本發(fā)明涉及一種用于偏振光的發(fā)射及其檢測(cè)的裝置。該裝置包括光發(fā)射器和光接收器，光發(fā)射器被配置為產(chǎn)生沿光發(fā)射軸線定向的出射光束，光接收器被配置為檢測(cè)沿光檢測(cè)軸線定向的入射光束。該裝置還包括位于光發(fā)射軸線和光檢測(cè)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。

背景技術(shù)：

從公布No.EP 2 508 920 A1中已知了這種裝置。如在該公布中進(jìn)一步描述的那樣，該裝置的光發(fā)射器將光發(fā)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(zhì)(例如白紙)或來自任何反射物質(zhì)(除后向反射器之外)的光應(yīng)由該裝置檢測(cè)。為了在很大程度上減少這種漫射和反射光的檢測(cè)，該裝置的偏振單元配備有兩個(gè)偏振器，其中，發(fā)射的光由一個(gè)偏振器來偏振，而待檢測(cè)的光由另一個(gè)偏振器來偏振。兩個(gè)偏振器對(duì)貫穿的光產(chǎn)生不同的偏振。后向反射器導(dǎo)致到達(dá)光的消偏振并將其沿相同方向發(fā)射回來。

該裝置的一種應(yīng)用是檢測(cè)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(cè)基于該裝置依賴于光接收器檢測(cè)到的或未檢測(cè)到的光而產(chǎn)生的輸出信號(hào)，該輸出信號(hào)指示在監(jiān)控區(qū)域內(nèi)是否存在物體。

但是，先前公開的裝置具有多個(gè)缺點(diǎn)。一方面，偏振單元包括分別負(fù)責(zé)出射光束的偏振和入射光束的不同偏振的兩個(gè)不同的偏振器。這些部件的雙重供應(yīng)表示相當(dāng)大的成本因素，當(dāng)部件必須匹配到期望的紫外線波長(zhǎng)范圍時(shí)更是如此。其還導(dǎo)致該裝置的相當(dāng)復(fù)雜的組成和制造。布置在該裝置的不同位置處的兩個(gè)偏振器的設(shè)置也可不利地影響檢測(cè)可靠性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是補(bǔ)救上述缺點(diǎn)中的至少一個(gè)，并提出一種用于偏振光的發(fā)射和檢測(cè)的裝置，其需要更少的部件數(shù)量和/或使得其組成部件能夠更緊湊地組裝。另一個(gè)目的是提供具有更高檢測(cè)可靠性和/或檢測(cè)靈敏度的這種裝置。

這些目的中的至少一個(gè)通過包括權(quán)利要求1的特征的裝置來實(shí)現(xiàn)。本發(fā)明的有益實(shí)施例由從屬權(quán)利要求限定。

因此，在根據(jù)本發(fā)明的裝置中，光發(fā)射軸線和光檢測(cè)軸線相對(duì)于彼此成角度，使得它們包括交點(diǎn)。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(zhuǎn)離開光發(fā)射軸線和/或入射光束朝向光檢測(cè)軸線偏轉(zhuǎn)，其中，偏轉(zhuǎn)光由偏振器產(chǎn)生的偏振狀態(tài)限定。這樣，可通過偏振器本身有利地實(shí)現(xiàn)光束的重定向，以便區(qū)分出射光和入射光，用于可靠檢測(cè)，同時(shí)以便構(gòu)成在該裝置中發(fā)生光發(fā)射和光檢測(cè)過程的不同位置?？衫眠@一點(diǎn)來減小該裝置組成的復(fù)雜程度和/或減少所需的組件。

優(yōu)選地，偏振器被配置為在朝向光接收器和/或遠(yuǎn)離光發(fā)射器的方向上透射光。透射光優(yōu)選地包括由偏振器產(chǎn)生的偏振狀態(tài)限定的光，在透射光中由偏振器產(chǎn)生的偏振狀態(tài)優(yōu)選地不同于在偏轉(zhuǎn)光中由偏振器產(chǎn)生的偏振狀態(tài)。因此，偏振器可以有利地應(yīng)用，以便在出射光和入射光兩者上產(chǎn)生偏振狀態(tài)，從而有助于進(jìn)一步減少所需組件和/或便于裝置的構(gòu)建。

優(yōu)選地，在偏轉(zhuǎn)光和透射光中產(chǎn)生的偏振狀態(tài)彼此正交。因此，可以借助可用于提高檢測(cè)可靠性的正交偏振狀態(tài)，來提供用于出射光和入射光之間的明確差別的判據(jù)。

優(yōu)選地，偏振器被配置為在偏轉(zhuǎn)光和透射光中的至少一者中產(chǎn)生線性偏振狀態(tài)、圓偏振狀態(tài)和橢圓偏振狀態(tài)中的至少一種。根據(jù)優(yōu)選配置，在偏轉(zhuǎn)光中產(chǎn)生的偏振狀態(tài)對(duì)應(yīng)于s偏振。在透射光中產(chǎn)生的不同偏振狀態(tài)優(yōu)選地對(duì)應(yīng)于p偏振。該配置使本發(fā)明構(gòu)思能相當(dāng)簡(jiǎn)單和可靠地實(shí)現(xiàn)。

優(yōu)選地，光接收器被配置為檢測(cè)紫外線(UV)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光，紫外線波長(zhǎng)范圍優(yōu)選地至少包括紫外線C(UVC)波長(zhǎng)范圍或紫外線B(UVB)和紫外線C(UVC)波長(zhǎng)范圍。特別地，優(yōu)選地低于350nm、更優(yōu)選地低于300nm、最優(yōu)選地低于290nm的波長(zhǎng)范圍可由光接收器檢測(cè)。光接收器優(yōu)選地是光電二極管。

優(yōu)選地，光發(fā)射器被配置為發(fā)射這樣的光，所述光處在紫外線(UV)波長(zhǎng)范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在紫外線B(UVB)和紫外線C(UVC)波長(zhǎng)范圍內(nèi)，最優(yōu)選地在UVC波長(zhǎng)范圍內(nèi)。特別地，優(yōu)選地低于350nm、更優(yōu)選地低于300nm、最優(yōu)選地低于290nm的波長(zhǎng)范圍可由光發(fā)射器發(fā)射。優(yōu)選地，光發(fā)射器的發(fā)射光譜大體上限制在該波長(zhǎng)范圍內(nèi)。優(yōu)選地，光發(fā)射器包括發(fā)光二極管(LED)和/或激光二極管。特別地，光發(fā)射器可以設(shè)置成使得該光發(fā)射器發(fā)射沿光發(fā)射軸線行進(jìn)的發(fā)散光束。優(yōu)選地，發(fā)散光束由至少一個(gè)透鏡變窄為沿光發(fā)射軸線行進(jìn)的大體上平行的光束。

在該波長(zhǎng)范圍內(nèi)操作的該裝置的應(yīng)用可特別地適用于檢測(cè)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(yīng)用的、用于檢測(cè)這些物體的優(yōu)選布置和方法在EP 2 508 921 A1中公開，其通過引用并入本文。

優(yōu)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(yōu)選地通過在偏轉(zhuǎn)的光束中產(chǎn)生偏振狀態(tài)而從光接收體偏轉(zhuǎn)。優(yōu)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(chǎn)生不同的偏振狀態(tài)而透射通過光接收體。優(yōu)選地，偏振器大體上由光接收體組成。

優(yōu)選地，偏振器包括利用布儒斯特角以便在偏轉(zhuǎn)光中產(chǎn)生偏振狀態(tài)的光接收體。這類偏振器可提供若干關(guān)鍵優(yōu)點(diǎn)，包括降低成本、在相對(duì)大的波長(zhǎng)范圍(特別是包括UV波長(zhǎng)范圍)內(nèi)具有高可靠性、減少額外需要的部件、和相對(duì)于其它部件不太復(fù)雜的集成。光接收體優(yōu)選地由板形成。光接收體的材料優(yōu)選地包括對(duì)UV光(更優(yōu)選地對(duì)UVC光)透明的材料。特別地，可以想到塑料材料和/或玻璃，更優(yōu)選地熔融石英玻璃。

根據(jù)第一優(yōu)選配置，偏振器的光接收體在由光發(fā)射器發(fā)射的光的整個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)是大體上可透射的。根據(jù)第二優(yōu)選配置，光接收體具有波長(zhǎng)選擇性，并且光接收體僅在由光發(fā)射器發(fā)射的光的部分波長(zhǎng)范圍內(nèi)允許透射。優(yōu)選地，光接收體的可透射波長(zhǎng)范圍包括UV波長(zhǎng)范圍(更優(yōu)選地UVB和UVC波長(zhǎng)范圍，最優(yōu)選地UVC波長(zhǎng)范圍)或由其組成。特別地，可以想到低于350nm、更優(yōu)選地低于300nm、最優(yōu)選地低于290nm的波長(zhǎng)范圍。

優(yōu)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(yōu)選地施加在光接收體的至少一個(gè)表面上。更優(yōu)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(shí)現(xiàn)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(zhuǎn)光的偏振狀態(tài)不同的偏振狀態(tài)限定。這可有助于進(jìn)一步提高檢測(cè)可靠性。這種包括至少一個(gè)介電涂層的光接收體(特別是玻璃)可有利地特別應(yīng)用于低于300nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)的光，對(duì)于低于300nm的波長(zhǎng)范圍內(nèi)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(tài)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(tài)限定的透射通過偏振器的光的強(qiáng)度與透射通過該偏振器的其余光的強(qiáng)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(qiáng)度Tp與s偏振光(其透射通過該偏振器)的強(qiáng)度Ts之間的比率，即，Tp/Ts。優(yōu)選地，偏振器的消光比為至少20，更優(yōu)選地至少100，最優(yōu)選地至少200。

優(yōu)選地，垂直于偏振器的表面的線與光發(fā)射軸線和光檢測(cè)軸線中的至少一個(gè)之間的角度與布儒斯特角的偏差不超過5°，更優(yōu)選地不超過2°。以這種方式，可確保高檢測(cè)靈敏度或至少足以用于特定應(yīng)用的檢測(cè)靈敏度。

根據(jù)一種優(yōu)選配置，偏振器被配置為在相對(duì)于光檢測(cè)軸線和光發(fā)射軸線中的至少一者的大體上同軸或平行的方向上、沿著朝向光接收器和遠(yuǎn)離光發(fā)射器中的至少一者的方向透射光。根據(jù)另一優(yōu)選配置，偏振器被配置為在朝向光接收器的方向上透射光，其中，透射光束大體上沿其傳播的光軸線以一定偏差角度偏離光檢測(cè)軸線的取向。根據(jù)再一優(yōu)選配置，偏振器被配置為在遠(yuǎn)離光發(fā)射器的方向上透射光，其中，透射光束大體上沿其傳播的光軸線以一定偏差角度偏離可檢測(cè)的出射光束的外光發(fā)射軸線的取向。也可以想到這些配置的組合。

根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，出射光束被偏振器偏轉(zhuǎn)成從光發(fā)射軸線離開并朝向外光發(fā)射軸線，而入射光束朝著光接收器透射通過偏振器，特別是沿著與光檢測(cè)軸線大體上同軸或平行的方向、或沿著以一定偏差角度偏離光檢測(cè)軸線的取向的光軸線。根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施方式，入射光束由偏振器從外光檢測(cè)軸線朝向光檢測(cè)軸線偏轉(zhuǎn)，而出射光束遠(yuǎn)離光發(fā)射器而透射通過偏振器，特別是沿著與光發(fā)射軸線大體上同軸或平行的方向、和/或沿著以一定偏差角度偏離可檢測(cè)的出射光束的外光發(fā)射軸線的取向的光軸線。

優(yōu)選地，該裝置包括被配置為反射出射光束的反射器。反射器優(yōu)選地被配置為使得出射光束的外光路沿著偏振器與反射器之間的外光發(fā)射軸線延伸。此外，反射器優(yōu)選地被配置為使得由反射器反射的光束的外光路沿著反射器與偏振器之間的外光檢測(cè)軸線延伸。根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，外光發(fā)射軸線與外光檢測(cè)軸線大體上重合、且大體上由單外光軸線構(gòu)成。在該實(shí)施方式中，在外光軸線與反射器的反射表面之間形成的角度優(yōu)選地大體上對(duì)應(yīng)于直角。根據(jù)另一種可想到的實(shí)施方式，外光發(fā)射軸線與外光檢測(cè)軸線不重合。在該實(shí)施方式中，外光發(fā)射軸線與反射器的反射表面之間形成的角度優(yōu)選地偏離直角。相應(yīng)地，在外光檢測(cè)軸線與反射器的反射表面之間形成的角度可以偏離直角。

優(yōu)選地，準(zhǔn)直透鏡位于光發(fā)射器與偏振器之間。準(zhǔn)直透鏡優(yōu)選地用于使光發(fā)射器產(chǎn)生的光束沿著該光束在發(fā)射軸線方向上的傳播而變窄。更優(yōu)選地，由準(zhǔn)直透鏡產(chǎn)生大體上平行的光束。以這種方式，可以增大出射光束的覆蓋范圍并因此還增大針對(duì)相應(yīng)入射光束的檢測(cè)響應(yīng)。特別地，在反射器上的反射之前和/或之后，優(yōu)選地由準(zhǔn)直透鏡產(chǎn)生沿著外光路的光軸線的平行的(更優(yōu)選地，同軸的)傳播。因此，可確保的是，發(fā)射光的盡可能大的份額以大體上平行的束狀到達(dá)偏振器處。

優(yōu)選地，光發(fā)射軸線大體上貫穿準(zhǔn)直透鏡的光學(xué)中心。特別地，準(zhǔn)直透鏡的布置可用于確保大體上所有由準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直的光線以大體上相同的角度(特別是布儒斯特角)照射到該偏振器上。以這種方式，可以產(chǎn)生包括大體上性質(zhì)均勻且因此高質(zhì)量的在偏振器上反射的和/或透射通過該發(fā)射器的光的出射光束、或由大體上性質(zhì)均勻且因此高質(zhì)量的在偏振器上反射的和/或透射通過該發(fā)射器的所述光大體上組成的出射光束。優(yōu)選地，該裝置被配置為使得由準(zhǔn)直透鏡提供的大體上平行的光束被透射通過偏振器和/或在偏振器上反射，特別是在該大體上平行的光束在所述反射器上被反射之前實(shí)現(xiàn)。優(yōu)選地，準(zhǔn)直透鏡設(shè)置成使得光發(fā)射軸線大體上相對(duì)于由準(zhǔn)直透鏡產(chǎn)生的大體上平行的光束平行地延伸，更優(yōu)選地同軸地延伸。

優(yōu)選地，聚焦透鏡位于偏振器與光接收器之間。以這種方式，檢測(cè)靈敏度可通過確保到達(dá)偏振器的光的盡可能大的份額由光接收器收集來提高。特別地，由準(zhǔn)直透鏡產(chǎn)生的在偏振器上的大體上平行的光束優(yōu)選地由聚焦透鏡變窄，從而優(yōu)化檢測(cè)可靠性。優(yōu)選地，該裝置被配置為使得由準(zhǔn)直透鏡產(chǎn)生的大體上平行的光束在其被聚焦透鏡變窄之前在所述反射器上反射、和/或透射通過偏振器和/或在偏振器上反射。

優(yōu)選地，光檢測(cè)軸線大體上貫穿聚焦透鏡的光學(xué)中心。優(yōu)選地，應(yīng)用聚焦透鏡以使得入射光束聚焦在光接收器上，使得入射光的大部分或大體上所有入射光都可由光接收器檢測(cè)。優(yōu)選地，聚焦透鏡設(shè)置成使得光檢測(cè)軸線相對(duì)于由準(zhǔn)直透鏡產(chǎn)生和/或在所述反射器上反射的大體上平行的光束大體上平行地延伸，更優(yōu)選地同軸地延伸。

優(yōu)選地，光發(fā)射軸線和/或光檢測(cè)軸線由準(zhǔn)直透鏡和/或聚焦透鏡的定向限定。優(yōu)選地，光發(fā)射軸線大體上貫穿準(zhǔn)直透鏡的光學(xué)中心和/或光檢測(cè)軸線大體上貫穿聚焦透鏡的光學(xué)中心。光發(fā)射軸線和/或光檢測(cè)軸線優(yōu)選地對(duì)應(yīng)于準(zhǔn)直透鏡和/或聚焦透鏡的相應(yīng)光軸。根據(jù)一種優(yōu)選配置，準(zhǔn)直透鏡和/或聚焦透鏡由至少一個(gè)塑料透鏡構(gòu)成。特別地，塑料透鏡可以通過注射成型來制造。這種塑料透鏡的應(yīng)用可以至少部分地使出射光束和/或入射光束消偏振。根據(jù)本發(fā)明的上述布置的優(yōu)點(diǎn)是：使用這種消偏振的塑料透鏡是可行的。因此，與使用玻璃透鏡的裝置相比，總體生產(chǎn)成本可以降低。根據(jù)另一優(yōu)選配置，準(zhǔn)直透鏡和/或聚焦透鏡由至少一個(gè)玻璃透鏡提供。

優(yōu)選地，光發(fā)射器和光接收器布置在共用的殼體中。優(yōu)選地，殼體大體上具有長(zhǎng)方體形狀，以便提供裝置的緊湊形式且便于處理。優(yōu)選地，光發(fā)射軸線和光檢測(cè)軸線中的至少一者大體上平行于殼體的至少一個(gè)外壁的平面延伸，以便使得能夠更容易地將裝置安裝和對(duì)準(zhǔn)于檢測(cè)裝備中。

優(yōu)選地，可樞轉(zhuǎn)的固定臂從殼體的角落區(qū)域和/或外緣突出，以便能在裝置相對(duì)于監(jiān)控區(qū)域的對(duì)準(zhǔn)期間便于安裝和調(diào)整。殼體優(yōu)選地還包括電源適配器，用于為所包括的組件提供電力和提供至少一個(gè)用于測(cè)量信號(hào)的信號(hào)輸出。

優(yōu)選地，殼體包括至少一個(gè)窗口，該窗口對(duì)出射光束和入射光束中的至少一者透明。更優(yōu)選地，設(shè)置了用于出射光束和入射光束的單個(gè)窗口。窗口優(yōu)選地布置在殼體的外緣。優(yōu)選地，光發(fā)射軸線和光檢測(cè)軸線中的至少一者大體上垂直于窗口定向，這進(jìn)一步有助于該裝置的直觀的光學(xué)幾何結(jié)構(gòu)，以便于其安裝。

根據(jù)第一優(yōu)選配置，窗口在由光發(fā)射器發(fā)射的光的全波長(zhǎng)范圍內(nèi)大體上透明。根據(jù)第二優(yōu)選配置，窗口具有波長(zhǎng)選擇性，其僅在由光發(fā)射器發(fā)射的光的部分波長(zhǎng)范圍內(nèi)允許透射。優(yōu)選地，窗口的可透射波長(zhǎng)范圍包括UV波長(zhǎng)范圍、更優(yōu)選地UVB和UVC波長(zhǎng)范圍、最優(yōu)選地UVC波長(zhǎng)范圍，或由這些波長(zhǎng)范圍組成。特別地，可以想到低于350nm、更優(yōu)選地低于300nm、最優(yōu)選地低于290nm的波長(zhǎng)范圍。

根據(jù)一種優(yōu)選的實(shí)施方式，在交點(diǎn)處形成在光發(fā)射軸線與光檢測(cè)軸線之間的角度以至少為1°的偏差角度偏離180°減去二倍的布儒斯特角的角度。更優(yōu)選地，偏差角度至少為2°，最優(yōu)選地至少為2.5°。通過這種方式，可提高該裝置的檢測(cè)可靠性。在該實(shí)施方式中，窗口優(yōu)選地以這樣的方式設(shè)置：形成在由出射光束和入射光束中的至少一者透射的窗口的表面與光發(fā)射軸線和光檢測(cè)軸線中的至少一者之間的角度以該偏差角度偏離直角。這可有助于容易地將該裝置安裝在監(jiān)控區(qū)域中。

根據(jù)另一優(yōu)選實(shí)施方式，在交點(diǎn)處形成在光發(fā)射軸線與光檢測(cè)軸線之間的角度大體上對(duì)應(yīng)于180°減去二倍的布儒斯特角的角度。通過這種方式，可提高該裝置的檢測(cè)靈敏度。

優(yōu)選地，光發(fā)射軸線與光檢測(cè)軸線的交點(diǎn)位于殼體內(nèi)。偏振器優(yōu)選地布置在交點(diǎn)附近。特別地，交點(diǎn)優(yōu)選地位于比光發(fā)射器和/或光接收器更靠近偏振器的位置。更優(yōu)選地，偏振器大體上布置在交點(diǎn)處。以這種方式，能夠提供出射光和入射光在殼體外側(cè)沿著外光軸線的大體上相同的光路。這也可有助于易容易地將該裝置安裝在監(jiān)控區(qū)域中，以有助于將出射光束和入射光束對(duì)準(zhǔn)，從而有助于更好的檢測(cè)可靠性。

優(yōu)選地，偏振器相對(duì)于光發(fā)射軸線和光檢測(cè)軸線傾斜。優(yōu)選地，出射光束在那里偏轉(zhuǎn)和/或透射的偏振器的表面與光發(fā)射軸線之間的角度與入射光束在那里偏轉(zhuǎn)和/或透射的偏振器的表面與光接收軸線之間的角度偏差不大于10°、更優(yōu)選地不大于3°。最優(yōu)選地，偏振器傾斜成使得出射光束在那里偏轉(zhuǎn)和/或透射的偏振器的表面與光發(fā)射軸線之間的角度大體上對(duì)應(yīng)于入射光束在那里偏轉(zhuǎn)和/或透射的偏振器的表面與光檢測(cè)軸線之間的角度。優(yōu)選地，光發(fā)射器和光接收器與偏振器大體上等距離地間隔開。各組件的這種大體上對(duì)稱的布置可進(jìn)一步有助于該裝置的幾何結(jié)構(gòu)的緊湊設(shè)計(jì)。

優(yōu)選地，偏振器在其相對(duì)于發(fā)射軸線和檢測(cè)軸線的正確角位置處通過保持器固定在殼體內(nèi)。保持器優(yōu)選地至少包括板，板包括接納偏振器的側(cè)緣的凹部。優(yōu)選地，保持器包括大體上呈長(zhǎng)方體形狀布置的外壁。偏振器在長(zhǎng)方體內(nèi)大體上沿著長(zhǎng)方體的基部的對(duì)角線方向從長(zhǎng)方體的一個(gè)角部邊緣延伸到相對(duì)的角部邊緣。角部邊緣的高度優(yōu)選地對(duì)應(yīng)于偏振器的高度。

優(yōu)選地，光發(fā)射器和光接收器安裝在板的成角度的面上。板優(yōu)選地被彎曲。特別地，可以想到包括大體上V形彎曲的板。彎曲的板有助于將光發(fā)射器和光接收器以它們正確的相應(yīng)角度定向可再現(xiàn)地安裝在裝置中定向，并且還便于在裝置的工作期間將這些部件穩(wěn)定在其正確的相對(duì)位置中。優(yōu)選地，用于偏振器的保持器固定到板上，以便還確保偏振器相對(duì)于光發(fā)射器和光接收器的正確定位。

優(yōu)選地，彎曲的板是電路板。電路板優(yōu)選地包含電子部件，特別地以便控制光發(fā)射器和/或光接收器、和/或以便確定來自由光接收器檢測(cè)的光的測(cè)量信號(hào)并將其傳送到信號(hào)輸出部。通過將這些所需部件包含在光發(fā)射器和光接收器的安裝板上，可進(jìn)一步降低裝置的復(fù)雜性。

反射器優(yōu)選地布置在布置有光發(fā)射器和光檢測(cè)器的殼體的外部。特別地，在裝置的工作期間，與布置有光發(fā)射器和光檢測(cè)器的那側(cè)相比，反射器優(yōu)選地布置在監(jiān)控區(qū)域的相對(duì)側(cè)。因此，可實(shí)現(xiàn)用于從光發(fā)射器到反射器穿過監(jiān)控區(qū)域的出射光束和用于從反射器到光接收器再次穿過監(jiān)控區(qū)域的反射光束的光路。以這種方式，能夠檢測(cè)到阻擋再次穿過的光束的光路的物體。優(yōu)選地，反射器是后向反射器。

根據(jù)一種優(yōu)選配置，反射器被布置成使得發(fā)射光束和反射光束沿著具有大體上相同的光軸線的光路從殼體外部傳播。這可有助于殼體相對(duì)于反射器的安裝和對(duì)準(zhǔn)。根據(jù)另一種配置，反射器優(yōu)選地被布置成使得發(fā)射光束和反射光束沿著具有不同的光軸線的光路從殼體外部傳播。

反射器優(yōu)選地適于消除由反射器反射的光的至少一部分中(特別是在透射通過偏振器的光和由偏振器偏轉(zhuǎn)的光中的至少一者中)的由偏振器所產(chǎn)生的偏振狀態(tài)。由偏振器產(chǎn)生的偏振光當(dāng)其在反射器反射后優(yōu)選至少部分消偏振、或更優(yōu)選地完全消偏振。通過消除由反射器反射的出射光束的偏振，返回光束因此可與出射光束區(qū)分開。返回光束的區(qū)別特征能夠通過偏振器給入射光束提供由不同偏振狀態(tài)限定的偏執(zhí)來增強(qiáng)。因此，可實(shí)現(xiàn)對(duì)反射器反射的光束的清晰檢測(cè)、并因此還提供特別是任意物體對(duì)反射光束的任何阻擋的清晰檢測(cè)。

根據(jù)第一優(yōu)選配置，反射器大體上在由光發(fā)射器發(fā)射的光的全波長(zhǎng)范圍內(nèi)是反射的。根據(jù)第二優(yōu)選配置，反射器是波長(zhǎng)選擇性的，并且其僅在由光發(fā)射器發(fā)射的光的波長(zhǎng)范圍的一部分內(nèi)允許反射。優(yōu)選地，反射器的可反射波長(zhǎng)范圍包括UV波長(zhǎng)范圍、更優(yōu)選地UVB和UVC波長(zhǎng)范圍、最優(yōu)選地UVC波長(zhǎng)范圍)或由這些波長(zhǎng)范圍組成。特別地，可以想到低于350nm、更優(yōu)選地低于300nm、最優(yōu)選地低于290nm的波長(zhǎng)范圍。

附圖說明

將在下面參照附圖對(duì)優(yōu)選示例性實(shí)施例的描述中更詳細(xì)地描述本發(fā)明。在附圖中：

圖1是用于偏振光的發(fā)射和檢測(cè)的裝置的透視圖；

圖2是圖1所示裝置的縱向剖視圖；

圖3是包括在圖1和圖2所示的裝置的殼體中的部件的分解圖；

圖4是根據(jù)第一配置的用于偏振光的發(fā)射和檢測(cè)的裝置的示意圖；

圖5是根據(jù)第二配置的用于偏振光的發(fā)射和檢測(cè)的裝置的示意圖；

圖6是根據(jù)第三配置的用于偏振光的發(fā)射和檢測(cè)的裝置的示意圖；

圖7是根據(jù)第四配置的用于偏振光的發(fā)射和檢測(cè)的裝置的示意圖；

圖8是根據(jù)第五配置的用于偏振光的發(fā)射和檢測(cè)的裝置的示意圖；

圖9是使用布儒斯特角的偏振器的示意圖；

圖10是函數(shù)關(guān)系圖，其示出了圖5所示的偏振器針對(duì)光在其整個(gè)波長(zhǎng)范圍內(nèi)的不同偏振狀態(tài)的透光性；

圖11是圖4所示裝置的示意圖，其示出了準(zhǔn)直透鏡在發(fā)射的偏振光的光路中的功能；

圖12是圖11所示裝置的示意圖，其中去除了準(zhǔn)直透鏡；以及

圖13是圖11所示裝置的示意圖，其示出了聚焦透鏡在所檢測(cè)的偏振光的光路中的功能。

具體實(shí)施方式

圖1示出了用于偏振光的發(fā)射及其檢測(cè)的裝置1。裝置1包括殼體2，殼體包含用于產(chǎn)生和發(fā)射偏振光束以及用于接收和檢測(cè)偏振光束所需的部件，如它們?cè)趫D2和3中示出的那樣。

殼體2具有大體上平坦的矩形塊的形狀，殼體包括兩個(gè)對(duì)置的大體上為正方形的側(cè)壁3，側(cè)壁3由四個(gè)較細(xì)的面壁4至7圍繞，四個(gè)較細(xì)的面壁相互以大體上的直角相互連接。透射窗8布置在長(zhǎng)方體2的正面壁4上。透射窗8對(duì)于具有UVC波長(zhǎng)的光來說是透明的。用于引導(dǎo)和接收穿過殼體2內(nèi)的透射窗8的出射光束和入射光束所需的光學(xué)路徑大體上在平行于側(cè)壁3的平面內(nèi)延伸。這種布置使得殼體2的相當(dāng)緊湊和便利的尺寸成為可能。

在殼體2的位于底面壁5與后面壁6之間的拐角區(qū)域9處，固定臂10被附接成使其可在平行于側(cè)壁3的平面內(nèi)樞轉(zhuǎn)。相應(yīng)的可樞轉(zhuǎn)接頭11鉸接到拐角區(qū)域9。螺紋12設(shè)置在固定臂10的與可樞轉(zhuǎn)接頭11相對(duì)的外端，并使得能夠?qū)⒀b置1安裝在相應(yīng)的支撐件上。因此，固定臂10使得能夠便于裝置1相對(duì)于外監(jiān)控區(qū)的安裝和對(duì)準(zhǔn)。固定臂10還包括適于內(nèi)部部件的電力供應(yīng)的電源適配器和用于由裝置1傳送的測(cè)量信號(hào)的信號(hào)輸出部。

封閉在殼體2內(nèi)的部件包括光發(fā)射器16、光接收器15、和偏振單元17。光發(fā)射器16是具有在UVC波長(zhǎng)范圍內(nèi)的發(fā)射光譜的發(fā)光二極管(LED)。光發(fā)射器的發(fā)射光譜的峰值波長(zhǎng)范圍為約280nm。還可以想到，光發(fā)射器16是以UVC光譜內(nèi)的波長(zhǎng)發(fā)射的激光二極管。光接收器15是包括在UVC波長(zhǎng)范圍內(nèi)的響應(yīng)譜的光電二極管。

準(zhǔn)直透鏡21布置在光發(fā)射器16與偏振單元17之間的光路中。準(zhǔn)直透鏡21被配置為將由光發(fā)射器16產(chǎn)生的發(fā)散光束在其進(jìn)入偏振單元17之前收窄至大體上平行的光束。聚焦透鏡22被布置在偏振單元17與光接收器15之間的光路中。聚焦透鏡22被配置為在光束與偏振單元17的相互作用之后和在光束由光接收器15檢測(cè)之前將光束聚焦到較小的光斑尺寸。

通過光發(fā)射器16和準(zhǔn)直透鏡21的布置，提供了光發(fā)射軸線54，光發(fā)射器16發(fā)射的光沿該光發(fā)射軸線傳播。通過光接收器15和聚焦透鏡22的布置，提供了光檢測(cè)軸線53，使得在沿著光檢測(cè)軸線53的光路上傳播的光可被光接收器15接收。光發(fā)射軸線54大體上貫穿準(zhǔn)直透鏡21的光學(xué)中心。光檢測(cè)軸線53大體上貫穿聚焦透鏡22的光學(xué)中心。

光發(fā)射器16和光接收器15安裝在板25上。用于聚焦透鏡22的支撐件13和用于準(zhǔn)直透鏡21的支撐件14也安裝在板25上。支撐件13、14大體上為圓柱形并在它們的前端處承載相應(yīng)的透鏡22、21。光發(fā)射器16和光接收器15布置在相應(yīng)的支撐件13、14的腔內(nèi)，在相應(yīng)的支撐件的后端的中心。支撐件13、14確保透鏡21、22相對(duì)于光發(fā)射器16和光接收器15的正確對(duì)準(zhǔn)。

板25是承載控制光發(fā)射器16和光接收器15所需的電氣部件的電路板。電路板25還承載評(píng)估電路，評(píng)估電路被配置為處理由光接收器15獲得的測(cè)量信號(hào)。板25包括在其較薄的面處的彎曲部26，使得兩個(gè)成角度的支腿26、27以V形的方式設(shè)置。因此，支腿26、27的內(nèi)表面成角度并且彼此相對(duì)。在成角度的面之間的彎曲部26的角度大于直角。

光發(fā)射器16和光接收器15分別安裝在彎曲板25的支腿26、27中的一個(gè)上、安裝在支腿的成角度的面處，使得光發(fā)射器16的光發(fā)射軸線54和光接收器15的光檢測(cè)軸線53大體上定向?yàn)榕c相應(yīng)的面正交。這意味著光發(fā)射器16的光發(fā)射軸線54與光接收器15的光檢測(cè)軸線53在交點(diǎn)55處彼此交叉。在光發(fā)射軸線54與光檢測(cè)軸線53之間的交點(diǎn)處所形成的角度大體上對(duì)應(yīng)于180°減去彎曲部26的角度。因此，在光發(fā)射軸線54與光檢測(cè)軸線53之間的交點(diǎn)55的位置以及在其間形成的角度可通過適當(dāng)?shù)剡x擇板25的彎曲部26的角度來設(shè)定。

彎曲板25包括第二彎曲部29，從而構(gòu)成第三支腿30。第二彎曲部29大體上成直角。偏振單元17安裝在第三支腿30的內(nèi)面上，第三支腿的內(nèi)面與板25的另外兩個(gè)支腿26、27的內(nèi)面相對(duì)并與相鄰的支腿27的面成角度。這樣，可確保偏振單元17相對(duì)于光發(fā)射軸線54與光檢測(cè)軸線55之間的交點(diǎn)55和形成在其中的角度保持在正確的位置。

偏振單元17包括單個(gè)偏振器35。偏振器35由大體上板狀的光接收體構(gòu)成。偏振單元17還包括用于偏振器35的保持器36。保持器36包括基板37，基板具有矩形形狀并且包括在基板37的兩個(gè)正好相對(duì)的拐角之間沿對(duì)角線延伸的凹部38。對(duì)角凹槽38接收偏振器35的下緣從而將偏振器保持在其正確位置中。

另一個(gè)凹槽39沿著基板37的外緣側(cè)向延伸。側(cè)向凹槽39接納襯墊40的下緣。襯墊40是彈性的并使偏振器35的前緣受到一定量的壓力的作用，進(jìn)一步確保偏振器的正確定位。保持器36的頂板46包括：對(duì)應(yīng)于基板37中的對(duì)角凹槽38的對(duì)角凹槽，用于接納偏振器35的上緣；和對(duì)應(yīng)于基板37中的側(cè)向凹部39的側(cè)向凹部，用于接納襯墊40的上緣。

保持器36還包括以長(zhǎng)方體形狀來布置的外壁43至45。用于光發(fā)射器16和準(zhǔn)直透鏡21的進(jìn)口部件48連結(jié)到外壁45的前側(cè)，該外壁包括開口，以便使得光能夠在偏振單元17內(nèi)通行。用于光接收器15和聚焦透鏡22的進(jìn)口部件49連結(jié)到另一個(gè)外壁43的前側(cè)，適合于到偏振單元17之外的光通行。這樣，提供了用于光發(fā)射器16及其準(zhǔn)直透鏡21和用于光接收器15及其聚焦透鏡22的進(jìn)一步固定，以便確保光發(fā)射軸線和光檢測(cè)軸線相對(duì)于偏振器35形成正確的角位置。

圖4描繪了用于偏振光的發(fā)射和檢測(cè)的另一裝置51。相對(duì)于圖1-3所示的裝置的相應(yīng)要素用相同的附圖標(biāo)記表示。裝置51包括光發(fā)射器16、光接收器15、彎曲板25、和偏振器35，其以與上述裝置1相同的方式布置。此外，裝置51包括反射器61，其適于反射至少在包括UVC波長(zhǎng)范圍的光譜內(nèi)的光。反射器61是后向反射器。反射器61也可以包括在上述裝置1中，其中，它優(yōu)選地布置在殼體2的外部。

在圖4中，示意性地示出了：光發(fā)射軸線54，其指示由光發(fā)射器16產(chǎn)生的朝向偏振器35的出射光束的傳播方向；和光檢測(cè)軸線53，其指示從偏振器35偏轉(zhuǎn)并可由光接收器15檢測(cè)的入射光束的傳播方向。偏振器35布置在光發(fā)射軸線54與光檢測(cè)軸線53的交點(diǎn)55處。光束由光發(fā)射器16沿著光發(fā)射軸線54發(fā)射并被準(zhǔn)直透鏡21準(zhǔn)直，使得在到達(dá)偏振器35處形成大體上平行的光束。平行光束在偏振器35處利用布儒斯特角γ從光發(fā)射軸線54偏轉(zhuǎn)到外光發(fā)射軸線56。

為此，平行光束的入射角(即，在發(fā)射光束的光發(fā)射軸線54與發(fā)射光束到達(dá)其上的偏振器35的偏轉(zhuǎn)表面上的垂線63之間的角度)大體上對(duì)應(yīng)于布儒斯特角γ。在入射光束的偏轉(zhuǎn)期間，偏振器35產(chǎn)生由出射光的s偏振限定的偏振狀態(tài)。在偏轉(zhuǎn)之后，出射光束的出射角(即，出射光束沿著其傳播的在偏振器35與反射器61之間的外光軸線56與垂線63之間的角度)也大體上對(duì)應(yīng)于布魯斯特角γ。在光發(fā)射軸線54與偏振器35的偏轉(zhuǎn)表面之間的角度α大體上等于光檢測(cè)軸線53與偏振器35的偏轉(zhuǎn)表面之間的角度β。

出射的平行光束沿著外光軸線56朝向反射器61傳播。外光軸線56大體上與光檢測(cè)軸線53同軸或平行。反射器61被布置成使得反射光在大體上對(duì)應(yīng)于外光軸線56的傳播方向上返回。但是，在反射期間，s偏振由反射器61從光束中去除。因此，返回到偏振器35的反射光束大體上是非偏振的。反射光束大體上平行，并返回至偏振器35作為入射光束。入射光束以其平行的形式透射通過偏振器35。在入射光束的透射期間，偏振器35產(chǎn)生由透射光的s偏振所限定的偏振狀態(tài)。然后，透射通過偏振器35的平行光束由聚焦透鏡22聚焦并由光接收器15檢測(cè)。

以這種方式，大體上只有由光發(fā)射器16發(fā)射的光的已由反射器61反射并因此消偏振的部分被光接收器15檢測(cè)到。發(fā)射光的帶有s偏振狀態(tài)的任何其他部分并不朝向光接收器15從外光軸線56透射通過偏振器35到光檢測(cè)軸線53。例如，發(fā)射光的帶有s偏振狀態(tài)的散射光的檢出可有效地得到避免。

這種情況可用于檢測(cè)存在的UVC光不可透過的物體(例如玻璃瓶、塑料瓶、醫(yī)藥瓶、塑料包裝和透明箔)，該物體沿著與外光軸線56交叉的軌跡65行進(jìn)。在外光軸線內(nèi)這種UVC不可透過的物體的存在阻擋了所發(fā)射的UVC光束，使得UVC光束不能到達(dá)反射器61。而且，由UVC不可透過的物體散射的發(fā)射光的主要部分仍會(huì)攜帶p偏振狀態(tài)，從而不會(huì)到達(dá)光接收器15的位置。因此，由光接收器15檢出的p偏振光的暫缺能指示在外光軸線56內(nèi)暫時(shí)存在UVC不可透過的物體。

要注意的是，由UVC不透明物體散射的s偏振發(fā)射光的一小部分也可變得非偏振。但是，這種散射的非偏振光的量通常非常小，在實(shí)踐中可予以忽略。通常，在UVC不可透過的物體橫跨外光軸線56期間，將會(huì)出現(xiàn)至少由光接收器15檢出的s偏振光的銳減。這種衰減將足以判定這樣的物體存在于外光軸線56內(nèi)。

特別地，這種UVC不可透過的物體可以包括漫射物質(zhì)(比如白紙)和/或反射物質(zhì)(比如玻璃或塑料材料)。反射物質(zhì)可以大體上只反射光束而不引起反射光束的任何消偏振。因此，由這種反射物質(zhì)反射的光束將由偏振器35大體上阻擋。漫射物質(zhì)可以在光束漫射時(shí)使光束消偏振。但是，漫射光的特征在于與由反射器61反射的光相比較低的強(qiáng)度。因此，由這種漫射物質(zhì)漫射并貫穿偏振器35的光束將由光接收器15接收，較低的強(qiáng)度使得其能夠區(qū)別于從反射器61返回的光。

在裝置51中，如圖4所示，光發(fā)射軸線54和光檢測(cè)軸線53被布置成使得它們?cè)诮稽c(diǎn)55處形成的角度大體上對(duì)應(yīng)于180°減去二倍的布儒斯特角γ。所形成的角度對(duì)應(yīng)于在光發(fā)射軸線54與偏振器35之間的角度α和光檢測(cè)軸線53與偏振器35之間的角度β之和，亦即所形成的角度為α+β并且大體上等于180°-2γ。反射器61的反射表面被布置為大體上垂直于光檢測(cè)軸線53。相應(yīng)地，反射器61的反射表面相對(duì)于光發(fā)射軸線54大體上以這樣的角度布置：90°減去在光發(fā)射軸線54與光檢測(cè)軸線53之間形成的角度α+β。這種布置可以產(chǎn)生由反射器61反射的發(fā)射光束的最大強(qiáng)度，這可由光接收器15檢測(cè)并因此可用于優(yōu)化檢測(cè)靈敏度。

圖5描繪了用于偏振光的發(fā)射和檢測(cè)的另一裝置67。裝置67大體上對(duì)應(yīng)于圖4所示的裝置51，只是光發(fā)射器16、準(zhǔn)直透鏡21和光發(fā)射軸線54的位置與光接收器15、聚焦透鏡22和光檢測(cè)軸線53的相應(yīng)位置交換。在圖4所示裝置51中的偏振光的發(fā)射和檢測(cè)原理可相應(yīng)地用于裝置67。在這種情況下，由光發(fā)射器16沿著光發(fā)射軸線54發(fā)射的光將透射通過偏振器35并具有p偏振狀態(tài)。透射光沿著與光發(fā)射軸線54大體上同軸的外光軸線56傳播。在由反射器61反射之后，p偏振被去除，反射光沿著外光軸線56返回到偏振器35。

在到達(dá)偏振器35之后，入射光束就以布儒斯特角γ從外光軸線56朝向光檢測(cè)軸線53偏轉(zhuǎn)。通過偏轉(zhuǎn)，s偏振被置入入射光束中。在偏轉(zhuǎn)之后，入射光束的出射角(即，在光檢測(cè)軸線53與垂線63之間的角度)也對(duì)應(yīng)于布儒斯特角γ。偏轉(zhuǎn)的s偏振光然后沿光檢測(cè)軸線53傳播并由光接收器15檢測(cè)。

同樣在裝置67中，如圖5所示，光發(fā)射軸線54和光檢測(cè)軸線53被布置成使得在交點(diǎn)55處形成的角度α+β大體上對(duì)應(yīng)于180°減去二倍的布儒斯特角γ，亦即α+β大體上等于180°-2γ。反射器61的反射表面被布置成與光發(fā)射軸線54大體上垂直，且大體上以下述角度布置：90°減去與光檢測(cè)軸線53形成的角度α+β。這種布置可以相應(yīng)地用于優(yōu)化檢測(cè)靈敏度。

圖6描繪了用于偏振光的發(fā)射和檢測(cè)的另一裝置69。裝置69大體上對(duì)應(yīng)于圖4所示的裝置51，只是在偏振器35與出射光束的反射器61之間的外光發(fā)射軸線58不對(duì)應(yīng)于在反射器61與反射光束的偏振器35之間的外光檢測(cè)軸線59。特別地，在反射器61的反射表面與外光發(fā)射軸線58之間的角度偏離直角。在反射器61的反射表面與外光檢測(cè)軸線58之間的角度也偏離直角。光發(fā)射軸線54與光檢測(cè)軸線53之間的交點(diǎn)55從偏振器35的位置偏移，其中，偏振器35位于交點(diǎn)55附近。

圖7描繪了用于偏振光的發(fā)射和檢測(cè)的另一裝置68。裝置68大體上對(duì)應(yīng)于圖4所示的裝置51，只是光發(fā)射軸線54和光檢測(cè)軸線53被布置成使得在交點(diǎn)55處形成的角度α+β小于180°減去二倍的布儒斯特角γ，偏差的角度為δ，亦即α+β大體上等于180°-2γ-δ。反射器61的反射表面與光檢測(cè)軸線53之間的角度以偏差角度δ偏離直角。相應(yīng)地，反射器61的反射表面相對(duì)于光發(fā)射軸線54大體上以這樣的角度布置：90°減去光發(fā)射軸線54與光檢測(cè)軸線53形成的角度α+β并減去偏差角度δ。偏差角度δ約為3°。

因此，在反射器61處反射的入射光和出射光大體上沿著在偏振器35與反射器61之間的共用外光軸線57傳播，其中，在偏振器35的偏轉(zhuǎn)表面上的垂線63與外光軸線57之間的角度以偏差角度δ偏離布儒斯特角γ。因此，以布儒斯特角γ減去偏差角度δ的角度由偏振器35偏轉(zhuǎn)的發(fā)射光的大部分確實(shí)大體上有助于入射光束在反射器61處被反射。相應(yīng)地，由于光檢測(cè)軸線53以偏差角度δ偏離與外光軸線57同軸的或平行的取向，因此在反射器61處被反射的光的以偏差角度δ偏離外光軸線57的透射角透射通過偏振器35的大部分光確實(shí)大體上有助于可檢光束沿著光檢測(cè)軸線53傳播。因此，透射通過偏振器35的入射光束大體上沿其傳播的光軸線可以偏差角度δ偏離光檢測(cè)軸線53的取向，其中，透射光的至少一部分仍然可由光接收器15檢測(cè)到。

通過這樣的布置，由反射器61反射的光的檢測(cè)可靠性可得到提高。特別地，能夠避免由沿著與外光軸線57交叉的軌跡65行進(jìn)的物體66散射的光接連到達(dá)大體上由光檢測(cè)軸線53構(gòu)成的光接收器15的可檢光路。這種情況在圖7中示出。發(fā)射光的主要部分以布儒斯特角γ由偏振器35偏轉(zhuǎn)，并到達(dá)物體66處(在該物體沿軌跡65橫跨外光軸線57之前)。但是，發(fā)射光的該主要部分大部分被物66散射，其入射角和出射角每者均大體上對(duì)應(yīng)于偏差角度δ，從而不能到達(dá)光接收器15的可檢光路內(nèi)。在與外光軸線57的交點(diǎn)處由物體66散射的發(fā)射光的小部分也不能被光接收器15檢測(cè)到，特別地，是因?yàn)榈竭_(dá)光接收器的表面的光的強(qiáng)度小得多和/或到達(dá)光接收器15的可檢光路中的散射光的一部分的強(qiáng)度進(jìn)一步降低。

圖8描繪了用于偏振光的發(fā)射和檢測(cè)的再一裝置70。裝置70大體上對(duì)應(yīng)于圖7所示的裝置68，只是光發(fā)射器16、準(zhǔn)直透鏡21和光發(fā)射軸線54的位置與光接收器15、聚焦透鏡22和光檢測(cè)軸線53的相應(yīng)位置交換。因此，反射器61的反射表面與光發(fā)射軸線54之間的角度以偏差角度δ偏離直角。相應(yīng)地，反射器61的反射表面相對(duì)于光檢測(cè)軸線53大體上以這樣的角度布置：90°減去光發(fā)射軸線54與光檢測(cè)軸線53形成的角度α+β并減去偏差角度δ。在圖7所示裝置51中的偏振光的發(fā)射和檢測(cè)原理可相應(yīng)地用于圖8所示的裝置70中。如圖所示，從光發(fā)射軸線54以偏差角度δ透射通過偏振器35的發(fā)射光的大部分可大體上有助于入射光束在反射器61處被反射。特別地，透射通過偏振器35的出射光束沿其傳播的光軸線可與光發(fā)射軸線54大體上同軸或平行，并因此可以偏差角度δ偏離外光軸線57的取向，其中，沿外光軸線57傳播的透射光的至少一部分仍可由反射器61反射，并因此返回到偏振器35，以便以布儒斯特角γ偏轉(zhuǎn)并由光接收器15檢測(cè)。這種布置可以相應(yīng)地用于優(yōu)化檢測(cè)可靠性。

圖4、5、6、7和8所示的偏振光的上述發(fā)射和檢測(cè)原理可相應(yīng)地用于圖1-3所示的裝置1中。關(guān)于圖7和圖8所示的裝置68、70的外光軸線57，裝置1的窗口8優(yōu)選地設(shè)置成使得在出射光束透射的窗口8的表面與光發(fā)射軸線54之間形成的角度大體上以偏差角度δ偏離直角。相應(yīng)地，由入射光束透射的窗口8的表面與光檢測(cè)軸線53之間的角度優(yōu)選地大體上以偏差角度δ偏離直角。優(yōu)選地，窗口8的透射表面被布置為與反射器61的反射表面大體上平行。這可有助于方便地將裝置68、70對(duì)準(zhǔn)在監(jiān)控區(qū)內(nèi)。

圖9示意性地描繪了在上述裝置1、51、67、68、69、70中使用的偏振器35。偏振器包括光接收體35，光接收體易于將光大體接收在其整個(gè)表面上、并且易于將光的至少一部分從透射前表面通過其體積透射到透射后表面和/或易于使光的至少一部分從偏轉(zhuǎn)表面偏轉(zhuǎn)。透射前表面和透射后表面中的至少一個(gè)構(gòu)成偏轉(zhuǎn)表面。

光接收體35包括由硅玻璃形成的板71。玻璃板由多層介電涂層72覆蓋。施加介電涂層72，以便提供在期望波長(zhǎng)范圍內(nèi)透射通過偏振器35的非偏振光的縮減的或大體上完全受抑制的部分。

因此，照射光接收體35的光束75被分離成由p偏振狀態(tài)限定的光束77和由s偏振狀態(tài)限定的光束78。s偏振光束78以布儒斯特角γ從光接收體35的表面偏轉(zhuǎn)。光束75的剩余部分大體上由于不同的折射率而沿著成角度的透射路徑76透射通過光接收體35。在透射之后，透射通過透射路徑76的光導(dǎo)致p偏振的光束77與照射光束75大體上同軸或平行。

所描述的在可變波長(zhǎng)范圍內(nèi)的偏振效應(yīng)在圖10中進(jìn)一步示出，圖10針對(duì)具有不同偏振狀態(tài)的光并依賴于光的波長(zhǎng)描繪出了偏振器35的透射率的函數(shù)關(guān)系圖。曲線81表示所透射的s偏振光的強(qiáng)度Ts，曲線82表示所透射的p偏振光的強(qiáng)度Tp。從曲線圖中可以看出，透射通過偏振器35的光強(qiáng)烈依賴于相應(yīng)的偏振狀態(tài)和波長(zhǎng)。

在約275nm與280nm之間的波長(zhǎng)范圍85內(nèi)，大體上沒有s偏振光透射通過偏振器35。而大體上到達(dá)偏振器35的表面并具有s偏振狀態(tài)的光的全部部分在偏振器35的表面以布儒斯特角γ偏轉(zhuǎn)。相反，在波長(zhǎng)范圍85內(nèi)，到達(dá)偏振器35的表面并具有p偏振狀態(tài)的光的大部分或大體上全部部分通過透射偏振器35。因此，被定義為透射通過偏振器35的p偏振光的強(qiáng)度Tp與s偏振光的強(qiáng)度Ts之間的比率的消光比Tp/Ts在波長(zhǎng)區(qū)85中具有較大的值。這種有利的情況可用于清晰地檢測(cè)發(fā)射光，如上述裝置1、51中所示。

圖11示出了圖1-8所示的裝置1、51、67、69、70中的準(zhǔn)直透鏡21的功能。作為示例，裝置51示出于圖11中。光發(fā)射器16產(chǎn)生沿著光發(fā)射軸線54指向準(zhǔn)直透鏡21的發(fā)散光束91。在這種情況下，光發(fā)射器16提供的光通過自發(fā)的發(fā)射過程產(chǎn)生，特別是由LED產(chǎn)生。但是，也可以想到，將受激的發(fā)射過程用于光的產(chǎn)生，特別是由激光二極管產(chǎn)生。而且在后一種情況下，發(fā)散光束91可以沿光發(fā)射軸線54提供。

準(zhǔn)直透鏡21以這樣的方式布置在光發(fā)射軸線54中，使得發(fā)散光束91相對(duì)于在沒有準(zhǔn)直透鏡21的情況下沿著光發(fā)射軸線54進(jìn)一步傳播時(shí)光束將具有的光束尺寸變窄。這被示于圖12，圖12示出了沒有準(zhǔn)直透鏡21的相應(yīng)裝置，使得發(fā)散光束91沿著光發(fā)射軸線54沿傳播方向發(fā)散到在偏振器35上以及偏振器之外的入射位置。

特別地，如圖11所示，施加準(zhǔn)直透鏡21，使得發(fā)散光束91被轉(zhuǎn)換成大體上平行的光束92，該平行的光束92包括沿著光發(fā)射軸線54大體上平行地延伸的光線或大體上由所述光線組成。平行的光束92包括在偏振器35上的入射位置。在圖11所示的例子中，平行光束92在入射位置處、在偏振器35上的入射角大體上對(duì)應(yīng)于布儒斯特角γ。如圖6-8所示的裝置68、69、70中所采用的那樣，能夠相應(yīng)地施加不同的入射角。因此，準(zhǔn)直透鏡21的布置可確保大體上由透鏡21準(zhǔn)直的所有光線以大體上相同的角度(特別是布儒斯特角γ)照射在偏振器35上。平行光束92于是在偏振器35處至少部分地被反射，其中，出射光束93由該反射光束構(gòu)成。出射光束93被設(shè)置成使得其包括沿著外光發(fā)射軸線56大體上平行地延伸的光線或大體上由所述光線組成。

相應(yīng)地，如圖13所示，聚焦透鏡22被布置于光檢測(cè)軸線53中，使得入射光束94(優(yōu)選地大體上平行的光束)相對(duì)于在不具有準(zhǔn)直透鏡21的情況下沿著光發(fā)射軸線53朝著光接收器15進(jìn)一步傳播時(shí)光束將具有的光束尺寸收窄至聚焦光束95。優(yōu)選地，入射光束94包括從反射器61行進(jìn)到偏振器35的外光束96(該光束透射過偏振器35)的光線，或大體上由所述光線組成。外光束96被設(shè)置成使得其包括沿著外光發(fā)射軸線56大體上平行地延伸的光線或大體上由所述光線組成。特別地，外光束96通過出射光束93在反射器61上的反射來產(chǎn)生。優(yōu)選地，聚焦透鏡22施加成使得聚焦光束95聚焦在光接收器15上，使得大部分入射光束94或大體上所有的入射光都可由光接收器15檢測(cè)。特別地，與入射光束94的光斑尺寸相比，聚焦光束95可以聚焦至在光接收器15上的大體上點(diǎn)狀的光斑區(qū)域。

準(zhǔn)直透鏡21和/或聚焦透鏡22的上述布置使得能夠以各種方式提高裝置1、51、67、69、70的適用性和檢測(cè)可靠性。特別地，由準(zhǔn)直透鏡21提供的出射光束的大體上平行的光束形狀增加了裝置1、51、67、69、70的覆蓋范圍并因此增加了其操作距離，并且借助于提高的質(zhì)量從而便于檢測(cè)平行出射光束93的反射光部分而進(jìn)一步有助于入射光的檢測(cè)可靠性。由光接收器15上的聚焦透鏡22提供的入射光束94的聚焦使得能夠在增大的收集區(qū)域上收集入射光，從而進(jìn)一步提高了檢測(cè)可靠性。

準(zhǔn)直透鏡21和/或聚焦透鏡22由塑料透鏡提供。塑料透鏡可以使發(fā)散光束91和/或入射光束94消偏振。但是，該消偏振并不限制裝置1、51、67、69、70的功能，這是因?yàn)闇?zhǔn)直透鏡21在光發(fā)射器16與偏振器35之間的有利布置，和/或因?yàn)闇?zhǔn)直透鏡21在光接收器15與偏振器35之間的有利布置。

上述優(yōu)選實(shí)施例旨在說明本發(fā)明的原理，但不限制本發(fā)明的范圍。在不偏離僅由權(quán)利要求限定的本發(fā)明的范圍的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以就這些優(yōu)選實(shí)施例提出各種其它實(shí)施例和修改。