專(zhuān)利名稱(chēng)：多通道光點(diǎn)－數(shù)碼電信號(hào)轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于對(duì)分布光點(diǎn)進(jìn)行檢測(cè)的裝置，具體涉及一種可同時(shí)將多個(gè)光點(diǎn)轉(zhuǎn)換成數(shù)字電信號(hào)供計(jì)算機(jī)(包括單片機(jī))處理的多通道光點(diǎn)-數(shù)碼電信號(hào)轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
在光學(xué)編碼、光學(xué)特征識(shí)別、光學(xué)可變圖像(OVD)等實(shí)驗(yàn)中，往往會(huì)在空間的某一平面上出現(xiàn)一些光點(diǎn)，這些光點(diǎn)通常分布在某一特征的曲線(xiàn)上(例如同心圓弧)，我們需要測(cè)定在各期望位置上光點(diǎn)的狀態(tài)，把它作為判定或分析某種光學(xué)編碼或OVD的依據(jù)。具體做法是，如果在某點(diǎn)上有光(形成了像點(diǎn))，則把它轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)的1電平，而在預(yù)期的位置無(wú)光斑(無(wú)像點(diǎn)生成)，則為0電平，這樣一些0或1的電平可以視作多位的二進(jìn)制數(shù)碼，用作分析實(shí)驗(yàn)的依據(jù)。進(jìn)一步，結(jié)合全息光柵技術(shù)和光學(xué)編碼原理，可以用于制作小面積的肉眼不可觀(guān)察的分類(lèi)及防偽標(biāo)記，并使全息防偽技術(shù)上升到一個(gè)較高的層次。
為檢測(cè)上述光點(diǎn)分布，通常采用半導(dǎo)體激光器、準(zhǔn)直透鏡、成像透鏡、光電探測(cè)器，與處理電路、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)一起構(gòu)成檢測(cè)裝置，其中的光電探測(cè)器一般采用線(xiàn)陣CCD，此時(shí)光學(xué)探測(cè)器與生成的分布光點(diǎn)作相對(duì)運(yùn)動(dòng)，以串行方式獲取數(shù)據(jù)，這種結(jié)構(gòu)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換速度較慢，同時(shí)，要求CCD與分布光點(diǎn)作精確的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，機(jī)械結(jié)構(gòu)和控制均較復(fù)雜，制作困難，且易發(fā)生故障；而如果采用CCD面陣，可以一次獲取各光點(diǎn)的狀態(tài)，即以并行方式獲取數(shù)據(jù)，但是CCD面陣的成本較高，附屬的硬件和軟件開(kāi)銷(xiāo)大，使得應(yīng)用場(chǎng)合受到局限。
可見(jiàn)，對(duì)這種分布光點(diǎn)的檢測(cè)，存在著檢測(cè)手段上的困難，進(jìn)而影響了上述新的光學(xué)編碼方式的應(yīng)用。最主要的問(wèn)題在于探測(cè)光點(diǎn)并將其轉(zhuǎn)換成便于計(jì)算機(jī)處理的數(shù)字信號(hào)，如果能提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、處理速度快的分布光點(diǎn)傳感轉(zhuǎn)換裝置，即可以較方便地實(shí)現(xiàn)光學(xué)編碼識(shí)別，從而使這種光學(xué)編碼方式在信息攜帶、物品分類(lèi)、防偽等眾多場(chǎng)合獲得廣泛使用。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型目的是提供一種多通道光點(diǎn)-數(shù)碼電信號(hào)轉(zhuǎn)換器，能并行處理由光點(diǎn)構(gòu)成的編碼信號(hào)，將其轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)供計(jì)算機(jī)處理。
為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種多通道光點(diǎn)-數(shù)碼電信號(hào)轉(zhuǎn)換器，是由印刷電路板、保護(hù)薄層和光窗構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)，在印刷電路板的一面排列有至少8個(gè)半導(dǎo)體光電管，透光的保護(hù)薄層結(jié)合在印刷電路板和光電管的表面，光窗固定于保護(hù)薄層外側(cè)，在印刷電路板的另一面安裝有輸出電路元件。
上述技術(shù)方案中，所述半導(dǎo)體光電管用于將光信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，出于減小體積、降低成本的考慮，可以直接采用半導(dǎo)體光電管的芯片，而不必包括封裝結(jié)構(gòu)，半導(dǎo)體光電管固定在印刷電路板上，當(dāng)光點(diǎn)落在半導(dǎo)體光電管上時(shí)，會(huì)產(chǎn)生光信號(hào)電流，每個(gè)半導(dǎo)體光電管對(duì)應(yīng)有一路輸出電路，用于將信號(hào)轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)可處理的0或1的電平信號(hào)，通常，輸出電路主要是斯密特輸入的緩沖器或總線(xiàn)三態(tài)接收器，當(dāng)然還可以包括必要的電阻和電容，這樣構(gòu)成一個(gè)通道，為方便連接，也可以設(shè)置接插件，輸出信號(hào)被連接到接插件。根據(jù)需要，可以設(shè)置多個(gè)獨(dú)立的通道(如16個(gè)，32個(gè)等)，每個(gè)通道均包括一個(gè)上述半導(dǎo)體光電管和對(duì)應(yīng)的輸出電路。所述保護(hù)薄層緊密結(jié)合在印刷電路板和光電管的表面，對(duì)光電管起到保護(hù)作用。所述光窗則為材質(zhì)較硬的薄片，對(duì)光電管起進(jìn)一步的保護(hù)作用，同時(shí)，也可以對(duì)輸入光起一定的限制，比如，采用濾色片作為光窗，可以選擇透過(guò)光的波長(zhǎng)，從而提高光譜選擇性。
上述技術(shù)方案中，所述半導(dǎo)體光電管可以為半導(dǎo)體光電二極管，也可以為半導(dǎo)體光電三極管。并且，一般來(lái)說(shuō)，可以?xún)H采用半導(dǎo)體光電管的芯片，以壓焊的方式固定在印刷電路板上。
上述技術(shù)方案中，所述半導(dǎo)體光電管的芯片數(shù)與光點(diǎn)編碼位數(shù)一致，并按光點(diǎn)的分布位置排列。常見(jiàn)的一級(jí)衍射光點(diǎn)分布成圓弧形，則對(duì)應(yīng)的半導(dǎo)體光電管芯片亦成圓弧形排列，壓焊于印刷電路板上。
上述技術(shù)方案中，所述保護(hù)薄層可以是透明的環(huán)氧樹(shù)脂涂布層。
上述技術(shù)方案中，所述光窗為透明的薄片層，可以是透明的PVC塑料薄片、滌綸片，也可以是有機(jī)玻璃片或?yàn)V色片；薄片粘合固定在保護(hù)薄層上。
由于上述技術(shù)方案運(yùn)用，本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比具有下列優(yōu)點(diǎn)1.本實(shí)用新型是一種多通道的光點(diǎn)檢測(cè)裝置，與線(xiàn)陣CCD的檢測(cè)裝置相比，可以并行處理數(shù)據(jù)，而且不需要設(shè)定的運(yùn)動(dòng)及控制裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用可靠；2.本實(shí)用新型采用半導(dǎo)體光電管的芯片作為光電轉(zhuǎn)換元件，與CCD面陣相比，成本低，適合于光學(xué)編碼場(chǎng)合的需要。


附圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；附圖2為圖1的仰視圖；附圖3為實(shí)施例一中一個(gè)通道的電路原理示意圖。
其中[1]、半導(dǎo)體光電管的芯片；[2]、光窗；[3]、保護(hù)薄層；[4]、印刷電路板；[5]、電路元件；[6]、接插件；[7]、安裝孔。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述實(shí)施例一參見(jiàn)附圖1至附圖3所示，一種多通道光點(diǎn)-數(shù)碼電信號(hào)轉(zhuǎn)換器，它是由印刷電路板4、保護(hù)薄層3和光窗2構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)，在印刷電路板4的一面按照設(shè)計(jì)位置用壓焊方式固定有多個(gè)半導(dǎo)體光電二極管或三極管的芯片1，芯片的數(shù)量和位置根據(jù)檢測(cè)物的編碼方式而定，通常情況下是16個(gè)或32個(gè)，附圖2中給出的是連接示意圖，并未給出具體數(shù)量，出于布線(xiàn)工藝考慮，可以在印刷電路板4上設(shè)置同心半圓周連接箔片，與電源正5V相連，與各光電管芯片的正極連接，光電管的另一端與輸出電路連接，單個(gè)通道的輸出電路如附圖3所示，其中DI可以是斯密特輸入的緩沖器或總線(xiàn)三態(tài)接收器，多個(gè)通道可以共用一個(gè)數(shù)字集成電路，典型的型號(hào)可以采用XXLS14、XXHC14、XXLS244、XXHC24、XXLS245和XXHC245，緩沖后的輸出信號(hào)S連接到接插件6，以方便使用，輸出電路元件5和接插件6布置在印刷電路板4上與光電管芯相對(duì)的另一面。
在印刷電路板4和光電管的表面涂布透光的保護(hù)薄層3，一般采用透明的環(huán)氧樹(shù)脂涂布，再在上面貼上光窗2，光窗2為透明的薄片層，可以采用透明的PVC塑料薄片、滌綸片、有機(jī)玻璃片、濾色片等。
根據(jù)實(shí)際使用情況，本裝置可以裝入光電屏蔽的盒內(nèi)，印刷電路板4上可以設(shè)置安裝孔7。
權(quán)利要求1.一種多通道光點(diǎn)-數(shù)碼電信號(hào)轉(zhuǎn)換器，其特征在于它是由印刷電路板[4]、保護(hù)薄層[3]和光窗[2]構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)，在印刷電路板[4]的一面排列有至少8個(gè)半導(dǎo)體光電管，透光的保護(hù)薄層[3]結(jié)合在印刷電路板[4]和光電管的表面，光窗[2]固定于保護(hù)薄層外側(cè)[3]，在印刷電路板[4]的另一面安裝有輸出電路元件[5]。
2.如權(quán)利要求1所述的多通道光點(diǎn)-數(shù)碼電信號(hào)轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述半導(dǎo)體光電管為半導(dǎo)體光電二極管。
3.如權(quán)利要求1所述的多通道光點(diǎn)-數(shù)碼電信號(hào)轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述半導(dǎo)體光電管為半導(dǎo)體光電三極管。
4.如權(quán)利要求2或3所述的多通道光點(diǎn)-數(shù)碼電信號(hào)轉(zhuǎn)換器，其特征在于僅采用半導(dǎo)體光電管的芯片[1]，以壓焊的方式固定在印刷電路板[4]上。
5.如權(quán)利要求4所述的多通道光點(diǎn)-數(shù)碼電信號(hào)轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述半導(dǎo)體光電管的芯片[1]數(shù)量與光點(diǎn)編碼位數(shù)一致，并按光點(diǎn)的分布位置排列。
6.如權(quán)利要求1所述的多通道光點(diǎn)-數(shù)碼電信號(hào)轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述保護(hù)薄層[3]為透明的環(huán)氧樹(shù)脂涂布層。
7.如權(quán)利要求1所述的多通道光點(diǎn)-數(shù)碼電信號(hào)轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述光窗[2]為透明的薄片層。
8.如權(quán)利要求7所述的多通道光點(diǎn)-數(shù)碼電信號(hào)轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述薄片可以是透明的PVC塑料薄片、滌綸片、有機(jī)玻璃片，也可以是濾色片。
9.如權(quán)利要求7所述的多通道光點(diǎn)-數(shù)碼電信號(hào)轉(zhuǎn)換器，其特征在于所述薄片[2]粘合固定在保護(hù)薄層[3]上。
專(zhuān)利摘要一種多通道光點(diǎn)－數(shù)碼電信號(hào)轉(zhuǎn)換器，其特征在于它是由印刷電路板、保護(hù)薄層和光窗構(gòu)成的多層結(jié)構(gòu)，在印刷電路板的一面排列有至少8個(gè)半導(dǎo)體光電管，透光的保護(hù)薄層結(jié)合在印刷電路板和光電管的表面，光窗固定于保護(hù)薄層外側(cè)，在印刷電路板的另一面安裝有輸出電路元件。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可以并行處理數(shù)據(jù)，使用方便、可靠，適合于各種場(chǎng)合的衍射光點(diǎn)編碼檢測(cè)。
文檔編號(hào)G02F7/00GK2585274SQ0228646
公開(kāi)日2003年11月5日 申請(qǐng)日期2002年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月29日
發(fā)明者朱亞一, 汪振華, 陳林森 申請(qǐng)人:蘇州大學(xué)