Преобразователь положения светового луча в электрический сигнал

 

Стиез Сеаетсиик

Социалистичесиии

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ИТЕЛЬСТВУ (б1) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2%1178 (21) 2695851/18-24 (5t)М. Кл. с присоединением заявки М (23} приоритет

G G 9/00

Н 01 Ь 31/ОВ

Гесуаврствтвмыя «венчает

СССР

w млаи взобретввва в втврытнв

Опублидэвано 15,12.80. Бюллетень М 46

Дата опубликования описания 15,12.80

{53) УДК681. 2 У

:621. 383 (088 ° 8) В ..В, Хайрюзов (7 () заявитель (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПОЛОЖЕНИЯ СВЕТОВОГО

ЛУЧА В ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ СИГНАЛ

Изобретение относится к оптоэлектронике и может быть использовано в качестве позиционно-чувствительного датчика в системах слежения и ориентации, Известны преобразователи положения светового луча в электрический сигнал, выполненные в виде различных конструкций фотопотенциометров и функциональных координатно-чувствительных фотопроводящих устройств.

Известен преобразователь,содержащий диэлектрическую подложку, на . которую нанесен фоточувствительный слой и гребенчатые электроды (1).

Недостатком такого преобразователя является то, что он не позволяет осуществлять слежение за точечными объектами.

Известно также устройство, выполненное в виде полупроводниковой плас-. тины, чувствительной к свету, на которую нанесены, металлический кольцевой и центральный электродй, причем на полупроводниковой пластине внутри кольцевого электрода расположен дополнительный электрод выполненный в виде одного витка спирали Архимеда,, один конец которого соединен с кольцевьм электродом, а другой через нагрузку — с источником пилообразного напряжения le, Недостатком известного устройства является низкая точность преобразования.

Наиболее близким техническим решениеМ к изобретению является преобразователь положения светового луча

1 ) в электрический сигнал, содержащий нанесенный на диэлектрическое основание фотопроводящий слой, иа, котором расположены два резистивных слоя, каждый иэ которых снабжен парой омит5 ческих контактов, проводящие электроды, источник питающего напряжения и нагруэочный элемент (3).

Недостатком этого преобразователя является ограниченная область

20 применения в качестве фотопотенциометра.

Цель изобретения-. расширение области применения преобразователя.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователе положения светового луча в .электрический сигнал, содержащем нанесенный на выполненное в виде диска диэлектрическое основание фотопроводящий

30 слой, на котором расположены два

788127 резистивных слоя, каждый из которых .снабжен парой омических контактов, проводящие электроды, источник питающего напряжения и нагрузочный элемент, реэистивные слои расположены диаметрально противоположно, их первые омические контакты размещены в центре, а вторые —. на периферии фотопроводящего слоя, проводящие электроды выполнены подковообразными и расположены на фотопроводящем и реэистивном слоях концентрично с одинаковым шагом, четные проводящие электроды имеют контакт с одним,из резистивных слоев, а нечетные — с,другим, причем источник питающего напряжения и нагрузочный элемент подключены соответственно к одноименным омическим контактам резистивных слоев.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит диэлектрическое основание 1, выполенное в виде диска, фотопроводящий слой 2, резистивные слои 3,4, проводящие электроды 5,6, омические контакты 7,8 и 9, 10 к резистивным слоям 3 и 4, источник 11 питающего напряжения, нагрузочный элемент 12 и световое пятно

13.

Устройство работает следующим образом.

При попадании сфокусированного светового пятна 13 на фотопроводящий слой 2 ток от внешнего источника 11 напряжения проходит через омический контакт 7, часть реэистивного слоя 3, четный проводящий электрод

5, нечетный проводящий электрод 6, засвеченный участок фотопроводящего слоя 2 между ними, часть резистивного слоя 4, омический контакт 8 и через нагрузочный элемент 12 поступает во внешнюю цепь.

При перемещении светового пятна в радиальном направлении изменяются коммутируемые длины резистивных слоев 3,4, что приводит к пропорциональному изменению тока в выходной цепи.

Для получения инверсной выходной . характеристики для подключения преобразователя используются омические контакты 9 и 10.

Необходимым условием для получения линейного закона изменения. выходного сигнала является соблюдение неравенства р Сй,сК где R — темновое сопротивление квадт рата фотопроводящего слоя;

R — световое сопротивление квадСЯ рата фотопроводящего слоя;

R — - соцротивление квадрата матеР риала резистивного элемента.

При соблюдении этого неравенства погрешность преобразователя определяется только точностью изготовления проводников и резистивных слоев с постоянным по всей длине сопротивлением.

Увеличение рабочей поверхности позволяет осуществлять слежение за произвольно перемещающимся объектом.

Воэможность реверсирования выходной характеристики устраняет необходи.мость в дополнительных электронных устройствах. Наличие экстремума на выходной характеристике позволяет наряду с операцией слежения осущестЩ влять операции наведения и ориентации.

Формула изобретения

Преобразователь положения свето вого луча в электрический сигнал, содержащий нанесенный на выполненное в виде диска диэлектрическое основание фотопроводящий слой, на котором расположены два резистивных слоя, каждый из которых снабжен па30 рой омических контактов, проводящие электроды, источник питающего напряжения и нагрузочный элемент, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения области г,рименения

35 преобразователя, в нем резистивные слои расположены диаметрально противоположно, их первые омические контакты размещены в центре, а вторые — на периферии фотопроводящего слоя, а проводящие электроды выполнены подковообразными и расположены на фотопроводящем и резистивном слоях концентрично с одинаковым шагом, четные проводящие электроды имеют контакт с одним иэ резистивных слоев, а нечетные — с другим, причем источник питакицего напряжения и нагрузочный элемент подключены соответственно к одноименным омическим контактам резистивных слоев.

50 Источник и информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Свечников С.В, и др. Фотопотенциометры и функциональные фоторезисторы. N., Советское радио, - у 1978, с. 156-157.

2. Авторское свидетельство СССР

Ф 322781, кл. G 06 К 9/00, 1970.

3. Патент CUA Р 3324298, кл. 250-211, 1967.

788127

Составитель Ю. Коэлов

Редактор И. Нанкина Техред H,Ковалева Корректор. М. Вигула

Закаэ 8354/57 Тирам 751 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4