镜反射式光电传感器及系统的制作方法

1.本实用新型涉及光电检测技术领域，尤其是涉及一种镜反射式光电传感器及系统。


背景技术：

2.随着工业自动化的快速发展，光电传感器发挥着越发重要的作用。其中，镜反射式光电传感器以其安装、接线操作方便，性价比高，在机械、物流、门业等领域都有广泛应用。
3.目前镜反射式光电传感器系统主要由两个光轴相互平行、安装在同侧的发射单元、接收单元以及外置配套的反光板组成。发射光束经过发射镜头准直后，打到安装好的反光板后沿原光路反射，经过接收透镜聚焦到光电接收器上，形成反馈信号。当有人或物体遮挡光路时，无反馈信号，传感器输出状态发生变化，实现信号检测。
4.现有镜反射式光电传感器系统中，光源为红色可见激光二极管，技术特点是发散角小，亮度高，经准直后以点状光斑形式输出，在室外环境可视性好，且最远距离较远；缺点是光斑过小(10米处约10mm)，应用于室外的卷帘门等领域时，由于门的晃动，会使安装在门框的光电传感器的出光指向左右晃动，导致照射在反光板上的光斑位置左右偏移，当光斑偏移出反光板后，无法接收到反回信号，产生误动作(且此偏移量会随实际安装距离的增加而变大)存在安全隐患，造成事故。
5.因此，现有技术在会发生抖动的安装环境下，存在检测不准确的技术问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种镜反射式光电传感器及系统，解决了在会发生抖动的安装环境下检测不准确的技术问题。
7.第一方面，本实用新型提供一种镜反射式光电传感器，包括发射单元和接收单元，所述发射单元发出可见激光的光斑呈长条状或椭圆形，所述可见激光经反射后进入所述接收单元；
8.所述发射单元包括发射二极管和发射镜头，所述发射镜头设置在所述发射二极管的发射光路上，且所述发射镜头为对称透镜；
9.所述接收单元包括接收器和接收镜头，所述接收镜头设置在所述接收器的入射光路上。
10.进一步的，所述发射镜头与所述发射二极管间的距离，小于所述发射镜头的焦距。
11.进一步的，所述发射镜头为非球面对称透镜。
12.进一步的，所述发射单元还包括设置在所述发射二极管的发射光路上的发射偏振片。
13.进一步的，所述发射单元还包括套筒，所述套筒与所述发射二极管之间的距离可调节；
14.所述发射镜头安装在所述套筒上。
15.进一步的，所述接收单元还包括设置在所述接收器的入射光路上的接收偏振片。
16.进一步的，所述接收单元还包括设置在所述接收器与所述接收偏振片之间的滤光片。
17.进一步的，所述发射二极管为红色可见激光二极管。
18.第二方面，本实用新型还提供一种镜反射式光电传感器系统，包括反光板以及上述的镜反射式光电传感器；
19.所述镜反射式光电传感器的发射单元发出可见激光，经所述反光板反射后进入所述镜反射式光电传感器的接收单元。
20.本实用新型提供的镜反射式光电传感器，包括发射单元和接收单元，发射单元发出可见激光的光斑呈长条状或椭圆形，可见激光经反射后进入接收单元。发射单元包括发射二极管和发射镜头，发射镜头设置在发射二极管的发射光路上，且发射镜头为对称透镜。接收单元包括接收器和接收镜头，接收镜头设置在接收器的入射光路上。因为可见激光的光斑呈长条状或椭圆形，所以即便发生抖动，也能使光斑落在反光板上，不会产生由于光斑偏移引起的误动作，解决了现有技术检测不准确的技术问题。
21.相应地，本实用新型实施例提供的一种镜反射式光电传感器系统，也同样具有上述技术效果。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为本实用新型实施例提供的镜反射式光电传感器的示意图；
24.图2为本实用新型实施例中发射透镜的示意图；
25.图3为现有的光斑示意图；
26.图4为本实用新型实施例中的光斑示意图。
具体实施方式
27.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
28.本实用新型实施例中所提到的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括其他没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
29.本实用新型实施例提供一种镜反射式光电传感器，包括发射单元和接收单元。发射单元发出可见激光的光斑呈长条状或椭圆形，可见激光经反射后进入接收单元。
30.如图1所示，发射单元和接收单元集成在同一个外壳2内，外壳2上设置有连接线缆
1的通孔。发射单元包括发射二极管3和发射镜头6，本实施例中发射二极管为红色可见激光二极管，接收单元包括接收器13和接收镜头10。发射二极管3和接收器13安装在发射底座4上，发射镜头6和接收镜头10安装在镜架7上。发射镜头6为对称透镜，且设置在发射二极管3的发射光路上，接收镜头10设置在接收器13的入射光路上。
31.因为可见激光的光斑呈长条状或椭圆形，所以即便发生抖动，也能使光斑落在反光板9上，不会产生由于光斑偏移引起的误动作，解决了现有技术检测不准确的技术问题。
32.在一种可能的实施方式中，发射镜头6为非球面对称透镜。激光二极管具有快慢轴发散角不同且高亮度可视性好的特点，所以发射出的光斑本身就会呈条形。本实施例利用一个非球面对称透镜，不去校正快慢轴的发散角，最终发射出的光斑也会呈条形，以达到防抖动的效果。在其他实施方式中，发射镜头也可以采用球面对称透镜。
33.以上所述非球面镜或者球面镜，如果所在应用场景没有特殊限制，都可以采用圆对称式的透镜。
34.如图2所示，在一种可能的实施方式中，发射镜头6与发射二极管3间的距离，小于发射镜头6的焦距，使得经过发射镜头6后发射的激光不是平行光，而是以发散光束的形式发出，增大了光斑的面积，光斑面积典型值为10米处100mm
×
40mm。输出光斑为发散状且两个垂直方向不对称的条形状光斑，既满足可视性要求，又增加了抗抖动能力。本实施例的光斑面积仅作为举例说明，在其他实施方式中不限定于此。
35.在一种可能的实施方式中，发射单元还包括套筒5，套筒5与发射二极管3之间的距离可调节，发射镜头6安装在套筒上。利用套筒5可根据使用距离处光斑大小需要，来调节发射二极管3相对于发射镜头6放置的位置，发射二极管3放置距离发射镜头6越近，同一测试距离处的光斑越大。
36.在一种可能的实施方式中，发射单元还包括设置在发射二极管3的发射光路上的发射偏振片8，由于发射二极管3的出光特性，出射光为线偏振光，加入与其偏振方向一致的发散偏振片8，可以提高输出激光的偏振度。
37.进一步的，接收单元还包括设置在接收器13的入射光路上的接收偏振片11，接收器13为光电接收器。反光板9的结构通常是由微小的立方角锥棱镜阵列而成的，输出激光打到反光板9后，光束会沿着原光路返回，并且偏振方向旋转90度。经过接收镜头10后，聚焦到接收器13上，产生反馈信号。在接收器13前的光路中加入接收偏振片11(偏振方向与发散偏振片8偏振方向垂直)，可以使得仅是从反光板9反射回来的偏振光透过，滤除其它漫反射的非偏振光，可起到减小误动作的作用。
38.在一种可能的实施方式中，接收单元还包括设置在接收器13与接收偏振片11之间的滤光片12。在接收器13前的光路中加入与发射激光波长范围相对应的滤光片12，可以增强对外界环境光的抗干扰能力。
39.如图3所示，现有技术中，安全门的振动会使出射光斑20水平方向抖动，以向左偏移为例，点光源向左偏移距离大于l后失效。如图4所示，相比之下本实用新型实施例中的条形光斑20’的偏移量l’明显要优于点光源数倍。以10米距离，光斑长度10cm为例，反光板边长为5cm，l＝2.5cm，l’＝7.5cm，抗抖动能力提高了3倍，产品实测最远距离也可达10米以上，而安全门的振动带动光斑的偏移幅度远小于l’，不会产生由于光斑偏移引起的误动作，因此具有安全可靠，可视性好、检测距离远，便于安装使用，性价比高等优点。
40.本实用新型实施例还提供一种镜反射式光电传感器系统，包括反光板以及上述实施例提供的镜反射式光电传感器，镜反射式光电传感器的发射单元发出可见激光，经反光板反射后进入镜反射式光电传感器的接收单元。
41.本实用新型实施例提供的镜反射式光电传感器系统，与上述实施例提供的镜反射式光电传感器具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
42.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
43.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
44.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
45.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。