光电传感器的控制装置与方法

技术领域

本申请实施例涉及光电技术领域，尤其涉及一种光电传感器的控制装置与方法。

背景技术

目前，光电传感器被广泛的应用于各个领域。一种常见的应用是在光电检测系统中用于检测物体的距离。例如，光电传感器的发光部发射光信号，且受光部接收由检测对象反射的光信号，根据接收的光信号的参数确定检测对象的距离。

应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本发明的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本发明的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。

发明内容

发明人发现，现有的光电传感器大都在生产过程中不同的条件下测定补正值，由此得到的补正值一般是固定的，补正的准确性较低。而且得到的补正值数据较多，需要占据较大的内存。

为了解决上述问题中的至少一个或其他类似问题，本发明实施例提供了一种光电传感器的控制装置，通过补正系数与投光功率实时、动态地计算补正值，能够防止受光信号出现偏差，提升产品检出性能，并且补正的准确率更高。此外，无需存储大量的补正值，减少存储空间，降低成本。

根据本发明实施例的一方面，提供一种光电传感器的控制装置，所述装置包括：

采集部，其采集当前周期的来自待检测物体反射的第一光信号所对应的受光量；

第一计算部，其根据所述第一光信号所对应的受光量计算下一周期的向所述待检测物体投射的第二光信号所对应的投光功率；

第二计算部，其根据所述第二光信号所对应的投光功率、第一补正系数以及第二补正系数计算补正值；以及

调整部，其根据所述补正值对采集到的下一周期的受光量进行补正。

在一个或多个实施例中，所述第一光信号包括M路信号，M为大于等于1的整数，所述第一补正系数包括与M路信号对应的M个第一补正系数，所述第二补正系数包括与M路信号对应的M个第二补正系数。

在一个或多个实施例中，所述第二计算部根据所述光电传感器的光学残存与投光量的线性关系计算所述第一补正系数与所述第二补正系数。

在一个或多个实施例中，所述第二计算部根据所述光电传感器的最大投光量、与所述最大投光量对应的最大光学残存量、最小投光量、以及与所述最小投光量对应的最小光学残存量计算所述第一补正系数与所述第二补正系数。

在一个或多个实施例中，所述第二计算部根据如下公式计算所述补正值：

补正值＝第一补正系数+所述第二光信号所对应的投光功率×第二补正系数

在一个或多个实施例中，所述装置还包括：

存储部，其对所述第一补正系数与所述第二补正系数进行存储。

根据本发明实施例的另一方面，提供一种光电传感器的控制方法，所述方法包括：

采集当前周期的来自待检测物体反射的第一光信号所对应的受光量；

根据所述第一光信号所对应的受光量计算下一周期的向所述待检测物体投射的第二光信号所对应的投光功率；

根据所述第二光信号所对应的投光功率、第一补正系数以及第二补正系数计算补正值；以及

根据所述补正值对采集到的下一周期的受光量进行补正。

在一个或多个实施例中，所述第一光信号包括M路信号，M为大于等于1的整数，所述第一补正系数包括与M路信号对应的M个第一补正系数，所述第二补正系数包括与M路信号对应的M个第二补正系数。

在一个或多个实施例中，根据所述光电传感器的光学残存与投光量的线性关系计算所述第一补正系数与所述第二补正系数。

在一个或多个实施例中，根据所述光电传感器的最大投光量、与所述最大投光量对应的最大光学残存量、最小投光量、以及与所述最小投光量对应的最小光学残存量计算所述第一补正系数与所述第二补正系数。

本发明实施例的有益效果之一在于：通过补正系数与投光功率实时、动态地计算补正值，能够防止受光信号出现偏差，提升产品检出性能，并且补正的准确率更高。此外，无需存储大量的补正值，减少存储空间，降低成本。

参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因此而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

附图说明

所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施方式，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。在附图中：

图1是本发明实施例的光电传感器的控制装置的一个示意图；

图2是本发明实施例的光学残存与投光功率的一个关系图；

图3是本发明实施例的光电传感器与控制装置的一个示意；

图4是本发明实施例的光电传感器的控制方法的一个流程图；

图5是本发明实施例的步骤S43的一个流程图；

图6是本发明实施例的步骤S43的另一个流程图。

具体实施方式

参照附图，通过下面的说明书，本发明的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本发明的特定实施方式，其表明了其中可以采用本发明的原理的部分实施方式，应了解的是，本发明不限于所描述的实施方式，相反，本发明包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。

另外，在以下的说明所使用的各图中，由于使各结构要素为能够在图面上识别的程度的大小，因此比例尺根据每个结构要素而不同，本发明不仅限于这些图中所记载的结构要素的数量、结构要素的形状、结构要素的大小的比例以及各结构要素的相对的位置关系。

在本发明实施例中，术语“包含”、“包括”、“具有”等是指所陈述的特征、元素、元件或组件的存在，但并不排除存在或添加一个或多个其他特征、元素、元件或组件。

在本发明实施例中，单数形式“一”、“该”等包括复数形式，应广义地理解为“一种”或“一类”而并不是限定为“一个”的含义；此外术语“所述”应理解为既包括单数形式也包括复数形式，除非上下文另外明确指出。此外术语“根据”应理解为“至少部分根据……”，术语“基于”应理解为“至少部分基于……”，除非上下文另外明确指出。

下面结合附图对本发明实施例的光电传感器进行说明。

本发明实施例提供了一种光电传感器的控制装置。

图1是本发明实施例的光电传感器的控制装置的一个示意图。如图1所示，光电传感器的控制装置100包括采集部1、第一计算部2、第二计算部3以及调整部4。

采集部1采集当前周期的来自待检测物体反射的第一光信号所对应的受光量。

第一计算部2根据第一光信号所对应的受光量计算下一周期的向待检测物体投射的第二光信号所对应的投光功率。

第二计算部3根据第二光信号所对应的投光功率、第一补正系数以及第二补正系数计算补正值。

调整部4根据补正值对采集到的下一周期的受光量进行补正。

根据上述实施例，通过补正系数与投光功率实时、动态地计算补正值，能够消除光学残存对受光信号产生的影响，防止受光信号出现偏差，提升产品检出性能，并且补正的准确率更高。另外，无需预先存储大量的补正值，减少存储空间，降低成本。

在一些实施例中，光电传感器可以是各种类型的光电传感器，例如，其可以是一维PSD(Position Sensitive Detector，位置敏感检测器)传感器、二维PSD传感器、BGS(Background Suppression，背景抑制型)传感器，等等。另外，光电传感器100可以用于各种用途，例如，其可以用于检测物体、测量距离和角度、测量位移和振动、激光对中和准直等等。

在一些实施例中，采集部1采集当前周期的来自待检测物体(或检出体)反射的第一光信号所对应的受光量，其中，第一光信号可以是单路信号、双路信号或者多路信号，本申请对此不作限制。第一光信号包括M路信号，M为大于或等于1的整数。当第一光信号是双路信号时，即M＝2时，第一光信号可以包括近端信号(N信号)和远端信号(F信号)。

在一些实施例中，第一计算部2根据第一光信号所对应的受光量计算下一周期的向待检测物体投射的第二光信号所对应的投光功率(或DAC值)，例如，第一计算部2根据当前周期的受光信号调整下一周期的投光功率。具体的调整方法或计算方法可参考现有技术，例如，可以采用查表等方法调整投光功率，本申请对此不做限制。由此，通过控制投光功率，使得受光量保持在目标范围内，从而减少黑白误差。

在一些实施例中，与第一光信号对应地，受光信号可以是单路信号、双路信号或者多路信号，本申请对此不作限制。例如，受光信号包括M路信号，M为大于或等于1的整数。那么，对于第i路信号，存在与其对应的一个第一补正系数和一个第二补正系数，其中，1≤i≤M且i为整数。也就是说，第一补正系数可以是一个集合，其包括与M路信号对应的M个第一补正系数。同理，第二补正系数也可以是一个集合，其包括与M路信号对应的M个第二补正系数。

又例如，当受光信号为双路信号时，其可以包括N信号和F信号，那么，第一补正系数是一个集合，其包括2个第一补正系数，分别是与N信号对应的第一补正系数和与F信号对应的第一补正系数。同理，第二补正系数是一个集合，其包括2个第二补正系数，分别是与N信号对应的第二补正系数和与F信号对应的第二补正系数。也即，对于N信号，存在一个第一补正系数和一个第二补正系数；对于F信号，存在一个第一补正系数和一个第二补正系数。也即，在计算N信号的补正值时，根据与N信号对应的第一补正系数和第二补正系数进行计算；在计算F信号的补正值时，根据与F信号对应的第一补正系数和第二补正系数进行计算。

在一些实施例中，第二计算部3根据光电传感器的光学残存与投光量的线性关系计算第一补正系数与第二补正系数。

以下以双路信号为例进行说明，但本申请不限于此。

由于光电传感器的光学残存的存在，采集到的N信号和F信号与实际的N信号和F信号存在一定的偏差，并且，该偏差会随着投光功率(或DAC值)的不同而不同。

图2是光学残存与投光功率的一个关系图。如图2所示，光电传感器的光学残存与投光功率(或DAC值)大致是线性关系，投光功率(或DAC值)越大，光学残存越大。在光电传感器使用之前或在光电传感器的生产过程中，根据光学残存与DAC值的线性关系可以得到第一补正系数与第二补正系数。

在一些实施例中，如图2所示，第二计算部3根据光电传感器的最大投光量、与最大投光量对应的最大光学残存量、最小投光量、以及与最小投光量对应的最小光学残存量计算第一补正系数与第二补正系数。

例如，第二计算部3根据光学残存与DAC值的线性关系曲线上的最低点(或最小点)与最高点(或最大点)计算第一补正系数与第二补正系数。第一补正系数与第二补正系数分别表示光学残存与DAC值的线性关系曲线的斜率与截距，例如，第一补正系数表示截距，第二补正系数表示斜率。

又例如，第二计算部3还可以根据光学残存与DAC值的线性关系曲线上的任意两点计算第一补正系数与第二补正系数，该任意两点不限于最低点(或最小点)与最高点(或最大点)。对于N信号，可以计算得到一个第一补正系数和一个第二补正系数；对于F信号，可以计算得到一个第一补正系数和一个第二补正系数。

在一些实施例中，第二计算部3根据如下公式计算投光功率的补正值：

补正值＝第一补正系数+第二光信号所对应的投光功率×第二补正系数

由此，能够根据实时得到的投光功率，对投光功率进行实时地补正，提高了补正的准确率。

在一些实施例中，如图1所示，光电传感器的控制装置100还可以包括存储部5。存储部5对第一补正系数与第二补正系数进行存储。

例如，对于一个光电传感器，其光学残存与DAC值的线性关系曲线是唯一的，因此计算得到的第一补正系数和第二补正系数也是固定的。因此，存储部5只需要存储若干个第一补正系数和第二补正系数，无需存储大量的数据，由此能够减少存储空间，降低成本。

又例如，在光电传感器的生产过程中，可以根据光学残存与DAC值的线性关系曲线计算第一补正系数和第二补正系数。在生产过程中获取第一补正系数和第二补正系数之后，将其存储在存储部5中。在光电传感器的使用过程中，用户从存储部5中读取第一补正系数和第二补正系数后，就可以进行投光功率的补正。

图3是本发明实施例的光电传感器与控制装置100的一个示意图。如图3所示，光电传感器包括投光回路、受光回路和控制装置100。投光回路将投光信号投射到检出体(或待检测物体)，投光信号经过检出体的反射，回到受光回路。受光回路根据受光信号输出N信号和F信号，采集部1对N信号和F信号进行采集。第一计算部2根据当前周期的受光量调整下一周期的向待检测物体投射的投光功率。第二计算部3可以从存储部读取第一补正系数以及第二补正系数，并根据下一周期的投光功率、第一补正系数以及第二补正系数计算补正值。调整部4根据补正值对采集到的下一周期的受光量进行补正。

在本申请实施例中，通过补正系数与投光功率实时、动态地计算补正值，能够防止受光信号出现偏差，提升产品检出性能，并且补正的准确率更高。此外，无需存储大量的补正值，减少存储空间，降低成本。

本发明实施例还提供了一种光电传感器的控制方法。

图4是本申请实施例的光电传感器的控制方法的一个流程图。

如图4所示，光电传感器的控制方法包括以下步骤：

S41、采集当前周期的来自待检测物体反射的第一光信号所对应的受光量；

S42、根据第一光信号所对应的受光量计算下一周期的向待检测物体投射的第二光信号所对应的投光功率；

S43、根据第二光信号所对应的投光功率、第一补正系数以及第二补正系数计算补正值；

S44、根据补正值对采集到的下一周期的受光量进行补正。

根据上述实施例，通过补正系数与投光功率实时、动态地计算补正值，能够消除光学残存对受光信号产生的影响，防止受光信号出现偏差，提升产品检出性能，并且补正的准确率更高。另外，无需预先存储大量的补正值，减少存储空间，降低成本。

在本实施例中，关于上述各步骤S41-S44的说明，可以参考实施例1对光电传感器的控制装置的说明，此处不再赘述。

图5是本申请实施例中步骤S43的一个流程图。

在一些实施例中，如图5所示，步骤S43包括以下步骤：

S431、根据光电传感器的光学残存与投光量的线性关系计算第一补正系数与第二补正系数；

S432、根据第二光信号所对应的投光功率、第一补正系数以及第二补正系数计算补正值。

在一些实施例中，具体地，在步骤S431中，根据光电传感器的最大投光量、与最大投光量对应的最大光学残存量、最小投光量、以及与最小投光量对应的最小光学残存量计算第一补正系数与第二补正系数。

例如，如图2所示，根据光学残存与DAC值的线性关系曲线上的最低点(或最小点)与最高点(或最大点)计算第一补正系数与第二补正系数。第一补正系数与第二补正系数分别表示光学残存与DAC值的线性关系曲线的斜率与截距，例如，第一补正系数表示截距，第二补正系数表示斜率。

又例如，根据光学残存与DAC值的线性关系曲线上的任意两点计算第一补正系数与第二补正系数，该任意两点不限于最低点(或最小点)与最高点(或最大点)。对于M路信号中的每一路信号，可以计算得到一个第一补正系数和一个第二补正系数，由此可以得到M个第一补正系数和M个第二补正系数。

在一些实施例中，具体地，在步骤S432中，根据如下公式计算所述补正值：

补正值＝第一补正系数+所述第二光信号所对应的投光功率×第二补正系数

由此，能够根据实时得到的投光功率，对投光功率进行实时地补正，提高了补正的准确率。

图6是本申请实施例中步骤S43的另一个流程图。

在一些实施例中，如图6所示，步骤S43包括以下步骤：

S431’、根据光电传感器的光学残存与投光量的线性关系计算第一补正系数与第二补正系数；

S432’、对第一补正系数与第二补正系数进行存储；

S433’、根据第二光信号所对应的投光功率、第一补正系数以及第二补正系数计算补正值。

在本实施例中，关于上述各步骤S431’-S433’的说明，可以参考实施例1对光电传感器的控制装置的说明，此处不再赘述。

值得注意的是，以上附图4至图6仅示意性地对本申请实施例进行了说明，但本申请不限于此。例如上述部分步骤可以同时执行，也可以按照先后顺序执行，可以适当地调整各个操作之间的执行顺序，此外还可以增加其他的一些操作或者减少其中的某些操作。本领域的技术人员可以根据上述内容进行适当地变型，而不仅限于上述附图4至图6的记载。

以上各个实施例仅对本申请实施例进行了示例性说明，但本申请不限于此，还可以在以上各个实施例的基础上进行适当的变型。例如，可以单独使用上述各个实施例，也可以将以上各个实施例中的一种或多种结合起来。

以上结合具体的实施方式对本发明进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本发明保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本发明的精神和原理对本发明做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本发明的范围内。

以上参照附图描述了本申请的优选实施方式。这些实施方式的许多特征和优点根据该详细的说明书是清楚的，因此所附权利要求旨在覆盖这些实施方式的落入其真实精神和范围内的所有这些特征和优点。此外，由于本领域的技术人员容易想到很多修改和变型，因此不是要将本申请的实施方式限于所例示和描述的精确结构和操作，而是可以涵盖落入其范围内的所有合适修改、变型以及等同物。