專利名稱：二維和三維位置感測系統(tǒng)及其傳感器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所述的實施例涉及用于感測二維或三維中的輻射源或輻射阻擋對象的位置的系統(tǒng)和方法。實施例也涉及用于這樣的系統(tǒng)和方法中的傳感器
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一些實施例提供了傳感器，所述傳感器用于估計對象相對于所述傳感器的方向。輻射源朝著傳感器發(fā)射生成的或反射的輻射。所述傳感器具有在孔板之后的線性光學傳感器陣列。所述傳感器陣列具有線性布置的多個傳感器元件。所述孔板具有孔，從而當所述系統(tǒng)在使用時允許來自所述輻射源的輻射僅僅到達所述傳感器元件中的一些。來自所述傳感器的強度信號耦合到處理器，所述處理器被配置成識別所述輻射入射在其上的傳感器元件。中心傳感器元件從被照射傳感器元件當中選擇并且用于估計所述輻射源相對于所述傳感器的方向。其它實施例提供了一種具有一對傳感器陣列的傳感器。所述傳感器陣列不共線并且可以彼此正交地布置。來自輻射源的輻射通過孔板中的相應孔入射在兩個傳感器陣列上。處理器接收來自每個傳感器陣列的強度信號并且基于所述強度信號計算線。所述輻射源位于所述線上或附近。在另一個方面中，本發(fā)明提供了一種三維位置感測系統(tǒng)。在一個實施例中，三個傳感器接收來自輻射源的輻射。處理器基于入射在每個傳感器上的輻射計算三個平面。輻射源位于所述三個平面上或附近并且估計在所述平面的交叉點。在一些實施例中，所述傳感器中的兩個可以組合成單傳感器，所述單傳感器具有彼此正交布置的兩個傳感器陣列。在另一個實施例中，均具有兩個傳感器陣列的一對傳感器用于估計一對線。輻射源在所述線的每一個上或附近并且估計位于所述兩個線之間的最短線段的中點處。一個方面提供了一種估計定位在感測區(qū)域中的輻射源的方向的方法，所述方法包括提供二維輻射傳感器，所述輻射傳感器包括第一線性陣列傳感器，所述第一線性陣列傳感器具有線性布置的多個第一傳感器元件，所述第一傳感器元件面對感測區(qū)域；第二線性陣列傳感器，所述第二線性陣列傳感器具有線性布置的多個第二傳感器元件，所述第二傳感器元件面對所述感測區(qū)域；孔板，所述孔板定位在所述線性陣列傳感器和所述感測區(qū)域之間以阻擋來自所述感測區(qū)域的輻射到達所述線性陣列傳感器；第一孔，所述第一孔形成于所述孔板中以允許來自所述感測區(qū)域的輻射到達所述第一傳感器元件中的一些；以及第二孔，所述第二孔形成于所述孔板中以允許來自所述感測區(qū)域的輻射到達所述第二傳感器元件中的一些；接收來自所述第一線性陣列傳感器的第一強度信號，其中所述第一強度信號包括對應于通過所述第一孔入射在所述第一傳感器元件上的輻射的第一強度值；接收來自所述第二線性陣列傳感器的第二強度信號，其中所述第二強度信號包括對應于通過所述第二孔入射在所述第二傳感器元件上的輻射的第二強度值；以及基于所述第一和第二強度信號確定所述方向。在一些實施例中，所述第一輻射強度信號包括超過第一閾值的至少一個高強度值；所述第二輻射強度信號包括超過第二閾值的至少一個高強度值；并且基于所述第一和第二輻射強度信號中的所述高強度值確定所述方向。在一些實施例中，所述第一輻射強度信號包括超過第一閾值的高強度值的范圍；并且所述第二輻射強度信號包括超過第二閾值的高強度值的范圍；并且其中確定所述方向包括基于所述第一輻射強度信號中的所述高強度值的范圍選擇第一中心傳感器元件；基于所述第二輻射強度信號中的所述高強度值的范圍選擇第二中心傳感器元件；以及基于所述第一和第二中心傳感器元件確定所述方向。
在一些實施例中，所述第一和第二輻射強度信號是模擬信號并且其中確定所述方向包括將所述第一輻射強度信號轉(zhuǎn)換成相應的第一最終輻射強度信號；將所述第二輻射強度信號轉(zhuǎn)換成相應的第二最終輻射強度信號；以及基于所述第一和第二最終輻射強度信號確定所述方向。在一些實施例中，所述第一和第二輻射強度信號是數(shù)字信號，所述數(shù)字信號具有分別對應于所述第一和第二傳感器元件的每一個的高值或低值，并且其中確定所述方向包括基于所述第一輻射強度信號中的高強度值的范圍選擇第一中心傳感器元件；基于所述第二輻射強度信號中的高強度值的范圍選擇第二中心傳感器元件；以及基于所述第一和第二中心傳感器元件確定所述方向。在一些實施例中，所述方法包括在確定所述方向之前濾波所述第一和第二輻射強度信號以去除虛假值。在一些實施例中，確定所述方向包括在查找表中查找對應于所述第一輻射強度信號的第一角并且在查找表中查找對應于所述第二輻射強度信號的第二角。在一些實施例中，確定所述方向包括計算第一角并且計算第二角。在一些實施例中，組合所述第一和第二角以確定所述方向。另一個方面提供了一種估計三維空間中的輻射源的位置的方法，所述方法包括相對于所述三維空間將二維傳感器定位在第一位置；相對于所述三維空間將一維傳感器定位在第二位置，其中所述第一和第二位置傳感器分離一定距離；相對于所述二維傳感器確定線；相對于所述一維位置傳感器確定平面；以及估計所述輻射源的位置在所述平面和所述線的交叉點。另一個方面提供了一種估計三維空間中的輻射源的位置的方法，所述方法包括相對于所述三維空間將第一一維傳感器定位在第一位置；相對于所述三維空間將第二一維傳感器定位在第二位置；相對于所述三維空間將第三一維傳感器定位在第三位置；相對于所述第一位置傳感器確定第一平面；相對于所述第二位置傳感器確定第二平面；相對于所述第三位置傳感器確定第三平面；以及估計所述輻射源的位置在所述三個平面的交叉點。在一些實施例中，所述第一、第二和第三一維傳感器的每一個包括線性陣列傳感器，并且其中所述第三一維傳感器的線性陣列傳感器與所述第一一維傳感器的線性陣列傳感器正交地定位。在一些實施例中，所述第一和第二一維傳感器的線性陣列傳感器共線地定位。另一個方面提供了一種估計三維空間中的輻射源的位置的方法，所述方法包括相對于所述三維空間將第一二維傳感器定位在第一位置；相對于所述三維空間將第二二維傳感器定位在第二位置；相對于所述第一二維傳感器確定第一線；相對于所述第二二維傳感器確定第二線；基于所述第 一和第二線估計所述輻射源的位置。在一些實施例中，估計所述輻射源的位置在所述第一和第二線之間的最短線段上。在一些實施例中，估計所述輻射源的位置在所述線段的中點處。另一個方面提供了一種二維傳感器，包括第一線性陣列傳感器，所述第一線性陣列傳感器具有線性布置的多個第一傳感器元件，所述第一傳感器元件面對感測區(qū)域；第二線性陣列傳感器，所述第二線性陣列傳感器具有線性布置的多個第二傳感器元件，所述第二傳感器元件面對所述感測區(qū)域；孔板，所述孔板定位在所述線性陣列傳感器和所述感測區(qū)域之間以阻擋來自所述感測區(qū)域的輻射到達所述線性陣列傳感器；第一孔，所述第一孔形成于所述孔板中以允許來自所述感測區(qū)域的輻射到達所述第一傳感器元件中的一些；以及第二孔，所述第二孔形成于所述孔板中以允許來自所述感測區(qū)域的輻射到達所述第二傳感器元件中的一些。在一些實施例中，所述第一和第二線性陣列傳感器正交地布置。在一些實施例中，所述傳感器包括處理器，所述處理器耦合到所述第一線性陣列傳感器以接收來自所述第一線性陣列傳感器的第一輻射強度信號，其中所述第一輻射強度信號對應于通過所述第一孔入射在第一傳感器元件的范圍上的輻射的強度；以及接收來自所述第二線性陣列傳感器的第二輻射強度信號，其中所述第二輻射強度信號對應于通過所述第二孔入射在第二傳感器元件的范圍上的輻射的強度。在一些實施例中，所述傳感器包括濾波到達所述第一傳感器元件的輻射的第一光學濾波器和濾波到達所述第二傳感器元件的輻射的第二光學濾波器。在一些實施例中，所述傳感器元件對所述感測區(qū)域中的輻射源所發(fā)射的輻射敏感，并且其中所述光學濾波器被選擇成允許所述輻射源所發(fā)射的輻射到達所述傳感器元件。在一些實施例中，所述處理器被配置成響應所述第一和第二輻射強度信號估計相對于所述位置傳感器的方向。下面在本發(fā)明的一些示例性實施例的描述中描述了本發(fā)明的這些和其它方面。


現(xiàn)在將參考附圖描述本發(fā)明的各種實施例，其中圖I示出了根據(jù)本發(fā)明的傳感器；圖2是圖I的傳感器的部分剖視前視圖；圖3是圖I的傳感器的橫截面俯視圖；圖4示出了來自圖I的傳感器的強度信號；圖5和6示出了其它示例性強度信號；圖7示出了基于圖4的信號的最終強度信號；圖8示出了用于估計輻射源的位置的系統(tǒng)；圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的第一白板系統(tǒng)；以及圖10至12示出了若干三維位置感測系統(tǒng)。附圖僅僅是示例性的并且未按比例繪制。
具體實施例方式本文中所述的示例性實施例提供了涉及用于確定輻射源或輻射阻擋對象的位置的光學傳感器系統(tǒng)和方法的細節(jié)。其它示例性實施例描述了用于跟蹤白板表面上的筆或其它對象的運動的白板系統(tǒng)的細節(jié)。輻射源可以發(fā)射由輻射源生成的輻射或者可以反射來自其它源的輻射。輻射可以在可見光譜內(nèi)或在其它光譜內(nèi)，例如紫外或紅外光譜。本文中所述的實施例僅僅是示例性的并且光學傳感器的其它實現(xiàn)方式和配置也是可能的。首先參考圖1、2和3，所述圖示出了位置傳感器100和輻射源110。輻射源110發(fā)射入射在傳感器100上的輻射。輻射源在本文中被描述為發(fā)射輻射，不管輻射源簡單地反射由另一個輻射源產(chǎn)生的輻射還是輻射源生成然后遠離輻射源傳播的輻射。在一些實施例中，輻射源110可以是無源輻射源，其反射初始由另一個輻射源產(chǎn)生的輻射。例如，輻射源可以是朝著傳感器100簡單地反射輻射的反射源。在一些實施例中，輻射源110可以是有源輻射源，例如LED、燈泡或其它源。傳感器100包括線性傳感器陣列114、孔板118和處理器120。線性傳感器陣列114安裝在傳感器支座128上，所述傳感器支座又安裝在基板126上?？装?18也安裝在基板126上。傳感器陣列114具有線性布置的多個傳感器兀件116。傳感器兀件116的每一個對定位在感測區(qū)域111中的輻射源110所發(fā)射的輻射敏感。例如，傳感器陣列114可以是對輻射源110所發(fā)射的可見或紅外輻射敏感的線性CMOS傳感器。傳感器陣列114耦合到處理器120。傳感器陣列114將強度信號122 (圖3)提供給處理器120。孔板118具有形成于其中的孔124使得輻射源110所發(fā)射的輻射僅僅入射在傳感器元件116中的一些上。在該實施例中，孔124是狹縫，允許輻射源110在z維度上移動并且仍然通過孔124將輻射發(fā)射到傳感器100上。在其它實施例中，孔可以是孔洞或者可以具有另一個形狀。在一些實施例中，可以基于傳感器元件116的靈敏度、形狀和間隔選擇孔的形狀(包括尺寸)。感測區(qū)域111是輻射源110可以在其中發(fā)射將通過孔124入射在傳感器元件116上的輻射的空間范圍。傳感器元件116大體平行于感測區(qū)域111的平面布置。當輻射源110在感測區(qū)域111中相對于傳感器100在X或y維度上移動時，輻射源110所發(fā)射的輻射穿過孔124并且入射在不同傳感器元件116上。在一些實施例中，光學濾波器可以用于限制入射在傳感器陣列114上的輻射的頻帶。參考圖2和3，光學濾波器可以定位在孔124的前面(如圖2中所示)或孔124和傳感器陣列114之間以減小到達傳感器元件116的外部輻射的量。例如，濾波器可以僅僅允許在對應于輻射源110所發(fā)射的輻射的頻率范圍內(nèi)的輻射到達傳感器元件116。在一些實施例中，光學陷波濾波器可以用于阻擋不需要的輻射到達傳感器元件116。使用光學濾波器可以例如通過增加強度信號中的信噪比而改善傳感器100的操作。 圖4示出了示例性強度信號122。強度信號122是由傳感器陣列114提供的模擬信號。強度信號122大體上具有對應于很少或沒有來自輻射源110的輻射入射在其上的多數(shù)傳感器元件116的低強度水平。強度信號122具有對應于來自輻射源110的輻射入射在其上的傳感器元件116的較高強度水平。
在各種實施例中，傳感器元件116和孔124的尺寸和間隔可以使得僅僅一個或幾個傳感器元件116可以使來自輻射源110的輻射入射在其上。在其它實施例中，孔124可以被成形為允許來自輻射源110的輻射入射在更多數(shù)量的傳感器元件上。在各種實施例中，強度信號122可以是模擬信號或數(shù)字信號(或兩者的組合)。在強度信號是數(shù)字信號的實施例中，對應于特定陣列元件的強度水平可以具有兩個或以上值。例如，圖5示出了強度信號122，其中強度水平是高水平或低水平，這取決于入射在每個傳感器元件上的輻射是低于還是高于閾值。在其它實施例中，入射在每個傳感器元件上的輻射的強度可以被報告為在值的范圍內(nèi)的強 度水平。例如，圖6示出了強度信號，其中為每個傳感器元件提供在低值和高值之間的強度水平。如果八位被提供用于報告每個傳感器元件的強度水平，則低值可以為O并且高值可以為255。再次參考圖4，在該實施例中，強度信號122是原始強度信號，該原始強度信號由處理器120轉(zhuǎn)換成最終強度信號136。在該實施例中，處理器120被配置成以以下方式這樣做。處理器120首先估計用于在輻射的背景水平和輻射源110所發(fā)射的輻射的較高水平之間進行區(qū)分的閾值。這可以例如通過識別最常見強度水平(眾數(shù)值)并且將閾值設定在原始強度信號的眾數(shù)強度水平和峰值水平之間的水平而實現(xiàn)。原始強度信號122可以是雙態(tài)信號并且閾值可以被設定在兩個眾數(shù)值之間的水平。在其它實施例中，這可以通過計算平均強度水平(平均值)而實現(xiàn)，所述平均強度水平將典型地在背景輻射水平和輻射源110所發(fā)射的輻射的水平之間。在其它實施例中，可以以另一種方式選擇閾值水平。在該例子中如下計算閾值水平134 閾值水平134 =(峰值強度水平-平均強度水平)*30 % +平均強度水平參考圖4和7，最終強度信號136具有用于具有超過原始強度信號中的閾值134的強度水平的傳感器元件的高強度和用于具有處于或低于原始強度信號中的閾值的強度水平的傳感器元件的低強度水平。典型地，最終強度信號136將具有處于對應于來自輻射源110的輻射通過孔板118入射在其上的傳感器元件的高水平的強度水平的范圍。在該實施例中，處理器然后識別在最終強度信號136具有高水平的傳感器元件的范圍的中間的中心傳感器元件。在圖4和7的例子中，傳感器陣列具有4096個傳感器元件并且用于傳感器元件2883至2905的強度水平在最終強度信號136中是高的。傳感器元件2894是中心元件，如圖3中所示。在一些實施例中，可以直接從原始強度信號計算中心元件。用于從最終強度信號136選擇中心元件的方法也可以用于從僅僅具有兩個值的數(shù)字強度直接計算中心元件，如圖5中所示。在其它實施例中，可以以其它方式計算中心元件。例如，如果傳感器提供強度水平的范圍，如圖4和6中所示，則處理器可以被配置成選擇具有最高傳感器強度水平的傳感器元件。在一些實施例中，處理器可以濾波原始或最終強度信號以去除虛假值。例如，可以濾波強度信號以去除由低強度水平圍繞的一個或少量傳感器元件的高強度水平?？装搴蛡鞲衅麝嚵?18的幾何形狀可以被布置成使得來自輻射源110的輻射將照射一組傳感器元件。如果少于應當由輻射源照射的一小組元件具有高強度水平并且由具有低強度水平的傳感器元件圍繞，則該組元件可以被當作具有低強度水平。再次參考圖1，傳感器100相對于x-y平面成預定角定位。在該實施例中，傳感器100與X和y維度成45°角定位。處理器120接收強度信號122并且確定來自輻射源110的輻射入射在傳感器100上所成的角Θ (圖I)。處理器120基于中心傳感器元件確定角Θ。這可以使用各種幾何或計算方法或方法的組合實現(xiàn)。在圖3上示出了幾何方法。處理器120確定相對于基準點的角Θ，所述基準點將典型地在傳感器100的尺寸內(nèi)。在一些實施例中，基準點可以在傳感器100的尺寸的外部。在本實施例中，角Θ相對于在孔124的中心的基 準點130是確定的。傳感器陣列位于離孔板一定距離h處，傳感器陣列的中心140在基準點130的正后方。中心傳感器元件2894與傳感器陣列的中心140間隔距離d?？梢匀缦掠嬎憬铅?:Z Θ =Z a + Z β= tarf1 (d/h)+45。在一些實施例中，查找表可以用于確定角Θ?？梢允孪葹閭鞲衅麝嚵?14中的每個傳感器元件116計算角Θ并且結(jié)果可以存儲在處理器120可訪問的查找表中。處理器120然后可以在已識別中心元件之后查找角Θ。基準點130和角共同限定線132，輻射源110沿著所述線相對于傳感器100定位。接著參考圖8，該圖示出了用于估計輻射源210相對于x-y平面的位置的系統(tǒng)200。系統(tǒng)200包括類似于傳感器100的一對傳感器202和204。傳感器202具有基準點230。線232穿過基準點230并且與y維度成角Θ。傳感器204具有基準點236。線246穿過基準點236并且與y維度成角φ。輻射源210位于線232和246的交叉點處。傳感器202和204可以共用處理器220使得它們的相應傳感器陣列214和248將強度信號提供給處理器220。處理器220以上面關(guān)于線132和圖3所述的方式計算線232和246。處理器220可以以任何方式計算線，包括上述的查找表方法。線232和246位于χ-y平面上。處理器220計算線232和246交叉的交叉點250。交叉點250是輻射源210的位置的估計?；鶞庶c236位于x-y平面的原點并且在點(0，O)?；鶞庶c236和230在x維度上分離距離d使得基準點230位于點(d，0)。處理器220計算角Θ和φ，如上所述。輻射源310位于點(Xp，yp)。如下計算輻射源210的估計位置
權(quán)利要求
1.一種估計定位在感測區(qū)域中的輻射源的方向的方法，所述方法包括 -提供二維輻射傳感器，所述輻射傳感器包括 -第一線性陣列傳感器，所述第一線性陣列傳感器具有線性布置的多個第一傳感器元件，所述第一傳感器元件面對感測區(qū)域； -第二線性陣列傳感器，所述第二線性陣列傳感器具有線性布置的多個第二傳感器元件，所述第二傳感器元件面對所述感測區(qū)域； -孔板，所述孔板定位在所述線性陣列傳感器和所述感測區(qū)域之間以阻擋來自所述感測區(qū)域的輻射到達所述線性陣列傳感器； -第一孔，所述第一孔形成于所述孔板中以允許來自所述感測區(qū)域的輻射到達所述第一傳感器兀件中的一些；以及 -第二孔，所述第二孔形成于所述孔板中以允許來自所述感測區(qū)域的輻射到達所述第二傳感器元件中的一些； -接收來自所述第一線性陣列傳感器的第一強度信號，其中所述第一強度信號包括對應于通過所述第一孔入射在所述第一傳感器元件上的輻射的第一強度值； -接收來自所述第二線性陣列傳感器的第二強度信號，其中所述第二強度信號包括對應于通過所述第二孔入射在所述第二傳感器元件上的輻射的第二強度值；以及-基于所述第一和第二強度信號確定所述方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中 -所述第一輻射強度信號包括超過第一閾值的至少一個高強度值； -所述第二輻射強度信號包括超過第二閾值的至少一個高強度值；并且 其中基于所述第一和第二輻射強度信號中的所述高強度值確定所述方向。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中 -所述第一輻射強度信號包括超過第一閾值的高強度值的范圍；并且 -所述第二輻射強度信號包括超過第二閾值的高強度值的范圍； 并且其中確定所述方向包括 -基于所述第一輻射強度信號中的所述高強度值的范圍選擇第一中心傳感器元件； -基于所述第二輻射強度信號中的所述高強度值的范圍選擇第二中心傳感器元件；以及 -基于所述第一和第二中心傳感器兀件確定方向。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述第一和第二輻射強度信號是模擬信號并且其中確定所述方向包括 -將所述第一輻射強度信號轉(zhuǎn)換成相應的第一最終輻射強度信號； -將所述第二輻射強度信號轉(zhuǎn)換成相應的第二最終輻射強度信號；以及 -基于所述第一和第二最終福射強度信號確定所述方向。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的方法，其中所述第一和第二輻射強度信號是數(shù)字信號，所述數(shù)字信號具有分別對應于所述第一和第二傳感器元件的每一個的高值或低值，并且其中確定所述方向包括 -基于所述第一輻射強度信號中的高強度值的范圍選擇第一中心傳感器元件； -基于所述第二輻射強度信號中的高強度值的范圍選擇第二中心傳感器元件；以及-基于所述第一和第二中心傳感器兀件確定方向。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中的任一項所述的方法，包括在確定所述方向之前濾波所述第一和第二輻射強度信號以去除虛假值。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中的任一項所述的方法，其中確定所述方向包括在查找表中查找對應于所述第一輻射強度信號的第一角并且在查找表中查找對應于所述第二輻射強度信號的第二角。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至6中的任一項所述的方法，其中確定所述方向包括計算第一角并且計算第二角。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或7所述的方法，還包括組合所述第一和第二角以確定所述方向。
10.一種估計三維空間中的輻射源的位置的方法，所述方法包括 -相對于所述三維空間將二維傳感器定位在第一位置； -相對于所述三維空間將一維傳感器定位在第二位置，其中所述第一和第二位置傳感器分離一距離； -相對于所述二維傳感器確定線； -相對于所述一維位置傳感器確定平面；以及 -估計所述輻射源的位置在所述平面和所述線的交叉點。
11.一種估計三維空間中的輻射源的位置的方法，所述方法包括 -相對于所述三維空間將第一一維傳感器定位在第一位置； -相對于所述三維空間將第二一維傳感器定位在第二位置； -相對于所述三維空間將第三一維傳感器定位在第三位置； -相對于所述第一位置傳感器確定第一平面； -相對于所述第二位置傳感器確定第二平面； -相對于所述第三位置傳感器確定第三平面；以及 -估計所述輻射源的位置在所述三個平面的交叉點。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述第一、第二和第三一維傳感器的每一個包括線性陣列傳感器，并且其中所述第三一維傳感器的線性陣列傳感器與所述第一一維傳感器的線性陣列傳感器正交地定位。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的方法，其中所述第一和第二一維傳感器的線性陣列傳感器共線地定位。
14.一種估計三維空間中的輻射源的位置的方法，所述方法包括 -相對于所述三維空間將第一二維傳感器定位在第一位置； -相對于所述三維空間將第二二維傳感器定位在第二位置； -相對于所述第一二維傳感器確定第一線； -相對于所述第二二維傳感器確定第二線； -基于所述第一和第二線估計所述輻射源的位置。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的方法，包括估計所述輻射源的位置在所述第一和第二線之間的最短線段上。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，包括估計所述輻射源的位置在所述線段的中點處。
17.—種二維傳感器,包括-第一線性陣列傳感器，所述第一線性陣列傳感器具有線性布置的多個第一傳感器元件，所述第一傳感器元件面對感測區(qū)域； -第二線性陣列傳感器，所述第二線性陣列傳感器具有線性布置的多個第二傳感器元件，所述第二傳感器元件面對所述感測區(qū)域； -孔板，所述孔板定位在所述線性陣列傳感器和所述感測區(qū)域之間以阻擋來自所述感測區(qū)域的輻射到達所述線性陣列傳感器； -第一孔，所述第一孔形成于所述孔板中以允許來自所述感測區(qū)域的輻射到達所述第一傳感器兀件中的一些；以及 -第二孔，所述第二孔形成于所述孔板中以允許來自所述感測區(qū)域的輻射到達所述第二傳感器兀件中的一些。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的傳感器，其中所述第一和第二線性陣列傳感器正交地布置。
19.根據(jù)權(quán)利要求17或18所述的傳感器，還包括處理器，所述處理器耦合到所述第一線性陣列傳感器以 -接收來自所述第一線性陣列傳感器的第一輻射強度信號，其中所述第一輻射強度信號對應于通過所述第一孔入射在第一傳感器元件的范圍上的輻射的強度；以及 -接收來自所述第二線性陣列傳感器的第二輻射強度信號，其中所述第二輻射強度信號對應于通過所述第二孔入射在第二傳感器元件的范圍上的輻射的強度。
20.根據(jù)權(quán)利要求17至19中的任一項所述的傳感器，還包括濾波到達所述第一傳感器元件的輻射的第一光學濾波器和濾波到達所述第二傳感器元件的輻射的第二光學濾波器。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的傳感器，其中所述傳感器元件對所述感測區(qū)域中的輻射源所發(fā)射的輻射敏感，并且其中所述光學濾波器被選擇成允許所述輻射源所發(fā)射的輻射到達所述傳感器元件。
22.根據(jù)權(quán)利要求17至21中的任一項所述的位置傳感器，其中所述處理器被配置成響應所述第一和第二輻射強度信號估計相對于所述位置傳感器的方向。
全文摘要
公開了二維和三維位置感測系統(tǒng)和用于這樣的系統(tǒng)中的傳感器。所述傳感器包含線性陣列傳感器和阻擋光或其它輻射到達所述傳感器中的多數(shù)元件的孔板?；诿總€傳感器中的被照射傳感器元件確定輻射源相對于傳感器的方向。所述傳感器在系統(tǒng)中組合以允許估計輻射源的位置。
文檔編號G01S3/783GK102625918SQ201080035075
公開日2012年8月1日 申請日期2010年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月16日
發(fā)明者A·尤圖庫里, J·克拉克, 斯蒂芬·麥克費德煙 申請人:百安托國際有限公司