一种光学测距模组制造技术

本实用新型专利技术公开了一种光学测距模组，包括：光发射器，用于出射经过调制的光脉冲序列；光束整形器，用于对所述光脉冲序列进行整形后出射，使得出射的光脉冲序列在第一方向上的发散角大于在第二方向上的发散角的N倍，所述第一方向、所述第二方向和所述光脉冲序列的光轴的方向分别两两相互垂直，所述N大于1；光接收器，用于接收所述光脉冲序列经物体反射回的至少部分返回光，根据所述光脉冲序列和所述至少部分返回光的相位差确定所述光学测距模组与所述物体之间的距离；其中，所述光学测距模组在所述第二方向上的视场FOV大于在所述第一方向上的FOV。

An Optical Ranging Module

【技术实现步骤摘要】
一种光学测距模组
本技术涉及光学应用
，尤其涉及一种光学测距模组。
技术介绍
在许多应用领域，比如无人机定高、避障等应用场景，安防或者轨道交通等工业领域中，会应用到测距设备。目前，利用光测距的方法有很多种，其中，基于飞行时间(Timeofflight，TOF)测距法是应用较多的方法之一。飞行时间测距法包括脉冲式时间差测距与相位式测距，脉冲式时间差测距是通过计量激光脉冲在空间中飞行的时间，利用计量时间与光速相乘得到两点间的距离；相位法测距是通过测量强度经过正弦调制的发射光和由目标反射回的返回光间的相位差，将相位差转化为距离信息实现距离测量，相位法测距相比可获得更高的测量精度。现有技术中的测距设备的出射光一般呈圆锥状，具有圆形范围的视场(FiledOfView,FOV),用于对前方的圆形范围的区域进行扫描。
技术实现思路
本技术实施例提供了一种光学测距模组，包括：光发射器，用于出射经过调制的光脉冲序列；光束整形器，用于对所述光脉冲序列进行整形后出射，使得出射的光脉冲序列在第一方向上的发散角大于在第二方向上的发散角的N倍，所述第一方向、所述第二方向和所述光脉冲序列的光轴的方向分别两两相互垂直，所述N大于1；光接收器，用于接收所述光脉冲序列经物体反射回的至少部分返回光，根据所述光脉冲序列和所述至少部分返回光的相位差确定所述光学测距模组与所述物体之间的距离；其中，所述光学测距模组在所述第二方向上的视场FOV大于在所述第一方向上的FOV。可选地，所述光学测距模组具有长方形的FOV，其中所述长方形的FOV的长边平行于所述第一方向，短边平行于所述第二方向。可选地，所述第一方向为竖直方向，所述第二方向为水平方向。可选地，所述N位于1.2至3之间；和/或，所述出射光束在所述第一方向上的发散角不大于3度。可选地，所述光接收器接收所述至少部分返回光时，在所述第一方向上的接收角度大于在所述第二方向上的接收角度。可选地，所述光接收器在所述第一方向上的接收角度为所述光脉冲序列在所述第一方向上的发散角的0.7倍至1.5倍；和/或；所述光接收器在所述第二方向上的接收角度为所述光脉冲序列在所述第二方向上的发散角的0.7倍至1.5倍；可选地，所述光接收器在所述第一方向上的接收角度为所述光脉冲序列在所述第一方向上的发散角的1倍至1.5倍；和/或；所述光接收器在所述第二方向上的接收角度为所述光脉冲序列在所述第二方向上的发散角的1倍至1.5倍；可选地，所述光发射器的发光面呈长条形，所述光发射器的发光面的长度方向沿所述第一方向；和/或，所述光接收器的光探测面呈长条形，所述光接收器的光探测面的长度方向沿所述第一方向。可选地，所述光发射器包括发光二极管。可选地，所述光学测距模组还包括呈锥形管状的整形器支架，所述整形器支架包括相对的第一开口和第二开口；其中，所述第一开口用于与所述光发射器相互配合，所述第二开口用于与所述光束整形器相互配合，使得所述光发射器和所述光束整形器分别与所述第一开口和所述第二开口相互配合时，所述光发射器与所述光束整形器的距离为预设距离。可选地，所述光发射器与所述光接收器并列设置；所述整形器支架的侧壁为不透光材料，或者，所述整形器支架的侧壁还用于对入射的光束进行反射。可选地，所述光束整形器包括透镜模块，所述透镜模块包括：依次位于所述透镜模块的中心轴上的第一准直面和第二准直面；其中，所述第一准直面的至少部分由位于第一截面内的第一曲线环绕第一轴旋转得到，所述第二准直面的至少部分由位于第二截面内的第二曲线总体沿平行于所述第一轴的方向平移得到的柱面；所述第一轴位于所述第一准直面背向所述第二准直面的一侧，且平行于所述第二方向；所述第一截面包括所述第一轴所在的至少一个截面；所述第二截面包括垂直于所述第一轴的至少一个截面；所述光束整形透镜用于对入射的光束进行整形，其中，所述第一准直面用于对入射的光束在第一截面上进行准直；所述第二准直面用于将来自所述第一准直面的光束在第二截面上进行准直。可选地，所述光学测距模组还包括覆盖在所述光接收器的光探测面上、且与所述光探测面无缝接触的透光介质；其中，所述透光介质的折射率大于1，且所述透光介质的表面包括曲面。可选地，所述透光介质的折射率不小于1.3。从以上技术方案可以看出，本技术实施例具有以下优点：光学测距模组在第一方向上的FOV大于在第二方向上的FOV，这样，光学测距模组安装在机器人(例如扫地机器人)或者其他需要距离传感器对周围环境进行探测的设备上对周围环境探测时，可以在第二方向(例如水平方向)上获取到更大的角度分辨率，有利于提高使用该光学测距模组进行探测时对周围环境的建图性能。附图说明图1为本技术实施例提供的光学测距模组的一个实施例的结构示意图；图2为本实施例光学测距模组发射的脉冲光束与接收的返回光的波形示意图；图3为光学测距模组中的光发射器的发光面的一种实施例的示意图；图4为光学测距模组中的光接收器的发光面的一种实施例的示意图；图5为本技术实施例提供的光束整形透镜的一个实施例的结构示意图；图6是图5所示透镜在平面X-L上的剖面的一个实施例的示意图；图7是图5所示透镜在平面Y-L上的剖面的一个实施例的示意图；图8为本技术实施例提供的光接收器的一个实施例的结构示意图；图9为本技术实施例提供的光接收器的又一个实施例的结构示意图；图10为本技术实施例提供的光接收器的又一个实施例的结构示意图；图11为本技术实施例提供的光接收器的又一个实施例的结构示意图；图12为本技术实施例提供的光接收器的又一个实施例的结构示意图；图13为本技术实施例提供的光接收器的又一个实施例的结构示意图；图14为本技术实施例提供的光接收器的又一个实施例的结构示意图；图15是图1所示光学测距模组的立体示意图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”“第四”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。如图1所示，图1为本技术实施例提供的光学测距模组的一个实施例的结构示意图。光学测距模组10包括光发射器11、光束整形器12和光接收器13。光发射器11用于出射经过调制的光脉冲序列。光束整形器12用于对光发射器11出射的每一个光脉冲进行整形，使得出射的光脉冲在第一方向上的发散角大于在第二方向上的发散角的N倍。可选地，光发射器11和光接收器13并列设置。光发射器11出射的光脉冲序列中的脉冲光经光束整形器12整形后出射，当遇到物体时被该物体反射或漫反射本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学测距模组，其特征在于，包括：光发射器，用于出射经过调制的光脉冲序列；光束整形器，用于对所述光脉冲序列进行整形后出射，使得出射的光脉冲序列在第一方向上的发散角大于在第二方向上的发散角的N倍，所述第一方向、所述第二方向和所述光脉冲序列的光轴的方向分别两两相互垂直，所述N大于1；光接收器，用于接收所述光脉冲序列经物体反射回的至少部分返回光，根据所述光脉冲序列和所述至少部分返回光的相位差确定所述光学测距模组与所述物体之间的距离；其中，所述光学测距模组在所述第二方向上的视场FOV大于在所述第一方向上的FOV。

【技术特征摘要】
1.一种光学测距模组，其特征在于，包括：光发射器，用于出射经过调制的光脉冲序列；光束整形器，用于对所述光脉冲序列进行整形后出射，使得出射的光脉冲序列在第一方向上的发散角大于在第二方向上的发散角的N倍，所述第一方向、所述第二方向和所述光脉冲序列的光轴的方向分别两两相互垂直，所述N大于1；光接收器，用于接收所述光脉冲序列经物体反射回的至少部分返回光，根据所述光脉冲序列和所述至少部分返回光的相位差确定所述光学测距模组与所述物体之间的距离；其中，所述光学测距模组在所述第二方向上的视场FOV大于在所述第一方向上的FOV。2.根据权利要求1所述的光学测距模组，其特征在于，所述光学测距模组具有长方形的FOV，其中所述长方形的FOV的长边平行于所述第一方向，短边平行于所述第二方向。3.根据权利要求1或2所述的光学测距模组，其特征在于，所述第一方向为竖直方向，所述第二方向为水平方向。4.根据权利要求1或2所述的光学测距模组，其特征在于，所述N位于1.2至3之间；和/或，所述出射光束在所述第一方向上的发散角不大于3度。5.根据权利要求1或2所述的光学测距模组，其特征在于，所述光接收器接收所述至少部分返回光时，在所述第一方向上的接收角度大于在所述第二方向上的接收角度。6.根据权利要求5所述的光学测距模组，其特征在于，所述光接收器在所述第一方向上的接收角度为所述光脉冲序列在所述第一方向上的发散角的0.7倍至1.5倍；和/或；所述光接收器在所述第二方向上的接收角度为所述光脉冲序列在所述第二方向上的发散角的0.7倍至1.5倍。7.根据权利要求6所述的光学测距模组，其特征在于，所述光接收器在所述第一方向上的接收角度为所述光脉冲序列在所述第一方向上的发散角的1倍至1.5倍；和/或；所述光接收器在所述第二方向上的接收角度为所述光脉冲序列在所述第二方向上的发散角的1倍至1.5倍。8.根据权利要求1或2所述的光学测距模组，其特征在于，所述光发射器的发光面呈长条形，所述光发射器的发光面...

【专利技术属性】
技术研发人员：李鹏，覃佳能，曹亮亮，
申请(专利权)人：深圳市芯盛传感科技有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44