專利名稱：二次成象光電接收裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光電檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及光電檢測接收裝置。
目前光電檢測技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域，例如在體育訓(xùn)練、軍事訓(xùn)練以及很多工程測量工作中，需要對被測對象準(zhǔn)直(或位移)情況進(jìn)行準(zhǔn)確測量。即光束發(fā)射裝置與被測對象固定在一起，可連續(xù)發(fā)射出經(jīng)過聚焦的平行光束，該光束照射到接收裝置的光靶上形成光斑，并將光斑的位置轉(zhuǎn)換成與位置相關(guān)的電信號(hào)，再經(jīng)過信號(hào)處理可得到被測對象的位置變化(位移)情況。
已有技術(shù)對被測對象位移檢測的光電接收主要采用以下方式(a)采用電視攝象機(jī)對由發(fā)射裝置發(fā)出的光束在靶上形成的光斑進(jìn)行拍攝從而記錄該點(diǎn)晃動(dòng)情況，然后從電視信號(hào)分離出位置，這種方法的設(shè)備復(fù)雜，不能及時(shí)反饋測量結(jié)果，而且精度較差；(b)直接用光電器件組成光靶，對光束在靶上形成的光斑位置進(jìn)行記錄。它又可根據(jù)使用的光電器件不同分為連續(xù)式和陣列式兩種，連續(xù)式是采用面狀光電器件構(gòu)成光靶，因此要求光電器件的面積比較大；陣列式是采用多個(gè)點(diǎn)狀光電器件密集排列構(gòu)成光靶，通過編碼記錄光斑在靶上的晃動(dòng)，這樣為了得到較大的光靶需要很多器件。
本實(shí)用新型的目的在于克服已有技術(shù)光電接收裝置的不足，設(shè)計(jì)出一種二次成象的光電接收裝置，利用較小的光電接收器件接收到較大范圍內(nèi)光束位置的變化情況，使裝置具有體積小、成本低，適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)出一種光電接收裝置，其特征在于由在同一軸線上依次正交排列的散射光靶1、光學(xué)成象透鏡2及光電位置傳感器3所組成，所說光靶、透鏡、傳感器之間的距離分別為u，v，且與透鏡焦距f滿足
1/(u) ＋ 1/(v) ＝ 1/(f) ，并設(shè)u＞2f。
通過合理選取u，v，f的值，即可利用現(xiàn)有的小尺寸光電傳感器件設(shè)計(jì)出符合實(shí)際需要的大尺寸光靶，實(shí)現(xiàn)小尺寸光電傳感器接收被測對象在較大范圍內(nèi)位置的變化情況。
本實(shí)用新型設(shè)計(jì)出一種吸收散射式光學(xué)成象屏作為光靶，以滿足接收光束具有較高的轉(zhuǎn)換效率與良好精度。
本實(shí)用新型所述光靶由光學(xué)玻璃基板12，在該基板前表面鍍有增透面層13，其后表面制成散射面層14構(gòu)成。為了保證其轉(zhuǎn)換效率，基板應(yīng)選用對所用光源的特定波長透過率高的光學(xué)玻璃，例如，當(dāng)光源選用中心波長為930mm的紅外激光時(shí)，可以選近紅外截止型玻璃，如HB820等。若選用紅光激光管作光源則應(yīng)選對紅光通透特性好而對其它波長衰減的玻璃。這樣，一方面保證了較高的轉(zhuǎn)換效率，同時(shí)還使光靶具有較好的抗雜散光干擾的能力。為了進(jìn)一步提高靶面的轉(zhuǎn)換效率和抗干擾能力，在光學(xué)玻璃基板的前方鍍有合適的膜系，它的作用有兩個(gè)；一方面是增透，另一方面是對雜散光進(jìn)行衰減，這兩個(gè)作用是通過合理選擇膜系的材料和厚度而達(dá)到的。上述兩層材料使靶面具備了良好的吸收特性，為了將入射光轉(zhuǎn)換為可由光學(xué)透鏡成象的點(diǎn)光源，需要將入射光進(jìn)行散射，為此在光學(xué)玻璃的后方制備了散射面層，可采用一般玻璃磨砂工藝或激光磨砂制成磨砂面。理想的散射面層的特性是能夠?qū)⑷肷涔馔耆⑸?，形成點(diǎn)光源，因此在制備散射面層時(shí)應(yīng)精細(xì)地控制工藝，使散射面層具有充分細(xì)的隨機(jī)分布結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型所述的光電接收器件采用能檢測出光斑坐標(biāo)的任何光電器件，如CCD器件，四象限器件或光電管陣列等。為進(jìn)一步提高光電檢測系統(tǒng)的精度，最好采用連續(xù)型的光電傳感器，如半導(dǎo)體硅光器件。光電接收器件應(yīng)放置在其光敏面正好與光靶散射光斑的成象面重合的位置。
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)了利用已有的較小的光電接收器件接收在較大范圍內(nèi)被測光束的位置變化情況。本裝置的光靶具有良好的轉(zhuǎn)換效率及抗干擾能力，選用的連續(xù)型光電傳感器件可保證整個(gè)光電檢測系統(tǒng)對被測對象位移的檢測精度。本裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低廉，可用于各種領(lǐng)域的光電位移檢測系統(tǒng)之中。
附圖簡要說明

圖1為本實(shí)用新型組成示意圖圖2為本實(shí)用新型的光靶結(jié)構(gòu)圖圖3為本實(shí)用新型的實(shí)施例總體結(jié)構(gòu)圖本實(shí)用新型設(shè)計(jì)出一種二次成象光電接收裝置實(shí)施例，總體結(jié)構(gòu)如圖3所示，由喇叭型接收筒34及支架35組成。接收筒大端安裝光靶31，小端安裝一連續(xù)型光電傳感器33，在光靶與光電傳感器光敏面形成的軸線上安裝一光學(xué)透鏡32，光靶到透鏡距離u與光電傳感器光敏面到透鏡距離v比為u＝10v，光電傳感器光敏面直徑為10mm，光靶直徑為100mm，透鏡焦距f為25mm。
權(quán)利要求1.一種光電接收裝置，其特征在于由在同一軸線上依次正交排列的散射光靶1、光學(xué)成象透鏡2及光電位置傳感器3所組成，所說光靶、透鏡、傳感器之間的距離分別為u，v，且與透鏡焦距f滿足1/(u) + 1/(v) = 1/(f) ，并設(shè)u＞2f；
2.如權(quán)利要求1所述光電接收裝置，其特征在于所述光靶由光學(xué)玻璃基板，在該基板前表面鍍有增透面層，其后表面制成散射面層構(gòu)成。
專利摘要本實(shí)用新型屬于光電檢測技術(shù)領(lǐng)域，本實(shí)用新型設(shè)計(jì)出一種二次成象光電接收裝置，由在同一軸線上依次正交排列的散射光靶，光學(xué)成像透鏡及光電位置傳感器所組成。該裝置可利用現(xiàn)有的小尺寸光電傳感器件，設(shè)計(jì)出符合實(shí)際需要的大尺寸光靶，滿足各種光電檢測領(lǐng)域的需要。本裝置結(jié)構(gòu)簡單，成本低，具有良好的光學(xué)轉(zhuǎn)換效率及抗干擾能力，對被測對象位移變化可實(shí)現(xiàn)高精度連續(xù)檢測。
文檔編號(hào)G01B11/02GK2168235SQ9321687
公開日1994年6月8日 申請日期1993年6月30日 優(yōu)先權(quán)日1993年6月30日
發(fā)明者王廣志, 丁海曙, 董德康, 丁輝, 宋華, 劉明哲 申請人:清華大學(xué)