CN218866153U - 一种光学单元及具有其的光纤传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光电传感器技术领域，具体涉及一种光学单元及具有其的光纤传感器。光学单元包括发光元件、准直透镜、聚焦透镜、发射光纤，所述准直透镜具有靠近所述发光元件一侧的入射折射曲面以及远离所述发光元件一侧的出射折射曲面；并且，所述入射折射曲面的母线弦长小于所述出射折射曲面的母线弦长；光学单元的准直透镜在两侧均设置了折射曲面，从而在更大程度上生成平行光，达到最佳的聚焦效果，从而提高耦合效率。其光纤传感器通过透镜安装支架提高了透镜的安装精度，通过片状固定结构使得安装结构紧凑，占用体积小，减少了结构的复杂程度，促进了光纤传感器的小型化和简洁化。

Description

一种光学单元及具有其的光纤传感器

技术领域

本实用新型涉及光电传感器技术领域，具体涉及一种光学单元及具有其的光纤传感器。

背景技术

光纤传感技术是伴随光通信的迅速发展而形成的新技术。在光通信系统中，光纤是光波信号长距离传输的媒质。当光波在光纤中传输时，表征光波的相位、频率、振幅、偏振态等特征参量，会因温度、压力、磁场、电场等外界因素的作用而发生变化，故可以将光纤用作传感器元件，探测导致光波信号变化的各种物理量的大小，这就是光纤传感器的原理。光纤传感器的主要构成包括光发射部分和光接收部分，光发射部分包括光源和光纤耦合组件，光源发出的光经过光纤耦合组件耦合进光纤并传输到检测物表面，光接收部分用于接收物体反射的光，然后基于所接收光的光亮值的大小来探测物体的有无。

光纤传感器中，光耦合进入光纤的的耦合效率是影响传输质量的关键因素。为了提高耦合效率，现有技术中使用了多透镜组合的方式，例如准直透镜+聚焦透镜的结构，光源发出的光先经过准直透镜生成平行光，然后平行光经过聚焦透镜实现聚焦，从而获得较高耦合效率。其中，作为生成平行光的核心部件的准直透镜，其通常包括反射曲面和折射曲面，现有的透镜组合中，对于准直透镜的设计，一般是在靠近光源的一侧设置一入射折射曲面，抑或是在远离光源的一侧设置一出射折射曲面，然而这些设计往往会导致生成平行光的效果较差，继而通过聚焦透镜生成聚焦光点的效果也较差，从而影响最终的耦合效率。

发明内容

基于现有技术所存在的上述问题，本实用新型公开了一种光学单元及具有其的光纤传感器。

本实用新型采用的技术方案如下：

本实用新型提供一种光学单元，包括：发光元件和准直透镜，所述准直透镜设置于所述发光元件的前端，其侧壁其适于将所述发光元件发出的光准直成平行光；聚焦透镜，设置于所述准直透镜的前端，并适于将所述平行光聚焦；发射光纤，其入射口位于所述平行光聚焦形成的焦点处；其中，所述准直透镜具有靠近所述发光元件一侧的入射折射曲面以及远离所述发光元件一侧的出射折射曲面；并且，所述入射折射曲面的母线弦长小于所述出射折射曲面的母线弦长。

上述光学单元中，优选地，所述准直透镜还具有：凹槽结构，自靠近所述发光元件一侧至远离所述发光元件一侧延伸，并在远离所述发光元件的末端与所述入射折射曲面的轮廓相接；内反射曲面，其环绕设置在所述入射折射曲面和所述凹槽结构的外围；出射平面，其环绕所述出射折射曲面且与所述出射折射曲面的轮廓相接。

上述光学单元中，优选地，所述准直透镜与所述聚焦透镜同轴设置，所述内反射曲面、所述凹槽结构、所述入射折射曲面与所述出射折射曲面均同轴设置。

上述光学单元中，优选地，所述聚焦透镜具有靠近所述发光元件一侧的入射曲面以及远离所述发光元件一侧的出射曲面。

上述光学单元中，优选地，所述准直透镜还具有沿所述出射平面向两侧延伸的第一安装凸耳，所述聚焦透镜外围两侧设置有第二安装凸耳。

本实用新型还提供一种光纤传感器，其包括上述的光学单元，还包括接收器和接收光纤，所述接收器与所述接收光纤相对应。

上述光纤传感器中，优选地，还包括线路板组件，所述发光元件的裸片固定于其表面。

上述光纤传感器中，优选地，还包括：透镜安装支架，所述准直透镜和所述聚焦透镜分别通过所述第一安装凸耳和所述第二安装凸耳安装在所述透镜安装支架上。

上述光纤传感器中，优选地，还包括：漏斗形支架，其一侧与所述透镜安装支架相连接，并具有与所述聚焦透镜相适配的开口，所述开口向另一侧延伸形成截面渐缩的漏斗形腔体。

上述光纤传感器中，优选地，还包括：光纤安装支架，其连接于所述聚光支架远离所述透镜安装支架的一端，具有用于容置所述发射光纤的发射光纤通孔和用于容置所述接收光纤的接收光纤通孔，其中，所述漏斗形腔体与所述发射光纤通孔相对应。

上述光纤传感器中，优选地，还包括：片状固定结构，设置于所述线路板组件、所述透镜固定支架以及所述漏斗形支架的两侧，其适于将所述线路板组件、所述透镜固定支架以及所述漏斗形支架共同固定。

上述光纤传感器中，优选地，所述透镜安装支架以及所述漏斗形支架的两侧均分别设置有凸起结构，所述片状固定结构上开设有与所述凸起结构相配合的卡接槽。

上述光纤传感器中，优选地，所述片状固定结构对应于所述线路板组件的位置处设有弯折耳，所述弯折耳适于在弯折状态下与所述线路板组件的侧壁相贴合并焊接固定。

上述光纤传感器中，优选地，所述光纤安装支架上与所述漏斗形腔体末端相对的位置处设置有阻挡玻璃安装槽，所述阻挡玻璃安装槽与所述发射光纤通孔相连通，所述阻挡玻璃安装槽内安装有用于对所述发射光纤进行限位的阻挡玻璃。

上述光纤传感器中，优选地，所述光纤安装支架上还设置有与所述接收光纤通孔相连通的接收器安装槽，用于安装所述接收器，其中，所述接收器的接收侧表面与所述阻挡玻璃的阻挡侧表面相平齐。

本实用新型提供的技术方案，具有如下优点：

1)本实用新型提供的光学单元，准直透镜具有靠近所述发光元件一侧的入射折射曲面以及远离所述发光元件一侧的出射折射曲面，也即在两侧均设置折射曲面；对于单个入射折射曲面，由于其距离发光元件较近，具有较好的收光效果，但是准直效果较差；对于单个出射折射曲面，由于其距离发光元件较远，具有较好的准直效果，但是收光效果较差；本实用新型克服了上述设置单个折射曲面的缺陷，通过在两侧均设置折射曲面，起到了平衡收光效果和准直效果的作用，并且，通过多设置一个曲面，能够为光的准直多提供一个调整维度，进而能够在更大程度上生成平行光，提高平行光的的生成效率和效果，如此一来，聚焦透镜才能在更大程度上聚焦平行光而非发散光，从而达到最佳的聚焦效果，最终使得入射到发射光纤的光增多，从而提高耦合效率。

2)本实用新型提供的光学单元，入射折射曲面的母线弦长小于出射折射曲面的母线弦长，光经过入射折射曲面之后，由于折射原因会在出射端形成更大的发散角，通过将出射折射曲面的母线弦长设计的更长，出射折射曲面的底面积大于入射折射曲面的底面积，从而便于在出射端捕获到更多的折射光线，有利于在更大程度上生成平行光。

3)本实用新型提供的光纤传感器，发光元件采用裸片焊接的方式裸装于线路板组件表面，相比于现有技术中采用胶体封装的方式，能够提高光的利用率，由于胶体会损失一部分光的能量，加大发散角，从而会导致光的利用率下降，而本实用新型能够很好地避免这一问题。

4)本实用新型提供的光纤传感器，其透镜安装支架同时安装所述准直透镜和所述聚焦透镜，能够保证准直透镜和聚焦透镜的同心度、平行度和间距，从而提高两个透镜的安装精度，避免安装误差，保证最佳聚焦效果。

5)本实用新型提供的光纤传感器，设置了片状固定结构，能够将所述线路板组件、所述透镜安装支架以及所述漏斗形支架固定在一起，片状固定结构通过卡接方式将所述透镜安装支架以及所述漏斗形支架固定之后，在所述线路板组件处采用弯折耳与所述线路板组件的侧壁相贴合并焊接固定，简化了固定结构，使得产品结构更为紧凑，体积更小，而且方便了所述线路板组件的安装固定。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例中提供的光纤传感器的光学单元的示意图；

图2为本实用新型实施例中提供的光纤传感器的光路图；

图3为本实用新型实施例中提供的准直透镜的对称面的截面示意图；

图4为本实用新型实施例中提供的准直透镜的外部视图；

图5为本实用新型实施例中提供的光纤传感器的截面示意图一；

图6为本实用新型实施例中提供的光纤传感器的部分结构爆炸图；

图7为本实用新型实施例中提供的透镜安装支架的示意图；

图8为本实用新型实施例中提供的漏斗形支架的示意图一(与聚焦透镜配合)；

图9为本实用新型实施例中提供的漏斗形支架的示意图二(省略聚焦透镜)；

图10为本实用新型实施例中提供的光纤传感器的整体示意图一；

图11为本实用新型实施例中提供的光纤传感器的整体示意图二；

图12为本实用新型实施例中提供的片状固定结构与线路板组件的配合示意图；

图13为本实用新型实施例中提供的光纤安装支架的示意图一；

图14为本实用新型实施例中提供的光纤安装支架的示意图二；

图15为本实用新型实施例中提供的光纤安装支架的示意图三；

图16为本实用新型实施例中提供的光纤传感器的截面示意图二。

附图标记说明：

1-线路板组件；101-连接孔；102-焊接部；2-透镜安装支架；201-连接柱；202-凸起结构一；203-配合部一；3-漏斗形支架；301-凸起结构二；302-配合部二；303-开口；304-漏斗形腔体；4-光纤安装支架；401-发射光纤通孔；402-接收光纤通孔；403-阻挡玻璃安装槽；404-接收器安装槽；5-片状固定结构；501-卡接槽；502-弯折耳；503-内收部；6-接收器线路板；7-准直透镜；701-入射折射曲面；702-出射折射曲面；703-凹槽结构；704-内反射曲面；705-出射平面；706-第一安装凸耳；8-聚焦透镜；801-入射曲面；802-出射曲面；803-第二安装凸耳；9-发光元件；10-光学芯片；11-阻挡玻璃；12-接收器；1201-接收器芯片；1202-接收器外壳；13-发射光纤；14-接收光纤；15-光纤纤芯；16-光纤护套。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种光学单元，如图1所示，该光学单元包括发光元件9，沿着发光元件9的光路路径依次设置有准直透镜7和聚焦透镜8，准直透镜7用于将发光元件9发出的光准直成平行光，聚焦透镜8将准直后的平行光进行聚焦，如图2的光路图所示，聚焦透镜8将准直后的平行光汇聚为一个光点，发射光纤13的入射口恰好位于光点所在的聚焦平面，从而将光耦合到发射光纤13中并通过发射光纤13进行传输。本实施例中，发光元件9可以选用LED，也可以根据具体需要选用热光源如钨灯、气体放电光源如钠灯、激光器等光源器件。

本实施例中，如图3中对于准直透镜7沿其中心对称面的剖面图所示，准直透镜7在面向发光元件9的一侧设置有入射折射曲面701，在背对发光元件9的一侧设置有出射折射曲面702，如图2所示，发光元件9的部分光线经过入射折射曲面701折射后，再经过出射折射曲面702折射，从而准直成平行光；优选地，入射折射曲面701的母线弦长小于出射折射曲面702的母线弦长，从而使得出射折射曲面702的底面积大于入射折射曲面701的底面积，由于光经过入射折射曲面之后发生折射，会在出射端形成更大的发散角，该设置便于在出射端捕获到更多的折射光线，有利于在更大程度上生成平行光。优选地，入射折射曲面701和出射折射曲面702均为自由曲面，入射折射曲面701和出射折射曲面702同轴设置，该同轴的轴线(以下统称为同轴轴线)与发光元件9所发射光线的中心线相重合。

本实施例提供的光学单元，如图3所示，准直透镜7还具有内反射曲面704，该内反射曲面704环绕在入射折射曲面701的外围；优选地，该内反射曲面704为自由曲面，其以与入射折射曲面701和出射折射曲面702同轴的同轴轴线为中轴线形成回转自由曲面，且该回转自由曲面的截面积沿着发光元件9的光路路径逐渐增大。

本实施例提供的光学单元，如图3-4所示，准直透镜7还具有凹槽结构703，内反射曲面704环绕在凹槽结构703的外围，凹槽结构703的侧壁从内反射曲面704面向发光元件9的一侧端面开始向远离发光元件9的方向延伸，并于延伸的末端与入射折射曲面701的底面轮廓相接；与内反射曲面704类似，该凹槽结构703的侧壁为以所述同轴轴线为中轴线形成的回转面，一方面，该凹槽结构703将入射折射曲面701容置于末端，另一方面，如图2所示，发光元件9的部分光线经该凹槽结构703的回转面折射之后，由内反射曲面704反射出去；优选地，该凹槽结构703的回转面为锥台形，该锥台形回转面的截面积沿着发光元件9的光路路径逐渐缩小，通过锥台形的回转面能够便于对光路的折射路径进行调整。

本实施例提供的光学单元，如图1和图3所示，准直透镜7在其远离发光元件9的一侧还具有出射平面705，出射平面705以所述同轴轴线为中轴线环绕设置在出射折射曲面702的外围，并且，出射平面705与出射折射曲面702的底面轮廓相接，从而与出射折射曲面702共同构成准直透镜的整体出射面，如图2所示，由内反射曲面704反射的光可经由出射平面705发射出去，最终，经由出射折射曲面702和出射平面705发射出去的光均为准直后的平行光。

本实施例提供的光学单元，如图1所示，聚焦透镜8具有靠近发光元件9一侧的入射曲面801以及远离发光元件9一侧的出射曲面802，如图2所示，准直后的平行光经过入射曲面801和出射曲面802被聚焦为一个光点；优选地，入射曲面801和出射曲面802为自由曲面，聚焦透镜8与准直透镜7沿着所述同轴轴线同轴设置，入射曲面801和出射曲面802与入射折射曲面701、出射折射曲面702、内反射曲面704、凹槽结构703、出射平面705均以所述同轴轴线为中轴线同轴设置。

本实施例提供的光学单元，如图1、图4所示，准直透镜7还具有沿出射平面705向两侧延伸的第一安装凸耳706，如图1、图7-8所示，聚焦透镜8外围两侧设置有第二安装凸耳803，通过安装凸耳便于两个透镜的安装固定；优选地，第一安装凸耳706与第二安装凸耳803位置相对应且形状大致相同，从而便于统一安装固定。

本实施例提供的光学单元，准直透镜在其两侧均设置了折射曲面，能够综合设置单个入射折射曲面和设置单个出射折射曲面的优点，保证同时具有优良的准直效果和收光效果，从而提高光的利用率；并且，通过多设置一个曲面，能够为光的准直多提供一个调整维度，进而能够在更大程度上生成平行光，提高平行光的的生成效率和效果，如此一来，聚焦透镜才能在更大程度上聚焦平行光而非发散光，从而达到最佳的聚焦效果，最终使得入射到发射光纤的光增多，从而提高耦合效率，提高光的利用率。

实施例2

本实施例提供一种光纤传感器，包括光发射部分和光接收部分，其中，光发射部分为实施例1所述的光学单元，如图2和图5所示，光接收部分包括接收器12和接收光纤14，接收器12与接收光纤14相对应。在光学单元中，发光元件9发出的光经由准直透镜7准直为平行光，平行光经由聚焦透镜8聚焦，聚焦后的光经由发射光纤13，在发射光纤13的光纤纤芯15和光纤护套16的界面之间反复发生全反射，从而传输光信号并发射到物体的表面，物体表面将光信号反射到接收光纤14内，经由接受光纤14传输至接收器12，接收器12根据光的接收量的大小来确定物品的有无。

本实施例提供的光纤传感器，如图1所示，该光纤传感器还包括线路板组件1，发光元件9安装在线路板组件1上，与现有技术将发光元件采用胶体封装的方式进行安装相比，本实施例中的发光元件采用裸片焊接的方式裸装于线路板组件表面，避免了由于胶体的存在而损失一部分光的能量，加大发散角，从而会导致光的利用率下降的缺陷；优选地，在线路板组件1上位于发光元件9的上方还设置有一光学芯片10，用于监控发光元件9的光量，对光量的衰减进行实时补偿，其中，光学芯片10可选用光电二极管(PD)。

本实施例提供的光纤传感器还包括透镜安装支架2，如图7所示，透镜安装支架2的主体为框架结构，在其面对线路板组件1的一侧面的四角分别设置了连接柱201，线路板组件1上相对应的位置处设置有连接孔101(未全部示出)，连接柱201与连接孔101相配合从而实现透镜安装支架2与线路板组件1的连接，保证透镜安装与发光元件9的同心度；如图7所示，透镜安装支架2上设置有与第一安装凸耳706相配合的安装部位，还设置有与第二安装凸耳803相配合的配合部一203，配合部一203具有用于安装聚焦透镜8的内侧配合面，该内侧配合面分别与聚焦透镜8外圈的一部分弧面和第二安装凸耳803的一部分相配合；优选地，透镜安装支架2与准直透镜7及其第一安装凸耳706之间的配合、透镜安装支架2与聚焦透镜8及其第二安装凸耳803之间的配合方式可为卡接配合；透镜安装支架2使得准直透镜7和聚焦透镜8沿着光的发射路径被依次安装在同一个支架上，能够保证准直透镜7和聚焦透镜8的同心度、平行度和间距，从而提高两个透镜的安装精度，避免安装误差，保证最佳聚焦效果。

本实施例提供的光纤传感器还包括漏斗形支架3，如图5-9所示，漏斗形支架3在其靠近发光元件9的一侧设置有配合部二302，该配合部二302用于与配合部一203和第二安装凸耳803的一部分相配合，这一设计实现了透镜安装支架2和漏斗形支架3的相接，使得支架结构更为紧凑；优选地，透镜安装支架2与漏斗形支架3之间的配合面的配合方式可为卡接配合，漏斗形支架3与聚焦透镜8之间的配合面的配合方式也可为卡接配合；漏斗形支架3在设置有配合部二302的一侧具有与聚焦透镜8相适配的开口303，该开口303向另一侧延伸形成截面渐缩的漏斗形腔体304，平行光经过聚焦透镜8汇聚后，所汇聚的光束通过该漏斗形腔体304进行传导和收集，有利于最大程度上将光导入到发射光纤13的入射口。优选地，漏斗形腔体304与聚焦透镜8以所述同轴轴线同轴设置。

本实施例提供的光纤传感器还包括片状固定结构5，如图10-11所示，线路板组件1、透镜安装支架2以及漏斗形支架3组装在一起之后，由片状固定结构5实现三者的共同固定，片状固定结构5分为两片，将线路板组件1、透镜安装支架2以及漏斗形支架3组装在一起视为一个组装体，该两片片状固定结构5分别设置在该组装体的上下两侧；优选地，由于漏斗形支架3的外部在其尾部形成了一侧为凹台另一侧为平面的形状，为了与漏斗形支架3的外部形状结构相适应，其中一个片状固定结构5的右端尾部向内折弯收起形成内收部503，另一个片状固定结构5的右端尾部为平铺设置。

本实施例提供的光纤传感器，如图10-11所示，透镜安装支架2的上下两侧设置有凸起结构一202，漏斗形支架3的上下两侧设置有凸起结构二301，由凸起结构一202和凸起结构二301构成了与片状固定结构5相配合的凸起结构，片状固定结构5上开设有与该凸起结构相配合的卡接槽501，通过卡接槽501和凸起结构的卡接实现了片状固定结构5与透镜安装支架2、漏斗形支架3的连接固定。

本实施例提供的光纤传感器，如图12所示，片状固定结构5还具有弯折耳502，弯折耳502与线路板组件1的位置对应，在每一个片状固定结构5的左端的两侧均分别设置了弯折耳502，弯折耳502呈条状结构；片状固定结构5通过卡接方式将透镜安装支架2以及漏斗形支架3固定之后，通过弯折耳502向下弯折从而与线路板组件1的侧壁相贴合，线路板组件1的侧壁上设置有焊接部102，弯折耳502与焊接部102采用焊接的方式固定，从而实现了片状固定结构5对线路板组件1、透镜安装支架2以及漏斗形支架3的共同固定。这种固定方式的优势在于，首先，采用片状的固定结构，占用体积小；其次，如上所述，线路板组件1只是采用连接柱201与连接孔101相配合的方式与透镜安装支架2连接，由于线路板组件1的材质的特殊性，其无法使用螺接的方式实现固定，如若采用热铆的方式实施固定，热铆温度过高可能会造成线路板组件1的损坏，本实用新型采用弯折耳502与线路板组件1进行焊接固定，很好地解决了线路板组件1的固定难题；再次，通过卡接然后弯折焊接的方式将光线传感器的三个重要部件固定在一起，固定方式简单易操作，减少了结构的复杂程度。优选地，在线路板组件1的四个角中，可选择在其中一组对角上设置焊接部102与对应位置的弯折耳502进行焊接，采用对角线焊接的方式可使得固定更为稳定；当然，也可在线路板组件1的四个角上均设置焊接部。

优选地，片状固定结构5可选用铜片、镀镍金属板、浸银金属板、浸锡金属板等可焊接板，从而满足焊接需要，保证焊接固定的质量。

本实施例提供的光纤传感器还包括光纤安装支架4，其左侧连接于漏斗形支架3的尾端，其右侧设置有用于容置发射光纤13的发射光纤通孔401和用于容置接收光纤14的接收光纤通孔402，发射光纤13和接收光纤14从光纤安装支架4的右侧分别插入发射光纤通孔401和接收光纤通孔402中；其中，发射光纤通孔401位于接收光纤通孔402的下方，漏斗形腔体304的末端对应于发射光纤通孔401，漏斗形腔体304与发射光纤通孔401同样以所述同轴轴线为中轴线同轴设置；优选地，发射光纤通孔401和接收光纤通孔402均开设有倒角，从而便于发射光纤13和接收光纤14的安装。

本实施例提供的光纤传感器，在光纤安装支架4的左侧与漏斗形腔体304末端相对的位置处设置有阻挡玻璃安装槽403，用于安装阻挡玻璃11，发射光纤13插入到发射光纤通孔401之后与阻挡玻璃11抵接，从而对发射光纤13进行限位，将发射光纤13的入射口精确定位在聚焦光点所在的聚焦平面上，同时也能够避免发射光纤13插入太深从而损坏光学单元的部件。

本实施例提供的光纤传感器，在光纤安装支架4的左侧对应于接收光纤通孔402的位置设置有接收器安装槽404，用于安装接收器12，接收器安装槽404与接收光纤通孔402相连通。优选地，如图5和图16所示，接收器12的接收侧表面(即右侧面)与阻挡玻璃11的阻挡侧表面(即右侧面)相平齐，便于控制接收光纤14插入的深度，使得接收光纤14的插入深度与发射光纤13的插入深度相同。优选地，接收器12包括接收器芯片1201和接收器外壳1202，接收器12可为光电二极管(PD)；优选地，如图16所示，在光纤安装支架4的左侧端面上安装有接收器线路板6；进一步优选地，可在接收器安装槽404表面镀金属，与接收器线路板6相配合从而将接收器12包裹在一个密闭的空间，能够起到很好的电磁屏蔽的作用。

本实施例提供的光纤传感器，通过透镜安装支架2将准直透镜7和聚焦透镜8共同安装，提高了两个透镜的安装精度，避免安装误差，保证最佳聚焦效果；通过片状固定结构5使得线路板组件1、透镜安装支架2以及漏斗形支架3的安装结构紧凑，占用体积小，减少了结构的复杂程度，简化了线路板组件1的安装方式，促进了光纤传感器的小型化和简洁化。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (15)

1.一种光学单元，其特征在于，包括：

发光元件和准直透镜，所述准直透镜设置于所述发光元件的前端，其适于将所述发光元件发出的光准直成平行光；

聚焦透镜，设置于所述准直透镜的前端，并适于将所述平行光聚焦；

发射光纤，其入射口位于所述平行光聚焦形成的焦点处；

其中，所述准直透镜具有靠近所述发光元件一侧的入射折射曲面以及远离所述发光元件一侧的出射折射曲面；并且，所述入射折射曲面的母线弦长小于所述出射折射曲面的母线弦长。

2.根据权利要求1所述的光学单元，其特征在于，所述准直透镜还具有：凹槽结构，其侧壁自靠近所述发光元件一侧至远离所述发光元件一侧延伸，并在远离所述发光元件的末端与所述入射折射曲面的轮廓相接；内反射曲面，其环绕设置在所述入射折射曲面和所述凹槽结构的外围；出射平面，其环绕所述出射折射曲面且与所述出射折射曲面的轮廓相接。

3.根据权利要求2所述的光学单元，其特征在于，所述准直透镜与所述聚焦透镜同轴设置，所述内反射曲面、所述凹槽结构、所述入射折射曲面与所述出射折射曲面均同轴设置。

4.根据权利要求1所述的光学单元，其特征在于，所述聚焦透镜具有靠近所述发光元件一侧的入射曲面以及远离所述发光元件一侧的出射曲面。

5.根据权利要求2所述的光学单元，其特征在于，所述准直透镜还具有沿所述出射平面向两侧延伸的第一安装凸耳，所述聚焦透镜外围两侧设置有第二安装凸耳。

6.一种光纤传感器，其特征在于，包括如权利要求2所述的光学单元，还包括接收器和接收光纤，所述接收器与所述接收光纤相对应。

7.根据权利要求6所述的光纤传感器，其特征在于，还包括：线路板组件，所述发光元件的裸片固定于其表面。

8.根据权利要求7所述的光纤传感器，其特征在于，还包括：透镜安装支架；所述准直透镜还具有沿所述出射平面向两侧延伸的第一安装凸耳，所述聚焦透镜外围两侧设置有第二安装凸耳，所述准直透镜和所述聚焦透镜分别通过所述第一安装凸耳和所述第二安装凸耳安装在所述透镜安装支架上。

9.根据权利要求8所述的光纤传感器，其特征在于，还包括：漏斗形支架，其一侧与所述透镜安装支架相接，并具有与所述聚焦透镜相适配的开口，所述开口向另一侧延伸形成截面渐缩的漏斗形腔体。

10.根据权利要求9所述的光纤传感器，其特征在于，还包括：光纤安装支架，其连接于所述漏斗形支架远离所述透镜安装支架的一端，具有用于容置所述发射光纤的发射光纤通孔和用于容置所述接收光纤的接收光纤通孔，其中，所述漏斗形腔体与所述发射光纤通孔相对应。

11.根据权利要求9所述的光纤传感器，其特征在于，还包括：片状固定结构，设置于所述线路板组件、所述透镜安装支架以及所述漏斗形支架的两侧，其适于将所述线路板组件、所述透镜安装支架以及所述漏斗形支架共同固定。

12.根据权利要求11所述的光纤传感器，其特征在于，所述透镜安装支架以及所述漏斗形支架的两侧均分别设置有凸起结构，所述片状固定结构上开设有与所述凸起结构相配合的卡接槽。

13.根据权利要求11或12所述的光纤传感器，其特征在于，所述片状固定结构对应于所述线路板组件的位置处设有弯折耳，所述弯折耳适于在弯折状态下与所述线路板组件的侧壁相贴合并焊接固定。

14.根据权利要求10所述的光纤传感器，其特征在于，所述光纤安装支架上与所述漏斗形腔体末端相对的位置处设置有阻挡玻璃安装槽，所述阻挡玻璃安装槽与所述发射光纤通孔相连通，所述阻挡玻璃安装槽内安装有用于对所述发射光纤进行限位的阻挡玻璃。

15.根据权利要求14所述的光纤传感器，其特征在于，所述光纤安装支架上还设置有与所述接收光纤通孔相连通的接收器安装槽，用于安装所述接收器，其中，所述接收器的接收侧表面与所述阻挡玻璃的阻挡侧表面相平齐。

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