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反射器和反射膜技术

使用镜反射传感器和光传递时间传感器需要反射器和反射膜。由于具有微观或宏观结构，它们将投射光返射回光源。根据光斑和环境大小的不同，可以单独选择形状、结构、材料、固定方式和反射器尺寸。

反射器在传感装置中发挥着重要的作用

在传感装置中反射器用于镜反射传感器的可靠、安全运行。大多数是逆向反射器，由大量用作反射面的三重镜构成。反射面大多集成在一个壳体中，通过一个玻璃板防止环境的影响。所谓的逆向反射器的一个特点是，通过三维三重镜结构将光线几乎完全反射回光源方向。除了逆向反射器外，还有反射膜，它是薄膜形式的反射器，因此可以弯曲，而且通常为自粘型。反射面是在透明顶层下实现的，以免受到环境因素的影响。

各种反射类型

光反射分为三种类型。这三种类型取决于光束照射到的表面状况。

漫反射

漫反射（也称为散射）出现在粗糙、不平整的表面。光束不规则地向各个方向发射。只有少量光被反射回光源方向。

镜面反射

反射均匀时会照射到镜面光滑和光亮的表面。此时，入射光束根据反射定律进行反射（入射角相当于失效角）。

逆向反射

逆向反射时，光束反射回光源方向。这种反射类型通常用于镜反射传感器以及与光传递时间传感器的结合使用情况。

逆向反射器的功能原理

逆向反射器是一种反射器，无论入射角如何，都能将入射光反射回入射方向，即反射回光源。为此，被照射表面（反射器结构）具有特殊的精细角形结构，它由很多小的三重镜组成。

三重反射器的原理

三重反射器上，三个镜面彼此垂直，形成一个立方体的内角，也称为 “Corner Cube”。光束照射到第一个平面镜面上，并根据反射定律反射到三重结构的相邻反射面上（镜反射）。然后，光束按照相同原理反射到另外两个相邻的反射面上。因此，利用轻微的光束偏移（相对于入射光束）将光束平行反射回光源。这种反射类型称为逆向反射。

带有反射器或反射膜的镜反射传感器的功能原理

带反射器的镜反射传感器的功能原理基于偏振和偏振器。

这就是偏振
可将光束视为电波。光波在不同的垂直和水平方向振动。光的偏振是指振动方向。如果光没有优先方向，则称为非偏振光。

这是一种线性偏振器
线性偏振器是一种在定义的振动方向（如垂直偏振）传递光的滤光片，而在振动方向的光并不正交传递。也就是说，传递的光是根据偏振器的方向线性偏振的。

带有反射器的镜反射传感器的功能原理

镜反射传感器的功能原理是将偏振器的特性与逆向反射器的光学特性相结合。

带有集成偏振器的传感器在垂直振动方向发射光。
光照射到带有三重镜结构的逆向反射器上。光束反射到三重镜的三个侧面，其中一定部分的偏振光从垂直方向旋转到水平方向。
在传感器内的接收器一侧装有一个水平偏振滤光片。偏振滤光片将水平偏振（来自反射器）光传递到传感器中的接收元件。
现在，如果在传感器与反射器之间将一个物体放入光路，接收器侧的信号会衰减，从而识别出物体。通过使用光的偏振功能，即使在光亮物体上镜反射传感器也能正常工作。在这种情况下，与逆向反射器相反，偏振方向不会旋转。

在选择反射器时必须注意这一点

在选择反射器时，需要考虑不同的因素。这是指反射器结构、光源类型、作用距离以及传感器光学系统（单透镜光学系统和双透镜光学系统）的共同作用。在作决定时，还应考虑反射器的尺寸。此外，在选择适当反射器和反射膜时，反射器经受的环境条件也起着重要的作用。

反射器结构

反射器结构是指反射器和反射膜反射面上的元素形状（三元组、角锥）。这些元素可能具有不同的三重结构尺寸。从非常小的连续结构、微米级（微观结构）的三重结构到宏观的三重结构（宏观结构）或蜂窝结构。

对于许多应用来说，发射器发出的光应照射到尽可能多的反射器三重结构上是非常重要的，这样可以反射尽可能多的光，并且接收的信号稳定。例如，如果直径小的光束（例如激光）照射到少量的三重镜上，在振动影响下应用会出现接收信号不稳定的情况。这反过来又会引起故障。

这种光源类型适用于微观结构

激光束的光束发散度通常很低，并且光束直径小（不超过 1 毫米）。出于这个原因，推荐的反射器型号通常是采用微观结构或连续结构的小型三重结构。反之，如果激光照射到少量的三重镜上，在振动影响下会出现接收到的信号不稳定的情况，并出现干扰。
对于透明材料用的镜反射传感器，也推荐使用微观结构的反射器，因为必须检测光强度的微小变化。

这种光源类型适用于宏观结构

对于许多应用来说，发射器发出的光照射到尽量多的反射器三重结构上是非常重要的，这样可以反射尽量多的光，并且接收到的信号稳定。红光镜反射传感器的光束直径通常较大（几厘米），因此可与三重结构（如宏观结构或蜂窝结构）较大的反射器组合。大三重结构的优点在于反射率，因为三重镜尺寸越大，由表面反射的照射光就越多，可达到的作用范围就越大。

光的作用

反射器的选择主要受光束形状的影响。光束走向以及传感器与反射器之间的距离是重要的影响因素。选择与光束直径相配的反射器。在远距离处，如果反射器安装在焦点后方很远的地方（并且光束直径相应增大），应将激光传感器和反射器与宏观结构相结合。

发散光束

发散光束的直径在传递方向变大（例如发光二极管发出的光）

反射器的位置

反射器的一个重要特性是，无论三重镜尺寸如何，都会将尽量多的光反射回光源方向。根据传感器类型的不同，定位时应考虑一些效应。

单透镜光学系统的工作原理

单透镜光学系统的传感器只有一个透镜，既可用于发射器也可用于接收器。这种传感器的特点是传感器与反射器的最小间距很小。这是可以实现的，因为光直接在接收器透镜接收反射光的地方反射回光源。

双透镜光学系统的工作原理

在双透镜光学系统中，发射器和接收器透镜单独安装在外壳中。为防止反射光照射到发射器而非接收器上，传感器与反射器之间必须有足够大的距离。这尤其适用于近距离应用。对于张角 ≠ 90° 的三重结构，光束被反射回较大的空间角度，使光照射到接收器上。请注意，安装反射器时必须遵守数据表中的规定，因为传感器（参考反射器）的作用距离可能小于或大于装有其他反射器的传感器。不得将反射器的最小距离（作用距离的下限）与待识别对象相关的所谓盲区相混淆。

双透镜光学系统的反射器位置

传感器与反射器的距离正确性对于反射回光源的光照量至关重要。如果反射器与传感器距离太近（黄色区域），反射光不会照射到接收器上，并且不会产生信号。如果反射器与传感器距离过远（红色区域），反射光会太弱，无法触发信号。如果反射器安放位置与传感器距离（绿色区域）足够远，可能会检测到位于灰色区域的物体，因为接收器侧信号减弱。

反射器尺寸

反射器的尺寸应与入射光束的光斑相适应。
• 反射器或反射膜越大，就越容易在远距离处对准传感器。
• 小反射器非常适用于近距离和空间小的场合。

如果光束与反射器的大小完全相同，并且传感器与反射器之间的距离大，则小的振动足以使部分光束远离反射器。这会使信号强度发生变化，这种情况也会在温度波动时出现（例如在传感器或反射器的安装区域）。因此，与光束直径相比，选择稍大的反射器是有意义的。