[實(shí)用新型]一種超薄型線陣圖像傳感器和位移檢測裝置有效
| 申請?zhí)枺?/td> | 202021595772.1 | 申請日： | 2020-08-05 |
| 公開（公告）號： | CN212871099U | 公開（公告）日： | 2021-04-02 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 不公告發(fā)明人 | 申請（專利權(quán)）人： | 李里 |
| 主分類號： | G01B11/02 | 分類號： | G01B11/02 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 518108 廣東省深圳市*** | 國省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 超薄型 圖像傳感器 位移 檢測 裝置 | ||
一種超薄型線陣圖像傳感器，包括電路板、線陣圖像傳感芯片、自聚焦透鏡陣列和光源，線陣圖像傳感芯片和光源分別貼裝在電路板的安裝面的兩邊，在電路板的正上方設(shè)有平躺的自聚焦透鏡陣列，在自聚焦透鏡陣列成像光路中設(shè)有像平面反光鏡，將來自于自聚焦透鏡陣列的成像光線反射到線陣圖像傳感芯片的感光面上，使得電路板面積最大化，不僅提高了圖像信號質(zhì)量，而且極大壓縮了線陣圖像傳感器厚度空間；在自聚焦透鏡陣列物光路中設(shè)有物平面反光鏡或物多面平面反光鏡，適合垂直于掃描件狹小空間的應(yīng)用。基于這種超薄型線陣圖像傳感器的位移檢測裝置，可構(gòu)成小型或微型光柵尺、測微儀或旋轉(zhuǎn)編碼器等位移檢測裝置。
技術(shù)領(lǐng)域
本實(shí)用新型屬于圖像傳感器領(lǐng)域，涉及一種超薄型線陣圖像傳感器用于位移測量的位移檢測裝置。
背景技術(shù)
現(xiàn)有的線陣圖像傳感器包括電路板、線陣圖像傳感芯片和自聚焦透鏡陣列，線陣圖像傳感芯片裝在電路板上，自聚焦透鏡陣列設(shè)在圖像傳感芯片與被掃描物之間，并且自聚焦透鏡陣列的光軸線垂直于電路板，其高（y）由物距、像距和透鏡高度之和決定，一般大于10.5mm，其厚度（z）由電路板寬度及其固定殼體厚度之和決定，一般大于6mm?，F(xiàn)在有很多應(yīng)用場所要求線陣圖像傳感器于掃描方向垂直或平行的空間尺寸越小越好，為此公開號CN109462713A的技術(shù)方案，在被掃描物與自聚焦透鏡陣列之間設(shè)有平面反光鏡，改變被掃描物光線進(jìn)入方向，使得原來垂直于掃描件的空間尺寸由10.5mm變?yōu)?mm，是一種變向空間尺寸壓縮方式；公開號CN207753772U的技術(shù)方案，在透鏡兩端設(shè)有平面反光鏡，也是一種變向空間尺寸壓縮方式，以上兩種技術(shù)方案都存在三個(gè)問題需要解決，一是電路板過于窄小，圖像信號本就敏感，極易受干擾，線陣圖像傳感芯片需要就近裝有去偶元件，有的還需匹配阻抗電路，再加上驅(qū)動信號、圖像信號和電源的電氣連接，在這樣窄小的電路板上往往放棄了去偶元件和匹配阻抗電路，當(dāng)工作頻率超過4MHz時(shí)，圖像信號明顯變差，達(dá)不到實(shí)用要求；二是光源與電路板各自獨(dú)立設(shè)置，它們往往需要電氣連接，不僅加工工藝復(fù)雜，還使空間尺寸壓縮受限；三是現(xiàn)有的線陣圖像傳感器不具備多條掃描線同時(shí)工作的功能，不能滿足多軌掃描應(yīng)用，例如多軌位移編碼用于位移測量時(shí)就需要多條掃描線的圖像傳感器作為位移信息的獲取單元。
線陣圖像傳感器也可用于位移檢測領(lǐng)域，公開號CN111023977A的技術(shù)方案，采用現(xiàn)有的圖像傳感器作為位移信息獲取單元，顯得體積過大而受限，如用于光柵尺，其厚度最薄只能做到20mm，離超薄光柵尺小于16mm有一定差距；現(xiàn)有線陣圖像傳感器用于旋轉(zhuǎn)編碼器也同樣難以微型化。
發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述問題，本申請的一種超薄型線陣圖像傳感器提供的技術(shù)方案，在一塊電路板上既裝有線陣圖像傳感芯片和反射光源，在其正上方還設(shè)有自聚焦透鏡陣列、像平面反光鏡、物平面反光鏡或物多面平面反光鏡和光源反射鏡等，擴(kuò)大了電路板的面積，克服了現(xiàn)有圖像傳感器為了壓縮厚度致使電路板窄小，造成圖像質(zhì)量下降的問題；克服了電路板與光源分置造成工藝復(fù)雜和傳感器空間尺寸壓縮受限的問題，使得本方案的超薄型線陣圖像傳感器在從低頻100KHz到高頻10MHz工作范圍內(nèi)具有良好的圖像質(zhì)量，而且工藝簡單，空間尺寸壓縮更甚，應(yīng)用范圍更廣；物多面平面反光鏡的設(shè)置，滿足了多軌道掃描應(yīng)用要求。
本申請的一種直線位移檢測裝置提供的技術(shù)方案，采用上述的超薄型線陣圖像傳感器作為位移信息獲取單元，達(dá)到了直線位移檢測裝置小型化甚至微型化的目的，以期獲得更廣泛的應(yīng)用。
本申請的一種旋轉(zhuǎn)編碼器提供的技術(shù)方案，采用上述的超薄型線陣圖像傳感器作為位移信息獲取單元，達(dá)到了旋轉(zhuǎn)編碼器小型化甚至微型化的目的，以期獲得更廣泛的應(yīng)用。
本申請?zhí)峁┑木唧w技術(shù)方案如下：
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