CN101858758A - 光电传感器 - Google Patents

Abstract

一种光电传感器。这里公开了一种用于感测预定位置处的目标的光电传感器和方法。在至少一个实施例中，光电传感器包括：发射光的光源；包括第一和第二光电检测器的输出电路；分别与第一和第二光电检测器邻近定位的第一和第二接收透镜；以及用于相互关联支撑光源、各光电检测器以及各接收透镜的每一个的支撑结构。如果目标在预定位置处，则发射的第一部分光在被目标反射并且通过第一接收透镜之后被第一光电检测器接收，且发射的第二部分光在被目标反射并且通过第二接收透镜之后被第二光电检测器接收。此外，输出电路基于第一和第二光电检测器响应于由各光电检测器接收的各部分光生成的信号来产生指示目标的感测特征的输出信号。

Description

光电传感器

技术领域

本发明涉及传感器，尤其涉及光电传感器。

背景技术

光电传感器在没有物理接触的情况下使用光来感测目标，并且被广泛地应用于各种应用和环境中，诸如按顺序检测物体是否存在于传送带上，或检测目标的大小、形状、反射率或颜色的变化。可以使用各种类型的光电传感器，包括：发射束传感器、回归反射传感器以及漫射传感器。这些传感器中的每一种均包括诸如发光二极管(LED)或激光器的光源，以及诸如光敏二极管或光敏晶体管的用于检测光的光电检测器，并且还可以包括一个或更多个透镜，以聚焦由光源发出的光和/或聚焦接收的光，以便由光电检测器进行高效地检测。这些传感器通常还包括与光电检测器通信的输出电路，用于产生指示感测的目标的特征的电压或电流信号，诸如用于指示目标在预定位置是否存在的高或低状态。

发射束型光电传感器被设置为使得光源位于要感测的目标的路径的一侧，且光电检测器位于该路径的另一侧。来自光源的光束被引导到光电检测器，并且当目标不存在时，在光电检测器处检测到来自光源的光。当目标位于预定位置处时，其部分地或完全地阻挡该光束被光电检测器接收。所导致的由光电检测器检测到的光量的变化引起指示目标的存在的输出信号。

对于回归反射和漫射型传感器，这两种传感器类型都将光源和光电检测器组合在单个壳体中。回归反射型传感器使用位于要感测的目标的路径的相对侧的反射器，并且该反射器把来自光源的光束反射回光电检测器。目标的存在部分或完全地阻挡该光束被光电检测器接收。如图1(a)和图1(b)(现有技术)所示，漫射型传感器10通过将光束16引导向光路上的预定位置并使用目标20本身来进行工作，当目标20在预定位置处(如图1(b)中具体示出的)，以将来自光源12的光束16的一部分反射回光电检测器14时，光电检测器14比当目标不位于预定位置(如图1(a)中具体示出的)时检测到更多的光。具体地，当目标20存在于预定位置时，光束16以某个任意角度照射目标20，并且在光电检测器捕捉反射的漫射光18的某部分时被检测。漫射型传感器特别适合于具有限制在光电检测器对面的反射器的定位的空间要求的应用。

成功的感测要求目标的位置、大小、形状、颜色或反射率的变化引起由光电检测器检测的光的强度或量的充分可测量的变化。光电传感器检测目标存在和不存在的能力能够使用余量(margin)或过量增益的概念来量化。余量是由光电检测器检测的来自光源的光量与切换传感器的输出信号(诸如从指示目标不存在的水平到指示目标存在的水平)所需的最小光水平相比的度量，并且还能够考虑输出电路的灵敏度。余量值对应于要感测的目标与传感器之间的具体感测距离。当光电检测器不能检测到光源发出的光时，出现余量零，并且当恰检测到足够的光以使得传感器的输出信号改变状态时，出现余量一。当光电检测器检测到切换传感器的输出信号所要求的最小光水平的20倍时发生余量二十(通常表达为20X)，或者例如当检测到最小光水平的4倍并且输出电路的灵敏度是最小光水平处的灵敏度的5倍时发生余量二十。余量越高，光电传感器越能够在该距离感测目标。

相对于反射表面的反射率来测量和表示余量，例如相对于具有估定90％反射率的反射表面的白纸，其将反射更多的光，因此比18％反射率的纸面允许更大的余量。经常针对光电传感器提供通常的余量响应曲线，并示出取决于感测距离通常的余量将是什么(针对漫射型传感器的感测距离被定义为从传感器到具体目标的距离)。

光电传感器经常用其最大和最小感测距离来特征化。对于漫射型传感器，经常存在“盲区”，其中，因为从目标反射的光不能被光电检测器接收，所以过于接近传感器的目标不能被感测。例如，用设计为工作于最大到800mm的感测距离的目标的传感器，该盲区能够从零延伸到50mm。再次参照图1(b)，在漫射传感器的情况下，因为光源和光电检测器不同轴因而传感器发射的光16以及可由光电检测器检测的反射光18经过不同路径传播，反射光18通常相对于发射光成一定角度进入传感器10，所以出现盲区。当目标20变得过于接近传感器10时，因为发射光和反射光之间的角度变得太大，所以没有反射光能够被光电检测器检测。

期望用于感测目标存在的光电传感器能够在包含诸如800mm的远距离、以及其优选地延伸到零或尽可能接近零的近距离的目标感测范围上工作。用传统的光电传感器，对于远距离的目标，为了获得被光电检测器检测的来自目标的光的充分可测的变化，可能需要增加发射光的强度，和/或增加光电检测器的灵敏度。每个这些修改得到对应于该远距离的增加的余量，但这些修改具有限制。一般地，发射功率被光源的特性限制，诸如期望寿命和最大电流，以及在激光器光源的情况下的安全考虑。此外，增加灵敏度的一个缺点是更多EMI(电磁干扰)信号(噪声)也能够被光电检测器检测，导致对感测目标的不准确测量。这实际上会限制光电检测器的灵敏度。

此外，对于现有的光电传感器，通过允许更多光被光电检测器检测，增加将光引导到光电检测器的接收透镜的直径也能够得到增加的余量。然而，这种增加也增加最小感测距离，即，其限制光电传感器感测位于接近光电传感器的目标的能力。再次参照图1(b)，在漫射传感器的情况下，因为光源和光电检测器不同轴，因而传感器发射的光16和可由光电检测器检测的反射光18经过不同路径传播，反射光18通常相对于发射光成一定角度进入传感器10，所以出现最小感测距离增加的情况。当目标20变得过于接近传感器10时，因为发射光和反射光之间的角度变得过大，所以没有反射光能够被光电检测器检测到。因为相比于LED发射的光，激光器发射更窄的光束，所以在具有激光器光源的传感器的情况下特别成为问题。此外，增加接收透镜的大小也意味着更多的环境周围光(不出自光源的光)能够被光电检测器检测，导致感测目标的不准确的测量。用光电传感器，光源通常发射脉冲光，因此被光电检测器接收的作为被反射的发射光的光信号也是脉冲的。更大的接收透镜能够收集更多的周围光，使得如果周围光足够强则光电检测器能够变饱和。饱和的光电检测器意味着来自光电检测器的输出信号是恒定DC电流或电压，因此接收的发射光信号不能被检测，导致另一种类型的“失明”。这实际上会限制接收透镜的大小。

至少因为以上原因，如果能够开发能够克服以上一个或更多个缺陷的改善的光电传感器将是有利的。具体地，如果至少在一些这种实施例中改善的光电传感器在包括非常接近(以及可能到达)传感器的区域的感测范围上具有充足的余量，则是进一步有利的。如果至少在一些这种实施例中改善的传感器能够在存在环境光下工作则是更有利的，诸如达到至少5,000lux，优选地达到50,000lux，以及在此感测范围上相对地不受EMI影响，特别是对于具有激光器光源的传感器。

发明内容

发明人认识到鉴于以上考虑对改善的光电传感器的期望，以及进一步认识到实现期望的宽感测范围的光电传感器性能的困难之一是：取决于传感器和给定感测目标之间距离的返回光电传感器的反射光的角度方向的显著变化的结果。发明人另外意识到通过集成多个光电检测器和接收透镜到单个光电传感器，使得除了发送和接收反射光还处理来自多个光电检测器的信息以更好地确定目标在距光电传感器各个距离处的存在，与反射光的角度方向的这种变化关联的问题可以至少在一些实施例中改善或完全消除。每个接收透镜被选择以与其对应的光电检测器工作以感测目标和光电传感器之间的对应距离范围上的目标。

在至少一些实施例中，本发明涉及一种光电传感器，用于感测在预定位置的目标。传感器包括：发射光的光源；包括第一和第二光电检测器的输出电路；分别与第一和第二光电检测器邻近定位的第一和第二接收透镜；以及用于相互关联支撑光源、各光电检测器以及各接收透镜的每一个的支撑结构。如果目标在预定位置，则光源发射的第一部分光在被目标反射并通过第一接收透镜之后被第一光电检测器接收，光源发射的第二部分光在被目标反射并通过第二接收透镜之后被第二光电检测器接收。此外，输出电路基于第一和第二光电检测器响应于由各光电检测器接收的各部分光而生成的信号来产生指示目标的感测特征的输出信号。

根据本发明的实施例，光源是激光器。

根据本发明的实施例，第一接收透镜和第二接收透镜被形成为复合透镜，且复合透镜还包括通过发射光的发射区。

根据本发明的实施例，第一接收透镜和第二接收透镜被形成为复合透镜。

根据本发明的实施例，第一接收透镜和第二接收透镜以光学丙烯酸材料、聚苯乙烯材料以及聚碳酸酯材料之一形成。

根据本发明的实施例，输出信号指示目标在预定位置处存在和不存在之一。

根据本发明的实施例，输出电路包括：用于放大来自第一光电检测器的第一信号的第一放大器，以及用于放大来自第二光电检测器的第二信号的第二放大器。

根据本发明的实施例，第一放大器的放大因数和第二放大器的放大因数彼此独立。

根据本发明的实施例，输出电路还包括用于将放大的第一信号和放大的第二信号相加的装置。

根据本发明的实施例，光电传感器还包括用于保持第一接收透镜和第二接收透镜的光学支架。

根据本发明的实施例，光学支架包括与第一光电检测器对准的第一窗孔和与第二光电检测器对准的第二窗孔。

根据本发明的实施例，第一光电检测器和第二光电检测器设置在印刷电路板上。

根据本发明的实施例，输出电路也设置在印刷电路板上。

根据本发明的实施例，光电传感器还包括用于防护输出电路的护罩，护罩具有第一窗孔和第二窗孔，第一窗孔对准第一光电检测器，并且第二窗孔对准第二光电检测器。

另外，在至少一些实施例中，本发明涉及一种漫射型光电传感器，用于感测在预定位置处的目标。传感器包括：用于发射光的光源；包括第一光电检测器和第二光电检测器的输出电路；与第一光电检测器邻近定位的第一接收透镜；与第二光电检测器邻近定位的第二接收透镜；用于保持第一接收透镜和第二接收透镜的光学支架，光学支架包括第一窗孔和第二窗孔。如果目标在与传感器相距第一范围内的距离的预定位置处，则由光源发射的第一部分光在被目标反射并且通过第一接收透镜和第一窗孔之后被第一光电检测器接收。如果目标在与传感器相距第二范围内的距离的预定位置处，则由光源发射的第二部分光在被目标反射并且通过第二接收透镜和第二窗孔之后被第二光电检测器接收。另外，输出电路基于由第一光电检测器和第二光电检测器响应于由各光电检测器接收的光而生成的信号来产生指示目标的感测特征的输出信号。

根据本发明的实施例，第一接收透镜和第二接收透镜被形成为复合透镜。

根据本发明的实施例，输出电路包括：用于放大来自第一光电检测器的第一信号的第一放大器，以及用于放大来自第二光电检测器的第二信号的第二放大器。

根据本发明的实施例，第一放大器的放大因数和第二放大器的放大因数彼此独立。

根据本发明的实施例，输出电路还包括用于将放大的第一信号和放大的第二信号相加的装置。

此外，在至少一些实施例中，本发明涉及一种用于检测目标在预定位置处的存在的方法。该方法包括：从光源发射光以由位于预定位置处的目标进行反射；由第一光电检测器接收经发射和反射的光的通过第一接收透镜之后的第一部分；由第二光电检测器接收经发射和反射的光的通过第二接收透镜之后的第二部分。该方法还包括：使用第一光电检测器产生指示经发射的光的第一部分的第一量化信号；使用第二光电检测器产生指示经发射的光的第二部分的第二量化信号；以及基于第一量化信号和第二量化信号二者生成复合信号，复合信号指示目标在预定位置处的存在。

通过充分阅读下面的详细描述和权利要求将明白和了解本发明的其它实施例、方面、特征、目的以及优点。

附图说明

图1(a)和图1(b)示意性例示通常的现有技术的漫射型光电传感器的操作，其中，图1(b)具体例示位于预定位置的目标如何将一部分来自目标的发射光反射回传感器；

图2是根据本发明的至少一些实施例的示例性光电传感器的立体图；

图3(a)和图3(b)分别是图2所示的传感器的分解的正面和反面立体图；

图4(a)和图4(b)分别是用于图2所示光电传感器的复合透镜的正面和反面的立体图；

图5(a)是图2所示的光电传感器的正面图；

图5(b)、图5(c)和图5(d)分别是图2所示的光电传感器的沿着图5(a)的B-B、C-C和D-D线取得的第一、第二以及第三截面图；

图5(e)是图2所示的光电传感器的沿着图5(a)的C-C线取得的截面图，并示出由第一透镜74接收的光；

图5(f)是图2所示的沿着图5(a)的D-D线取得的光电传感器的截面图，并示出由第二透镜76接收的光；

图6是用于接收来自第一和第二光电检测器的信号的输出电路的电路图；

图7(a)和图7(b)分别是针对具有单个大透镜的第一示例性光电传感器和具有单个小透镜的第二示例性光电传感器的第一和第二示例性余量曲线，假设白纸被用作反射目标；以及

图8是针对使用白纸作为反射目标的另外的示例性光电传感器的其它示例性余量曲线。

具体实施方式

在图2、图3(a)和图3(b)中的立体图、正面分解图以及背面分解图中例示的是根据本发明至少一些实施例的示例性光电传感器30。当光电传感器30完全按照图2所示组装时，光电传感器30包括定位在壳体32内的各种部件。在这些内部部件中有：用于发射光的光源34、第一光电检测器36以及第二光电检测器38。例如，光源34可以是发射具有单一波长或位于窄频带内的窄光束、或者高度聚焦光束的激光器。此外例如，每个光电检测器36、38可以是光敏二极管或光敏晶体管。

尽管上面参考的图1(a)和图1(b)示出具体采用现有技术光电传感器10的现有技术的设置，由所示的光16、18表现的光传输和反射的方式是使用诸如根据本发明的至少一些实施例的光电传感器30的光电传感器可以体验的光传输和反射的方式的等同代表。更具体地，当光从光电传感器30的光源34(当组装在壳体32内时)发射时，发射光经由壳体32中形成的窗口40，从传感器/壳体出来，朝向目标路径上的预定位置(例如，诸如图1(a)和图1(b)所示的目标20遵循的路径，沿着路径的预定位置是图1(b)所示的目标的位置)前进。假设目标实际上存在于该预定位置，目标反射部分或全部发射光，并且漫反射光的一部分传递回光电传感器30。

在光电传感器30接收的这种入射的漫反射光具体通过窗口40，随后通过复合透镜42以及下面描述的各种部件，之后其到达以在两个光电检测器36和38中的一个或两个处进行检测。本实施例中的光电检测器36、38安装在印刷电路板44(PCB)上，其也包括形成输出电路45(另见图6)的其它电路部件。这些电路部件可以包括第一和第二电阻器50和52(见图6)，其值确定各个光电检测器36、38的对应灵敏度，如以下进一步描述的。然后，来自输出电路45的输出信号可以被引导到专用集成电路(ASIC)46。铜护罩48保护光电检测器36、38以及其它电路部件免受电磁干扰，铜护罩48中形成的第一窗孔54和第二窗孔56分别对准第一和第二光电检测器36、38的检测表面。

由光源34发射并从光电传感器30出来的光，以及将被光电检测器36、38测量的由光电传感器10接收的漫反射光均通过复合透镜42。如图3(a)和图3(b)具体示出的，复合透镜42安装在光学支架58内。当光电传感器30被完全组装时，复合透镜42和光学支架58均处于壳体32内。类似于铜护罩48，光学支架58包括第一窗孔64和第二窗孔66，均形成在光学支架58的后表面60上。各个窗孔64、66与铜护罩48上的各个窗孔54、56对准以允许入射光透过复合透镜42到光电检测器36、38。

多个其它特征和部件也在光电传感器30内呈现。如图3(a)中具体示出的，可以为诸如62的一个或更多个空腔设置一个或更多个密封环(未示出)。此外，在本实施例中，滤色器70布置在窗口40和窗框68内，与复合透镜42相邻。由此，由光电传感器30接收的入射的漫射光更具体地通过滤色器70、通过复合透镜42、通过光学支架58和铜护罩48的窗孔64、66、54、56进入窗口40和窗框68，最终到达光电检测器36、38中的一个或两个。

如图4(a)和图4(b)最佳示出的，其分别示出复合透镜42的正面和背面立体图。复合透镜包括发射区72、第一接收透镜74以及第二接收透镜76。发射区72允许来自光源34的光传递出光电传感器30以及如上所述被引导到预定目标位置。通过比较，第一和第二接收透镜74和76被配置为分别向第一和第二光电检测器36和38引导/聚焦被光电传感器30接收的入射光(例如，目标反射出的漫反射光)。如图4(b)具体示出，在本实施例中，第一接收透镜74大于第二接收透镜76。此外，如图5(d)和图5(c)最佳地示出，第一接收透镜74的中心与发射区72的中心的距离X大于第二接收透镜76的中心和发射区72的中心之间的距离Y。

如图4(a)所示，复合透镜42的正面82中的切开部分或凸缘80允许固定滤色器70。在凸缘80之后设置有光电传感器30的接收部分81，在此布置第一和第二接收透镜74和76。当安装在凸缘80上时，滤色器70用于过滤进入光电传感器30的接收部分81的光，使得仅仅位于预定波长范围内的光通过。尽管图4(a)和图4(b)示出为以单片材料形成，复合透镜42也可以作为多片形成。一个或更多个复合透镜42的片可以使用诸如光学丙烯酸材料、聚苯乙烯材料或聚碳酸酯材料的光学透明材料，以及通过诸如制模的方法形成。当多个片被使用以形成复合透镜42时，各片可以通过环氧树脂/胶、塑料焊接或其它技术彼此接合。

转到图5(a)到图5(d)，图5(a)中提供了组装的光电传感器30的正面视图，另外，分别在图5(b)、图5(c)和图5(d)中提供了分别沿着图5(a)的线B-B、C-C和D-D取得的光电传感器的第一、第二和第三截面视图。如图5(b)到图5(d)中具体示出的，第一接收透镜74相邻并对准第一光电检测器36定位，且第二接收透镜76相邻并对准第二光电检测器38定位。每个接收透镜74或76被选择为可与其对应的光电检测器36或38工作，以在目标距光电传感器的距离的对应范围上感测目标。

这样，如参照图5(e)可见，在通过窗口40(以及滤色器70)之后到达第一接收透镜74的光随后通过第一接收透镜74、光学支架58的第一窗孔64以及铜护罩48的第一窗孔54，然后被第一光电检测器36检测。另外，如参照图5(f)可见，在通过窗口40(以及滤光片70)之后到达第二接收透镜76的光随后通过第二接收透镜76、光学支架58的第二窗孔66以及铜护罩48的第二窗孔54，然后被第二光电检测器38检测。

在光电传感器30的工作中，如果目标位于预定位置，则第一和第二光电检测器36、38均检测被目标反射的光的各个部分。由分别每个光电检测器36、38检测到的反射光的量取决于目标与传感器30的距离，以及每个透镜74、76的大小和排列，以及窗孔64、66的大小和排列。如果目标在位于与传感器距离第一范围内的距离的预定位置，则光源发射的第一部分光在被目标反射并且通过第一接收透镜和第一窗孔之后被第一光电检测器接收。如果目标在位于与传感器距离第二范围内的距离的预定位置处，则光源发射的第二部分光在被目标反射并且通过第二接收透镜和第二窗孔之后被第二光电检测器接收。

例如，在本实施例中，第一范围和第二范围彼此交叠，且第一范围可以从约50mm延伸到1000mm，第二范围可以从约0mm延伸到约300mm。在此情况下，如果目标的预定位置是与传感器30距离第一范围内的距离但不在第二范围内，诸如当目标在靠近光电传感器30的最大感测距离的预定位置处时，诸如800mm，则第一光电检测器36接收从目标反射的通过第一接收透镜的第一部分发射光，第二光电检测器38不接收发射的反射的光(即，反射的发射光被窗孔66阻挡)。如果目标的预定位置是在与传感器30距离第二范围内的距离但不在第一范围内，诸如当目标在靠近光电传感器30的最小感测距离的预定位置时，诸如5mm，第二光电检测器38接收从目标反射的通过第二接收透镜的第二部分发射光，而第一光电检测器36不接收发射的反射的光(即，反射的发射光被窗孔64阻挡)。如果目标在距离传感器30位于第一范围内并且位于第二范围内的预定位置，则第一光电检测器和第二光电检测器二者接收经发射和反射的各部分光。

如此，光电传感器30可结合位于可以从诸如例如约1000mm的高值到低值的感测距离的目标进行工作。优选地，尽管不必须，低值感测距离(即最小感测距离)是零或约为零，使得光电传感器30可工作以检测直接与窗框68相邻的目标。

参照图6，示出包括第一和第二光电检测器36、38的输出电路45的电路图。除了光电检测器36、38之外，输出电路45还包括晶体管放大器Q1-A和Q1-B、以及以上提到的第一和第二电阻器50和52。为了诸如偏置、滤波以及其它功能的目的，另外的电阻器和电容器也包括在输出电路45中。具体地，分别存在于第一和第二光电检测器36和38的各阳极的第一和第二节点86和88通过各电容器和电阻器耦合到各个放大器Q1-A和Q1-B的各个基极(在本实施例中是NPN双极结晶体管)。各个第一和第二电阻器50和52耦合在各个放大器Q1-A和Q1-B的各个基极和各个集电极之间。

输出电路45的输出端84(通过电阻器)间接耦合到放大器Q1-A和Q1-B的两个集电极，提供输出信号，作为按照基于被第一和/或第二光电检测器36、38感测的反射光确定的目标在预定位置不存在或存在的指示。具体地，第一光电检测器36在节点86产生指示被其检测的光的量的第一量化信号，以及第二光电检测器38在节点88产生指示被其检测的光的量的第二量化信号。来自各个第一和第二光电检测器36、38的信号分别由晶体管放大器Q1-A和Q1-B单独地放大，结果信号相加以产生和作为在输出端84的输出信号。各个放大器Q1-A和Q1-B提供的放大的量取决于为第一和第二电阻器50、52选择的值。在例示的实施例中，电阻器50具有47kΩ的值，电阻器52具有56kΩ的值，其对应于透镜74和76的大小，以及最终合并的余量曲线的平滑度。具体地，在例示的实施例中，图5(d)中的距离X是12.58mm，图5(c)的距离Y是6.51mm。

在输出端84提供的输出信号可以是电压信号或电流信号。当在第一电平时，在输出端84提供的输出信号指示目标在预定位置处存在，当在第二电平时，在输出端84提供的输出信号指示目标在预定位置处不存在。尽管图6所示的具体输出电路45，在替换实施例中可以采用其它电路以产生一个或更多个其它类型的输出信号，包括例如提供涉及测量的光的量(强度)的线性输出的输出信号。

图7(a)示出针对具有类似于第一接收透镜74的单个大透镜和类似于光电检测器36的单个光电检测器的光电传感器以及使用90％反射率的白纸作为目标的示例性余量曲线。如图所示，对于从50mm延伸到稍微超过1000mm的感测范围，余量大于1。类似地，图7(b)示出针对具有类似于第二接收透镜76的单个小透镜和类似于光电检测器38的单个光电检测器的光电传感器以及使用90％反射率的白纸作为目标的示例性余量曲线。如图所示，对于从2mm(或更小)延伸到约330mm的感测范围，余量大于1。每个透镜和光电检测器组合单独地实现包括近范围或远范围的感测范围。

相反地，图8是针对诸如图2所示的光电传感器30的光电传感器的示例性余量曲线，其包括两个光电检测器36和38以及关联的接收透镜74、76，再次使用90％反射率的白纸作为反射目标。如图所示，在从0mm延伸到1000mm的工作感测范围上，余量超过1。由此，诸如光电传感器30的具有两个透镜和两个光电检测器的光电传感器是有利的，因为其目标感测范围可以有效地包括距光电传感器的更大距离和更小距离(例如，范围延伸到零距离的情况)。

除了能够有效地感测宽距离范围上的目标，诸如光电传感器30的具有两个光电检测器和两个关联的接收透镜的光电传感器还可以在存在50,000lux的环境周围光的情况下工作。这意味着传感器10满足针对光电传感器设定的特定标准。例如，CE标记是制造商对其产品满足实施特定欧洲指导原则的相关法律全部适当条款的声明。首字母“CE”不代表任何具体单词，而是制造商对其产品满足可应用的欧洲指导原则的要求的声明。CE标记使得公司在无需调整或复查的情况下更容易地进入欧洲市场以销售其产品。光电传感器30满足涉及其在电磁干扰测试下和最大5000lum的环境(周围)光的工作的CE条款。具体地，针对具有延伸到大于400mm的感测范围的漫射传感器的CE标准(IEC 60947-5-2(2004))要求在5000lux环境光被以15度角引导到传感器时进行稳定工作。

以上描述是在用于传感目标存在的示例性漫射型光电传感器的背景下，尽管用于感测目标的其它特征的其它类型的传感器也可以被想到在本发明的范围内。此外，虽然以上描述的光电传感器30采用两个光电检测器和两个关联的接收透镜，本发明还旨在包括其它实施例，其中存在多于两个光电检测器和/或多于两个关联的接收透镜。例如，在一个替换实施例中，可以存在三个光电检测器。此外，本发明旨在包括采用不同于图6所示的电路的光电传感器，包括提供多个输出信号和/或输出信号被提供到包括各个计算机网络、发射器(例如，用于无线发射)以及处理设备的多个其它设备的实施例。

此外，虽然在至少一些实施例中，光电传感器用于根据具体预定位置(例如沿着目标路径的位置)确定目标存在或不存在作为目标的一个特征，在另外的实施例中，光电传感器还可以确定一个或更多个其它特征，包括例如涉及目标的形状、颜色或反射率的特征。此外，在至少一些实施例中，光电传感器能够确定目标相对于光电传感器的接近度。在至少一些另外的实施例中，光电传感器的各种操作特征可以随时间变化。例如，在一些实施例中，多个接收透镜的相对位置或定向可以随时间修改，或光电传感器的其它光学特性可以随时间修改。

本发明不限于此处包含的实施例和示意图，而是包括这些实施例的修改形式，包括实施例的一部分和不同实施例的元素的组合，只要落入所附权利要求的范围内。

Claims (10)

1.一种光电传感器，用于感测在预定位置处的目标，所述传感器包括：

发射光的光源；

包括第一光电检测器和第二光电检测器的输出电路；

与所述第一光电检测器邻近定位的第一接收透镜；

与所述第二光电检测器邻近定位的第二接收透镜；

用于相互关联地支撑所述光源、各光电检测器以及各接收透镜的每一个的支撑结构；

其中，如果所述目标位于所述预定位置处，则由所述光源发射的第一部分光在被所述目标反射并通过所述第一接收透镜之后被所述第一光电检测器接收，并且由所述光源发射的第二部分光在被所述目标反射并且通过所述第二接收透镜之后被所述第二光电检测器接收；以及

其中，所述输出电路基于由所述第一光电检测器和第二光电检测器响应于由所述各光电检测器接收的各部分光而生成的信号来产生指示所述目标的感测特征的输出信号。

2.根据权利要求1所述的光电传感器，其中，所述光源是激光器。

3.根据权利要求1所述的光电传感器，其中，所述第一接收透镜和所述第二接收透镜被形成为复合透镜。

4.根据权利要求1所述的光电传感器，其中，所述输出信号指示所述目标在预定位置处存在和不存在之一。

5.根据权利要求1所述的光电传感器，其中，所述输出电路包括：用于放大来自所述第一光电检测器的第一信号的第一放大器，以及用于放大来自所述第二光电检测器的第二信号的第二放大器。

6.根据权利要求1所述的光电传感器，其中，所述第一光电检测器和所述第二光电检测器设置在印刷电路板上。

7.一种漫射型光电传感器，用于感测在预定位置处的目标，所述传感器包括：

用于发射光的光源；

包括第一光电检测器和第二光电检测器的输出电路；

与所述第一光电检测器邻近定位的第一接收透镜；

与所述第二光电检测器邻近定位的第二接收透镜；

用于保持所述第一接收透镜和所述第二接收透镜的光学支架，所述光学支架包括第一窗孔和第二窗孔；

其中，如果所述目标在与所述传感器相距第一范围内的距离的预定位置处，则由所述光源发射的第一部分光在被所述目标反射并且通过所述第一接收透镜和所述第一窗孔之后被所述第一光电检测器接收，并且如果所述目标在与所述传感器相距第二范围内的距离的预定位置处，则由所述光源发射的第二部分光在被所述目标反射并且通过所述第二接收透镜和所述第二窗孔之后被所述第二光电检测器接收；以及

其中，所述输出电路基于由所述第一光电检测器和所述第二光电检测器响应于由所述各光电检测器接收的光而生成的信号来产生指示所述目标的感测特征的输出信号。

8.根据权利要求7所述的光电传感器，其中，所述第一接收透镜和所述第二接收透镜形成为复合透镜。

9.根据权利要求7所述的光电传感器，其中，所述输出电路包括：用于放大来自所述第一光电检测器的第一信号的第一放大器，以及用于放大来自所述第二光电检测器的第二信号的第二放大器。

10.一种用于检测目标在预定位置处的存在的方法，所述方法包括：

从光源发射光以由位于预定位置处的目标进行反射；

由第一光电检测器接收经发射和反射的光的通过第一接收透镜之后的第一部分；

由第二光电检测器接收经发射和反射的光的通过第二接收透镜之后的第二部分；

使用所述第一光电检测器产生指示经发射的光的所述第一部分的第一量化信号；

使用所述第二光电检测器产生指示经发射的光的所述第二部分的第二量化信号；以及

基于所述第一量化信号和所述第二量化信号二者生成复合信号，所述复合信号指示目标在所述预定位置处的存在。

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