CN114114445A - 一种多光轴光电传感器 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种多光轴光电传感器，包括：激光发射器，包括多个发射组件，发射组件为沿第一方向延伸的线光源，多个发射组件沿第一方向排列；发射器调节组件，用于调节激光发射器的发射方向，发射器调节组件包括发射器安装架和发射器安装台，发射器安装台与激光发射器固定连接，发射器安装台相对发射器安装架绕第一方向转动；激光接收器，包括多个接收单元，接收单元朝向发射单元，多个接收单元沿第一方向排列，相邻的两个接收单元之间的距离小于发射组件沿第一方向的长度。本申请公开的多光轴光电传感器，能够简化激光发射器和激光接收器在安装时的调试对正过程，提高安装效率。

Description

一种多光轴光电传感器

技术领域

本申请涉及光电传感技术领域，尤其涉及一种多光轴光电传感器。

背景技术

光电传感器是将光信号转换为电信号的一种器件。它首先把被测量的变化转换成光信号的变化，然后借助光电元件进一步将光信号转换成电信号。这种方法具有精度高、反应快、非接触等优点，而且可测参数多，传感器的结构简单，形式灵活多样。因此，光电式传感器在检测和控制中应用非常广泛。例如，安全监测，检测是否有物体进入某一区域。多光轴光电传感器通常会设置多组并列的光轴，每组光轴对应一个发射器和接收器，在安装时需要调整发射器和接收器的相对位置，使二者之间形成光路，调试过程复杂，安装效率较低。

发明内容

本申请实施例提供了一种多光轴光电传感器，能够简化发射器和接收器之间的调试对正过程。

本申请实施例提供了一种多光轴光电传感器，包括：激光发射器，包括多个发射组件，发射组件为沿第一方向延伸的线光源，多个发射组件沿第一方向排列；发射器调节组件，用于调节激光发射器的发射方向，发射器调节组件包括发射器安装架和发射器安装台，发射器安装台与激光发射器固定连接，发射器安装台相对发射器安装架绕第一方向转动；激光接收器，包括多个接收单元，接收单元朝向发射单元，多个接收单元沿第一方向排列，相邻的两个接收单元之间的距离小于发射组件沿第一方向的长度。

根据本申请实施例，发射器调节组件还包括：连接轴，发射器安装台与连接轴固定连接，连接轴与发射器安装架铰接，连接轴设有锥形变径部，锥形变径部的锥面形成第一锥齿轮；控制旋钮，一端设有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，第二锥齿轮穿入发射器安装架。

根据本申请实施例，发射组件包括：激光器，沿第一方向射出散射的激光；导光条，位于激光器的一端，导光条沿第一方向延伸，激光沿第一方向射入导光条的端部，导光条为长方体，导光条沿第一方向的四个侧面中，包括出光面和与出光面相对的背光面，出光面为透射面，其余侧面为反射面。

根据本申请实施例，背光面设有多个内凹结构，内凹结构在背光面上均布设置。

根据本申请实施例，发射组件还包括：散射膜，位于出光面，散射膜背离出光面的一侧设有第一方向排列的多个散射结构，散射结构为沿垂直第一方向延伸的凸起结构，散射结构的截面为顶角为直角的三角形。

根据本申请实施例，发射组件还包括：反射膜，贴设于背光面。

根据本申请实施例，发射组件还包括：第一透镜，位于散射膜背离导光条的一侧，第一透镜沿第一方向延伸，第一透镜为凸透镜。

根据本申请实施例，光电传感器还包括：接收器安装台，设有沿第一方向延伸的凹槽，凹槽垂直第一方向的截面形状为半圆形；接收单元沿第一方向固设与凹槽的底部。

根据本申请实施例，光电传感器还包括：第二透镜，位于凹槽内，第二透镜沿第一方向延伸，第二透镜为凸透镜。

根据本申请实施例，光电传感器还包括：接收器安装架，与接收器安装台铰接，接收器安装台能够相对接收器安装架绕第一方向转动。

本申请实施例提供的多光轴光电传感器，通过沿第一方向的线光源发射组件向接收单元发射光线，通过发射器调节组件来时激光发射器绕第一方向转动使得激光能够朝激光接收器发射。由于线光源发出光线，即使激光发射器和激光接收器之间存在沿第一方向的位置偏差，激光发射器发出的光线依然能够照射在激光接收器上，从而保证光路，简化激光发射器和激光接收器在安装时的调试对正过程，提高安装效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。

图1为本申请实施例的多光轴光电传感器一种结构示意图。

图2为本申请实施例的多光轴光电传感器的发射器调节组件和激光发射器的结构示意图。

图3为发射器调节组件的内部结构示意图。

图4为申请实施例的多光轴光电传感器的发射组件的结构示意图。

图5为本申请实施例的多光轴光电传感器的光电接收器的安装示意图。

附图标记：

1、激光发射器；11、发射组件；12、激光器；13、导光条；14、散射膜；15、反射膜；

2、发射调节组件；21、发射器安装架；22、发射器安装台；23、连接轴；24、控制旋钮；

3、激光接收器；31、接收单元；

4、接收器安装台；

5、接收器安装架。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本申请的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请的更好的理解。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合附图对实施例进行详细描述。

诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

应当理解，在描述部件的结构时，当将一层、一个区域称为位于另一层、另一个区域“上面”或“上方”时，可以指直接位于另一层、另一个区域上面，或者在其与另一层、另一个区域之间还包含其它的层或区域。并且，如果将部件翻转，该一层、一个区域将位于另一层、另一个区域“下面”或“下方”。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

应理解，在本申请实施例中，“与A相应的B”表示B与A相关联，根据A可以确定B。但还应理解，根据A确定B并不意味着仅仅根据A确定B，还可以根据A和/或其它信息确定B。

申请人发现，在安装多光轴光电传感器时，需要调整激光发射器和激光接收器的位置和朝向，从使得每组激光发射器和激光接收器形成一条光路。一旦有物体遮挡光路就会触发光电传感器。由于激光发射器和激光接收器需要一一对应，因此需要使每组对应的激光发射器和激光接收器都调试对正。在对正过程槽中，除了要调整激光发射器激光接收器沿第一方向的位置，还要调整激光发射器激光接收器相对第一方向的角度，因此使得调试对正过程复杂，调试的效率较低。

申请人提出一种多光轴光电传感器，通过沿第一方向的线光源发射组件向接收单元发射光线，通过发射器调节组件来时激光发射器绕第一方向转动使得激光能够朝激光接收器发射。由于线光源发出光线，即使激光发射器和激光接收器之间存在沿第一方向的位置偏差，激光发射器发出的光线依然能够照射在激光接收器上，从而保证光路，简化激光发射器和激光接收器在安装时的调试对正过程，提高安装效率。

图1为本申请实施例的多光轴光电传感器一种结构示意图。

参考图1，本申请实施例提供了一种多光轴光电传感器，包括：激光发射器1，包括多个发射组件11，发射组件11为沿第一方向延伸的线光源，多个发射组件11沿第一方向排列；发射器调节组件，用于调节激光发射器1的发射方向，发射器调节组件包括发射器安装架21和发射器安装台22，发射器安装台22与激光发射器1固定连接，发射器安装台22相对发射器安装架21绕第一方向转动；激光接收器3，包括多个接收单元31，接收单元31朝向发射单元，多个接收单元31沿第一方向排列，相邻的两个接收单元31之间的距离小于发射组件11沿第一方向的长度。

在使用本申请实施例提供的多光轴光电传感器时，激光发射器1和激光接收器3分开安装，激光发射器1发出的激光射向激光接收器3。当有物体穿过激光发射器1和激光接收器3之间时，激光的光路被遮挡，从而触发光电传感器。

发射组件11为沿第一方向延伸的线光源，朝向激光接收器3射出线形的激光，即使激光发射器1和激光接收器3沿第一方向上存在位置的偏差，由于光线时线形的，因此光线也能够照射到激光接收器3，从而保证激光发射器1和激光接收器3之间能够形成稳定的光路，在调试激光发射器1和激光接收器3时，可以适当放松沿第一方向的位置调整，从而简化了调节对正的过程。此外，相关技术中，点光源形成线状检测区域，如果物体位于激光发射器1和激光接受其之间，且位于两条线状检测区域之间，则不会触发光电传感器。本申请实施例中，当物体经过激光发射器1和激光接收器3之间时，由于发射组件11为线光源，因此在激光发射器1和激光接收器3之间形成面状的检测区域，从而提高检测的灵敏度，降低漏检的可能性。

发射组件11安装在发射器安装台22上，发射器安装台22相对发射器简装架绕第一方向转动。当激光发射器1和激光接收器3存在除沿第一方向以外的错位时，可以将错位分解为沿第一方向的错位和垂直第一方向的错位：沿第一方向的错位可以通过线光源的发射组件11来平衡，可以只进行大致的对正调节，不做精细的对正调节；垂直第一方向的错位可以通过发射器安装台22的转动来调整，旋转发射器安装台22，使得激光射向激光接收器3，从而完成激光发射器1和激光接收器3的对正调节。

接收单元31设有多个，相邻的两个接收单元31之间距离小于发射组件11的长度，因此一个发射组件11对应多个接收单元31，从而使得即使发射组件11发出的激光与对应的多个接收单元31发生错位，总能存在至少一个接收单元31能够接收到激光，从而保证光电传感器的正常使用。

图2为本申请实施例的多光轴光电传感器的发射器调节组件和激光发射器的结构示意图。图3为发射器调节组件的内部结构示意图。

进一步地，参考图2和图3，发射器调节组件还包括：连接轴23，发射器安装台22与连接轴23固定连接，连接轴23与发射器安装架21铰接，连接轴23设有锥形变径部，锥形变径部的锥面形成第一锥齿轮；控制旋钮24，一端设有与第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，第二锥齿轮穿入发射器安装架21。

发射器安装架21固定设置于光电传感器的安装面上。连接轴23作为发射器安装台22相对发射器安装架21转动的转轴使用。连接轴23上的锥形变径部形成第一锥齿轮。控制旋钮24上的第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合，从而通过旋转控制旋钮24来旋转发射安装台，进而调整发射组件11的激光发射方向。考虑到第一方向通常为竖直方向，控制旋钮24的轴线通常为水平方向，即控制旋钮24的轴线与第一方向垂直。第一锥齿轮和第二锥齿轮的啮合可以满足上述传动需求。此外，第一锥齿轮和第二锥齿轮采用大传动比，使得控制旋钮24转动更适合于微调发射安装台的转动角度。

图4为申请实施例的多光轴光电传感器的发射组件的结构示意图。

进一步地，参考图4，发射组件11包括：激光器12，沿第一方向射出散射的激光；导光条13，位于激光器12的一端，导光条13沿第一方向延伸，激光沿第一方向射入导光条13的端部，导光条13为长方体，导光条13沿第一方向的四个侧面中，包括出光面和与出光面相对的背光面，出光面为透射面，其余侧面为反射面。

激光器12从导光条13的一端射入，激光经过除出光面外其他三个侧面的反射，从出光面射出。由于激光器12射出的激光处于散射状态，不同入射角度的激光在导光条13内反射，最终都从出光面的不同位置射出，从而使得从出光面射出的激光能够形成线光源。需要说明的是，在激光器12的出射端设置凸透镜或凸透镜组，以使射向导光条13的光线处于发散状态，从而使光线以不同的角度入射导光条13，进而从出光面的不同位置射出，形成线光源。

进一步地，背光面设有多个内凹结构，内凹结构在背光面上均布设置。当光线在意较大的角度射入导光条13时，光线可以能在导光条13内发生全反射，从而无法从导光条13中射出。内凹结构能够是反射后的光线的反射角度与入射角度发生偏差，从而减少光线在导光条13内反复出现全反射而无法从出光面射出的可能性。此外，也可以通过改变出光面和背光面之间的角度来减少全反射发生的可能性，示例性地，沿激光入射方向，出光面和背光面之间的尺寸逐渐减小。

进一步地，发射组件11还包括：散射膜14，位于出光面，散射膜14背离出光面的一侧设有第一方向排列的多个散射结构，散射结构为沿垂直第一方向延伸的凸起结构，散射结构的截面为顶角为直角的三角形。

从出光面射出的光线可以近似看作平行光，散射膜14用于使光线散射从而使线光源发出的光线更加均匀。散射结构设置为三角形的凸起结构，并使散射结构沿第一方向排列，使得光线在透过散射结构射出时能够形成沿第一方向的散射，从而使整个发射组件11射出的光线沿第一方向的均匀性更高，从而形成稳定的线光源。

进一步地，参考图4，发射组件11还包括：反射膜15，贴设于背光面。当激光器12发出的激光在散射后射入导光条13内时，反射膜15能够防止光线从背光面射出，并将光线反射至出光面，从而提高光线的利用率，使得更多的光线能够被用于线光源的发光。

进一步地，发射组件11还包括：第一透镜，位于散射膜14背离导光条13的一侧，第一透镜沿第一方向延伸，第一透镜为凸透镜。从出光面射出的光线除了沿第一方向的散射，也会出现垂直第一方向的散射。第一透镜能够将光线沿第垂直第一方向进行汇聚，从而保证光线的强度，可以增加光电传感器的检测距离。

图5为本申请实施例的多光轴光电传感器的光电接收器的安装示意图。

参考图5，光电传感器还包括：接收器安装台4，设有沿第一方向延伸的凹槽，凹槽垂直第一方向的截面形状为半圆形；接收单元31沿第一方向固设与凹槽的底部。

接收器安装台4作为激光接收器3的安装载体使用，激光接收器3安装在沿第一方向延伸的凹槽中，可以通过凹槽对激光接收器3进行保护，防止外部物体碰撞破坏接收器。凹槽的截面形状为半圆形，将接受单元安装在凹槽的底部，能够限制激光接收器3可接受的激光的入射角度，从而避免外界杂光误触发光电传感器。

进一步地，光电传感器还包括：第二透镜，位于凹槽内，第二透镜沿第一方向延伸，第二透镜为凸透镜。考虑到线光源的光线强度会低于点光源的的光线强度。第二透镜能够将射入的激光光线进行汇聚，从而使更多的光线能够被接收单元31接收，并用于触发光电传感器，保证光电传感器的正常工作。

进一步地，光电传感器还包括：接收器安装架5，与接收器安装台4铰接，接收器安装台4能够相对接收器安装架5绕第一方向转动。接收器安装台4能够相对接收器安装架5转动，在光电传感器时，可以先旋转接收器安装架5，使得激光接收器3大致朝向激光发射器1，在通过旋转发射器调节组件的控制旋钮24来进行微调，使得激光发射器1发出的光线能够射向激光接收器3。

综上所述，本申请实施例提供的一种多光轴光电传感器，通过沿第一方向的线光源发射组件向接收单元发射光线，通过发射器调节组件来时激光发射器绕第一方向转动使得激光能够朝激光接收器发射。由于线光源发出光线，即使激光发射器和激光接收器之间存在沿第一方向的位置偏差，激光发射器发出的光线依然能够照射在激光接收器上，从而保证光路，简化激光发射器和激光接收器在安装时的调试对正过程，提高安装效率。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种多光轴光电传感器，其特征在于，包括：

激光发射器，包括多个发射组件，所述发射组件为沿第一方向延伸的线光源，多个所述发射组件沿所述第一方向排列；

发射器调节组件，用于调节所述激光发射器的发射方向，所述发射器调节组件包括发射器安装架和发射器安装台，所述发射器安装台与所述激光发射器固定连接，所述发射器安装台相对所述发射器安装架绕所述第一方向转动；

激光接收器，包括多个接收单元，所述接收单元朝向所述发射单元，多个所述接收单元沿所述第一方向排列，相邻的两个所述接收单元之间的距离小于所述发射组件沿第一方向的长度。

2.根据权利要求1所述的多光轴光电传感器，其特征在于，所述发射器调节组件还包括：

连接轴，所述发射器安装台与所述连接轴固定连接，所述连接轴与所述发射器安装架铰接，所述连接轴设有锥形变径部，所述锥形变径部的锥面形成第一锥齿轮；

控制旋钮，一端设有与所述第一锥齿轮啮合的第二锥齿轮，所述第二锥齿轮穿入所述发射器安装架。

3.根据权利要求1所述的多光轴光电传感器，其特征在于，所述发射组件包括：

激光器，沿所述第一方向射出散射的激光；

导光条，位于所述激光器的一端，所述导光条沿第一方向延伸，所述激光沿第一方向射入所述导光条的端部，所述导光条为长方体，所述导光条沿所述第一方向的四个侧面中，包括出光面和与所述出光面相对的背光面，所述出光面为透射面，其余侧面为反射面。

4.根据权利要求3所述的多光轴光电传感器，其特征在于，所述背光面设有多个内凹结构，所述内凹结构在所述背光面上均布设置。

5.根据权利要求4所述的多光轴光电传感器，其特征在于，所述发射组件还包括：

散射膜，位于所述出光面，所述散射膜背离所述出光面的一侧设有所述第一方向排列的多个散射结构，所述散射结构为沿垂直所述第一方向延伸的凸起结构，所述散射结构的截面为顶角为直角的三角形。

6.根据权利要求5所述的多光轴光电传感器，其特征在于，所述发射组件还包括：

反射膜，贴设于所述背光面。

7.根据权利要求6所述的多光轴光电传感器，其特征在于，所述发射组件还包括：

第一透镜，位于所述散射膜背离所述导光条的一侧，所述第一透镜沿所述第一方向延伸，所述第一透镜为凸透镜。

8.根据权利要求1所述的多光轴光电传感器，其特征在于，所述光电传感器还包括：

接收器安装台，设有沿所述第一方向延伸的凹槽，所述凹槽垂直所述第一方向的截面形状为半圆形；

所述接收单元沿所述第一方向固设与所述凹槽的底部。

9.根据权利要求8所述的多光轴光电传感器，其特征在于，所述光电传感器还包括：

第二透镜，位于所述凹槽内，所述第二透镜沿所述第一方向延伸，所述第二透镜为凸透镜。

10.根据权利要求8所述的多光轴光电传感器，其特征在于，所述光电传感器还包括：

接收器安装架，与所述接收器安装台铰接，所述接收器安装台能够相对所述接收器安装架绕所述第一方向转动。

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