[其他]光傳感器

無效

• 申請號: 86102577
• 申請日: 1986-04-14
• 公開（公告）號: CN86102577A
• 公開（公告）日: 1986-10-15
• 發明（設計）人: 克勞斯·迪特爾·哈斯;托馬斯·邁納特
• 申請（專利權）人: 歐文-西克電子光學儀器公司
• 主分類號: G01D5/30
• 分類號: G01D5/30;G02B26/10
• 代理公司: 中國專利代理有限公司
• 代理人: 吳秉芬,杜有文

本發明涉及一種靈敏的遙測光傳感器，該傳感器具有一個外殼，外殼內并排放置一個光發射器和一個具有光電轉換裝置的光接收器。光發射器發射一束發射光束，而光接收器則接收一束很細的接收光束，該接收光束代表由發射光束所照射的物體上反射的散射光錐體的極小一部分。發射光束和接收光束的夾角可變，因此，兩束光可相交于距外殼某一給定距離處，該距離可以通過改變光束夾角加以調節。

此種傳感器用于識別在使光導入光傳感器的特定距離處的反光物體。為此，發射光束和接收光束必須相交于待識別的物體處。為了得到具有一定可調探測范圍的光傳感器，由德國公開文件2811413，3004691和2924685業已知道，通過改變發射光束和/或接收光束的角度，使得兩條光束的交點落在外殼之外的一定距離之內，于是，在預定的距離范圍內，即可預先選擇所希望的掃描距離。

這類已知的光傳感器的缺點在于：光源和/或光電轉換裝置必須能在機殼中作回轉運動，這一點是十分不利的，特別是由于這些元件都需和電源相聯，可調性十分有限。

一種靈敏的遙測光傳感器已為人們所知（德國專利2924685），在此種傳感器機殼內，包含一個光發射器和一個光接收器，兩者分別帶有成象光學系統。光發射器和光接收器兩者的光學系統的光軸相交于距傳感器機殼的某一距離處，該距離可以調節，以便預先據此定出探測范圍。為此，光發射器和光接收器，連同各自的光學系統一起，分別通過旋轉支架加以調節。旋轉支架由驅動軸帶動旋轉使得光學系統的軸交角得以改變。

將光發射器，光接收器和有關的光學元件固定在旋轉支架上的這種已知組合方式十分復雜，裝置相當昂貴，且組裝困難，工作時不夠穩定。為了給旋轉運動提供足夠的自由度，電路聯線必須分布在外面，因此，不得不采用特殊方法對裝置進行布線，且導線不可能固定地附在外面。

本發明的目的，就是要提供開始所說的那種光傳感器，在這種光傳感器中，所有的光電元件，盡可能多的光學元件，以及整個電子線路，都能固定不動地安放在機殼內，但同時又不必犧牲在距機殼一定距離處，在具體探測范圍內明顯可調這一優點。

為了達到這一目的，本發明提出了兩種方案：一種是利用偏轉鏡將發射光束在前發射透鏡之前偏轉到前發射透鏡上，前發射透鏡固定在機殼上，偏轉鏡環繞光源的橫軸旋轉，而光源則固定在外殼內光軸的側面;另一種更為可取的方案是，利用偏轉鏡將接收光束在前接收透鏡之后偏轉到光電轉換裝置上，類似地，前接收透鏡固定在機殼上，偏轉鏡環繞橫軸旋轉，而光電轉換裝置固定在機殼內光軸的側面。

因此，本發明采用一只旋轉偏轉鏡來調節穿過光發射和光接收的光學系統的兩條中心光束之間的夾角，而光發射器、光接收器以及與之有關的兩個前透鏡，則固定在相應的機殼上不動。

由于本發明采用的這種結構，只需位于光傳感器機殼內接收光束一側或發射光束一側的偏轉鏡可動，而所有其它的電子元件，光電元件以及光學元件則可固定不動，也就是說可以在機殼內精確調整后加以固定。依照本發明的這種光傳感器使得同時能夠通過適當旋轉偏轉鏡，將探測范圍精確調節至距機殼某一預定的距離處。

對發射光束而言，最好讓其沿垂直于包含前發射透鏡的壁由內部發出。

如果前接收透鏡和前發射透鏡上下或并排地固定在機殼的一個側壁上，且最好是用單一的透明材料模壓成型，那樣，就能得到一個非常緊湊的裝置。

如果將光源（最好用發光二極管）放在前發射透鏡的焦平面處，那么沿光軸方向裝置就做得非常緊湊。

另外，偏轉鏡應當位于前接收透鏡及其焦平面之間，且最好放在距前接收透鏡焦距的三分之二處。

偏轉鏡的旋轉軸，也最好垂直于接收光束和發射光束所確定的平面。這樣，光源和光電轉換裝置就能在機殼內處于同一平面上，實際上也就與前透鏡處于同一平面，這就使機殼作得很薄。

為了使光發射器和光接收器之間留有適當的空間供偏轉鏡旋轉，根據進一步改善的實施方案，光電轉換裝置安放在偏轉鏡的遠離光源的一邊。

很小的旋轉角范圍（比如25°）就足以使探測區域能覆蓋距機殼不同距離的各點。偏轉鏡的旋轉范圍，通常限制在20°至30°角之間。這時，接收光束就可以偏轉足夠遠，以適應實際發生的各種情況。

光學和結構上的優選實施方案是這樣設計的：即接收光束在偏轉鏡的一端被偏轉大約90°角，此端最好是最薄端。

為了防止偏轉鏡的表面偏離所要求的位置，偏轉鏡的表面應當緊靠其旋轉軸。

為了得到調節靈敏的偏轉鏡，本發明的一種特別優選實施方案中，偏轉鏡是通過蝸輪傳動來調節的。為此，偏轉鏡方便地固定在與旋轉軸同軸的扇形齒輪上。