[实用新型]一种无盲区同轴装置及红外测距装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及雷达测距领域，具体涉及一种提高整机效率的无盲区同轴装置以及一种红外测距装置。

背景技术

无盲区同轴光学测距装置是一种使用分光镜来实现无盲区测距的设备。目前，通常的光学测距装置包括：光发射模块、准直镜片、光学接收镜头、接收并处理信号的芯片等。发射单元和接收单元通常垂直安装，通过分光镜的分光作用（通常半透半反镜），达到发射和接收共轴的目的，见图1。整个系统的工作原理为发射单元发出经过准直光束照射到被测物体表面，经过被测表面的漫反射（通常为朗伯散射），被接收镜头接收，会聚到接收芯片上，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，由于分光镜（半透半反镜）的原理性问题，导致从发射单元出射的光经过分光镜后有50%的损耗，接收单元经过分光镜后依然存在50%的损耗，最后被探测芯片接收到的能量会衰减严重，特别是对能量要求高的场合，这种系统所带来的测量距离的减小将是巨大的。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供一种提高整机光利用效率的无盲区同轴装置，在分光镜一定的距离安装全反射镜，从而可以达到无盲区的目的，同时增加对光的利用效率。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型采取如下技术方案：

一种同轴装置，包括：接收单元、发射单元、分光镜和反射镜，发射单元发射光束到分光镜上，一部分光被分光镜反射形成光束a，另一部分透过分光镜被反射镜反射形成光束b，光束a和光束b在空气中传播遇到物体被反射回分光镜和反射镜，接收单元接收反射光。

可选地，所述接收单元包括：感光芯片，会聚透镜或者透镜组，其中所述会聚透镜或者透镜组设置于所述感光芯片的接收光路上。

可选地，所述发射单元包括：光源，光束准直透镜或者透镜组，其中所述光束准直透镜或者透镜组设置于所述发射单元光源的光路上。

可选地，所述接收单元和所述发射单元的光轴垂直，并分别与所述分光镜成45度放置，所述反射镜平行于所述分光镜。

可选地，所述接收单元的接收光路上设置有接收镜头，所述接收单元的接收镜头视场角大于发射单元的发散角。

可选地，所述发射单元中的光源为激光光源或LED光源。

可选地，所述装置可在光束a的发出光路上放置两个相互平行且与所述分光镜成90度夹角的第一补偿反射镜和第二补偿反射镜，两个补偿反射镜之间的距离等于所述分光镜和所述反射镜之间的距离。

可选地，所述第一补偿反射镜和所述第二补偿反射镜组成的光程差消除模块可整体绕着接收单元的接收主光轴旋转的位置上固定设置。

可选地，所述发射单元的光轴和所述接收单元的光轴小于90度放置，所述分光镜与所述反射镜平行设置。

一种红外测距装置，包括外壳、同轴装置、信号处理单元，所述同轴装置为上述实施例之一所述的同轴装置，所述同轴装置和所述信号处理单元设置于所述外壳内部，所述信号处理单元与接收单元相连接，所述信号处理单元根据接收单元的信号数据，基于飞行时间法，计算自身与障碍物之间的距离。

优选的，所述红外测距装置用于无人机、扫地机器人以及移动机器人中。

与最接近的现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

满足远距离测量时发射能量损失较少，近距离时得益于分光片的共轴结构，可以达到无盲区的效果。设置光程差消除模块，解决系统装置造成的光程差。

附图说明

图1是现有技术的无盲区同轴光学测距装置结构图。

图2是本实用新型实施例中的无盲区同轴光学测距装置结构图。

图3是本实用新型实施例中的消除基线影响的无盲区同轴光学测距装置结构图。

图4是本实用新型实施例中的具有夹角的光轴结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

在现有的结构上，平行于分光镜一定的距离安装全反射镜。通过分光镜，会产生与接收共轴的反射出去的光束a，产生的另一部分透射光经过反射镜的反射，生成光束b。由于发散角的存在，在一定的距离后，两束光束会逐渐的接近和重合，达到极低光学损耗发射的目的。同时，兼顾了同轴方案的优点，从而可以达到无盲区的目的，见图2。