專利名稱：二次成象光電接收裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于光電檢測技術領域，特別涉及光電檢測接收裝置。
目前光電檢測技術已廣泛應用于各種領域，例如在體育訓練、軍事訓練以及很多工程測量工作中，需要對被測對象準直(或位移)情況進行準確測量。即光束發射裝置與被測對象固定在一起，可連續發射出經過聚焦的平行光束，該光束照射到接收裝置的光靶上形成光斑，并將光斑的位置轉換成與位置相關的電信號，再經過信號處理可得到被測對象的位置變化(位移)情況。
已有技術對被測對象位移檢測的光電接收主要采用以下方式(a)采用電視攝象機對由發射裝置發出的光束在靶上形成的光斑進行拍攝從而記錄該點晃動情況，然后從電視信號分離出位置，這種方法的設備復雜，不能及時反饋測量結果，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行記錄。它又可根據使用的光電器件不同分為連續式和陣列式兩種，連續式是采用面狀光電器件構成光靶，因此要求光電器件的面積比較大；陣列式是采用多個點狀光電器件密集排列構成光靶，通過編碼記錄光斑在靶上的晃動，這樣為了得到較大的光靶需要很多器件。
本實用新型的目的在于克服已有技術光電接收裝置的不足，設計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，適用范圍廣等優點。
本實用新型設計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u＞2f。
通過合理選取u，v，f的值，即可利用現有的小尺寸光電傳感器件設計出符合實際需要的大尺寸光靶，實現小尺寸光電傳感器接收被測對象在較大范圍內位置的變化情況。
本實用新型設計出一種吸收散射式光學成象屏作為光靶，以滿足接收光束具有較高的轉換效率與良好精度。
本實用新型所述光靶由光學玻璃基板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構成。為了保證其轉換效率，基板應選用對所用光源的特定波長透過率高的光學玻璃，例如，當光源選用中心波長為930mm的紅外激光時，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換效率，同時還使光靶具有較好的抗雜散光干擾的能力。為了進一步提高靶面的轉換效率和抗干擾能力，在光學玻璃基板的前方鍍有合適的膜系，它的作用有兩個；一方面是增透，另一方面是對雜散光進行衰減，這兩個作用是通過合理選擇膜系的材料和厚度而達到的。上述兩層材料使靶面具備了良好的吸收特性，為了將入射光轉換為可由光學透鏡成象的點光源，需要將入射光進行散射，為此在光學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將入射光完全散射，形成點光源，因此在制備散射面層時應精細地控制工藝，使散射面層具有充分細的隨機分布結構。
本實用新型所述的光電接收器件采用能檢測出光斑坐標的任何光電器件，如CCD器件，四象限器件或光電管陣列等。為進一步提高光電檢測系統的精度，最好采用連續型的光電傳感器，如半導體硅光器件。光電接收器件應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。
本實用新型實現了利用已有的較小的光電接收器件接收在較大范圍內被測光束的位置變化情況。本裝置的光靶具有良好的轉換效率及抗干擾能力，選用的連續型光電傳感器件可保證整個光電檢測系統對被測對象位移的檢測精度。本裝置結構簡單，成本低廉，可用于各種領域的光電位移檢測系統之中。
附圖簡要說明
圖1為本實用新型組成示意圖圖2為本實用新型的光靶結構圖圖3為本實用新型的實施例總體結構圖本實用新型設計出一種二次成象光電接收裝置實施例，總體結構如圖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u＞2f；
2.如權利要求1所述光電接收裝置，其特征在于所述光靶由光學玻璃基板，在該基板前表面鍍有增透面層，其后表面制成散射面層構成。
專利摘要本實用新型屬于光電檢測技術領域，本實用新型設計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，光學成像透鏡及光電位置傳感器所組成。該裝置可利用現有的小尺寸光電傳感器件，設計出符合實際需要的大尺寸光靶，滿足各種光電檢測領域的需要。本裝置結構簡單，成本低，具有良好的光學轉換效率及抗干擾能力，對被測對象位移變化可實現高精度連續檢測。
文檔編號G01B11/02GK2168235SQ9321687
公開日1994年6月8日 申請日期1993年6月30日 優先權日1993年6月30日
發明者王廣志, 丁海曙, 董德康, 丁輝, 宋華, 劉明哲 申請人:清華大學
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