CN211696441U - 一字型光斑光电传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种一字型光斑光电传感器，包括：光源、凸透镜I、凸透镜II和光电转换芯片，所述凸透镜I和凸透镜II并排设立，所述凸透镜I和凸透镜II分别固定设置于光源和光电转换芯片的下方，所述凸透镜II和光电转换芯片之间设有限光圈。该一字型光斑光电传感器体积小，抗干扰能力强，可以实现对一定范围内有无物体这一信息的可靠及准确检测。

Description

一字型光斑光电传感器

技术领域

本发明属于光电传感器技术领域，具体涉及一字型光斑光电传感器。

背景技术

近年来，光电传感技术发展迅猛，由于光电传感技术日趋成熟，光电传感器也越来越广泛的应用于工业生产、日常生活等各个方面，例如烟尘浊度检测仪、条形码扫描笔、转速测量、产品计数器等。

在工业生产中产品计数及产线控制过程中通常采用光电传感器，目前常用的光电传感器主要采用反射式和对射式两种，其中对射式光电传感器在应用中受到一些产线环境的限制，需要两个传感器对向设置，而目前用于产品计数及产线控制的反射式光电传感器大多数检测范围较小，一般为点检测，容易有误差。

发明内容

针对上述技术问题，本发明的目的在于提供一种一字型光斑光电传感器，具有能够解决传统光电传感器误差率高、应用受限的特点。

本发明采用如下技术方案：所述的本实施例所述的一种一字型光斑光电传感器，包括：光源、凸透镜I、凸透镜II和光电转换芯片，所述凸透镜I和凸透镜II并排设立，所述凸透镜I和凸透镜II分别固定设置于光源和光电转换芯片的下方，所述凸透镜II和光电转换芯片之间设有限光圈。

优选的，所述凸透镜I和凸透镜II采用平凸镜，所述平凸镜凸面朝向被检测物。

优选的，所述凸透镜I和凸透镜II下方还设有透光板，所述透光板包括底板，所述底板上设有若干个方向朝上的锯齿状折射板，所述折射板横向设置。透光板的锯齿状折射板朝向凸镜，有利于将凸镜发射出的光进行折射，折射后的光经过相邻的折射板之间的透光区发射到检测板上。所述透光板内底板和锯齿状折射板一体成型。

光源发射光通过平凸镜聚光后，经过锯齿状透光板成一定长度的光线，平凸镜置于光源与检测物体之间的发光路径上；经过平凸镜折射出来的一字型条形光线投束于待测物体表面，待测物体表面向外反射形成漫反射光，另一组平凸镜置于待测物体与光电接收芯片之间的接收路径上，物体表面形成的漫反射光经过该组平凸镜聚光于光电接收芯片的表面，光电接收芯片将接收的光通量转变成电信号，实现对一定范围内物体有无这一信息的检测。该限光圈主要用于限制光电接收芯片附近光源所发射的光束对光电接收芯片的干扰，提高一字型光斑光电传感器的检测精度和准确率。

优选的，所述光源和凸透镜I与光电转换芯片和凸透镜II之间设有挡光板。

优选的，所述光电接收芯片与光电处理电路连接，所述光电处理电路包括单片机系统，所述单片机系统与LED控制芯片和按键控制芯片连接。

LED控制芯片与按键控制芯片处于同一电路板平面上，且该平面处于光源和光电转换芯片所处电路板平面的上方，平凸镜和另一组平凸镜所处平面位于最下方，三个平面是自上而下的位置关系，且三个平面平行。LED控制芯片用于光电传感器数值的显示。

优选的，所述光电传感器有封装外壳，所述封装外壳的下表面设有长方形透光板，所述光源、凸透镜I、凸透镜II和光电转换芯片、单片机系统固定在外壳内，所述封装外壳的上表面为数字显示屏和控制按键，所述数字显示屏和控制按键分别与LED控制芯片和按键控制芯片连接。

封装外壳的上表面与LED控制芯片和按键控制芯片所处电路板平面相邻，在封装外壳的上表面为数字显示屏和控制按键，封装外壳的下表面与传感器内部的两个平凸镜相邻，其中封装外壳下表面置有长方形透光板，内部光源发射的光线及照射待测物体后反射的光线均通过长方形透光板。

优选的，光源为一个发光二极管或发光二极管芯片。

本发明有益效果：

光源发射光通过平凸镜和透光板成一定长度的光线，平凸镜置于光源与检测物体之间的发光路径上；经过平凸镜折射出来的光线经过透光板形成一字型条形光线投束于待测物体表面，待测物体表面向外反射形成漫反射光，平凸反射镜置于待测物体与光电接收芯片之间的接收路径上，物体表面形成的漫反射光经过平凸反射镜聚光于光电接收芯片的表面，光电接收芯片将接收的光通量转变成电信号，实现对一定范围内物体有无这一信息的检测。该一字型光斑光电传感器体积小，抗干扰能力强，可以实现对一定范围内有无物体这一信息的可靠及准确检测。本实用新型检测范围大、体积小、制作成本低，应用范围广，不受环境限制。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型光路示意图；

图3为本实用新型透光板结构示意图；

图4为本实用新型光电转换芯片电路；

图5为本实用新型单片机电路；

其中，1.光源；2.凸透镜I；3.检测平台；4.凸透镜II；5.光电转换芯片；6.透光板；7.底板；8.折射板；9.透光区；10.外壳；11.挡光板；12.限光圈；13.一字型光速。

具体实施方式

实施例1：

参照说明书附图，本实施例所述的一种一字型光斑光电传感器，包括：光源1、凸透镜I2、凸透镜II4和光电转换芯片5，所述光源1为一个发光二极管，所述凸透镜I2和凸透镜II4并排设立，所述凸透镜I2和凸透镜II4分别固定设置于光源和光电转换芯片5的下方，所述凸透镜II4和光电转换芯片5之间设有限光圈12，所述凸透镜I2和凸透镜II4采用平凸镜，所述平凸镜凸面朝向被检测物。

所述凸透镜I2和凸透镜II4下方还设有透光板6，所述透光板6包括底板7，所述底板7上设有若干个方向朝上的锯齿8状折射板8，所述折射板8横向设置。所述光源1和凸透镜I2与光电转换芯片5和凸透镜II4之间设有挡光板11。

所述光电接收芯片5与光电处理电路连接，所述光电处理电路包括单片机系统，所述单片机系统与LED控制芯片和按键控制芯片连接。

所述光电传感器有封装外壳10，所述封装外壳10的下表面设有长方形透光板6，所述光源1、凸透镜I2、凸透镜II4和光电转换芯片5、单片机系统固定在外壳10内，所述封装外壳10的上表面为数字显示屏和控制按键，所述数字显示屏和控制按键分别与LED控制芯片和按键控制芯片连接。

其中，点光源1和光电转换芯片5处于同一平面上，凸透镜I2和凸透镜II4处于同一平面上，LED控制芯片和按键控制芯片处于同一平面上。

在实际使用过程中，点光源1发生光线经过凸透镜I2和透光板6，经过折射，光线从透光板6上的透光区9折射出去，在检测平台3上形成一字型光束13，经过折射的所述一字型光速13与折射板8上锯齿成投影垂直关系，经过一字型光束13照射在检测平台3上的检测物体表面后发生漫反射，反射光经过凸透镜II4后通过限光圈12照射在光电转换芯片5的表面上，经过光电转换芯片5将光信号转变成电信号，单片机接收电信号并输出给LED控制芯片，以在数码管上显示出来。

如图4所示，光电转换芯片5可以采用市面上常见的光电转换芯片，也可以采用电路如图所示芯片，由于被检测信号是可见光信号，在进行光电探测时容易受到杂散光影响，导致噪声导致噪声信号和目标信号一同被放大,在后续电路中不易消除,为了减少杂散光影响，本光电转换电路设计了一个参考光电电路，用来接收杂散光影响，在后续的差分放大电路中过信号通向相减，把系统噪声和背景噪声去除，保证采集信号具有较高的信噪比。

光电转换电路通过前置放大电路、差分放大电路、滤波电路、数据采集模块将光信号转换为电信号继而转换为数字信号输入到单片机中。

该一字型光斑光电传感器体积小，抗干扰能力强，可以实现对一定范围内有无物体这一信息的可靠及准确检测。本实用新型检测范围大、体积小、制作成本低，应用范围广，不受环境限制。

虽然已经通过示例对本发明的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上示例仅是为了进行说明，而不是为了限制本发明的范围，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例来做出各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的方向或者超越所附权利要求书所定义的范围。本领域的技术人员应该理解，凡是依据本发明的技术实质对以上实施方式所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种一字型光斑光电传感器，其特征在于，包括：光源(1)、凸透镜I(2)、凸透镜II(4)和光电转换芯片(5)，所述凸透镜I(2)和凸透镜II(4)并排设立，所述凸透镜I(2)和凸透镜II(4)分别固定设置于光源和光电转换芯片(5)的下方，所述凸透镜II(4)和光电转换芯片(5)之间设有限光圈(12)。

2.根据权利要求1所述的一字型光斑光电传感器，其特征在于，所述凸透镜I(2)和凸透镜II(4)采用平凸镜，所述平凸镜凸面朝向被检测物。

3.根据权利要求2所述的一字型光斑光电传感器，其特征在于，所述凸透镜I(2)和凸透镜II(4)下方还设有透光板(6)，所述透光板(6)包括底板(7)，所述底板(7)上设有若干个方向朝上的锯齿状折射板(8)，所述折射板(8)横向设置，所述底板(7)和折射板(8)一体成型。

4.根据权利要求1所述的一字型光斑光电传感器，其特征在于，所述光源(1)和凸透镜I(2)与光电转换芯片(5)和凸透镜II(4)之间设有挡光板(11)。

5.根据权利要求1所述的一字型光斑光电传感器，其特征在于，所述光电转换芯片(5)与光电处理电路连接，所述光电处理电路包括单片机系统，所述单片机系统与LED控制芯片和按键控制芯片连接。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一字型光斑光电传感器，其特征在于，所述光电传感器有封装外壳(10)，所述封装外壳(10)的下表面设有长方形透光板(6)，所述光源(1)、凸透镜I(2)、凸透镜II(4)和光电转换芯片(5)、单片机系统固定在外壳(10)内，所述封装外壳(10)的上表面为数字显示屏和控制按键，所述数字显示屏和控制按键分别与LED控制芯片和按键控制芯片连接。

7.根据权利要求1所述的一字型光斑光电传感器，其特征在于：光源(1)为一个发光二极管或发光二极管芯片。

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