1.本实用新型涉及物品检测技术领域。
背景技术：
2.对射式掉落检测装置是检测物体掉落的一种普遍方式，广泛用于各类售卖机、自动化生产线等场合，具有精度高、反应快、非接触等诸多优点。其中，掉落检测对射板是一种类似于安全光栅的结构，其通常由光发生器和接收器组成，光发生器和接收器通常成对使用，其工作原理是：光发生器发出光线，射向接收器方向，接收器被光照射产生光电效应形成光电流，被相应的接收电路转换，形成所需要的电信号（即将光信号转变为电信号）；此时，如果发生器的光线投射到接收器的路径被阻挡，接收器的光电流就会发生变化，通过监测光接收器信号的状态，就可以知道是否有物体通过接收器与发生器之间的区域。上述装置应用于售卖机时，可以用于判定是否有物体掉落；上述装置应用于自动化生产线时，可以用于安全防护检测或物体经过光路区域的检测。
3.传统的掉落检测对射板的结构参见图1所示，以8路对射检测光路为例，所述掉落检测对射板可以包括8对光发生器-接收器，光发生器10和接收器20一一对应设置形成8路光路；光发生器和接收器分别装在检测物通过路径的两侧，光路从光发生器发出后直射进入接收器中。当检测物通过时阻挡对应光路，使得该光路的接收器的光电流发生变化，判定有物体掉落。上述传统的掉落检测对射板存在如下缺陷：1）光发生器的光源通常采用灯珠，限制了光发生器与接收器之间的设置距离，传统对射板的光发生器与接收器的距离通常小于2米：因为距离太远时接收器可能无法接收到光发生器发出的光束，会降低检测可靠性。2）光利用率低，发热量高，影响了系统使用寿命。3）容易受外部光线干扰，尤其在环境光亮度较高的情况下，受环境光的影响较大，导致检测信号混乱，造成误测。
技术实现要素：
4.本实用新型的目的在于：克服现有技术的不足，提供了一种对射式掉落检测装置、出货检测装置及自动售货机。本实用新型提供的对射式掉落检测装置，光束发生器组件包括准直光源和分束镜, 准直光源发射的光束经分束镜处理后，部分光束形成反射光束射入前述接收器组件的光电接收器，部分光束形成透射光束射出，具有检测可靠性高，适用性广，光利用率高，系统寿命长，受环境光干扰小等优点。
5.为实现上述目标，本实用新型提供了如下技术方案：
6.一种对射式掉落检测装置，包括分设在物品运动轨迹两侧的光束发生器组件和接收器组件;
7.所述光束发生器组件包括准直光源和分束镜, 准直光源发射的光束经分束镜处理后，部分光束形成反射光束射入前述接收器组件的光电接收器，部分光束形成透射光束射出。
8.进一步,所述准直光源是激光器或具有准直功能的其他光源，所述准直光源形成
一束平行光束发射出去。
9.进一步,所述光束发生器组件包括一个准直光源和一组分束镜阵列，所述分束镜阵列包括成列设置的多个分束镜，准直光源的光束按预设角度入射到分束镜表面后，部分光束因反射进入对应的光电接收器，透射的光束则继续沿前述预设角度射出作为下一分束镜的入射光线；
10.所述接收器组件包括接收器阵列，所述接收器阵列包括成列设置的多个光电接收器，光电接收器与分束镜一一相对设置，所述光电接收器用于接收对应的分束镜形成的反射光束。
11.进一步, 所述分束镜阵列中的多个分束镜在准直光源出射的方向上形成第一直线状阵列，多个分束镜之间的倾角误差小于10度；对应的，所述接收器阵列中的多个光电接收器采用与前述分束镜同等间距排列形成第二直线状阵列。
12.进一步,所述分束镜阵列中的分束镜的法线，与入射的准直光源的光束形成的角度为30-60度。
13.进一步,所述分束镜为具有预设的反射和透射比例的玻璃板或塑料板。
14.进一步,所述光电接收器包括电连接的电路板和光电转换器件；
15.所述光电转换器件包括与电路板电连接的接线端子、设置于所述接线端子上的转换器本体和具有用于容纳所述转换器本体的封装腔的封装部件，所述转换器本体上有受光区域，所述受光区域对应着前述反射光束的方向设置以用于探测前述反射光束。
16.本实用新型还提供了一种出货检测装置，对应着出货机构的货物出口处设置，货物离开前述货物出口处后形成掉落轨迹，对应所述掉落轨迹设置有前述的对射式掉落检测装置，光束发生器组件和接收器组件设置在掉落轨迹两侧以检测货物是否出货。
17.本实用新型还提供了一种自动售货机，包括机柜和控制器，所述机柜内设置有多个货道，机柜上设置有取货口，对应所述取货口和/或货道出口设置有货物掉落检测机构，所述货物掉落检测机构为前述的对射式掉落检测装置；
18.所述对射式掉落检测装置通信连接前述控制器，能够将检测到的货物掉落信号发送至前述控制器。
19.本实用新型由于采用以上技术方案，与现有技术相比，作为举例，具有以下的优点和积极效果：
20.光束发生器组件包括准直光源和分束镜, 准直光源发射的光束经分束镜处理后，部分光束形成反射光束射入前述接收器组件的光电接收器，部分光束形成透射光束射出。也就是说，接收器的光是通过分束镜反射转换而来，不是直接由光束发生器直射进入。一方面，由于采用准直光源入射，接收器与发生器的距离可以根据需要设置得更远——可达几十米，有效提高了掉落检测对射板的检测可靠性和适用范围。另一方面，设置单光束发生器，提高了光的利用率，且大幅降低了光功率需求，从而降低发热，提高了系统寿命。再一方面，采用准直光路使得接收器的视场角更窄，从而能够大大降低环境光的影响，即使在环境光很高的情况下使用也能具有高检测精度，有效地降低了误测率。特别适用于在室外太阳光下的检测，受环境光干扰小。
附图说明
21.图1为现有技术提供的传统的掉落检测对射板的结构示意图。
22.图2为本实用新型实施例提供的单发生器多接收器的对射式掉落检测装置的结构示意图。
23.图3为本实用新型实施例提供的分束镜的光束分离示意图。
24.附图标记说明：
25.发生器10，接收器20；
26.准直光源100，光电接收器200，分束镜300。
具体实施方式
27.以下结合附图和具体实施例对本实用新型公开的对射式掉落检测装置、出货检测装置及自动售货机作进一步详细说明。应当注意的是，下述实施例中描述的技术特征或者技术特征的组合不应当被认为是孤立的，它们可以被相互组合从而达到更好的技术效果。在下述实施例的附图中，各附图所出现的相同标号代表相同的特征或者部件，可应用于不同实施例中。因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
28.需说明的是，本说明书所附图中所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定实用新型可实施的限定条件，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应落在实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。
29.实施例
30.参见图2所示，为本实用新型提供的一种对射式掉落检测装置。
31.所述对射式掉落检测装置，包括分设在物品运动轨迹两侧的光束发生器组件和接收器组件。所述光束发生器组件包括准直光源100和分束镜300，准直光源100发射的光束经分束镜处理后，部分光束形成反射光束射入前述接收器组件的光电接收器200，部分光束形成透射光束射出。
32.具体实施时，所述准直光源100可以是激光器或具有准直功能的其他光源，所述准直光源形成一束平行光束发射出去。以激光器为例，激光器射出的激光为经过准直后的光束，该光束射出后入射到分束镜上。
33.所述分束镜300相对入射光束倾斜设置，用于将入射光束分成具有一定光强比的透射与反射两束光。
34.具体设置时,所述分束镜可以采用具有一定反射和透射比例的玻璃板或塑料板。所述分束镜的反射和透射比例可以根据需要设置，作为举例而非限制，比如可以采用透射和反射比为50/50的中性分束镜。
35.优选的，本实施例中的光束发生器组件包括一个准直光源和一组分束镜阵列，分束镜阵列设置在准直光源的光束出射方向的下游。
36.所述分束镜阵列可以包括成列设置的多个分束镜，阵列中的分束镜数量与需要的对射检测光路相关，可以是大于等于2的任意数值。
37.作为典型方式的举例，图2中示例了设置8路对射检测光路的方式，此时分束镜阵
列也包括8个分束镜300。所述准直光源100的光束按预设角度入射到分束镜300表面后，部分光束因反射进入对应的光电接收器200，透射的光束则继续沿前述预设角度射出作为下一分束镜300的入射光线。
38.对应所述分束镜阵列，所述接收器组件包括一组接收器阵列，所述接收器阵列包括成列设置的多个光电接收器200，所述光电接收器200与前述分束镜300的数量相同且二者一一相对设置。图2中包括8个光电接收器200，每个所述光电接收器200分别用于接收对应的分束镜300形成的反射光束。
39.本实施例中,所述分束镜阵列中的多个分束镜300可以采用基本相同的倾斜角度排列在准直光源出射的方向上并形成第一直线状阵列，多个分束镜之间的倾角误差小于10度。对应的，所述接收器阵列中的多个光电接收器采用与前述分束镜同等间距排列形成第二直线状阵列。
40.具体设置时，分束镜阵列中的分束镜的倾斜角度可以根据实际需要进行适应性设置。令所述分束镜阵列中的分束镜的法线与入射的准直光源的光束形成的角度为θ，参见图3所示，所述θ角的取值范围优选为30-60度。
41.作为典型方式的优选，图3示例了θ取45度角时分束镜形成的光束分离情形。此时，准直光源100发出的入射光束竖直入射到倾斜设置的分束镜300上（θ=45度），部分光束形成反射光束水平射入光电接收器200，部分光束形成透射光束沿竖直方向射出后，作为下一分束镜的入射光线。
42.可选的，对应分束镜阵列中的每个分束镜设置有角度调节件，通过所述角度调节件可以调整所述分束镜的倾斜角度。所述角度调节件可以是手动调节方式也可以是电动调节方式，在此不做限制。优选的，对应每个分束镜安装有倾角传感器以探测所在分束镜的倾斜角度并将探测得到的倾斜角度发送至关联的显示终端进行显示输出。
43.本实施例中,所述光电接收器200具体可以包括电连接的电路板和光电转换器件。
44.所述光电转换器件具体可以包括与电路板电连接的接线端子、设置于所述接线端子上的转换器本体和具有用于容纳所述转换器本体的封装腔的封装部件。所述转换器本体上有受光区域。所述受光区域对应着前述反射光束的方向设置以用于探测前述反射光束。
45.具体实施时，所述光电转换器件可以采用光电芯片，芯片本体上设置有受光区域以接收光束。所述光电芯片可以通过表面组装技术或回流焊技术贴合在前述电路板上。
46.本实用新型提供的上述方案，光发生器采用激光准直入射，在保证检测可靠性的基础上，使得接收器的距离可以放得更远，而传统对射结构中接收器的距离很难超过2米。同时，由于光的利用率较高，上述结构对光功率需求大幅降低，降低了发热，从而提高了系统寿命。再则，采用准直光路使得接收器的视场角更窄，从而大大降低环境光的影响，即使在环境光很高的情况下（比如室外太阳光下）使用也基本不受干扰。
47.本实用新型的另一实施例，还提供了一种出货检测装置，所述出货检测装置可以应用于各类售卖机、自动化生产线上以检测出货情况。
48.所述出货检测装置可以包括出货机构，对应着出货机构的货物出口处设置，当货物离开前述货物出口处后能够形成掉落轨迹，对应所述掉落轨迹设置有对射式掉落检测装置，对射式掉落检测装置的光束发生器组件和接收器组件设置在掉落轨迹两侧以检测货物是否出货。
49.具体的，所述光束发生器组件包括准直光源和分束镜，准直光源发射的光束经分束镜处理后，部分光束形成反射光束射入前述接收器组件的光电接收器，部分光束形成透射光束射出。
50.所述分束镜相对入射光束倾斜设置，用于将入射光束分成具有一定光强比的透射与反射两束光。具体设置时,所述分束镜可以采用具有一定反射和透射比例的玻璃板或塑料板。
51.优选的，本实施例中的光束发生器组件包括一个准直光源和一组分束镜阵列，分束镜阵列设置在准直光源的光束出射方向的下游。
52.所述分束镜阵列可以包括成列设置的多个分束镜，阵列中的分束镜数量与需要的对射检测光路相关，可以是大于等于2的任意数值。所述准直光源的光束按预设角度入射到分束镜表面后，部分光束因反射进入对应的光电接收器，透射的光束则继续沿前述预设角度射出作为下一分束镜的入射光线。对应所述分束镜阵列，所述接收器组件包括一组接收器阵列，所述接收器阵列包括成列设置的多个光电接收器，所述光电接收器与前述分束镜一一相对设置，所述光电接收器用于接收对应的分束镜形成的反射光束。
53.其他特征参考在前实施例，在此不再赘述。
54.本实用新型的另一实施例，还提供了一种自动售货机。
55.所述自动售货机包括机柜和控制器，所述机柜内设置有多个货道，机柜上设置有取货口，对应所述取货口和/或货道出口设置有货物掉落检测机构，所述货物掉落检测机构为前述的对射式掉落检测装置。所述对射式掉落检测装置通信连接前述控制器，能够将检测到的货物掉落信号发送至前述控制器。所述控制器可为各种具有控制功能的装置，具体可以采用单片机、可编程逻辑控制器等。
56.具体的，所述对射式掉落检测装置包括分设在物品运动轨迹两侧的光束发生器组件和接收器组件。所述光束发生器组件包括准直光源和分束镜，准直光源发射的光束经分束镜处理后，部分光束形成反射光束射入前述接收器组件的光电接收器，部分光束形成透射光束射出。
57.所述分束镜相对入射光束倾斜设置，用于将入射光束分成具有一定光强比的透射与反射两束光。具体设置时,所述分束镜可以采用具有一定反射和透射比例的玻璃板或塑料板。
58.以取货口设置对射式掉落检测装置为例：当售货机出货时，货物储仓中的货物离开货道后落入前述取货口内，货物掉落过程中阻挡了分束镜与对应光电接收器之间的光路，使得该光路的接收器的光电流发生变化，判定有货物掉落，发出货物掉落信号。对射式掉落检测装置将检测到的货物掉落信号发送至前述售货机的控制器，控制器判定出货成功，通过显示结构向消费者显示出货成功信息。如果货物储仓的货物掉落一段时间后，取货口的对射式掉落检测装置未检测到货物掉落信号（没有光路被阻挡），则控制器判定出货失败，通过显示结构向消费者发出提示，并可以控制支付模块执行退款操作。
59.优选的，本实施例中的光束发生器组件包括一个准直光源和一组分束镜阵列，分束镜阵列设置在准直光源的光束出射方向的下游。
60.所述分束镜阵列可以包括成列设置的多个分束镜，阵列中的分束镜数量与需要的对射检测光路相关，可以是大于等于2的任意数值。所述准直光源的光束按预设角度入射到
分束镜表面后，部分光束因反射进入对应的光电接收器，透射的光束则继续沿前述预设角度射出作为下一分束镜的入射光线。对应所述分束镜阵列，所述接收器组件包括一组接收器阵列，所述接收器阵列包括成列设置的多个光电接收器，所述光电接收器与前述分束镜一一相对设置，所述光电接收器用于接收对应的分束镜形成的反射光束。
61.对射式掉落检测装置的其他特征参考在前实施例，在此不再赘述。
62.在上面的描述中，在本公开内容的目标保护范围内，各组件可以以任意数目选择性地且操作性地进行合并。另外，像“包括”、“囊括”以及“具有”的术语应当默认被解释为包括性的或开放性的，而不是排他性的或封闭性，除非其被明确限定为相反的含义。所有技术、科技或其他方面的术语都符合本领域技术人员所理解的含义，除非其被限定为相反的含义。在词典里找到的公共术语应当在相关技术文档的背景下不被太理想化或太不实际地解释，除非本公开内容明确将其限定成那样。
63.虽然已出于说明的目的描述了本公开内容的示例方面，但是本领域技术人员应当意识到，上述描述仅是对本实用新型较佳实施例的描述，并非对本实用新型范围的任何限定，本实用新型的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所述出现或讨论的顺序来执行功能。本实用新型领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。