光路结构的制作方法

本实用新型涉及一种光路结构，特别是传感器中的光路结构。

背景技术：

在色度传感器或浊度传感器中，需要光路将两路不同波长的光线融合，但是在现有技术中，融合光线过程中，针对不同的光源需要通过多组棱镜的组合来调整光线传输方向，从而实现光线融合到同一个光路中，但是这种设计使得不同光源发出的光线在融合前经历的光程长度不同，从而影响光线融合的效果。并且这种设计使用相对较多的棱镜和/或透镜，使得光路结构复杂。

在另一些设计中，采用光纤来传输不同光源发出的光线，例如采用Y型光纤将两个光源的光线融合并输出。光纤的引入解决了光程不同的问题，但是降低了光线融合的效率，而且光纤质地脆弱，价格昂贵。又由于传感器需要结构紧凑，导致光纤的安装困难，不适宜在传感器大量使用。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是为了克服现有技术中传感器的光路结构过于复杂，光程不同导致光线融合效率低的缺陷，提供一种新的光路结构，通过紧凑的腔体结构设计实现光程的一致和光线融合。

本实用新型是通过下述技术方案来解决上述技术问题的：

本实用新型提供一种光路结构，其特点是，所述结构包括一端开口的一腔体，所述腔体相对于开口的另一端，设置有一第一通孔或第一缺口，和一第一LED，所述第一LED发出的光线通过所述第一通孔或第一缺口射入所述腔体，所述腔体的侧面也设置有一第二通孔或第二缺口，和一第二LED，所述第二LED发出的光线通过所述第二通孔或第二缺口射入所述腔体，所述腔体内还设置有一分光镜或一双向色镜，所述第一LED发出的光线直接通过所述分光镜或双向色镜，从所述腔体的开口射出，所述第二LED发出的光线经所述分光镜或双向色镜反射与所述第一LED发出的光线融合后从所述腔体的开口射出，其中所述第一LED和第二LED发出光线到达所述分光镜或双向色镜的光程相同。

分光镜或双向色镜，能够将两个不同方向的光合成一束光。本实用新型中利用分光镜或双向色镜的这个特点，将不同LED的光线合束，从而简化了传感器中的光路结构。

其中光线相互垂直进入分光镜或双向色镜，并合束输出，为此在腔体的一端和侧面将LED光线构建成相互垂直进入分光镜或双向色镜的结构，并且这种设置方式也容易实现光程的控制，进而实现两个LED光线在合光前的光程相同。

优选地，所述光路结构还包括一光电二极管，

所述腔体的侧面还具有一第三通孔，所述光电二极管设置于所述通孔处；

或者，

所述光电二极管设置于第二缺口处，与所述第二LED具有一设定距离。

优选地，光电二极管和第二LED之间设置有挡光件，从而使所述第二LED发出的光线不能直接照射到所述光电二极管的感光面上。

所述光电二极管用于接收经过分光镜或双向色镜来自于所述第一LED发出的光线或经过分光镜或双向色镜反射来自于所述第二LED发出的光线在腔体内传播至腔体侧壁的光线。

本实用新型利用光电二极管来检测腔体中的光强度，并进而调整LED的光强度或用于修正传感器的测量结果。

优选地，所述第一LED和第二LED分别为LED电路板。

优选地，所述第二LED和所述光电二极管集成于同一个LED电路板。

较佳地，所述腔体的开口处，还设置一透镜或透镜组，所述透镜或透镜组将融合后的光线转化为平行光或聚光。

本实用新型中进一步利用透镜来调整合光的光束的形式。

优选地，所述透镜或透镜组可拆卸地设置于所述开口处。

优选地，所述透镜或透镜组设置于具有螺纹的连接件上，所述连接件螺接于所述开口。

优选地，所述第一LED和第二LED可以同时发光，或分时发光。所述第一LED和第二LED发出的光的波长是不同的，当本光路结构用于传感器时，分时发光的好处是后续检测的信号在不同的时刻是对应不同波长的，不需要再有特别的装置来区分不同的波长。

较佳的，所述光路结构，应用于传感器，尤其是，色度传感器或浊度传感器或色度浊度二合一传感器。

本实用新型的积极进步效果在于：

本实用新型利用分光镜或双向色镜的特性，在实现光程的一致和光线融合的同时，在传感器中也实现紧凑的腔体结构设计。

本实用新型的光路设计相比于传统的多组棱镜或光纤的设计而言，可靠性更高，光效率高，成本更低，便于加工和调整。

本实用新型的腔体设计中进一步集成光线检测，来智能调节光源的光强度或智能修正传感器的测量结果。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1的光路结构剖面示意图。

图2为本实用新型的实施例2的光路结构剖面示意图。

图3为本实用新型的变形例的光路结构剖面示意图。

图4为本实用新型的实施例3的光路结构剖面示意图。

图5为本实用新型的又一个实施例的光路结构剖面示意图。

附图标记

腔体 1

通孔 21,22

缺口 21’,22’

红光LED 31

蓝光LED 32

LED板 31’,32’

光电二极管 33

挡光件 34

分光镜 4

双向色镜 4’

透镜 5

螺纹连接件 6

具体实施方式

下面通过实施例的方式进一步说明本实用新型，但并不因此将本实用新型限制在所述的实施例范围之中。

本实用新型利用分光镜或双向色镜的特性，将不同LED的光线发出的两个不同方向，尤其是相互垂直的光线合束，从而简化了传感器中合光的光路结构，同时也实现了紧凑的光路结构。

通过如下所述的实施例，举例说明本实用新型的实现方式。

实施例1

如图1所示，本实施例中光路结构包括长方体的腔体1，腔体1的一端是开口的，另一端的端面上设置有通孔21，红光LED31设置在通孔21处，LED31发出的光线通过通孔21向腔体1开口的方向射出。

腔体1的四个侧面中的侧面S1上设置有通孔22，蓝光LED32设置在通孔22处，LED32发出的光线通过通孔22向侧面S2方向射出。

腔体1内如图1所示设置双向色镜4，本实施例中所述双向色镜4能够允许LED31发射的红光直接穿射双向色镜4，但是90°反射LED32发射的蓝光，此时直接穿射的红光和90°反射的蓝光实现合光，合光后的光线从腔体1的开口射出。

而且本实施例中双向色镜4设置为使得LED31发射的红光到达分光镜的光程与LED32发射的蓝光到达分光镜的光程相同，便于后续用透镜或透镜组进行准直，实现了更高的光效率。

在本实施例的变形例中所述腔体的侧面数量5个或8个，甚至17个，只要能够实现蓝光和红光的光路垂直，侧面的数量和形状可以任意设置，并不仅限于本实施例的立方体、多棱柱的结构。

实施例2

如图2所示，本实施例中的腔体1为圆柱体，腔体1的一端是开口的，另一端的端面上设置有条状的缺口21’，LED板31’覆盖在缺口21’上，LED板31’发出的光线通过缺口21’向腔体1开口的方向射出。

腔体1侧面设置条状缺口22’，LED板32’覆盖缺口22’处，LED板32’发出的光线通过缺口22’向腔体内与缺口22’相对的另一侧射出。

本实施例中LED板32’上还设置有光电二极管33，光电二极管33面向缺口22’收集腔体内的光强度。

而且第二LED22与光电二极管33的中间设置挡光件34，从而使得所述第二LED22发出的光线不能直接照射到光电二极管33的感光面上，从而避免光电二极管监测到错误的光信号。腔体1内如图2所示的方式设置分光镜4’，本实施例中所述分光镜4’能够允许LED板31’发射的大约一半光线直接穿射分光镜4’，但是90°反射LED板32’发射的大约一半光线，此时直接穿射的光线和90°反射的光线实现合光，合光后的光线从腔体1的开口射出。

而且本实施例中分光镜4’的设置同样也使得LED板31’发射的光线到达分光镜的光程与LED板32’发射的光线到达分光镜的光程相同，便于后续用透镜或透镜组进行准直，实现了更高的光效率。

在本实施例的一个变形例中，如图3所示，腔体1侧面还具有独立的通孔，用于设置光电二极管来收集腔体内光线的强度。此时通孔与设置第二LED的通孔或缺口之间的腔体侧壁，作为挡光件阻挡第二LED发出的光线直接照射至光电二极管。在又一个变形例中，加厚通孔与设置第二LED的通孔或缺口之间的腔体侧壁或在腔体侧壁增设挡光件，从而提高遮光效果。

在另一个变形例中腔体1侧面还设置有一个缺口，光电二极管所在的电路板覆盖缺口来收集腔体内的光线强度。

实施例3

如图4所示，本实施例与实施例2的区别在于，本实施例中腔体1的开口处，设置有透镜5，透镜5将合光的光束准直转化为平行光或进行聚光。

在本实施例的一个变形例中所述透镜可以是透镜组来将合光的光束转化为平行光或进行聚光。

如图5所示的另一个实施例中所述透镜5镶嵌在螺纹连接件6上，螺纹连接件与腔体1的开口处的螺纹相互匹配，螺纹连接件6可以螺接固定在开口处。

在本实施例的另一个实施例中所述透镜或透镜组通过卡扣嵌入腔体的开口处，并可手动或借助工具从腔体开口处拆除。利用卡扣可以更加便捷地实现透镜镜片在腔体开口的固定，并且卡扣还可以满足镜片拆除的要求。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本实用新型的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本实用新型的保护范围。