[發(fā)明專利]光學(xué)傾角傳感器

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200780000628.X
• 申請(qǐng)日: 2007-03-19
• 公開（公告）號(hào): CN101326423A
• 公開（公告）日: 2008-12-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 托斯騰·威匹耶斯基
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 香港應(yīng)用科技研究院有限公司
• 主分類號(hào): G01B11/26
• 分類號(hào): G01B11/26
• 代理公司: 深圳創(chuàng)友專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 江耀純

發(fā)明領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光電設(shè)備，特別涉及用于監(jiān)控物體傾斜或位移的光電設(shè)備。本發(fā)明也涉及一種用于感測(cè)傾斜、位移和運(yùn)動(dòng)的光電傳感器。

發(fā)明背景

對(duì)許多應(yīng)用而言，監(jiān)控和/或測(cè)量物體的傾斜、位移或移動(dòng)是很重要的。例如，監(jiān)控物體的傾斜將提供有關(guān)物體穩(wěn)定性或其它狀況的重要信息。但是，由于諸如存取物體困難、在物體附近安裝傳感器的空間有限、以及本領(lǐng)域有經(jīng)驗(yàn)的技術(shù)人員所熟悉的其它已知困難，測(cè)量或監(jiān)控傾斜并不是輕而易舉的事情。

發(fā)明目的

相應(yīng)地，本發(fā)明的目的是提供一種用來監(jiān)控物體傾斜、移動(dòng)或位移的傳感器。在最低限度上，本發(fā)明旨在提供一種用于監(jiān)控傾斜的光學(xué)傳感器。

發(fā)明概述

廣義地講，本發(fā)明描述了一種光電設(shè)備，其包括一個(gè)光源和一個(gè)光探測(cè)器，光源適合地發(fā)出一個(gè)光束隨后反射到光探測(cè)器，光探測(cè)器適合地接收光束，并包括多個(gè)離散光探測(cè)區(qū)，將光束轉(zhuǎn)換成電能，且光探測(cè)區(qū)被布置成，使得光探測(cè)器的電特性取決于一個(gè)入射光束在多個(gè)光探測(cè)區(qū)上的照射面積的相關(guān)分布。

依照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，提供一種光電裝置用來測(cè)量物體傾斜，本裝置包括一個(gè)發(fā)出光束到物體的光源，和一個(gè)探測(cè)從物體反射的光的光探測(cè)器，光探測(cè)器包括多個(gè)光探測(cè)器區(qū)，其用來將光轉(zhuǎn)換成電能，并被布置成，使得光探測(cè)器的電輸出隨著在發(fā)射光束和反射光束之間的角偏差而變化。

優(yōu)選地，電特性包括電輸出，并且在每個(gè)單位光照射面積上的每個(gè)所述多個(gè)光探測(cè)區(qū)的電輸出是相同的。

優(yōu)選地，光源被光探測(cè)器的多個(gè)光探測(cè)區(qū)圍住。

優(yōu)選地，光源位于光探測(cè)區(qū)的中央。

優(yōu)選地，光源包括一個(gè)發(fā)光表面，發(fā)光表面的表面積比光探測(cè)器的一個(gè)光探測(cè)區(qū)的表面積小。

優(yōu)選地，從光源發(fā)出的光束是從光源擴(kuò)散的，因此，當(dāng)反射之后入射到光探測(cè)器上時(shí)，反射光束的印跡超過光源的印跡。

優(yōu)選地，多個(gè)光探測(cè)區(qū)被安排成兩個(gè)光探測(cè)組，當(dāng)光束平均地或?qū)ΨQ地入射到此兩個(gè)光探測(cè)組時(shí)，此兩個(gè)光探測(cè)組的電輸出是相等的。

優(yōu)選地，此兩個(gè)光探測(cè)組被安排成，使得當(dāng)一個(gè)光探測(cè)組的電輸出是最大值時(shí)，另一個(gè)光探測(cè)組的電輸出是最小值，反之亦然。

優(yōu)選地，光探測(cè)區(qū)被分成兩個(gè)光探測(cè)組，此兩個(gè)光探測(cè)組被安排成，使得此兩個(gè)光探測(cè)組的電輸出是不相等的，除非當(dāng)發(fā)射光束和反射光束有一個(gè)公共光軸。

優(yōu)選地，此兩個(gè)光探測(cè)組被安排成，使得發(fā)射光束和反射光束之間的角偏差引起此兩個(gè)光探測(cè)組之間電輸出上的差別。

優(yōu)選地，光探測(cè)區(qū)被安排成，使得當(dāng)反射光束正常入射到光探測(cè)區(qū)上時(shí)，此兩個(gè)光探測(cè)組的電輸出是相等的。

優(yōu)選地，光探測(cè)器包括被正十字形分開的四個(gè)光探測(cè)區(qū)，光源位于正十字中央。

優(yōu)選地，光探測(cè)器被安排成，使得光探測(cè)器的電輸出隨著發(fā)射光束和反射光束之間角偏差的增加而增加。

優(yōu)選地，本裝置還包括將光探測(cè)器的電輸出與發(fā)射光束和反射光束之間的角偏差相互關(guān)聯(lián)的裝置。

優(yōu)選地，本裝置還包括將物體距離與電輸出相互關(guān)聯(lián)的裝置。

優(yōu)選地，光探測(cè)器包括兩組將光轉(zhuǎn)換成電能的光探測(cè)區(qū)，光探測(cè)器被安排成，使得此兩個(gè)光探測(cè)區(qū)的電輸出是不相等的，除非當(dāng)發(fā)射光束和反射光束是在一個(gè)預(yù)定角偏差上。

優(yōu)選地，預(yù)定角偏差為零。

優(yōu)選地，光探測(cè)區(qū)的電輸出服從差分或迭加處理，從而差分或迭加處理的最大值和最小值分別出現(xiàn)在預(yù)定角偏差上。

優(yōu)選地，光源和光探測(cè)器是在一個(gè)公共支撐結(jié)構(gòu)上形成。

附圖說明

參照附圖并結(jié)合范例，以下將詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中：

圖1是本發(fā)明光電設(shè)備作為傾角傳感器應(yīng)用的示意圖，

圖2是本發(fā)明光電設(shè)備的布局示意圖，

圖3是本發(fā)明光電設(shè)備的光源發(fā)出的光束擴(kuò)散示意圖，

圖4是圖2光電設(shè)備在反射光束照射下的示意圖，光束覆蓋均勻分布在四個(gè)離散光探測(cè)區(qū)上，

圖5是顯示一個(gè)反射光束在經(jīng)過物體傾斜角α電反射之后而照射到圖2的光電設(shè)備上的印跡示意圖，

圖6顯示當(dāng)反射光束照射圖2的光電設(shè)備時(shí)的示意圖，其中初始光束照射到物體上，該物體的反射平面相對(duì)水平傾斜α角度。

圖7顯示在物體移動(dòng)一個(gè)位移δh之后圖6的光電設(shè)備發(fā)出光束的反射示意圖。

圖8是一個(gè)數(shù)例表格，顯示光探測(cè)器上入射束斑的移動(dòng)與物體的傾角(α)和高度以及高度變化之間的關(guān)系；和