[發(fā)明專利]可用于微小物體檢測的超小尺寸超小光斑激光傳感器

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• 申請?zhí)枺?/td>: 201810011246.7
• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN108303700A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 譚海程
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞市中昊自動化科技有限公司
• 主分類號: G01S17/02
• 分類號: G01S17/02;H01S5/042
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種可用于微小物體檢測的超小尺寸超小光斑激光傳感器，包括半導(dǎo)體激光發(fā)生器、高精度透鏡光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于：該激光傳感器還包括線性COMS位置傳感器模塊以及信號處理系統(tǒng)；所述信號處理系統(tǒng)包括放大濾波電路模塊、高速AD轉(zhuǎn)換電路模塊、高速FIFO電路模塊、DSP控制電路模塊、比較及篩選電路模塊、像元計數(shù)處理電路模塊、信號指示輸出電路模塊；

其中，線性COMS位置傳感器模塊與放大濾波電路模塊和比較及篩選電路模塊連接，放大濾波電路模塊依次連接高速AD轉(zhuǎn)換電路模塊、高速FIFO電路模塊、DSP控制電路模塊，比較及篩選電路模塊分別與高速FIFO電路模塊、DSP控制電路模塊和像元計數(shù)處理電路模塊連接，像元計數(shù)處理電路模塊與DSP控制電路模塊和信號指示輸出電路模塊相互連接；

線性COMS位置傳感器模塊還連接有CPLD掃描驅(qū)動電路模塊，CPLD掃描驅(qū)動電路模塊還分別與AD轉(zhuǎn)換電路模塊和像元計數(shù)處理電路模塊連接；

半導(dǎo)體激光發(fā)生器包括激光二極管、激光二極管驅(qū)動器、激光電流調(diào)節(jié)模塊、激光頻率調(diào)節(jié)模塊以及激光智能控制模塊；激光智能控制模塊與DSP控制電路模塊連接；高精度透鏡光學(xué)系統(tǒng)與線性COMS位置傳感器模塊連接。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于微小物體檢測的超小尺寸超小光斑激光傳感器，其特征在于：所述半導(dǎo)體激光發(fā)生器由第一比較器、激光二極管D1、D2、D3、D4、電阻R2、R3、R4、可調(diào)電阻R5、電容C4組成，其中，電阻R2與激光二極管D1、D2串聯(lián)，電阻R3與激光二極管D3、D4串聯(lián)，電阻R4與可調(diào)電阻R5串聯(lián)，三組串聯(lián)后并聯(lián)，并聯(lián)后一公共端接電阻R1后接電源，另一公共端與DSP控制電路模塊連接；第一比較器的正輸入接腳連接電阻R3與激光二極管D3之間，負(fù)輸入接腳連接可調(diào)電阻R5的調(diào)節(jié)端，第一比較器的電源輸入與電阻R1連接；第一比較器的輸出端與DSP控制電路模塊連接；電容C4的一端連接電阻R2、R3、R4的公共端，另一端連接DSP控制電路模塊；

所述DSP控制電路模塊由第二比較器、電阻R6、R7、R8、二極管D5、發(fā)光二極管D6、三極管Q1、信號繼電器KS組成，其中，第二比較器的正輸入接腳與電容C4連接，第二比較器的負(fù)輸入接腳與第一比較器的輸出端連接；電阻R6、R7及發(fā)光二極管D6串聯(lián)，二極管D5與信號繼電器KS并聯(lián)后與三極管Q1的發(fā)射極連接；電阻R6、二極管D5、信號繼電器KS的公共端與電阻R2、R3、R4的公共端連接；三極管Q1的集電極與發(fā)光二極管D6連接并與激光二極管D2、D4的公共端連接；第二比較器的輸出端與電阻R6、R7的公共端連接，且三極管Q1的基極經(jīng)過電阻R8后也與電阻R6、R7的公共端連接；

所述比較及篩選電路模塊由第三比較器、電容C2、C3、電阻R9、R10以及發(fā)光二極管D7組成；其中，第三比較器的正輸入接腳通過電阻R11與電源連接，第三比較器的負(fù)輸入接腳經(jīng)過電容C2后接地，第三比較器的接地接腳經(jīng)過電容C3后接地；電阻R10、R9、發(fā)光二極管D7串聯(lián)，電阻R10的外端連接電源，發(fā)光二極管D7的負(fù)極接地；第三比較器的輸出端與電阻R9、R10的公共端連接并與像元計數(shù)處理電路模塊連接；

所述像元計數(shù)處理電路模塊和信號指示輸出電路模塊由第一運算放大器、電容C1、電阻R12、R13、發(fā)光二極管D8、二極管D9和三極管Q2共同組成；其中，第一運算放大器的正輸入接腳與電容C1連接且電容C1另一端接地，同時第一運算放大器的正輸入接腳還經(jīng)過一電阻R14與DSP控制電路模塊中的電阻R6、二極管D5、信號繼電器KS的公共端連接；第一運算放大器的負(fù)輸入接腳與第三比較器的輸出端連接；第一運算放大器的輸出端與電阻R12、R13、二極管D9的負(fù)極、三極管Q2的發(fā)射極共同連接；二極管D9的正極與三極管Q2的集電極連接并連接信號輸出端；三極管Q2的基極與第一運算放大器連接；發(fā)光二極管D8的正極與電阻R12串聯(lián)，發(fā)光二極管D8的負(fù)極接地；

所述放大濾波電路模塊由第二運算放大器、電阻R23、R24、R25、R26、R27、R28和電容C6組成，其中，第二運算放大器的正輸入接腳經(jīng)過串聯(lián)的電阻R24、R23與電源連接；電阻R26、R27、R28、電容C6的一端共同連接，電阻R26的另一端與第二運算放大器的負(fù)輸入接腳連接，電阻R27的另一端接電源，電阻R28的另一端接地，電容C6的另一端與半導(dǎo)體激光發(fā)生器中的電阻R4連接；電阻R25的一端與第二運算放大器的負(fù)輸入接腳連接，另一端與第二運算放大器的輸出端連接；第二運算放大器的輸出端還與高速AD轉(zhuǎn)換電路模塊、高速FIFO電路模塊連接；

所述高速AD轉(zhuǎn)換電路模塊和高速FIFO電路模塊由第三運算放大器、可調(diào)電阻R21、電阻R22、R29、電容C7以及三極管Q3共同連接組成，其中，第三運算放大器的正輸入接腳串聯(lián)電阻R29后與第二運算放大器的輸出端連接，第三運算放大器的正輸入接腳還與電容C7連接，電容C7另一端接地；第三運算放大器的負(fù)輸入接腳連接可調(diào)電阻R21的調(diào)節(jié)端，可調(diào)電阻R21的另兩端分別接電源和接地；三極管Q3的集電極與第三運算放大器的輸出端連接，三極管Q3的基極與電阻R22串聯(lián)后與第三運算放大器連接；

三極管Q3的發(fā)射極與電阻R6、二極管D5、信號繼電器KS的公共端連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可用于微小物體檢測的超小尺寸超小光斑激光傳感器，其特征在于：所述半導(dǎo)體激光發(fā)生器中激光頭的直徑為3mm且?guī)菁y，激光頭長度為16mm，激光光斑直徑為0.5mm。