[實用新型]一種具有均勻接收光學(xué)系統(tǒng)的探測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720146183.7
• 申請日: 2017-02-18
• 公開（公告）號: CN206470403U
• 公開（公告）日: 2017-09-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張慶舜;李遠(yuǎn)
• 申請（專利權(quán)）人: 北醒（北京）光子科技有限公司
• 主分類號: G01S17/48
• 分類號: G01S17/48;G01S7/481
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技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及一種探測裝置，特別涉及一種具有均勻接收光學(xué)系統(tǒng)的探測裝置。

背景技術(shù)

目前，通常的光學(xué)測距裝置包括：發(fā)射模塊、發(fā)射整形鏡頭、光學(xué)接收透鏡、接收并處理信號的芯片等。發(fā)射單元發(fā)出經(jīng)過整形的光束照射到被測物體表面，接收透鏡把從待測物體表面反射回來的光線匯聚到接收芯片上，通過測量發(fā)射到接收之間的時間差，已知光速，即可求出被測物體到裝置的距離。目前廣泛應(yīng)用于機(jī)器人避障、環(huán)境檢測、定高等。

相位法ToF（Time of Flight，簡稱ToF）測距中，需要依次接收4次連續(xù)調(diào)制的回波（在其中可選的模式中，使用2次回波測量，但是測量精確度會降低）進(jìn)行測量，所述回波為被障礙物反射回的探測光，所帶來缺點就是單次測量需要4倍的測量時間，極大的限制了測距裝置的測試速度。

實用新型內(nèi)容

本申請?zhí)峁┮环N具有面陣光電傳感器的探測裝置。一種探測裝置，包括發(fā)射模塊10、接收模塊50、以及數(shù)據(jù)處理控制模塊，其中，發(fā)射模塊10發(fā)出紅外探測光20，所述紅外探測光20射向環(huán)境中，遇到被測物體被反射；由被測物體反射的紅外探測光30入射到接收模塊50中；數(shù)據(jù)處理控制模塊與接收模塊50相連接，所述數(shù)據(jù)處理控制模塊基于飛行時間法計算出探測裝置與被測物體之間的距離；所述探測裝置還包括均光光學(xué)裝置，所述均光光學(xué)裝置設(shè)置于接收模塊接收由被測物體反射的紅外探測光30的光路上。

進(jìn)一步地，所述接收模塊50中包含光電傳感器，所述光電傳感器為面陣光電傳感器或者單點光電傳感器。

在其中的任一實施例中，所述接收模塊50得到由被測物體反射的紅外探測光30的信號采樣信息；數(shù)據(jù)處理控制模塊依據(jù)接收模塊50得到的信號采樣信息，計算出發(fā)射模塊10發(fā)出的紅外探測光20與由被測物體反射的紅外探測光30之間的相位差，基于飛行時間法計算出探測裝置與被測物體之間的距離。

在其中的任一實施例中，所述接收模塊50對由被測物體反射的紅外探測光30的信號采樣次數(shù)為四次或者兩次。

在其中的任一實施例中，所述接收模塊50在一次的探測采樣時間內(nèi)，完成距離計算所需的所有四次或者兩次探測采樣。

在其中的任一實施例中，所述接收模塊50還得到由被測物體反射的紅外探測光30的灰度圖像。

在其中的任一實施例中，所述發(fā)射模塊10包括主動光源，所述主動光源為LED光源或者為激光光源。

在其中的任一實施例中，所述發(fā)射模塊10發(fā)出經(jīng)過調(diào)制的正弦調(diào)制紅外探測光20或者方波調(diào)制紅外探測光20。

在其中的任一實施例中，所述發(fā)射模塊10中還包括具有光束整形效果的光束整形透鏡或者光束整形透鏡組，所述光束整形透鏡或者所述光束整形透鏡組設(shè)置于發(fā)射模塊10中主動光源發(fā)出紅外光20的光路上。

在其中的任一實施例中，所述光束整形透鏡組包括準(zhǔn)直透鏡。

在其中的任一實施例中，所述光束整形透鏡組包括球面、非球面透鏡組合、非對稱自由去面透鏡、或者二元衍射光學(xué)器件。

在其中的任一實施例中，在接收模塊50接收由被測物體反射的紅外探測光30的光路上，設(shè)置有接收透鏡40。

在其中的任一實施例中，所述均光光學(xué)裝置為場鏡60，所述場鏡60設(shè)置于接收模塊50與接收透鏡40之間。

在其中的任一實施例中，所述場鏡60設(shè)置于接收透鏡40的焦平面上。

在其中的任一實施例中，所述接收透鏡40上設(shè)置有增透膜，和/或所述均光光學(xué)裝置上設(shè)置有增透膜。

在其中的任一實施例中，所述均光光學(xué)裝置為均光錐或者為均光柱。

在其中的任一實施例中，所述均光錐為空心均光錐70或者實心均光錐71，所述均光柱為空心均光柱或者實心均光柱。

在其中的任一實施例中，所述均光光學(xué)裝置為均光光纖或者為擴(kuò)散片，所述均光光纖或者所述擴(kuò)散片位于接收模塊50與接收透鏡40之間。

在其中的任一實施例中，所述均光光學(xué)裝置為場鏡與均光錐的結(jié)合，或者所述均光光學(xué)裝置為場鏡與均光柱的結(jié)合。

在其中的任一實施例中，所述均光光學(xué)裝置為場鏡與均光錐為一體成型結(jié)構(gòu)，或者所述均光光學(xué)裝置為場鏡與均光柱為一體成型結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步地，所述場鏡由均光光纖或者擴(kuò)散片替代。

在其中的任一實施例中，所述探測裝置用于移動機(jī)器人、掃地機(jī)器人、無人機(jī)或無人駕駛汽車中對周圍環(huán)境的探測。

附圖說明

圖1為探測裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為探測裝置中面陣光電傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖。