一种多线光学测距装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种多线光学测距装置，包括：第一接收单元(1)、第二接收单元(2)和发射单元(3)，所述发射单元(3)发射经过整形的红外光，途中遇到障碍物即被反射和散射，第一接收单元(1)和第二接收单元(2)接收返回的红外光，由光信号处理器计算发射光和接收光的相位差，得到相对距离。本实用新型专利技术在原有的多线光学测距装置尺寸基本不变的前提下，扩大视场角和增加分辨率。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及雷达测距领域，具体涉及一种多线光学测距装置。
技术介绍
光学测距装置是一种使用整形光束，通过飞行时间(TOF)等方法测量距离的设备。目前，通常的光学测距装置包括：光发射模块、发射整形镜头、光学接收镜头、接收并处理信号的多线芯片等。发射单元发出经过整形的光束照射到被测物体表面，接收镜头把从待测物体表面反射回来的光线汇聚到接收芯片上，通过测量发射到接收之间的时间差，已知光速，即可求出被测物体到装置的距离。目前广泛应用于机器人避障、环境检测、定高等。但是，由于现有接收芯片分辨率和感光面积的限制，导致现有的探测雷达做成大视场角、高分辨率比较困难，很大程度上限制了大视场、高分辨率的固态雷达的市场化。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的不足，本技术提供一种多线光学测距装置，使用单个主动光源(不限于单个)，整形成为非对称的需要的视场角，通过两个(或者多个)感光芯片分别负责探测不同的区域，之后进行视场的拼接，即可得到高分辨率、大视场角的探测系统，并且共用主板等硬件，并不会增加很多的成本投入。此外，此类系统可以通过上述的拼接的方法，分别增加垂直和水平方向上的视场。为了实现上述技术目的，本技术采取如下技术方案：一种多线光学测距装置，所述测距装置包括：第一接收单元、第二接收单元和发射单元，所述发射单元发射经过整形的红外光，途中遇到障碍物即被反射和散射，第一接收单元和第二接收单元接收返回的红外光，由光信号处理器计算发射光和接收光的相位差，得到相对距离。优选的，第一接收单元包括：接收镜头和感光芯片，接收镜头位于感光芯片所接收的红外光光路上。优选的，第二接收单元与第一接收单元相同。优选的，发射单元包括：调制的主动光源和具有光束整形效果的透镜或者透镜组。优选的，发射单元的发散角完全覆盖两个接收单元的视场角。优选的，两个接收单元在拼接视场的时候，可以选择水平拼接或垂直拼接。优选的，第一接收单元视场内边缘和所述第二接收单元视场内边缘平行。优选的，两个接收单元视场的拼接，可以通过调整两个接收单元整体的夹角来达到，也可以通过保持接收镜头平行，移动感光芯片位置来达到。与最接近的现有技术相比，本技术的有益效果为：在原有的多线光学测距装置尺寸基本不变的前提下，扩大视场角和增加分辨率。附图说明图1是本技术多线光学测距装置结构图；图2是本技术接收单元夹角示意图；图3是本技术接收单元平行放置示意图。1第一接收单元(1)、2第二接收单元(2)、3发射单元(3)、4接收视场1外边缘、5接收视场1内边缘、6接收视场2内边缘、7接收视场2外边缘、8基线。具体实施方式下面结合附图对本技术作进一步详细说明。在图1中，此光学扫描测距装置包括：发射单元和两个接收单元。发射单元包括调制的主动光源(激光、LED等)、具有光束整形效果的透镜或者透镜组。接收单元包括接收镜头、感光芯片。接收单元中的接收镜头用于接收被测物体反射回的红外光，并将红外光聚焦或者成像与感光芯片上。光束整形透镜组，可以完全根据接收单元的接收视场而设计，完全覆盖接收视场并且达到均匀的照明效果，并且提高利用率的同时增加了信噪比。整形透镜组包括准直透镜以及光斑整形透镜。包括球面、非球面透镜组合以及非对称自由曲面透镜，也可以是二元衍射光学器件(DOE)，也可以是现有的成像镜头。其中所述的两个接收单元有同样的视场角，例如都为7.5*7.5度，和同样的分辨率，例如为10*10像素点，通过调整方向，使接收单元1视场内边缘与接收单元2视场内边缘平行，共同组成双倍的视场角7.5*15度，从而共同组成相当于10*20的像素点面阵的效果，保持了0.75度的角分辨率同时，探测视场角增加了一倍，水平视场角HFOV(horizontalfieldofview)从7.5度提高到了15度。同样，可以保持7.5度的水平视场角HFOV不变的情况下，上述的方法可以使角度分辨率提高一倍，达到0.375度。不限于水平视场角HFOV和角度分辨率的改善，对于垂直方向依然适用。如图2、图3所示，两个接收单元视场的拼接，可以通过调整两个接收单元整体的夹角来达到，也可以通过保持接收镜头平行，移动感光芯片位置来达到。所述的发射单元和接收单元中的光学元件，可以通过增透膜技术，进一步提高透过率，极大提升整机的光学效率。所述两个接收单元的视场拼接处会出现视场盲区，盲区的大小取决于图示基线的距离。所示的盲区大小，可以通过缩小两个接收单元之间的基线距离来减小，甚至消除。涉及的接收单元需要尽量短的间距与尽量紧凑的结构。所述的两个接收单元，可以共用一套硬件和一个主动光源，该实施例通过两个接收单元的组合，将原测距装置的探测范围扩大两倍，而且提高了分辨率。另外接收单元不限于两个，可以是多个。所述的系统，如果使用单一主动光源，主动光源的发散角需要设计成兼顾和完全覆盖这两个接收单元视场角的效果。所述的两个接收单元，在拼接视场的时候，可以选择水平拼接或者垂直拼接的方式，以满足不同的需求。两个接收单元，可以同时工作，也可以交替工作。如果是单一主动光源的话，在任何一个接收单元工作的时候，都需要同时工作。可以是双发射单元(或者多单元)，也可以分别与两个接收单元组成独立工作的两套收发系统，可以明显提高利用率以及光源的使用寿命。所述的发射单元，放在接收单元的中间，或者对称的位置，并且尽量缩小发射单元与接收单元的间距，可以明显缩短探测距离盲区的问题。例如，发射单元与接收单元位于同一直线上，并且发射单元位于第一接收单元和第二接收单元之间。另外，发射单元可以与接收单元不位于同一直线上，例如位于等腰三角形的三个顶点位置上，呈等腰三角形对称设置。最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本技术的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本技术进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本技术的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本技术精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本技术的权利要求保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多线光学测距装置，其特征在于，所述测距装置包括：第一接收单元(1)、第二接收单元(2)和发射单元(3)，所述发射单元(3)发射经过整形的红外光，途中遇到障碍物即被反射和散射，第一接收单元(1)和第二接收单元(2)接收返回的红外光，由光信号处理器计算发射光和接收光的相位差，得到相对距离。

【技术特征摘要】
1.一种多线光学测距装置，其特征在于，所述测距装置包括：第一接收单元(1)、第二接收单元(2)和发射单元(3)，所述发射单元(3)发射经过整形的红外光，途中遇到障碍物即被反射和散射，第一接收单元(1)和第二接收单元(2)接收返回的红外光，由光信号处理器计算发射光和接收光的相位差，得到相对距离。2.如权利要求1所述的测距装置，其特征在于，所述第一接收单元(1)包括：接收镜头和感光芯片，接收镜头位于感光芯片所接收的红外光光路上。3.如权利要求1所述的测距装置，其特征在于，所述第二接收单元(2)与所述第一接收单元(1)相同。4.如权利要求1所述的测距装置，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张庆舜，郑凯，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