[發(fā)明專利]一種抑制背景光干擾的裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610107492.3
• 申請(qǐng)日: 2016-02-26
• 公開（公告）號(hào): CN105651312B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜永強(qiáng);杜英;朱澤恩;邱云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京安榮信電子科技有限公司
• 主分類號(hào): G01D3/028
• 分類號(hào): G01D3/028
• 代理公司: 南京蘇高專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙)32204
• 代理人: 李倩

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種抑制背景光干擾的裝置，屬于光學(xué)儀器技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

在基于光學(xué)法的測(cè)試儀器中，其基本原理是光照射被測(cè)物體，通過(guò)對(duì)被測(cè)物體散射光進(jìn)行檢測(cè)、分析計(jì)算得到測(cè)量結(jié)果。但實(shí)際環(huán)境中的被測(cè)物體附近總會(huì)存在一些背景物體，這些背景物體對(duì)光的反射、散射同樣會(huì)進(jìn)入到光檢測(cè)器(光電轉(zhuǎn)換器)中，從而干擾對(duì)被測(cè)物體的測(cè)量。被測(cè)物體散射光信號(hào)往往被淹沒在強(qiáng)背景反射、散射光的干擾中，要從這樣強(qiáng)的干擾背景下完成測(cè)量變得非常困難，因此抑制強(qiáng)背景光干擾，提高接收光信號(hào)的信號(hào)與干擾比SIR(Signal to Interference Ratio)，成為必須解決的關(guān)鍵技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種抑制背景光干擾的裝置，通過(guò)在接收光路中增加遮光器，從而抑制了背景光的干擾，提高了接收光信號(hào)中的信號(hào)與干擾比，實(shí)現(xiàn)了儀器的精準(zhǔn)測(cè)量。

發(fā)明內(nèi)容：為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)效果，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：

一種抑制背景光干擾的裝置，包括光源以及由接收透鏡、遮光器和光電轉(zhuǎn)換器組成的接收光路，所述光源發(fā)出的激光束照射到被測(cè)物和背景物上，被測(cè)物產(chǎn)生的信號(hào)光和背景物產(chǎn)生的干擾光依次經(jīng)過(guò)接收透鏡的匯聚和遮光器的遮擋，最后被光電轉(zhuǎn)換器接收；

所述遮光器設(shè)置于干擾光經(jīng)過(guò)接收透鏡后形成的背景物物像處，所述遮光器遮擋區(qū)的尺寸與所述背景物物像的尺寸一致，所述遮光器遮擋區(qū)的尺寸小于所述被測(cè)物物像的尺寸；

所述光電轉(zhuǎn)換器位于信號(hào)光經(jīng)過(guò)接收透鏡后形成的被測(cè)物物像處。

一種采用上述抑制背景光干擾裝置來(lái)抑制背景光干擾的方法，包括如下步驟：

步驟1，根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)景確定相應(yīng)的背景物；

步驟2，根據(jù)被測(cè)物確定接收透鏡的位置以及其所需的焦距，計(jì)算出光電轉(zhuǎn)換器的位置和所需感應(yīng)面的最小尺寸；

步驟3，測(cè)量出背景物與接收透鏡的距離，根據(jù)背景物與接收透鏡的距離得到背景物的成像位置和尺寸，將所需尺寸的遮光器設(shè)置在背景物成像的位置上；

步驟4，設(shè)置光源的位置以及激光束的方向即可。

其中，所述激光束的方向與接收光路方向的夾角為光源與被測(cè)物連線與接收光路所形成的夾角。

本發(fā)明裝置的原理是：在不同的應(yīng)用場(chǎng)景中，由于被測(cè)物與接收透鏡的距離是已知的，通過(guò)選擇所需焦距的接收透鏡，進(jìn)而確定了光電轉(zhuǎn)換器的位置與所需感應(yīng)面的最小尺寸；然后根據(jù)背景物與接收透鏡的距離，計(jì)算出背景物成像的位置和尺寸，在背景物成像的位置設(shè)置一個(gè)完全由遮光材料制成的遮光器(如金屬板)，該遮光器的尺寸根據(jù)背景物的尺寸來(lái)確定。

遮光器位置通過(guò)下述方式計(jì)算得到：遮光器與接收透鏡之間距離的倒數(shù)，加上背景物與接收透鏡之間距離的倒數(shù)，等于接收透鏡焦距的倒數(shù)。

有益效果：本發(fā)明的抑制背景光干擾裝置，其在接收光路中設(shè)有遮光器，采用遮光器對(duì)背景光干擾部分進(jìn)行吸收，最大程度地抑制了背景光對(duì)信號(hào)光的干擾，提高了接收光的信號(hào)與干擾比，提高了儀器的測(cè)量精確度。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明抑制背景光干擾裝置在實(shí)施例應(yīng)用場(chǎng)景的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本發(fā)明抑制背景光干擾裝置的原理圖；

圖3為裝置中無(wú)遮光器時(shí)，采用ZEMAX軟件仿真的背景光干擾強(qiáng)度；

圖4為裝置中無(wú)遮光器時(shí)，采用ZEMAX軟件仿真的信號(hào)光強(qiáng)度；

圖5為裝置中有遮光器時(shí)，采用ZEMAX軟件仿真的背景光干擾被抑制后的強(qiáng)度；

圖6為裝置中有遮光器時(shí)，采用ZEMAX軟件仿真的信號(hào)光強(qiáng)度。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例來(lái)對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步說(shuō)明。