一种红外测距装置制造方法及图纸

技术编号:17571843 阅读:90 留言:0更新日期:2018-03-28 19:39
本实用新型专利技术涉及激光雷达技术领域,尤其涉及一种红外测距装置。一种红外测距装置,包括:发射模块、接收模块和计算模块,所述发射模块包括发射光源和驱动电路,所述接收模块包括面阵感光芯片;所述发射光源在驱动电路驱动下发出测试光束,测试光束经测试范围内的物体反射后入射到面阵感光芯片上,计算模块输出测试光强或测试距离;所述发射光路上还设置有将测试光束整形后射出的发射镜头。通过对测试光束进行整形以控制其发散角及光束形状,使其与面阵感光芯片的设定工作区域相匹配,提高了测试光束的整体利用率,使得面阵感光芯片的测量更准确。

An infrared range finder

The utility model relates to the field of laser radar technology, in particular to an infrared distance measuring device. An infrared distance measuring device, including: transmitting module, receiving module and calculation module, the transmitting module includes emitting light source and a drive circuit, wherein the receiving module comprises a planar array photosensitive chip; the emission light source test beam in the drive circuit, the test beam reflected from the test range of the object after the incident to the surface the photosensitive array chip, the output light intensity calculation module test or test distance; the emission light path is also provided with a transmitting beam shaping lens will test after injection. The test beam is reshaped to control its divergence angle and beam shape, so that it matches with the set working area of the panel photosensitive chip. It improves the overall utilization rate of the test beam and makes the measurement of the panel photosensitive chip more accurate.

【技术实现步骤摘要】
一种红外测距装置
本技术涉及激光雷达
,尤其涉及一种红外测距装置。
技术介绍
光学扫描测距装置是一种使用准直光束,通过飞行时间(TimeofFlight,简称为TOF)、三角测量法等方法进行非接触式扫描测距的设备。目前,通常的光学扫描测距装置包括:光发射模块、光学镜头、接收并处理信号的芯片。光发射模块发出光束,光学镜头位于光发射模块的光路上,经过准直的光束发射到被测物体表面,遇到障碍物后光束被反射到接收芯片上,接收芯片通过测量发射到接收之间的时间、相位差、已知光速,即可求出被测物体到装置的距离。这类装置将用于测距的光发射模块、光学透镜、光接收模块等部件安装在一可连续旋转的平台上实现准直光束的扫描,通过电机旋转可以得到一周360度的环境距离信号;或者也可以固定安装在运动的机器人或无人机上,随机器人的前进、后退或转向探测其对应测距区域的障碍物,上述两种模式目前广泛应用于机器人环境扫描、规划路径、避障导航、安防检测等。
技术实现思路
现有的光学扫描测距装置在结构设置时,要么采用单点激光雷达,测试范围过小,无法满足机器人环境扫描、规划路径、避障导航、安防检测等对水平和垂直范围数据的需要,要么采用360度旋转激光测距雷达,对在机器人上的安装位置和结构要求较高,且因为结构的限制,并不能完全测出360度的数据。现有的面阵激光雷达,往往只关注测试光束的发散角,忽略其测试光束的光束形状,测试光线与激光雷达的接收芯片测试区域不匹配,通常通过增加发射光源功率的方式来满足探测光线强度的要求,这就导致发射光源功率过大,整个装置散热要求高,如果在功率一定的前提下,通过减小光线的发射角度,以增强光线光强满足能够进行准确探测的要求,就会牺牲了探测范围。本技术实施例目的在于提出一种红外测距装置,包括:发射模块、接收模块和计算模块,所述发射模块包括发射光源和驱动电路,所述接收模块包括面阵感光芯片;所述发射光源在驱动电路驱动下发出测试光束,测试光束经测试范围内的物体反射后入射到面阵感光芯片上,计算模块输出测试光强或测试距离;所述发射模块的发射光路上还设置有将测试光束整形后射出的发射镜头。作为本技术方案的优选方案之一,所述发射镜头包括TIR透镜本体,所述TIR透镜本体包括用于容纳发射光源的发射槽和用于将入射光线射出的出射面,所述TIR透镜本体的出射面呈弧形环绕在发射光源出射方向上。作为本技术方案的优选方案之一,所述TIR透镜本体还包括以发射槽为中心沿发射电路板延伸的贴合面,经过雾化处理的所述贴合面贴设在发射电路板上。作为本技术方案的优选方案之一,所述发射槽的底面为准直透镜,所述准直透镜呈弧形环绕在发射光源的出射方向上,自所述准直透镜射入的光线经过准直透镜准直处理后沿出射面射出。作为本技术方案的优选方案之一,所述TIR透镜本体还包括上反射面和下反射面,所述上反射面和下反射面为曲面,自所述准直透镜两侧射入到TIR透镜本体内的光线在上反射面和下反射面反射后自出射面射出。作为本技术方案的优选方案之一,所述上反射面和下反射面的弧面为半圆锥形弧面。作为本技术方案的优选方案之一,所述出射面为曲率一致的半圆柱面;或者,所述出射面上的不同区域的曲率不一致,自所述出射面出射的光线集中在设定的一个或几个区域。作为本技术方案的优选方案之一,所述驱动电路集成在发射电路板上,所述发射光源和发射镜头均安装在发射电路板上,所述发射光源位于发射镜头和发射电路板之间。作为本技术方案的优选方案之一,所述发射镜头上设置有至少两个定位柱,所述发射电路板上设置有与定位柱相配合定位的定位孔。作为本技术方案的优选方案之一,所述发射镜头上贴近发射电路板的位置还设置有至少两个不同侧的卡接片,所述发射电路板上设置有与卡接片相卡接的卡扣,所述发射镜头通过卡接片和卡扣的配合连接在发射电路板上。作为本技术方案的优选方案之一,所述发射电路板上贴设有导热片,所述导热片将发射电路板上温度较高区域的热量传导至温度较低区域。作为本技术方案的优选方案之一,所述面阵感光芯片设置在接收电路板上,所述接收电路板上对应面阵感光芯片还设置有接收镜头,发射电路板上还开设有第一通孔,所述接收镜头自第一通孔穿过后抵接在外壳上。作为本技术方案的优选方案之一,所述计算模块集成在核心板上,发射模块、核心板和接收模块电连接航插板,所述航插板与核心板通讯连接,所述核心板与发射模块和接收模块通讯连接,所述航插板通过航插母座与外部电源和机器人连接,所述航插板通过所述航插公座和检测上位机连接。作为本技术方案的优选方案之一,所述面阵感光芯片的工作区域可调,所述发射镜头的整形幅度可调,经发射镜头整形后的测试光束的发散角度和形状所对应的测试范围与面阵感光芯片的设定工作区域相匹配。作为本技术方案的优选方案之一,还包括外壳,所述外壳包括前壳和与前壳相连接的后壳;所述前壳内部设置有安装台,所述安装台内开设有镜头通道,所述镜头通道上设置有接收面板;所述前壳内还设置有用于安装发射面板的第二通孔。作为本技术方案的优选方案之一,设置在镜头通道内的接收镜头的外部还套设有橡胶套,所述橡胶套一端抵接在安装有发射光源的发射电路板上,另一端抵接在接收镜头的镜头座上。作为本技术方案的优选方案之一,所述接收面板和/或所述发射面板为带通滤波片。作为本技术方案的优选方案之一,所述前壳的外部设置有散热鳍片。作为本技术方案的优选方案之一,所述后壳的内侧还连接有散热块,所述散热块抵接在集成有计算模块的核心板上。作为本技术方案的优选方案之一,所述前壳上还设置有导光柱,所述导光柱的底端还设置有与核心板相连接的用于显示工作状态的警示灯。作为本技术方案的优选方案之一,所述前壳和后壳通过橡胶密封圈或导热硅胶密封圈密封连接。一种TIR透镜,包括TIR透镜本体,所述TIR透镜本体包括用于容纳发射光源的发射槽和用于将入射光线射出的出射面,所述TIR透镜本体的出射面呈弧形环绕在发射光源出射方向上。作为本技术方案的优选方案之一,所述TIR透镜本体还包括贴合面,所述贴合面经过雾化处理。作为本技术方案的优选方案之一,所述发射槽的底面为准直透镜,所述准直透镜呈弧形环绕在发射光源的出射方向上,自所述准直透镜射入的光线经过准直透镜准直处理后沿出射面射出。作为本技术方案的优选方案之一,所述TIR透镜本体还包括上反射面和下反射面,所述上反射面和下反射面为曲面,自所述准直透镜两侧射入到TIR透镜本体内的光线在上反射面和下反射面反射后自出射面射出。作为本技术方案的优选方案之一,所述上反射面和下反射面的弧面为半圆锥形弧面。作为本技术方案的优选方案之一,所述出射面为曲率一致的半圆柱面。作为本技术方案的优选方案之一,所述出射面上的不同区域的曲率不一致,自所述出射面出射的光线集中在设定的一个或几个区域。作为本技术方案的优选方案之一,所述贴合面上位于发射槽的两边分别设置有一个定位柱,用于安装TIR透镜的安装板上还设置有与定位柱相配合的定位孔。一种红外测距装置,其特征在于,包括上述任一方案之一的TIR透镜。有益效果:通过对测试光束进行整形以控制其发散角光束形状,使其与面阵感光芯片的设定工作区域相匹配,提高了测试光束的整体利用率,使得面阵感光芯片的测量更准确高效。附图说明图1是本技术实施例1提供的红外测距本文档来自技高网...
一种红外测距装置

【技术保护点】
一种红外测距装置,其特征在于,包括:发射模块、接收模块和计算模块,所述发射模块包括发射光源和驱动电路,所述接收模块包括面阵感光芯片;所述发射光源在驱动电路驱动下发出测试光束,测试光束经测试范围内的物体反射后入射到面阵感光芯片上,计算模块输出测试光强或测试距离;所述发射模块的发射光路上还设置有将测试光束整形后射出的发射镜头。

【技术特征摘要】
1.一种红外测距装置,其特征在于,包括:发射模块、接收模块和计算模块,所述发射模块包括发射光源和驱动电路,所述接收模块包括面阵感光芯片;所述发射光源在驱动电路驱动下发出测试光束,测试光束经测试范围内的物体反射后入射到面阵感光芯片上,计算模块输出测试光强或测试距离;所述发射模块的发射光路上还设置有将测试光束整形后射出的发射镜头。2.根据权利要求1所述的红外测距装置,其特征在于,所述发射镜头包括TIR透镜本体,所述TIR透镜本体包括用于容纳发射光源的发射槽和用于将入射光线射出的出射面,所述TIR透镜本体的出射面呈弧形环绕在发射光源出射方向上。3.根据权利要求2所述的红外测距装置,其特征在于,所述TIR透镜本体还包括以发射槽为中心沿发射电路板延伸的贴合面,经过雾化处理的所述贴合面贴设在发射电路板上。4.根据权利要求2所述的红外测距装置,其特征在于,所述发射槽的底面为准直透镜,所述准直透镜呈弧形环绕在发射光源的出射方向上,自所述准直透镜射入的光线经过准直透镜准直处理后沿出射面射出。5.根据权利要求4所述的红外测距装置,其特征在于,所述TIR透镜本体还包括上反射面和下反射面,所述上反射面和下反射面为曲面,自所述准直透镜两侧射入到TIR透镜本体内的光线在上反射面和下反射面反射后自出射面射出。6.根据权利要求5所述的红外测距装置,其特征在于,所述上反射面和下反射面的弧面为半圆锥形弧面。7.根据权利要求4所述的红外测距装置,其特征在于,所述出射面为曲率一致的半圆柱面;或者,所述出射面上的不同区域的曲率不一致。8.根据权利要求1所述的红外测距装置,其特征在于,所述驱动电路集成在发射电路板上,所述发射光源和发射镜头均安装在发射电路板上,所述发射光源位于发射镜头和发射电路板之间。9.根据权利要求8所述的红外测距装置,其特征在于,所述发射镜头上设置有至少两个定位柱,所述发射电路板上设置有与定位柱相配合定位的定位孔。10.根据权利要求8所述的红外测距装置,其特征在于,所述发射镜头上贴近发射电路板的位置还设置有至少两个不同侧的卡接片,所述发射电路板上设置有与卡接片相卡接的卡扣,所述发射镜头通过卡接片和卡扣的配合连接在发射电路板上。11.根据权利要求8所述的红外测距装置...

【专利技术属性】
技术研发人员:张庆舜吴江郑凯疏达李远
申请(专利权)人:北醒北京光子科技有限公司
类型:新型
国别省市:北京,11

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