專利名稱：光電傳感器的制作方法
光電傳感器
背景技術(shù)：
本發(fā)明涉及光電傳感器。
背景技術(shù)：
以往，已知有一種光電傳感器，其利用受光元件將從投光元件投射的光接收，根據(jù)從該受光元件輸出的受光信號來檢測光路上有無檢測物(例如，參照日本特開2005-285500 號公報)。然而，在如上所述的光電傳感器中，使用投射可見光或非常接近可見光的波段的光(例如，在860nm的波長處具有峰值功率的光)。并且，在受光元件的上游設(shè)置有截止濾波器，通過截止濾波器僅使從該投光元件投射的光之中的峰值波段的光通過。通過該截止濾波器，在受光元件的上游將工廠內(nèi)的熒光燈照明或太陽光等環(huán)境光除去，所以能夠抑制 因受光元件接收環(huán)境光而引起的誤檢測。但是，為了通過截止濾波器將波長處于投光元件的峰值波段以外的光除去，需要采用將比投光元件的峰值波長短的短波長側(cè)和比投光元件的峰值波長長的長波長側(cè)的波段除去的特殊的濾波器，導(dǎo)致成本增加。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠抑制環(huán)境光的影響且有助于低成本化的光電傳感器。為了達(dá)到上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方式，提供一種光電傳感器，利用受光元件將從投光元件投射的光接收，根據(jù)從該受光元件輸出的受光信號來檢測在光路上有無檢測物，所述投光元件投射在900nm以上的波長處具有峰值功率的近紅外光，所述受光元件是與所述近紅外光對應(yīng)的光電二極管，在所述光路上的所述受光元件的上游設(shè)置有將波長為900nm以下的光截止的截止濾波器。在上述方式中，優(yōu)選所述截止濾波器被一體設(shè)置在所述受光元件的受光面上。在上述方式中，優(yōu)選所述截止濾波器被蒸鍍在所述受光元件的受光面上。根據(jù)此結(jié)構(gòu)，由于截止濾波器被蒸鍍在受光元件的受光面，所以能夠容易地將截止濾波器形成在受光元件的受光面。在上述方式中，優(yōu)選所述受光元件被設(shè)置在受光器上，所述受光器包括殼體，內(nèi)部具有所述受光元件；透鏡部件，被設(shè)置在所述殼體的受光面?zhèn)龋箒碜运鐾豆庠墓馔高^；以及對準(zhǔn)光軸用的顯示燈，其被設(shè)置在所述殼體內(nèi)，用于顯示所述投光元件和所述受光兀件的光軸已對準(zhǔn)。在上述方式中，優(yōu)選所述投光元件投射在900nm IOOOnm范圍內(nèi)的波長處具有峰值功率的近紅外光，所述受光元件是與所述近紅外光對應(yīng)地具有接收波長在900nm IOOOnm范圍內(nèi)的光時靈敏度為最高的特性的光電二極管。在上述方式中，優(yōu)選所述投光元件投射在930nm 950nm范圍內(nèi)的波長處具有峰值功率的近紅外光，所述受光元件是與所述近紅外光對應(yīng)地具有接收波長在930nm 950nm范圍內(nèi)的光時靈敏度為最高的特性的光電二極管。
根據(jù)本發(fā)明，投光元件投射在900nm以上的波長處具有峰值功率的近紅外光。受光兀件是與該近紅外光對應(yīng)的光電二極管。這種光電二極管由于在長波長區(qū)域(例如1050nm以上的波段)上的受光靈敏度較低(參見圖2)，所以不設(shè)置用于除去長波長區(qū)域的光的濾波器，也能夠抑制由長波長區(qū)域的環(huán)境光引起的誤檢測的發(fā)生。另一方面，短波長區(qū)域的環(huán)境光(900nm以下的波長的光)被設(shè)置在受光元件的上游的截止濾波器除去，所以能夠抑制由短波長區(qū)域的環(huán)境光引起的誤檢測的發(fā)生。由此，不設(shè)置特殊的濾波器，只采用由將投光元件的波長比峰值波長(即，受光元件的受光靈敏度的峰值波長)短的短波長側(cè)截止的截止濾波器構(gòu)成的濾波器，就能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化，能夠抑制由短波長側(cè)和長波長側(cè)的環(huán)境光引起的誤檢測的發(fā)生。因此，根據(jù)本發(fā)明的光電傳感器，能夠抑制環(huán)境光的影響，并有助于低成本化。


圖I是示出本發(fā)明的一個實施方式所涉及的光電傳感器的構(gòu)成的概要圖。圖2是表示圖I的光電傳感器的受光元件的分光靈敏度特性的曲線圖。圖3是表示太陽光的分光放射分布的曲線圖。
具體實施例方式下面，依照附圖，說明本發(fā)明的一個實施方式所涉及的光電傳感器。如圖I所示，本實施方式的光電傳感器10具備投光器11、受光器12、以及用于控制投光器11和受光器12的控制部13。在投光器11的殼體Ila內(nèi)設(shè)置有投光兀件21。投光元件21使用正面發(fā)光式的950nm波長的LED。該投光元件21投射在950nm的波長處具有峰值功率的近紅外光R。在受光器12的殼體12a內(nèi)具備受光元件22。受光元件22使用用于接收與從投光元件21投射的近紅外光R對應(yīng)的950nm波長的光的硅光電二極管。在殼體12a的受光面?zhèn)仍O(shè)置有由透明部件構(gòu)成的透鏡部件23。來自投光元件21的光透過透鏡部件23，入射到殼體12a內(nèi)，被殼體12a內(nèi)的受光兀件22的受光面接收。另外，在受光器12的殼體12a內(nèi)設(shè)置有用于光軸對準(zhǔn)的顯示燈24。顯示燈24發(fā)出的光能夠通過受光器12的受光面?zhèn)鹊耐哥R部件23來目視確認(rèn)。在此，圖2中示出受光元件22所使用的硅光電二極管的分光靈敏度特性。如圖2所示，該硅光電二極管的受光靈敏度根據(jù)所要接收的光的波長而不同，接收波長位于950nm附近的光的靈敏度最高，在圖2的曲線圖中，峰值波長的受光靈敏度被設(shè)定為I (基準(zhǔn)值)。從波長比受光靈敏度的峰值波長短的短波長側(cè)觀看時，所要接收的光的波長越短，受光靈敏度越低，波長為850nm時的光的受光靈敏度約為O. 9，波長為750nm時的光的受光靈敏度的值接近O。另一方面，在波長比受光靈敏度的峰值波長長的長波長側(cè)觀看時，所要接收的光的波長越長，受光靈敏度越低，波長為IOOOnm時的光的受光靈敏度約為O. 9，波長為1050nm時的光的受光靈敏度約為O. 5，波長為1150nm時的光的受光靈敏度的值接近O。受光元件22在具有上述特性的硅光電二極管的受光面上蒸鍍有截止濾波器22a。截止濾波器22a將波長為900nm以下的光除去。因此，受光元件22的受光面只接收波長比900nm長的光。
作為環(huán)境光的一個例子，圖3示出太陽光的分光放射分布特性。如圖3所示，太陽光的光強度在可見光區(qū)域最高，在波長比可見光長的長波長區(qū)域側(cè)，波長為900nm以下的區(qū)域的光強度仍較高。在此，在本實施方式的受光元件22的受光面上設(shè)置有將波長為900nm以下的光除去的截止濾波器22a，所以太陽光之中的、光強度高而容易引起誤檢測的波長為900nm以下的光被截止濾波器22a除去，而不被受光元件22接收。另一方面，在太陽光中，波長大于900nm的長波長區(qū)域中的光強度較小，且該長波長區(qū)域上的受光元件22的受光靈敏度較低，所以不易因該長波長區(qū)域的太陽光而引起受光元件22的誤檢測。另外，太陽光的光強度具有在900nm IOOOnm的波長區(qū)域急劇下降的特性，在該波長區(qū)域內(nèi)的大致940nm處最低。而且，本實施方式的受光元件22使用具有接收波長為930nm 950nm的光時靈敏度為最高的特性的光電二極管，所以尤其不易因環(huán)境光(太陽光)而導(dǎo)致誤檢測。接著，說明本實施方式的作用。
控制部13使投光元件21投射近紅外光R。當(dāng)在其光路上不存在作為檢測物的工件W時，近紅外光R通過截止濾波器22a被受光元件22的受光面接收。此時，從受光元件22向控制部13輸出的受光信號為預(yù)定的閾值以上。根據(jù)該受光信號，控制部13判斷為在近紅外光R的光路上不存在工件W。另一方面，工件W處于將從投光元件21投射的近紅外光R遮住的位置上時，從受光元件22輸出到控制部13的受光信號低于所述閾值?？刂撇?3根據(jù)該受光信號而判斷為在近紅外光R的光路上存在工件W。在此，在本實施方式的光電傳感器10中，在受光元件22的受光面設(shè)置有截止濾波器22a。因此，太陽光或工廠內(nèi)的熒光燈照明的光等環(huán)境光中的波長為900nm以下的光被截止濾波器22a除去，而不被受光元件22接收。由此，完全不會發(fā)生由短波長區(qū)域的環(huán)境光引起的工件W的誤檢測。另一方面，對于環(huán)境光中的波長大于900nm的長波長區(qū)域的光，因其自身強度較低，而且，由于受光元件22的受光靈敏度特性的原因，該長波長區(qū)域的光不易被接收，所以不易發(fā)生因長波長區(qū)域的環(huán)境光而引起的工件W的誤檢測。也就是說，在本實施方式中，只是采用由將波長為900nm以下的光除去的截止濾波器22a構(gòu)成的濾波器結(jié)構(gòu)，就能夠抑制環(huán)境光的短波長區(qū)域的光及長波長區(qū)域的光引起的誤檢測的發(fā)生。接著，說明設(shè)置投光器11和受光器12時的光軸對準(zhǔn)。首先，受光器12被設(shè)置在預(yù)定位置上。接著，用戶握持投光器11，在從該投光器11投射了近紅外光R的狀態(tài)下，對投光元件21和受光元件22的光軸進(jìn)行位置對準(zhǔn)。當(dāng)投光元件21與受光元件22的光軸一致時，控制部13根據(jù)來自受光元件22的受光信號將顯示燈24點亮。此時，由于顯示燈24通過透鏡部件23 (透明部件)在受光器12的受光面?zhèn)赛c亮，所以用戶能夠在握持投光器11進(jìn)行了光軸對準(zhǔn)作業(yè)的狀態(tài)下確認(rèn)到顯示燈24點亮。由此，光軸對準(zhǔn)的作業(yè)性有所提高。接著，記載本實施方式的特征性效果。(I)受光元件22將從投光元件21投射的光接收。控制部13根據(jù)從該受光元件22輸出的受光信號來檢測有無工件W。而且，投光元件21投射在900nm以上的波長處具有峰值功率的近紅外光R。受光元件22是與近紅外光R對應(yīng)的光電二極管。在該受光元件22的上游設(shè)置有截止濾波器22a，該截止濾波器22a將波長為900nm以下的光除去。加之，由于受光元件22的長波長區(qū)域(例如、1050nm以上的波段)處的受光靈敏度較小(參照圖2)，所以即使不設(shè)置除去長波長區(qū)域的光的濾波器，也能夠抑制由長波長區(qū)域的環(huán)境光引起的誤檢測的發(fā)生。另一方面，短波長區(qū)域的環(huán)境光(波長為900nm以下的光)被設(shè)置在受光元件22的上游的截止濾波器22a除去，所以能夠抑制由短波長區(qū)域的環(huán)境光引起的誤檢測的發(fā)生。由此，不使用特殊的濾波器，采用只由將波長比投光元件21的峰值波長(即，受光元件22的受光靈敏度的峰值波長)短的短波長側(cè)截止的截止濾波器22a構(gòu)成的濾波器結(jié)構(gòu)，從而能夠?qū)崿F(xiàn)低成本化，能夠抑制由短波長側(cè)和長波長側(cè)的環(huán)境光引起的誤檢測的發(fā)生。(2)由于截止濾波器22a被一體設(shè)置在受光元件22的受光面上，所以與將截止濾波器22a和受光元件22分開設(shè)置的 結(jié)構(gòu)相比，有助于結(jié)構(gòu)的簡化。(3)由于截止濾波器22a被蒸鍍在受光元件22的受光面上，所以容易將截止濾波器22a形成在受光元件22的受光面上。(4)具有受光元件22的受光器12包括內(nèi)部具有受光元件22的殼體12a ;透鏡部件23，被設(shè)置在殼體12a的受光面?zhèn)?，由使來自投光元?1的光透過的透明部件構(gòu)成；以及設(shè)置在殼體12a內(nèi)的用于光軸對準(zhǔn)的顯示燈24。由此，作為受光元件22，使用與在900nm以上的波長處具有峰值功率的近紅外光R對應(yīng)的光電二極管，從而無需特殊的濾波器。因此，無需采用對受光器12的透鏡部件23實施特殊的濾波加工而不使可見光透過的部件，能夠使用透明部件。因此，能夠通過設(shè)置在受光面?zhèn)鹊耐哥R部件23，目視確認(rèn)設(shè)置在殼體12a內(nèi)的用于光軸對準(zhǔn)的顯示燈24。其結(jié)果，光軸對準(zhǔn)的作業(yè)中的顯示燈24的點亮確認(rèn)變得容易，能夠提高光軸對準(zhǔn)的作業(yè)性。(5)投光元件21投射在900nm IOOOnm范圍內(nèi)的波長處具有峰值功率的近紅外光R。受光元件22是與近紅外光R對應(yīng)的光電二極管，具有接收波長為900nm IOOOnm的光時靈敏度為最高的特性。環(huán)境光的光強度具有在900nm IOOOnm的波長區(qū)域急劇下降的特性(參照圖3)。因此，通過將受光元件22的受光靈敏度最高的波長設(shè)定在900nm lOOOnm，從而能夠抑制因環(huán)境光引起的誤檢測的發(fā)生。(6)投光元件21投射在930nm 950nm的范圍內(nèi)的波長處具有峰值功率的近紅外光R，受光元件22是與近紅外光R對應(yīng)的光電二極管，具有接收波長為930nm 950nm的光時靈敏度為最高的特性。環(huán)境光的光強度在900nm IOOOnm的波長區(qū)域內(nèi)，在約940nm處最低(參照圖3)。因此，通過將受光元件22的受光靈敏度最高的波長設(shè)定為930nm 950nm，從而能夠進(jìn)一步抑制環(huán)境光引起的誤檢測的發(fā)生。另外，本發(fā)明的實施方式可以采用如下方式變更。 在上述實施方式中，作為投光元件21使用波長950nm的LED，作為受光元件22使用用于接收波長為950nm的光的硅光電二極管。除此之外，例如，只要峰值波長在900nm IOOOnm的范圍內(nèi)，也可以使用峰值波長為950nm以外的LED。另外，在這種情況下，受光元件22使用與投光元件21的峰值波長對應(yīng)的硅光電二極管，具有接收900nm IOOOnm的范圍內(nèi)的某一波長的光時靈敏度為最高的特性。通過這種結(jié)構(gòu)，能夠更好地抑制長波長側(cè)的環(huán)境光的影響，其中，作為投光元件21，使用峰值波長為930 950nm的范圍內(nèi)的LED，作為受光元件22，使用具有接收波長為930nm 950nm的光時靈敏度為最高的特性的光電二極管，通過這種結(jié)構(gòu)，能夠更好地抑制長波長側(cè)的環(huán)境光的影響。另外，其中，如上述實施方式所述，通過采用作為投光元件21使用950nm的LED、作為受光元件22使用接收950nm波長的光的硅光電二極管的結(jié)構(gòu)，能夠更加良好地抑制長波長側(cè)的環(huán)境光的影響。
·在上述實施方式中，截止濾波器22a被蒸鍍在受光元件22的受光面上。除此之夕卜，例如，截止濾波器22a也可以被粘合在受光元件22的受光面上。另外，也可以采用將截止濾波器配置于上游的濾波板。 在上述實施方式中,本發(fā)明被應(yīng)用于投光器11和受光器12分開構(gòu)成的光電傳感器10。除此之外，本發(fā)明也可以被應(yīng)用于例如投光器和受光器形成為一體的光電傳感器。在這種構(gòu)成中，投光7Π件和受光7Π件被收納在殼體內(nèi)。作為殼體正面(投光面和受光面)的透鏡部件使用透明部件。若在殼體內(nèi)部設(shè)置可見光指示器(pointer)，則能夠?qū)⒃撝甘酒鞯墓馔ㄟ^透明的透鏡部件射出到殼體外部?！?br> 權(quán)利要求
1.一種光電傳感器，利用受光7Π件接收從投光7Π件投射的光，根據(jù)從該受光7Π件輸出的受光信號來檢測在光路上有無檢測物，其特征在于， 所述投光元件投射在900nm以上的波長處具有峰值功率的近紅外光， 所述受光元件是與所述近紅外光對應(yīng)的光電二極管，在所述光路上的所述受光元件的上游設(shè)置有將波長為900nm以下的光截止的截止濾波器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的光電傳感器，其特征在于， 所述截止濾波器被一體設(shè)置在所述受光元件的受光面上。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的光電傳感器，其特征在于， 所述截止濾波器被蒸鍍在所述受光元件的受光面上。
4.根據(jù)權(quán)利要求I 3任意一項所述的光電傳感器,其特征在于， 所述受光元件被設(shè)置在受光器上， 所述受光器包括 殼體，內(nèi)部具有所述受光元件； 透鏡部件，被設(shè)置在所述殼體的受光面?zhèn)龋箒碜运鐾豆庠墓馔高^；以及對準(zhǔn)光軸用的顯示燈，其被設(shè)置在所述殼體內(nèi)，用于顯示所述投光元件和所述受光元件的光軸已對準(zhǔn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I 3任意一項所述的光電傳感器,其特征在于， 所述投光元件投射在900nm IOOOnm范圍內(nèi)的波長處具有峰值功率的近紅外光，所述受光元件是與所述近紅外光對應(yīng)地具有接收波長在900nm IOOOnm范圍內(nèi)的光時靈敏度為最高的特性的光電二極管。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光電傳感器,其特征在于， 所述投光元件投射在930nm 950nm范圍內(nèi)的波長處具有峰值功率的近紅外光，所述受光元件是與所述近紅外光對應(yīng)地具有接收波長在930nm 950nm范圍內(nèi)的光時靈敏度為最高的特性的光電二極管。
全文摘要
一種能夠抑制環(huán)境光的影響且有助于低成本化的光電傳感器。在該光電傳感器中，受光元件將從投光元件投射的光接收，輸出受光信號?？刂撇扛鶕?jù)從該受光元件輸出的受光信號來檢測有無工件。投光元件投射在900nm以上的波長處具有峰值功率的近紅外光。受光元件是與近紅外光對應(yīng)的光電二極管。在所述光路上的所述受光元件的上游設(shè)置有將波長為900nm以下的光除去的截止濾波器。
文檔編號G01V8/12GK102901991SQ20111043410
公開日2013年1月30日 申請日期2011年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月29日
發(fā)明者藤井隆志 申請人:松下神視株式會社