CN104932030A - 在一个监控区域内用于检测目标的设备和方法 - Google Patents

Abstract

在监控范围内用于检测目标的设备进行描述，包括一个传感器和一个发射器(11)，其中发射器(11)包括如下组件：a)一个外壳(13)，b)一个用于电磁射线(rays)(17)发射的辐射源(31)，和c)一个辐射传导装置(19)，其被设计用于传播按照其从辐射源(31)至发射器的出口端路径(24)的射线(17)，其中辐射传导装置(19)具有一个用于聚焦射线(17)的聚焦元件(23)。此处辐射传导装置(19)被设计用于通过两次反射偏转按照其从辐射源(31)至发射器的出口端(24)路径的射线(17)。

Description

在一个监控区域内用于检测目标的设备和方法

技术领域

本发明涉及一种设备，尤其涉及一种光电屏障或者一种光传感器，以及一种在一个监控区域内检测目标的方法。

背景技术

操作电磁辐射，例如光或红外辐射，用于检测目标的设备可以以各种方式应用。光传感器和光电屏障，其中还包括光栅和光幕作为设计的变体，是常见的也是结合本发明的特殊兴趣的应用形式。

该种设备通常具有一个或多个电磁辐射发射器和一个或多个用于检测射线的传感器。发射器操作一个或多个传感器来产生一个电信号作为一个目标出现在设备监控区域内的函数。由发射器发射的辐射强度的变化(由该装置的监视区域内的一个目标造成的)采用传感器的方式记录并转换成一个信号，其通常是电信号。例如，该信号然后可以通过微处理器进行进一步地处理，另外，例如，可能有可以被控制的额外的处理，取决于该信号，例如设备的工作状态，尤其是机械状态。

本发明也可以具有一个或多个前面描述的性能和功能。

以前惯用的发射器的设计(参考图9)包括一个管状外壳，一个用于电磁射线发射的辐射源和一个作为聚焦元件的透镜。一个具有开口宽度(h)的缝隙介于辐射源和透镜之间，且一个具有长度(f)的空腔位于缝隙和透镜之间。传感器离发射器一定距离(S)放置，由此传感器的辐射强度以及设备的范围自然依赖于缝隙的开口宽度(h)。传感器的位置所在的被发射器照射的区域是保持有限且不变的，通常由于系统的可对准性和因为标准要求。因此，如果缝隙开口宽度(h)被增加，透镜和空腔的长度(f)也必须调整，例如，增加，为了让接收器的位置所在的照射区域以保持恒定。因此，为了获得一个更大的范围，具有更大焦距的透镜必须与发射器一起使用。但是，这种发射器结构尺寸的增量对于许多应用并不适用。图9演示了上述描述的关系。

EP 2157449A1描述一种在一个其中提供射线的折叠和/或偏转的监控区域内用于检测目标的设备射线，但是与本发明相比正在追寻一个不同的目标。已知的设备具有一个发射器和一个传感器，每个具有一个外壳，一个透镜和一个辐射源(结合发射器)和/或一个接收器(结合传感器)。一个棱镜形式的辐射传导装置被提供于透镜和辐射源和/或接收器之间。该棱镜偏转透镜和辐射源和/或接收器之间的射线进行大约90°的全反射。棱镜作为滤光器，实现减少散射光发射和/或接收的结果，因为投射于用来以小于全反射的极限角的角度进行全反射的棱镜的区域的散射光是不被反射的。

DE 10308085A1公开了一种用于在一个监控区域内检测目标的光电设备。结合该设备，提供平行于传感器的前面板的光的已接收的射线的单一偏转。但是，小型化的效果是有限的。

专利局检索已显示US2005/0162853A1作为更进一步的现有文件。但是，举例来说，该文件不涉及在一个监控区域内用于检测目标的设备，例如一个光网络，但是相反地涉及投影机的照明系统及类似物，其属于不同的技术领域具有不同的目的。根据该现有技术，该目的是通过强烈地混合射线来将最大可能的空间均匀性分给光射线，其需要多次反射。另外，另一个目的是通过光回收增加光视效率。与之相比，没有混合的射线需要结合在一个监控区域内用于检测目标的设备，例如光网络，恰恰相反该射线应该尽可能地不进行混合，如同它们通过自由空间移动。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种在一个监控区域内用于检测目标的设备和方法。该设备应该与具有相同范围这类型的可比较的已知设备相比尺寸更小和/或在相同尺寸大小下具有增大的范围。本发明的其他优势和目的是从下面的描述得到。

上述所述的目的通过根据权利要求1所述的设备和权利要求10所述的方法实现。

一种在一个监控区域内用于检测目标的设备是公开的，包括一个传感器和一个发射器，其中所述的发射器包括如下组件：

-一个外壳，

-一个用于电磁射线发射的辐射源，

-一个辐射传导装置，其被设计用于传播和/或偏转所述的按照其从所述的辐射源至所述的发射器的出口端的路径的射线，其中所述的辐射传导装置具有一个用于聚焦的聚焦元件，和

其中所述的辐射传导装置被设计用于通过反射射线两次或更多次来偏转所述的按照其从所述的辐射源至所述的发射器的(射线的)出口端的路径的射线。

另外，公开了一种通过使用该种设备在一个监控区域内用于检测目标的方法。

设备和方法的特征如下描述，其中这些将被考虑(单独地)作为首选的特性，尽管就这一点而论它们并不确定。这些特性可以单独地实施(作为在一个监控区域内用于检测目标的任意设备或方法的一部分)或以任何组合，只要它们不互相妨碍。

本设备最好是一种光学设备，特别是一种光电设备。

较佳地，如果射线的从辐射源至发射器的出口端的路径，该路径由辐射传导装置限定，比辐射源和发射器的(射线的)出口端之间的最短距离长至少10％、20％、30％、50％或者100％。

根据一个实施例变体，射线的从由辐射传导装置限定的辐射源至发射器的出口端(或者至少它的一部分)的部分路径被设计成U形的或V形的，所述的部分路径由辐射传导装置限定。这部分较佳地是刚刚描述的路径上的射线通过被反射两次进行偏转的部分。

另外，射线的从辐射源至发射器的出口端(或者至少它的一部分)的部分路径被设计成本质上是螺旋形或漩涡形的或蠕虫状的或S形的，所述的部分路径由辐射传导装置限定。

根据另外的实施例，辐射传导装置设计成偏转按照其从辐射源至发射器的出口端路径的射线2、3、4或更多次，尤其是在不同方向上反射它们和/或传播它们。

辐射传导装置可以具体设计用于偏转按照其从辐射源至发射器的(射线的)出口端路径的射线，除了两个(最好是连续的)反射通过1，2，3或更多次额外的(最好是连续的)反射，如上面所描述的。

上述的两次反射和/或上述的额外的反射可以是全反射或者是反射或镜面反射表面上的反射。

辐射传导装置可以具有1，2，3，4或更多个反射传导元件。反射传导元件可以被设计用于传导和/或偏转射线。这些可选择性地是可反射面，例如，上述的反射或镜面反射表面或者那些产生全反射的。具体地，辐射传导元件(或者它们中的一些)可以被设计成通过已描述的两次反射和/或通过这里描述的额外的反射来反射射线。

如果一个辐射传导元件(例如所述的/一个聚焦元件)由不同于1，2，3，4或更多个其他辐射传导元件的一种材料或一种材料的组合物制作而成，则这是有利的。

如果发射器具有一个辐射传导元件，其反射投射于该辐射传导元件的射线中的一些(例如，上升至至少20％或40％和/或至多80％或60％)并且允许剩余的射线通过。两个，三个或更多这类辐射传导元件也可以装备发射器，则这也是有利的。

另外，可以提供2，3，4或更多个辐射传导元件来按顺序增加尺寸，其中的射线按照从辐射源至发射器的出口端的路径投射于它们或通过它们，特别是当辐射传导元件(或其一部分)是反射表面，所述表面可以是按上述顺序增加的尺寸。因此，当射线发散时可以节约空间，射线从辐射源或者缝隙开始，如果有的话，并且由此要求一个至发射器的出口端的路径的空间增加量。例如，辐射传导元件必要时可以仅仅与在这个路径上的位置的射线所需的空间一样大。

特别有利的是如果为1，2，3，4或更多个辐射传导元件被设计在单件中，例如，共同作为一个部分(特别是作为注射成型部件)。

另外，1，2，3，4或更多个聚焦元件可以被包含在如上所述单件式装置部分中。但是，作为选择，它们也可以从上述的单件式装置部分分离。例如，这是一个具有发射器的实施例的情况，其中，聚焦元件由不同于其他辐射传导元件的材料制作而成，尤其是所述的可反射的辐射传导元件。

在一个优选的实施例变体中，完整的辐射传导装置被设计在单件中或者它包括在上述单件式设备部分中的辐射传导装置的至少一部分，其被设计用于通过两个反射和/或通过上述的两个额外的反射偏转按照其从所述辐射源至所述发射器的出口端路径的射线。

这些措施有助于减少该装置的制造成本。

辐射传导装置可以设计用于以多种(例如，2，3，4或更多种)不同量的辐射的形式传播(和/或偏转)按照其至发射器的(射线的)出口端路径的射线，并且用于通过不同的辐射传导元件(尤其是不同的可反射的辐射传导元件)传播和/或偏转所述的与彼此(全部地或者至少某些部分)分离的个别的辐射量至发射器的出口端。辐射量可以源自相同或不同的辐射源。

可选择地或附加地，辐射传导装置可以设计用于将按照其从辐射源至发射器的出口端路径的射线分割成数个辐射量(例如，2，3，4或更多个)，并且用于传播和/或偏转独立的辐射量从分割点或通过不同辐射传导元件(尤其是不同的可反射的辐射传导元件)从分割点(全部地或者至少某些部分)至所述的发射器的出口端。例如，当射线起源于同一辐射源时，分裂可能发生。

当射线按照从辐射源至发射器的出口端的路径偏离时，由于这种分裂相比之下使用多种更小的辐射传导元件代替与之相比更少的较大的元件，它是可能的。例如，光锥可以分成两半，然后声称用于反射的的区域的一半代替原来的区域。这些更小的元件然后可以以一种更灵活的方式放置。

所有的辐射量或者至少1，2，3，4或更多个平均数量可以在从辐射源至发射器的出口端的路径上再次结合，并且从它们的组合处通过相同的辐射传导元件传播和/或偏转。这可以视需要符合于辐射量，其是射线的分裂的结果或者用于辐射量，它们起源于不同的辐射源。

辐射源可以放置在设备的和/或外壳的同一侧作为发射器的出口端。可选择地，辐射源和发射器的出口端可被布置在设备的和/或外壳的不同侧(优选地在相对侧上)。

发射器也可以配置2，3或更多个发射器的(射线)的出口端。

这种情况下，不同数量的射线(参照上面的这方面的更多内容)可以被传播和/或偏转至不同的发射器出口端。

已描述的出口端可以随意地安排在发射器和/或外壳的同一侧或者不同侧。例如，这类发射器可以从不同的发射器的出口端发射射线和/或以不同的方向和/或至不同的传感器。

辐射源是电磁辐射的一个来源，但是优选光或红外辐射。根据一个有利的实施例，辐射源是一个发光二极管(LED)或激光二极管。

除了正如上面已经提到的用于发射电磁射线的辐射源以外，发射器可以具有一个或多个不同的辐射源。这种情况下，辐射传导装置也可以有利地被设计成传播和/或偏转这些按照其从一个或多个辐射源至发射器的出口端(或数个出口端)路径的射线。

根据一个实施例，发射器具有2，3或更多个辐射源，其可以选择沿相同或不同方向发射(从设备开始)。可选择地或附加地，他们可以安置在设备和/或外壳的相同侧，或者在设备和/或外壳的不同侧。

所述发射器和传感器可以设计成独立的单元以便于安装它们，例如，因此他们彼此相对安置，特别是在监控区域的两侧。

但是，将所述发射器和传感器结合在一个单元中也是可以的。这种情况下，发射器和传感器可任选利用相同的辐射传导装置和/或各自可具有其自己的辐射传导装置。

可选择地或附加地，辐射传导元件被设计为用于反射按照其从所述的辐射源至所述的发射器的出口端路径的一些射线是可能实现的，这些射线投射于上述的辐射传导元件，并且为了允许其余部分通过以及为了部分地反射相反路径上的射线投射到上述辐射传导元件并允许其余通过(也可以参考这类元件的相关上述声明和附图描述)。在这个变体中，传感器可以具有一个安置在上述辐射传导元件下面的接收器用于检测通过的射线，其沿着上述相反的路径运动。

缝隙位于辐射源和发射器的出口端之间，其中，缝隙优选地位于辐射源和辐射传导装置之间。该缝隙可具有优选大于0.1，0.3，0.5或1毫米和/或小于10，5，4或3毫米的开口宽度。

有各种不同的选项用来进行射线的聚焦。这可以通过上述聚焦元件和可选择地通过1，2，3，4或更多个附加的聚焦元件(例如由玻璃或聚合物制成)完成。该些射线可投射于聚焦元件(例如，被聚焦元件反射)，例如，相继地和/或可以通过它们。

如果提供数个聚焦元件，它们中的每一个可以完成由发射器执行的总聚焦的一部分。

例如，当这里有1，2，3，4或更多个聚焦元件时，它们可以是棱镜或弧形反射表面。棱镜表面或弧形反射表面可选择性地设计成旋转对称或轴对称，结合1，2，3，4或更多个对称轴。可选择地，棱镜表面或弧形反射表面可以是自由形态的曲面。

根据一个实施例变体，两种或更多种不同类型的聚焦元件可装备有发射器。

另外，也可以另外提供聚焦元件或(独自地)一个聚焦元件可以布置在发射器的出口端(或者数个出口端)。

所述设备可以具有一个外壳，其中至少所述可反射辐射传导元件和/或(本质上)所述辐射传导装置可以优选地位于所述外壳内部。

所述辐射源和/或所述辐射元件和/或所述缝隙也可以安置于外壳中。

所述外壳和/或所述制作它的材料可以任选本质上是对辐射源发射的射线和/或光不透明的。

根据一个实施例，所述缝隙可以由外壳形成。

所述辐射传导装置设计便于传播(和/或偏转)按照其从辐射源至发射器的出口端路径的射线，本质上在外壳内部和/或便于限定这样一条在外壳内部的射线路径。

根据一个优选的实施例，所述辐射传导装置和/或1，2，3，4或更多个辐射传导元件(尤其是可反射的辐射传导元件和/或聚焦元件)可以由聚碳酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)或玻璃制作而成。

所述设备和/或外壳可以选择性地具有一个前面板，以至于所述聚焦元件优选地位于所述前面板和剩余的辐射传导装置之间。

在这个情况下，所述前面板便于布置在发射器的出口端。

根据一个实施例变体，所述辐射传导装置被设计用于传播和/或偏转按照其从辐射源至发射器的出口端路径的射线，一个接一个沿几个不同的方向(例如2，3，4或更多个)。三个或更多的方向是特别优选的，三个方向中的每一个横跨(例如，成一个至少10°，20°，40°或60°的角度)(三个方向的)其它两个方向。可选择地或附加地，所述辐射传导装置可以设计用于在所有三维度空间中传播和/或偏转按照其从辐射源至聚焦元件路径的射线。这构成了一个额外的延长射线路径的措施，并且还允许发射器内空间的更好的利用。

可选择地或附加地，所述辐射传导装置可以设计用于反复地传播按照其从辐射源至发射器的出口端路径的射线1，2，3或更多次。该射线路径也可以被延长，并且发射器内的空间可以以这种方式更好地被利用更好。

在本文中，所述设备主要基于发射器的技术特征被限定。除非另外指明，本文件中所描述的特征是在发射器的特性。

然而，一个具有一个或多个本文描述的结合发射器的特征的传感器也被公开了，但是该传感器具有一个接收器或多个接收器用于接收电磁辐射，从而代替所述辐射源(或数个辐射源)。因为射线在这种情况下(在与发射器相比)采取相反的路径(通过传感器)，所有公开的因这种情况下沿相反方向和/或相对方向的射线的方向和路径也应予以公开。所述“发射器的出口端”在这种情况下变成所述“传感器的入口端”。所述接收器有利地可以是一个光电晶体管，光敏电阻器或光电二极管。

该装置可以具有该种传感器和/或发射器，如本文中所描述，也就是说，具有本文中描述的组件的发射器也可以任选地与不同设计的传感器结合或者反之亦然。

一种在一个监控区域内用于检测目标的设备也被公开。该设备只有一个传感器，如上面所描述，但不具有发射器。在这种情况下，该设备可被设计为被动式传感器，例如，没有其自身的辐射源。

此处描述的设备的发射器和传感器被单独公开。

为了更好的实现上面描述的相关事实，一个在一个监控区域内用于检测目标的设备也应该在此处被公开，所述设备包括一个传感器和一个发射器，其中，该传感器包括如下组件：A)任意的一个外壳；B)一个用于接收电磁辐射的接收器，和C)一个辐射传导装置，其被设计用于传播和/或偏转按照其从所述传感器入口端路径的射线，其中，该辐射传导装置优选地具有一个用于聚焦射线的聚焦元件。该设备的特点是所述辐射传导装置被设计用于通过两次或更多次反射偏转按照其从所述传感器入口端至接收器路径的射线。

无论给设备提供哪一类型的发射器和传感器，一个发射器优选与一个传感器合作来产生一个电信号作为目标出现在设备监控区域内的函数。由发射器发射的辐射强度的变化采用传感器的方式记录并转换成一个信号，该变化在该设备的监控区域内被目标所引起。例如，该信号然后可以通过微处理器进行进一步地处理。

另外，本文描述的设备的应用、此处描述的发射器的应用和此处描述的传感器的应用连同在一个监控区域内用于检测目标的方法都被公开，该方法结合本文描述的设备实施和/或具有本文描述的方法步骤。

本文中使用的术语应当优选如那些本领域技术人员在本领域理解它们的方式同样地被理解。如果几个解释在给定的范围内是含糊的，那么每个解释最好应该被单独公开。可选择地或附加地，在当具体地有什么仍然不清楚的情况下，可以使用本文中给出的优选定义。

根据一个优选的定义，所述缝隙的开口宽度对应于该开口的彼此分开最远的边缘点的距离。

射线最好是按照其A)从所述辐射源至所述发射器的出口端的射线(发射器的情况)或者B)从所述传感器的入口端至所述接收器(传感器的情况下)路径通过所述辐射传导装置传播和/或偏转的射线。谈及“射线”(复数)，即本文中的数条射线，所说的不仅是公开的共同用于数条射线，但是，可选择地，还(单独地)用于该数个射线中的单独的射线。尤其谈及“方向”，射线的各自方向也被公开了，其中关于这点所述的是相应地(单独地)适用于数条射线中的一些或全部。

当一个存在的对象(例如，辐射源，聚焦元件，辐射传导装置，辐射传导元件等)在本文中被提及，不排除有同一类型的额外的目标存在。换句话说，当涉及“一个”目标时，“至少一个”这样的目标和“一个或多个”这样的目标也被公开了。一个，两个，三个或更多或甚至所有的额外的目标可任选地具有相同的特征作为所述的一个目标或主题。

以本文描述的设备(或者它的一部分，例如传感器或者发射器)的适用性，能力，性能和功能的形式公开的行为也被(独立地或以任意组合地)公开作为所述方法的方法步骤，即分别作为相应设备或相应设备部件的函数。

已描述过的设备的特征的应用或者设备的部分(独立地和以任何组合地)被公开作为方法的方法步骤。

相反，已被公开的设备或设备的部分可以具有能够执行和/或被设计用于执行一个或多个与此处公开的方法相结合的涉及的方法步骤的装置。

此外，下面的专利权利要求每个还公开返回参考前述专利权利要求的相应的一个(“根据前述权利要求中的任意一个”)。

附图说明

它们在示意图中显示，并未按照比例绘制：

图1具有射线分割的设备的第一实施例变体的侧视图；

图2具有射线U形路径的设备的第二实施例变体的侧视图；

图3辐射传导装置的透视图，其限定了一个射线段的基本上螺旋的路径；

图4具有锯齿形射线路径的设备的第三实施例变体的侧视图；

图5具有锯齿形射线路径的设备的第四实施例变体的侧视图，其中，透镜被替换为两个弯曲反射表面；

图6具有一个集成聚焦元件的旋转体的辐射传导装置的透视图(截面)；

图7具有两个辐射源的设备的第五实施例变体的侧视图；

图8具有一个辐射源和一个接收器的设备的第六实施例变体的侧视图，和

图9根据现有技术来说明在介绍中描述的相关事实的设备。

其中：

10 目标

11 发射器

12 传感器

13 外壳

15 缝隙

17 射线

19 辐射传导装置

21 辐射传导元件(反射的)

22 辐射传导元件(反射的/透明的，根据方向)

23 聚焦元件

24 发射器的出口端

25 电路板

26 传感器的入口端

31 辐射源/LED

41 接收器

具体实施方式

本发明结合附图作为实施例在下面更详细进行说明。

附图1、2、4、5、7和8显示在一个监控区域内用于检测目标的设备的六种不同的实施例变体，其中除了图8以外只显示了一个发射器11。一个完整的设备也方便具有一个用于检测发射器11发射的射线17的传感器。

该种传感器也可以被设计成现有技术的已知方式或者也可以在原则上与本文中描述的发射器11有相同的设计，其中，用于电磁射线17的接收器(在为传感器的情况下，其未显示出来)将会被用来代替辐射源31(在为发射器11的情况下，其未显示出来)，并且射线17将会被翻转而不是来自辐射源31到发射器的出口端24(在有发射器11的情况下，其未显示出来)，例如，从传感器的入口端至接收器(在为传感器的情况下，其未显示出来)。传感器的入口端(在有传感器的情况下，其未显示出来)随后将优选地对应于发射器24的出口端24。

如图1、2、4、5和7所示的发射器11和/或如图8所示合并的发射器/传感器11/12，每个具有一个辐射源31(放置在电路板25上)，一个外壳13，一个缝隙15，一个具有数个辐射传导元件21(和/或图8中的22)的辐射传导装置19和一个或多个聚焦元件23，其中根据图5的设备的情况下，辐射传导元件21同时是聚焦元件23。弯曲表面一方面反射射线17并且一方面聚焦它们。根据附图1、2、4、7和8，在另一些实施例变体中，聚焦元件23放置在射线17从发射器11出去的端口24，并且设计成一个透镜。此处必须指出该聚焦元件23也是辐射传导元件并且属于辐射传导装置19。但是，它已经被分配了一个单独的参数23来从其他辐射传导元件21中区分它。

辐射源31用于发射出电磁辐射和/或电磁射线17，特别是以光或红外辐射的形式。例如，辐射源31可以是LED，红外线LED或者激光器。(传感器具有相似性设计(未显示)的情况下辐射源将被接收器替代，例如，其可以是光电晶体管，光敏电阻或者光电二极管。)由辐射源31发射的射线17以在此所示的例子中的一个箭头或若干箭头表明的射线路径的简化形式表示。为了简化起见，不是所有的箭头都提供参数。在此所示的典型的实施例，射线17从一个或多个辐射源31出发通过一个缝隙15，其由在此所示例子中的外壳13形成，至传播和偏转射线17的辐射传导装置19，并且因此限定射线的路径从各自辐射源31至发射器的射线出口端24。

出于这种目的，辐射传导装置19具有数个辐射传导元件21，在目前情况下其是反射射线17并且加之聚焦它们的元件，如图5所示的变体的情况。另一个专用的辐射传导元件22如图8所示。它把射线17分成两股辐射，其中一股辐射被反射并且另一股辐射通过辐射传导元件22。

如附图所示的实施例变体中，数个辐射传导元件21，22在每种情况下如此放置，射线17按照其从辐射源31至发射器的出口端24路径相继通过它们。

如图7所示，数个辐射源31也可以具有发射器11(因此，在一个传感器中安装数个接收器也是想象得到的)。根据附图7的例子，射线17以单独的几股辐射的形式传播(参见箭头)，从辐射源31开始并且经过某些部分的不同的辐射传导元件21以及在几股辐射结合之后联合，至聚焦元件23。发射器11的空间可以因此被很好地利用并且发射器的效率也被数个辐射源31所改进。

图1显示了一个概念上相似的变体，其中通过缝隙15的射线17被分成两股辐射，其中通过辐射传导装置19的第一辐射传导元件21将第一股辐射从辐射源31被传播至发射器出口端24，通过第二辐射传导元件21传播第二股辐射。当然也可以将射线分成3，4或者更多股的辐射并且通过不同辐射传播元件来按照从射线源至发射器的出口端24的路径传播和/或者偏转这几股辐射。

因为由辐射源发射的射线具有散射，由于分成数股辐射，可以使用用于传播和/或偏转几股辐射的辐射传导元件，但是用于传播和/或偏转全部射线可能太小了，来代替使用用于传播和/或偏转所有辐射源发射的射线的辐射传导元件。从而代替少量的较大的辐射传导元件，数个能够灵活定位的更小的辐射传导元件被使用。

甚至一个更大的射线17的分散可以通过辐射传导装置19获得，例如如图6所示。其特别之处在于设计成旋转体。该处所示的例子中，被按照其从辐射源至发射器的出口端路径的射线击中的第一辐射传导元件(底部的21)基本上是圆锥体或者斜截锥体的形式。在实际中，辐射传导元件21的以圆锥体或者斜截锥体的形式的表面将方便地沿底部到顶部的方向被弯曲(例如它在纵切面不是直的，其将可能会在圆锥体或者斜截锥体的情况下)，在更普遍的术语中，也可以说上述的辐射传导元件21是一个渐缩和/或形成一个点的旋转体。由于辐射传导元件21，射线被反射并因此基本上径向向外被传播。然后，它们被额外的辐射传导元件(在一边的21)反射，其最好是基本上以斜截锥体的形式(或更广泛地说：设计成渐缩的旋转体)并因此偏转直到它们再次投射到一个基本上以圆锥体或斜截锥体的形式辐射传导元件(顶端的21)。后一种情况还可能涉及到渐缩和/或形成一个点的旋转体，使其更具通用性。射线在那里组合然后基本上沿着相同方向传播。然后，它们能任意通过一个聚焦元件23被聚焦。然而，辐射传导装置19也可以具有1、2、3、4或更多个对称轴而不是一个旋转对称。例如，它也可以是正方形，矩形或多边形的横截面，尤其是通常的多边形。在这种情况下，可以选择设计此处描述的第一辐射传导元件以及选择性地描述的一个辐射传导元件，并且采用射线组合的方式，例如，大体上成金字塔形。在该部分中，结合图6所描述的变体可能看起来与图1中所示的相似。还是在该例子中，几股辐射在到达发射器11的出口端24之前被组合，并且从这点上它们共同通过辐射传导装置19至发射器的出口端24。

有利地，聚焦元件23位于发射器的出口端24，如图1、2、4、7和8所示。但是，这不是必须的。也可以提供按照这种方式安置的数个聚焦元件23，例如，射线17按照其从辐射源31至出口端24路径连续地通过这些聚焦元件，如图5所示。可选择地或附加地，例如，如图1所示，当后者被分离时，聚焦元件23可以设计以便每个聚焦元件聚焦部分射线(数股辐射。

优选地，辐射传导装置19允许射线17发散和/或移动一段按照其路径彼此相距从辐射源31至聚焦元件23的距离。如图1、2、4、7和9所示，例如，这是通过辐射传导装置19反复偏转射线17实现的，尤其是在它们到达发射器的出口端24之前沿不同方向连续地反射它们并传播它们(例如，2，3，4或更多个)。

辐射传播装置19每个可以设计用于沿一个或相继的多个方向(例如，2，3，4或更多个)传播和/或偏转射线17，它们是横向对齐(例如，成一个至少10°，20°，30°或60°的角)至辐射源31和发射器的出口端24的直接连接，例如，如图1，2，4，5，7和8所示。

如果射线17按照从辐射源31至发射器的出口端24的路径被偏转一次或来回多次，则这是特别有利的，以便射线17每个沿一个方向返回路过一段它们已经经过的路径。例如，该变体如图1和2所示，并且根据图3，该变体也将通过一个辐射传导装置实现。

延长从辐射源31至发射器出口端24的路径的附加可能性包括至少沿三个方向传播和/或偏转射线17，其不在一个公共平面，依靠辐射传导装置23。一个辐射传导装置，例如其在图3中作为示例示出，将达到这个。因此，全部的三个空间维度被利用。

另一种用于延长辐射源31和出口端24之间的路径的可能性是将辐射传导装置23设计成传播和/或偏转一个接着一个沿不同方向的按照所述从辐射源至发射器的出口端路径的射线，形成重复模式，其中这些方向中的一个或多个至少重复2次，3次或4次。这种方法中，辐射传导装置19可基本上限定为一螺旋形(例如，参阅图3)，漩涡形，S形或锯齿形路径，用于射线17。

如图1至8所示，整个的辐射传导装置19(图1至5和7至8)或两个或更多辐射传导元件21(图6)可以设计在单件中，选择性地也包含一个或多个聚焦元件23。例如，这些部件可以通过注射成型被低成本地生产出来。

如图2所示，辐射源31可以被安置于任何相对于发射器的出口端24的位置。辐射源31和聚焦元件23可以被安置在发射器11或外壳13的同一侧，例如，如图2所示，或者它们可以被安置在不同侧，尤其是在发射器11或外壳13的相对侧，如图1、4、5、7和8。如果提供了数个辐射源31，它们也可以安置在发射器11或外壳的同一侧或不同侧。

根据图8的变体，其包括一个光传感器，发射器11和传感器12结合在一个单元中。它们设计成一个设备11，12并且有利地具有一个共同的壳体13，如下所述。通过辐射源31发射的射线(实线箭头)在辐射传导元件22上被反射沿着其路径至设备11，12的出口端24。在他们从设备11，12离开后，它们投射一个目标10并部分通过它反射。反射的射线(虚线箭头)从设备11，12的入口端26进入并按照其从上述端口26离开至接收器41路径投射上述辐射传导元件22，然后通过上述辐射传导元件，到达接收器41，它们在那里被检测。

另外，也可以在原则上使用辐射传导元件22用于发射器的结构。这个辐射传导元件如图8所示，反射入射射线的一部分并允许其中一部分通过(参见上面进一步的辐射传导元件22的讨论和图8)。上述辐射传导装置可以用于将射线17分割成两股辐射，例如，其中，这些股辐射之后能够进一步地被传播，如上面描述的，用于不同股的辐射。

Claims (11)

1.一种在一个监控范围内用于检测目标的设备，包括一个传感器和一个发射器，其中所述的发射器包括如下组件：

-一个外壳，

-一个用于电磁射线发射的辐射源，

-一个辐射传导装置，其被设计用于传播按照其从所述的辐射源至所述的发射器的出口端路径的所述的射线，其中所述的辐射传导装置具有一个用于聚焦所述的射线的聚焦元件，

其特征在于，

所述的辐射传导装置被设计用于通过两次或更多次的反射偏转按照所述路径从所述的辐射源至所述的发射器路径的出口端的所述的射线。

2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述的辐射传导装置限定的从所述的辐射源至所述的发射器的出口端的射线的路径的至少一段基本上被设计为S形或者锯齿形。

3.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述的辐射传导装置的至少一些部分被设计用于通过两次反射偏转所述的按照其从所述的辐射源至所述的发射器的出口端路径的射线，较佳地包括聚焦元件，被设计为单件，尤其被设计成一个注射成型部件。

4.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，除了所述的辐射源，所述的发射器具有一个或多个额外的用于电磁光线发射的辐射源，其中所述的辐射传导装置也被设计用于传播这些按照其从所述的一个或多个辐射源至所述的发射器的出口端路径的射线。

5.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述的发射器和所述的传感器被合并到一个装置中并形成一个光传感器。

6.根据权利要求1所述的设备，其特征在于，所述的辐射传导装置具有数个辐射传导元件。

7.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述的辐射传导元件被设计用于以数个单独的几股辐射的形式按其至所述的发射器的出口端路径传播所述的光线，并用于传播在不同辐射传导元件上的至少一些部分上的彼此分离的所述的独立的几股辐射至所述的发射器的出口端。

8.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述的辐射传导装置被设计用于将所述的射线分割成按其从所述的辐射源至所述的发射器的出口端路径的所述的数个几股辐射，并且用于传播所述的独立的几股辐射从不同辐射传导元件的至少一些部分的所述的分割点至所述的发射器的出口端。

9.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述的射线按照其从所述的辐射源至所述的发射器的出口端的路径穿透或经过所述的辐射传导元件的地方具有逐渐增大的尺寸。

10.根据权利要求6所述的设备，其特征在于，所述的辐射传导元件中的一个被设计用于反射投射到该辐射传导元件的所述的射线中的一些，并且允许剩余的通过。

11.一种使用根据权利要求1至10的所述的一种设备的在一个监控范围内用于检测目标的方法。