專利名稱：光照射位置傳感器及其感測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及的是一種光照射位置傳感器，特別涉及的是一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本 低廉的光照射位置傳感器及其感測(cè)方法。
背景技術(shù)：
近來，電子式水平傳感器在偵測(cè)待測(cè)物水平度的應(yīng)用上，已有廣泛地研究使
用的趨勢(shì)。例如，中國(guó)臺(tái)灣省第95142934號(hào)發(fā)明專利申請(qǐng)案，即公開一種電子式 水平傳感器及其感測(cè)方法，其是利用光束來照射水平液面計(jì)，再以電荷耦合裝置 (Charge Coupled Device,簡(jiǎn)稱CCD)或互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體(Compkmentary Metal Oxide Semiconductor,簡(jiǎn)稱CMOS)組件等光傳感器，來偵測(cè)水平液面計(jì)反射的光 束的照射位置，并據(jù)以判斷待測(cè)物是否傾斜。
前述類似的應(yīng)用，是使用一維或二維的數(shù)組式光傳感器，來偵測(cè)所接收的光 束的照射位置。因此，隨著水平傳感器所需的感測(cè)范圍的增加，以及感測(cè)分辨率 的提高，所使用的光電感測(cè)單元的數(shù)量，也需大幅提高，使得位置傳感器的成本 也隨著增加。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種光照射位置傳感器及其感測(cè)方法，其可 簡(jiǎn)化光照射位置傳感器的結(jié)構(gòu)，以降低其制造與維護(hù)成本。
為達(dá)上述及其它目的，本發(fā)明提供一種光照射位置傳感器，適用在感測(cè)一光 束的照射位置，此光照射位置傳感器包括散光組件、復(fù)數(shù)個(gè)光傳感器與處理單 元。其中，散光組件用以接收光束的照射，并將光束散射為散射光，復(fù)數(shù)個(gè)光傳 感器是設(shè)置在散光組件的周圍，用以分別將所接收到的散射光的強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電訊 號(hào)，而處理單元?jiǎng)t耦接光傳感器，用以依據(jù)那些光傳感器輸出的電訊號(hào)，來計(jì)算 產(chǎn)生位置值。
本發(fā)明另提供一種光照射位置感測(cè)方法，適用在感測(cè)一光束的照射位置，此 光照射位置感測(cè)方法包括下列步驟接收光束的照射，并將光束散射為散射光；在復(fù)數(shù)個(gè)點(diǎn)上偵測(cè)散射的散射光，并將所接收到的散射光的強(qiáng)度，分別轉(zhuǎn)換為電訊號(hào)；以及依據(jù)這些電訊號(hào)，來計(jì)算產(chǎn)生位置值。由上述說明可知，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于，提供的一種光照射位置傳感器及其感 測(cè)方法，由于不必隨著所需的感測(cè)范圍的增加與感測(cè)分辨率的提高，而增加所使 用的光感測(cè)單元的數(shù)量，故可簡(jiǎn)化其結(jié)構(gòu)，進(jìn)而降低其制造與維護(hù)成本。為讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特以較佳 實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下


圖1是顯示根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的一種光照射位置傳感器示意圖； 圖2是顯示根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的一種光照射位置傳感器示意圖； 圖3是顯示根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的一種光照射位置傳感器示意圖。 附圖標(biāo)記說明10、 20、 30-光照射位置傳感器；11、 21、 31-散光組件；12、 13、 22、 23、 24、 32、 33、 34、 35-光傳感器；121、 131、 221、 231、 241 -電訊 號(hào)；321、 331、 341、 351-電訊號(hào)；17、 27、 37-處理單元；18、 28、 38-光束； 19、 29、 39-散射光。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參考圖l所示，其為根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的一種光照射位置傳感器示意 圖。圖中，此光照射位置傳感器10包括散光組件ll、光傳感器12、 13與耦接 光傳感器12、 13的處理單元17。散光組件11例如是霧化處理的玻璃柱或塑料柱， 光傳感器12、 13例如是光電二極管、電荷耦合裝置、互補(bǔ)式金氧半導(dǎo)體或光敏電 阻等光電感測(cè)單元所構(gòu)成。其中，散光組件11用以接收光束18的照射，并將光束18往散光組件11的 兩端散射，而成為散射光19。散光組件11的兩端則分別設(shè)置有光傳感器12與13, 以便可以將所接收到的散射光19的強(qiáng)度，分別轉(zhuǎn)換為電訊號(hào)121與131，電訊號(hào) 121與131通常為電流訊號(hào)或電壓訊號(hào)，其電流值或電壓值的大小，是與所接收 到的散射光19的強(qiáng)度成一關(guān)系式。電訊號(hào)121與131是傳送至處理單元17，以便處理單元17可以依據(jù)電訊號(hào) 121與131所代表的光強(qiáng)度的大小，來計(jì)算產(chǎn)生代表所偵測(cè)的屏束位置的位置值?？梢圆捎玫挠?jì)算方式有許多種，例如，當(dāng)電訊號(hào)121與131所代表的光強(qiáng)度分別為U與lB時(shí)，則可以K(lnU-lnlB)的關(guān)系式，來計(jì)算獲得所偵測(cè)的光束位置 偏離散光組件11中心點(diǎn)的位置值，其中K為一常數(shù)。也即，當(dāng)電訊號(hào)121與131所代表的光強(qiáng)度U等于lB時(shí)，所偵測(cè)的光束位置， 是位于散光組件11的正中間位置，當(dāng)電訊號(hào)121與131所代表的光強(qiáng)度Ia大于 lB時(shí)，所偵測(cè)的光束位置，是位于散光組件11偏向光傳感器12的位置，電訊號(hào) 121與131所代表的光強(qiáng)度IA與IB差距愈大時(shí)，所偵測(cè)的光束位置，愈偏向在 光傳感器12的位置。另外，當(dāng)電訊號(hào)121與131所代表的光強(qiáng)度IA小于IB時(shí)， 所偵測(cè)的光束位置，則位于散光組件11偏向光傳感器13的位置，同樣地，電訊 號(hào)121與131所代表的光強(qiáng)度U與lB差距愈大時(shí)，所偵測(cè)的光束位置，愈偏向在 光傳感器13的位置。采用前述計(jì)算式來計(jì)算所偵測(cè)的光束位置的位置值，其優(yōu)點(diǎn)是可以將光束本 身強(qiáng)度變化的誤差予以消除。當(dāng)然，如熟習(xí)此藝者所知，能精確計(jì)算出所偵測(cè)的 光束位置的位置值的其它計(jì)算式，也可為處理單元17所采用。此一實(shí)施例，除了 可以如前述地應(yīng)用在電子式水平傳感器的外，也可應(yīng)用在高度的量測(cè)上。請(qǐng)參考圖2所示，其為根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的一種光照射位置傳感器示意 圖。圖中，此光照射位置傳感器20包括散光組件21、光傳感器22、 23、 24與 耦接光傳感器22、 23、 24的處理單元27。本實(shí)施例的工作原理大致與圖1相同，所不同的是使用的散光組件21為圓形 平板狀，故當(dāng)散光組件21接收光束28的照射后，會(huì)將光束28自散光組件21的 照射位置向周圍散射，而成為散射光29。散射光29的強(qiáng)度，則由例如利用等間 距地分布在散光組件21周圍的光傳感器22、 23與24來偵測(cè)，并將所接收到的散 射光29的強(qiáng)度，分別轉(zhuǎn)換為電訊號(hào)221、 231與241。電訊號(hào)221、 231與241的 大小，是與所接收到的散射光29的強(qiáng)度成一關(guān)系式，以便處理單元27可以依據(jù) 電訊號(hào)221、 231與241的大小，來計(jì)算所偵測(cè)的光束28的照射位置的位置值。請(qǐng)參考圖3所示，其為根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的一種光照射位置傳感器示意 圖。圖中，此光照射位置傳感器30包括散光組件31、光傳感器32、 33、 34與 35，以及耦接光傳感器32、 33、 34與35的處理單元37。本實(shí)施例的工作原理也大致與圖1相同，所不同的是使用的散光組件31為方 形平板狀，故當(dāng)散光組件31接收光束38的照射后，會(huì)將光束38自散光組件31的照射位置向周圍散射，而成為散射光39。散射光39的強(qiáng)度，則由分別設(shè)置在 散光組件31四個(gè)角落的光傳感器32、 33、 34與35來偵測(cè)，并將所接收到的散射 光39的強(qiáng)度，分別轉(zhuǎn)換為電訊號(hào)321、 331、 341與351。電訊號(hào)321、 331、 341 與351的大小，是與所接收到的散射光39的強(qiáng)度成一關(guān)系式，以便處理單元37 可以依據(jù)電訊號(hào)321、 331、 341與351的大小，來計(jì)算所偵測(cè)的光束38的照射位 置的位置值。由上述說明中，可歸納一種光照射位置感測(cè)方法，適用在感測(cè)一光束的照射 位置。此光照射位置感測(cè)方法包括下列步驟接收光束的照射，并將光束散射為 散射光；在復(fù)數(shù)個(gè)點(diǎn)上偵測(cè)散射的散射光，并將所接收到的散射光的強(qiáng)度，分別 轉(zhuǎn)換為電訊號(hào)；以及依據(jù)這些電訊號(hào)，來計(jì)算產(chǎn)生位置值。雖然本發(fā)明已以較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí) 此技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)所作的各種更動(dòng)與潤(rùn)飾，也屬本發(fā)明 的范圍。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍當(dāng)視后附的申請(qǐng)專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1. 一種光照射位置傳感器，適用在感測(cè)一光束所照射的一位置值，其特征在于其包括一散光組件，用以接收所述的光束的照射，并將所述的光束散射為一散射光；復(fù)數(shù)個(gè)光傳感器，設(shè)置在所述的散光組件的周圍，用以分別將所接收到的所述的散射光的強(qiáng)度，轉(zhuǎn)換為一電訊號(hào)；以及一處理單元，耦接所述的復(fù)數(shù)個(gè)光傳感器，用以依據(jù)所述的復(fù)數(shù)個(gè)光傳感器輸出的所述復(fù)數(shù)個(gè)電訊號(hào)，來計(jì)算產(chǎn)生所述的位置值。
2. 如權(quán)利要求1所述的光照射位置傳感器，其特征在于所述的散光組件是 呈柱狀，而所述的復(fù)數(shù)個(gè)光傳感器至少包括一第一光傳感器與一第二光傳感器， 分別設(shè)置在所述的散光組件的兩端。
3. 如權(quán)利要求2所述的光照射位置傳感器，其特征在于所述的第一光傳感 器轉(zhuǎn)換所得的所述的電訊號(hào)代表的光強(qiáng)度為IA,所述的第二光傳感器轉(zhuǎn)換所得的 所述的電訊號(hào)代表的光強(qiáng)度為IB，所述的處理單元是以K ( In IA-ln IB)的關(guān)系式 計(jì)算，來取得所述的位置值，其中的K為一常數(shù)。
4. 如權(quán)利要求1所述的光照射位置傳感器，其特征在于所述的散光組件呈 圓形平板狀，而所述的復(fù)數(shù)個(gè)光傳感器則包括分布在所述的散光組件周圍的至少 3個(gè)光傳感器。
5. 如權(quán)利要求1所述的光照射位置傳感器，其特征在于所述的散光組件呈 方形平板狀，而所述的復(fù)數(shù)個(gè)光傳感器則包括分別設(shè)置在所述的散光組件角落的 4個(gè)光傳感器。
6. —種光照射位置感測(cè)方法，適用在感測(cè)一光束所照射的一位置值，其特征 在于其包括下列步驟接收所述的光束的照射，并將所述的光束散射為一散射光； 在復(fù)數(shù)個(gè)點(diǎn)上偵測(cè)所述的散射光，并將所接收到的所述的散射光的強(qiáng)度，分 別轉(zhuǎn)換為一電訊號(hào)；以及依據(jù)所述復(fù)數(shù)個(gè)電訊號(hào)，來計(jì)算產(chǎn)生所述的位置值。
7. 如權(quán)利要求6所述的光照射位置感測(cè)方法，其特征在于通過呈柱狀的一 散光組件，來將所述的光束往所述的散光組件兩端散射。
8. 如權(quán)利要求7所述的光照射位置感刺方法，其特征在于當(dāng)所述的散光組件兩端偵測(cè)到的所述的電訊號(hào)^表的光強(qiáng)度分別為Ia與lB時(shí)，所述的位置值是以K ( In IA-ln IB)的關(guān)系式計(jì)算取得，其中的K為一常數(shù)。
9. 如權(quán)利要求6所述的光照射位置感測(cè)方法，其特征在于通過呈圓形平板 狀的一散光組件，來將所述的光束往所述的散光組件的四周散射，并在所述的散 光組件周圍的至少3個(gè)點(diǎn)上偵測(cè)所述的散射光。
10. 如權(quán)利要求6所述的光照射位置感測(cè)方法，其特征在于通過呈方形平板 狀的一散光組件，來將所述的光束往所述的散光組件的四周散射，并在所述的散 光組件的4個(gè)角落上偵測(cè)所述的散射光。
全文摘要
本發(fā)明為一種光照射位置傳感器及其感測(cè)方法，是以散光組件來接收光束的照射，以將光束散射為散射光，并以設(shè)置在散光組件的周圍的多數(shù)個(gè)光傳感器，來分別將所接收到的散射光的強(qiáng)度轉(zhuǎn)換為電訊號(hào)。的后，應(yīng)用處理單元以依據(jù)每一光傳感器輸出的電訊號(hào)，來計(jì)算產(chǎn)生光照射位置的位置值。因此，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且易于實(shí)施，有利于降低此一光照射位置傳感器的制造與維護(hù)成本。
文檔編號(hào)G01D5/26GK101231180SQ20071000364
公開日2008年7月30日 申請(qǐng)日期2007年1月23日 優(yōu)先權(quán)日2007年1月23日
發(fā)明者陳國(guó)禔 申請(qǐng)人:方礎(chǔ)光電科技股份有限公司