如在相对于图案的不同衍射级定位的若干 探测器。
[0113] 衍射图案可以是将光朝向相应的传感器聚焦从而增加传感器的效率和灵敏度的 衍射透镜。
[0114] 衍射透镜可以由在图案平面中具有相对于光束中心被移位的光轴的圆形图案构 成，并因此可具有在径向方向上相对于光束中心移位的焦点，检测器或诸如光纤的其它光 采样器可位于该处。
[0115] 每个衍射透镜的中心区域设置有表面处理，以便避免从光源到检测器的直接反 射，从而确保仅将在选定波长范围内的光聚焦朝向检测器。表面也可以以其它方式处理以 避免回到光源的直接反射。
[0116] 可以选择在腔之间腔长的差值，以便提供从所述光栅引导的光之间的选定的相位 差。
[0117] 可以选择从光源传输的光的光束宽度，以便覆盖优选地与衍射部件和腔的区域可 比较的一定区域。因此，跨越光束横截面的腔的大小覆盖光束中的基本上相等面积，以便腔 受到基本相同量的光。也可以出于这个目的而选择腔和衍射图案的形状。
[0118] 根据一个实施例，光源与所述反射区域被同轴地定位，所述腔和检测器围绕所述 轴分布，其中腔围绕所述轴构成相同大小的部分。
[0119] 另选地，光源可以被定位在所述轴的外部，其中腔覆盖基本上相等的面积和基本 上相对于距所述中心的中心的距离的圆周的部分。计算它们的形状，以便接收相等量的光 强度。
[0120] 光源可以具有在选定波长范围中发射的任何可用的类型，并且可以通过至少一条 光纤朝向腔传输。
[0121] 根据一个实施例，光源在若干选定波长下传输光，其中每个衍射图案将在选定波 长中的一个波长下的光引导朝向被连接到至少一个检测器的一个或若干个接收光纤。
[0122] 也可以选择光源以通过在若干选定波长下由光纤传输光来照明腔，其中每个衍射 图案将光引导返回朝向适于将信号传输到一个或若干个检测器的相同光纤，例如通过分束 器等。
[0123] 因此，若干选项是可能的，包括无光纤、输入和输出两者的一条光纤、用于照明的 一条光纤和用于接收与传输到检测器的若干条光纤、若干条光纤输入和若干条光纤输出以 及若干条光纤输入和一条光纤输出，其中例如输入信号是多路复用的。如上所述，同一条光 纤或多条光纤可以用于输入和输出。
[0124] 此外，可被应用于照明光纤和衍射图案之间的色散元件将不同波长引导至不同衍 射图案。因此，代替用所有选定波长照明所有腔，光纤输出和腔之间使用色散元件以使得每 个波长被引导到对应腔并返回到一条光纤或多条光纤是可能的。
[0125] 优选地，腔限定不同的腔长，例如以便增加通过由衍射图案分离的波长获得的分 离。
[0126] 根据应用和可用光源、衍射图案和检测器，可以用任何选定波长范围或许多范围 来照明腔。例如根据腔长和图案特性，所有的腔可以用可选择地朝向不同腔传输的完整范 围或不同的波长来照明。
[0127] 如上所讨论的，本发明提供了用于获得宽的动态范围的装置，该动态范围覆盖在 光的若干波长范围变动的传感器反射表面之间的运动，该光被用于照明表面及其相关腔和 衍射图案。这可以有利地用于麦克风中提供表面之间的小位移与大位移之间的增大的动态 范围，同时保持灵敏度。
【主权项】
1. 一种光学位移传感器，所述光学位移传感器包括第一至少部分反射表面和具有至少 两个衍射图案的第二表面，所述表面被设置在元件上，所述元件在它们之间具有可变的距 离，构成所述部分反射表面和衍射图案的每对限定在它们之间的腔， 所述传感器还包括将在至少一个选定波长范围内的光传输到所述腔中的至少一个光 源和从所述腔接收光的至少一个光检测器，其中，每对适于以所述范围内的选定波长提供 最大衍射效率，所述衍射图案适于将光引导朝向在相对于所述衍射表面的已知位置中设置 的至少一个检测器，所述检测器适于测量对应于每对的衍射效率相位。2. 根据权利要求1所述的传感器，包括具有分别在选定波长下提供0°、120°和240° 的相位偏移的腔长的三个衍射图案和三个对。3. 根据权利要求1所述的传感器，包括具有腔长的两个衍射图案和两个对，第一衍射 图案分别在来自第一图案的衍射信号与反射信号之间提供0°和180°的相位偏移，第二 衍射图案在所述选定波长下、在衍射的与反射的之间提供90°和270°的相位偏移。4. 根据权利要求1所述的传感器，其中，所述衍射图案是将光朝向相应的传感器聚焦 的衍射透镜。5. 根据权利要求4所述的传感器，其中，每个衍射透镜由具有相对于光束中心移位的 光轴的圆形图案构成。6. 根据权利要求5所述的传感器，其中，每个衍射透镜的中心区域设置有表面处理，以 便避免从所述光源到所述检测器的直接反射。7. 根据权利要求1所述的传感器，其中，腔长的差值被选择来以便提供从所述光栅引 导的光之间的选定的相位差。8. 根据权利要求1所述的传感器，其中，所述光源发射覆盖一定区域的光束，跨越光束 横截面的所述腔的大小覆盖光束中基本上相等的面积，以便受到基本相同量的光。9. 根据权利要求1所述的传感器，其中，所述表面被处理，以便避免回到所述光源的直 接反射。10. 根据权利要求1所述的传感器，其中，所述光源与所述反射区域同轴地定位，所述 腔和检测器围绕所述轴分布。11. 根据权利要求10所述的传感器，其中，所述腔构成围绕所述轴的相同大小的部分。12. 根据权利要求1所述的传感器，其中，所述光源被定位在所述轴的外部，所述腔覆 盖基本上相等的面积和基本上覆盖相对于距所述中心的中心的距离的圆周的部分。13. 根据权利要求1所述的传感器，其中，所述光源通过在若干选定波长下由光纤传输 光来照明所述腔，并且其中，每个衍射图案将在所述选定波长中的一个波长下的光导向一 条或若干条光纤，所述一条或若干条光纤将信号传输到一个或若干个检测器。14. 根据权利要求1所述的传感器，其中，所述光源通过在若干选定波长下由光纤传输 光来照明所述腔，并且其中，每个衍射图案将光引导返回朝向所述光纤，所述光纤适于将信 号传输到一个或若干个检测器。15. 根据权利要求13或14所述的传感器，但其中的照明光纤和所述衍射图案之间的色 散元件将不同波长引导到不同衍射图案。16. 根据权利要求1所述的传感器，其中，所述腔限定不同腔长。17. 根据权利要求1所述的传感器，其中，所述腔被使用不同波长的光照明。18. -种麦克风，其包括根据权利要求1所述的传感器，其中，所述表面中的一个被安 装在膜上。
【专利摘要】本发明涉及光学位移传感器，其包括第一至少部分反射表面和具有衍射图案的第二表面，所述表面被提供在元件上，所述元件在它们之间具有可变的距离，每个表面对限定在它们之间的腔。传感器还包括将至少一个选定波长范围的光传输到所述腔中的至少一个光源和从腔接收光的至少一个光检测器，其中，所述衍射图案适于将光引导朝向在相对于所述衍射表面的已知位置中提供的至少一个检测器。
【IPC分类】H04R23/00, G01B11/14
【公开号】CN105308411
【申请号】CN201480034101
【发明人】马修·拉考勒, 伊布鲁·约翰森, 托尔·巴克, 奥勒-赫尔曼·比约尔
【申请人】辛特福特图有限公司
【公开日】2016年2月3日
【申请日】2014年6月20日
【公告号】CA2912750A1, EP3011265A1, US20160138906, WO2014202753A1, WO2014202753A9