光學(xué)系統(tǒng)及具有該光學(xué)系統(tǒng)的光電傳感器的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種光學(xué)系統(tǒng)及具有該光學(xué)系統(tǒng)的光電傳感器。光學(xué)系統(tǒng)具有相對(duì)設(shè)置的投光部和受光部，所述受光部具有：受光側(cè)第一反射部件，位于與受光器相對(duì)位置，為向受光器反射檢測(cè)光的部件；受光側(cè)柱面鏡，在檢測(cè)光光路上位于受光側(cè)光路第一反射部件的上游側(cè)，并具有向受光側(cè)第一反射部件突出的柱面；受光側(cè)光路拉伸部，位于受光側(cè)第一反射部件與受光側(cè)柱面鏡之間，具有兩個(gè)相對(duì)的面，且至少在一個(gè)面上形成雜散光抑制部件；受光側(cè)第二反射部件，在檢測(cè)光光路上位于受光側(cè)柱面鏡的上游側(cè)，為向受光側(cè)柱面鏡反射檢測(cè)光的部件；受光窗口，在檢測(cè)光光路上位于受光側(cè)第二反射部件的上游側(cè)，形成于受光側(cè)第二反射部件的面向投光部的出射面。
【專利說明】光學(xué)系統(tǒng)及具有該光學(xué)系統(tǒng)的光電傳感器

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種光學(xué)系統(tǒng)及具有該光學(xué)系統(tǒng)的光電傳感器，特別是涉及一種面向 電梯領(lǐng)域的光學(xué)系統(tǒng)及具有該光學(xué)系統(tǒng)的光電傳感器。

【背景技術(shù)】
[0002] 光電傳感技術(shù)作為信息科學(xué)技術(shù)的一個(gè)重要分支，在光電通信、工業(yè)過程控制、環(huán) 境監(jiān)測(cè)和國家安全等眾多方面都有著十分重要的應(yīng)用。應(yīng)用光電傳感技術(shù)的光電傳感器具 有靈敏度高、體積小、抗電磁干擾能力強(qiáng)、便于集成、可在線檢測(cè)等眾多優(yōu)點(diǎn)，因此，光電傳 感器被廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。
[0003] 在電梯領(lǐng)域中，例如，在電梯的轎廂?？空緯r(shí)，可以利用光電傳感器來檢測(cè)是否有 人進(jìn)入電梯，以防止電梯關(guān)門時(shí)將人體夾傷。另外，通常，還通過光電傳感器來檢測(cè)邊緣或 行程終端位置等，以用來確定電梯停靠的層數(shù)，或者在電梯的指轎廂接近?？空緯r(shí)，通過定 位電梯停止的位置來確保轎廂地坎與層門地坎達(dá)到同一平面等。
[0004] 在上述的確定樓層或進(jìn)行電梯運(yùn)行的平層定位等的情況下，通常采用槽型的光電 傳感器對(duì)設(shè)置于電梯軌道上的與各層相對(duì)的擋片進(jìn)行檢測(cè)。就作為這種檢測(cè)元件的光電傳 感器而言，其工作穩(wěn)定性會(huì)影響到是否能夠準(zhǔn)確地進(jìn)行檢測(cè)并定位，嚴(yán)重時(shí)，還會(huì)影響運(yùn)動(dòng) 物體的安全性。因此，對(duì)確保光電傳感器的工作穩(wěn)定性的要求越來越高。影響工作穩(wěn)定性 的要因例如有光電傳感器的誤動(dòng)作或者誤檢測(cè)等不可靠性以及光電傳感器的壽命下降等。 其中，作為影響可靠性的原因之一，為光電傳感器誤將來自外界的雜散光(環(huán)境光）等檢測(cè) 為檢測(cè)光。在該情況下，即使從投光器投射出的檢測(cè)光被上述擋片擋住，因存在雜散光，受 光器仍舊檢測(cè)出光信號(hào)，從而導(dǎo)致誤動(dòng)作或者誤檢測(cè)。還有因投光器自身產(chǎn)生的雜散光而 導(dǎo)致檢測(cè)不準(zhǔn)確的情況。
[0005] 在現(xiàn)有的光電傳感器中，投光器11Γ/受光器21Γ分別以與投光用透鏡116'/受 光用透鏡216'相對(duì)并且與投光用透鏡116' /受光用透鏡216'的光軸垂直的方式直接設(shè)置 在投光器11Γ /受光器21Γ之間(如圖6所示)。通常，在投光用透鏡116'與投光器11Γ 之間或受光用透鏡216'與受光器21Γ之間設(shè)置用于消除由投光/受光用透鏡接受的雜散 光的部件。由于現(xiàn)有的光電傳感器的這種結(jié)構(gòu)受到整體尺寸的制約，所以投光用透鏡116' 與投光器111之間的距離和受光用透鏡216'與受光器21Γ之間的距離很短(例如，10mm左 右)。因此，會(huì)出現(xiàn)如下的問題：由于能夠?qū)﹄s散光進(jìn)行控制的光路太短，所以雜散光能夠直 接照射到受光器上，即使設(shè)置用于消除雜散光的構(gòu)件，也不能夠達(dá)到預(yù)期的效果。
[0006] 而且，在采用上述的現(xiàn)有的光電傳感器的結(jié)構(gòu)的情況下，由于照射至受光用透鏡 的來自外界的雜散光的方向是任意的，即，受光用透鏡接受來自四面八方的雜散光，所以為 了消除各個(gè)方向上的雜散光，需要在受光器與受光用透鏡之間的雜散光可能傳播的路徑上 都設(shè)置用于消除雜散光的構(gòu)件。因此，為了抑制雜散光需要進(jìn)行的結(jié)構(gòu)改良較為復(fù)雜，在實(shí) 際制造時(shí)也不能夠有效地節(jié)約成本。
[0007] 另外，作為用于消除雜散光的構(gòu)件，已知有如下的技術(shù)：在位于從投光器射出或射 向受光器的雜散光的光路上的光學(xué)部件的表面，涂敷具有吸光性的黑色涂料，通過該黑色 涂料來吸收并消除雜散光。
[0008] 然而，若采用這種方法，則在制造并組裝光電傳感器時(shí)，需要增加一道涂敷的工 序，并且還需考慮黑色涂料的附著性對(duì)吸光效果的影響。從而會(huì)增加整體的工時(shí)，導(dǎo)致成本 變高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，本發(fā)明的目的在于，提供一種能夠以低成本有 效地提高耐環(huán)境照度的光學(xué)系統(tǒng)及具有該光學(xué)系統(tǒng)的光電傳感器。
[0010] 本發(fā)明提供一種光學(xué)系統(tǒng)，其具有相對(duì)設(shè)置的投光部和受光部，經(jīng)由所述投光部 和所述受光部，將來自投光器的檢測(cè)光傳播至受光器，所述受光部具有：受光側(cè)第一反射部 件，其位于與所述受光器相對(duì)的位置，為朝向所述受光器反射所述檢測(cè)光的部件；受光側(cè)柱 面鏡，其在所述檢測(cè)光的光路上位于所述受光側(cè)光路第一反射部件的上游一側(cè)，并且具有 朝向所述受光側(cè)第一反射部件突出的柱面；受光側(cè)光路拉伸部，其位于受光側(cè)第一反射部 件與受光側(cè)柱面鏡之間，具有兩個(gè)相對(duì)的面，并且至少在一個(gè)面上形成有透明的雜散光抑 制部件；受光側(cè)第二反射部件，其在所述檢測(cè)光的光路上位于所述受光側(cè)柱面鏡的上游一 偵牝?yàn)槌蚴芄鈧?cè)柱面鏡反射所述檢測(cè)光的部件；受光窗口，其在所述檢測(cè)光的光路上位于 受光側(cè)第二反射部件的上游一側(cè)，形成在所述受光側(cè)第二反射部件的面向所述投光部的出 射面上。
[0011] 所述投光部具有：投光側(cè)第一反射部件，其位于與所述投光器相對(duì)的位置，為反射 來自所述投光器的光的部件；投光側(cè)柱面鏡，其在所述檢測(cè)光的光路上位于所述投光側(cè)第 一反射部件的下游一側(cè)，并且具有朝向所述投光側(cè)第一反射部件突出的柱面；投光側(cè)光路 拉伸部，其位于投光側(cè)第一反射部件與投光側(cè)柱面鏡之間；具有兩個(gè)相對(duì)的面，并且至少在 一個(gè)面上形成有透明的雜散光抑制部件；投光側(cè)第二反射部件，其在所述檢測(cè)光的光路上 位于所述投光側(cè)柱面鏡的下游一側(cè)，為朝向受光部反射所述檢測(cè)光的部件；投光窗口，其在 所述檢測(cè)光的光路上位于投光側(cè)第二反射部件的下游一側(cè)，形成在所述投光側(cè)第二反射部 件的面向所述受光部的出射面上。
[0012] 采用上述結(jié)構(gòu)，拉伸了在投光部和受光部的光線的光路，易于對(duì)雜散光進(jìn)行控制。 而且，由于限制了光線的傳播方向，所以不用在所有方向上都形成雜散光抑制部件，就能夠 有效地消除雜散光。
[0013] 優(yōu)選地，所述雜散光抑制部件具有多個(gè)三角柱或者多個(gè)半圓柱，所述多個(gè)三角柱 或者所述多個(gè)半圓柱配置成該多個(gè)三角柱或者多個(gè)半圓柱的突起方向全部相同，并且以與 在所述受光側(cè)第一反射部件和所述受光側(cè)柱面鏡之間的所述檢測(cè)光的光路垂直地的方式 延伸，或者以與在所述投光側(cè)第一反射部件和所述投光側(cè)柱面鏡之間的所述檢測(cè)光的光路 垂直地的方式延伸。由此，與現(xiàn)有的涂敷黑色涂料的方法相比，不需要增加涂敷的工序，也 不需要考慮材料的附著性，既能夠節(jié)省時(shí)間又能夠節(jié)省成本。
[0014] 優(yōu)選地，所述受光窗口形成為在與在所述受光側(cè)第一反射部件和所述受光側(cè)柱面 鏡之間的所述檢測(cè)光的光路平行的方向上的細(xì)長的線狀。所述投光窗口形成為在與在所 述投光側(cè)第一反射部件和所述投光側(cè)柱面鏡之間的所述檢測(cè)光的光路平行的方向上的細(xì) 長的線狀。采用這種結(jié)構(gòu)能夠增大投光/受光窗口的面積，即使在光電傳感器所處的環(huán)境 對(duì)投光/受光窗口的一部分造成污染的情況下，也能夠有效地投射光線或者有效地檢測(cè)光 線，提高了光線檢測(cè)的穩(wěn)定性。
[0015] 優(yōu)選地，所述投光部為一體形成的透明構(gòu)件，所述受光部為一體形成的透明構(gòu)件。 所述投光部與所述受光部一體形成。通過采用一體形成的結(jié)構(gòu)，不僅制作簡便，而且易于組 裝。
[0016] 本發(fā)明還提供一種光電傳感器，用于檢測(cè)是否有存在物體，其除了包括所述的光 學(xué)系統(tǒng)以外，還包括：蓋板，其內(nèi)部形成有用于配置所述光學(xué)系統(tǒng)的下方開口的中空部；基 板，其為平板狀，配置有投光器以及受光器；支架，其整體形成為與所述蓋板的形狀相匹配 的結(jié)構(gòu)，內(nèi)部形成有用于配置所述基板以及所述光學(xué)系統(tǒng)的上方開口的中空部。
[0017] 采用本發(fā)明的光電傳感器能夠以低成本有效地提高耐環(huán)境照度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0018] 圖1是示意性地表示本實(shí)施方式的雜散光抑制部件的結(jié)構(gòu)圖。
[0019] 圖2A是示意性地表示在沒有設(shè)置本實(shí)施方式的雜散光抑制部件的情況下的雜散 光的光路的圖。
[0020] 圖2B是不意性地表不在設(shè)置有本實(shí)施方式的雜散光抑制部件的情況下的雜散光 的光路的圖。
[0021] 圖3是示意性地表示本實(shí)施方式的雜散光抑制部件的變形例的結(jié)構(gòu)圖。
[0022] 圖4是表示本實(shí)施方式的光電傳感器的光學(xué)系統(tǒng)以及檢測(cè)光的光路的圖。
[0023] 圖5使表不本實(shí)施方式的光電傳感器的分解結(jié)構(gòu)圖。
[0024] 圖6是不意性地表不現(xiàn)有的光電傳感器的光學(xué)系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 以下，參照附圖，針對(duì)本發(fā)明的具體的實(shí)施方式進(jìn)行說明。在附圖中，相同的附圖 標(biāo)記表示相同或者相當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)或部件，并不重復(fù)進(jìn)行說明。
[0026] 首先，對(duì)在本實(shí)施方式中的用于消除雜散光的雜散光抑制部件100進(jìn)行說明，圖1 是示意性地表示本實(shí)施方式的雜散光抑制部件100的結(jié)構(gòu)圖。取代現(xiàn)有技術(shù)中的在位于雜 散光的光路上的光學(xué)部件的表面涂敷黑色涂料，雜散光抑制部件100具有在板狀結(jié)構(gòu)的表 面上形成的多個(gè)剖面為三角柱的突起部，該三角柱的突起部的突起方向相同，并且與雜散 光的光路垂直。該雜散光抑制部件100為透明的部件。
[0027] 假設(shè)在射向受光器211的雜散光的光路上沒有設(shè)置雜散光抑制部件100也沒有進(jìn) 行其它吸光處理的情況下，如圖2A所示，來自外界的雜散光L經(jīng)由檢測(cè)光的光路照射到光 學(xué)部件101的表面上并發(fā)生反射，經(jīng)反射之后的光線也照射給受光器211。而在設(shè)置有這種 雜散光抑制構(gòu)件100的情況下，如圖2B所示，當(dāng)雜散光L照射到多個(gè)突起部中的某一個(gè)時(shí) 在該突起部的表面發(fā)生反射，經(jīng)反射之后的光線被改變傳播方向而不會(huì)照射到受光器211。
[0028] 在本實(shí)施方式中，在利用模具成形該雜散光抑制部件100時(shí)，為了便于從上下方 向卸下模具，將雜散光抑制部件100成形成圖1所示的沿著上下方向延伸的剖面為三角柱 的突起部。但本實(shí)施方式的雜散光抑制構(gòu)件的結(jié)構(gòu)不限于此，例如，如圖3所示，雜散光抑 制構(gòu)件100'可以通過設(shè)置多個(gè)剖面為半圓柱的突起部來形成，只要能夠確保在不影響從投 光器射出的檢測(cè)光傳播的情況下改變雜散光的光路使其不照射給受光器即可。
[0029] 與現(xiàn)有技術(shù)中的涂敷黑色涂料的方法相比，本實(shí)施方式的雜散光抑制構(gòu)件100結(jié) 構(gòu)簡單，可以在注塑成型時(shí)一體形成，不需要增加涂敷的工序，也不需要考慮材料的附著 性，既能夠節(jié)省時(shí)間又能夠節(jié)省成本。
[0030] 在將這種具有簡單結(jié)構(gòu)的雜散光抑制構(gòu)件100應(yīng)用于現(xiàn)有的光電傳感器的情況 下，也能夠消除或降低雜散光造成的影響，避免受光器的誤檢測(cè)。但是，現(xiàn)有的光電傳感器 仍存在光路路徑短而難以控制雜散光以及雜散光的傳播方向任意的問題。
[0031 ] 在本實(shí)施方式中，提供一種用于光電傳感器的能夠更有效地提高耐環(huán)境照度的光 學(xué)系統(tǒng)。如圖4所示，本實(shí)施方式的光學(xué)系統(tǒng)1具有將從來自投光器111的光線投射出去 的投光部11以及接受從投光部11投射來的光線的受光部21。
[0032] 首先，對(duì)光學(xué)系統(tǒng)1的投光部11進(jìn)行說明。投光部11具有：等腰直角棱鏡112， 其入射面為與投光器111相對(duì)置并且與投光器111射出的光線的光軸垂直的一個(gè)直角面， 反射面為從入射面向斜上方傾斜的傾斜面，出射面為與從投光器111射出的光線的光軸平 行的另一個(gè)直角面；光路拉伸部113,其具有從等腰直角棱鏡112的出射面的兩側(cè)向從該出 射面射出的光線的下游一側(cè)并且垂直于上述出射面(在圖中，為垂直于上下方向）延伸的兩 個(gè)相對(duì)的面，在其遠(yuǎn)離受光器211的一側(cè)上形成有上述雜散光抑制部件100 ;作為準(zhǔn)直透鏡 的柱面鏡114,其在光路上設(shè)置在光路拉伸部113的下游一側(cè)，并且柱面朝向等腰直角棱鏡 112突出；全反射棱鏡115,其設(shè)置在柱面鏡114的另一側(cè)，在遠(yuǎn)離柱面鏡114的一側(cè)形成有 作為反射面的不朝向受光部21的傾斜角度為45°的斜面；投光窗口 116,其形成在全反射 棱鏡115的面向受光部21的出射面上。
[0033] 等腰直角棱鏡112、光路拉伸部113、柱面鏡114、全反射棱鏡115以及投光窗口 116大致位于同一平行面上，可以一體形成，也可以分開形成。投光器111位于該平行面的 下方。在一體形成的情況下，所有部件都采用透明的部件。
[0034] 如圖4所示，在投光器正常動(dòng)作的情況下，在光學(xué)系統(tǒng)1的投光部11，從投光器 111投射出的光線的光路如下。在電源通電時(shí)，投光器111從投光部11的下方朝向上方，即 朝向等腰直角棱鏡112的入射面幾乎垂直地照射作為檢測(cè)光的光線。該檢測(cè)光幾乎垂直地 射入到等腰直角棱鏡112內(nèi)，在等腰直角棱鏡112的反射面上發(fā)生全反射，經(jīng)反射之后的光 線朝向等腰直角棱鏡112的出射面幾乎垂直地射出。在此，由于投光器111射出的光線雖 然具有高指向性，但仍舊會(huì)在某種程度上發(fā)散，所以經(jīng)由等腰直角棱鏡112朝向柱面鏡114 的柱面射出的檢測(cè)光也為發(fā)散光，該發(fā)散的檢測(cè)光經(jīng)由柱面折射，經(jīng)折射之后的光線彼此 幾乎平行地射向全反射棱鏡115的斜面。全反射棱鏡115的斜面使這些幾乎平行的光線發(fā) 生全反射，經(jīng)反射之后的光線從投光窗口 116幾乎平行的射出。
[0035] 在采用例如紅光光源作為投光器111的情況下，紅光光源自身會(huì)產(chǎn)生雜散光，該 雜散光不垂直地入射到等腰直角棱鏡112之后，一部分光線經(jīng)由等腰直角棱鏡112折射或 反射之后朝向與柱面鏡114 一側(cè)不同的方向射出，不會(huì)從投光窗口 116射出。一部分光線經(jīng) 由等腰直角棱鏡112向光路拉伸部113的沒有形成有雜散光抑制部件100的對(duì)面一側(cè)射出 并發(fā)生反射，這一部分光經(jīng)反射之后雖然進(jìn)入柱面鏡114,但傳播的方向與投光窗口 116相 反，因此也不會(huì)從投光窗口 116射出。一部分光線經(jīng)由等腰直角棱鏡112向雜散光抑制部件 100射出，在雜散光抑制部件100的多個(gè)突起部通過折射或反射改變了光線的光路，例如， 將雜散光反射到光路拉伸部113的對(duì)面一側(cè)，又被對(duì)面一側(cè)反射回雜散光抑制部件100,雜 散光的光線在雜散光抑制部件100與對(duì)面一側(cè)之間反復(fù)反射后被衰減。
[0036] 像這樣，從投光器111射出的光線需在光學(xué)系統(tǒng)1的投光部11進(jìn)行多次反射、折 射才從投光窗口 116射出，拉伸了光線的光路，易于對(duì)投光器111自身所產(chǎn)生的雜散光進(jìn)行 控制。而且，由于限制了光線的傳播方向，所以僅在光路拉伸部113的遠(yuǎn)離受光器211的一 側(cè)上形成上述雜散光抑制部件100,就能夠保證雜散光不會(huì)從投光窗口 116射出。但優(yōu)選 地，在光路拉伸部113的兩側(cè)都形成雜散光抑制部件100,來進(jìn)一步確保投光器111自身所 產(chǎn)生的雜散光不會(huì)從投光窗口 116射出。
[0037] 另外，上述投光部11的結(jié)構(gòu)不限于此，只要能夠以去雜散光的方式將來自投光器 111的光線傳播給受光部21即可。例如，等腰直角棱鏡112可以采用其它用來反射來自投 光器11的光線的光學(xué)部件；光路拉伸部113的相對(duì)置的兩個(gè)面可以設(shè)置成不與上下方向垂 直，可以根據(jù)等腰直角棱鏡112反射出的光線的方向進(jìn)行設(shè)置，只要能夠確保設(shè)置在該光 路拉伸部113上的雜散光抑制部件100能夠消除雜散光即可；全反射棱鏡115也可以采用 其它用來反射光線的光學(xué)部件。
[0038] 下面，對(duì)光學(xué)系統(tǒng)1的受光部21進(jìn)行說明。受光部21與投光部11相對(duì)稱，其具 有：等腰直角棱鏡212,其出射面為與受光器211相對(duì)置并且與射向受光器211的光線的光 軸垂直的一個(gè)直角面，反射面為從出射面向斜上方傾斜的傾斜面，入射面為與射向該入射 面的光線的光軸平行的另一個(gè)直角面；光路拉伸部213,其具有從等腰直角棱鏡212的入射 面的兩側(cè)向射向受光器211的光線的上游一側(cè)并且垂直于上述入射面(在圖中，為垂直于 上下方向)延伸的兩個(gè)相對(duì)的面，在其遠(yuǎn)離投光器111的一側(cè)上形成有上述雜散光抑制部件 100 ;作為準(zhǔn)直透鏡的柱面鏡214,其在光路上設(shè)置在光路拉伸部213的上游一側(cè)，并且柱面 朝向等腰直角棱鏡212突出；全反射棱鏡215,其設(shè)置在柱面鏡214的另一側(cè)，在遠(yuǎn)離柱面 鏡214的一側(cè)形成有作為反射面的不朝向投光部11的傾斜角度為45°的斜面；受光窗口 216,其形成在全反射棱鏡215的面向投光部11的出射面上，并且與投光窗口 116相對(duì)。
[0039] 等腰直角棱鏡212、光路拉伸部213、柱面鏡214、全反射棱鏡215以及受光窗口 216大致位于同一平行面上，可以一體形成，也可以分開形成。受光器211位于該平行面的 下方。在一體形成的情況下，所有部件都采用透明的部件。
[0040] 在光學(xué)系統(tǒng)1的受光部21，從受光窗口 216接受檢測(cè)光，最終傳播至受光器211的 光路如下。在投光窗口 116與受光窗口 216之間沒有物體間隔的情況下，受光窗口 216接 受來自投光窗口 116的幾乎平行的檢測(cè)光，檢測(cè)光垂直地入射到受光窗口 216之后在全反 射棱鏡215的斜面出發(fā)生反射，經(jīng)反射之后向柱面鏡214的柱面射出。上述幾乎平行的檢 測(cè)光經(jīng)柱面鏡214的柱面折射成更加匯聚的光線，并從等腰直角棱鏡215的入射面入射到 等腰直角棱鏡212內(nèi)。在等腰直角棱鏡212內(nèi)的斜面發(fā)生全反射之后，朝向出射面即朝向 受光器211射出。
[0041] 像這樣，受光器211檢測(cè)到來自投光器111的光線，本實(shí)施方式的光電傳感器判斷 為沒有檢測(cè)到物體。與此相對(duì)地，在投光窗口 116與受光窗口 216之間存在物體的情況下， 將從投光窗口 116射向受光窗口 216的光線擋住，由此，受光器211檢測(cè)不到來自投光器 111的光線，光電傳感器判斷為檢測(cè)到物體。
[0042] 但是，由于存在來自外界的環(huán)境光的干擾，即使在投光窗口 116與受光窗口 216之 間存在物體的情況下，受光窗口 216也會(huì)接受到光線(雜散光)。當(dāng)雜散光從偏向受光器26 一側(cè)射向受光窗口 216時(shí)，由于光線進(jìn)入全反射棱鏡215之后發(fā)生折射，折射之后的光線入 射到全反射棱鏡215的斜面的入射角小于全反射角，所以大部分光線會(huì)從斜面射出，而不 會(huì)反射至受光器211-側(cè)。另外，當(dāng)外界的雜散光從上下方向照射到受光窗口 216內(nèi)時(shí)，由 于受光窗口 216的厚度比較薄(例如，為2mm)，所以大部分雜散光受上述厚度的限制而達(dá)到 不了全反射棱鏡215的斜面。
[0043] 此外，從上下方向上入射的雜散光的一小部分以及從與外側(cè)(受光器26相反一側(cè)） 入射的雜散光從受光窗口 216入射到全反射棱鏡215的斜面之后發(fā)生反射，反射之后的光 線經(jīng)由柱面鏡214的柱面折射到光路拉伸部213的雜散光抑制部件100上。與上述的投光 部11同樣地，該雜散光抑制部件100多個(gè)突起部通過折射或反射改變了光線的光路，例如， 將雜散光反射到光路拉伸部213的對(duì)面一側(cè)，反復(fù)反射之后得到衰減。
[0044] 像這樣，從受光窗口 216接受來自投光窗口 116的光線之后，經(jīng)過多次反射、折射 才到達(dá)受光器11，拉伸了光線的光路，易于對(duì)來自外界的雜散光進(jìn)行控制。而且，由于限制 了光線的傳播方向，所以僅在光路拉伸部213的遠(yuǎn)離投光器111的一側(cè)上形成上述雜散光 抑制部件1〇〇,就能夠保證雜散光不會(huì)入射到受光器211。但優(yōu)選地，在光路拉伸部213的 兩側(cè)都形成雜散光抑制部件100,來進(jìn)一步確保受光器211免受雜散光的干擾。
[0045] 另外，上述受光部21的結(jié)構(gòu)不限于此，只要能夠以去雜散光的方式將光線傳播給 受光器211即可。例如，等腰直角棱鏡212可以采用其它用來反射來自投光器11的光線的 光學(xué)部件；光路拉伸部213的相對(duì)置的兩個(gè)面可以設(shè)置成不與上下方向垂直，可以根據(jù)要 向等腰直角棱鏡212射出的光線的方向進(jìn)行設(shè)置，只要能夠確保設(shè)置在該光路拉伸部213 上的雜散光抑制部件100能夠消除雜散光即可；全反射棱鏡215也可以采用其它用來反射 光線的光學(xué)部件。
[0046] 在本實(shí)施方式中，為了加工以及組裝的方便，優(yōu)選像圖4所示的那樣，投光部11和 受光部21也一體形成，但光學(xué)系統(tǒng)1的投光部11和受光部21也可以分開形成。
[0047] 本實(shí)施方式的光電傳感器整體成U字型，具有U字型的凹槽，除了包括上述光學(xué)系 統(tǒng)1以外，還包括：蓋板2,其由ABS樹脂注塑而成，整體呈U字型，內(nèi)部形成有用于配置光 學(xué)系統(tǒng)1的下方開口的中空部；基板3,其形成為U字型的平板狀，配置有作為上述投光器 111的投光用二極管以及作為上述受光器211的受光用二極管；支架4,其由ABS樹脂注塑 而成，整體形成為與蓋板2的形狀相匹配的呈U字型的結(jié)構(gòu)，內(nèi)部形成有用于配置上述基板 3以及光學(xué)系統(tǒng)1的上方開口的中空部。
[0048] 采用本本實(shí)施方式的光電傳感器，能夠以較低的成本有效地提高耐環(huán)境照度，能 夠應(yīng)用到環(huán)境照度高到lOOklx的例如觀光梯之類的電梯系統(tǒng)中。
[0049] 另外，在本實(shí)施方式中，如圖5所示，投光/受光窗口都形成為在從各自的光電傳 感器的U字型槽的深度方向(投光部/受光部各自的光路拉伸部延伸的方向)上的細(xì)長的線 狀透鏡，這是因?yàn)?，光電傳感器所處的環(huán)境會(huì)對(duì)投光/受光窗口造成污染，若投光/受光窗 口太小，則有可能因被灰塵等污染物遮擋而無法正常地動(dòng)作。而通過像本實(shí)施方式這樣，增 大了投光/受光窗口的面積，能夠提高光線檢測(cè)的穩(wěn)定性。由于本實(shí)施方式的光電傳感器 應(yīng)用于電梯領(lǐng)域，所以檢測(cè)物體的方向?yàn)榕c光電傳感器的U字型槽的深度方向垂直的上下 方向，因此，即使在光電傳感器的U字型槽的深度方向上加寬投光/受光窗口的長度，也不 會(huì)影響光電傳感器的精度。當(dāng)然，在無需考慮環(huán)境污染問題的情況下，投光/受光窗口也可 以采用例如點(diǎn)（point)式等其它的結(jié)構(gòu)。
[0050] 應(yīng)該理解的是，本發(fā)明在不脫離本發(fā)明的廣義的思想和范圍的前提下能夠進(jìn)行各 種各樣的實(shí)施方式及變形。另外，上述的實(shí)施方式用于說明本發(fā)明，但不限定本發(fā)明的范 圍。
【權(quán)利要求】
1. 一種光學(xué)系統(tǒng)，其具有相對(duì)設(shè)置的投光部和受光部，經(jīng)由所述投光部和所述受光部， 將來自投光器的檢測(cè)光傳播至受光器，其特征在于， 所述受光部具有： 受光側(cè)第一反射部件，其位于與所述受光器相對(duì)的位置，為朝向所述受光器反射所述 檢測(cè)光的部件， 受光側(cè)柱面鏡，其在所述檢測(cè)光的光路上位于所述受光側(cè)光路第一反射部件的上游一 偵牝并且具有朝向所述受光側(cè)第一反射部件突出的柱面， 受光側(cè)光路拉伸部，其位于受光側(cè)第一反射部件與受光側(cè)柱面鏡之間，具有兩個(gè)相對(duì) 的面，并且至少在一個(gè)面上形成有透明的雜散光抑制部件， 受光側(cè)第二反射部件，其在所述檢測(cè)光的光路上位于所述受光側(cè)柱面鏡的上游一側(cè)， 為朝向受光側(cè)柱面鏡反射所述檢測(cè)光的部件， 受光窗口，其在所述檢測(cè)光的光路上位于受光側(cè)第二反射部件的上游一側(cè)，形成在所 述受光側(cè)第二反射部件的面向所述投光部的出射面上。
2. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述雜散光抑制部件具有多個(gè)三角柱或者多個(gè)半圓柱， 所述多個(gè)三角柱或者所述多個(gè)半圓柱配置成該多個(gè)三角柱或者多個(gè)半圓柱的突起方 向全部相同，并且以與在所述受光側(cè)第一反射部件和所述受光側(cè)柱面鏡之間的所述檢測(cè)光 的光路垂直地的方式延伸。
3. 如權(quán)利要求1或者2所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述受光窗口形成為在與在所述受光側(cè)第一反射部件和所述受光側(cè)柱面鏡之間的所 述檢測(cè)光的光路平行的方向上的細(xì)長的線狀。
4. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述投光部具有： 投光側(cè)第一反射部件，其位于與所述投光器相對(duì)的位置，為反射來自所述投光器的光 的部件， 投光側(cè)柱面鏡，其在所述檢測(cè)光的光路上位于所述投光側(cè)第一反射部件的下游一側(cè)， 并且具有朝向所述投光側(cè)第一反射部件突出的柱面， 投光側(cè)光路拉伸部，其位于投光側(cè)第一反射部件與投光側(cè)柱面鏡之間，具有兩個(gè)相對(duì) 的面，并且至少在一個(gè)面上形成有透明的雜散光抑制部件， 投光側(cè)第二反射部件，其在所述檢測(cè)光的光路上位于所述投光側(cè)柱面鏡的下游一側(cè)， 為朝向受光部反射所述檢測(cè)光的部件， 投光窗口，其在所述檢測(cè)光的光路上位于投光側(cè)第二反射部件的下游一側(cè)，形成在所 述投光側(cè)第二反射部件的面向所述受光部的出射面上。
5. 如權(quán)利要求4所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述雜散光抑制部件具有多個(gè)三角柱或者多個(gè)半圓柱， 所述多個(gè)三角柱或者所述多個(gè)半圓柱配置成該多個(gè)三角柱或者多個(gè)半圓柱的突起方 向全部相同，并且以與在所述投光側(cè)第一反射部件和所述投光側(cè)柱面鏡之間的所述檢測(cè)光 的光路垂直地的方式延伸。
6. 如權(quán)利要求4或者5所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述投光窗口形成為在與在所述投光側(cè)第一反射部件和所述投光側(cè)柱面鏡之間的所 述檢測(cè)光的光路平行的方向上的細(xì)長的線狀。
7. 如權(quán)利要求1、2、4、5中任一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述投光部為一體形成的透明構(gòu)件，所述受光部為一體形成的透明構(gòu)件。
8. 如權(quán)利要求7所述的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于， 所述投光部與所述受光部一體形成。
9. 一種光電傳感器，用于檢測(cè)是否有存在物體，其特征在于， 包括： 如權(quán)利要求1?8中任一項(xiàng)所述的光學(xué)系統(tǒng)， 蓋板，其內(nèi)部形成有用于配置所述光學(xué)系統(tǒng)的下方開口的中空部， 基板，其為平板狀，配置有投光器以及受光器， 支架，其整體形成為與所述蓋板的形狀相匹配的結(jié)構(gòu)，內(nèi)部形成有用于配置所述基板 以及所述光學(xué)系統(tǒng)的上方開口的中空部。
【文檔編號(hào)】G01V8/14GK203909320SQ201420104160
【公開日】2014年10月29日 申請(qǐng)日期:2014年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月7日
【發(fā)明者】奧濃基晴, 李國培 申請(qǐng)人:歐姆龍株式會(huì)社