[实用新型]一种具有均匀接收光学系统的探测装置

说明书

技术领域

本申请涉及一种探测装置，特别涉及一种具有均匀接收光学系统的探测装置。

背景技术

目前，通常的光学测距装置包括：发射模块、发射整形镜头、光学接收透镜、接收并处理信号的芯片等。发射单元发出经过整形的光束照射到被测物体表面，接收透镜把从待测物体表面反射回来的光线汇聚到接收芯片上，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。

相位法ToF（Time of Flight，简称ToF）测距中，需要依次接收4次连续调制的回波（在其中可选的模式中，使用2次回波测量，但是测量精确度会降低）进行测量，所述回波为被障碍物反射回的探测光，所带来缺点就是单次测量需要4倍的测量时间，极大的限制了测距装置的测试速度。

实用新型内容

本申请提供一种具有面阵光电传感器的探测装置。一种探测装置，包括发射模块10、接收模块50、以及数据处理控制模块，其中，发射模块10发出红外探测光20，所述红外探测光20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30入射到接收模块50中；数据处理控制模块与接收模块50相连接，所述数据处理控制模块基于飞行时间法计算出探测装置与被测物体之间的距离；所述探测装置还包括均光光学装置，所述均光光学装置设置于接收模块接收由被测物体反射的红外探测光30的光路上。

进一步地，所述接收模块50中包含光电传感器，所述光电传感器为面阵光电传感器或者单点光电传感器。

在其中的任一实施例中，所述接收模块50得到由被测物体反射的红外探测光30的信号采样信息；数据处理控制模块依据接收模块50得到的信号采样信息，计算出发射模块10发出的红外探测光20与由被测物体反射的红外探测光30之间的相位差，基于飞行时间法计算出探测装置与被测物体之间的距离。

在其中的任一实施例中，所述接收模块50对由被测物体反射的红外探测光30的信号采样次数为四次或者两次。

在其中的任一实施例中，所述接收模块50在一次的探测采样时间内，完成距离计算所需的所有四次或者两次探测采样。

在其中的任一实施例中，所述接收模块50还得到由被测物体反射的红外探测光30的灰度图像。

在其中的任一实施例中，所述发射模块10包括主动光源，所述主动光源为LED光源或者为激光光源。

在其中的任一实施例中，所述发射模块10发出经过调制的正弦调制红外探测光20或者方波调制红外探测光20。

在其中的任一实施例中，所述发射模块10中还包括具有光束整形效果的光束整形透镜或者光束整形透镜组，所述光束整形透镜或者所述光束整形透镜组设置于发射模块10中主动光源发出红外光20的光路上。

在其中的任一实施例中，所述光束整形透镜组包括准直透镜。

在其中的任一实施例中，所述光束整形透镜组包括球面、非球面透镜组合、非对称自由去面透镜、或者二元衍射光学器件。

在其中的任一实施例中，在接收模块50接收由被测物体反射的红外探测光30的光路上，设置有接收透镜40。

在其中的任一实施例中，所述均光光学装置为场镜60，所述场镜60设置于接收模块50与接收透镜40之间。

在其中的任一实施例中，所述场镜60设置于接收透镜40的焦平面上。

在其中的任一实施例中，所述接收透镜40上设置有增透膜，和/或所述均光光学装置上设置有增透膜。

在其中的任一实施例中，所述均光光学装置为均光锥或者为均光柱。

在其中的任一实施例中，所述均光锥为空心均光锥70或者实心均光锥71，所述均光柱为空心均光柱或者实心均光柱。

在其中的任一实施例中，所述均光光学装置为均光光纤或者为扩散片，所述均光光纤或者所述扩散片位于接收模块50与接收透镜40之间。

在其中的任一实施例中，所述均光光学装置为场镜与均光锥的结合，或者所述均光光学装置为场镜与均光柱的结合。

在其中的任一实施例中，所述均光光学装置为场镜与均光锥为一体成型结构，或者所述均光光学装置为场镜与均光柱为一体成型结构。

进一步地，所述场镜由均光光纤或者扩散片替代。

在其中的任一实施例中，所述探测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探测。

附图说明

图1为探测装置结构示意图。

图2为探测装置中面阵光电传感器的结构示意图。