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CN106463569A - 光学传感器 - Google Patents

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CN106463569A CN201580031976.8A CN201580031976A CN106463569A CN 106463569 A CN106463569 A CN 106463569A CN 201580031976 A CN201580031976 A CN 201580031976A CN 106463569 A CN106463569 A CN 106463569A
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Nitto Denko Corp
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Abstract

提供一种能够使光的接收发出部分薄型化的光学传感器。该光学传感器是一种如下的光学传感器：设置于设备，并具备发光元件(3)、和经过空间(S)来接收该发光元件(3)所发出的光的受光元件(4)，通过照到存在于所述空间(S)的被探测物(M)的所述光的变化来探测该被探测物(M)，其中，线状的第一光波导(1)以能够光传播的方式与所述发光元件(3)连接，该第一光波导(1)的前端部形成为将所述发光元件(3)所发光的光射出的光射出部，线状的第二光波导(2)以能够光传播的方式与所述受光元件(4)连接，该第二光波导(2)的前端部形成为光入射部，从所述第一光波导(1)的光射出部射出的光经过空间(S)而入射到该光入射部。

Description

光学传感器
技术领域
本发明涉及一种以光学的方式探测物体的有无、状态等的光学传感器。
背景技术
以往以来，提出了一种利用物体对光的切断、反射等来以光学的方式探测该物体的有无、状态等的光学传感器。作为该光学传感器的一例，能够列举利用光的切断来探测有无物体的光断续器(例如，参照专利文献1)。如图12所示，在该光断续器中，发光元件3与受光元件4隔出空间S地相向，上述发光元件3所发出的光经过上述空间S而由上述受光元件4直接接收。而且，在成为被探测物M的物体存在于上述空间S的状态下，上述发光元件3所发出的光会被该物体切断，上述受光元件4感测该光的切断，由此能够探测上述物体的存在。这种光断续器例如设置于打印机的用纸供给部，能够探测该用纸供给部中有无用纸。
另外，作为上述光学传感器的其他例，能够列举利用光的反射来探测有无物体的接近传感器(例如，参照专利文献2)。如图13所示，在该接近传感器中，上述发光元件3与受光元件4朝向同一侧(图13中为上侧)，当在该朝向的一侧的空间S的规定位置(距离)存在成为被探测物M的物体时，上述发光元件3所发出的光会在该物体上反射，其反射光会由上述受光元件4直接接收。当在该朝向的一侧的空间S的规定位置(距离)没有上述物体时，上述发光元件3所发出的光不会在上述物体上反射，或者即使发生了反射，反射光也不被上述受光元件4接收。这样，根据是否由受光元件4接收到上述反射光，能够探测在上述接近传感器中的上述发光元件3的发光方向(图13中为上方)有无上述物体。这种接近传感器例如能够设置于移动电话，在通话时，能够探测在移动电话附近有脸(耳)的情形，由此，能够对移动电话的显示器上的显示进行调光从而延长移动电话的电池寿命。
专利文献1：日本特开2005-64140号公报
专利文献2：日本特开2006-5141号公报
发明内容
发明要解决的问题
针对上述打印机、移动电话等设备，要求薄型化。然而，对于上述光断续器等光学传感器中光的发出和接收，如果直接使用上述发光元件3和受光元件4，则由于这些发光元件3、受光元件4本身的大小而无法充分响应进一步薄型化的要求。并且，上述元件3、4安装于电路基板(未图示)，该电路基板也会妨碍薄型化。并且，上述发光元件3和受光元件4通常是在与上述电路基板一起固定于壳体等固定构件51、52的状态下作为上述光断续器等光学传感器而被使用的，因此又增大了该固定构件51、52的部分。上述各元件3、4的尺寸包含安装各元件3、4的电路基板在内例如是宽度W0为0.3mm以上、厚度T0为1.0mm以上，图12所示的上述固定构件51的尺寸中的将各元件3、4与上述电路基板一起固定的部分的宽度W1为0.53mm以上、厚度T1为1.6mm以上，图13所示的上述固定构件52的尺寸中的将各元件3、4与上述电路基板一起固定的部分的宽度W2为3.05mm以上、厚度T2为1.0mm以上，从而期望更加薄型化。
本发明是鉴于上述情形而完成的，其目的在于提供一种能够使光的接收发出部分薄型化的光学传感器。
用于解决问题的方案
为了达成上述目的，本发明的光学传感器是一种具备发光元件、线状的第一光波导、受光元件以及线状的第二光波导的光学传感器，其中，所述线状的第一光波导以能够光传播的方式与所述发光元件连接，所述第一光波导的前端部形成为将所述发光元件所发出的光射出的光射出部，所述线状的第二光波导以能够光传播的方式与所述受光元件连接，所述第二光波导的前端部形成为光入射部，从所述第一光波导的光射出部射出的光经过空间而入射到光入射部，该光学传感器设置于设备并通过照到存在于所述空间的被探测物的所述光的变化来探测该被探测物。
此外，在本发明中，“光的变化”意味着光的切断、透过以及反射中的任一个。
发明的效果
本发明的光学传感器并非在受光元件与发光元件之间进行光的授受，而是作为代替使用线状的光波导来进行光的授受，从而实现光的接收发出部分的薄型化。即，连接于发光元件的线状的第一光波导的前端部形成为光射出部，连接于受光元件的线状的第二光波导的前端部形成为光入射部。在此，光波导能够形成得薄，因此光的接收发出部分(第一光波导的光射出部和第二光波导的光入射部)能够比以往的光的接收发出部分(发光元件和受光元件)更加薄型化。而且，在本发明的光学传感器中，从上述光的接收发出部分通过上述第一光波导和第二光波导来连接发光元件和受光元件，因此能够将这些发光元件和受光元件配置于不会影响设备的薄型化的位置。由此可知，设置本发明的光学传感器的设备能够实现薄型化。
特别是，具备固定构件，该固定构件在上述第一光波导的光射出面与上述第二光波导的光入射面隔出空间地相向的状态下固定上述第一光波导的光射出部和上述第二光波导的光入射部，在上述发光元件和受光元件与上述固定构件分开地配置的情况下，该固定构件的部分成为光的接收发出部分(第一光波导的光射出部和第二光波导的光入射部)。而且，该固定构件能够与上述第一光波导的光射出部的厚度和第二光波导的光入射部的厚度对应地薄型化，因此能够使上述光的接收发出部分薄型化。另外，上述光的接收发出部分向设备的设置能够通过对设备设置上述固定构件来实现，从而能够使该设置变得简单。而且，由于上述发光元件和受光元件与上述固定构件分开地配置，因此能够容易地将这些发光元件和受光元件配置于不会影响设备的薄型化的位置。
另外，具备固定构件，该固定构件在上述第一光波导的光射出面与上述第二光波导的光入射面朝向同一侧的状态下固定上述第一光波导的光射出部和上述第二光波导的光入射部，在上述发光元件和受光元件与上述固定构件分开地配置的情况下也与上述同样地，该固定构件成为光的接收发出部分(第一光波导的光射出部和第二光波导的光入射部)。而且，该固定构件能够与上述第一光波导的光射出部的厚度和第二光波导的光入射部的厚度对应地薄型化，因此能够使上述光的接收发出部分薄型化。另外，上述光的接收发出部分向设备的设置能够通过对设备设置上述固定构件来实现，从而能够使该设置变得简单。而且，由于上述发光元件和受光元件与上述固定构件分开地配置，因此能够容易地将这些发光元件和受光元件配置于不会影响设备的薄型化的位置。
附图说明
图1示意性地示出本发明的光学传感器的第1实施方式，(a)是第1实施方式的俯视图，(b)是第1实施方式的纵向截面图。
图2示意性地示出本发明的光学传感器的第2实施方式，(a)是第2实施方式的俯视图，(b)是第2实施方式的纵向截面图。
图3是示意性地示出本发明的光学传感器的第3实施方式的纵向截面图。
图4是示意性地示出本发明的光学传感器的第4实施方式的纵向截面图。
图5是示意性地示出本发明的光学传感器的第5实施方式的纵向截面图。
图6是示意性地示出本发明的光学传感器的第6实施方式的纵向截面图。
图7是示意性地示出本发明的光学传感器的第7实施方式的纵向截面图。
图8是示意性地示出本发明的光学传感器的第8实施方式的纵向截面图。
图9是示意性地示出本发明的光学传感器的第9实施方式的纵向截面图。
图10是示意性地示出本发明的光学传感器的第10实施方式的纵向截面图。
图11是示意性地示出上述各光学传感器中的发光元件和受光元件的连接方式的变形例的纵向截面图。
图12是示意性地示出以往的光学传感器的截面图。
图13是示意性地示出以往的其它光学传感器的截面图。
具体实施方式
接着，基于附图来详细地说明本发明的实施方式。
图1的(a)是示出本发明的光学传感器的第1实施方式的俯视图，图1的(b)是第1实施方式的纵向截面图。本实施方式的光学传感器具备：安装于第一电路基板(未图示)的发光元件3、一个端面与该发光元件3以能够光传播的方式连接的线状的第一光波导1、安装于第二电路基板(未图示)的受光元件4、一个端面与该受光元件4以能够光传播的方式连接的线状的第二光波导2、以及在上述第一光波导1的另一个端面(前端面)与上述第二光波导2的另一个端面(前端面)隔出空间S地相向的状态下固定上述第一光波导1的另一个端部(前端部)和上述第二光波导2的另一个端部(前端部)的固定构件5。而且，上述发光元件3所发出的光通过上述第一光波导1的芯(光路)1b之中而从第一光波导1的前端面射出，经过上述空间S而向上述第二光波导2的芯2b的前端面入射并通过该芯2b之中而由上述受光元件4接收(参照图示的单点划线的箭头)。并且，上述第一光波导1的一端侧(连接有发光元件3的一侧)和上述第二光波导2的一端侧(连接有受光元件4的一侧)从上述固定构件5突出，从而上述发光元件3和受光元件4与上述固定构件5分开地配置。另外，在本实施方式中，上述第一光波导1形成为厚度比发光元件3和第一电路基板的合计厚度薄，上述第二光波导2形成为厚度比受光元件4和第二电路基板的合计厚度薄。
进一步详细说明，在本实施方式中，上述线状的第一光波导和第二光波导1、2均在下包层1a、2a的表面形成一个成为光路的上述芯1b、2b，在上述下包层1a、2a表面以遮盖该芯1b、2b的方式形成上包层1c、2c。这样的第一光波导和第二光波导1、2具有挠性。而且，关于各层的厚度，例如设定为下包层1a、2a的厚度在1μm～50μm的范围内、芯1b、2b的厚度在1μm～100μm的范围内、上包层1c、2c的厚度在1μm～50μm的范围内(距芯1b、2b的上表面的厚度)。
另外，上述固定构件5在上述第一光波导1的芯1b的前端面(光射出面)与上述第二光波导2的芯2b的前端面(光入射面)隔出空间S地相向且能够经由该空间S光传播的状态下进行固定。而且，上述空间S是用纸等成为被探测物M的物体所通过的部分。即，上述固定构件5成为光的接收发出部分(第一光波导1的光射出面和第二光波导2的光入射面)。而且，该固定构件5能够与上述第一光波导1的前端部(光射出部)的厚度和第二光波导2的前端部(光入射部)的厚度对应地薄型化，因此能够使上述光的接收发出部分薄型化。由此，能够实现设置上述光学传感器的设备的薄型化。
例如，如果设下包层1a、2a的厚度为25μm，设芯1b、2b的厚度为50μm，设上包层1c、2c的厚度(距芯1b、2b的上表面的厚度)为25μm来制作具有厚度0.1mm的前端部的第一光波导和第二光波导1、2，则能够使上述固定构件5的厚度T为0.5mm。与以往的固定发光元件3和受光元件4的所述固定构件51(参照图12)的厚度T1(1.6mm以上)比较，该固定构件5的厚度T相当薄型化。
并且，上述发光元件3和受光元件4通过上述第一光波导和第二光波导1、2连接并从上述固定构件(光的接收发出部分)5突出，因此能够将这些发光元件3和受光元件4同第一电路基板和第二电路基板一起与上述固定构件5分开地配置于不会影响设备的薄型化的位置。这一点也对上述设备的薄型化作出贡献。此外，上述第一电路基板与第二电路基板既可以是相同的(一体的)电路基板，也可以是不同的(分开的)电路基板。
另外，作为上述下包层1a、2a、芯1b、2b以及上包层1c、2c的形成材料，例如能够列举环氧树脂、丙烯酸类树脂、聚酰胺、聚酰亚胺聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯等高分子树脂、硅类树脂等，利用与该形成材料相应的制法，能够制作上述线状的第一光波导和第二光波导1、2。另外，上述芯1b、2b的折射率设定为比上述下包层1a、2a和上包层1c、2c的折射率大。该折射率的调整例如能够通过调整各形成材料的种类的选择或组成比率来进行。另外，作为上述固定构件5的形成材料，能够列举感光性树脂、热固性树脂、金属等，利用与该形成材料相应的制法，能够制作该固定构件5。
图2的(a)是示出本发明的光学传感器的第2实施方式的俯视图，图2的(b)是第2实施方式的纵向截面图。关于本实施方式的光学传感器，在各光波导1、2的前端面设置将光路变换90°的棱镜等光路变换构件6A、6B，来形成各光波导1、2的前端部。上述光路变换构件6A、6B能够以通过粘接剂粘接于各光波导1、2或者通过传递成型而与各光波导1、2一体成型的方式设置。而且，光射出部的上述光路变换构件(第一光路变换构件)6A的光射出面与光入射部的上述光路变换构件(第二光路变换构件)6B的光入射面隔出空间S地相向。另外，在上述前端部的各光波导1、2的部分与在上述空间S传播的光(参照图示的单点划线的箭头)呈直角〔图2的(b)中为上下方向〕地延伸。除此以外的部分与上述第1实施方式相同，对相同的部分标注相同的附图标记。
在本实施方式中，例如当设第一光波导和第二光波导1、2的厚度为0.1mm时，能够使固定这些各前端部的固定构件5的部分宽度W为0.35mm。与以往的固定发光元件3和受光元件4的所述固定构件51(参照图12)的部分的宽度W1(0.53mm以上)比较，该固定构件5的部分的宽度W薄型化。而且，与上述第1实施方式同样地，能够实现设置上述光学传感器的设备的薄型化。
图3是示出本发明的光学传感器的第3实施方式的纵向截面图。本实施方式的光学传感器将各光波导1、2的前端弯曲90°，并使光射出部的光射出面与光入射部的光入射面隔出空间S地相向。这样的各光波导1、2能够通过使用具有这样的弯曲形状的模具的传递成型而一体成型。而且，除去上述弯曲的前端之外的前端部的各光波导1、2的部分与在上述空间S传播的光(参照图示的单点划线的箭头)呈直角(图3中为上下方向)地延伸。除此以外的部分与上述第2实施方式相同，对相同的部分标注相同的附图标记。
在本实施方式中，例如当设第一光波导和第二光波导1、2的厚度为0.1mm、设包括前端的弯曲部分在内的厚度为0.15mm时，能够使固定这些各前端部的固定构件5的部分的宽度W为0.4mm。与以往的固定发光元件3和受光元件4的所述固定构件51(参照图12)的部分的宽度W1(0.53mm以上)比较，该固定构件5的部分的宽度W薄型化。而且，与上述第2实施方式同样地，能够实现设置上述光学传感器的设备的薄型化。
图4是示出本发明的光学传感器的第4实施方式的纵向截面图。关于本实施方式的光学传感器，在各光波导1、2的前端部形成将光路变换90°的光路变换部7A、7B。该光路变换部7A、7B为与各光波导1、2的长边方向(光的传播方向)呈45°的倾斜面，并在该倾斜面的与芯1b、2b对应的部分，光反射来将光路变换90°(参照图示的单点划线的箭头)。上述倾斜面能够通过利用切割刀或激光加工等切削各光波导1、2的前端部来形成。而且，将由第一光波导1的光路变换部7A变换了光路的光射出的光射出面与该光入射的第二光波导2的光入射面隔出空间S地相向。另外，各光波导1、2的前端部与在上述空间S传播的光呈直角(图4中为上下方向)地延伸。除此以外的部分与图2的(a)、(b)所示的所述第2实施方式相同，对相同的部分标注相同的附图标记。
在本实施方式中，与上述第2实施方式同样地，例如当设第一光波导和第二光波导1、2的厚度为0.1mm时，能够使固定这些各前端部的固定构件5的部分的宽度W为0.35mm，与以往的所述固定构件51(参照图12)的部分的宽度W1(0.53mm以上)比较，该固定构件5的部分的宽度W薄型化。而且，与上述第2实施方式同样地，能够实现设置上述光学传感器的设备的薄型化。
图5是示出本发明的光学传感器的第5实施方式的纵向截面图。本实施方式的光学传感器在使第一光波导1的光射出面(前端面)与第二光波导2的光入射面(前端面)朝向同一侧(图5中为上侧)的状态下，利用固定构件5将上述第一光波导1的光射出部(前端部)和上述第二光波导2的光入射部(前端部)进行固定。在本实施方式中，上述光射出部与光入射部(各前端部)沿着各光波导1、2的长边方向接触。而且，当在朝向上述光射出面的一侧的空间S的规定位置(距离)存在成为被探测物M的物体时，上述发光元件3所发光的光通过上述第一光波导1的芯1b之中而从该光射出面(前端面)射出，在该物体上反射并向上述第二光波导2的芯2b的光入射面(前端面)入射且通过该芯2b之中，由上述受光元件4接收(参照图示的单点划线的箭头)。当在该规定位置(距离)没有上述物体时，上述射出的光不会在上述物体上反射，或者即使发生了反射，反射光也不向上述光入射面入射。除此以外的部分与图2的(a)、(b)所示的所述第2实施方式相同，对相同的部分标注相同的附图标记。
在本实施方式中，例如当设第一光波导和第二光波导1、2的厚度为0.1mm时，这些各前端部相接触的状态的宽度为0.2mm，能够使固定这两个前端部的固定构件5的宽度W为0.7mm。与以往的固定发光元件3和受光元件4的所述固定构件52(参照图13)的宽度W2(3.05mm以上)比较，该固定构件5的宽度W相当薄型化。而且，与上述第2实施方式同样地，能够实现设置上述光学传感器的设备的薄型化。
图6是示出本发明的光学传感器的第6实施方式的纵向截面图。关于本实施方式的光学传感器，在各光波导1、2的前端面设置将光路变换90°的棱镜等光路变换构件6A、6B，来形成各光波导1、2的前端部。上述光路变换构件6A、6B与图2的(a)、(b)所示的第2实施方式相同。而且，使光射出部的上述光路变换构件(第一光路变换构件)6A的光射出面与光入射部的上述光路变换构件(第二光路变换构件)6B的光入射面朝向同一侧(图6中为上侧)。另外，上述前端部的各光波导1、2的部分与上述光射出面所朝向的方向呈直角(图6中为向左方向)地延伸。此外，在图6中，图示为第一光波导1与第二光波导2重叠，另外图示为发光元件3与受光元件4重叠，并且图示为上述第一光路变换构件6A与第二光路变换构件6B重叠。除此以外的部分与上述第5实施方式相同，对相同的部分标注相同的附图标记。
在本实施方式中，例如当设第一光波导和第二光波导1、2的厚度为0.1mm时，能够使固定这两个前端部的固定构件5的部分的厚度T为0.35mm。与以往的固定发光元件3和受光元件4的所述固定构件52(参照图13)的厚度T2(1.0mm以上)比较，该固定构件5的部分的厚度T薄型化。而且，与上述第5实施方式同样地，能够实现设置上述光学传感器的设备的薄型化。
图7是示出本发明的光学传感器的第7实施方式的纵向截面图。关于本实施方式的光学传感器，将各光波导1、2的前端弯曲90°，并使光射出部的光射出面与光入射部的光入射面朝向同一侧(图7中为上侧)。能够与图3所示的第3实施方式同样地获得这样的各光波导1、2。而且，各光波导1、2的前端部中的除去上述弯曲的前端以外的部分与上述光射出面所朝向的方向呈直角(图7中为向左方向)地延伸。此外，图7中，图示为第一光波导1与第二光波导2重叠，另外图示为发光元件3与受光元件4重叠。除此以外的部分与上述第6实施方式相同，对相同的部分标注相同的附图标记。
在本实施方式中，例如当设第一光波导和第二光波导1、2的包括前端弯曲部分在内的厚度为0.1mm时，能够使固定这两个前端部的固定构件5的部分的厚度T为0.4mm。与以往的固定发光元件3和受光元件4的所述固定构件52(参照图13)的厚度T2(1.0mm以上)比较，该固定构件5的部分的厚度T薄型化。而且，与上述第6实施方式同样地，能够实现设置上述光学传感器的设备的薄型化。
图8是示出本发明的光学传感器的第8实施方式的纵向截面图。关于本实施方式的光学传感器，在各光波导1、2的前端部形成将光路变换90°的光路变换部7A、7B。该光路变换部7A、7B与图4所示的第4实施方式相同。而且，将由第一光波导1的光路变换部7A变换了光路的光射出的光射出面与该光的反射光入射的第二光波导2的光入射面朝向同一侧(图8中为上侧)。另外，各光波导1、2的前端部与上述光射出面所朝向的方向呈直角(图8中为向左方向)地延伸。此外，图8中，图示为第一光波导1与第二光波导2重叠，另外图示为发光元件3与受光元件4重叠。除此以外的部分与图6所示的所述第6实施方式相同，对相同的部分标注相同的附图标记。
在本实施方式中，与上述第6实施方式同样地，例如当设第一光波导和第二光波导1、2的厚度为0.1mm时，能够使固定这两个前端部的固定构件5的部分的厚度T为0.35mm，与以往的所述固定构件52(参照图13)的厚度T2(1.0mm以上)比较，固定构件5的部分的厚度T薄型化。而且，与上述第6实施方式同样地，能够实现设置上述光学传感器的设备的薄型化。
图9是示出本发明的光学传感器的第9实施方式的纵向截面图。关于本实施方式的光学传感器，在各光波导1、2的前端部形成将光路变换比90°稍大的角度的光路变换部8A、8B，在使各光波导1、2的前端部彼此对接的状态下，利用固定构件5来固定这些前端部。而且，将由第一光波导1的光路变换部8A变换了光路的光射出的光射出面与该光的反射光入射的第二光波导2的光入射面朝向同一侧(图9中为上侧)。另外，各光波导1、2的前端部与上述光射出面所朝向的方向呈直角(图9中第一光波导1向左方向，第二光波导2向右方向)地延伸。除此以外的部分与图6所示的所述第6实施方式相同，对相同的部分标注相同的附图标记。
在本实施方式中也与上述第6实施方式相同，例如当设第一光波导和第二光波导1、2的厚度为0.1mm时，能够使固定这两个前端部的固定构件5的部分的厚度T为0.35mm，与以往的所述固定构件52(参照图13)的厚度T2(1.0mm以上)比较，固定构件5的部分的厚度T薄型化。而且，与上述第5实施方式同样地，能够实现设置上述光学传感器的设备的薄型化。
图10是示出本发明的光学传感器的第10实施方式的纵向截面图。关于本实施方式的光学传感器，使第一光波导1承担第二光波导2的功能，将芯1b设为一个。即，在第一光波导1的长边方向的中间部形成有切削部9，该切削部9具有与该长边方向(来自发光元件3的光的传播方向)呈直角的面9a、和在该呈直角的面的前方(来自发光元件3的光的传播方向)且与第一光波导1的长边方向呈45°的倾斜面9b。在与该切削部9对应的部分(图10中为切削部9的上方)连接有受光元件4。来自发光元件3的光通过上述切削部9而从第一光波导1的前端面射出。而且，从该前端面射出的光在被探测物M上反射之后，向相同的第一光波导1的前端面入射，并通过上述倾斜面9b将光路变换90°，由上述发光元件3来接收(参照图示的单点划线的箭头)。在本实施方式中，没有构成上述固定构件5(参照图9等)。
在本实施方式中，光的接收发出部分是第一光波导1的前端面，因此例如当设第一光波导1的高度(厚度)为0.1mm时，光的接收发出部分的高度(厚度)则为0.1mm，与以往的光的接收发出部分即所述固定构件52(参照图13)的厚度T2(1.0mm以上)比较，该光的接收发出部分的高度(厚度)相当薄型化。而且，与上述第5实施方式同样地，能够实现设置上述光学传感器的设备的薄型化。
此外，在上述第1实施方式～第10实施方式中，将发光元件3和受光元件4与各光波导1、2的一个端面连接(除了第10实施方式的受光元件4的连接)，但也可以如图11中纵向截面图所示，在至少一方的光波导1、2形成将光路变换90°的光路变换部10A、10B，并对与该光路变换部10A、10B对应的部分连接上述元件3、4。上述光路变换部10A、10B与图4所示的所述第4实施方式的光射出部和光入射部的光路变换部7A、7B相同。
另外，在上述第1实施方式～第9实施方式中，为了固定各光波导1、2的前端部而使用了固定构件5，但该固定构件5的形状也可以是图示以外的形状，能够根据设置该固定构件5的设备来适当设定。并且，也可以不使用上述固定构件5就固定于设备。其中，在第1实施方式～第4实施方式中，被探测物M通过光射出面与光入射面之间的空间S，因此该空间S的大小、形状等能够根据被探测物M的大小、形状等来适当设定。
而且，上述第1实施方式～第10实施方式的光学传感器例如能够作为光断续器、区域传感器、接近传感器、光电传感器、RGB传感器、光编码器、静脉认证传感器、血流传感器等来使用。
接着，与现有例一同说明实施例。但是，本发明并不限定于实施例。
[实施例]
〔下包层和上包层的形成材料〕
通过将脂肪族改性环氧树脂(DIC公司制造，EPICLONEXA-4816)80重量份、脂肪族环氧树脂(DAICEL公司制造，EHPE-3150)20重量份、光产酸剂(ADEKA公司制造，SP170)2重量份、乳酸乙酯(武藏野化学研究所制造，溶剂)40重量份混合，来调制下包层和上包层的形成材料。
〔芯的形成材料〕
通过将邻甲酚酚醛缩水甘油醚(新日铁住金化学社制，YDCN-700-10)50重量份，双苯氧乙醇芴二缩水甘油醚(大阪GAS CHEMICAL公司制造，OGSOLEG)50重量份、光产酸剂(ADEKA公司制造，SP170)1重量份、乳酸乙酯(武藏野化学研究所制造，溶剂)15重量份混合，来调制芯的形成材料。
〔第一光波导和第二光波导〕
使用上述形成材料，在厚度25μm的带状(宽度0.1mm)的下包层表面的中央，沿着下包层表面的长边方向，形成一个厚度50μm的带状(宽度50μm)的芯，在上述下包层表面以遮盖芯的方式形成上包层(距芯上表面的厚度25μm、宽度0.1mm)。由此，获得厚度0.1mm、宽度0.1mm的线状的第一光波导和第二光波导。
〔发光元件和受光元件〕
作为发光元件，准备ULM公司制造的ULM850-05-TT-C0101G，并安装于第一电路基板。关于该发光元件的尺寸，包含第一电路基板在内，宽度W0为1.0mm，厚度T0为0.3mm。另外，作为受光元件，准备京SEMI公司制造的KPDG006HA1，安装于第二电路基板。关于该受光元件的尺寸，包含第二电路基板在内，宽度W0为1.0mm，厚度T0为0.35mm(参照图12、图13)。
〔实施例1〕
〔光学传感器〕
使用上述第一光波导和第二光波导、发光元件和受光元件，来制作图1的(a)、(b)所示的光学传感器。此外，固定构件由合成树脂制成。
〔实施例2〕
〔光学传感器〕
与上述实施例1同样地制作图4所示的光学传感器。
〔实施例3〕
〔光学传感器〕
与上述实施例1同样地制作图5所示的光学传感器。
〔实施例4〕
〔光学传感器〕
与上述实施例1同样地制作图8所示的光学传感器。
〔现有例1〕
准备图12所示的以往的光学传感器。
〔现有例2〕
准备图13所示的以往的光学传感器。
〔光学传感器的光的接收发出部分的尺寸测定〕
测定上述实施例1～4与现有例1、2的光学传感器中的固定构件的尺寸。其结果，实施例1的固定构件的厚度T为0.5mm，实施例2的固定各光波导的前端部的固定构件的部分的宽度W为0.35mm，实施例3的固定两个光波导的前端部的固定构件的部分的宽度W为0.7mm，实施例4的固定两个光波导的前端部的固定构件的部分的厚度T为0.35mm。另外，现有例1的固定各元件的固定构件的部分的宽度W1为0.53mm，厚度T1为1.6mm，现有例2的固定两个元件的固定构件的部分的宽度W2为3.05mm，厚度T2为1.0mm。
从上述尺寸测定的结果来看，可知实施例1、4的固定构件的厚度T比现有例1、2的固定构件的厚度T1、T2薄，实施例2的固定构件的规定部分的宽度W比现有例1的固定构件的规定部分的宽度W1窄，实施例3的固定构件的规定部分的宽度W比现有例2的固定构件的规定部分的宽度W2窄。而且，上述固定构件的部分为光的接收发出部分，因此可知在实施例1～4中，与现有例1、2比较，光的接收发出部分薄型化。
另外，已确认在上述实施例1～4的光学传感器中适当完成光的接收发出。
上述实施例中，示出针对本发明的具体的方式，但是上述实施例只不过是单纯的例示而已，并不是限定性地解释。对于本领域技术人员而言能够想到的明显的各种变形均在本发明的范围内。
产业上的可利用性
本发明的光学传感器设置于设备，能够用于以光学的方式探测物体的有无或状态等。
附图标记说明
M：被探测物；S：空间；1：第一光波导；2：第二光波导；3：发光元件；4：受光元件。

Claims (3)

1.一种光学传感器，其特征在于，
具备发光元件、线状的第一光波导、受光元件以及线状的第二光波导，
其中，所述线状的第一光波导以能够光传播的方式与所述发光元件连接，所述第一光波导的前端部形成为将所述发光元件所发出的光射出的光射出部，
所述线状的第二光波导以能够光传播的方式与所述受光元件连接，所述第二光波导的前端部形成为光入射部，从所述第一光波导的光射出部射出的光经过空间而入射到所述光入射部，
该光学传感器设置于设备并通过照到存在于所述空间的被探测物的所述光的变化来探测该被探测物。
2.根据权利要求1所述的光学传感器，其特征在于，
还具备固定构件，该固定构件在所述第一光波导的光射出面与所述第二光波导的光入射面隔出空间地相向的状态下固定所述第一光波导的光射出部和所述第二光波导的光入射部，
所述发光元件和所述受光元件与所述固定构件分开地配置。
3.根据权利要求1所述的光学传感器，其特征在于，
还具备固定构件，该固定构件在所述第一光波导的光射出面与所述第二光波导的光入射面朝向同一侧的状态下固定所述第一光波导的光射出部和所述第二光波导的光入射部，
所述发光元件和所述受光元件与所述固定构件分开地配置。
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Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6369936B2 (ja) * 2014-07-31 2018-08-08 日東電工株式会社 光センサ
JP7610911B2 (ja) * 2020-01-30 2025-01-09 株式会社キーエンス 光検出ユニット

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03200105A (ja) * 1989-12-28 1991-09-02 Hitachi Cable Ltd 光導波路型物体検知センサ
JPH06177419A (ja) * 1992-12-07 1994-06-24 Hitachi Ltd 光ｉｃを用いたｏｎ／ｏｆｆ検出器
JP2001308372A (ja) * 2000-04-18 2001-11-02 Citizen Electronics Co Ltd 反射型光センサ
US20060002651A1 (en) * 2004-06-30 2006-01-05 Fuji Xerox Co., Ltd. Optical waveguide module, optical waveguide film and manufacturing method thereof
JP2008020509A (ja) * 2006-07-11 2008-01-31 Yamatake Corp ファイバユニット及びファイバユニットの組立方法
JP4246855B2 (ja) * 1999-07-06 2009-04-02 シチズン電子株式会社 反射型光センサとその製造方法
EP2124263A2 (en) * 2008-05-21 2009-11-25 Gwangju Institute of Science and Technology Reflection type optical sensor device
JP5463854B2 (ja) * 2009-10-29 2014-04-09 株式会社Ｊｖｃケンウッド タッチパネル

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5999464U (ja) * 1982-12-23 1984-07-05 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社 フオトインタラプタ
US4599711A (en) * 1984-10-29 1986-07-08 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Multi-lever miniature fiber optic transducer
CH683870A5 (fr) * 1991-01-22 1994-05-31 Tesa Sa Capteur optoélectronique de mesure de grandeurs linéaires.
KR100236432B1 (ko) * 1996-07-31 1999-12-15 미야즈 쥰이치로 광학 편광기, 이의 제조 방법 및 광학 편광기 제조용 블레이드
US20030034491A1 (en) * 2001-08-14 2003-02-20 Motorola, Inc. Structure and method for fabricating semiconductor structures and devices for detecting an object
JP2003222761A (ja) * 2002-01-28 2003-08-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光送受信モジュール及びその製造方法
JP4289053B2 (ja) * 2003-07-17 2009-07-01 日立電線株式会社 パラレル光トランシーバ
JP2005043638A (ja) * 2003-07-22 2005-02-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd 双方向光モジュール及びこれにより一芯双方向光通信を行う装置並びに一芯双方向光伝送システム
JP2005064140A (ja) 2003-08-08 2005-03-10 Toshiba Corp フォトインタラプタ及びその製造方法
JP4349978B2 (ja) 2004-06-17 2009-10-21 シチズン電子株式会社 光半導体パッケージ及びその製造方法
JP2007171488A (ja) * 2005-12-21 2007-07-05 Fuji Xerox Co Ltd 双方向通信用光導波路及び光送受信器
JP4692424B2 (ja) * 2006-07-13 2011-06-01 富士ゼロックス株式会社 多芯双方向通信用導波路アレイ及びその製造方法、並びに双方向通信モジュール
JP5575355B2 (ja) * 2006-10-06 2014-08-20 株式会社 資生堂 紫外線防御効果の評価装置
JP5147646B2 (ja) * 2008-10-31 2013-02-20 新光電気工業株式会社 光導波路の製造方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03200105A (ja) * 1989-12-28 1991-09-02 Hitachi Cable Ltd 光導波路型物体検知センサ
JPH06177419A (ja) * 1992-12-07 1994-06-24 Hitachi Ltd 光ｉｃを用いたｏｎ／ｏｆｆ検出器
JP4246855B2 (ja) * 1999-07-06 2009-04-02 シチズン電子株式会社 反射型光センサとその製造方法
JP2001308372A (ja) * 2000-04-18 2001-11-02 Citizen Electronics Co Ltd 反射型光センサ
US20060002651A1 (en) * 2004-06-30 2006-01-05 Fuji Xerox Co., Ltd. Optical waveguide module, optical waveguide film and manufacturing method thereof
JP2008020509A (ja) * 2006-07-11 2008-01-31 Yamatake Corp ファイバユニット及びファイバユニットの組立方法
EP2124263A2 (en) * 2008-05-21 2009-11-25 Gwangju Institute of Science and Technology Reflection type optical sensor device
JP5463854B2 (ja) * 2009-10-29 2014-04-09 株式会社Ｊｖｃケンウッド タッチパネル

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