[其他]位移检测

说明书

本发明涉及物体的位移检测。诸如位置，速度，加速度，压力和温度之类的参数都能变换成一位移，且通过检测该位移而确定之。

公知的位移测量系统中，一种如棱镜或光栅的光谱分裂装置把光束分成其波长的分量。光谱分裂装置的位移是通过检测某一给定的检测点上接收到的波长而测定的。

本发明为这类位移测量系统提供了一项改进措施。

因此，所提供的用于确定物体位移的装置包括：一个沿着通向一检测器的光程传播多色光用的光源;处于相对于该检测器的预定固定位置的辐射调制装置;用于调整多色光的光程以改变到达检测器的光线的分布光谱含量的装置，这种光程调整装置应能响应物体的位移;以及分析装置;该检测器至少包括第一和第二光响应元件，第一元件对于波长的响应度是不同于第二元件对于波长的响应度的，来自诸光响应元件的信号被馈送到分析装置，分析装置根据来自光响应元件的信号计算出如色品（CIE）图上两个或两个以上参数表示的到达检测器的光的颜色，分析装置适合于利用物体的位移解释到达检测器的光的颜色。

至少需要两个光响应元件，而第一元件对于波长的响应度不同于第二元件对于波长的响应度。在一种便利的装置中，采用了各自具有其本身的波长响应度特性的两个不同的光响应元件。另一种方法是，光响应元件的一个或两个包括一个传递色响应特性的有色滤光片，因而需要时容许采用两个相同的光响应元件。第一和第二光响应元件对于波长的响应度最好使得它们各自的波长/光强曲线与至少一部分的波长光谱相重叠。

因此，与仅仅检测所选一种或一种以上的波长（波长调制）的变化不同，彩色的变化是通过评估光谱（彩色调制）所选部分的整体变化而确定的。这样，从彩色A（由波长/光强曲线A表示）到彩色B（由波长/光强曲线B表示）的变化就能根据这两条曲线之间的面积计算得到，从而给出有关“真”色的完善分析。波长调制的局限性在于它只是根据以一种或一种以上所选波长的两条曲线之间的距离的一种计算。

名词‘多色光’在本文中是指任何多种波长的辐射，具体地是指既含有可见光，又含有红外线的辐射。而本文中为方便理解所用的名词‘颜色’，决不是指只可以采用可见光。在装置采用可见光谱外的辐射的情况下，名词‘颜色’就表示该辐射的光谱分布。

最好是配置一个适合于将多色光聚焦到辐射调制装置上的聚焦元件。光程调整装置便于包括响应物体的位移而移动聚焦元件用的装置。聚焦元件的移动改变了通过辐射调制装置的光束的比例，从而改变了到达检测器的光束的颜色。

另外换个方法，配置一个反射面，使其定位成能反射聚焦在辐射调制装置上的多色光，光程调整装置包括用以移动聚焦元件和反射面中之一或者两个都移动，以便改变聚焦元件和反射面之间距离的装置。聚焦元件和反射面之间距离的变化又会改变通过辐射调制装置的光束的比例。反射面最好可响应物体的位移而相对于聚焦元件移动。可能的话，由其位移待定的物体提供反射面，一般以压力传感器中的反射膜片的形式出现。

在一种适当的布置中，辐射调制装置整体地形成在聚焦元件内。聚焦元件方便地呈球形状，或者为圆柱形，最好用透光玻璃制成。

辐射调制装置最好包括一个不同程度上衰减被传播波长的光强的滤光片。该滤光片适当地包括一个其颜色吸收特性沿其长度变化的细长元件。在一种适当的布置中，滤光片包括一个具有一有色部分和一透明部分的细长元件，其中所述有色部分和透明部分之间的转变出现于一界限分明的边缘处。这一边缘适当地相对于细长元件的纵向轴线斜向地延伸。在辐射调制装置整体地形成于聚焦元件内的情况下，辐射调制装置适当地包括一有色中心部分，其形状是球形还是圆柱形状则取决于聚焦元件的形状。

本发明还属于一种采用如本文所述的装置而确定一物体位移的方法。尤其是一种检测一物体位移的方法，该方法包括以下几个步骤：沿通向一检测器的光程传播多色光;将辐射调制装置支承在相对于检测器的预定固定位置上;响应物体的位移而调整多色光的光程，以便改变到达检测器的光的分布光谱含量;用至少第一和第二光响应元件检测到达检测器的光，第一元件对于波长的响应度是与第二元件对于波长的响应度不同的;根据光响应元件的信号计算出如色品（CIE）图上两个或两个以上参数表示的到达检测器的光的颜色;以及利用物体的位移解释到达检测器的光的颜色。

图1    是根据本发明的装置的示意图;

图2    至图4是根据本发明的装置的另一些实施例的示意图;

图5    是用于图1至图3的装置中的调制元件实施例的示意图;以及

图6    是根据本发明的装置的一个切实可行的实施例剖视图。