專利名稱：一種光學(xué)位置傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光電檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種光源位置傳感器。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)實(shí)生活中，位置測量、位移測量、角度測量等經(jīng)常需要用到各種傳感器，目前，對光電位置的測量通常使用圖像傳感器和PSD (Position Sensitive Detector)作為測量的主要手段。他們一般都是通過光學(xué)系統(tǒng)將光斑成像在傳感器上，然后用專門處理電路對信號進(jìn)行處理，計算并得出光斑的位置信息。PSD光電位置傳感器，是一種對其感光面上入射光斑重心位置敏感的光電器件，能對光信號的重心位置進(jìn)行測量，因此，PSD常應(yīng)用于空間位置測量系統(tǒng)中。其工作原理在于入射光斑落在PSD的感光面,在器件的PN結(jié)上產(chǎn)生橫向光電效應(yīng),從而PSD以電流方式輸 出電信號。該電信號包含入射光點(diǎn)的照射位置信息，通過對上述輸出電信號的處理，即可計算出入射光斑在PSD上的位置。其中，PSD傳感器作為線性工作的器件，與圖像傳感器相比有位置分辨率高、反應(yīng)電流簡單、快速、與光點(diǎn)形狀無關(guān)等優(yōu)點(diǎn)。目前，應(yīng)用PSD進(jìn)行光電信號的測量，主要的不足是型號少，價格昂貴。在目前的市場上，很多PSD仍然大量用于軍事領(lǐng)域，PSD的廠家非常少，沒有太多考慮民用需求，導(dǎo)致大部分PSD產(chǎn)品產(chǎn)量少，型號比較少，價格高。并且由于軍事的敏感性，很多型號的PSD購買會受到限制。這些都大大影響了 PSD的普及和民用。

實(shí)用新型內(nèi)容針對現(xiàn)有PSD產(chǎn)品價格高、選型少等特點(diǎn)和不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種能有效進(jìn)行光電位置信號測量，同時具有低成本、結(jié)構(gòu)簡單靈活、取材容易的光電位置測
量方法。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案一種基于光遮擋和平面型光敏器件組成的測量方法，可對點(diǎn)光源或平行光進(jìn)行位置的有效測量，其特征在于該方法依次包括以下內(nèi)容。將兩個感光面為長方形的光電傳感器(I)和(2)，延光源移動方向(3)平行的方向固定在一平面上；分別在兩個光電傳感器中心正上方，同一平面上，延光源移動方向(3)的正方向和反方向分別有一遮光板(4)和(5)，使通過遮光板投影到光電傳感器(I)和(2)上的感光面積之和始終為一個光電傳感器的總面積。上述用于光源位置測量的光學(xué)位置傳感器，其特征在于兩個光電傳感器的參數(shù)相同，構(gòu)成一組同時工作的光電測量單兀。待測光經(jīng)過遮光板(4)和(5)后，分別投射到兩個光敏器件(I)和(2)上，形成投影面積分別S1和S2，從結(jié)構(gòu)可知兩個光敏器件投影長度之和為光敏器件總長度，并保持不變，兩個光敏器件輸出光生電流為I1和12。[0012]S1 =光敏器件寬度*投影長度1S2 =光敏器件寬度*投影長度2光敏器件長度=投影長度1 +投影長度2I1 =光強(qiáng)* S1 *感光系數(shù)I2 =光強(qiáng)* S2 *感光系數(shù)整理可得投影長度 = I1 / (I2 + I1)*光敏器件長度投影長度2 = I2 / (I2 + I1)*光敏器件長度。然后可以根據(jù)算得的投影長度i和投影長度2，再計算出光源的方向，方法等同PSD的測量方法。本實(shí)用新型的測量方法，與PSD的測量效果有非常大的共同點(diǎn)和相似性。與PSD相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于可選用眾多廉價的平面型光敏器件，以及不需要光學(xué)器件而使測量結(jié)構(gòu)變得非常簡單。能解決PSD的相應(yīng)不足，具有低成本、取材容易的特點(diǎn)。適用于各種距離測量、角度測量、位移測量等民用領(lǐng)域。

圖I是本實(shí)用新型傳感器的工作示意圖。圖2是本實(shí)用新型實(shí)施方式I的結(jié)構(gòu)示意圖俯視圖。圖3是本實(shí)用新型實(shí)施方式I的結(jié)構(gòu)示意圖側(cè)視圖。圖4是本實(shí)用新型實(shí)施方式2的結(jié)構(gòu)示意圖俯視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖2和附圖3對本實(shí)用新型的實(shí)施方式I做進(jìn)一步說明。如附圖2和附圖3所示，為本實(shí)用新型基于平面光敏器件的光學(xué)位置傳感器的一種實(shí)施方式，具體如下I、將兩個感光面為長方形的光電傳感器(I)和(2)，按光源移動直線(3)方向固定在一暗盒底面中間；2、在暗盒正上方有一長方形通光孔(4)，通光孔在兩個光電傳感器位置方向長度為兩個光電傳感器中心之間的距離。
以下結(jié)合附圖4對本實(shí)用新型的實(shí)施方式2做進(jìn)一步說明。如附圖4所示，為本實(shí)用新型基于平面光敏器件的光學(xué)位置傳感器的另一種實(shí)施方式，具體如下I、將兩個感光面為長方形的光電傳感器(I)和(2 )，按光源移動直線(3 )平行方向固定在一暗盒底面兩側(cè)；2、在光電傳感器各自正上方開有兩個長方形通光孔(4)和(5)，通光孔從兩個光電傳感器中心方向開始，沿光源移動直線(3)的正方向和反方向開口。本實(shí)施方案I和2的測量裝置結(jié)構(gòu)簡單、成本低，在距離測量、光源位置跟蹤等領(lǐng)域都具有很好的應(yīng)用前景。以上所述，僅是本實(shí)用新型的一些實(shí)施例，并非對本實(shí)用新型作任何限制，凡是根據(jù)本實(shí)用新型技術(shù)實(shí)質(zhì)，對以上實(shí)施例做任何簡單修改、變更以及等效結(jié)構(gòu)變化，均屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案 的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求1.一種用于光源位置測量的光學(xué)位置傳感器，其特征在于將兩個感光面為長方形的光電傳感器(I)和(2)，延光源移動方向(3)平行的方向固定在一平面上；分別在兩個光電傳感器中心正上方，同一平面上，延光源移動方向(3)的正方向和反方向分別有一遮光板(4)和(5)，使通過遮光板投影到光電傳感器(I)和(2)上的感光面積之和始終為一個光電傳感器的總面積。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于光源位置測量的光學(xué)位置傳感器，其特征在于兩個光電傳感器的參數(shù)相同，構(gòu)成一組同時工作的光電測量單兀。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種光學(xué)位置傳感器，該傳感器包括對光信號進(jìn)行遮擋后分別投射到兩個平面型光電傳感器上，使光斑在光電傳感器上移動，光斑面積之和為一個光敏面的面積；根據(jù)兩路光電傳感器光生電流的大小，可以計算出光源光斑與光敏面邊緣的距離。本實(shí)用新型的傳感器可有效測量光位置信號，并具有成本低、選材容易、結(jié)構(gòu)簡單靈活的特點(diǎn)。
文檔編號G01D5/26GK202533092SQ20122018989
公開日2012年11月14日 申請日期2012年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月30日
發(fā)明者施寶忠 申請人:施寶忠