專利名稱:光傳感器的制作方法
本發(fā)明涉及一種靈敏的遙測光傳感器，該傳感器具有一個外殼，外殼內(nèi)并排放置一個光發(fā)射器和一個具有光電轉(zhuǎn)換裝置的光接收器。光發(fā)射器發(fā)射一束發(fā)射光束，而光接收器則接收一束很細的接收光束，該接收光束代表由發(fā)射光束所照射的物體上反射的散射光錐體的極小一部分。發(fā)射光束和接收光束的夾角可變，因此，兩束光可相交于距外殼某一給定距離處，該距離可以通過改變光束夾角加以調(diào)節(jié)。
此種傳感器用于識別在使光導(dǎo)入光傳感器的特定距離處的反光物體。為此，發(fā)射光束和接收光束必須相交于待識別的物體處。為了得到具有一定可調(diào)探測范圍的光傳感器，由德國公開文件2811413，3004691和2924685業(yè)已知道，通過改變發(fā)射光束和/或接收光束的角度，使得兩條光束的交點落在外殼之外的一定距離之內(nèi)，于是，在預(yù)定的距離范圍內(nèi)，即可預(yù)先選擇所希望的掃描距離。
這類已知的光傳感器的缺點在于光源和/或光電轉(zhuǎn)換裝置必須能在機殼中作回轉(zhuǎn)運動，這一點是十分不利的，特別是由于這些元件都需和電源相聯(lián)，可調(diào)性十分有限。
一種靈敏的遙測光傳感器已為人們所知(德國專利2924685)，在此種傳感器機殼內(nèi)，包含一個光發(fā)射器和一個光接收器，兩者分別帶有成象光學(xué)系統(tǒng)。光發(fā)射器和光接收器兩者的光學(xué)系統(tǒng)的光軸相交于距傳感器機殼的某一距離處，該距離可以調(diào)節(jié)，以便預(yù)先據(jù)此定出探測范圍。為此，光發(fā)射器和光接收器，連同各自的光學(xué)系統(tǒng)一起，分別通過旋轉(zhuǎn)支架加以調(diào)節(jié)。旋轉(zhuǎn)支架由驅(qū)動軸帶動旋轉(zhuǎn)使得光學(xué)系統(tǒng)的軸交角得以改變。
將光發(fā)射器，光接收器和有關(guān)的光學(xué)元件固定在旋轉(zhuǎn)支架上的這種已知組合方式十分復(fù)雜，裝置相當(dāng)昂貴，且組裝困難，工作時不夠穩(wěn)定。為了給旋轉(zhuǎn)運動提供足夠的自由度，電路聯(lián)線必須分布在外面，因此，不得不采用特殊方法對裝置進行布線，且導(dǎo)線不可能固定地附在外面。
本發(fā)明的目的，就是要提供開始所說的那種光傳感器，在這種光傳感器中，所有的光電元件，盡可能多的光學(xué)元件，以及整個電子線路，都能固定不動地安放在機殼內(nèi)，但同時又不必犧牲在距機殼一定距離處，在具體探測范圍內(nèi)明顯可調(diào)這一優(yōu)點。
為了達到這一目的，本發(fā)明提出了兩種方案一種是利用偏轉(zhuǎn)鏡將發(fā)射光束在前發(fā)射透鏡之前偏轉(zhuǎn)到前發(fā)射透鏡上，前發(fā)射透鏡固定在機殼上，偏轉(zhuǎn)鏡環(huán)繞光源的橫軸旋轉(zhuǎn)，而光源則固定在外殼內(nèi)光軸的側(cè)面;另一種更為可取的方案是，利用偏轉(zhuǎn)鏡將接收光束在前接收透鏡之后偏轉(zhuǎn)到光電轉(zhuǎn)換裝置上，類似地，前接收透鏡固定在機殼上，偏轉(zhuǎn)鏡環(huán)繞橫軸旋轉(zhuǎn)，而光電轉(zhuǎn)換裝置固定在機殼內(nèi)光軸的側(cè)面。
因此，本發(fā)明采用一只旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)鏡來調(diào)節(jié)穿過光發(fā)射和光接收的光學(xué)系統(tǒng)的兩條中心光束之間的夾角，而光發(fā)射器、光接收器以及與之有關(guān)的兩個前透鏡，則固定在相應(yīng)的機殼上不動。
由于本發(fā)明采用的這種結(jié)構(gòu)，只需位于光傳感器機殼內(nèi)接收光束一側(cè)或發(fā)射光束一側(cè)的偏轉(zhuǎn)鏡可動，而所有其它的電子元件，光電元件以及光學(xué)元件則可固定不動，也就是說可以在機殼內(nèi)精確調(diào)整后加以固定。依照本發(fā)明的這種光傳感器使得同時能夠通過適當(dāng)旋轉(zhuǎn)偏轉(zhuǎn)鏡，將探測范圍精確調(diào)節(jié)至距機殼某一預(yù)定的距離處。
對發(fā)射光束而言，最好讓其沿垂直于包含前發(fā)射透鏡的壁由內(nèi)部發(fā)出。
如果前接收透鏡和前發(fā)射透鏡上下或并排地固定在機殼的一個側(cè)壁上，且最好是用單一的透明材料模壓成型，那樣，就能得到一個非常緊湊的裝置。
如果將光源(最好用發(fā)光二極管)放在前發(fā)射透鏡的焦平面處，那么沿光軸方向裝置就做得非常緊湊。
另外，偏轉(zhuǎn)鏡應(yīng)當(dāng)位于前接收透鏡及其焦平面之間，且最好放在距前接收透鏡焦距的三分之二處。
偏轉(zhuǎn)鏡的旋轉(zhuǎn)軸，也最好垂直于接收光束和發(fā)射光束所確定的平面。這樣，光源和光電轉(zhuǎn)換裝置就能在機殼內(nèi)處于同一平面上，實際上也就與前透鏡處于同一平面，這就使機殼作得很薄。
為了使光發(fā)射器和光接收器之間留有適當(dāng)?shù)目臻g供偏轉(zhuǎn)鏡旋轉(zhuǎn)，根據(jù)進一步改善的實施方案，光電轉(zhuǎn)換裝置安放在偏轉(zhuǎn)鏡的遠離光源的一邊。
很小的旋轉(zhuǎn)角范圍(比如25°)就足以使探測區(qū)域能覆蓋距機殼不同距離的各點。偏轉(zhuǎn)鏡的旋轉(zhuǎn)范圍，通常限制在20°至30°角之間。這時，接收光束就可以偏轉(zhuǎn)足夠遠，以適應(yīng)實際發(fā)生的各種情況。
光學(xué)和結(jié)構(gòu)上的優(yōu)選實施方案是這樣設(shè)計的即接收光束在偏轉(zhuǎn)鏡的一端被偏轉(zhuǎn)大約90°角，此端最好是最薄端。
為了防止偏轉(zhuǎn)鏡的表面偏離所要求的位置，偏轉(zhuǎn)鏡的表面應(yīng)當(dāng)緊靠其旋轉(zhuǎn)軸。
為了得到調(diào)節(jié)靈敏的偏轉(zhuǎn)鏡，本發(fā)明的一種特別優(yōu)選實施方案中，偏轉(zhuǎn)鏡是通過蝸輪傳動來調(diào)節(jié)的。為此，偏轉(zhuǎn)鏡方便地固定在與旋轉(zhuǎn)軸同軸的扇形齒輪上。
本發(fā)明結(jié)構(gòu)上的一個有益改進，其特征在于偏轉(zhuǎn)鏡通過兩個水平承插(spigot)，能旋轉(zhuǎn)地支裝在機殼上。
為了保證偏轉(zhuǎn)鏡及其驅(qū)動機械部件的固定盡可能不受機械部件運動的影響，且工作時又不會產(chǎn)生撞擊或振動，本發(fā)明進一步改進的實施方案提供了上述的扇形齒輪，它通過一彈性極好的偏移的環(huán)箍與偏轉(zhuǎn)鏡連接，這樣一來，上述的水平承插就被蝸桿壓緊在支架上。
如果扇形齒輪位于旋轉(zhuǎn)軸朝向光源的一側(cè)，則可以獲得特別緊湊的布局。按這種布局，蝸桿應(yīng)位于旋轉(zhuǎn)軸和光源之間，且蝸桿的轉(zhuǎn)軸沿平行于前透鏡光軸方向延伸。這樣，發(fā)射器部件和接收器部件之間的空間，從光學(xué)觀點考慮是多余的，但卻被有效地用來安放和旋轉(zhuǎn)固定支撐蝸桿的蝸桿軸。
為了能以簡單的方式改變或精確調(diào)整探測距離，根據(jù)本發(fā)明進一步有益的改進，蝸桿軸有一個調(diào)節(jié)旋鈕，它可以通過機殼后壁上的開孔進行轉(zhuǎn)動。
上述的彈性環(huán)箍能產(chǎn)生一定的摩擦力，這便于固定一度選定了的調(diào)節(jié)機構(gòu)，固定偏轉(zhuǎn)鏡已選定的調(diào)節(jié)機構(gòu)，還可以利用在蝸桿軸的圓周法蘭盤和機殼后壁內(nèi)表面之間放置緊固密封環(huán)的方法進一步改善。如果蝸桿只有一兩圈，最好是稍大于1.2圈，且如果從蝸桿軸徑向伸出的端面與扇形齒輪的有齒部分提供的對立面(Counter Surfaces)相配合，來限制扇形齒輪的轉(zhuǎn)角，將更為有利。這樣一來，縮短了的蝸桿同時又被用來限制偏轉(zhuǎn)鏡的轉(zhuǎn)動范圍。
為了避免在轉(zhuǎn)動區(qū)域的端頭，由于施加于蝸桿軸的轉(zhuǎn)矩過大而使部件損壞，本發(fā)明進一步采取以下措施即將蝸桿螺紋的兩頭部分直至最末端加工成斜面，使得在相應(yīng)端面與對立面的交界處，當(dāng)施加于蝸桿軸的轉(zhuǎn)矩過大，有可能產(chǎn)生損壞危險時，蝸桿在相應(yīng)的端面附近能很快滑至對立面的外緣，使得蝸桿轉(zhuǎn)動而扇形齒輪不動，直至落入最鄰近的齒槽中。為了一方面能靈敏地調(diào)節(jié)偏轉(zhuǎn)鏡，另一方面又能在蝸桿和扇形齒輪之間實現(xiàn)自鎖緊，蝸桿的螺距角應(yīng)選擇得盡可能小。具體說為4°至6°之間，最好是5°。
蝸桿的螺距應(yīng)特別加以選定，使得用戶利用扇形齒輪上三個相鄰的齒槽，能夠?qū)崿F(xiàn)希望的轉(zhuǎn)動范圍。
本發(fā)明的光傳感器最好用于識別距光傳感器機殼某一極限距離(最大距離)以內(nèi)的物體。對距光傳感器機殼的距離超過這一極限(最大距離)的物體則不能識別，而只能識別靠近光傳感器機殼的物體。
為了達到這一點，在本發(fā)明的一個更有利的實施方案中，光電轉(zhuǎn)換裝置是一個聯(lián)結(jié)至微分放大器的微分光轉(zhuǎn)換裝置，它相對于偏轉(zhuǎn)鏡是這樣放置的即當(dāng)物體被置于極限距離處或比最大距離稍遠處，微分放大器的輸出信號為零，而當(dāng)物體被置于較遠距離時，其信號的相位符號與物體被置于較近距離處時的符號相反。
在此裝置中，光電轉(zhuǎn)換裝置將特殊地由兩個依次放置在偏轉(zhuǎn)鏡附近的光轉(zhuǎn)換器組成。
為了使得在由于干擾而引起的小信號擾動時不致于得到存在信號，應(yīng)當(dāng)進一步規(guī)定處理電路有一個響應(yīng)閾值，這樣，當(dāng)出現(xiàn)在微分放大器輸出端的信號具有正確的相位符號且明顯地不等于零，亦即實際的最大距離小于極限距離時，存在信號就首先被發(fā)送出去。
因此物體的存在可以由接收信號的信號幅值或由傳感器的幾何成象原理來推斷。例如，首先發(fā)生的情況是，當(dāng)物體距離傳感器很遠且反射率很低時，這時接收到的光通量太少，無法為光轉(zhuǎn)換器所識別。如果物體的反射率足夠高，且距離傳感器足夠近，那末，無論物體處于探測范圍之內(nèi)還是之外，都可以根據(jù)幾何成象原理加以確定。如果物體距光傳感器的距離大于發(fā)射光束和接收光束交點至傳感器的距離，那么物體將主要地由位于靠近前透鏡的光轉(zhuǎn)換器上的接收透鏡成象。如果物體位于傳感器和接收發(fā)射光束交點之間，那么它將主要地由遠離前透鏡的光轉(zhuǎn)換器上的接收透鏡成象。通過求出兩光電流差，即可得到輸出信號，其相位符號表明物體是處于選定的探測范圍之內(nèi)還是之外。
下面將參考附圖，對本發(fā)明作詳細的介紹。這些附圖是
圖1是表示根據(jù)本發(fā)明的光傳感器有關(guān)光路的側(cè)視簡圖;
圖2是本發(fā)明的光傳感器機械結(jié)構(gòu)部分側(cè)視截面圖;
圖3是圖2沿線Ⅲ-Ⅲ的截視圖。
由圖1可見，前接收透鏡12和前發(fā)射透鏡17一上一下地固定在機殼19的前壁18上，兩透鏡間距很小，機殼19呈平行六面體狀，窄壁垂直于圖1的畫面。作為光源的發(fā)光二極管20位于前發(fā)射透鏡17的焦點處，因此，沿垂直于機殼19的前壁18的方向從前發(fā)射透鏡17發(fā)出的是一束很細的發(fā)射光束16。反光物體44假定放置在距機殼19的前壁18的極限距離A處，該反光物體將在一個與該物體材料有關(guān)的散射圓錐體范圍內(nèi)沿虛線箭頭所指示方向使發(fā)射光束16的入射光反射。散射圓錐體的極小部分，實際上就是接收光束11將被前接收透鏡12捕獲，并通過位于前接收透鏡12之后的偏轉(zhuǎn)鏡14反射至光電轉(zhuǎn)換裝置15。光電轉(zhuǎn)換裝置15位于機殼的較下部分，由圖1可見，它由兩個一前一后放置的光轉(zhuǎn)換器45組成，根據(jù)本發(fā)明要求，這兩個光轉(zhuǎn)換器接至微分放大器38上，所以在微分放大器38的輸出端出現(xiàn)的信號對應(yīng)于降落到兩個光轉(zhuǎn)換器45上光通量的差。
如果物體44如圖1所示位于距機殼19極限距離A處，也就是說當(dāng)距離超過A時，物體44就不能再被光傳感器所探測，那么接收光束11就直接落在兩個光轉(zhuǎn)換器45間空的中央。在如圖1所示的中心位置，微分放大器38的輸出信號為零。如果沒有物體存在，則微分放大器38的輸出信號也為零。
現(xiàn)在，為了區(qū)分“物體在探測范圍之內(nèi)”和“物體在探測范圍之外”這兩種說法，將微分放大器38的輸出信號加到處理電路39上，在處理電路中，將對信號的振幅和相位符號加以計算。比如，如果信號為正，且達到由計算電路39所給定的響應(yīng)閾值，那么這意味著“物體是在探測范圍之內(nèi)”。相反，如果信號為負，那么就表明“物體在探測范圍之外”。
根據(jù)優(yōu)選實施方案，如果響應(yīng)閾值是在計算電路39內(nèi)部給出，那么，當(dāng)物體朝機殼19的方向作任一所需的微小位移時，在計算電路39的輸出端55將不產(chǎn)生存在信號，而只有當(dāng)物體44位于距機殼19足夠近的距離A1時，才有存在信號產(chǎn)生。
根據(jù)本發(fā)明，偏轉(zhuǎn)鏡14能按雙箭頭所指方向繞旋轉(zhuǎn)軸13轉(zhuǎn)動，旋轉(zhuǎn)軸13垂直于圖1的圖面。樞軸運動是由旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)旋鈕29產(chǎn)生的，旋鈕29從后壁28加以調(diào)節(jié)，并通過適當(dāng)?shù)膫鲃訖C構(gòu)40使其與可轉(zhuǎn)動的偏轉(zhuǎn)鏡14相聯(lián)結(jié)。
根據(jù)待指示的物體44離開傳感器的距離A，將偏轉(zhuǎn)鏡14調(diào)節(jié)至一定的角度，使得接收光束11和發(fā)射光束16的交點位于物體44處。這樣就可以保證，對于每一所要求的探測范圍，接收光束11正好落在光電轉(zhuǎn)換裝置15所要求的中心位置上。
在圖2和圖3中，采用同樣的參考代號來表示與圖1相對應(yīng)的部件。
如圖2所示，作為光源的光二極管20固定在按錐形向外張開的發(fā)散光錐41里，前發(fā)射透鏡17位于光錐41的最大截面區(qū)域內(nèi)。光二極管20和前發(fā)射透鏡17之間的區(qū)域是密封的，因此不會弄臟。光二極管20相對前發(fā)射透鏡17和機殼19調(diào)好后加以固定。
在前接收透鏡12的后面，也有一個相應(yīng)的光錐42，它的后部是敞開的，使得偏轉(zhuǎn)鏡14能安置在那里，并具有所需的旋轉(zhuǎn)空間。偏轉(zhuǎn)鏡14兩邊各有一承插22，借助于承插22，它可以自由轉(zhuǎn)動地安裝在機殼的固定支架43上。環(huán)箍23固定在偏轉(zhuǎn)鏡14的下部，它環(huán)繞旋轉(zhuǎn)軸13，以近似圓周的軌道向上伸展直至旋轉(zhuǎn)軸13的正上方，接著過渡成扇形齒輪21，扇形齒輪21有三個沿徑向向外配置的齒槽35，36，37。兩個齒46，47位于齒槽之間，而在齒槽35，37兩邊的圓周方向，扇形齒輪21的實體稍作進一步延伸，延伸的長度大于齒46，47的寬度，延伸部分的徑向尺寸與齒46，47相同。
蝸桿24從上面與扇形齒輪21的齒槽35，36，37嚙合，蝸桿是在可環(huán)繞縱軸25旋轉(zhuǎn)的蝸桿軸26上加工成形的。根據(jù)本發(fā)明要求，蝸桿24非常短，它圍繞蝸桿軸26只延伸一圈多。在蝸桿的兩端是端面32，它被用作過渡邊界(也參見圖3)。
在蝸桿軸26的尾端設(shè)調(diào)節(jié)旋鈕29，其上有一橫槽，該調(diào)節(jié)旋鈕從機殼19的后壁28上的開孔27伸出，因此，可以從外面利用諸如改錐等工具進行調(diào)節(jié)。
蝸桿軸26在距后壁28很近處，有一圓周法蘭盤30，在圓周法蘭盤30和后壁28之間裝有緊固密封環(huán)31。
如圖3所示，蝸桿24沿端面32逐步展平。
蝸桿軸26的前端，借助于旋轉(zhuǎn)承插48，插入縱向孔49中，并可來回旋轉(zhuǎn)，縱向孔49開在位于發(fā)射部件和接收部件之間的機殼實心體上。蝸桿軸26的靠前部分有一圓周法蘭盤50，它緊靠機殼19的環(huán)狀臺階51，以保證蝸桿軸26可靠的軸向固定，這對于在偏轉(zhuǎn)鏡14的旋轉(zhuǎn)位置一旦選定后，就可靠地維持不變是很重要的。密封環(huán)31制作得具有足夠的彈性，以便利用其彈力將圓周法蘭盤50沿縱向緊壓在環(huán)狀臺階51上。
由此而產(chǎn)生的摩擦力也是十分重要的，因為它能防止蝸桿軸26的旋轉(zhuǎn)位置一旦選定后，由于諸如振動等不希望的方式而引起改變。
扇形齒輪21的蝸桿軸26以及承插22和環(huán)箍23的相對位置，應(yīng)保證蝸桿24沿圖2向下方向?qū)Νh(huán)箍23施加一不大的力，使得承插22向下壓在支架43上。為了在此情況下不會產(chǎn)生過大的偏移力，根據(jù)本發(fā)明，環(huán)箍23應(yīng)作得具有一定的彈性，使得相互聯(lián)結(jié)的部件之間具有完全合適的彈性接觸壓力。這樣，一方面保證不受機械運動的影響，另一方面，相互移動的部件之間能產(chǎn)生較大的摩擦力，從而防止一旦被選定后的轉(zhuǎn)動位置會發(fā)生不希望的自動變動。
上述的光傳感器的工作方式如下
為了定出在距機殼19所需要的極限距離A處的探測范圍，將一試驗物體放在物體44的位置，隨后來回轉(zhuǎn)動蝸桿軸26的調(diào)節(jié)旋鈕29，直至接收光束11達到圖1所示的中間位置，且計算電路39的微分放大器38的輸出信號為零。然后，利用調(diào)節(jié)旋鈕29將偏轉(zhuǎn)鏡14轉(zhuǎn)向一方，使得兩個光轉(zhuǎn)換器45中后面一個接收較多的光，直至在計算電路39的輸出端52剛剛出現(xiàn)存在信號，也就是剛剛超過響應(yīng)閾值。這一位置(如14′)在進行相應(yīng)調(diào)整之后，由于本發(fā)明提供的各個旋轉(zhuǎn)元件之間摩擦力的作用保持不變。
當(dāng)端面32貼到扇形齒輪21相應(yīng)的對立面33時就確定了扇形齒輪21轉(zhuǎn)動范圍的極限位置。在此情況下，為了防止由于進一步用力旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)旋鈕29而造成扇形齒輪21的損壞，將端面32部分加工成斜面34，當(dāng)過大的轉(zhuǎn)矩加到調(diào)節(jié)旋鈕29上時，蝸桿34便滑到扇形齒輪21的邊緣上，此時，蝸桿軸26和/或環(huán)箍23作彈性偏移，蝸桿24在扇形齒輪邊緣上滑動而并不使齒輪轉(zhuǎn)動，直至最后再次滑進第一齒槽35或37中，這里的第一齒槽就是原先蝸桿從中被彈性托起并斜面34滑動到扇形齒輪21邊緣上的那個齒槽。于是，以很簡單的方式實現(xiàn)了對轉(zhuǎn)矩的限制，從而趨免了任何敏感部件的損壞。
權(quán)利要求
1、一種靈敏的遙測光傳感器包含有一機殼，在機殼中，相鄰地放置一光發(fā)射器和一具有光電轉(zhuǎn)換裝置的光接收器，它們分別發(fā)射一束發(fā)射光束和接收一束很細的接收光束，該接收光束代表由發(fā)射光束所照射的物體上反射的散射光錐體的極小部分，由于發(fā)射光束和接收光束夾角可變，兩光束相交于距機殼某一所要求的定距離處，該距離可以通過改變光束夾角加以調(diào)節(jié)，此種光傳感器的特征在于或者是利用偏轉(zhuǎn)鏡(14)將發(fā)射光束(16)在前發(fā)射透鏡(17)之前偏轉(zhuǎn)到前發(fā)射透鏡上；或者更為可取的是，利用偏轉(zhuǎn)鏡(14)將接收光束(11)在前接收透鏡(12)之后偏轉(zhuǎn)到光電轉(zhuǎn)換裝置(15)上。其中前發(fā)射透鏡固定在機殼上，偏轉(zhuǎn)鏡環(huán)繞光源(20)的橫軸(13)旋轉(zhuǎn)，而光源則固定在機殼內(nèi)光軸的側(cè)面；類似地，后一種方案的前接收透鏡也固定在機殼上，偏轉(zhuǎn)鏡環(huán)繞橫軸旋轉(zhuǎn)，而光電轉(zhuǎn)換裝置固定在機殼內(nèi)光軸的側(cè)面。
2、根據(jù)權(quán)利要求
1的光傳感器，其特征在于所述的發(fā)射光束(16)相對機殼具有固定的方向。
3、根據(jù)權(quán)利要求
2的光傳感器，其特征在于所述的發(fā)射光束(16)沿垂直于包含前發(fā)射透鏡(17)的壁(18)的方向由機殼(19)內(nèi)發(fā)生。
4、根據(jù)前面任一條權(quán)利要求
的光傳感器，其特征在于前接收透鏡和前發(fā)射透鏡相互一上一下或并排地固定在機殼(19)的壁(18)上，且最好由單一透明材料模壓成型。
5、根據(jù)前面任一條權(quán)利要求
的光傳感器，其特征在于光源(20)最好為發(fā)光二極管，它被置于前發(fā)射透鏡(17)的聚焦平面處。
6、根據(jù)前面任一條權(quán)利要求
的光傳感器，其特征在于接收器(15)被置于前接收透鏡(12)的焦平面處。
7、根據(jù)前面任一條權(quán)利要求
的光傳感器，其特征在于偏轉(zhuǎn)鏡(14)位于前接收透鏡(12)和該透鏡的焦平面之間，實際上最好位于距前接收透鏡(12)焦距的三分之二處。
8、根據(jù)前面任一條權(quán)利要求
的光傳感器，其特征在于偏轉(zhuǎn)鏡(14)的旋轉(zhuǎn)軸(13)沿垂直于接收光束和發(fā)射光束(11，16)所限定的平面(圖1)延伸。
9、根據(jù)前面任一條權(quán)利要求
的光傳感器，其特征在于光電轉(zhuǎn)換裝置(15)位于偏轉(zhuǎn)鏡(14)的遠離光源(20)的一側(cè)。
10、根據(jù)前面任一條權(quán)利要求
的光傳感器，其特征在于偏轉(zhuǎn)鏡具有限定的轉(zhuǎn)動范圍。
11、根據(jù)權(quán)利要求
10的光傳感器，其特征在于轉(zhuǎn)動范圍被限定在20°至30°角，典型地限定在約25°角。
12、根據(jù)權(quán)利要求
8或權(quán)利要求
9的光傳感器，其特征在于接收光束(11)在偏轉(zhuǎn)鏡(14)的端部被偏轉(zhuǎn)約90°角，此端最好是最薄端。
13、根據(jù)前面任一條權(quán)利要求
的光傳感器，其特征在于偏轉(zhuǎn)鏡(14)的表面緊靠它的旋轉(zhuǎn)軸(13)。
14、根據(jù)前面任一條權(quán)利要求
的光傳感器，其特征在于偏轉(zhuǎn)鏡(14)通過蝸輪傳動裝置(23，24)加以調(diào)節(jié)。
15、根據(jù)權(quán)利要求
14的光傳感器，其特征在于偏轉(zhuǎn)鏡(14)固定在與旋轉(zhuǎn)軸(13)同軸的扇形齒輪(21)上。
16、根據(jù)權(quán)利要求
15的光傳感器，其特征在于偏轉(zhuǎn)鏡(14)借助于兩個水平承插(22)能自由旋轉(zhuǎn)地支承在機殼(19)上。
17、根據(jù)權(quán)利要求
15和16的光傳感器，其特征在于扇形齒輪(21)通過一彈性極好的偏移環(huán)箍(23)與偏轉(zhuǎn)鏡(14)聯(lián)結(jié)，使得承插(22)被蝸桿(24)壓到支架(43)上。
18、根據(jù)權(quán)利要求
15至17的光傳感器，其特征在于扇形齒輪(21)位于旋轉(zhuǎn)軸(13)朝向光源(20)的一邊。
19、根據(jù)權(quán)利要求
18的光傳感器，其特征在于蝸桿(24)位于旋轉(zhuǎn)軸(13)和光源(20)之間，而蝸桿的轉(zhuǎn)軸沿平行于前透鏡(12，17)光軸方向伸展。
20、根據(jù)權(quán)利要求
19的光傳感器，其特征在于蝸桿軸(24)位于蝸桿軸(26)上，蝸桿軸(26)能自由轉(zhuǎn)動地支承在機殼(19)上。
21、根據(jù)權(quán)利要求
20的光傳感器，其特征在于蝸桿軸(26)有一調(diào)節(jié)旋鈕(29)，它通過機殼(19)后壁(28)上的開孔(27)進行旋轉(zhuǎn)。
22、根據(jù)權(quán)利要求
21的光傳感器，其特征在于密封環(huán)(31)緊固在蝸桿軸(26)的圓周法蘭盤(30)和后壁(28)的內(nèi)表面之間。
23、根據(jù)權(quán)利要求
14至22的光傳感器，其特征在于蝸桿(24)有一至二圈，最好是稍大于1.2圈;從蝸桿軸(26)徑向伸出的端面(32)與扇形齒輪(21)的有齒部分提供的對立面(33)相配合，以限制扇形齒輪(21)的轉(zhuǎn)角。
24、根據(jù)權(quán)利要求
23的光傳感器，其特征在于將蝸桿(24)螺紋的兩頭部分直至最末端，加工成斜面(34)，使得在相應(yīng)端面(32)與對立面(33)的交界處，當(dāng)施加于蝸桿軸(26)的轉(zhuǎn)矩過大，有可能產(chǎn)生損壞危險時，蝸桿(26)在相應(yīng)的端面(32)附近能滑至對立面(33)的外緣，使得蝸桿(24)轉(zhuǎn)動而扇形齒輪(21)不動，直至落入最鄰近的齒槽(35或37)中。
25、根據(jù)權(quán)利要求
14至24中一個權(quán)利要求
的光傳感器，其特征在于蝸桿(24)的螺距角為4°至6°之間，最好為5°。
26、根據(jù)權(quán)利要求
14至24中的一個權(quán)利要求
的光傳感器，其特征在于扇形齒輪(21)有三個相鄰的齒槽(35，36，37)。
27、根據(jù)前面任一條權(quán)利要求
的光傳感器，其特征在于光電轉(zhuǎn)換裝置為一聯(lián)結(jié)至微分放大器(38)的微分光轉(zhuǎn)換裝置(15)，它相對于偏轉(zhuǎn)鏡(14)是這樣放置的即當(dāng)物體(44)被置于極限距離(A)處或比最大距離稍遠處時，微分放大器(38)的輸出信號為零，而當(dāng)物體被置于更遠距離處時，其信號的相位符號與物體被置于較近距離處時的正相反。
28、根據(jù)權(quán)利要求
27的光傳感器，其特征在于光電轉(zhuǎn)換裝置是由兩個依次放置在偏轉(zhuǎn)鏡(14)附近的光轉(zhuǎn)換器(45)組成。
29、根據(jù)權(quán)利要求
27或權(quán)利要求
28的光傳感器，其特征在于微分放大器(38)被連接至處理電路(39)上，該處理電路只發(fā)送信號和相位符號相當(dāng)于物體位于極限距離(A)內(nèi)的存在信號。
30、根據(jù)權(quán)利要求
29的光傳感器，其特征在于處理電路(39)有一響應(yīng)閾值，使得當(dāng)出現(xiàn)在微分放大器(38)輸出端的信號具有正確的相位符號且明顯地不等于零，亦即實際的最大距離(A1)小于極限距離(A)時，存在信號就首先被發(fā)送出去。
專利摘要
在一個具有機殼(19)的光傳感器中，光發(fā)射器(17，20)和光接收器(12，15)相互并排放置。通過偏轉(zhuǎn)鏡(14)將接收光束(11)在前接收透鏡(12)之后偏轉(zhuǎn)至光電傳換器(15)上，偏轉(zhuǎn)鏡能環(huán)繞橫軸(13)轉(zhuǎn)動，通過轉(zhuǎn)動偏轉(zhuǎn)鏡(14)，可以改變探測距離。
文檔編號G03B13/36GK86102577SQ86102577
公開日1986年10月15日 申請日期1986年4月14日
發(fā)明者克勞斯·迪特爾·哈斯, 托馬斯·邁納特 申請人:歐文-西克電子光學(xué)儀器公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan