利用红外光波状光栅的光学系统技术方案

本发明专利技术提供了一种利用红外光波状光栅的光学系统，其包括发射装置、红外光波状光栅以及接收装置。发射装置发射红外光并邻近接收装置。红外光波状光栅包括底面以及横截面形状是波状的顶面。发射装置发射红外光至底面时，红外光折射进入至红外光波状光栅内，并在红外光行进至顶面时产生第一反射光和第一折射光，重复前述光线行进过程，最终产生最后反射光和最后折射光，第一折射光至最后折射光汇聚成汇聚折射光且其截面形状是长条形状。当外部物件进入长条形状的范围时，外部物件反射汇聚折射光至红外光波状光栅并经由其折射汇聚折射光至接收装置。

【技术实现步骤摘要】
利用红外光波状光栅的光学系统
本专利技术涉及一种光学系统，特别涉及一种利用红外光波状光栅的光学系统。
技术介绍
近来红外光检测日益普及且被大量广泛使用，例如：气体检测、糖酸度检测或外观检测，相对于紫外光而言，红外光的波长较长而能量较低，对人体造成的伤害较小，但由于红外光的发散方向是各个方向，需用许多光学组件聚焦于物件上做检测，当然也可利用红外光雷射做检测，从而减少光学组件的使用，但红外光雷射的同调性和准直性较强，可能会因此伤害到人体。综观前述，本专利技术的专利技术人思索并设计一种利用红外光波状光栅的光学系统，以期针对现有技术的缺失加以改善，进而增进产业上的实施利用。
技术实现思路
有鉴于上述现有的问题，本专利技术的目的在于提供一种利用红外光波状光栅的光学系统，用以解决现有技术中所面临的问题。基于上述目的，本专利技术提供一种利用红外光波状光栅的光学系统，其包括发射装置、红外光波状光栅以及接收装置。发射装置发射红外光，并邻近接收装置。红外光波状光栅包括底面以及顶面。底面和顶面相隔一厚度，底面是平坦平面，顶面是崎岖平面且其横截面形状是波状。其中，发射装置发射红外光至底面时，红外光折射进入至红外光波状光栅内并行进至顶面，此时，红外光部分反射和部分折射，从而产生第一反射光和第一折射光，第一反射光入射至底面并反射行进至顶面，第一反射光部分反射和部分折射，从而产生第二反射光和第二折射光，重复前述的光线行进过程，最终产生最后反射光和最后折射光，第一折射光至最后折射光汇聚成汇聚折射光，汇聚折射光的截面形状是长条形状，且当外部物件进入长条形状的范围时，外部物件反射汇聚折射光至红外光波状光栅，反射的汇聚折射光经由红外光波状光栅折射至接收装置。优选地，接收装置及发射装置的放置角度是-45度至+45度之间。优选地，还包括控制电路，控制电路电性连接接收装置及发射装置以提供电能，并根据接收装置的状况适当地控制红外光的光强度。优选地，还包括置放台，置放台提供发射装置及接收装置的放置及固定位置。优选地，还包括光学载波器，光学载波器电性连接发射装置并替红外光加上载波频率，使红外光变为红外光载波，抵抗外部干扰和噪声。优选地，载波频率的范围是30kHz到60kHz。优选地，还包括光学截波器，光学截波器设置于红外光波状光栅和发射装置之间并替红外光加上截波频率，使红外光变为红外光截波，抵抗外部干扰和噪声。优选地，红外光波状光栅包括多个波状单元，多个波状单元周期性排列设置。优选地，红外光波状光栅的材料是亚克力。承上所述，本专利技术的利用红外光波状光栅的光学系统，其可具有一或多个下述优点：(1)本专利技术的利用红外光波状光栅的光学系统，利用一个红外光波状光栅完成红外光检测，而不需许多光学组件进行红外光检测，降低制造成本。(2)本专利技术的利用红外光波状光栅的光学系统，藉由光学载波器或光学截波器替红外光加上载波频率或截波频率，以抵抗外部干扰和噪声，更能区别出发射装置发射的红外光。【附图说明】图1所示为本专利技术实施例一提供的利用红外光波状光栅的光学系统的光路图。图2所示为本专利技术实施例一提供的的利用红外光波状光栅的光学系统的结构图。图3所示为本专利技术实施例二提供的利用红外光波状光栅的光学系统的方块图。图4所示为本专利技术实施例三提供的利用红外光波状光栅的光学系统的红外光波状光栅结构图。图5所示为本专利技术实施例四提供的利用红外光波状光栅的光学系统的应用实例图。其中的标记为：10：发射装置20：红外光波状光栅21：底面22：顶面23：波状单元30：接收装置40：外部物件50：置放台60：控制电路70：光学载波器80：光学截波器90：自走型机器人d1：厚度IR：红外光N1：第一折射光N2：第二折射光NL：最后折射光R1：第一反射光R2：第二反射光RL：最后反射光SL：汇聚折射光【具体实施方式】本专利技术的优点、特征以及达到的技术方法将参照例示性实施例及附图进行更详细地描述而更容易理解，且本专利技术可以不同形式来实现，故不应被理解仅限于此处所陈述的实施例，相反地，对所属
的普通技术人员而言，所提供的实施例将使本揭露更加透彻与全面且完整地传达本专利技术的保护范围，且本专利技术将仅替所附加的权利要求书所定义。实施例一如图1及图2所示，其为本实施例提供的利用红外光波状光栅的光学系统的光路图及本实施例提供的利用红外光波状光栅之光学系统的结构图。在此实施例中，利用红外光波状光栅的光学系统包括发射装置10、红外光波状光栅20以及接收装置30。发射装置10发射红外光IR，并邻近接收装置30。红外光波状光栅20包括底面21以及顶面22。底面21和顶面22相隔一厚度d1，底面21是平坦平面，顶面22是崎岖平面且其横截面形状是波状。其中，发射装置10发射红外光IR至底面21时，红外光IR折射进入至红外光波状光栅20内并行进至顶面22，此时，红外光IR部分反射和部分折射，从而产生第一反射光R1和第一折射光N1，第一反射光R1入射至底面21并反射行进至顶面22，第一反射光R1部分反射和部分折射，从而产生第二反射光R2和第二折射光N2，重复前述的光线行进过程，最终产生最后反射光RL和最后折射光NL，第一折射光N1至最后折射光NL汇聚成汇聚折射光SL，汇聚折射光SL的截面形状是长条形状。当外部物件40进入长条形状的范围时，外部物件40反射汇聚折射光SL至红外光波状光栅20，反射的汇聚折射光SL经由红外光波状光栅20折射至接收装置30，接收装置30感知到前方有外部物件40的存在。此外，接收装置30及发射装置10的放置角度是-45度至+45度之间，接收装置30及发射装置10并未限定水平放置，而能倾斜放置接收装置30及发射装置10，接收装置30能侦测的距离是60公分，能感测邻近接收装置30的外部物件40。另外，还包括置放台50和控制电路60。置放台50提供发射装置10及接收装置30的放置及固定位置，从而固定红外光IR的入射角度和反射的汇聚折射光SL的入射至接收装置30的角度，以提高侦测的准确度。控制电路60电性连接接收装置30及发射装置10，以提供电能并控制红外光IR的光强度，并能根据接收装置30的接收汇聚折射光SL的状况控制调整红外光IR的光强度。举例来说，当反射的汇聚折射光SL太弱时，可利用控制电路60调整红外光IR的强度，增加反射的汇聚折射光SL的光强度；当反射的汇聚折射光SL太强时，可利用控制电路60调整红外光IR的强度，降低反射的汇聚折射光SL的光强度。实施例二如图3所示，其为本实施例提供的利用红外光波状光栅的光学系统的方块图。在本实施例中，用相同组件符号表示的组件，其配置与前述类似，其类似处在此便不再加以赘述。优选地，将光学载波器70设置于发射装置10，光学载波器70电性连接发射装置10并替红外光IR加上载波频率，使红外光IR变成红外光载波，或是将光学截波器80设置于红外光波状光栅20和发射装置10之间，替红外光IR加上截波频率，使红外光IR变成红外光截波，两者均能抵抗外部干扰或噪声，以提高接收装置30感测的准确度。此外，载波频率的范围是30kHz到60kHz，较佳为38kHz，同理，截波频率的范围也可是30kHz到60kHz，较佳为38kHz。实施例三如图4所示，其为本实施例提供的利用红外光波状光栅的光学系统的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用红外光波状光栅的光学系统，其特征在于，其包括：发射装置，发射红外光；红外光波状光栅，包括底面以及顶面，所述底面和所述顶面相隔厚度，所述底面是平坦平面，所述顶面是崎岖平面且所述顶面的横截面形状是波状；以及接收装置，邻近所述发射装置；其中，所述发射装置发射所述红外光至所述底面时，所述红外光折射进入至所述红外光波状光栅内并行进至所述顶面，此时，所述红外光部分反射和部分折射，从而产生第一反射光和第一折射光，所述第一反射光入射至所述底面并反射行进至所述顶面，所述第一反射光部分反射和部分折射，从而产生第二反射光和第二折射光，重复前述的光线行进过程，最终产生最后反射光和最后折射光，所述第一折射光至所述最后折射光汇聚成汇聚折射光，所述汇聚折射光的截面形状是长条形状，且当外部物件进入所述长条形状的范围时，所述外部物件反射所述汇聚折射光至所述红外光波状光栅，反射的所述汇聚折射光经由所述红外光波状光栅折射至所述接收装置。

【技术特征摘要】
1.一种利用红外光波状光栅的光学系统，其特征在于，其包括：发射装置，发射红外光；红外光波状光栅，包括底面以及顶面，所述底面和所述顶面相隔厚度，所述底面是平坦平面，所述顶面是崎岖平面且所述顶面的横截面形状是波状；以及接收装置，邻近所述发射装置；其中，所述发射装置发射所述红外光至所述底面时，所述红外光折射进入至所述红外光波状光栅内并行进至所述顶面，此时，所述红外光部分反射和部分折射，从而产生第一反射光和第一折射光，所述第一反射光入射至所述底面并反射行进至所述顶面，所述第一反射光部分反射和部分折射，从而产生第二反射光和第二折射光，重复前述的光线行进过程，最终产生最后反射光和最后折射光，所述第一折射光至所述最后折射光汇聚成汇聚折射光，所述汇聚折射光的截面形状是长条形状，且当外部物件进入所述长条形状的范围时，所述外部物件反射所述汇聚折射光至所述红外光波状光栅，反射的所述汇聚折射光经由所述红外光波状光栅折射至所述接收装置。2.根据权利要求1所述的利用红外光波状光栅的光学系统，其特征在于，所述接收装置的放置角度及所述发射装置的放置角度皆是-45度至+45度之间。3.根据权利要求1所述的利用...

【专利技术属性】
技术研发人员：李德华，
申请(专利权)人：香港商女娲创造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港,81