[发明专利]一种光纤传导光敏阵列

说明书

技术领域

本发明涉及光纤传导技术和光电检测技术领域，具体涉及一种光纤传导光敏阵列，该阵列可以用于同时测量物体表面多点距离的装置。

背景技术

数码相机的基本原理是：光线被物体表面反射回来后通过镜头聚焦，在镜头的焦平面处形成缩小图像，这个图像被光敏器件感应，转换成相应的电信号，最终由后端的信号处理单元还原成物体的图像，在这个应用中，有很多数量的光敏器件位于镜头焦平面，这些光敏器件在曝光的时候是同时工作，将光信号转换成电信号的，这些电信号被临时存储下来，然后一个跟着一个串行输出到后端信号处理单元，信号处理单元并不关心哪个信号是最先曝光的，更重要的是这个信号是一个模拟量，后端的信号处理单元需要将这个模拟信号变成数字信号才能进一步分析处理。

       一个可控的光源发出的光线被物体一个点反射后，被光敏器件感应到，信号处理单元通过计算从光线发出到收到反射光之间的时间差，可以计算出这个点离光源的距离。同理，将物体上多个点离光源的距离计算出来后，通过数据的分析处理，就可以还原物体的立体图形，如果物体上所有点距光源的距离是同时测量出来的，那么无论物体是移动的还是静止的，都可以还原物体的立体图形。

    在图像传感器领域有线阵列和面阵列两种类型，其特征都是通过光敏器件检测物体表面反射的光线，通过后端系统还原出物体的图像，其具体的应用如数码相机、扫描仪、传真机等，在这个领域核心技术和工艺都由国外少数公司掌握，已经形成技术垄断。

       激光测距也是光敏器件应用的一个重要领域，是通过光源发射光束后，再由光敏器件检测反射回来的光束，测量出发射光束和接收光束的时间差，从而计算出到被测物体的距离。

       在上述的应用中，数码相机可以得到一个物体的平面图像，激光测距可以得到物体上一个点的距离，要得到物体所有点的距离需要根据物体的外形进行扫描，但要求被测物体的相对静止或缓慢移动。在道路上为了及时辨别一个物体是一辆移动较快的车辆，而不是其他物体，数码相机需要用一组图像或一段视频来进行分析，而且由于所有分析要基于清晰可辨的图像，白天受环境光照，阴影，投影和反光的影响很大，夜间光照不足，获取清晰可辨的图像比较困难；用激光测距就不适用这种需求。

发明内容

为克服现有技术在测距时白天受环境光照，阴影，投影和反光的影响很大，夜间光照不足，获取清晰可辨的图像比较困难的不足之处，发明光纤传导光敏阵列只用红外补光灯作为光源，可以不受环境光线影响，白天夜间同样工作，不是感应物体的平面图像，而是感应一种状态，一种被测物体是否反射回光线的状态，通过这个状态，后端信号处理单元可以计算出光源到被测物体上各个点的距离，通过这个距离恢复物体空间轮廓，更方便信号处理单元识别物体。

本发明的一种光纤传导光敏阵列是一个可以同时将物体反射光线的状态信号反馈给后端信号处理单元，信号处理单元通过控制光源发光，然后接收光纤传导光敏阵列的输出，通过分析计算，还原出物体的立体图形。

本发明的光纤传导光敏阵列是由一个由多根光纤组成的光纤阵列、一个由多个光敏器件组成的光敏阵列；由多根光纤轴向紧密排列，其端面接受物体反射的光线照射，光线通过光纤传导至对应的光敏器件，由光敏器件将光转变成电信号，供后续装置进行分析使用。

一种光纤传导光敏阵列，所述的光纤传导光敏阵列包括光纤、光纤阵列、光敏器件、光敏阵列；

配套部件还包括有暗室盒、电源、光源、镜头、电信号、衬板、导入孔、连接器、导线；

光纤传导光敏阵列数据流程是：信号处理单元控制光源发出光线，被测物体反射回来后，经过镜头聚焦，聚焦后的光线射入位于焦平面附近的光纤阵列的光纤端面，光线沿光纤传导至位于暗室盒中的光敏阵列，由光敏阵列上面的光敏器件完成光电转换，并将电信号通过连接器输出到后端的信号处理单元，光敏器件工作所需的电源由信号处理单元提供。

所述的光纤阵列包括一个由N×M根光纤组成的阵列。

所述的光敏阵列，由多个光敏器件组成光敏阵列、光敏矩阵安装于导入光纤的暗室盒中。

所述的光纤阵列由多根光纤轴向紧密排列，每根光纤对应一个光敏器件,共N×M个光敏器件，光敏器件按照N×M排列成一个矩形阵列。

所述的多根光纤轴向紧密排列，光纤轴向端面经打磨后，形成光纤端面，光纤端面接受光线照射，并将光线通过光纤传导致后续的光敏器件。

所述的光纤端面，用N×M根光纤端面组成一个面接受光线的照射，同时接受物体表面发射的多束光线。