[发明专利]一种定位用光学传感器

说明书

技术领域

本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种定位用的光学传感器。

背景技术

传感器是指能感受规定的物理量，并按一定规律转换成可用输入信号的器件或装置。简单地说，传感器是把非电量信号转换成电量信号的装置。

光学传感器是以光电器件作为转换元件的传感器，它可用于检测直接引起光量变化的电量信号，如光强、光照度、辐射测温、气体成分分析等；也可以用来检测能转成光量变化的其他电量信号，如零件直径、表面粗糙度、位移、速度、加速度等。光学传感器具有非接触、响应快、性能可靠等特点，因此常用于工业自动化装置的定位系统中。

现有的定位用光学传感器主要包括入射窗口、光敏元件和数据处理系统，当光源发出的光束照射光学传感器时，光束进入入射窗口，光敏元件吸收并感应整个入射窗口接收到的光束，并将其转换为电量信号，数据处理系统经过转换电路再将电量信号转换为电压、电流或频率等可测的电量信号，以便进行显示、记录、控制。

然而，在某些特殊的情况下，例如掘进设备在隧道或巷道内掘进时，激光指示仪发出一束激光，该激光为掘进设备的前进提供指示方向；在掘进设备的定位系统中，通过检测激光指示仪发出的光束照射在定位后的传感器入射窗口的具体位置，来确定掘进设备的位姿参数。然而，由于现有的传感器定位时吸收整个照射到其入射窗口的光束，导致激光指示仪不能参与定位的同时还为掘进机提供指示方向，因此定位系统就需要另外一个单独的激光发射器来发射用于定位的光束，从而导致掘进设备的定位系统存在结构复杂、定位不准确等缺点。

因此，如何在现有技术的基础上，改进现有光学传感器的结构，使得传感器能够只吸收一部分进入入射窗口的光束进行检测，而其余部分还可以从传感器中射出，用以完成其他功能，这是本领域的技术人员目前急需解决的技术问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题为提供一种定位用光学传感器，该光学传感器在检测时能够只吸收一部分进入入射窗口的光束进行检测，并将其余部分光束射出传感器，使其完成其他功能。

为解决上述技术问题，本发明提供一种定位用光学传感器，包括入射窗口、光敏元件和连接于所述光敏元件输出端的数据处理部件；还包括出射窗口和分光部件，所述分光部件设于所述入射窗口和所述出射窗口之间，且三者位于一条直线，所述光敏元件设于所述分光部件的输出端。

优选地，所述分光部件为棱镜。

优选地，所述分光部件为搭接呈棱镜形式的两个平面镜。

优选地，所述分光部件分光后、进入所述光敏元件的光束与分光前的光束相互平行，且方向相反。

优选地，所述光学传感器的输出信号为坐标信号。

优选地，所述光学传感器的输出信号为视频信号。

本发明所提供的定位用光学传感器，其包括入射窗口、出射窗口和分光部件，分光部件设于入射窗口和出射窗口之间，且三者位于一条直线，光敏元件设于分光部件的输出端。

采用这种结构，当光源发出的光束照射于光学传感器的入射窗口时，光束进入光学传感器内部，分光部件将光束分为两部分，一部分照射到光学传感器的光敏元件，其余部分仍然沿着直线方向照射，并从出射窗口射出；光敏元件感知吸收的光束，并将光束照射在入射窗口的具体位置信号转变为电量信号，并将其输出给数据处理部件；数据处理部件经过转换电路再将电量信号转换为其他可测量的信号输出。

由此可见，采用分光部件的光学传感器，能够将一部分光束吸收使其参与检测，其余部分仍然能够直线射出，以完成其他功能。这满足了在某些特殊情况下，例如掘进设备掘进隧道时，激光指示仪能实现发出的激光既参与定位测量，同时还可以为掘进设备提供指示方向的功能。因此，在相应的定位系统中，就可以采用无源设计，即不需要单独的光源为定位系统提供光束，只需俘获激光指示仪发出的光束即可完成定位测量，同时又不会影响到掘进设备的方向指示。

附图说明

图1为本发明所提供光学传感器的一种具体实施方式的结构示意图；

图2为图1中的光学传感器的坐标信号输出后的显示图。

其中，图1至图2中的附图标记与部件名称之间的对应关系为：1入射窗口；2分光部件；3出射窗口；4光敏元件；5数据处理部件；6支撑组件；51输出接头。

具体实施方式

本发明的核心为提供一种定位用光学传感器，该光学传感器只吸收一部分进入入射窗口的光束进行检测，而其余部分光束可以从光学传感器中射出。