CN116794664A - 检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种检测装置，所述检测装置具有：投光部，其包括投光腔体和设置于所述投光腔体的底部的投光元件；以及受光部，其包括受光腔体和设置于所述受光腔体的底部的受光元件，其中，所述受光腔体内设置有相对于所述受光元件的光轴倾斜第一预定角度的第一反射部，所述第一反射部改变进入所述受光腔体内的干扰光的传播路径。由此，通过在受光腔体内设置相对于受光元件的光轴倾斜的第一反射部，从而能够改变预定角度的干扰光的传播路径，避免干扰光被受光元件接收而产生误检测信号。

Description

检测装置

技术领域

本申请涉及电子技术领域，尤其涉及一种检测装置。

背景技术

工业自动化使工业生产的效率得到了质的飞跃。随着工业的发展，工业自动化产线越来越普及，为了保证自动化产线正常运行，通常在产线上设置各种各样的传感器检测装置以对产线上的情况进行检测和监测，其中，光电检测装置是一种比较常用的检测装置。

光电检测装置的工作原理是投光元件向待检物发出检测光，该检测光被待检物反射后被受光元件接收，受光元件根据接收的光产生相应的电信号，该电信号可被其他电路或控制器接收而进行进一步的处理或控制，由此实现对产线上的产品的检测。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

本申请的发明人发现，由于生产现场的环境非常复杂，有时会存在一些高反射率(例如高反光)物体将投光元件发出的检测光反射到受光元件上而产生错误信号，从而导致误检测或控制错误。例如，可能在比待测物体更远的位置存在高反射物体，其将光反射到检测装置的腔体内，并在腔体内反射而导致误动作。

针对上述问题中的至少一个，本申请实施例提供一种检测装置，通过将干扰光反射出受光腔体而避免干扰光被受光元件接收而产生误检测信号。

根据本申请实施例的第一方面，提供一种检测装置，所述检测装置具有：投光部，其包括投光腔体和设置于所述投光腔体的底部的投光元件；以及受光部，其包括受光腔体和设置于所述受光腔体的底部的受光元件，其中，所述受光腔体内设置有相对于所述受光元件的光轴倾斜第一预定角度的第一反射部，所述第一反射部将进入所述受光腔体内的干扰光反射出所述受光腔体。

本申请实施例的一个有益效果在于：通过在受光腔体内设置相对于受光元件的光轴倾斜的第一反射部，从而能够改变预定角度的干扰光的传播路径，避免干扰光被受光元件接收而产生误检测信号。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本申请的实施方式包括许多改变、修改和等同。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本申请实施例的检测装置的一个示意图；

图2是图1所示的检测装置沿A-A方向的一个剖视图；

图3是图2所示的检测装置的局部区域P1的放大图；

图4是图2所示的检测装置的局部区域P2的放大图；

图5是图1所示的检测装置的腔体从一个方向观察的立体图；

图6是本申请实施例的检测装置在一个实际场景中工作的一个示意图。

图7是本申请实施例的检测装置的信号输出范围的一个示意图。

具体实施方式

参照附图，通过下面的说明书，本申请的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本申请的特定实施方式，其表明了其中可以采用本申请的原则的部分实施方式，应了解的是，本申请不限于所描述的实施方式，相反，本申请包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。

在本申请实施例中，术语“第一”、“第二”、“上”、“下”等用于对不同元素从称谓上进行区分，但并不表示这些元素的空间排列或时间顺序等，这些元素不应被这些术语所限制。术语“和/或”包括相关联列出的术语的一种或多个中的任何一个和所有组合。术语“包含”、“包括”、“具有”等是指所陈述的特征、元素、元件或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、元素、元件或组件。

在本申请实施例中，单数形式“一”、“该”等包括复数形式，应广义地理解为“一种”或“一类”而并不是限定为“一个”的含义；此外术语“所述”应理解为既包括单数形式也包括复数形式，除非上下文另外明确指出。此外术语“根据”应理解为“至少部分根据……”，术语“基于”应理解为“至少部分基于……”，除非上下文另外明确指出。

下面结合附图对本申请实施例进行说明。

本申请实施例提供一种检测装置，图1是本申请实施例的检测装置的一个示意图；图2是图1所示的检测装置沿A-A方向的一个剖视图。

如图1和图2所示，检测装置1具有投光部10和受光部20，投光部10包括投光腔体110，受光部20包括受光腔体210，为了说明的方便，有时也将投光腔体110和受光腔体210统称为“腔体”，特别说明的除外。

如图2所示，投光部10还包括投光元件120，投光元件120位于投光腔体110的底部，例如，投光元件120位于投光腔体110的底部的外侧，例如，投光腔体110的底部具有小孔或光阑，投光元件120发出的光经过该小孔或光阑进入投光腔体并射出腔体外，但本申请实施例不限于此，投光元件120也可以位于投光腔体110的内侧。另外，本申请实施例对投光元件120不作限制，例如，投光元件120可以是LED(发光二极管)。

如图2所示，受光部20还包括受光元件220，受光元件220位于受光腔体210的底部，例如，受光元件220位于受光腔体210的底部的外侧，例如，受光腔体210的底部也可以具有小孔或光阑，入射到受光腔体210的光透过该小孔或光阑被受光元件220接收，但本申请实施例不限于此，受光元件220也可以位于受光腔体210的底部的内侧。另外，本申请实施例对受光元件220不作限制，例如，该受光元件220可以是位置灵敏探测器(Position-sensitiveDetectors)。

如图2所示，受光腔体210内设置有相对于受光元件220的光轴O1倾斜第一预定角度的第一反射部230，第一反射部230可以改变进入受光腔体210内的干扰光的传播路径。例如，使干扰光的传播路径向远离受光元件220的方向传播，例如将干扰光反射出受光腔体210。第一反射部230例如包括形成于受光腔体210的内表面的反射面，通过设置第一预定角度，例如反射面的倾斜角度，将进入腔内的预定角度的光反射出去，该预定角度的光例如是“干扰光”，由此能够避免干扰光被受光元件接收而产生干扰信号。另外，还可以在受光腔体内设置光吸收部，将光吸收部设置在被第一反射部230反射后的干扰光的传播路径中，从而通过光吸收部对干扰光进行吸收，而避免干扰光在腔内反复反射，进一步避免干扰光被受光元件接收而产生干扰信号。

在本申请实施例中，为了说明的方便，将不希望被受光元件220检测到的光或者进入到投光腔内的光称为“干扰光”，将希望被受光元件220检测到的光称为“有效光”，例如，在检测装置1对待测物进行检测时，将由投光元件120发出的检测光被待测物反射后的反射光称为“有效光”，将由其他物体反射的光称为“干扰光”。

另外，在本申请实施例中，受光元件220的光轴O1例如可以是受光元件220中传感器芯片的中心轴，或者可以是受光元件220中包含的透镜的光轴，或者可以是受光元件220的几何对称轴等，本申请实施例对此不作限制，以下为了说明的方便，如无特殊说明，将与上述轴线重合的轴或与上述轴线平行的轴统称为“受光元件220的光轴O1”。

图3是图2所示的检测装置的局部区域P1的放大图，图4是图2所示的检测装置的局部区域P2的放大图，图5是图1所示的检测装置的腔体从一个方向观察的立体图。

在一些实施例中，如图3所示，第一反射部230包括第一反射面231，第一反射面231位于受光腔体210的比受光元件220更靠近投光部10(如图5所示)的一侧，即，第一反射面231比受光元件220更靠下侧。第一反射面231相对于光轴O1倾斜预定的角度，例如，如图3所示，第一反射面231的法线方向F1与第一方向X的夹角θ₁为锐角。本申请实施例对夹角θ₁的范围不作限制，可以根据实际应用中的需要进行相应设置，例如，夹角θ₁的范围为40°至50°。

本申请实施例的第一方向X为从受光腔体指向投光腔体的方向，在一些实施例中，该方向可以与光轴O1垂直。有时为了说明的方便，也将第一方向X称为“从上到下”的方向，将受光部一侧称为“上侧”，投光部一侧称为“下侧”。但本领域技术人员应知晓，本申请实施例中所述的“上”、“下”仅是为了方便说明，并不表示空间排列顺序，也不应作为本申请实施例的检测装置在实际应用时的限制。

另外，有时为了说明的方便，将光从投光元件向投光腔体外部射出的方向称为“光的出射方向”，将光从受光腔体外部向受光元件入射的方向称为“光的入射方向”，特殊说明除外。

在一些实施例中，可以设置多个第一反射面231。例如，如图3和图5所示，可以沿光的入射方向设置多层第一反射面231，从而进一步将入射到腔内的干扰光反射出去。另外，多个第一反射面231的倾斜角度可以相同也可以不同，具体的倾斜角度可以根据实际需要进行设定。此外，如图3和图5所示，多层第一反射面231可以在光的入射方向上呈阶梯式延伸，由此，进一步抑制干扰光被受光元件接收。

另外，在一些实施例中，如图3所示，第一反射部230还可以包括第二反射面232，第二反射面232位于受光腔体210的比第一反射面210更远离投光部10(如图5所示)的一侧，即，第二反射面232比第一反射面210更靠上侧。第二反射面232的法线方向F2与第一方向X的夹角θ₂为钝角。本申请实施例对夹角θ₂的范围不作限制，可以根据实际应用中的需要进行相应设置，例如，夹角θ₂的范围为130°至140°。

在一些实施例中，还可以在投光腔体内设置反射部以改变进入投光腔体内的干扰光的传播路径。例如，如图2所示，投光腔体110内设置有相对于投光元件120的光轴O2倾斜的第二预定角度的第二反射部130，第二反射部130可以改变进入投光腔体110内的干扰光的传播路径，例如使干扰光向远离受光部的方向传播，例如，将干扰光反射出投光腔体110并使之沿着远离受光部20的方向射出。例如，第二反射部130可以包括形成于投光腔体110的内表面的反射面，通过设置第二预定角度，例如反射面的倾斜角度，能够改变进入投光腔体内的预定角度的光的出射角度，该预定角度的光例如为从腔外的玻璃盖板(将在后面进行说明)反射回投光腔体内的干扰光，由此能够避免该干扰光被再次反射到待测物上并被受光元件接收而产生干扰信号。

另外，设置玻璃盖板可能导致干扰光被玻璃盖板反复反射，进而存在被反射到受光腔体的情况，虽然这种情况发生的可能性较小，但是，为了避免发生这种情况，还可以在投光腔体内设置光吸收部，将光吸收部设置在被第二反射部130反射后的干扰光的传播路径中，从而通过光吸收部对干扰光进行吸收，而避免干扰光在腔内反复反射。

在本申请实施例中，投光元件120的光轴O2例如可以是投光元件120中发光芯片的中心轴，或者可以是投光元件120中包含的透镜的光轴，或者可以是投光元件120的几何对称轴等，本申请实施例对此不作限制，以下为了说明的方便，如无特殊说明，将与上述轴线重合的轴或与上述轴线平行的轴统称为“投光元件120的光轴O2”。

在一些实施例中，如图4所示，第二反射部130包括第三反射面131，第三反射面131位于投光腔体110的比投光元件120更靠近受光部20(如图5所示)的一侧，即，第三反射面131比投光元件120更靠上侧。第三反射面131相对于光轴O2倾斜预定的角度，例如，如图4所示，第三反射面131的法线方向F3与第一方向X的夹角θ₃为锐角。本申请实施例对夹角θ₃的范围不作限制，可以根据实际应用中的需要进行相应设置，例如，夹角θ₃的范围为40°至50°。

另外，在一些实施例中，如图4所示，第二反射部130还可以包括第四反射面132，第四反射面132位于投光腔体110的比投光元件120更靠近受光部20(如图5所示)的一侧，即，第四反射面132比投光元件120更靠上侧。第四反射面132相对于光轴O2倾斜预定的角度，例如，如图4所示，第四反射面132的法线方向F4与第一方向X的夹角θ₄为钝角。本申请实施例对夹角θ₄的范围不作限制，可以根据实际应用中的需要进行相应设置，例如，夹角θ₄的范围为130°至140°。

图6是本申请实施例的检测装置在一个实际场景中工作的一个示意图。

下面以图6为例对检测装置1的结构进行进一步说明。另外，本领域技术人员应理解，下面对图6的说明不应作为本申请实施例的检测装置在实际应用时的限制。

如图6所示，投光元件120向待测物O发出检测光L1，待测物O对该检测光L1进行反射，反射光L2进入受光腔体210内并被受光元件220接收，进而生成正常的检测信号。但是由于生产现场环境复杂，可能存在高反光物体O’，高反光物体O’例如位于待测物O的后侧，即，高反光物体O’与检测装置1的距离比待测物O与检测装置1的距离远。高反光物体O’对投光元件120发出的检测光L1’进行了反射，反射光L2’进入受光腔体210中，如果受光腔体210中未设置第一反射部230(例如，第一反射面231)，那么反射光L2’将沿着路径L3’被受光元件220接收而产生错误的检测信号。由于受光腔体210中设置了第一反射面231，反射光L2’被第一反射面231反射，而沿着路径L4’传播，由此，避免了干扰光L2’被受光元件220接收而产生误动作。

需要注意的是，在上述示例中，为了使图示更加清晰，使检测光L1和检测光L1’之间的夹角较大，但在实际应用中，检测光L1和检测光L1’之间的夹角可能很小，甚至检测光L1和检测光L1’可能重合。

另外，生产现场可能还存在以其他角度入射的干扰光，例如，干扰光N1，由于受光腔体210内设置有第二反射面232，干扰光N1被第二反射面232反射而沿着路径N2传播，从而避免干扰光N1被受光元件接收而产生误检测信号。

另外，对于投光腔体内设置的第三反射面和第四反射面也具有与第一反射面和第二反射面类似的功能，即，改变预定角度的干扰光的传播路径，此处不再赘述。另外，通过设置第三反射面和第四反射面的倾斜角度，可以将入射到投光腔体内的光反射到腔外且不会被进一步反射而进入受光腔体。

图7是本申请实施例的检测装置的信号输出范围的一个示意图。

例如，如图7的(a)所示，检测装置被设置为针对距离S1(例如0-50mm)内的物体进行动作，然而，在与检测装置相距S2(例如100mm)的地方可能存在高反射物体，该高反射物体对检测装置发出的检测光进行了反射而产生了干扰光，并且该干扰光进入了受光腔体。如果不在受光腔体内设置第一反射部230，那么该干扰光可能被受光元件接收而产生干扰信号，进而导致发生误动作。也就是说，对于未在受光腔体内设置第一反射部230的检测装置来说，设计的信号输出范围(也称作“检测范围”)为S1，但实际的信号输出范围是S2，即，检测装置对设计范围外的光产生了动作，从而产生了误动作。

如图7的(b)所示，由于本申请实施例的检测装置1的受光腔体210内设置了第一反射部230，其能够改变干扰光的传播路径，从而避免该干扰光被受光元件220接收而产生误动作。也就是说，对于本申请实施例的检测装置1来说，设计的信号输出范围为S1，实际的信号输出范围也是S1，检测装置1对设计范围以外的光不产生动作，从而避免了误动作。另外，信号输出范围S1例如为0-50mm，但本申请实施例对此不作限制，信号输出范围S1可以根据实际需要进行设置。

在一些实施例中，如图5所示，受光腔体210的内表面的至少一部分形成为阶梯状，即，受光腔体210的内表面的至少一部分为台阶面。例如，受光腔体210的内表面沿着光的入射方向形成为台阶面。由此，减少受光腔体内的反射面，从而减少非干扰光(即，有效光)被反射而导致检测信号减弱，也能进一步避免干扰光在腔内被反复反射而产生干扰信号。

另外，如图5所示，投光腔体110的内表面的至少一部分也可以形成为阶梯状，即，投光腔体110的内表面的至少一部分为台阶面。例如，投光腔体110的内表面沿着光的出射方向形成为台阶面。由此，减少投光腔体内的反射面，从而减少进入到投光腔体内的光被反复反射而进入受光腔体而导致误检测。

并且，投光腔体110的内表面中设置了第二反射部和台阶面，能够减少投光元件11的主光斑周围的迷光产生，从而能够进一步避免产生干扰信号，提高检测装置1的检测精度。

在一些实施例中，受光腔体的内表面在垂直于受光元件的光轴的面上的投影的轮廓为方形或圆形，例如，受光腔体为方形筒状，或圆形筒状，例如，如图5所示，受光腔体210为方形筒状，其投影的轮廓为方形。

另外，投光腔体的内表面在垂直于投光元件的光轴的面上的投影的轮廓也可以为方形或圆形，例如，投光腔体为方形筒状，或圆形筒状，例如，如图5所示，投光腔体110为方形筒状，其投影的轮廓为方形。

另外，检测装置1还可以包括玻璃盖板(图中没有标识)，以实现防尘防水的效果。但本申请实施例不限于此，检测装置1也可以通过其他方式实现防尘防水的效果，具体可以参考相关技术。

由上述实施例可知，通过在受光腔体内设置相对于受光元件的光轴倾斜的第一反射部，从而能够将预定角度的干扰光反射出受光腔体，避免干扰光被受光元件接收而产生误检测信号。

以上结合具体的实施方式对本申请进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本申请保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本申请的精神和原理对本申请做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本申请的范围内。

Claims (11)

1.一种检测装置，其特征在于，所述检测装置具有：

投光部，其包括投光腔体和设置于所述投光腔体的底部的投光元件；以及

受光部，其包括受光腔体和设置于所述受光腔体的底部的受光元件，

其中，所述受光腔体内设置有相对于所述受光元件的光轴倾斜第一预定角度的第一反射部，所述第一反射部改变进入所述受光腔体内的干扰光的传播路径。

2.根据权利要求1所述的检测装置，其中，

所述第一反射部包括形成于所述受光腔体的内表面的反射面。

3.根据权利要求2所述的检测装置，其中，

所述第一反射部包括第一反射面，所述第一反射面位于所述受光腔体的比所述受光元件更靠近所述投光部的一侧，

所述第一反射面的法线方向与从所述受光腔体指向所述投光腔体的方向的夹角为锐角。

4.根据权利要求3所述的检测装置，其中，

所述第一反射部还包括第二反射面，所述第二反射面位于所述受光腔体的比所述第一反射面更远离所述投光部的一侧，

所述第二反射面的法线方向与从所述受光腔体指向所述投光腔体的方向的夹角为钝角。

5.根据权利要求3所述的检测装置，其中，

所述锐角的范围为40°至50°。

6.根据权利要求1所述的检测装置，其中，

所述投光腔体内设置有相对于所述投光元件的光轴倾斜第二预定角度的第二反射部，所述第二反射部改变进入所述投光腔体内的干扰光的传播路径。

7.根据权利要求6所述的检测装置，其中，

所述第二反射部包括形成于所述投光腔体的内表面的反射面。

8.根据权利要求7所述的检测装置，其中，

所述第二反射部包括第三反射面，所述第三反射面位于所述投光腔体的比所述投光元件更靠近所述受光部的一侧，

所述第三反射面的法线方向与从所述受光腔体指向所述投光腔体的方向的夹角为锐角。

9.根据权利要求8所述的检测装置，其中，

所述第二反射部还包括第四反射面，所述第四反射面位于所述投光腔体的比所述投光元件更靠近所述受光部的一侧，

所述第四反射面的法线方向与从所述受光腔体指向所述投光腔体的方向的夹角为钝角。

10.根据权利要求1至9中任意一项所述的检测装置，其中，

所述受光腔体的内表面的至少一部分形成为阶梯状；和/或

所述投光腔体的内表面的至少一部分形成为阶梯状。

11.根据权利要求1至9中任意一项所述的检测装置，其中，

所述受光腔体的内表面在垂直于所述受光元件的光轴的面上的投影的轮廓为方形或圆形；和/或

所述投光腔体的内表面在垂直于所述投光元件的光轴的面上的投影的轮廓为方形或圆形。