚光透鏡部根據(jù)所需規(guī) 格選擇合適的透鏡并以一體化光學(xué)透鏡結(jié)構(gòu)進行搭載，則也能省去布線基板 側(cè)面積空間的變更和熱電型紅外線檢測器的規(guī)格變更等新追加討論、可以提 出只由透鏡部的更換就能對應(yīng)的結(jié)構(gòu)方案，所以有利于設(shè)計費的控制。
在以下所述的本實施例中，以共用了適合安裝到TO-5型熱電型紅外線 檢測器包裝尺寸的結(jié)構(gòu)形狀的下部側(cè)支撐部的光學(xué)透鏡為例，但可以只將上 部側(cè)聚光透鏡部制作成單眼型菲涅爾形狀薄壁透鏡，或者配置多個由雙凸形 狀體或單凸形狀體構(gòu)成的小透鏡部分而構(gòu)成的多集合型球面形狀透鏡，或者
形成為平面型菲涅爾形狀薄壁透鏡的非球面型透鏡，并且各種透鏡與下部側(cè) 支撐部組合并熔敷后形成一體化透鏡結(jié)構(gòu)。另外，也能夠形成具有適合于例 如12.5mm方形的扁平包裝型和TO- 18型的熱電型紅外線^f企測器等的各種包 裝尺寸的下部側(cè)支撐部的熔敷一體型光學(xué)透鏡。

圖l是表示具有涉及本實用新型實施例1的樹脂成型光學(xué)透鏡的紅外線檢 測裝置的立體分解外觀圖。
圖2是表示具有涉及本實用新型實施例1的樹脂成型光學(xué)透鏡的紅外線檢 測裝置的側(cè)面透視概要圖。
圖3是表示具有涉及本實用新型實施例1的樹脂成型光學(xué)透鏡的紅外線檢 測裝置的上面透視概要圖。
圖4是表示具有涉及本實用新型實施例1的樹脂成型光學(xué)透鏡的紅外線檢 測裝置的紅外線檢測區(qū)域的圖。
圖5是表示具有涉及本實用新型實施例2的樹脂成型光學(xué)透鏡的紅外線檢 測裝置的上面透視概要圖。
圖6是表示具有涉及本實用新型實施例2的樹脂成型光學(xué)透鏡的紅外線檢 測裝置的紅外線檢測區(qū)域的圖。
圖7是表示具有涉及本實用新型實施例3的樹脂成型光學(xué)透鏡的紅外線檢 測裝置的紅外線^r測區(qū)域的圖。圖8是將以往的樹脂成型光學(xué)透鏡安裝到熱電型紅外線檢測器上的紅外 線檢測裝置的側(cè)面透視概要圖。
圖9是搭載了以往的樹脂成型光學(xué)透鏡的紅外線檢測裝置的側(cè)面透視概 要圖。
圖10是搭載了以往的樹脂成型光學(xué)透鏡的紅外線檢測裝置的立體分解外 觀圖。 圖中
1-上部側(cè)聚光透鏡部，2-下部側(cè)支撐部，3a、 3b-樹脂成型光學(xué)透鏡，4-紅外線受光元件，5-熱電型紅外線檢測器，6-布線基板，7-檢測器殼，8 -檢測器TAB， 9-透鏡支撐部內(nèi)面?zhèn)纫种撇浚?0-第一支撐點，11-第二支 撐點，12-配合溝，13-配合部，14-熔敷用肋，15-方向識別用肋，A-第 一聚光透鏡，B-第二聚光透鏡，C-第三聚光透鏡，F(xiàn)-焦點距離。
具體實施方式

作為獨立分離為使紅外線會聚的聚光透鏡部和安裝到熱電型紅外線檢測 器上的支撐部的光學(xué)透鏡，圖1表示立體方向分解外觀圖，圖2表示將上述 聚光透鏡部和支撐部超聲波熔敷后形成的 一體化光學(xué)透鏡安裝到熱電型紅外 線檢測器上的狀態(tài)的側(cè)面結(jié)構(gòu)概要圖。圖3表示圖2中安裝的光學(xué)透鏡和熱 電型紅外線檢測器的上面結(jié)構(gòu)概要圖。 實施例1
首先參照圖l及圖2，詳細(xì)說明涉及本實用新型的樹脂成型光學(xué)透鏡。在 本實施例1中，以能夠安裝到TO-5型的熱電型紅外線檢測器上的光學(xué)透鏡 為例。設(shè)置在上部側(cè)的聚光透鏡1是將紅外線檢測區(qū)域劃分為9個部分的各 透鏡部由菲涅爾形狀體構(gòu)成的薄壁球面型透鏡，各透鏡與紅外線受光元件4 的焦點距離關(guān)系保持在6.5mm ± 0.2mm,透鏡球面半徑設(shè)計為6.7mm ± 0.2mm。安裝到TO-5型熱電型紅外線檢測器5上的下部側(cè)支撐部2，檢測器 殼7頂部和4企測器TAB8成為安裝抑制點，由位于上述支撐部2內(nèi)面?zhèn)鹊囊?制部9和在底面部沿著檢測器TAB8進行了沖切加工的兩處的支撐點10、 11， 形成作為進行與熱電型紅外線檢測器5的聚光光軸對齊的結(jié)構(gòu)的圓柱筒狀。 在這里，上部側(cè)聚光透鏡部1的最大外圍尺寸為直徑12.8mm，下部側(cè)支撐部2的最大直徑為10.2mm。
另夕卜，在聚光透鏡l面上設(shè)置了薄壁的菲涅爾形狀小透鏡部分，但為了不 〃使圖雜亂，省去了圖示。
在上述下部側(cè)支撐部的頂面?zhèn)仍O(shè)置了配合溝12,位于上述上部側(cè)聚光透 鏡部底面?zhèn)鹊呐浜喜?3與溝12接合后，透鏡部與支撐部暫時被固定保持。 而且，在溝12部分上實施了樹脂隆起的肋14，將該肋14用超聲波熔化使其 熔敷，從而使上下部機械地接合而形成一體化結(jié)構(gòu)的光學(xué)透鏡。在這里，接 合熔敷部的強度以保持最低抗拉強度5kgf/平方厘米的條件來熔敷，難以分離 上部側(cè)透鏡部和下部側(cè)支撐部地進行機械連接。另外，透鏡材質(zhì)使用了以往 廣泛使用的高密度聚乙烯材料。
位于下部側(cè)支撐部底面部上的檢測器安裝方向規(guī)定支撐點10、 ll是實施 了兩處沖切加工的結(jié)構(gòu)。這兩處的位置關(guān)系是，在相對作為正規(guī)基準(zhǔn)的第一 支撐點IO軸轉(zhuǎn)動了 45度的底面位置上設(shè)置第二支撐點11。并且，在第一支 撐點IO上側(cè)設(shè)置肋15,做成識別第一支撐點和第二支撐點的結(jié)構(gòu)。圖3表示 將下部側(cè)支撐部2向使作為正規(guī)基準(zhǔn)的第一支撐點10與檢測器TAB8 —致的 方向安裝到熱電型紅外線檢測器上、即相對紅外線受光元件4將第一支撐點 IO設(shè)置在同軸線上的場合的各九個聚光透鏡位置關(guān)系。
圖4表示向圖3所示的方向設(shè)置了光學(xué)透鏡的、由每個元件的紅外線受光 元件尺寸為X方向lmm、 Y方向2mm且兩個元件間間隙為lmm的雙重型紅 外線受光元件構(gòu)成的熱電型紅外線^r測器5的上述紅外線受光元件4與地面 水平地安裝了的場合的投影在檢測對象距離5m地點上的紅外線檢測區(qū)域。此 條件下的紅外線檢測區(qū)域的投影形狀配光形成為X方向最大寬度11.8m、 Y 方向最大寬度10.8m的菱形。 實施例2
使用圖5和圖6，說明涉及本實施例2的實用新型的方式。圖5表示將實 施例1中使用的光學(xué)透鏡向使下部側(cè)支撐部2的第二支撐點11與檢測器TAB8 一致的方向、即紅外線受光元件4與各透鏡部的配光光軸相對于正規(guī)基準(zhǔn)軸 轉(zhuǎn)動了 45度時的上面透視概要，圖6表示圖5的紅外線檢測裝置中的與圖4 同條件設(shè)置的檢測對象距離5m地點的投影紅外線檢測區(qū)域。這時，隨著透鏡部的光軸改變，分割劃分的紅外線檢測區(qū)域的大小、形狀、配光與圖4所示 的紅外線檢測區(qū)域不同，紅外線檢測區(qū)域的投影形狀為X方向最大寬度9.4m、 Y方向最大寬度8.3m的四邊形。 實施例3
圖7表示形成將上部側(cè)聚光透鏡的焦點距離為5.8mm土0.2mm、紅外線斗企 測區(qū)域分割為7部分的菲涅爾形狀透鏡集合體配置在球面半徑成為6mm士 0.2mm的位置上的薄壁球面形狀透鏡、在裝配到實施例1及實施例2中使用 的下部側(cè)支撐部上后，進行超聲波熔敷而安裝設(shè)置在雙重型紅外線檢測器5 上的紅外線檢測裝置中的與圖4和圖6同樣的設(shè)置條件下的檢測對象距離5m 地點的紅外線檢測區(qū)域。上述分割為七部分的光學(xué)透鏡所形成的紅外線檢測 區(qū)域形成為X方向最大寬度9.1m、 Y方向最大寬度9.0m的十字形。
權(quán)利要求1.一種樹脂成型光學(xué)透鏡，使來自檢測對象面的紅外線會聚在紅外線受光元件，其特征在于，形成為分別獨立分離了作為上部側(cè)設(shè)置的聚光透鏡部和作為下部側(cè)設(shè)置的安裝固定在熱電型紅外線檢測器上的支撐部的樹脂成型品，使上述聚光透鏡部和支撐部配合，利用超聲波熔敷法將上下部機械連接，并作為一體化的光學(xué)透鏡直接搭載設(shè)置在熱電型紅外線檢測器上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的樹脂成型光學(xué)透鏡，其特征在于， 上述樹脂成型光學(xué)透鏡具有向熱電型紅外線檢測器安裝支撐的方向可以設(shè)置在與紅外線受光元件同軸方向設(shè)置的第一支撐點和軸轉(zhuǎn)動45度后配置的 第二支撐點這2個方向上的結(jié)構(gòu)，檢測對象面的紅外線檢測區(qū)域的投影形狀可 以選擇。
專利摘要本實用新型涉及樹脂成型光學(xué)透鏡。使檢測對象面的紅外線會聚在紅外線受光元件上的由樹脂材料構(gòu)成的光學(xué)透鏡在透鏡支撐部和透鏡部的形狀尺寸上，因注射成型的成立條件方面的原因，透鏡部形狀和大小有設(shè)計限制。形成獨立分離為配置在上部側(cè)的紅外線聚光透鏡部和配置在下部側(cè)的安裝到熱電型紅外線檢測器上的支撐部的樹脂成型品，將上述聚光透鏡部和支撐部進行超聲波熔敷后構(gòu)成一體化光學(xué)透鏡。而且，按照紅外線檢測裝置的構(gòu)筑方案，將上述上部側(cè)聚光透鏡變更、調(diào)整為具有各種紅外線檢測區(qū)域的各種透鏡，由此能容易進行紅外線檢測區(qū)域的分割、劃分選擇。
文檔編號G02B3/00GK201352154SQ200820176779
公開日2009年11月25日 申請日期2008年12月4日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月5日
發(fā)明者平尾敏則, 木村親吾, 田中基樹, 近藤純 申請人:日本陶瓷株式會社