[发明专利]一种抑制背景光干扰的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种抑制背景光干扰的装置，属于光学仪器技术领域。

背景技术

在基于光学法的测试仪器中，其基本原理是光照射被测物体，通过对被测物体散射光进行检测、分析计算得到测量结果。但实际环境中的被测物体附近总会存在一些背景物体，这些背景物体对光的反射、散射同样会进入到光检测器(光电转换器)中，从而干扰对被测物体的测量。被测物体散射光信号往往被淹没在强背景反射、散射光的干扰中，要从这样强的干扰背景下完成测量变得非常困难，因此抑制强背景光干扰，提高接收光信号的信号与干扰比SIR(Signal to Interference Ratio)，成为必须解决的关键技术。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是提供一种抑制背景光干扰的装置，通过在接收光路中增加遮光器，从而抑制了背景光的干扰，提高了接收光信号中的信号与干扰比，实现了仪器的精准测量。

发明内容：为实现上述技术效果，本发明所采用的技术方案为：

一种抑制背景光干扰的装置，包括光源以及由接收透镜、遮光器和光电转换器组成的接收光路，所述光源发出的激光束照射到被测物和背景物上，被测物产生的信号光和背景物产生的干扰光依次经过接收透镜的汇聚和遮光器的遮挡，最后被光电转换器接收；

所述遮光器设置于干扰光经过接收透镜后形成的背景物物像处，所述遮光器遮挡区的尺寸与所述背景物物像的尺寸一致，所述遮光器遮挡区的尺寸小于所述被测物物像的尺寸；

所述光电转换器位于信号光经过接收透镜后形成的被测物物像处。

一种采用上述抑制背景光干扰装置来抑制背景光干扰的方法，包括如下步骤：

步骤1，根据不同的应用场景确定相应的背景物；

步骤2，根据被测物确定接收透镜的位置以及其所需的焦距，计算出光电转换器的位置和所需感应面的最小尺寸；

步骤3，测量出背景物与接收透镜的距离，根据背景物与接收透镜的距离得到背景物的成像位置和尺寸，将所需尺寸的遮光器设置在背景物成像的位置上；

步骤4，设置光源的位置以及激光束的方向即可。

其中，所述激光束的方向与接收光路方向的夹角为光源与被测物连线与接收光路所形成的夹角。

本发明装置的原理是：在不同的应用场景中，由于被测物与接收透镜的距离是已知的，通过选择所需焦距的接收透镜，进而确定了光电转换器的位置与所需感应面的最小尺寸；然后根据背景物与接收透镜的距离，计算出背景物成像的位置和尺寸，在背景物成像的位置设置一个完全由遮光材料制成的遮光器(如金属板)，该遮光器的尺寸根据背景物的尺寸来确定。

遮光器位置通过下述方式计算得到：遮光器与接收透镜之间距离的倒数，加上背景物与接收透镜之间距离的倒数，等于接收透镜焦距的倒数。

有益效果：本发明的抑制背景光干扰装置，其在接收光路中设有遮光器，采用遮光器对背景光干扰部分进行吸收，最大程度地抑制了背景光对信号光的干扰，提高了接收光的信号与干扰比，提高了仪器的测量精确度。

附图说明

图1为本发明抑制背景光干扰装置在实施例应用场景的结构示意图；

图2为本发明抑制背景光干扰装置的原理图；

图3为装置中无遮光器时，采用ZEMAX软件仿真的背景光干扰强度；

图4为装置中无遮光器时，采用ZEMAX软件仿真的信号光强度；

图5为装置中有遮光器时，采用ZEMAX软件仿真的背景光干扰被抑制后的强度；

图6为装置中有遮光器时，采用ZEMAX软件仿真的信号光强度。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例来对本发明的技术方案作进一步说明。