[发明专利]可用于微小物体检测的超小尺寸超小光斑激光传感器

权利要求书

1.一种可用于微小物体检测的超小尺寸超小光斑激光传感器，包括半导体激光发生器、高精度透镜光学系统，其特征在于：该激光传感器还包括线性COMS位置传感器模块以及信号处理系统；所述信号处理系统包括放大滤波电路模块、高速AD转换电路模块、高速FIFO电路模块、DSP控制电路模块、比较及筛选电路模块、像元计数处理电路模块、信号指示输出电路模块；

其中，线性COMS位置传感器模块与放大滤波电路模块和比较及筛选电路模块连接，放大滤波电路模块依次连接高速AD转换电路模块、高速FIFO电路模块、DSP控制电路模块，比较及筛选电路模块分别与高速FIFO电路模块、DSP控制电路模块和像元计数处理电路模块连接，像元计数处理电路模块与DSP控制电路模块和信号指示输出电路模块相互连接；

线性COMS位置传感器模块还连接有CPLD扫描驱动电路模块，CPLD扫描驱动电路模块还分别与AD转换电路模块和像元计数处理电路模块连接；

半导体激光发生器包括激光二极管、激光二极管驱动器、激光电流调节模块、激光频率调节模块以及激光智能控制模块；激光智能控制模块与DSP控制电路模块连接；高精度透镜光学系统与线性COMS位置传感器模块连接。

2.根据权利要求1所述的可用于微小物体检测的超小尺寸超小光斑激光传感器，其特征在于：所述半导体激光发生器由第一比较器、激光二极管D1、D2、D3、D4、电阻R2、R3、R4、可调电阻R5、电容C4组成，其中，电阻R2与激光二极管D1、D2串联，电阻R3与激光二极管D3、D4串联，电阻R4与可调电阻R5串联，三组串联后并联，并联后一公共端接电阻R1后接电源，另一公共端与DSP控制电路模块连接；第一比较器的正输入接脚连接电阻R3与激光二极管D3之间，负输入接脚连接可调电阻R5的调节端，第一比较器的电源输入与电阻R1连接；第一比较器的输出端与DSP控制电路模块连接；电容C4的一端连接电阻R2、R3、R4的公共端，另一端连接DSP控制电路模块；

所述DSP控制电路模块由第二比较器、电阻R6、R7、R8、二极管D5、发光二极管D6、三极管Q1、信号继电器KS组成，其中，第二比较器的正输入接脚与电容C4连接，第二比较器的负输入接脚与第一比较器的输出端连接；电阻R6、R7及发光二极管D6串联，二极管D5与信号继电器KS并联后与三极管Q1的发射极连接；电阻R6、二极管D5、信号继电器KS的公共端与电阻R2、R3、R4的公共端连接；三极管Q1的集电极与发光二极管D6连接并与激光二极管D2、D4的公共端连接；第二比较器的输出端与电阻R6、R7的公共端连接，且三极管Q1的基极经过电阻R8后也与电阻R6、R7的公共端连接；

所述比较及筛选电路模块由第三比较器、电容C2、C3、电阻R9、R10以及发光二极管D7组成；其中，第三比较器的正输入接脚通过电阻R11与电源连接，第三比较器的负输入接脚经过电容C2后接地，第三比较器的接地接脚经过电容C3后接地；电阻R10、R9、发光二极管D7串联，电阻R10的外端连接电源，发光二极管D7的负极接地；第三比较器的输出端与电阻R9、R10的公共端连接并与像元计数处理电路模块连接；

所述像元计数处理电路模块和信号指示输出电路模块由第一运算放大器、电容C1、电阻R12、R13、发光二极管D8、二极管D9和三极管Q2共同组成；其中，第一运算放大器的正输入接脚与电容C1连接且电容C1另一端接地，同时第一运算放大器的正输入接脚还经过一电阻R14与DSP控制电路模块中的电阻R6、二极管D5、信号继电器KS的公共端连接；第一运算放大器的负输入接脚与第三比较器的输出端连接；第一运算放大器的输出端与电阻R12、R13、二极管D9的负极、三极管Q2的发射极共同连接；二极管D9的正极与三极管Q2的集电极连接并连接信号输出端；三极管Q2的基极与第一运算放大器连接；发光二极管D8的正极与电阻R12串联，发光二极管D8的负极接地；

所述放大滤波电路模块由第二运算放大器、电阻R23、R24、R25、R26、R27、R28和电容C6组成，其中，第二运算放大器的正输入接脚经过串联的电阻R24、R23与电源连接；电阻R26、R27、R28、电容C6的一端共同连接，电阻R26的另一端与第二运算放大器的负输入接脚连接，电阻R27的另一端接电源，电阻R28的另一端接地，电容C6的另一端与半导体激光发生器中的电阻R4连接；电阻R25的一端与第二运算放大器的负输入接脚连接，另一端与第二运算放大器的输出端连接；第二运算放大器的输出端还与高速AD转换电路模块、高速FIFO电路模块连接；

所述高速AD转换电路模块和高速FIFO电路模块由第三运算放大器、可调电阻R21、电阻R22、R29、电容C7以及三极管Q3共同连接组成，其中，第三运算放大器的正输入接脚串联电阻R29后与第二运算放大器的输出端连接，第三运算放大器的正输入接脚还与电容C7连接，电容C7另一端接地；第三运算放大器的负输入接脚连接可调电阻R21的调节端，可调电阻R21的另两端分别接电源和接地；三极管Q3的集电极与第三运算放大器的输出端连接，三极管Q3的基极与电阻R22串联后与第三运算放大器连接；

三极管Q3的发射极与电阻R6、二极管D5、信号继电器KS的公共端连接。

3.根据权利要求1所述的可用于微小物体检测的超小尺寸超小光斑激光传感器，其特征在于：所述半导体激光发生器中激光头的直径为3mm且带螺纹，激光头长度为16mm，激光光斑直径为0.5mm。