本發(fā)明涉及用于衰減輻射的入射光束的組件。

背景技術(shù)：

在特定技術(shù)裝備中，例如散射光煙霧探測器，光可選擇地被引入有用的光區(qū)域，例如散射的光區(qū)域，并且可能存在的任何反射利用一個(gè)或多個(gè)光學(xué)探測器進(jìn)行探測，例如光電二極管等。在散射光煙霧探測器中，幾乎激光或發(fā)光二極管的單色光或紅外線輻射一般以直線的方式從光源傳播至有用光區(qū)域。當(dāng)可能存在任何煙霧或類似顆粒散射在那時(shí)，較少量的這種散射的(反射的，根據(jù)具體情況)光穿透排布在有用光區(qū)域周圍的光學(xué)探測器，借此信號(hào)同時(shí)產(chǎn)生。依賴于應(yīng)用程序，不同的信號(hào)處理方法因此被使用；在滿足特定條件的情況下，這種類型的散射光煙霧探測器可以發(fā)射警告信號(hào)等。

在這種應(yīng)用程序中非常重要的是對(duì)結(jié)構(gòu)測量確保除了散射光之外盡可能少的雜散光到達(dá)光學(xué)探測器，其中散射光實(shí)際上是在有用光區(qū)域內(nèi)待探測的顆粒上散射的和/或反射的。雜散光是例如由散射光煙霧探測器的內(nèi)壁等反射的光。當(dāng)太多的雜散光穿透光學(xué)探測器時(shí)，光學(xué)探測器就會(huì)產(chǎn)生特別高的背景信號(hào)，從而雜散光僅僅從背景信號(hào)中突出并且因此難于或不可能進(jìn)行探測。特別地，在高靈敏度的散射光煙霧探測器的情況中，極大地放大散射光信號(hào)是必要的，這會(huì)引起高的背景信號(hào)的放大器的過調(diào)制。

光阱已知用于衰減或吸收不想要的光的目的。例如，印刷出版物DE 10 2005 045 280 B3公開了具有此類光阱的光學(xué)距離傳感器，因而光阱排布在直接接近光源的地方以吸收散射光，該散射光以不同的方向而不是以待發(fā)射的光束的標(biāo)稱方向從光源直接傳播。這種傳統(tǒng)的光阱是相對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，因而光的入射光束被光阱反射以使得入射光束消失并不再從光阱發(fā)出(routed out)。為了達(dá)到這個(gè)目的，傳統(tǒng)的光阱提供了刻槽的表面或在光阱內(nèi)是折疊式的。

DE 10 2005 045 280 B3已知的光阱出于有效吸收入射光的目的因此具有相對(duì)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。而且傳統(tǒng)的光阱排布在光學(xué)照相接收機(jī)的一側(cè)并從而僅有助于衰減反射到該接收機(jī)上的光；即，反射到其表面上。因此，在如在散射光煙霧探測器等中發(fā)現(xiàn)的排布的情況下并且其中光源發(fā)射的光束(波束)未被直接引導(dǎo)至接收機(jī)元件上，這種傳統(tǒng)的光阱不適用于充分吸收直接的沖擊和相對(duì)強(qiáng)的光束并不適用于阻止其反射回有用光區(qū)域。

假定這個(gè)問題如所描述的，那么本發(fā)明基于具體說明用于衰減有限擴(kuò)散入射光束的組件的任務(wù)，該組件具有比較簡單的結(jié)構(gòu)并且能夠吸收(就像衰減)光源的直接入射光，諸如激光光源等。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

根據(jù)本發(fā)明這個(gè)任務(wù)通過用于衰減有限擴(kuò)散的入射光束的組件來解決，該組件具有獨(dú)立權(quán)利要求1的特征。

特別地，任務(wù)通過用于衰減有限擴(kuò)散的入射光束的組件來解決，該入射光束優(yōu)選為直接入射的單色光，其中組件包括：光源，用于生成非偏振光的光束，該非偏振光優(yōu)選為非偏振的單色光；有用光區(qū)域，來自光源的非偏振光穿過該有用光區(qū)域，并且優(yōu)選地以直線穿過；以及吸收設(shè)備，被布置在有用光區(qū)域的下游，并且優(yōu)選地在直接光束輻射方向的下游，以用于至少部分吸收沖擊光，其中吸收設(shè)備具有排布在光束方向上的至少一個(gè)偏振設(shè)備。

利用至少一個(gè)偏振設(shè)備使得在直接入射光非偏振穿過有用光區(qū)域之后可靠衰減該直接入射光驚人地容易。因?yàn)槠竦脑O(shè)備可低成本使用，因而具有簡單經(jīng)濟(jì)有利的方式來有效地最小化背景信號(hào)，雜散光在設(shè)備中利用這種類型的組件產(chǎn)生該背景信號(hào)。這特別應(yīng)用于吸收設(shè)備被布置在直接光束輻射方向上有用光區(qū)域下游的情況；因而，換句話說，由源于例如單色激光光源或源于幾乎單色LED光源的最大相對(duì)強(qiáng)度光束入射。

本發(fā)明解決方案有利的進(jìn)一步開發(fā)在從屬權(quán)利要求中陳述。

因而例如提供了用于探測散射光的排布在有用光區(qū)域周圍的至少一個(gè)光學(xué)探測器。因此，當(dāng)不僅負(fù)面影響有用光區(qū)域的散射光的入射被阻止而且光學(xué)探測有選擇地在該有用光區(qū)域周圍出現(xiàn)時(shí)，那么較好的光學(xué)探測精確度可以用本發(fā)明的組件獲得，由于散射光不需要被散射回有用光區(qū)域，本發(fā)明的組件進(jìn)一步減少了背景信號(hào)。

根據(jù)本發(fā)明進(jìn)一步的方面，提供了吸收設(shè)備，該吸收設(shè)備具有在光束方向上相繼排布的至少兩個(gè)偏振設(shè)備。用于吸收入射光束的相繼排布的至少兩個(gè)偏振設(shè)備驚人地證明了能夠甚至進(jìn)一步大大改進(jìn)吸收性能。

與進(jìn)一步開發(fā)一致，例如提供了至少兩個(gè)偏振設(shè)備，包括第一線偏振濾波器和第二線偏振濾波器。第一線偏振濾波器和第二線偏振濾波器的偏振方向在此相互偏置90°。以這種方式轉(zhuǎn)動(dòng)在光束方向相繼排布的兩個(gè)線偏振濾波器的偏振平面進(jìn)一步改進(jìn)了吸收效果。

結(jié)合以上引用的進(jìn)一步的開發(fā)，可替換地，所述至少兩個(gè)偏振設(shè)備具有第一圓偏振濾波器和第二圓偏振濾波器也是可能的。在入射光束方向的第一偏振濾波器的旋轉(zhuǎn)的偏振方向從而與在入射光束方向的第二偏振濾波器的旋轉(zhuǎn)的偏振方向相同。換句話說：相繼排布在光束方向上的兩個(gè)圓偏振濾波器相互不在相反方向旋轉(zhuǎn)。與相繼排布的線偏振濾波器相比，本發(fā)明的這種進(jìn)一步開發(fā)可以獲得對(duì)極好吸收效果的改進(jìn)。

然而，對(duì)于第一圓偏振濾波器的偏振方向也與第二圓偏振濾波器的偏振方向偏置90°同樣是可以的。

線偏振濾波器可以另外在包括圓偏振濾波器的進(jìn)一步改進(jìn)中提供，同樣地被分配給至少一個(gè)光學(xué)探測器。換句話說：線偏振濾波器直接排布在至少一個(gè)光學(xué)探測器前面，而具有相同旋轉(zhuǎn)方向的兩個(gè)圓偏振濾波器直接相繼排布在波束方向上并且在波束與有用光區(qū)域相交之后衰減該光束。如此做從而可以進(jìn)一步在至少一個(gè)光學(xué)探測器上減少雜散光產(chǎn)生的背景信號(hào)。

根據(jù)本發(fā)明解決方案的一個(gè)進(jìn)一步的方面，提供了至少一個(gè)偏振設(shè)備，該至少一個(gè)偏振設(shè)備可交換地容納在保持設(shè)備中，該保持設(shè)備被布置在光束方向的有用光區(qū)域的下游。這便于和簡化了吸收設(shè)備的處理，例如當(dāng)一個(gè)或多個(gè)偏振設(shè)備被替代時(shí)。這種類型的安裝還使即將利用本發(fā)明組件的現(xiàn)有儀器的改裝容易了。

根據(jù)本發(fā)明解決方案的進(jìn)一步的方面，提供了光源，該光源包括發(fā)光二極管和優(yōu)選地至少一個(gè)透鏡以及優(yōu)選地至少一個(gè)光圈。此類光學(xué)系統(tǒng)是相對(duì)簡單的系統(tǒng)并且因此在制造上非常經(jīng)濟(jì)而且同時(shí)允許選擇性地入射待利用的具有光或者紅外或紫外輻射有用光區(qū)域。

根據(jù)本發(fā)明解決方案的進(jìn)一步的方面，提供了至少一個(gè)光學(xué)探測器，該至少一個(gè)光學(xué)探測器包括光電二極管和優(yōu)選地至少一個(gè)透鏡以及優(yōu)選地至少一個(gè)光圈。并且同樣可用于該光學(xué)系統(tǒng)的是能夠使其相對(duì)經(jīng)濟(jì)的被提供并且同時(shí)具有高的探測精確度。

根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步的方面，提供了至少兩個(gè)偏振設(shè)備，該至少兩個(gè)偏振設(shè)備在光束的方向上相互間隔小于5mm的距離，并優(yōu)選地小于2mm的距離。兩個(gè)偏振設(shè)備在光束方向上相互間隔相對(duì)小可以進(jìn)一步改進(jìn)吸收能力。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)進(jìn)一步的方面，提供了至少一個(gè)偏振設(shè)備，該至少一個(gè)偏振設(shè)備以相對(duì)于入射光束的方向傾斜一角度，其中該角度在入射光束與探測平面之間形成，該至少一個(gè)探測器的中心光軸排布在該探測平面中，并且其中該角度優(yōu)選地幾乎是45°。換句話說：至少一個(gè)偏振設(shè)備和優(yōu)選地至少兩個(gè)偏振設(shè)備相對(duì)于入射光束斜向一側(cè)，從而可能任何不能被吸收設(shè)備吸收或不足夠衰減的入射光不能反射回其所到達(dá)的相同路徑。當(dāng)組件用于散射光煙霧探測器時(shí)，傾斜就可以替代地將其反射至散射光煙霧探測器的底部。組件的效率從而增加了能夠甚至更好地阻止有用區(qū)域中不想要的散射光的效果。

本發(fā)明還針對(duì)散射光煙霧探測器，該散射光煙霧探測器具有用于供給周圍空氣的至少一個(gè)供給開口和如上所述的本發(fā)明的組件，其中供給開口連通至(empty into)散射光區(qū)域，并且其中散射光區(qū)域的至少部分與有用光區(qū)域一致。

附圖說明

以下將參考附圖來更加詳細(xì)地描述用于衰減有限擴(kuò)散的入射光束的本發(fā)明組件的實(shí)施方式。附圖顯示了：

圖1：根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于衰減入射光的本發(fā)明組件的透視截面圖；

圖2：圖1的組件的示意性平面圖；以及

圖3：圖1和圖2的組件的透視平面圖，其中為了更好地可視化，組件的吸收設(shè)備在分解圖中顯示。

具體實(shí)施方式

圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的用于衰減有限擴(kuò)散入射光束的本發(fā)明組件100的透視截面圖。組件100于此通過散射光煙霧探測器的示例的方式使用，該探測器在其較低區(qū)域具有供應(yīng)開口60以用于將周圍空氣供應(yīng)至有用光區(qū)域50(未在圖1中進(jìn)行進(jìn)一步標(biāo)識(shí))。在圖1中散射光煙霧探測器另外的不透光的外殼內(nèi)，通過參考數(shù)字10標(biāo)識(shí)作為整體的光源在有用光區(qū)域50之前提供以達(dá)到用光對(duì)其進(jìn)行沖擊的目的。光源包括發(fā)光二極管11和在發(fā)光二極管11下游的透鏡12，并且多個(gè)光圈(apertures)13依次被布置在光源的下游，該多個(gè)光圈13聚焦發(fā)光二極管11發(fā)射的所有光并將其饋送至有用光區(qū)域。非偏振光穿過有用光區(qū)域50；以圖1所描述的實(shí)施方式的直線形式。吸收設(shè)備30在直接光束輻射方向上被布置在有用光區(qū)域50的下游，該吸收設(shè)備30用作吸收至少部分入射光。在所描述的實(shí)施方式中，吸收設(shè)備30包括相繼被布置的兩個(gè)圓形偏振設(shè)備31、32，兩個(gè)圓形偏振設(shè)備31、32偏振的旋轉(zhuǎn)方向是相同的。

如從圖2的示意性平面圖更容易看見的，多個(gè)光學(xué)探測器20a、20b、20c、20d被布置在有用光區(qū)域50周圍，有用光區(qū)域50在附圖中用點(diǎn)指出，有用光區(qū)域50服務(wù)于分類在組件100中所探測的潛在的任何散射光信號(hào)。光學(xué)探測器20a、20b、20c、20d包括光電二極管21a、21b、21c、21d和在該光電二極管21a、21b、21c、21d下游的透鏡22a、22b、22c、22d，透鏡22a、22b、22c、22d的下游依次是一個(gè)或多個(gè)光圈23a、23b、23c、23d，一個(gè)或多個(gè)光圈23a、23b、23c、23d的每一個(gè)與水平或垂直對(duì)齊的線偏振設(shè)備24a、24b、24c、24d相關(guān)聯(lián)，例如線偏振的濾波器。

如從圖3的示意性平面圖更容易看見的，為了更好地可視化在附圖中以分解圖進(jìn)行描述的吸收設(shè)備30包括保持設(shè)備35，該保持設(shè)備35在安裝狀態(tài)具有安裝表面，該安裝表面在光源發(fā)射的光束對(duì)面關(guān)于散射光煙霧探測器的底部大約呈45°角。圓偏振設(shè)備31、32相互非常接近地相繼排布在該安裝表面上，在所描述的實(shí)施方式中相距2mm間隔，圓偏振設(shè)備31、32非常有效地衰減發(fā)光二極管11的直接入射的單色光，以使其強(qiáng)度足夠充分地低，而不會(huì)由于相互反射等被光學(xué)探測器20a、20b、20c、20d在不需要的情況下探測到，其中直接入射的單色光由透鏡12聚焦并由光圈13引導(dǎo)至有用光區(qū)域50。

應(yīng)當(dāng)理解所描述的實(shí)施方式僅用作加強(qiáng)示出的目的并不應(yīng)視為限制。本發(fā)明概念的添加和修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來說是熟悉的。

參考數(shù)字列表

10 光源

11 發(fā)光二極管

12 透鏡

13 光圈

20a、20b、20c、20d 光學(xué)探測器

21a、21b、21c、21d 光電二極管

22a、22b、22c、22d 透鏡

23a、23b、23c、23d 光圈

24a、24b、24c、24d 線偏振濾波器

30 吸收設(shè)備

31 第一偏振設(shè)備

32 第二偏振設(shè)備

35 保持設(shè)備

50 有用光區(qū)域

60 供應(yīng)開口

100 用于衰減入射光的組件