[發明專利]一種紅外測距裝置

在審

• 申請號: 201710851117.4
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN107462895A
• 公開（公告）日: 2017-12-12
• 發明（設計）人: 張慶舜;吳江;鄭凱;疏達;李遠
• 申請（專利權）人: 北醒（北京）光子科技有限公司
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S7/481
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及激光雷達技術領域，尤其涉及一種紅外測距裝置。

背景技術

光學掃描測距裝置是一種使用準直光束，通過飛行時間（Time of Flight，簡稱為TOF）、三角測量法等方法進行非接觸式掃描測距的設備。目前，通常的光學掃描測距裝置包括：光發射模塊、光學鏡頭、接收并處理信號的芯片。光發射模塊發出光束，光學鏡頭位于光發射模塊的光路上，經過準直的光束發射到被測物體表面，遇到障礙物后光束被反射到接收芯片上，接收芯片通過測量發射到接收之間的時間、相位差、已知光速，即可求出被測物體到裝置的距離。這類裝置將用于測距的光發射模塊、光學透鏡、光接收模塊等部件安裝在一可連續旋轉的平臺上實現準直光束的掃描，通過電機旋轉可以得到一周360度的環境距離信號；或者也可以固定安裝在運動的機器人或無人機上，隨機器人的前進、后退或轉向探測其對應測距區域的障礙物，上述兩種模式目前廣泛應用于機器人環境掃描、規劃路徑、避障導航、安防檢測等。

發明內容

現有的光學掃描測距裝置在結構設置時，要么采用單點激光雷達，測試范圍過小，無法滿足機器人環境掃描、規劃路徑、避障導航、安防檢測等對水平和垂直范圍數據的需要，要么采用360度旋轉激光測距雷達，對在機器人上的安裝位置和結構要求較高，且因為結構的限制，并不能完全測出360度的數據。

現有的面陣激光雷達，往往只關注測試光束的發散角，忽略其測試光束的光束形狀，測試光線與激光雷達的接收芯片測試區域不匹配，通常通過增加發射光源功率的方式來滿足探測光線強度的要求，這就導致發射光源功率過大，整個裝置散熱要求高，如果在功率一定的前提下，通過減小光線的發射角度，以增強光線光強滿足能夠進行準確探測的要求，就會犧牲了探測范圍。

本發明實施例目的在于提出一種紅外測距裝置，包括：發射模塊、接收模塊和計算模塊，所述發射模塊包括發射光源和驅動電路，所述接收模塊包括面陣感光芯片；

所述發射光源在驅動電路驅動下發出測試光束，測試光束經測試范圍內的物體反射后入射到面陣感光芯片上，計算模塊輸出測試光強或測試距離；

所述發射模塊的發射光路上還設置有將測試光束整形后射出的發射鏡頭。

作為本技術方案的優選方案之一，所述發射鏡頭包括TIR透鏡本體，所述TIR透鏡本體包括用于容納發射光源的發射槽和用于將入射光線射出的出射面，所述TIR透鏡本體的出射面呈弧形環繞在發射光源出射方向上。

作為本技術方案的優選方案之一，所述TIR透鏡本體還包括以發射槽為中心沿發射電路板延伸的貼合面，經過霧化處理的所述貼合面貼設在發射電路板上。

作為本技術方案的優選方案之一，所述發射槽的底面為準直透鏡，所述準直透鏡呈弧形環繞在發射光源的出射方向上，自所述準直透鏡射入的光線經過準直透鏡準直處理后沿出射面射出。

作為本技術方案的優選方案之一，所述TIR透鏡本體還包括上反射面和下反射面，所述上反射面和下反射面為曲面，自所述準直透鏡兩側射入到TIR透鏡本體內的光線在上反射面和下反射面反射后自出射面射出。

作為本技術方案的優選方案之一，所述上反射面和下反射面的弧面為半圓錐形弧面。

作為本技術方案的優選方案之一，所述出射面為曲率一致的半圓柱面；或者，所述出射面上的不同區域的曲率不一致，自所述出射面出射的光線集中在設定的一個或幾個區域。

作為本技術方案的優選方案之一，所述驅動電路集成在發射電路板上，所述發射光源和發射鏡頭均安裝在發射電路板上，所述發射光源位于發射鏡頭和發射電路板之間。

作為本技術方案的優選方案之一，所述發射鏡頭上設置有至少兩個定位柱，所述發射電路板上設置有與定位柱相配合定位的定位孔。

作為本技術方案的優選方案之一，所述發射鏡頭上貼近發射電路板的位置還設置有至少兩個不同側的卡接片，所述發射電路板上設置有與卡接片相卡接的卡扣，所述發射鏡頭通過卡接片和卡扣的配合連接在發射電路板上。

作為本技術方案的優選方案之一，所述發射電路板上貼設有導熱片，所述導熱片將發射電路板上溫度較高區域的熱量傳導至溫度較低區域。

作為本技術方案的優選方案之一，所述面陣感光芯片設置在接收電路板上，所述接收電路板上對應面陣感光芯片還設置有接收鏡頭，發射電路板上還開設有第一通孔，所述接收鏡頭自第一通孔穿過后抵接在外殼上。