[發明專利]可用于微小物體檢測的超小尺寸超小光斑激光傳感器

在審

• 申請號: 201810011246.7
• 申請日: 2018-01-05
• 公開（公告）號: CN108303700A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 譚海程
• 申請（專利權）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

本發明涉及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，包括半導體激光發生器、高精度透鏡光學系統，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；所述信號處理系統包括放大濾波電路模塊、高速AD轉換電路模塊、高速FIFO電路模塊、DSP控制電路模塊、比較及篩選電路模塊、像元計數處理電路模塊、信號指示輸出電路模塊。本發明通過采用上述電路設計，能使激光傳感器達到超小尺寸、超小光斑和超高精度的效果，激光光斑直徑僅為0.5mm，既能滿足安裝空間的要求，尤其對于高精密智能化設備的要求，又能實現對直徑小于1mm的微小物體如芯片的針腳，頭發絲等類似物品的穩定可靠的檢測。

技術領域：

本發明屬于傳感器技術領域，尤其涉及工業自動化行業非接觸式檢測激光傳感器，特指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。

背景技術：

背景1：現有的光電傳感器，接近傳感器等尺寸都偏大，不適合要求結構精巧，安裝空間受限的精密智能自動化機械。現在工業生產領域，自動化生產設備要求智能化的同時，本身結構設計也更精密，更小巧，所以要求傳感器在實現穩定可靠檢測的同時，本身尺寸越小越好，不要占用大的安裝空間，這就要求傳感器本身尺寸要盡量小。

背景2：現在工業生產領域，被檢測的物體材料不同，如金屬材料和非金屬材料等，不同材料表面處理不一樣，很多材料做了表面處理后就要求不能機械碰觸，不然就會損傷或損壞材料，故要求不能跟材料直接接觸進行檢測，不受材料的影響穩定檢測。

背景3：現有的光電傳感器，超聲波等傳感器光斑，聲波都偏大，不適合檢測如芯片針腳等細小工件的檢測。現在工業生產領域，很多零部件設計非常小巧。如半導體行業芯片的針腳等，這些被檢測的物體由于是微小物體(直徑<1mm)，也要是對其穩定檢測。

上述3個背景疊加在一起，這本身就是難以都處理好的矛盾，現有的傳感器很難滿足上述要求。

發明內容：

本發明的目的即在于克服現有技術的上述不足之處，提供可用于微小物體檢測的超小尺寸超小光斑激光傳感器。

本發明采用的技術方案是：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，包括半導體激光發生器、高精度透鏡光學系統，其中：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；所述信號處理系統包括放大濾波電路模塊、高速AD轉換電路模塊、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處理電路模塊連接，像元計數處理電路模塊與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掃描驅動電路模塊，CPLD掃描驅動電路模塊還分別與AD轉換電路模塊和像元計數處理電路模塊連接；

半導體激光發生器包括激光二極管、激光二極管驅動器、激光電流調節模塊、激光頻率調節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；高精度透鏡光學系統與線性COMS位置傳感器模塊連接。

所述半導體激光發生器由第一比較器、激光二極管D1、D2、D3、D4、電阻R2、R3、R4、可調電阻R5、電容C4組成，其中，電阻R2與激光二極管D1、D2串聯，電阻R3與激光二極管D3、D4串聯，電阻R4與可調電阻R5串聯，三組串聯后并聯，并聯后一公共端接電阻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，負輸入接腳連接可調電阻R5的調節端，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；