光路结构件

技术领域

本发明涉及气体传感器技术领域，尤其涉及一种光路结构件。

背景技术

基于非分光红外吸收探测原理的气体传感器，需要让红外光源发出光线，光线沿着充满目标气体的通道照射一定的距离，再被探测器接收；在该设定距离的通道里，让目标气体对特定波长的红外线产生足够的吸收量，以此产生足够的信号强度。同时，这个光传播的路径不能是开放的，否则会被外部环境中的红外线所干扰，因此光路通常被设计在一个内表面具有高反射率的管状结构中。光路越长，目标气体会对特定波长的红外线产生越多的吸收，探测器的灵敏度就越高。但这与系统的小型化趋势相悖，因此实际的产品中，很多采用螺旋形、之字形、U形等光路通道形状，尽可能在一定的体积内延长光路长度。

目前市场上常见的结构为：PCB上安装有发射和接收元件，在PCB上安装一个底部金属件，其表面作为光路通道的下反射面；再使用另一个内部有开槽的顶部金属件，用于形成光路通道的侧壁和上壁；把顶部金属件倒扣在底部金属件上面，顶部金属件上再设有让气体扩散进去的孔洞。传统结构使用了两个结构件，增加了加工成本和物料成本；结构件一般为金属机加工或者注塑件电镀，成本也较高。

发明内容

为解决目前传感器使用两个结构件，存在物料和加工成本高的技术问题，本申请提供一种光路结构件。

本申请实施例提供的一种光路结构件，包括PCB板，所述PCB板上设有光线发射单元和光线接收单元，

所述PCB板的表面设有一层反光介质层，用于反射光线发射单元发射出的光线；

所述光路结构件还包括光线反射元件，所述光线反射元件扣在所述PCB板上，完全盖住所述反光介质层、所述光线发射单元和所述光线接收单元；

所述光线反射元件的内部加工有凹槽作为光路，所述光线发射单元发射出光线后，经过所述反光介质层反射至所述光线反射元件的凹槽中，沿着凹槽形成的光路传输至所述光线接收单元，光线被所述光线接收单元接收。

在一种可实现的实施方式中，所述凹槽由发射通路和接收通路连通构成，所述发射通路的初始端与所述光线发射单元大小适配，所述接收通路的末端与所述光线接收单元大小适配。

在一种可实现的实施方式中，所述发射通路和所述接收通路之间通过中道隔开，所述中道的中心处开有一道通槽，所述通槽与外部连通，便于气体通过所述通槽进入光路结构件内部，使光线沿着充满目标气体的光路传输。

在一种可实现的实施方式中，所述通槽的两侧为梳状结构，气体在进入光路结构件内部后，穿过所述梳状结构向两侧均匀扩散进所述发射通路和所述接收通路中。

在一种可实现的实施方式中，所述光线反射元件通过冲压工艺加工而成。

在一种可实现的实施方式中，所述反光介质层为金属板材、镜面、反射膜或反光涂料。

在一种可实现的实施方式中，所述反光介质层为金属板材时，金属板材的表面为原色，或者表面电镀、喷漆。

在一种可实现的实施方式中，所述反光介质层为铜箔。

在一种可实现的实施方式中，所述反光介质层为镀金铜箔。

本发明还提供一种封装传感器、光学器件或红外器件，使用上述光路结构件。

本发明提供的一种光路结构件，具有以下有益效果：

(1)使用一层反光介质层作为下反射件，通过冲压工艺加工而成的光线反射元件作为上反射件，不但整个光路结构件减少了一个昂贵的反射结构件，降低了成本；另外冲压工艺成本也较低；

(2)光线反射元件的中道两侧为梳状结构，使气体在进入光路结构件内部后，能穿过梳状结构分别向两侧快速且均匀地扩散进发射通路和接收通路中，以便气体能对光线产生足够的吸收量，产生足够的信号强度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为PCB板和其表面的反光介质层的示意图；

图2为光线反射元件的内部结构示意图；

图3为光线反射元件的外部示意图。

附图标记说明

1-PCB板，2-光线发射单元，3-光线接收单元，4-反光介质层，5-光线反射元件，6-发射通路，7-接收通路，8-中道，9-通槽。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例一：

本发明提供一种光路结构件，包括PCB板1，PCB板1上设有光线发射单元2和光线接收单元3；PCB板1的表面贴有一层反光介质层4，该反光介质层4能够反射光线发射单元2发射出的光线，如图1所示。

另外，光路结构件还包括光线反射元件5，光线反射元件5可以通过冲压工艺加工而成，其内部结构如图2所示，光线反射元件5的内部加工有凹槽作为光路，凹槽由发射通路6和接收通路7连通构成，发射通路6的初始端与光线发射单元2适配，接收通路7的末端与光线接收单元3适配。光线反射元件5直接扣在PCB板1上，完全盖住反光介质层4、光线发射单元2和光线接收单元3；光线发射单元2发射出光线后，经过反光介质层4反射至光线反射元件5的凹槽中，沿着凹槽形成的光路传输至光线接收单元3，光线被光线接收单元3接收。

如图2所示，发射通路6和接收通路7之间通过中道8隔开，中道8的中心处开有一道通槽9，如图3所示为光线反射元件5的外部示意图，该通槽9与外部连通，便于气体通过通槽9进入光路结构件内部，使光线沿着充满目标气体的光路传输。请继续参阅图2，通槽9的两侧为梳状结构，使气体在进入光路结构件内部后，穿过梳状结构向两侧均匀扩散进发射通路6和接收通路7中。

实施例二：

在实施例一的基础上，如图1所示，反光介质层4可以为任意具有反射特性的材质，如金属板材、镜面、反射膜，或者是在PCB板1表面涂覆的一层反光涂料等等，都能够用于充当光路结构件的下反射件；在使用金属板材作为下反射件时，可以用金属板材的原色表面，亦或者可以在金属板材的表面电镀或者喷漆，以实际需要的反射强度作选择。

实施例三：

本实施例三提供一种具体的、可以用作下反射件的材料，即反光介质层4选用为无阻焊覆盖、反光性能较好的裸露铜箔，将适当大小的铜箔直接贴在PCB板1上，充当光路结构件的下反射件；当然，为了获得更好的反射效果，可以采用镀金铜箔，具有更强的反射性能。

本领域技术人员应当能够根据实际需求的反射性能，以及衡量反光介质层4的成本，综合选择出一种适用的材质作为下反射件。

本发明使用一层反光介质层直接贴在PCB板上作为光路结构件的下反射件，再将光线反射元件直接扣在反光介质层上充当上反射件，使得整个光路结构件减少了一个昂贵的反射结构件，降低了成本；此外，反光介质层可以选用容易得到的金属板材，通过冲压工艺来加工形成光线反射元件，进一步降低成本。光线反射元件的通槽两侧设有梳状结构，使气体进入光线反射元件后能够均匀、快速的扩散至发射通路和接收通路，以便气体能对光线产生足够的吸收量。

本发明的光路结构件能够适用于各种封装传感器、光学器件或红外器件中，凡是包含了本发明光路结构件的各种器件，都应当属于本申请的保护范围。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。