用于偏振光的發射及其檢測的裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種用于偏振光的發射及其檢測的裝置，該裝置包括被配置為產生沿光發射軸線(54)定向的出射光束的光發射器(16)、被配置為檢測沿光檢測軸線(53)定向的入射光束的光接收器(15)、和位于光發射軸線(54)和光檢測軸線(53)中并被配置為使出射光束和入射光束偏振的偏振單元(17)。為了使得能夠緊湊地組裝該裝置，特別是通過減少其組成部件的數量，并通過提高該裝置的良好的檢測可靠性來實現，本發明專利技術提出以下方案：光發射軸線(54)與光檢測軸線(53)相對于彼此成角度，使得它們包括交點(55)，并且偏振單元(17)包括偏振器(35)，偏振器被配置為以使入射光束朝向所述光檢測軸線(53)偏轉和使出射光束偏轉離開所述光發射軸線(54)中的至少一種方式來偏轉光，偏轉所述的光由偏振器(35)產生的偏振狀態來限定。

Device for transmitting and detecting polarized light

The invention relates to a device for polarized light emission and detection, including the device is configured to generate light emission along the axis (54) of the light beam directional transmitter (16) and is configured to detect light detection along the axis (53) of the incident beam directional optical receiver (15), and in light emitting axis (54) and optical axis detection (53) configured for polarization unit output beam and the incident beam polarization and (17). In order to enable compact assembly of the device, especially by reducing the number of its components, and good detection by improving the reliability of the device is realized, the invention proposes the following scheme: light emitting axis (54) and the light detecting axis (53) angled relative to each other, which includes the intersection (55). And the polarization unit (17) includes a polarizer, polarizer (35) configured to make the incident light toward the optical axis detection (53) deflection and the output beam deflection from the light emitting axis (54) at least one of the optical deflection, the deflection of light by a polarizer (35) the polarization state of the limit.

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】
本專利技術涉及一種用于偏振光的發射及其檢測的裝置。該裝置包括光發射器和光接收器，光發射器被配置為產生沿光發射軸線定向的出射光束，光接收器被配置為檢測沿光檢測軸線定向的入射光束。該裝置還包括位于光發射軸線和光檢測軸線中的偏振單元，該偏振單元被配置為使出射光束和入射光束偏振。
技術介紹
從公布No.EP2508920A1中已知了這種裝置。如在該公布中進一步描述的那樣，該裝置的光發射器將光發射到后向反射器，后向反射器將光反射回光接收器。大體上沒有來自任何漫射物質(例如白紙)或來自任何反射物質(除后向反射器之外)的光應由該裝置檢測。為了在很大程度上減少這種漫射和反射光的檢測，該裝置的偏振單元配備有兩個偏振器，其中，發射的光由一個偏振器來偏振，而待檢測的光由另一個偏振器來偏振。兩個偏振器對貫穿的光產生不同的偏振。后向反射器導致到達光的消偏振并將其沿相同方向發射回來。該裝置的一種應用是檢測橫跨后向反射器與光接收器之間的光路的物體，特別是這樣的物體，其包括在可見光譜中是透明或半透明的部分。該檢測基于該裝置依賴于光接收器檢測到的或未檢測到的光而產生的輸出信號，該輸出信號指示在監控區域內是否存在物體。但是，先前公開的裝置具有多個缺點。一方面，偏振單元包括分別負責出射光束的偏振和入射光束的不同偏振的兩個不同的偏振器。這些部件的雙重供應表示相當大的成本因素，當部件必須匹配到期望的紫外線波長范圍時更是如此。其還導致該裝置的相當復雜的組成和制造。布置在該裝置的不同位置處的兩個偏振器的設置也可不利地影響檢測可靠性。
技術實現思路
本專利技術的目的是補救上述缺點中的至少一個，并提出一種用于偏振光的發射和檢測的裝置，其需要更少的部件數量和/或使得其組成部件能夠更緊湊地組裝。另一個目的是提供具有更高檢測可靠性和/或檢測靈敏度的這種裝置。這些目的中的至少一個通過包括權利要求1的特征的裝置來實現。本專利技術的有益實施例由從屬權利要求限定。因此，在根據本專利技術的裝置中，光發射軸線和光檢測軸線相對于彼此成角度，使得它們包括交點。此外，偏振單元包括偏振器，偏振器被配置為使來自出射光束的光偏轉離開光發射軸線和/或入射光束朝向光檢測軸線偏轉，其中，偏轉光由偏振器產生的偏振狀態限定。這樣，可通過偏振器本身有利地實現光束的重定向，以便區分出射光和入射光，用于可靠檢測，同時以便構成在該裝置中發生光發射和光檢測過程的不同位置。可利用這一點來減小該裝置組成的復雜程度和/或減少所需的組件。優選地，偏振器被配置為在朝向光接收器和/或遠離光發射器的方向上透射光。透射光優選地包括由偏振器產生的偏振狀態限定的光，在透射光中由偏振器產生的偏振狀態優選地不同于在偏轉光中由偏振器產生的偏振狀態。因此，偏振器可以有利地應用，以便在出射光和入射光兩者上產生偏振狀態，從而有助于進一步減少所需組件和/或便于裝置的構建。優選地，在偏轉光和透射光中產生的偏振狀態彼此正交。因此，可以借助可用于提高檢測可靠性的正交偏振狀態，來提供用于出射光和入射光之間的明確差別的判據。優選地，偏振器被配置為在偏轉光和透射光中的至少一者中產生線性偏振狀態、圓偏振狀態和橢圓偏振狀態中的至少一種。根據優選配置，在偏轉光中產生的偏振狀態對應于s偏振。在透射光中產生的不同偏振狀態優選地對應于p偏振。該配置使本專利技術構思能相當簡單和可靠地實現。優選地，光接收器被配置為檢測紫外線(UV)波長范圍內的光，紫外線波長范圍優選地至少包括紫外線C(UVC)波長范圍或紫外線B(UVB)和紫外線C(UVC)波長范圍。特別地，優選地低于350nm、更優選地低于300nm、最優選地低于290nm的波長范圍可由光接收器檢測。光接收器優選地是光電二極管。優選地，光發射器被配置為發射這樣的光，所述光處在紫外線(UV)波長范圍內，更優選地在紫外線B(UVB)和紫外線C(UVC)波長范圍內，最優選地在UVC波長范圍內。特別地，優選地低于350nm、更優選地低于300nm、最優選地低于290nm的波長范圍可由光發射器發射。優選地，光發射器的發射光譜大體上限制在該波長范圍內。優選地，光發射器包括發光二極管(LED)和/或激光二極管。特別地，光發射器可以設置成使得該光發射器發射沿光發射軸線行進的發散光束。優選地，發散光束由至少一個透鏡變窄為沿光發射軸線行進的大體上平行的光束。在該波長范圍內操作的該裝置的應用可特別地適用于檢測這樣的物體，所述物體包括在可見光譜中是透明的或半透明的部分。這些物體可以包括例如玻璃瓶、塑料瓶、藥物小瓶、塑料包裝、和透明箔。該裝置可在其中有利地應用的、用于檢測這些物體的優選布置和方法在EP2508921A1中公開，其通過引用并入本文。優選地，偏振器包括適于接收光束的光接收體。接收的光束的一部分優選地通過在偏轉的光束中產生偏振狀態而從光接收體偏轉。優選地，接收的光束的另一部分通過在至少一部分透射光束中產生不同的偏振狀態而透射通過光接收體。優選地，偏振器大體上由光接收體組成。優選地，偏振器包括利用布儒斯特角以便在偏轉光中產生偏振狀態的光接收體。這類偏振器可提供若干關鍵優點，包括降低成本、在相對大的波長范圍(特別是包括UV波長范圍)內具有高可靠性、減少額外需要的部件、和相對于其它部件不太復雜的集成。光接收體優選地由板形成。光接收體的材料優選地包括對UV光(更優選地對UVC光)透明的材料。特別地，可以想到塑料材料和/或玻璃，更優選地熔融石英玻璃。根據第一優選配置，偏振器的光接收體在由光發射器發射的光的整個波長范圍內是大體上可透射的。根據第二優選配置，光接收體具有波長選擇性，并且光接收體僅在由光發射器發射的光的部分波長范圍內允許透射。優選地，光接收體的可透射波長范圍包括UV波長范圍(更優選地UVB和UVC波長范圍，最優選地UVC波長范圍)或由其組成。特別地，可以想到低于350nm、更優選地低于300nm、最優選地低于290nm的波長范圍。優選地，偏振器的光接收體包括至少一層介電涂層，特別是介電材料的薄膜。介電涂層優選地施加在光接收體的至少一個表面上。更優選地，可使幾層介電涂層置于彼此之上。介電涂層可有利地有助于實現透射光的大體上唯一的偏振，特別地使得透射光的盡可能大的一部分由與偏轉光的偏振狀態不同的偏振狀態限定。這可有助于進一步提高檢測可靠性。這種包括至少一個介電涂層的光接收體(特別是玻璃)可有利地特別應用于低于300nm的波長范圍內的光，對于低于300nm的波長范圍內的光來說，其它偏振器(例如塑料偏振器)效率較低。由變化的偏振狀態限定的透射通過偏振器的光的份額可以由消光比來定量地確定。消光比可被確定為由不同偏振狀態限定的透射通過偏振器的光的強度與透射通過該偏振器的其余光的強度之間的比率。特別地，偏振器的消光比可以被確定為p偏振光的強度Tp與s偏振光(其透射通過該偏振器)的強度Ts之間的比率，即，Tp/Ts。優選地，偏振器的消光比為至少20，更優選地至少100，最優選地至少200。優選地，垂直于偏振器的表面的線與光發射軸線和光檢測軸線中的至少一個之間的角度與布儒斯特角的偏差不超過5°，更優選地不超過2°。以這種方式，可確保高檢測靈敏度或至少足以用于特定應用的檢測靈敏度。根據一種優選配置，偏振器被配置為在相對于光檢測軸線和光本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種用于偏振光的發射及其檢測的裝置，所述裝置包括：光發射器(16)，所述光發射器被配置為產生沿著光發射軸線(54)定向的出射光束；光接收器(15)，所述光接收器被配置為檢測沿著光檢測軸線(53)定向的入射光束；和偏振單元(17)，所述偏振單元位于所述光發射軸線(54)和光檢測軸線(53)中并被配置為使所述出射光束和所述入射光束偏振，其特征在于，所述光發射軸線(54)和所述光檢測軸線(53)相對于彼此成角度，使得所述光發射軸線和所述光檢測軸線包括交點(55)，并且所述偏振單元(17)包括偏振器(35)，所述偏振器被配置為以使出射光束偏轉離開所述光發射軸線(54)和使入射光束朝向所述光檢測軸線(53)偏轉中的至少一種方式來偏轉光，偏轉的所述光由所述偏振器(35)產生的偏振狀態來限定。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.10.15 EP 14189103.61.一種用于偏振光的發射及其檢測的裝置，所述裝置包括：光發射器(16)，所述光發射器被配置為產生沿著光發射軸線(54)定向的出射光束；光接收器(15)，所述光接收器被配置為檢測沿著光檢測軸線(53)定向的入射光束；和偏振單元(17)，所述偏振單元位于所述光發射軸線(54)和光檢測軸線(53)中并被配置為使所述出射光束和所述入射光束偏振，其特征在于，所述光發射軸線(54)和所述光檢測軸線(53)相對于彼此成角度，使得所述光發射軸線和所述光檢測軸線包括交點(55)，并且所述偏振單元(17)包括偏振器(35)，所述偏振器被配置為以使出射光束偏轉離開所述光發射軸線(54)和使入射光束朝向所述光檢測軸線(53)偏轉中的至少一種方式來偏轉光，偏轉的所述光由所述偏振器(35)產生的偏振狀態來限定。2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述偏振器(35)被配置為在朝向所述光接收器(15)和遠離所述光發射器(16)中的至少一個方向上透射光，透射的所述光包括由所述偏振器(35)產生的偏振狀態限定的光，在透射的所述光中產生的偏振狀態不同于在偏轉的所述光中產生的偏振狀態。3.如權利要求1或2所述的裝置，其特征在于，準直透鏡(21)位于所述光發射器(16)與所述偏振器(35)之間。4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述準直透鏡(21)被配置為產生變窄的光束(92、93、94、96)，更優選地產生大體上平行的光束。5.如權利要求1至4中的任意一項所述的裝置，其特征在于，聚焦透鏡(22)位于所述偏振器(35)與所述光接收器(15)之間。6.如權利要求1至5中的任意一項...

【專利技術屬性】
技術研發人員：C·雷姆，
申請(專利權)人：奧普托塞斯股份有限公司，
類型：發明
國別省市：瑞士;CH