激光测距装置及其感光芯片的安装方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种激光测距装置及其感光芯片的安装方法，该激光测距装置，包括设置在固定座(100)上的线激光发射器(200)和图像传感器，所述图像传感器包括透镜和电路板(400)，所述电路板上固设有感光芯片组件，且该感光芯片组件是由两个相同的子感光芯片(501)沿长边方向拼接而成，所述透镜与子感光芯片的适配关系为：与1/n英寸的图像传感器适配的透镜，对应设置由两个1/2n英寸的子感光芯片拼接而成的感光芯片组件，所述感光芯片组件两个长边之间的感光面覆盖激光测距装置预设最远距离测量点、预设最近距离测量点与透镜中心连线的延长线分别与所述感光芯片组件所在平面的交点。本发明专利技术使得激光测距装置的测距范围能够满足使用者的需求。

The installation method of laser range finder and its photoreceptor chip

The installation method of the invention provides a laser ranging device and photosensitive chip, the laser ranging device arranged in the fixing seat (100) on line laser transmitter (200) and the image sensor, the image sensor includes a lens and a circuit board (400), the circuit board is fixedly arranged on the photosensitive chip component. The photosensitive chip component is composed of two identical sub sensitive chip (501) along the long side direction of splicing, the lens and photosensitive chip: the adaptation between the lens and the image sensor 1/n inch adapter, set the corresponding photosensitive chip assembly is composed of two 1/2n inch sub splicing sensitive chip however, to extend the line between the photosensitive surface of the photosensitive chip module two long side cover laser ranging device preset distance measurement points, the preset nearest distance measurement point and the center of the lens line are respectively connected with the photosensitive The intersection of the plane at which the chip component is located. The invention enables the range range of the laser range finder to meet the needs of the user.

【技术实现步骤摘要】
激光测距装置及其感光芯片的安装方法
本专利技术涉及一种激光测距装置及其感光芯片的安装方法，属于传感器制造

技术介绍
现有的室内机器人通常使用激光测距装置作为主要传感器对其工作环境进行建模，2008年在帕萨迪纳(Pasadena，CA，USA)由电气和电子工程师协会举办的机器人与自动化国际会议(IEEEInternationalConferenceonRoboticsandAutomation)上曾公开过一篇名为“ALow-CostLaserDistanceSensor”的文章，在这篇文章中对激光测距原理、激光测距装置特性及其在室内机器人上的应用进行了详细的介绍。该文献有介绍激光测距装置(LDS)有效(准确)测量距离为3cm-6m，而激光测距装置(LDS)实际的测距范围则比有效测量距离大一些。现有技术中，线激光测距装置包括呈一定角度设置的线激光发射器和图像传感器，图像传感器接收线激光发射器发射的光线从周边障碍物反馈回来的光线。根据镜头的不同规格，其测距范围也有所不同，因此需要根据测距范围的需求，采用合适规格且与图像传感器适配的镜头。激光测距装置的镜头通常匹配有用于滤掉背景光的滤光片和CMOS(ComplementaryMetalOxideSemiconductor，互补金属氧化物半导体)图像传感器芯片，简称CMOS芯片。现有镜头中匹配的CMOS芯片均为单一的感光芯片。为了保证测距范围，传统的CMOS芯片的感光面积较大，需对应扫描和处理更多的数据，不能满足激光测距装置的实时性要求，且成本太高。中国专利CN203672362U中公开了一种CMOS芯片，其由两个较小的芯片拼接而成，使其长边方向的长度满足镜头规格要求的同时，测距范围和测距精度也能够达到一般要求，并且由于其CMOS芯片的尺寸较小，加快了测距装置的实时响应速度。然而，由于其短边方向上的长度小于传统的图像传感器芯片，使得其测距范围小于传统的线激光测距装置，若采用传统的芯片安装方式，即将感光芯片的中心放置的高度与透镜中心等高，则会导致LDS的测距范围非常狭小，不能满足建图测距或避障测距等实际需求。因此，如何安装面积较小的拼接芯片以获得合适的测距范围成为本领域技术人员急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于针对现有技术的不足，提供一种激光测距装置及其感光芯片的安装方法，通过使感光芯片组件两个长边之间的感光面覆盖激光测距装置预设最远距离测量点、预设最近距离测量点与透镜中心连线的延长线分别与所述感光芯片组件所在平面的交点，使得本领域的技术人员可以根据需要测量的距离范围来决定感光芯片的安装位置，激光测距装置的测距范围能够满足使用者的需求。本专利技术所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：一种激光测距装置，包括设置在固定座上的线激光发射器和图像传感器，所述图像传感器包括透镜和电路板，所述电路板上固设有感光芯片组件，且该感光芯片组件是由两个相同的子感光芯片沿长边方向拼接而成，所述透镜与子感光芯片的适配关系为：与1/n英寸的图像传感器适配的透镜，对应设置由两个1/2n英寸的子感光芯片拼接而成的感光芯片组件，所述感光芯片组件两个长边之间的感光面覆盖激光测距装置预设最远距离测量点、预设最近距离测量点与透镜中心连线的延长线分别与所述感光芯片组件所在平面的交点。具体的，为了获得更好的测距范围或预防感光芯片安装时的误差，以所述感光芯片组件距离线激光发射器近的长边为上长边，以所述感光芯片组件距离线激光发射器远的长边为下长边，所述下长边到透镜中心的竖直距离大于等于所述预设最近距离测量点与透镜中心连线的延长线与所述感光芯片组件所在平面的交点到透镜中心的竖直距离。其中一种情况，所述下长边的中心位于激光测距装置预设最近距离测量点与透镜中心连线的延长线上。进一步地，所述下长边到透镜中心的竖直距离小于所述子感光芯片的短边长度。当激光测距装置线激光发射平面与感光芯片组件所在平面正交设置时，假设O点为透镜的中心，O’点为O点在感光芯片组件上的投影，OO’为透镜到感光芯片组件的距离，激光测距装置预设最远距离测量点、预设最近距离测量点与透镜中心连线的延长线与所述感光芯片组件所在平面的交点分别为B、A，m为感光芯片组件的上长边到线激光发射平面的距离，n为下长边到透镜中心的竖直距离，MN为感光芯片组件的短边长度，OC为O点到线激光发射平面的距离，激光测距装置测距范围内的预设最远距离为Dmax，预设最近距离为Dmin，则AO’＝OC×OO’/Dmin，BO’＝OC×OO’/Dmax，n＞AO’，m＜OC。优选的，所述线激光发射器沿第一方向发射线激光，所述两个相同的子感光芯片的长边方向与所述第一方向平行。本专利技术还提供一种激光测距装置中感光芯片的安装方法，包括：步骤1：在接收激光的路径上设置一透镜，步骤2：在经过所述透镜的激光路径上设置一感光芯片组件，其中，所述感光芯片组件是由两个相同的子感光芯片沿长边方向拼接而成，所述透镜与子感光芯片的适配关系为：与1/n英寸的图像传感器适配的透镜，对应设置由两个1/2n英寸的子感光芯片拼接而成的感光芯片组件，在所述步骤2中，使感光芯片组件两个长边之间的感光面覆盖激光测距装置预设最远距离测量点、预设最近距离测量点与透镜中心连线的延长线分别与所述感光芯片组件所在平面的交点。进一步地，以所述感光芯片组件距离线激光发射器近的长边为上长边，以所述感光芯片组件距离线激光发射器远的长边为下长边，在所述步骤2中，将所述下长边到透镜中心的竖直距离配置成大于所述预设最近距离测量点与透镜中心连线的延长线与所述感光芯片组件所在平面的交点到透镜中心的竖直距离，且配置下长边到透镜中心的竖直距离小于所述子感光芯片的短边长度。综上所述，本专利技术通过使感光芯片组件两个长边之间的感光面覆盖激光测距装置预设最远距离测量点、预设最近距离测量点与透镜中心连线的延长线分别与所述感光芯片组件所在平面的交点，使得本领域的技术人员可以根据需要测量的距离范围来决定感光芯片的安装位置，激光测距装置的测距范围能够满足使用者的需求。下面结合附图和具体实施例，对本专利技术的技术方案进行详细地说明。附图说明图1和图2分别为本专利技术激光测距装置的整体结构示意图；图3为本专利技术激光测距装置的零件爆炸图；图4为本专利技术实施例一的测量原理图；图5为本专利技术实施例一感光芯片组件和透镜的位置示意图；图6为本专利技术实施例一改变测量距离后感光芯片组件和透镜的位置示意图；图7为本专利技术实施例二的测量原理图。具体实施方式图1和图2分别为本专利技术激光测距装置的整体结构示意图；图3为本专利技术激光测距装置的零件爆炸图。如图1至图3所示，本专利技术提供一种激光测距装置，包括设置在固定座100上的线激光发射器200和图像传感器，所述图像传感器包括透镜(图中未示出)和电路板400，所述电路板400上固设有感光芯片组件500，且该感光芯片组件500是由两个相同的子感光芯片501沿长边方向拼接而成，所述透镜与子感光芯片501的适配关系为：与1/n英寸的图像传感器适配的透镜，对应设置由两个1/2n英寸的子感光芯片拼接而成的感光芯片组件。优选的，子感光芯片的长边方向与线激光条纹的方向平行，即线激光发射器发射第一方向的线激光，则两个相同的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光测距装置，包括设置在固定座(100)上的线激光发射器(200)和图像传感器，所述图像传感器包括透镜和电路板(400)，所述电路板上固设有感光芯片组件，且该感光芯片组件是由两个相同的子感光芯片(501)沿长边方向拼接而成，所述透镜与子感光芯片的适配关系为：与1/n英寸的图像传感器适配的透镜，对应设置由两个1/2n英寸的子感光芯片拼接而成的感光芯片组件，其特征在于，所述感光芯片组件两个长边之间的感光面覆盖激光测距装置预设最远距离测量点、预设最近距离测量点与透镜中心连线的延长线分别与所述感光芯片组件所在平面的交点。

【技术特征摘要】
1.一种激光测距装置，包括设置在固定座(100)上的线激光发射器(200)和图像传感器，所述图像传感器包括透镜和电路板(400)，所述电路板上固设有感光芯片组件，且该感光芯片组件是由两个相同的子感光芯片(501)沿长边方向拼接而成，所述透镜与子感光芯片的适配关系为：与1/n英寸的图像传感器适配的透镜，对应设置由两个1/2n英寸的子感光芯片拼接而成的感光芯片组件，其特征在于，所述感光芯片组件两个长边之间的感光面覆盖激光测距装置预设最远距离测量点、预设最近距离测量点与透镜中心连线的延长线分别与所述感光芯片组件所在平面的交点。2.如权利要求1所述的激光测距装置，其特征在于，以所述感光芯片组件(500)距离线激光发射器(200)近的长边为上长边，以所述感光芯片组件距离线激光发射器远的长边为下长边，所述下长边到透镜中心的竖直距离大于等于所述预设最近距离测量点与透镜中心连线的延长线与所述感光芯片组件所在平面的交点到透镜中心的竖直距离。3.如权利要求2所述的激光测距装置，其特征在于，所述下长边的中心位于激光测距装置预设最近距离测量点与透镜中心连线的延长线上。4.如权利要求2所述的激光测距装置，其特征在于，所述下长边到透镜中心的竖直距离小于所述子感光芯片的短边长度。5.如权利要求2所述的激光测距装置，其特征在于，激光测距装置线激光发射平面与感光芯片组件(500)所在平面正交设置，假设O点为透镜(300)的中心，O’点为O点在感光芯片组件上的投影，OO’为透镜到感光芯片组件的距离，激光测距装置预设最远距离测量点、预设最近距离测量点与透镜中心连线的延长线与所述感光芯片组件所...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤进举，
申请(专利权)人：科沃斯机器人股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32