具有增強的光導可視化的傳感器裝置和相關方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及傳感器領域，并且更具體地涉及用于增強傳感器指示器的可見性的方法和裝置。
【背景技術】
[0002]工業傳感器通常用于各種各樣的應用和環境中。例如，可以使用諸如接近傳感器、機械開關、光學傳感器和光電傳感器的工業傳感器來檢測目標在傳輸帶上的存在或缺失。同樣地，可以使用安全評級傳感器來防止未經許可地或無意識地接近危險區域，諸如在機器操作之前檢測機械防護門關閉的安全互鎖傳感器。另外，可以使用工業傳感器來監視加工機械的各個部件。
[0003]工業傳感器通常使用用作指示器的一個或更多個光源以在安裝或操作期間將諸如電力、輸出或余量的狀態信號傳輸給最終使用者。通常通過用以將光引導至外部環境的光管路或類似的光學結構傳輸來自光源的光。光源通常是帶顏色的并且通過帶顏色的透鏡投射以發出帶顏色的光，通常為綠色、黃色、橙色或紅色。這些光導耦接的光源的可見性在最終使用者正面觀察時通常是良好的。然而，這些光導耦接的光源的可見性在從偏離中央的大的角度觀察時一一例如在最終使用者從側部觀察時一一通常較差。這些光源的可見性通常會隨著距外部環境的距離增大而減弱。
[0004]已經嘗試了各種方案以著手解決除了正面以外的觀察角度的較差的傳感器指示器可見性，例如選擇更亮(并且可能更大)的光源部件、增大供給至光源的電流、將光源移動得更靠近外表面、以及使用諸如棱鏡或光管路之類的物理光學結構。盡管這些方法可以增加除正面以外的方向的指示器可見性，但是其包括多個缺點，例如更加昂貴的部件、額外的部件加工、基電路上增大的電負載、存在降低產品衛生的集塵器、以及增大的殼體尺寸以容置更大的部件或額外的結構。
[0005]需要的是如下裝置或方法:該裝置或方法保留了傳感器指示器的正面可見性同時增強了除正面以外的觀察角度的可見性，并且克服了以上討論的缺點。
【發明內容】
[0006]一種感測裝置包括由兩個或更多個外平面部分地限定的傳感器殼體以及包括一個或更多個腿的光導，其中光導由豎直平面部分地限定，并且光導是用于感測裝置的指示器。光導沿著第一部分和第二部分延伸，其中第一部分沿著殼體的第一外平面設置，第二部分沿著殼體的第二外平面設置。感測裝置還包括鄰近光導被設置的光源，并且光導在其中包括至少一個狹槽。光導的狹槽具有相對于光導的縱向軸線大約18度至24度的角度。光源被導向狹槽，并且狹槽內的表面沿多個方向傳播光；狹槽并沒有使所有光都彎曲。光的一部分沿著第一部分傳播，并且光的一部分沿著第二部分傳播。
[0007]在一個或更多個實施方式中，本文中提供了一種提供用于感測裝置的指示的方法。該方法包括感測傳感器電路處的操作狀態，基于所感測的操作狀態在傳感器電路處產生信號，利用信號激活光源，以及將從所述光源至光導的光通過第一部分傳播至帶狹槽的部分，帶狹槽的部具有以相對于光導的縱向軸線18度至24度的角度設置的平坦表面。光導可以包括本文中所討論和/或所示出的實施方式中的任一實施方式。
[0008]在充分閱讀【具體實施方式】和所附權利要求時將理解并領會本發明的其他實施方式、方面、特征、目的和優勢。
【附圖說明】
[0009]參照附圖公開了本發明的實施方式，并且這些實施方式僅是出于說明的目的。本發明在其應用方面并不局限于在圖中示出的構造的細節或部件的布置。本發明能夠是其他實施方式或者能夠以各種其他方式實施或實現。使用相似的附圖標記來表示相似的部件。在附圖中:
[0010]圖1示出了根據一個或更多個實施方式所構造的感測裝置的等距視圖。
[0011]圖2示出了根據一個或更多個實施方式所構造的帶狹槽的光導的等距視圖。
[0012]圖3示出了根據一個或更多個實施方式所構造的帶狹槽的光導的前視圖。
[0013]圖4示出了根據一個或更多個實施方式所構造的光導中的狹槽結構的細節。
[0014]圖5示出了根據一個或更多個實施方式所構造的光導組件。
[0015]圖6示出了根據一個或更多個實施方式所構造的傳感器殼體的底部透視圖。
[0016]圖7示出了根據一個或更多個實施方式所構造的感測裝置的側視圖。
[0017]圖8示出了根據一個或更多個實施方式所構造的沿著圖7中示出的線8-8截取的截面視圖。
【具體實施方式】
[0018]以下詳細描述參考通過圖示的方式示出可實施本發明的具體細節和實施方式的附圖。本文中也被稱作“示例”或“選項”的這些實施方式被充分詳細地描述以使得本領域的技術人員能夠實施本發明。
[0019]本文提供了用于控制裝置的光導和相關方法。光導允許增強從用于控制裝置的殼體的多個側部對指示器的觀察。例如，控制裝置包括具有殼體和指示器的傳感器裝置，并且指示器可以在不使用抬升結構的情況下從頂部和側部兩者以及其間的任意角度被觀察。新穎的光導允許光沿繞殼體直至270°的方向分散。
[0020]在一個或更多個實施方式中，諸如感測裝置的控制裝置包括由兩個或更多個外平面部分地限定的傳感器殼體。裝置還包括光導，該光導包括一個或更多個腿，該光導由豎直平面部分地限定并且該光導是用于感測裝置的指示器。光導沿著第一部分和第二部分延伸，其中第一部分沿著殼體的第一外平面設置，并且第二部分沿著殼體的第二外平面設置。裝置還包括與光導鄰近地設置的光源，其中光導在其中包括至少一個狹槽，并且狹槽具有相對于光導的豎直平面大約18度至24度的角度。光源被導向狹槽，并且狹槽內的表面沿多個方向傳播光。光的一部分沿著第一部分傳播并且光的一部分沿著第二部分傳播。
[0021]圖1至圖3示出了感測裝置100的一個或更多個實施方式，感測裝置100在其中包括具有指示能力的光導150并形成可以在裝置的外部被觀察到的指示器。感測裝置100包括由第一外平面122和第二外平面124部分地限定的殼體120。殼體120被配置成至少部分地封入光導、光源和電子裝置。圖6示出了在其中具有光導150的殼體120的底視圖。在一個或更多個實施方式中，光源190 (圖8)被設置成與光導150鄰近，并且提供光來照射指示器，從而基于在傳感器100處事件的感測來提供指示。感測裝置100可以包括用于在滿足期望條件時提供輸出以使光源190 (圖8)通電的各種類型的感測電路。這種感測電路常見于例如接近傳感器和光電傳感器中。
[0022]圖2示出了根據一個或更多個實施方式的光導150。光導150包括第一部分152，第一部分152從第一端部153延伸至第二端部158 (圖3)。在一個或更多個實施方式中，第一端部153被設置成直接鄰近光源190 (圖8)。第一部分152由縱向軸線155 (圖3)限定。
[0023]在第二端部155附近設置有外部指示器157，外部指示器157沿著殼體120的兩個不同的外平面延伸。在一個或更多個實施方式中，外部指示器相對于殼體定尺寸成使得光導與殼體的外部齊平，從而防止來自環境的材料陷在光導內，或陷在光導與殼體之間。在一個或更多個實施方式中，外部指示器157具有帶紋理的外表面以用于光的附加分布。
[0024]在一個或更多個實施方式中，光導150包括形成在光導150內的一個或更多個狹槽170。狹槽170沿著光路設置，并且有助于將光從沿著一個方向行進分散成沿著多個方向行進。例如，在一個或更多個實施方式中，狹槽170是散射狹槽，其中光沒有被狹槽完全彎曲，光被狹槽散射至多個方向，以使得光從殼體的多個側部可見。
[0025]狹槽170由狹槽縱向軸線161部分地限定。在一個或更多個實施方式中，狹槽170具有沿著軸線161的線性形狀，并且/或者包括圓形端。在一個或更多個實施方式中，狹槽170包括內部132和外部134，其中外部134被設置成朝向殼體的外部的第一平面122，并且內部132被設置成朝向殼體的第二外平面124。在一個或更多個實施方式中，狹槽170為線性并且沒有例如繞拐角彎曲。在一個或更多個實施方式中，第一側部122形成殼體的頂部，并且第二平面124形成殼體的側部。
[0026]參照圖3，在一個或更多個實施方式中，以相對于入射光的傾斜角度設置狹槽170或可選的多個狹槽。例如，以相對于縱向軸線155的角度設置狹槽170，并且來自光源的光沿著縱向軸線155行進。在一個或更多個實施方式中，光導第一部分的縱向軸線155與狹槽縱向軸線161之間的角度159為18度至24度。在一個或更多個實施方式中，角度159為21度。在一個或更多個實施方式中，光導150由諸如中央豎直平面的豎直平面149部分地限定。
[0027]在一個或更多個實施方式中，以18度至24度(在一個實施方式中以21度)的中央豎直平面軸線的角度設置狹槽軸線161。在一個或更多個實施方式中，狹槽170被定向成使得狹槽的外部134朝向光源成角度，并且遠離光源并且朝向殼體的上部124設置內部132。光源被導向狹槽，例如狹槽170的外部134，并且狹槽內的表面沿多個方向傳播光，狹槽并沒有使所有光都彎曲。光的一部分沿著第一部分傳播，并且光的一部分沿著第二部分傳播。狹槽的表面可選地帶有例如0.001英寸至0.003英寸的深度的紋理。
[0028]在一個或更多個實施方式中，狹槽170在其中包括熒光團，如圖5中所示。在一個或更多個實施方式中，狹槽170涂覆有熒光團。在一個或更多個實施方式中，塞子172被設置在狹槽170中。在一個或更多個實施方式中，塞子172包括諸如涂層的熒光團或熒光團分散在塞子172內。狹槽170可以包括如上文論述的傾斜角度。在一個或更多個實施方式中，使狹槽170在來自光源的傳播光開始接近狹槽的內部132以及離開狹槽的外部134處成角度。在一個或更多個實施方式中，使狹槽170在來自光源的傳播光開始接近狹槽的外部134以及離開狹槽的內部132處成角度。
[0029]在一個或更多個實施方式中，光導150在一個結構中具有四個光導，但是可以具有任意數目。成角度的狹槽相對于豎直中心線以18度至24度的角度(或在一個或更多個實施方式中以21度的角度)被切割成每個光導，從而產生中空的空間一直穿過光導的四個腿。在一個或更多個實施方式中，成角度的狹槽的內部帶有紋理，諸如每個AMT 9120，例如帶有大約0.001英寸至0.003英寸的深度的紋理，或在另一實施方式中帶有0.002英寸的深度的紋理，從而允許光線的散射。當來自光源的光進入光導的底部(在一個或更