[實用新型]一種紅外測距裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201721206778.3
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN207148319U
• 公開（公告）日: 2018-03-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張慶舜;吳江;鄭凱;疏達(dá);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: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S7/481
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技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及激光雷達(dá)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種紅外測距裝置。

背景技術(shù)

光學(xué)掃描測距裝置是一種使用準(zhǔn)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(jìn)行非接觸式掃描測距的設(shè)備。目前，通常的光學(xué)掃描測距裝置包括：光發(fā)射模塊、光學(xué)鏡頭、接收并處理信號的芯片。光發(fā)射模塊發(fā)出光束，光學(xué)鏡頭位于光發(fā)射模塊的光路上，經(jīng)過準(zhǔn)直的光束發(fā)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(fā)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(fā)射模塊、光學(xué)透鏡、光接收模塊等部件安裝在一可連續(xù)旋轉(zhuǎn)的平臺上實現(xiàn)準(zhǔn)直光束的掃描，通過電機(jī)旋轉(zhuǎn)可以得到一周360度的環(huán)境距離信號；或者也可以固定安裝在運(yùn)動的機(jī)器人或無人機(jī)上，隨機(jī)器人的前進(jìn)、后退或轉(zhuǎn)向探測其對應(yīng)測距區(qū)域的障礙物，上述兩種模式目前廣泛應(yīng)用于機(jī)器人環(huán)境掃描、規(guī)劃路徑、避障導(dǎo)航、安防檢測等。

實用新型內(nèi)容

現(xiàn)有的光學(xué)掃描測距裝置在結(jié)構(gòu)設(shè)置時，要么采用單點(diǎn)激光雷達(dá)，測試范圍過小，無法滿足機(jī)器人環(huán)境掃描、規(guī)劃路徑、避障導(dǎo)航、安防檢測等對水平和垂直范圍數(shù)據(jù)的需要，要么采用360度旋轉(zhuǎn)激光測距雷達(dá)，對在機(jī)器人上的安裝位置和結(jié)構(gòu)要求較高，且因為結(jié)構(gòu)的限制，并不能完全測出360度的數(shù)據(jù)。

現(xiàn)有的面陣激光雷達(dá)，往往只關(guān)注測試光束的發(fā)散角，忽略其測試光束的光束形狀，測試光線與激光雷達(dá)的接收芯片測試區(qū)域不匹配，通常通過增加發(fā)射光源功率的方式來滿足探測光線強(qiáng)度的要求，這就導(dǎo)致發(fā)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(fā)射角度，以增強(qiáng)光線光強(qiáng)滿足能夠進(jìn)行準(zhǔn)確探測的要求，就會犧牲了探測范圍。

本實用新型實施例目的在于提出一種紅外測距裝置，包括：發(fā)射模塊、接收模塊和計算模塊，所述發(fā)射模塊包括發(fā)射光源和驅(qū)動電路，所述接收模塊包括面陣感光芯片；

所述發(fā)射光源在驅(qū)動電路驅(qū)動下發(fā)出測試光束，測試光束經(jīng)測試范圍內(nèi)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(qiáng)或測試距離；

所述發(fā)射模塊的發(fā)射光路上還設(shè)置有將測試光束整形后射出的發(fā)射鏡頭。

作為本技術(shù)方案的優(yōu)選方案之一，所述發(fā)射鏡頭包括TIR透鏡本體，所述TIR透鏡本體包括用于容納發(fā)射光源的發(fā)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(huán)繞在發(fā)射光源出射方向上。

作為本技術(shù)方案的優(yōu)選方案之一，所述TIR透鏡本體還包括以發(fā)射槽為中心沿發(fā)射電路板延伸的貼合面，經(jīng)過霧化處理的所述貼合面貼設(shè)在發(fā)射電路板上。

作為本技術(shù)方案的優(yōu)選方案之一，所述發(fā)射槽的底面為準(zhǔn)直透鏡，所述準(zhǔn)直透鏡呈弧形環(huán)繞在發(fā)射光源的出射方向上，自所述準(zhǔn)直透鏡射入的光線經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直處理后沿出射面射出。

作為本技術(shù)方案的優(yōu)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(zhǔn)直透鏡兩側(cè)射入到TIR透鏡本體內(nèi)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(shù)方案的優(yōu)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(shù)方案的優(yōu)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(qū)域的曲率不一致，自所述出射面出射的光線集中在設(shè)定的一個或幾個區(qū)域。

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

作為本技術(shù)方案的優(yōu)選方案之一，所述發(fā)射鏡頭上設(shè)置有至少兩個定位柱，所述發(fā)射電路板上設(shè)置有與定位柱相配合定位的定位孔。

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

作為本技術(shù)方案的優(yōu)選方案之一，所述發(fā)射電路板上貼設(shè)有導(dǎo)熱片，所述導(dǎo)熱片將發(fā)射電路板上溫度較高區(qū)域的熱量傳導(dǎo)至溫度較低區(qū)域。

作為本技術(shù)方案的優(yōu)選方案之一，所述面陣感光芯片設(shè)置在接收電路板上，所述接收電路板上對應(yīng)面陣感光芯片還設(shè)置有接收鏡頭，發(fā)射電路板上還開設(shè)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。