CN217766850U - 一种背景抑制型激光传感器 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种背景抑制型激光传感器，包括外壳、激光发射器、激光接收器和控制电路板，所述激光发射器、所述激光接收器和所述控制电路板均设置在所述外壳内，所述发射器和所述激光接收器分别和所述控制电路板电性连接；所述外壳上设置有用于供光线穿过的窗口片，所述窗口片的相对两个侧面上分别设置有斜口面；所述斜口面和所述斜口面所在的侧面之间的夹角为锐角，两个所述斜口面之间相互平行，两个所述斜口面在所述控制电路板上的投影范围覆盖所述激光发射器在所述控制电路板上的投影范围。本申请通过在窗口片上设置斜口面，减小了激光在经过窗口片时容易出现两点光点的现象，降低了两点光点对检测结果的影响，从而提高了检测精度的效果。

Description

一种背景抑制型激光传感器

技术领域

本申请涉及激光传感器技术领域，尤其是涉及一种背景抑制型激光传感器。

背景技术

激光传感器是利用激光技术进行测量的传感器，一般分为发散型线激光传感器和平行型线激光传感器。激光传感器是新型测量仪器，它能够实现无接触远距离测量，速度快、精度高、抗干扰能力强。

激光传感器一般包括外壳、激光发射器、激光接收器和测量电路，通过激光发射器发射出激光到检测区域，利用激光接收器来检测在检测区域内反射回来的激光量，利用测量电路来分析计算出测量距离。在使用过程中，激光发射器发出激光之后，穿过外壳上的透光片照射到检测区域，反射光线再次经过透光片回到激光接收器中。

针对上述中的相关技术，激光在从外壳中发射出去之后，会在检测区域中产生两点光点，光点会影响到激光检测，存在容易造成检测误差较大的缺陷。

实用新型内容

为了提高激光传感器的检测精度，本申请提供一种背景抑制型激光传感器。

本申请提供的一种背景抑制型激光传感器，采用如下的技术方案：

一种背景抑制型激光传感器，包括外壳、激光发射器、激光接收器和控制电路板，所述激光发射器、所述激光接收器和所述控制电路板均设置在所述外壳内，所述发射器和所述激光接收器分别和所述控制电路板电性连接；所述外壳上设置有用于供光线穿过的窗口片，所述窗口片的相对两个侧面上分别设置有斜口面；所述斜口面和所述斜口面所在的侧面之间的夹角为锐角，两个所述斜口面之间相互平行，两个所述斜口面在所述控制电路板上的投影范围覆盖所述激光发射器在所述控制电路板上的投影范围。

通过采用上述技术方案，激光发射器、激光接收器和控制电路板设置在壳体中，通过激光发射器发出激光，照射在检测区域后部分光线反射回来并由激光接收器来检测。通过在窗口片上设置斜口面，在激光发出的过程中，激光在窗口片上的路径发生了改变，从而减少了激光经过窗口片之后会出现两点光点的现象，使得检测精度有大幅度提升。

可选的，所述斜口面所在的侧面上还设置有磨砂层，所述磨砂层在所述控制电路板上的投影范围覆盖所述斜口面在所述控制电路板上的投影范围覆盖。

通过采用上述技术方案，窗口片上的磨砂层的面积要比斜口面的面积要大，并且斜口面对应的位置在磨砂层中，通过磨砂层能够遮挡住杂光，尽量避免杂光对检测造成较大的影响。

可选的，所述外壳内设置有调节螺栓、支架和透镜，所述调节螺栓转动设置在所述外壳的侧壁上，所述支架和所述调节螺栓螺纹连接，所述支架和所述外壳滑动设置，所述支架设置在所述窗口片和所述激光接收器之间，所述透镜固定在所述支架上。

通过采用上述技术方案，通过调节螺栓带动支架在外壳内移动，从而调节透镜的位置，在针对不同的检测距离时能够精准调整激光反射回来时的通过透镜的汇聚位置。

可选的，所述透镜的光轴和所述激光接收器的感光面之间的夹角为锐角。

通过采用上述技术方案，透镜和激光接收器之间呈倾斜设置，在接收反射的激光时，倾斜的透镜对激光有更好地汇聚效果，从而增加检测效果。

可选的，所述控制电路板上设置有屏蔽罩，所述屏蔽罩套设在所述激光接收器上，所述屏蔽罩上设置有供光线穿过的通孔。

通过采用上述技术方案，利用屏蔽罩对控制电路板上的激光接收器进行屏蔽保护，增加抗干扰能力，提高检测稳定性。

可选的，所述外壳包括前壳和后盖，所述前壳和所述后盖密封固定连接；所述窗口片密封设置在所述前壳上，所述后盖上穿设有引线，所述引线和所述控制电路板电性连接。

通过采用上述技术方案，在产品生产过程中，利用前壳和后盖对激光发射器、激光接收器以及控制电路板进行组装，生产工艺较为简单方便。

可选的，所述后盖上还设置有导光柱，所述控制电路板上设置有指示灯，所述指示灯和所述控制电路板电性连接，所述指示灯位于所述导光柱在所述控制电路板的投影范围内。

通过采用上述技术方案，控制电路板上的指示灯能够展示出当前激光传感器的使用状态，同时利用导光柱将指示灯发出的光线传递到后盖外，以显示出当前指示灯的状态。

可选的，所述前壳内设置有定位柱，所述控制电路板上设置有用于和所述定位柱配合的定位孔。

通过采用上述技术方案，在安装控制电路板时，将定位孔和定位柱进行匹配放置，从而增加控制电路板安装的准确性。同时定位柱能够对控制线路板起到限位的作用，在使用时减小控制电路板的晃动。

可选的，所述后盖中设置有卡接部，所述卡接部用于卡接所述引线。

通过采用上述技术方案，当引线穿设在后盖上之后，卡接部能够对引线进行卡接固定，从而保证引线和后盖之间有好的固定作用，提高引线和控制电路板之间的电性连接效果。

可选的，所述外壳上设置有安装孔，所述安装孔中设置螺纹套筒，所述螺纹套筒和所述外壳卡接固定。

通过采用上述技术方案，在激光传感器的外壳上卡接固定螺纹套筒，在使用时可通过螺栓对激光传感器进行安装固定。同时卡接的螺纹套筒，能够减缓螺栓对外壳的磨损，增加使用寿命。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.通过在窗口片上设置斜口面，减小了激光在经过窗口片时容易出现两点光点的现象，降低了两点光点对检测结果的影响，从而提高了检测精度；

2.通过斜口面周围的磨砂层，阻碍了杂光从外壳中发射出来，降低了杂光对检测的干扰；

3.通过调节螺栓带动支架移动，从而改变透镜的位置，便于更精确调整透镜的位置。

附图说明

图1是本申请实施例一种背景抑制型激光传感器的整体结构图。

图2是本申请实施例一种背景抑制型激光传感器的爆炸图。

图3是本申请实施例一种背景抑制型激光传感器中前壳的内部结构图。

图4是本申请实施例一种背景抑制型激光传感器中后盖内部的安装示意图。

图5是本申请实施例一种背景抑制型激光传感器中窗口片的结构示意图。

图6是本申请实施例一种背景抑制型激光传感器中窗口片的剖面示意图。

图7是本申请实施例一种背景抑制型激光传感器中前壳内部的安装示意图。

附图标记说明：1、外壳；11、前壳；111、定位柱；12、后盖；121、卡接部；122、引线；123、导光柱；13、窗口片；131、斜口面；132、磨砂层；14、调节螺栓；15、支架；16、透镜；17、安装孔；18、螺纹套筒；2、激光发射器；3、激光接收器；4、控制电路板；41、指示灯；42、屏蔽罩；43、定位孔。

具体实施方式

以下结合附图对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种背景抑制型激光传感器。参照图1和图2，背景抑制型激光传感器包括外壳1、激光发射器2、激光接收器3和控制电路板4，激光发射器2、激光接收器3和控制电路板4均设置在外壳1内，并且激光发射器2和激光接收器3分别和控制电路板4电性连接。外壳1上设置有窗口片13，窗口片13用于供光线穿过。激光发射器2发射出的激光经过窗口片13照射到检测区域，并由激光接收器3来接收检测区域中反射回来的激光，然后由控制电路板4对检测结果进行分析处理。

外壳1包括前壳11和后盖12，前壳11和后盖12密封固定连接。本实施例中，前壳11和后盖12采用超声融合工艺进行固定连接，代替了传统点胶组装工艺，减小了组装时间，提高了生产效率。

参照图2和图3，前壳11中设置有定位柱111，控制电路板4上设置有和定位柱111配合的定位孔43。激光发射器2和激光接收器3均固定在控制电路板4的同一侧上。在组装过程中，将控制电路板4放置在定位柱111上，通过后盖12和前壳11之间的固定来保持控制电路板4的稳定。控制电路板4上还设置有屏蔽罩42，屏蔽罩42上设置有供光线通过的通孔。屏蔽罩42套设在激光接收器3上，对激光接收器3进行覆盖，从而提高抗干扰能力。

参照2和图4，在后盖12上设置有卡接部121、引线122和导光柱123。其中，后盖12上设置有通孔，引线122穿设在通孔中，并且引线122和控制电路板4电性连接。卡接部121设置在后盖12内侧靠近通孔的位置，卡接部121对引线122进行卡接固定。卡接部121为带有缺口的圆筒状结构，当引线122穿过卡接部121时，卡接部121对引线122有夹持作用，从而保持引线122和后盖12之间有较好的固定作用，增加引线122和控制电路板4之间的连接稳定性。导光柱123固定在后盖12远离前壳11的侧面上，并且导光柱123穿设在后盖12中。

在控制电路板4上设置有指示灯41，指示灯41和控制电路板4电性连接。指示灯41在通电和工作时可以发出光线。本实施例中，指示灯41位于导光柱123在控制电路板4上的投影范围内，从而便于在指示灯41发光时能够及时将光线通过导光柱123散发出去，以及时提醒激光传感器的工作状态。

继续参照图1和图2，窗口片13固定在前壳11上，窗口片13和前壳11通过点胶固定，并且窗口片13固定在前壳11远离开口的一侧上。窗口片13由透明材质制成，以便于光线穿过。

参照图5和图6，在窗口片13的两个相对侧面上分别设置有斜口面131。具体的，斜口面131通过在窗口片13上挖槽形成，两个斜口面131之间相互平行，并且斜口面131和斜口面131所在的侧面之间的夹角为锐角。当激光经过窗口片13时，激光在窗口片13内发生折射，降低了激光在窗口片13内来回反射的现象。相比于原先激光垂直照着窗口片13，能够较大程度避免在检测区域内产生两点光电的现象。

当窗口片13安装在前壳11上之后，斜口面131在控制电路板4上的投影范围覆盖激光发射器2在控制电路板4上的投影范围。在激光发射时，以保证激光能够全部从斜口面131中发射出去。在窗口片13的两个相对侧面上还设置有磨砂层132，磨砂层132在控制电路板4上的投影范围要大于斜口面131在控制电路板4上的投影范围，即斜口面131所在的挖槽部分是位于磨砂层132的中部位置。当激光从斜口面131中发射出去时，磨砂层132能够阻碍杂光的通过，从而提高检测结果。

参照图2和图7，在外壳1中还设置有支架15和透镜16，透镜16固定在支架15上，支架15能够在前壳11中滑动，并且支架15的滑动方向和激光发射器2以及激光接收器3之间的连线的延长方向相同。

支架15滑动设置在窗口片13和激光接收器3之间，并且前壳11的侧壁上转动设置有调节螺栓14，调节螺栓14和支架15螺纹连接。通过转动调节螺栓14，可带动支架15在前壳11中进行滑移，进而调整支架15和透镜16的位置。在本实施例中，支架15和透镜16设置在窗口片13和激光接收器3之间。本实施例中，调节螺栓14和前壳11之间通过卡扣的方式进行限位，从而保证调节螺栓14不会从前壳11上脱落。

透镜16为半球形透镜16，并且透镜16的光轴和激光接收器3的感光面之间的夹角为锐角。本实施例中，支架15上用于放置透镜16的平面和控制电路板4的平面之间是倾斜的，以保持接收回来的光线能够更多地经过透镜16的光轴，从而使得光线的汇聚效果更好。

在外壳1上还设置有安装孔17和螺纹套筒18。具体的，安装孔17设置在前壳11远离后盖12的两个端点处，并且螺纹套筒18卡接固定在安装孔17内。在使用时，通过螺栓和螺纹套筒18进行螺纹配合，从而方便对激光传感器进行安装。并且螺纹套筒18是卡接在安装孔17内的，在通过螺栓进行安装时，能够减缓对前壳11的磨损。

本申请实施例的实施原理为：通过激光发射器2发出激光，照射在检测区域后部分光线反射回来并由激光接收器3来检测。通过在窗口片13上设置斜口面131，在激光发出的过程中，激光在窗口片13上的路径发生了改变，从而减少了激光经过窗口片13之后会出现两点光点的现象，使得检测精度有大幅度提升；并且窗口片13上的磨砂层132能够遮挡住杂光，尽量避免杂光对检测造成较大的影响；通过调节螺栓14带动支架15在前壳11内移动，从而调节透镜16的位置，在针对不同的检测距离时，能够精准调整激光反射回来时的通过透镜16的汇聚位置。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种背景抑制型激光传感器，其特征在于：包括外壳(1)、激光发射器(2)、激光接收器(3)和控制电路板(4)，所述激光发射器(2)、所述激光接收器(3)和所述控制电路板(4)均设置在所述外壳(1)内，所述发射器和所述激光接收器(3)分别和所述控制电路板(4)电性连接；所述外壳(1)上设置有用于供光线穿过的窗口片(13)，所述窗口片(13)的相对两个侧面上分别设置有斜口面(131)；所述斜口面(131)和所述斜口面(131)所在的侧面之间的夹角为锐角，两个所述斜口面(131)之间相互平行，两个所述斜口面(131)在所述控制电路板(4)上的投影范围覆盖所述激光发射器(2)在所述控制电路板(4)上的投影范围。

2.根据权利要求1所述的背景抑制型激光传感器，其特征在于：所述斜口面(131)所在的侧面上还设置有磨砂层(132)，所述磨砂层(132)在所述控制电路板(4)上的投影范围覆盖所述斜口面(131)在所述控制电路板(4)上的投影范围覆盖。

3.根据权利要求1所述的背景抑制型激光传感器，其特征在于：所述外壳(1)内设置有调节螺栓(14)、支架(15)和透镜(16)，所述调节螺栓(14)转动设置在所述外壳(1)的侧壁上，所述支架(15)和所述调节螺栓(14)螺纹连接，所述支架(15)和所述外壳(1)滑动设置，所述支架(15)设置在所述窗口片(13)和所述激光接收器(3)之间，所述透镜(16)固定在所述支架(15)上。

4.根据权利要求3所述的背景抑制型激光传感器，其特征在于：所述透镜(16)的光轴和所述激光接收器(3)的感光面之间的夹角为锐角。

5.根据权利要求1所述的背景抑制型激光传感器，其特征在于：所述控制电路板(4)上设置有屏蔽罩(42)，所述屏蔽罩(42)套设在所述激光接收器(3)上，所述屏蔽罩(42)上设置有供光线穿过的通孔。

6.根据权利要求1所述的背景抑制型激光传感器，其特征在于：所述外壳(1)包括前壳(11)和后盖(12)，所述前壳(11)和所述后盖(12)密封固定连接；所述窗口片(13)密封设置在所述前壳(11)上，所述后盖(12)上穿设有引线(122)，所述引线(122)和所述控制电路板(4)电性连接。

7.根据权利要求6所述的背景抑制型激光传感器，其特征在于：所述后盖(12)上还设置有导光柱(123)，所述控制电路板(4)上设置有指示灯(41)，所述指示灯(41)和所述控制电路板(4)电性连接，所述指示灯(41)位于所述导光柱(123)在所述控制电路板(4)的投影范围内。

8.根据权利要求6所述的背景抑制型激光传感器，其特征在于：所述前壳(11)内设置有定位柱(111)，所述控制电路板(4)上设置有用于和所述定位柱(111)配合的定位孔(43)。

9.根据权利要求6所述的背景抑制型激光传感器，其特征在于：所述后盖(12)中设置有卡接部(121)，所述卡接部(121)用于卡接所述引线(122)。

10.根据权利要求1所述的背景抑制型激光传感器，其特征在于：所述外壳(1)上设置有安装孔(17)，所述安装孔(17)中设置螺纹套筒(18)，所述螺纹套筒(18)和所述外壳(1)卡接固定。

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