[实用新型]一种微小型对射式光电传感器

说明书

技术领域

本实用新型涉及光电传感器技术领域，具体为一种微小型对射式光电传感器。

背景技术

对射式光电传感器是采用发射器和接收器分离的设计来实现目标物体的检测，通常的这种光电传感器的发射器结构包括球面凸透镜、发射管、发射电路等，发射管位于球面凸透镜的后焦点位置；接收器结构包括球面凸透镜、接收管、接收电路等，接收管位于球面凸透镜的后焦点位置；由于采用球面凸透镜，发射管的指向角(也称为发散角)直接影响透过球面凸透镜后光斑大小，指向角越大，透过球面凸透镜后的光束分散，光斑越大，聚光效果差，导致投射到接收器的球面凸透镜上的光束随着接收器与发射器之间的距离增大而减少，光束经接收器的球面凸透镜聚光后，汇聚在接收器的球面凸透镜焦点上的光束更少，从而难以满足经过球面凸透镜聚光后到达触发接收器的光束能量。为了达到远距离的感测距离，通常采用增大发射管的发射功率，使单位面积内的光束增加，从而达到最终传输至接收管的光束满足触发接收器工作的光束能量，加大发射功率会直接影响发射电路的其它电气性能，同时也不环保，能耗高。

另外，由于发射管的指向角大，发射管的光束经发射凸透镜边缘折射后，与凸透镜的主光轴呈一定夹角向外传输，在两个或多个对射式光电传感器并排近距离的安装时，接收器与发射器之间的距离较大时，发射凸透镜边缘折射后的光束会相互干扰，导致无法使两个或多个对射式光电传感器并排近距离使用，应用范围窄。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种微小型对射式光电传感器，解决了导致无法使两个或多个对射式光电传感器并排近距离使用，应用范围窄的问题。

为实现以上目的，本实用新型通过以下技术方案予以实现：一种微小型对射式光电传感器，包括发射器和接收器，所述发射器结构上包括第一壳体、发射管、发射凸透镜、发射电路和发射器接线端子，所述发射凸透镜与第一壳体是注塑成型的一个整体结构件，并且第一壳体一侧的底部固定连接有发射器盖板，所述发射管、发射电路和发射器接线端子均设置于第一壳体的内部，并且发射管的发射光源位于所述发射凸透镜的焦点上，所述发射电路的信号输出端与发射管连接。

所述接收器结构上包括第二壳体、接收管、接收凸透镜、接收电路和接收器接线端子，所述接收凸透镜与第二壳体是注塑成型额一个整体结构件，并且第二壳体一侧的底部固定连接有接收器盖板，所述接收管、接收电路和接收器接线端子均设置于第二壳体的内部，并且接收管的接收光源位于接收凸透镜的焦点上，所述接收电路的信号输入端与接收管连接；所述发射管的指向角≦30°，所述发射凸透镜和接收凸透镜均为单面非球面凸透镜。

优选的，所述发射凸透镜的非球面表面朝向发射管，所述接收凸透镜的非球面表面朝向接收管。

优选的，所述发射器和接收器均采用的是电压输出，输出的是模拟量信号。

优选的，所述单面非球面凸透镜的非球面表面轨迹满足以下方程：

其中，Z表示水平坐标，Y表示径向坐标，r表示非球面的曲率半径值，k表示二次曲面常数，A表示四阶非球面系数，B表示六阶非球面系数，C表示八阶非球面系数，D表示十阶非球面系数。

优选的，所述r＝4.748634873、K＝1.361509143、A＝0.004889642、B＝6.97e-05、C＝-7.12e-05、D＝-3.15e-06。

有益效果

本实用新型提供了一种微小型对射式光电传感器。具备以下有益效果：

(1)、该微小型对射式光电传感器，通过采用发射管的指向角≦30°，发射管的光束从发射凸透镜出来的光束与透镜的主光轴之间的偏离角度非常小，从而在发射管功率较低的情况下，发射管发出的光束能在传输更远的距离后到达接收凸透镜上单位面积内的光束能量仍然可以触发接收管工作，同时也解决两个或两个以上的光电传感器并排近距离安装时，相邻两个光电传感器会相互干扰的问题，极大的扩展了低功率发射管的微小型对射光电传感器的使用范围，很大程度节约了用户使用成本。

(2)、该微小型对射式光电传感器，通过将发射凸透镜和接收凸透镜设置为单面非球面透镜，通过设定非球面透镜的非球面轨迹，使发射管发出的光束经单面非球面的发射凸透镜折射出后的光束基本与透镜的主光轴平行，从而满足了在低于1V的电压下能达到10公分的感测距离。

附图说明

图1为本实用新型发射器的结构示意图；

图2为本实用新型接收器的结构示意图；

图3为本实用新型发射器的结构爆炸图。