一种斑点图像相关的光学位置传感器

摘要

斑点读出头包括向光学粗糙表面发出光的光源。从该表面散射的光包含斑点。散射光在图像检测器上成象,并被捕获和存储。接着,捕获并存储第二图像。在位移方向上以不同偏移反复地比较这两个图像。具有最高值的比较表示两次取象间产生的读出头与表面之间的位移量。读出头的光学系统包括透镜和孔径。孔径可以为圆形,选择其直径使斑点的平均尺寸约等于或大于图像检测器元件的尺寸。垂直于位移方向的方向上的孔径尺寸可以减小。由此,该方向上成象的斑点将大于该方向上图像检测器元件的尺寸。这样的读出头对横向偏移不敏感。透镜可以是柱形透镜,该透镜能放大位移方向上的相对运动,但不会放大垂直于位移方向的方向上的相对运动。光学系统也可以是远心的。由此,读出头对读出头与表面之间的相对运动和间距不敏感。调整光源以避免斑点在图像检测器上产生的拖尾。可选通光源以稳定图像。