距离探测装置制造方法及图纸

提供一种距离探测装置(100)。距离探测装置(100)包括光源(103)、扫描模块(102)和探测器(105)。光源(103)用于发射光束。扫描模块(102)包括至少两个棱镜(130，140)和驱动器(150)，驱动器(150)驱动棱镜(130，140)旋转运动，以将光源(103)发出的光束依次向不同方向投射，且接收探测物(101)反射的回光的至少一部分，在棱镜(130，140)旋转过程中的至少一个时刻，光束经过扫描模块(102)之后传输方向的改变角度小于15度。探测器(105)与光源(103)放置于扫描模块(102)的同一侧，用于将穿过扫描模块(102)的至少部分回光转换为电信号。电信号用于测量探测物(101)与距离探测装置(100)的距离。

Distance detection device

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】距离探测装置
本申请涉及光学探测领域，特别涉及一种距离探测装置。
技术介绍
距离探测装置在很多领域发挥很重要的作用，例如可以用于移动载体或非移动载体上，用来遥感、避障、测绘、建模等。尤其是移动载体，例如机器人、人工操控飞机、无人飞机、车和船等，可以通过距离探测装置在复杂的环境下进行导航，来实现路径规划、障碍物探测和避开障碍物等。
技术实现思路
本申请提供一种距离探测装置，可以减少扫描盲区。根据本申请实施例的一个方面，提供一种距离探测装置。距离探测装置包括：光源，用于发射光束；扫描模块，包括至少两个棱镜和驱动器，所述驱动器驱动所述棱镜旋转运动，以将所述光源发出的光束依次向不同方向投射，且接收探测物反射的回光的至少一部分，在所述棱镜旋转过程中的至少一个时刻，光束经过所述扫描模块之后传输方向的改变角度小于15度；及探测器，与所述光源放置于所述扫描模块的同一侧，用于将穿过所述扫描模块的至少部分回光转换为电信号，所述电信号用于测量所述探测物与所述距离探测装置的距离。本申请距离探测装置的扫描模块在棱镜旋转过程中的至少一个时刻，可以使光束传输方向的改变角度小于15度，如此可以使光束投射至扫描角度范围中间的较小的锥角范围内，使扫描覆盖该锥角范围，减少扫描盲区。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1所示为本申请距离探测装置的一个实施例的示意图。图2所示为图1所示的距离探测装置的扫描模块的一个实施例的示意图。图3所示为图2所示的扫描模块在另一个时刻的示意图。图4所示为图1所示的扫描模块的另一个实施例的示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。除非另行指出，“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明，而并非限于一个位置或者一种空间定向。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而且可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“多个”表示至少两个。本申请实施例的距离探测装置包括光源、扫描模块和探测器。光源用于发射光束。扫描模块包括至少两个棱镜和驱动器，驱动器驱动棱镜旋转运动，以将光源发出的光束依次向不同方向投射，且接收探测物反射的回光的至少一部分，在棱镜旋转过程中的至少一个时刻，光束经过扫描模块之后传输方向的改变角度小于15度。探测器与光源放置于扫描模块的同一侧，用于将穿过扫描模块的至少部分回光转换为电信号。电信号用于测量探测物与距离探测装置的距离。本申请距离探测装置的扫描模块在棱镜旋转过程中的至少一个时刻，可以使光束传输方向的改变角度小于15度，如此可以使光束投射至扫描角度范围中间的较小的锥角范围内，使扫描覆盖该锥角范围，减少扫描盲区。下面结合附图，对本申请的距离探测装置进行详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。图1所示为距离探测装置100的一个实施例的示意图。距离探测装置100可以用来测量探测物101到距离探测装置100的距离和方位。在一个实施例中，距离探测装置100可以包括雷达，例如激光雷达。距离探测装置100可以通过测量距离探测装置100和探测物101之间光传播的时间，即光飞行时间(Time-of-Flight，TOF)，来探测探测物101到距离探测装置100的距离。距离探测装置100包括光源103、扫描模块102和探测器105。光源103用于发射光束。在一个实施例中，光源103可发射激光束。光源103发射出的激光束为波长在可见光范围之外的窄带宽光束。扫描模块102将光源103发出的光束向距离探测装置100周围的空间投射，且接收探测物101反射的回光的至少一部分。在一些实施例中，距离探测装置100还包括准直透镜104，准直透镜104放置于光源103和扫描模块102之间，用于将光源103发射出的光束进行准直，准直为平行光119。扫描模块102改变平行光119的传输方向，将平行光119向距离探测装置100周围的空间投射。扫描模块102旋转可以将光束投射至不同的方向，例如方向111和113，如此对距离探测装置100周围的空间进行扫描。当扫描模块102投射出的光111打到探测物101时，一部分光被探测物101沿与投射的光111相反的方向反射至距离探测装置100。扫描模块102接收探测物101反射的回光112。探测物101反射的一部分回光120未传播至扫描模块102，不被扫描模块102接收。探测器105与光源103放置于扫描模块102的同一侧，用于将穿过扫描模块102的至少部分回光转换为电信号。电信号用于测量探测物101与距离探测装置100的距离。穿过扫描模块102的回光中的至少一部分被探测器105转换为电信号。在一些实施例中，探测器105可以包括雪崩光电二极管，雪崩光电二极管为高灵敏度的半导体器件，能够利用光电流效应将光信号转换为电信号。在一些实施例中，距离探测装置100还包括会聚透镜106，会聚透镜106放置于探测器105和扫描模块102之间，用于将穿过扫描模块102的回光会聚到探测器105。在一个实施例中，距离探测装置100包括反射元件108。反射元件108位于准直透镜104和扫描模块102之间，且位于扫描模块102和会聚透镜106之间。反射元件108用于向会聚透镜106反射穿过扫描模块102的回光，且允许准直透镜104准直的光束119穿过。在一个实施例中，反射元件108的中部形成有对应光源103和准直透镜104的位置的开孔，准直的平行光119从开孔穿过。在另一个实施例中，反射元件108反射光源103发出的光束。在一些实施例中，反射元件108包括反射镜或反射棱镜等。在一个实施例中，会聚透镜106和准直透镜104为相互独立的透镜。在另一个实施例中，会聚透镜106和准直透镜104为同一个透镜，该透镜位于反射本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种距离探测装置，其特征在于，其包括：/n光源，用于发射光束；/n扫描模块，包括至少两个棱镜和驱动器，所述驱动器驱动所述棱镜旋转运动，以将所述光源发出的光束依次向不同方向投射，且接收探测物反射的回光的至少一部分，在所述棱镜旋转过程中的至少一个时刻，光束经过所述扫描模块之后传输方向的改变角度小于15度；及/n探测器，与所述光源放置于所述扫描模块的同一侧，用于将穿过所述扫描模块的至少部分回光转换为电信号，所述电信号用于测量所述探测物与所述距离探测装置的距离。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】一种距离探测装置，其特征在于，其包括：
光源，用于发射光束；
扫描模块，包括至少两个棱镜和驱动器，所述驱动器驱动所述棱镜旋转运动，以将所述光源发出的光束依次向不同方向投射，且接收探测物反射的回光的至少一部分，在所述棱镜旋转过程中的至少一个时刻，光束经过所述扫描模块之后传输方向的改变角度小于15度；及
探测器，与所述光源放置于所述扫描模块的同一侧，用于将穿过所述扫描模块的至少部分回光转换为电信号，所述电信号用于测量所述探测物与所述距离探测装置的距离。


根据权利要求1所述的距离探测装置，其特征在于，至少两个所述棱镜包括第一棱镜和放置于所述第一棱镜的远离所述光源的一侧的第二棱镜，所述第一棱镜包括靠近光源一侧的第一入射面和相对于所述第一入射面的第一出射面，所述第二棱镜包括靠近光源一侧的第二入射面和相对于所述第二入射面的第二出射面。


根据权利要求2所述的距离探测装置，其特征在于，在所述第一棱镜和所述第二棱镜旋转过程中的至少一个时刻，所述第一入射面和所述第二出射面中心对称，所述第一出射面和所述第二入射面中心对称。


根据权利要求3所述的距离探测装置，其特征在于，所述第一入射面和所述第二出射面为平面，在所述第一棱镜和所述第二棱镜旋转过程中的至少一个时刻，所述第一入射面和所述第二入射面平行。


根据权利要求3或4所述的距离探测装置，其特征在于，所述第一出射面和所述第二入射面为平面，在所述第一棱镜和所述第二棱镜旋转过程中的至少一个时刻，所述第一出射面和所述第二入射面平行。


根据权利要求5所述的距离探测装置，其特征在于，所述第一棱镜和所述第二棱镜包括楔角棱镜，所述第一出射面与所述第二入射面在所述第一棱镜和所述第二棱镜旋转中保持平行，所述第一入射面相对于所述第一出射面倾斜延伸，所述第二出射面相对于所述第二入射面倾斜延伸。


根据权利要求3所述的距离探测装置，其特征在于，所述第一入射面和所述第二出射面为曲面。


根据权利要求3或7所述的距离探测装置，其特征在于，所述第一出射面和所述第二入射面为曲面。


根据权利要求3所述的距离探测装置，其特征在于，所述第一棱镜的折射率与所述第二棱镜的折射率相同。


根据权利要求2所述的距离探测装置，其特征在于，至少两个所述棱镜的折射率不同。


根据权利要求10所述的距离探测装置，其特征在于，所述第一棱镜的折射率与所述第二棱镜的折射率不同。


根据权利要求11所述的距离探测装置，其特征在于，在所述第一棱镜和所述第二棱镜旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄淮，洪小平，
申请(专利权)人：深圳市大疆创新科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44