一种光线入射角度检测装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光线传感器，特别涉及一种光线入射角度检测装置及方法。
【背景技术】
[0002]现有技术，如申请公布号为CN101074871A的发明专利申请所公开采用PSD的光电倾角测量装置，是一种采用PSD (位置敏感探测器)和半导体激光测量倾角的装置，将分光折转镜组作为固体摆，同时采用PSD作为检测器件，以半导体激光作为检测光源，利用PSD的位置探测功能，最终实现了较大范围在线精确测量倾角，作为一种光电检测装置与计算机技术结合可用于倾角的动态高精度检测。
[0003]然而，此种测量装置，型号少，价格贵，大多是用于军用需求，较少考虑民用需求，因此，较难普及。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种光线入射角度检测方法，能简单有效的检测光线入射角度。
[0005]本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:一种光线入射角度检测方法，包括:
(1)设置两个光敏器件，假定入射光线上任意一点相对于两个所述光敏器件受光面的位置变化所形成的轨迹处于同一平面；
(2)沿入射光的投射方向，其中一个光敏器件在另一个光敏器件受光面所在平面形成投影；
(3)其中一个光敏器件的受光面始终处于完全受光照状态，另一个光敏器件的受光面的实际受光面积随入射光线的角度变化而变化，且使该光敏器件的实际受光面积变化的因素，仅在于入射光线在该光敏器件受光面上的照射长度，且该照射长度所在方向重合或平行于入射光线上任意一点相对于两个所述光敏器件受光面的位置变化所形成的轨迹所在平面；
(4)检测两个光敏器件的电流值；
(5)应用公式
当两个光敏器件平行设置，且在垂直于光敏器件受光面方向上，两者不相重叠时，应用公式，如下，
实际 /S2-K1^I1ZK2*I2-L1^ig /L2;
K1=K2;
Tan α =x/ (L2+ L1 实际)；
SgP:^为其中一个光敏器件的当前实际受光面积，&为另一个光敏器件的受光面积，该光敏器件的受光面始终处于完全受光照状态；
K1为其中一个光敏器件的感光系数；K 2为另一个光敏器件的感光系数，两个光敏器件的感光系数相同；
为入射光线在其中一个光敏器件受光面的实际照射长度，L2为入射光线在另一个光敏器件受光面的照射长度，该光敏器件的受光面积始终处于完全受光照状态；
X为两个光敏器件受光面之间的垂直距离； α为入射光线的入射角度；
当两个光敏器件平行设置，且在垂直于光敏器件受光面方向上，两者存在相重叠区域时，应用公式，如下，
实际 /S2-K1^I1ZK2*I2-L1^ig /L2;
K1=K2;
Tcin Ct _x/[L重叠 (Li Li实际)];
SgP:^为其中一个光敏器件的当前实际受光面积，&为另一个光敏器件的受光面积，该光敏器件的受光面始终处于完全受光照状态；
K1为其中一个光敏器件的感光系数；K 2为另一个光敏器件的感光系数，两个光敏器件的感光系数相同；
为入射光线在其中一个光敏器件受光面的实际照射长度，L1为该光敏器件受光面上的理论照射长度；
L2为入射光线在另一个光敏器件受光面的照射长度，该光敏器件的受光面积始终处于完全受光照状态；
L1?为两个光敏器件在垂直于光敏器件受光面方向上的重叠长度，且该重叠长度重合或平行于入射光线上任意一点相对于两个所述光敏器件受光面的位置变化所形成的轨迹所在平面；
X为两个光敏器件受光面之间的垂直距离； α为入射光线的入射角度；
当两个光敏器件的受光面相互垂直设置时，应用公式，如下，
实际 /S2-K1^I1ZK2*I2-L1^ig /L2;
K1=K2;
Tana — (L1-L1 实际)/ L2 ；
SgP:^为其中一个光敏器件的当前实际受光面积，&为另一个光敏器件的受光面积，该光敏器件的受光面始终处于完全受光照状态；
K1为其中一个光敏器件的感光系数；K 2为另一个光敏器件的感光系数，两个光敏器件的感光系数相同；
为入射光线在其中一个光敏器件受光面的实际照射长度，L1为该光敏器件受光面上的理论照射长度；
L2为入射光线在另一个光敏器件受光面的照射长度，该光敏器件的受光面积始终处于完全受光照状态A= L2;
α为入射光线的入射角度。
[0006]本发明的另一发明目的在于提供一种光线入射角度检测装置，包括壳体、设于所述壳体且受光面相互平行的两个光敏器件；且其中一个光敏器件能够对另一个光敏器件的受光面形成遮挡。
[0007]作为本发明的优选，在垂直于所述光敏器件受光面方向上，两个所述光敏器件存在相互重叠的区域。
[0008]作为本发明的优选，在垂直于所述光敏器件受光面方向上，两个所述光敏器件不存在相互重叠的区域。
[0009]本发明的另一发明目的在于提供一种光线入射角度检测装置，包括壳体、设于所述壳体且受光面相互垂直的两个光敏器件；且其中一个光敏器件位于另一个光敏器件的一端。
[0010]本发明的另一发明目的在于提供一种光线入射角度检测装置，包括壳体及设于壳体上的三个光敏器件；其中两个所述光敏器件的受光面处于同一平面，且该两个光敏器件之间上方平行有设置余下的一个所述光敏器件。
[0011]本发明的另一发明目的在于提供一种光线入射角度检测装置，包括壳体、设于所述壳体的至少一个光敏器件、设于所述壳体且用于遮挡所述光敏器件受光面的遮光体。
[0012]本发明的另一发明目的在于提供一种光线入射角度检测方法，包括:
(1)设置两个光敏器件，假定入射光线上任意一点相对于两个所述光敏器件受光面的位置变化所形成的轨迹处于同一平面；
(2)设置遮光体使两个所述光敏器件的受光总面积始终相同，且使单个光敏器件的受光面积变化的因素，仅在于入射光线在该光敏器件受光面上的照射长度，且该照射长度所在方向重合或平行于入射光线上任意一点相对于两个所述光敏器件受光面的位置变化所形成的轨迹所在平面；
(3)检测两个光敏器件的电流值；
(4)应用公式
Si实际 /?实际-K1^I j/Kg*I2-L1^ig /L2实际;
Li实际+h实际-L总；
K1=K2;
Tan α =χ/ ( | L总 /^-L1 实际 | )；
S1^^为其中一个光敏器件的当前受光面积，为另一个光敏器件的当前受光面积；K1为其中一个光敏器件的感光系数；K 2为另一个光敏器件的感光系数，两个光敏器件的感光系数相同；
为入射光线在其中一个光敏器件受光面的当前实际照射长度，为入射光线在另一个光敏器件受光面的当前实际照射长度，L,&为入射光线在两个光敏器件受光面的总照射长度；
X为遮光体至光敏器件受光面的垂直距离； α为入射光线的入射角度。
[0013]本发明的另一目的在于提供一种光线入射角度检测方法，包括:
(1)设置两个光敏器件，假定入射光线上任意一点相对于两个所述光敏器件受光面的位置变化所形成的轨迹处于同一平面；
(2)在其中一个光敏器件正上方设置遮光体，所述遮光体在垂直于该光敏器件受光面方向上正好完全覆盖该遮光体的受光面，且使该光敏器件的实际受光面积变化的因素，仅在于入射光线在该光敏器件受光面上的照射长度，且该照射长度所在方向重合或平行于入射光线上任意一点相对于两个所述光敏器件受光面的位置变化所形成的轨迹所在平面；
另一个光敏器件的受光面始终处于完全受光照状态；
(3)检测两个光敏器件的电流值；
(4)应用公式
实际 /S2 -K1*I j/Kg*I2-L1^ig /L2;
K1=K2;
Tan a =x/ L1 实际；
S1^^为其中一个光敏器件的当前受光面积，&为另一个光敏器件的受光面积；
K1为其中一个光敏器件的感光系数；K 2为另一个光敏器件的感光系数，两个光敏器件的感光系数相同；
为入射光线在其中一个光敏器件受光面的当前实际照射长度，L2S入射光线在另一个光敏器件受光面的照射长度；
X为遮光体至光敏器件受光面的垂直距离； α为入射光线的入射角度。
[0014]本发明的另一发明目的在于提供一种光线入射角度检测装置，包括壳体、设于所述壳体且受光面处于同一平面的两个光敏器件、设于所述壳体且位于所述光敏器件上方用于遮挡光线的遮光体。
[0015]综上所述，本发明具有以下有益效果:本发明结构简单，易于普及、推广、实施；能有效检测光线入射角度、光敏器件受光面实际光照面积等参数。
【附图说明】
[0016]图1是实施例1示意图；
图2是实施例3不意图；
图3是实施例5不意图；
图4是实施例6示意图；
图5是实施例7示意图；
图6是实施例8示意图；
图7是实施例9不意图；