[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

说明书

本发明涉及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，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。本发明通过采用上述电路设计，能使激光传感器达到超小尺寸、超小光斑和超高精度的效果，激光光斑直径仅为0.5mm，既能满足安装空间的要求，尤其对于高精密智能化设备的要求，又能实现对直径小于1mm的微小物体如芯片的针脚，头发丝等类似物品的稳定可靠的检测。

技术领域：

本发明属于传感器技术领域，尤其涉及工业自动化行业非接触式检测激光传感器，特指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。

背景技术：

背景1：现有的光电传感器，接近传感器等尺寸都偏大，不适合要求结构精巧，安装空间受限的精密智能自动化机械。现在工业生产领域，自动化生产设备要求智能化的同时，本身结构设计也更精密，更小巧，所以要求传感器在实现稳定可靠检测的同时，本身尺寸越小越好，不要占用大的安装空间，这就要求传感器本身尺寸要尽量小。

背景2：现在工业生产领域，被检测的物体材料不同，如金属材料和非金属材料等，不同材料表面处理不一样，很多材料做了表面处理后就要求不能机械碰触，不然就会损伤或损坏材料，故要求不能跟材料直接接触进行检测，不受材料的影响稳定检测。

背景3：现有的光电传感器，超声波等传感器光斑，声波都偏大，不适合检测如芯片针脚等细小工件的检测。现在工业生产领域，很多零部件设计非常小巧。如半导体行业芯片的针脚等，这些被检测的物体由于是微小物体(直径<1mm)，也要是对其稳定检测。

上述3个背景叠加在一起，这本身就是难以都处理好的矛盾，现有的传感器很难满足上述要求。

发明内容：

本发明的目的即在于克服现有技术的上述不足之处，提供可用于微小物体检测的超小尺寸超小光斑激光传感器。

本发明采用的技术方案是：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，其中：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。

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；