[实用新型]一种固态多线测距装置

说明书

技术领域

本申请涉及一种测距装置，特别涉及一种固态多线测距装置。

背景技术

光学扫描测距装置是一种使用准直光束，通过三角测量、飞行时间（Time of Flight，简称为TOF）等方法进行非接触式扫描测距的设备。目前，通常的飞行时间光学扫描测距装置包括：光发射模块、接收并处理信号的芯片、电机、轴承及导电滑环。光发射模块发出红外探测光束，该红外探测光束发射到被测物体表面，遇到障碍物后光束反射到接收并处理信号的芯片上，芯片通过测量发射到接收之间的时间（或者相位差）、已知光速，即可求出被测物体到装置的距离。这类装置将用于测距的光发射模块、光接收模块等部件安装在一可连续旋转的平台上实现光束的扫描，通过电机旋转可以得到一周360度的环境距离信号。该常见的光学扫描测距装置在每个角度只能得到单点的距离信息。

然而，上述通过电机旋转来探测距离的光学扫描测距装置：（1）需要设置连接旋转部分与固定部分的滑环，但是对于用于大众消费级量产测距装置的低价滑环来说，极易磨损，不能满足测距装置的使用寿命要求；（2）上述以旋转方式来探测距离的装置占用的体积大，在未来的应用中，很难再进一步缩小装置占用的体积；（3）目前依靠旋转来实现多线（例如64、32线）的激光雷达，价格很高，并且对光发射模块与接收模块以成对方式设置，对发射模块与接收模块角度设置要求高，不利于量产。

实用新型内容

针对现有旋转扫光学扫描测距装置的不足，本申请提供一种不包含任何机械旋转结构的固态多线测距装置。

一种固态多线测距装置，包括发射光模块、测距模块、图像传感器及分光镜。述发射光模块发出红外探测光，所述红外探测光射向环境中，遇到被测物体被反射；由被测物体反射的红外探测光和环境可见光入射到分光镜上，所述分光镜将红外探测光与环境可见光分离；所述测距模块接收被分光镜透过或者反射的红外探测光，基于飞行时间法，得到所述测距装置与被测物体之间的距离，和/或所述测距模块得到所接收到的红外探测光强度；所述图像传感器接收被分光镜反射或者透过的环境可见光，得到被测物体的影像色彩信息。

在其中的任一实施例中，所述分光镜透过红外探测光并反射环境可见光，或者所述分光镜反射红外探测光并透过环境可见光。

一种固态多线测距装置包括发射光模块、测距模块、图像传感器。所述发射光模块发出红外探测光，所述红外探测光射向环境中，遇到被测物体被反射；由被测物体反射的红外探测光入射到测距模块上，测距模块基于飞行时间法，得到所述测距装置与被测物体之间的距离，和/或所述测距模块得到所接收到的红外探测光强度；所述图像传感器接收由被测物体反射的环境可见光，得到被测物体的影像色彩信息。

在其中的任一实施例中，测距模块的光轴与图像传感器的光轴垂直设置，测距模块、图像传感器分别于分光镜呈45度夹角设置。

在其中的任一实施例中，测距模块的光轴与图像传感器的光轴非垂直设置。

在其中的任一实施例中，所述发射光模块具有红外发射光源，所述红外发射光源为激光光源或者为LED光源。

在其中的任一实施例中，所述光源的个数为1、2、4、6、8或10个。

在其中的任一实施例中，所述测距模块具有光电传感器，所述光电传感器将接收到的红外探测光转换为电信号。

在其中的任一实施例中，所述光电传感器为CMOS传感器、CCD传感器、雪崩二极管、光电倍增管或者光电二极管。

在其中的任一实施例中，所述光电传感器为由M行N列个光电传感器单元所组成的一块面阵光电传感器。

在其中的任一实施例中，所述发射光模块所发射的红外探测光光路上，设置有发射光会聚透镜，所述发射光会聚透镜将从发射光模块发出的红外探测光会聚。

在其中的任一实施例中，所述会聚透镜为TIR透镜、凸透镜、或双凸透镜。

在其中的任一实施例中，在测距模块和/或图像传感器的接收光光路上，设置有接收光会聚透镜，所述接收光会聚透镜将由被测物体反射的红外探测光会聚。

在其中的任一实施例中，所述接收光会聚透镜为成像镜头。

在其中的任一实施例中，所述测距装置用于移动机器人、扫地机器人、无人机或无人驾驶汽车中对周围环境的扫描探测。