[发明专利]光学接近传感器

权利要求书

1.一种用于确定反射物体的二维坐标的接近传感器，包括：

壳体；

沿着检测平面的一个边缘安装在所述壳体中的多个光脉冲发射器，用于沿着所述检测平面将光发射出所述壳体；

沿着检测平面的一个边缘安装在所述壳体中的多个主光检测器，用于检测由所述光脉冲发射器发射的光线通过所述检测平面中的反射物体的反射；

多个主透镜，其在所述壳体中相对于所述光脉冲发射器和所述主光检测器安装和取向的方式使得对于每一发射器-检测器对，当所述反射物体在检测平面的一组主位置当中位于与那个发射器-检测器对关联的特定二维位置时，由该对中的光脉冲发射器发出的光线穿过所述主透镜中的相应第一主透镜并由所述反射物体向后反射通过所述主透镜中的相应第二主透镜而到达该对中的主光检测器，其中所述主透镜被取向成使得对于每个发射器-检测器对，当所述反射物体位于检测平面中的所述关联位置时，由所述对中的光脉冲发射器发出的光以相对于所述第二主透镜的光轴成以θ表示的特定角度被所述反射物体向后反射到所述对中的所述主光检测器；以及

与所述光脉冲发射器及所述主光检测器连接的处理器，用于同步地共激活所述发射器-检测器对，并且构造成通过以下方法计算所述反射物体在所述检测平面中的二维位置：

在同步地共激活的发射器-检测器对中确定最大发射器-检测器对，所述最大发射器-检测器对中的主光检测器检测最大量的光，

识别最大位置，所述最大位置是与所述最大发射器-检测器对关联的位置，

进一步在同步地共激活的发射器-检测器对中识别附加发射器-检测器对，与所述附加发射器-检测器对相关联的相应的附加位置邻近所述最大位置，

计算所述最大位置和所述附加位置的加权平均数，其中所述平均数中的每个位置的权重分别与针对所述最大发射器-检测器对或者附加发射器-检测器对反射光束的检测程度相对应，以及

当在物体移动时由两个相邻主光检测器检测到的来自相同光脉冲发射器的光量之间的比率保持恒定时，推断反射物体正沿着与相对于所述光轴成θ角度平行的方向移动。

2.根据权利要求1所述的接近传感器，其中，所述处理器被构造成通过以下方式应用霍夫变换计算物体在检测平面中的位置：

提供位于所述检测平面中的多个候选椭圆；

确定共激活的发射器-检测器对，针对所述共激活的发射器-检测器对，所述主光检测器产生一检测信号，并且识别与其关联的位置；

对于其两个关联位置相邻的所述共激活的发射器-检测器对中的任意两个，插入所述检测信号，以确定那两个关联位置之间的一中间位置；

对每个中间位置分配一方位，所述方位与连接所述两个相邻的关联位置的线垂直；

对于每个候选椭圆：

将一匹配值分配给所述候选椭圆，所述匹配值表示所述候选椭圆的边与中间位置的位置及方位之间的匹配程度；以及

计算如此分配的匹配值的总和，以及

将具有如此计算的最大总和的那个候选椭圆规定为物体在检测平面中的位置。

3.根据权利要求1所述的接近传感器，其中，所述处理器进一步推断当物体移动时，当由一个主光检测器检测到的来自两个相邻光脉冲发射器的光量之间的比率保持恒定时，物体正沿着与所述主透镜的其中一个的光轴相平行的方向移动。

4.根据权利要求1所述的接近传感器，其中，共激活的所述附加发射器-检测器对包括：

至少一个发射器-检测器对，其中的光脉冲发射器与所述最大发射器-检测器对中的光脉冲发射器相同，以及

至少一个发射器-检测器对，其中的主光检测器与所述最大发射器-检测器对中的主光检测器相同。

5.根据权利要求1所述的接近传感器，进一步包括安装在所述壳体中的多个次光检测器，用于检测发射光线通过所述检测平面中的反射物体的反射，从而对于具有次光检测器光脉冲发射器的每个次发射器-检测器对，当物体在检测平面的一组次位置当中位于一个特定二维位置时，由所述次发射器-检测器对中的光脉冲发射器发出的光线穿过所述主透镜中的相应第一主透镜并且由所述物体向后反射通过所述主透镜中的相应第二主透镜而到达所述次发射器-检测器对中的次光检测器，所述一组次位置与所述一组主位置不同。