CN220207854U - 光电传感器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光电传感器，包括框体、PCB板、发射管、接收管、反光屏蔽罩、发射透镜以及接收透镜；PCB板设置在框体内；发射管和接收管平行设置在PCB板上；发射透镜和接收透镜平行设置在框体的顶部；反光屏蔽罩套设在接收管上，反光屏蔽罩设置有第一通孔和反射折弯，第一通孔开设在反光屏蔽罩的顶部，第一通孔位于发射透镜的光轴焦点的正下方并沿着背离发射管的方向开设，反光屏蔽罩凸设在第一通孔的一旁。本实用新型在接收管上方的反光屏蔽罩的进光孔一侧凸设反射折弯，利用反射折弯的反光特性，将落在接收管的接收面之外的聚焦光束反射回接收面上，以此作为光学补偿，从而减少检测盲区的区间，提高光电传感器的检测效率。

Description

光电传感器

技术领域

本实用新型涉及光电技术领域，尤其涉及一种光电传感器。

背景技术

普通的光电传感器存在由于检测物颜色不同导致吸光性差异，造成感应距离不一致的问题。因此背景抑制微型光电传感器应运而生，其利用三角测距和独特的电子算法实现了不同颜色检测物的感应距离一致。

要实现背景抑制的功能除了电子算法，还离不开接收管这一重要的元器件，只要接收管的接收面能够接收到感应物表面反射回来的光，就能产生信号传输，因此接收面长度和检测距离成正比，与盲区成反比。

但在现有技术中，接收面长的接收管受制于加工技术，接收管越长其制备工艺就越复杂，且制备成本呈指数上涨。基于现有接收管，当物体进入了盲区时，由于反射的聚焦光束落在接收管接收面之外，传感器不响应，因此如何最大限度地利用发射管能量，是该领域亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种具有光学补偿功能的光电传感器，旨在减少光束落在接收管接收面之外的情况，避免盲区过大影响传感器检测效率的问题。

为实现上述目的，本实用新型提出一种光电传感器，包括框体、PCB板、发射管、接收管、反光屏蔽罩、发射透镜以及接收透镜；所述PCB板设置在所述框体内；所述发射管和所述接收管平行设置在所述PCB板上；所述发射透镜和所述接收透镜平行设置在所述框体的顶部；所述反光屏蔽罩套设在所述接收管上，所述反光屏蔽罩设置有第一通孔和反射折弯，所述第一通孔开设在所述反光屏蔽罩的顶部，所述第一通孔位于所述发射透镜的光轴焦点的正下方并沿着背离所述发射管的方向开设，所述反射折弯凸设在所述反光屏蔽罩的顶部并位于所述第一通孔的一旁。

可选的，所述接收管和所述第一通孔均为方形，所述第一通孔的长度大于或等于所述接收透镜的曲率半径。

可选的，所述框体内设置有第一支架，所述第一支架位于所述发射管和所述发射透镜之间，所述发射透镜固设在所述第一支架的顶部。

可选的，所述第一支架中设置有凹槽，所述凹槽位于所述发射透镜的下方，且所述凹槽内开设有第二通孔。

可选的，所述第一支架的顶部凸设有透镜遮光板，所述透镜遮光板位于所述发射透镜和所述接收透镜之间。

可选的，所述第一支架的底部凸设有发射管遮光罩，所述发射管遮光罩套设在所述发射管上。

可选的，所述框体内还设置有第二支架，所述第二支架位于所述接收管和所述接收透镜之间，所述接收透镜固设在所述第二支架上。

可选的，所述框体的顶部密封设置有透光板，所述透光板的底部抵接于所述透镜遮光板。

可选的，所述框体还包括上框体和下框体，所述上框体和所述下框体相互组接形成一体的框体。

可选的，所述框体的一端开设有用于线缆穿设的第三通孔。

本实用新型的有益效果在于：通过在接收管上方的反光屏蔽罩的进光孔一侧凸设反射折弯，利用反射折弯的反光特性，将落在接收管的接收面之外的聚焦光束反射回接收面上，以此作为光学补偿，从而减少检测盲区的区间，提高光电传感器的检测效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本实用新型光电传感器的剖面示意图；

图2为本实用新型光电传感器的剖面及检测光路示意图；

图3为本实用新型上框体的结构示意图；

图4为本实用新型上框体的剖面示意图；

图5为本实用新型光电传感器的部分结构的剖面示意图。

附图标号说明：

框体1；透光板11；第三通孔12；PCB板2；发射管3；接收管4；反光屏蔽罩5；反射折弯51；第一通孔52；发射透镜6；接收透镜7；上框体8；第一支架81；凹槽82；第二通孔83；透镜遮光板84；发射管遮光罩85；第二支架86；下框体9。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，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作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。

需要说明，若本实用新型实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本实用新型实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”的含义为，包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本实用新型要求的保护范围之内。

本实用新型的实施例提出一种光电传感器，参见图1-2，所述光电传感器包括框体1、PCB板2、发射管3、接收管4、反光屏蔽罩5、发射透镜6以及接收透镜7。其中，所述PCB板2设置在所述框体1内，所述发射管3和所述接收管4平行设置在所述PCB板2上，所述发射管3和所述接收管4位于同一高度上，所述发射透镜6和所述接收透镜7平行设置在所述框体1的顶部，所述发射透镜6和所述接收透镜7位于同一高度上。所述反光屏蔽罩5套设在所述接收管4上，所述反光屏蔽罩5设置有反射折弯51和第一通孔52，所述第一通孔52开设在所述反光屏蔽罩5的顶部，所述第一通孔52位于所述发射透镜5的光轴焦点的正下方并沿着背离所述发射管的方向开设，所述反射折弯51凸设在所述反光屏蔽罩5的顶部，且所述反射折弯51位于所述第一通孔52远离所述发射透镜6的光轴焦点的一旁。其中，凸设是一种描述机械结构形状和特征的术语，其指代物体表面具有局部部位向外凸起、突出的状态。

在本实施例中，所述反光屏蔽罩5的主要作用是防止光线在被接收管4接收前被散射或反射，从而保证传感器可以准确地获取光线信号，同时反光屏蔽罩5还可以起到抑制噪声的作用，因为它可以减少来自周围环境的干扰光束，以避免外界因素影响光电传感器的准确性和可靠性。通过在反光屏蔽罩5的进光处的顶部垂直方向设置一个长方体结构的反射折弯51，将落在接收管4的接收面之外的聚焦光束反射回其接收面上，以此作为光学补偿，从而减少检测盲区的区间，提高光电传感器的检测效率。

下面通过示例更详细地说明本实用新型。然而，下述示例仅仅是说明性的，不应认为本实用新型的范围受到下述实施例的限制。显然，本领域的技术人员可以在不违背本实用新型精神的前提下进行任何改变、改进或改型。

参见图2为本实用新型提供的一个示例，所述发射管3发出散射光束，散射光束经过所述发射透镜6的聚成一个焦点，焦点会发射向发射透镜6外距离光电传感器0-100mm的距离区间内，在15-100mm的距离区间内存在物体A遮挡时，焦点会以漫反射的形式反射回每个方向，其中反射的光束部分会经过接收透镜7，通过接收透镜7的折射落在所述接收管4上。而受制于接收管4的有限长度，当物体A进入5-15mm的距离区间内时，焦点漫反射的光束经过接收透镜7的折射后会落在所述接收管4之外，此时由于接收管4旁的反光屏蔽罩5上存在垂直的反射折弯51，图示中物体A和所述光电传感器之间的距离D为5mm，利用所述反光屏蔽罩5的反光特性，将落在接收管4接收面之外的聚焦光束反射回接收管4上，使光电传感器响应，从而将检测盲区减少到0～5mm的距离区间。

在本实施中，参见图1-5，所述第一通孔52的长度大于或等于所述接收透镜7的曲率半径，所述反光屏蔽罩5为方形屏蔽罩，在所述反光屏蔽罩5上方开设有方形的第一通孔52，所述反光屏蔽罩5和所述第一通孔52的设计均与所述接收管4的外形相适应，确保屏蔽罩和接收管4之间的结构更加紧凑，从而有效地防止外界光线的干扰。

在本实施中，参见图1、图4以及图5，所述框体1包括上框体8和下框体9，所述上框体8和所述下框体9之间通过连接件相互组接形成一体的框体1，所述连接件包括但不限于凸柱、穿孔、螺钉、铆接件，其中，所述发射透镜6和所述接收透镜7固设在所述上框体8上，所述发射管3和所述接收管4固设在所述下框体9上。分离式的框体1设置可以更好地利用空间，使得光电传感器内部的各组件更加紧凑，从而方便安装和布局。

在本实施中，参见图2-4，所述上框体8内设置有第一支架81，所述第一支架81位于所述发射管3和所述发射透镜6之间，所述发射透镜6固设在所述第一支架81的顶部。所述第一支架81由所述框体1向内凸设形成，所述第一支架81支撑着发射透镜6以确保其位置稳定，从而保证发射效率和传输质量，同时，在本实施例中，所述第一支架81上还凸设有一倒扣位(图中未标出)，以便于更好的固定所述发射透镜6。

在本实施中，参见图2-4，所述第一支架81中设置有凹槽82，所述凹槽82位于所述发射透镜6的下方，且所述凹槽82内开设有第二通孔83。所述凹槽82为倒圆台型的通槽，在所述凹槽82内设置有圆形的第二通孔83以供发射管3发射的光线通过并进入发射透镜6。

在本实施中，参见图2-4，所述第一支架81的顶部凸设有透镜遮光板84，所述透镜遮光板84位于所述发射透镜6和所述接收透镜7之间。透镜遮光板84可以起到减小光电传感器的视场角度的作用。其中，视场角度是指光电传感器可以接收到的有效光线的范围，如果视场角度过大，会导致光电传感器接收到大量的无效光线，降低测量精度。因此，透镜遮光板84可以限制光线的入射角度，缩小视场角度，从而提高光电传感器的测量精度。

在本实施中，参见图2-4，所述第一支架81的底部凸设有发射管遮光罩85，所述发射管遮光罩85套设在所述发射管3上，所述发射管遮光罩85与所述反光屏蔽罩5的作用类似，由于所述发射管遮光罩85与所述第一支架81为一体设计，因此能保证发射管3发射出的光束路径保持封闭，避免了外界光线对光电传感器的干扰，同时也有效地避免散射光束的漏出和扩散，从而保证了光束的聚焦度和穿透力，提高了光电传感器的测量精度和可靠性。

在本实施中，参见图3、图4，所述框体1内还设置有第二支架，所述第二支架位于所述接收管4和所述接收透镜7之间，所述接收透镜7固设在所述第二支架上。其中，所述第二支架背离所述第一支架81的一侧上设置有安装孔(图中未标出)，所述上框体8的一端通过螺钉穿设于所述安装孔，以将所述第二支架固定在所述上框体8中。

在本实施中，参见图1，所述框体1的顶部密封设置有透光板11，所述透光板11位于所述发射透镜6和所述接收透镜7的上方，且所述透光板11的底部抵接于所述透镜遮光板84，以最大化实现所述透镜遮光板84的降噪，同时，透光板11可以保护发射透镜6和接收透镜7不受外界环境干扰，避免灰尘、雨水等杂质进入光学系统，也能起到抗紫外线、抗静电的作用，从而避免对传感器测量的影响。

在本实施中，参见图1、图3，所述框体1的一端开设有用于线缆穿设的第三通孔12。所述第三通孔12由上框体8上的一半圆穿线孔和下框体9上的一半圆穿线孔相互配合形成，简化了线缆安装，节省工时，减低损伤PCBA焊盘的几率。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的发明构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种光电传感器，其特征在于，包括：框体、PCB板、发射管、接收管、反光屏蔽罩、发射透镜以及接收透镜；

所述PCB板设置在所述框体内；

所述发射管和所述接收管平行设置在所述PCB板上；

所述发射透镜和所述接收透镜平行设置在所述框体的顶部；

所述反光屏蔽罩套设在所述接收管上，所述反光屏蔽罩设置有第一通孔和反射折弯，所述第一通孔开设在所述反光屏蔽罩的顶部，所述第一通孔位于所述发射透镜的光轴焦点的正下方并沿着背离所述发射管的方向开设，所述反射折弯凸设在所述反光屏蔽罩的顶部并位于所述第一通孔的一旁。

2.根据权利要求1所述的光电传感器，其特征在于，所述接收管和所述第一通孔均为方形，所述第一通孔的长度大于或等于所述接收透镜的曲率半径。

3.根据权利要求1所述的光电传感器，其特征在于，所述框体内设置有第一支架，所述第一支架位于所述发射管和所述发射透镜之间，所述发射透镜固设在所述第一支架的顶部。

4.根据权利要求3所述的光电传感器，其特征在于，所述第一支架中设置有凹槽，所述凹槽位于所述发射透镜的下方，且所述凹槽的底部开设有第二通孔。

5.根据权利要求3所述的光电传感器，其特征在于，所述第一支架的顶部凸设有透镜遮光板，所述透镜遮光板位于所述发射透镜和所述接收透镜之间。

6.根据权利要求3所述的光电传感器，其特征在于，所述第一支架的底部凸设有发射管遮光罩，所述发射管遮光罩套设在所述发射管上。

7.根据权利要求1所述的光电传感器，其特征在于，所述框体内还设置有第二支架，所述第二支架位于所述接收管和所述接收透镜之间，所述接收透镜固设在所述第二支架上。

8.根据权利要求5所述的光电传感器，其特征在于，所述框体的顶部密封设置有透光板，所述透光板的底部抵接于所述透镜遮光板。

9.根据权利要求1所述的光电传感器，其特征在于，所述框体还包括上框体和下框体，所述上框体和所述下框体相互组接形成一体的框体。

10.根据权利要求1所述的光电传感器，其特征在于，所述框体的一端开设有用于线缆穿设的第三通孔。