CN105318077B - 红外线感应装置及其感应式水龙头 - Google Patents

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Abstract

本发明适用于卫浴设备领域，公开了一种红外线感应装置及其感应式水龙头。上述红外线感应装置包括第一光发射模块，第二光发射模块和光接收模块，第一光发射模块包括第一光发射器以及具有正屈光力的第一镜头，第一光发射器通过第一镜头发射具有第一光轴的红外线；第二光发射模块包括第二光发射器以及具有正屈光力的第二镜头，第二光发射器通过第二镜头发射具有第二光轴的红外线；光接收模块位于第一光发射模块与第二光发射模块之间，第一光轴与第二光轴之间沿发射方向的夹角为锐角。上述感应式水龙头包括上述红外线感应装置。本发明提供的红外线感应装置及其感应式水龙头，红外线感应装置感应范围大，感应式水龙头生产成本低、体积小、控制灵敏。

Description

红外线感应装置及其感应式水龙头
技术领域
本发明属于卫浴设备领域，尤其涉及一种红外线感应装置及其感应式水龙头。
背景技术
未接触式的红外线感应水龙头，比起传统上需要手动直接去转开控制出水阀门的水龙头来说，除了具有卫生、方便、可避免暴露并通过接触传染的疾病威胁，所以在许多公共场所，例如：饭店、医院、公厕等，皆广泛地应用有红外线感应水龙头。
已知配合水龙头使用的红外线感应装置是由红外线发射器以及红外线接收器组成。透过该红外线发射器发射红外线而产生红外线照射范围，当使用者手部进入该红外线照射范围时，该红外线将因受遮挡而反射，反射的红外线被该红外线接收器所接收，进而通过电路控制水龙头的水阀门开启；反之，当使用者手部离开该红外线照射范围时，因未有反射红外线的产生，故该红外线接收器未能启动电路而使得水龙头的水阀门维持在关闭状态。但是，已知的红外线感应装置仅配置个红外线发射器，在其红外线照射范围有限的情形下，往往使得使用者在使用水龙头的过程中，因无法准确拿捏红外线照射范围，而使得水龙头的出水情况呈断断续续的，如此产生不便。
另外，该红外线发射器大多直接使用LED来做为发射光源，且该LED在封装的过程时经过一次光学来增加LED的出光角度与出光效率。然而，为了提升红外线照射的感应范围，生产商在强化LED的出光角度时，相对地缩短了感应距离，以及牺牲了光线的照度，该情形使得红外线的能量过弱而无法有效地被红外线接收器接收，从而削弱了感应效果，因此，需要额外配置讯号放大电路，以放大红外线接收器所接收的红外线讯号，但这样会使得制造成本增加。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种红外线感应装置及其感应式水龙头，红外线感应装置感应范围大；感应式水龙头生产成本低、体积小、控制灵敏、使用方便。
本发明的技术方案是：一种红外线感应装置，包括第一光发射模块，第二光发射模块和光接收模块，所述第一光发射模块包括第一光发射器以及具有正屈光力的第一镜头，所述第一光发射器通过所述第一镜头发射具有第一光轴的红外线；所述第二光发射模块包括第二光发射器以及具有正屈光力的第二镜头，所述第二光发射器通过所述第二镜头发射具有第二光轴的红外线；所述光接收模块位于所述第一光发射模块与所述第二光发射模块之间，用于接收经反射后的红外线；所述第一光轴与所述第二光轴之间沿发射方向的夹角为锐角。
具体地，所述光接收模块包括光接收器以及具有正屈光力的第三镜头，所述光接收器接收经反射后且通过所述第三镜头的红外线。
优选地，所述第一光轴与所述第二光轴之间所夹设的锐角范围为15度～40度。
优选地，所述第一光发射器与所述第二光发射器之间的距离不小于2厘米。
进一步地，所述光接收模块还包括设置于所述光接收器与所述第三镜头之间的滤光组件。
进一步地，所述红外线感应装置还包括罩壳，所述第一镜头、所述第二镜头及所述第三镜头一体成形于所述罩壳上，所述第一光发射器、所述第二光发射器与所述光接收器均设置于所述罩壳内。
进一步地，所述红外线感应装置还包括至少一隔离组件，用以阻绝所述第一光发射器及所述第二光发射器所发射且未通过所述第一镜头与所述第二镜头的红外线进入所述光接收器中。
本发明还提供了一种感应式水龙头，包括出水管，所述出水管具有出水口，偏离所述引水管出水口下方的一侧设置有红外线感应装置，所述红外线感应装置用于发射出二条具有光轴的红外线，并接收经反射后的二所述红外线，二所述红外线的光轴之间的夹角为锐角。
具体地，所述红外线感应装置包括具有正屈光力的第一镜头和第一光发射器，所述第一光发射器通过所述第一镜头发射具有第一光轴的红外线；还包括具有正屈光力的第二镜头和第二光发射器，所述第二光发射器通过所述第二镜头发射具有第二光轴的红外线，所述第一光轴与所述第二光轴之间沿发射方向的夹角为锐角；还包括设置于所述第一光发射器与所述第二光发射器之间的光接收器，用以接收经反射后的二所述红外线。
进一步地，所述红外线感应装置还包括第三镜头，经反射后的二所述红外线通过所述第三镜头后被所述光接收器接收。
进一步地，所述红外线感应装置还包括设置于所述光接收器与所述第三镜头之间的滤光组件。
进一步地，所述红外线感应装置还包括罩壳，所述第一镜头、所述第二镜头及所述第三镜头一体成形于所述罩壳上，所述第一光发射器、所述第二光发射器与所述光接收器均设置于所述罩壳内。
优选地，所述第一光发射器与所述第二光发射器之间的距离不小于2厘米。
进一步地，所述红外线感应装置还包括至少一隔离组件，用以阻绝所述第一光发射器及所述第二光发射器所发射且未通过所述第一镜头与所述第二镜头的红外线进入所述光接收器中。
本发明提供的一种红外线感应装置及其感应式水龙头，其有益效果在于通过发射具有光轴的二红外线，且两光轴间的夹角为锐角，以提升红外线的感应范围，以及通过第一镜头、第二镜头以及第三镜头的正屈光效果，提升红外线的照射能量以及间接提升光接收器所能接收的能量，而不需要额外设置讯号放大电路，可免去配备讯号放大电路的成本以及缩小整个装置的体积。
附图说明
图1是本发明实施例提供的红外线感应装置的结构剖面示意图；
图2是本发明实施例提供的感应式水龙头的结构剖面示意图。
【符号说明】
100 红外线感应装置
10 电路板
20 罩壳
20a 容置空间
30 第一光发射模块
30a 第一光轴 32 第一光发射器
34 第一镜头
40 第二光发射模块
40a 第二光轴 42 第二光发射器
44 第二镜头
50 光接收模块
52 光接收器 54 第三镜头
56 滤光组件
60 遮光罩
200 感应式水龙头
210 引水管 210a出水口
300 洗手台
d 距离
D1～D4 虚线
θ 锐角
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，为本发明提供的一种红外线感应装置100的较佳实施例，包含有电路板10、罩壳20、第一光发射模块30、第二光发射模块40、光接收模块50以及由二个遮光罩60构成的隔离组件。其中，电路板10与罩壳20以可拆离的方式组合并构成一容置空间20a，第一光发射模块30、第二光发射模块40、光接收模块50与二个遮光罩60均设置于容置空间20a内。
具体地，如图1所示，第一光发射模块30包括第一光发射器32以及具有正屈光力的第一镜头34。第一光发射器32设置于电路板10上并用于发射具有第一光轴30a的红外线；第一镜头34设置于罩壳20上并位于第一光轴30a通过的路径上。
具体地，如图1所示，第二光发射模块40包括第二光发射器42以及具有正屈光力的第二镜头44。第二光发射器42与第一光发射器32之间以距离大于或等于2厘米的方式设置在电路板10上。第二光发射器42用于发射具有第二光轴40a的红外线；第二镜头44设置于罩壳20上并位于第二光轴40a通过的路径上。特别的是，第二光发射器42略呈倾斜的方式设置，从而使第二光轴40a与第一光轴30a之间沿发射的方向夹设有一锐角θ(请参照图2)，在本实施例中，该锐角θ的角度范围介于15度～40度之间。
具体地，如图1所示，光接收模块50位于第一光发射模块30与第二光发射模块40之间，该光接收模块50包括光接收器52、具有正屈光力的第三镜头54以及滤光组件56。其中，光接收器52设置于电路板10上；第三镜头54对应光接收器52的位置而设置于罩壳20上；滤光组件56设置于光接收器52上，用于滤除特定波长范围以外的红外线。如此，当第一光发射模块30与第二光发射模块40所发射的红外线照射到一物体之后，经过该物体反射的红外线进入第三镜头54，并经由第三镜头54屈光调整以及经过滤光组件56过滤之后，传递至光接收器52而被接收。其中，特定波长范围并非为一个固定值，而是配合相应红外线感应装置100所发射的红外线的波长而决定的，其目的在于避免非该红外线感应装置100发出的不同波长红外线对于光接收器52的干扰，而造成误判的情况发生，滤光组件56有助于光接收器52接收正确的红外线讯号，提升红外线感应装置100感应的准确率。
具体地，二个遮光罩60为圆筒状且分别罩设在第一光发射器32与第二光发射器42的外部，用于阻隔第一光发射器32和第二光发射器42所发射且未通过第一镜头34和第二镜头44的红外线进入光接收器52中，以避免所发射的红外线直接照射至光接收器52而造成错误信号，即可提高光接收器52接收反射后的红外线的准确度。
进一步地，第一镜头34、第二镜头44和第三镜头54在本实施例中为一体成形于罩壳20的凸透镜。当然，为了强化光学效应，本发明的第一镜头34、第二镜头44和第三镜头54也可由多数个凸透镜与凹透镜排列组成，从而通过二次以上光学的设计，而让不同入射角度的光线更有效地集中，以提升对应光线的屈光效果，赋予光线优异的方向性，并提高第一光发射器32和第二光发射器42所发射的红外线能量，以及提高光接收器52所能接收到的红外线能量。
具体地，如图2所示，本发明还提供了具有该红外线感应装置100的感应式水龙头200。该感应式水龙头200包括出水管210，出水管210具有出水口210a，出水管210连结于洗手台300，红外线感应装置100嵌设于洗手台300，且位于偏离出水管210的出水口210a下方的一侧，红外线感应装置100与控制该出水管210出水与否的电子阀门(图中未示出)电性连接。
具体地，如图2所示，虚线D1、D2所夹设的区域为第一光发射器32发射红外线而形成的感应区域；虚线D3、D4所夹设的区域为该第二光发射器42发射红外线而形成的感应区域。因此，当使用者手部进入该些感应区域并阻挡红外线时，经反射后的红外线被光接收器52所接收，进而触发该电子阀门开启以使得该出水管210引出水流；反之，当使用者手部离开红外线照射范围(即D1、D2及D3、D4所涵盖区域)时，因未有反射红外线的产生，故光接收器52未能启动电子阀门而使得出水管210维持在关闭状态，以达节约能源目的。
进一步地，如图2所示，当不同型式的水龙头因其出水口至该红外线感应装置100的水平距离d有所改变时，本实施例的红外线感应装置100可经过选择或组合下列三种方式以调整红外线的感应区域，从而以适用于不同型式的水龙头使用。
(1).调整第一发射器32与第二光发射器42之间的距离；当增加距离时，可扩大感应区域的照射面积。
(2).调整第一光轴30a与第二光轴40a所夹设的锐角θ；当锐角θ角度加大时，可扩大感应区域的照射面积。
(3).调整镜头的屈光率；增加屈光率可使红外线光束集中且能量提升，从而可增加有效照射距离；降低屈光率则可提升照射区域的面积。
综上所述，本实施例的红外线感应装置，可通过第一光发射模块30和第二光发射模块40以不平行的光轴设计，扩大红外线感应装置100的感应范围，同时，通过第一镜头34、第二镜头44和第三镜头54的正屈光力之效果，有效提升第一光发射模块30、第二光发射模块40所发射的红外线能量、降低整体电路的功耗，并间接提升光接收器52所能接收到的红外线能量，所以不需要额外设置讯号放大电路来将红外线讯号放大，可减少电路板上电子零件的数量，而达到提高整体电路的稳定性、降低制造成本、缩小整个装置体积的效果。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种红外线感应装置，其特征在于，包括第一光发射模块，第二光发射模块和光接收模块，所述第一光发射模块包括发射感应光线以形成第一感应区域的第一光发射器以及具有正屈光力的第一镜头，所述第一光发射器通过所述第一镜头发射具有第一光轴的红外线；所述第二光发射模块包括发射感应光线以形成第二感应区域的第二光发射器以及具有正屈光力的第二镜头，所述第二光发射器通过所述第二镜头发射具有第二光轴的红外线；所述光接收模块位于所述第一光发射模块与所述第二光发射模块之间，用于接收经反射后的红外线；所述第一光轴与所述第二光轴之间沿发射方向的夹角为锐角。
2.如权利要求1所述的红外线感应装置，其特征在于，所述光接收模块包括光接收器以及具有正屈光力的第三镜头，所述光接收器接收经反射后且通过所述第三镜头的红外线。
3.如权利要求1或2所述的红外线感应装置，其特征在于，所述第一光轴与所述第二光轴之间沿发射方向所夹设的锐角范围为15度～40度。
4.如权利要求1或2所述的红外线感应装置，其特征在于，所述第一光发射器与所述第二光发射器之间的距离不小于2厘米。
5.如权利要求2所述的红外线感应装置，其特征在于，所述光接收模块还包括设置于所述光接收器与所述第三镜头之间的滤光组件。
6.如权利要求2所述的红外线感应装置，其特征在于，所述红外线感应装置还包括罩壳，所述第一镜头、所述第二镜头及所述第三镜头一体成形于所述罩壳上，所述第一光发射器、所述第二光发射器与所述光接收器均设置于所述罩壳内。
7.如权利要求1或2所述的红外线感应装置，其特征在于，所述红外线感应装置还包括至少一隔离组件，用以阻绝所述第一光发射器及所述第二光发射器所发射且未通过所述第一镜头与所述第二镜头的红外线进入所述光接收器中。
8.一种感应式水龙头，包括出水管，所述出水管具有出水口，其特征在于，偏离所述出水管的出水口下方的一侧设置有红外线感应装置，所述红外线感应装置用于发射出二条具有光轴的红外线，并接收经反射后的二所述红外线，二所述红外线的光轴之间沿发射方向的夹角为锐角，所述红外线感应装置包括具有正屈光力的第一镜头和第一光发射器，所述第一光发射器通过所述第一镜头发射具有第一光轴的红外线；还包括具有正屈光力的第二镜头和第二光发射器，所述第二光发射器通过所述第二镜头发射具有第二光轴的红外线，所述第一光轴与所述第二光轴之间沿发射方向的夹角为锐角；还包括设置于所述第一光发射器与所述第二光发射器之间的光接收器，用以接收经反射后的二所述红外线，所述红外线感应装置还包括用于调节所述第一光发射器和所述第二光发射器之间的距离以调节红外线感应装置照射面积的调节结构。
9.如权利要求8所述的感应式水龙头，其特征在于，所述红外线感应装置还包括第三镜头，经反射后的二所述红外线通过所述第三镜头后被所述光接收器接收。
10.如权利要求9所述的感应式水龙头，其特征在于，所述红外线感应装置还包括设置于所述光接收器与所述第三镜头之间的滤光组件。
11.如权利要求9所述的感应式水龙头，其特征在于，所述红外线感应装置还包括罩壳，所述第一镜头、所述第二镜头及所述第三镜头一体成形于所述罩壳上，所述第一光发射器、所述第二光发射器与所述光接收器均设置于所述罩壳内。
12.如权利要求8所述的感应式水龙头，其特征在于，所述第一光发射器与所述第二光发射器之间的距离不小于2厘米。
13.如权利要求8所述的感应式水龙头，其特征在于，所述红外线感应装置还包括至少一隔离组件，用以阻绝所述第一光发射器及所述第二光发射器所发射且未通过所述第一镜头与所述第二镜头的红外线进入所述光接收器中。
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