CN108351511B - 光学扫描仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种光学扫描仪。本发明的光学扫描仪，包括：外壳；旋转体，在上述外壳内部进行旋转；第一反射面，形成上述旋转体的外面；第二反射面，形成上述旋转体的外面；遮光板，位于上述第一反射面和上述第二反射面之间，从上述旋转体向上述外壳的内面延长；发光部，向上述第一反射面提供光；及受光部，检测被上述第二反射面反射的光。

Description

光学扫描仪

技术领域

本发明涉及一种可检测广泛的区域的光学扫描仪。

背景技术

目前，以开发出用于检测或监视对特定区域的特殊情况的电子设备。随着社会变得复杂和多变，为弥补国家安全方面的不足或防止企业或个人的保密事项外泄，对上述设备的需求急剧增加。另外，为了确保安全等目的，对准确识别出入特定区域的人员必要性也逐渐增加。

实现上述功能的现有的设备，因为其检测或监视区域非常有限或狭小，存在可避开监视网的可能性。因此，需要开发出可检测或监视广泛的区域的电子设备。一般而言，利用激光探测物体的距离等的电子设备被称之为光学扫描仪、激光扫描仪等。在本发明中，虽然说明光学扫描仪的光源为激光的情况，但不限于激光。

光学扫描仪例如有LRF(Laser Range Finder)、TOF(Time of Flight)、LiDAR(Light Detrction and Ranging)等。现有的光学扫描设备适合于测量水平方向的角度范围，对各角度方向，计算出存在于检测空间内的物体的距离信息。激光利用光偏转设备定期扫描扫描区域。从被检测物体反射的激光被传感器检测到并由控制部进行判断。被检测物体的角度位置基于光偏转设备的角度位置信息决定。被检测物体的距离信息在控制部基于TOP决定。

为决定TOF，现有的光学扫描设备利用两种基本原理：第一、模拟的连续的光并判断传送光和接受光之间的相位差的方法；第二、光输出器发射相对强功率的间歇的脉冲，通过测量从传送光到接受光为止的TOF计算距离的方法。在检测区域设定保护区域并在识别到被检测物体的侵入时，光学扫描设备输出安全信号。存在于安全区域内的静态物体，可通过事先教学允许安全区域的侵入。

日本专利公开公报第2001-51225号及日本专利公开公报第2014-48313号公开关于可与光学扫描相关的旋转多面镜的内容。

发明内容

发明要解决的问题

本发明的目的在于解决上述问题及其他问题。本发明的另一目的在于提供一种可扫描广泛区域的光学扫描仪。

本发明的另一目的在于提供一种可检测或监视2D或3D区域的光学扫描仪。

本发明的另一目的在于提供一种可最大限度地减少光干扰的光学扫描仪。

本发明的另一目的在于提供一种可提高检测或监视效率但可最大限度地减少设备大小的光学扫描仪。

本发明的另一目的在于提供一种可有效利用基准光的路径的光学扫描仪。

本发明的另一目的在于提供一种可通过在线方式判断仪器的异常与否的光学扫描仪。

解决课题的手段

为达到上述目的，根据本发明的一方面，提供一种光学扫描仪，包括：外壳；旋转体，在上述外壳内部进行旋转并包括多个反射面；遮光板，从上述旋转体向上述外壳的内面延长并将各多个反射面分离成第一反射面和第二反射面；发光部，向上述第一反射面提供光；及受光部，检测被上述第二反射面反射的光。

还包括从上述外壳的内面向上述遮光板延长的护罩部，而上述遮光板和上述护罩部至少一部分重叠(overlap)。

上述遮光板一端形成台阶，而上述护罩部形成与上述台阶对应的台阶。

上述护罩部在至少一部分形成槽，而上述遮光板具备插入上述护罩部的台阶部。

上述第一反射面位于上述旋转体的上部，而上述第二反射面位于上述旋转体的下部。

上述第一反射面的左右宽度与上述第二反射面的左右宽度不同。

上述第一反射面具备多个，而上述多个第一反射面向上述旋转体的旋转中心具有不同倾斜度，上述第二反射面具备多个，而上述多个第二反射面向上述旋转体的旋转中心具有不同倾斜度。

上述第一反射面形成上述旋转体的上部，上述第二反射面形成上述旋转体的下部，而上述第二反射面的面积大于上述第一反射面的面积。

还包括从上述第一反射面突出的第一基准反射面(referecne reflector)；及从上述第二反射面突出的第二基准反射面。

上述遮光板还包括形成于上述第一基准反射面和上述第二基准反射面之间的狭缝。

上述第一基准反射面面向上述发光部和上述第二基准反射面倾斜，而上述第二基准反射面面向上述受光部和上述第一基准反射面倾斜。

上述第一基准反射面位于相邻于上述第一反射面的至少一边(edge)的位置，而上述第二基准反射面位于上述第一基准反射面的下部以与上述第一基准反射面对应。

上述第一反射面和上述第二反射面依次形成上述旋转体的侧面，以使上述旋转体的水平截面呈多边形。

还包括位于上述外壳的外面的第一及第二基准反射面，上述第一基准反射面位于上述第一反射面的高度，上述第二基准反射面位于上述第二反射面的高度，而上述外壳具备形成于上述第一反射面及上述第一基准反射面之间的第一孔，及形成于上述第二反射面及上述第二基准反射面之间的第二孔。

还包括位于上述受光部和上述第二反射面之间的反射板，而上述反射板位于上述受光部和上述第二反射面之间的光路径上。

还包括位于上述受光部及上述发光部和上述旋转体之间，以将来自上述第二反射面的光反射至上述受光部的反射板，而上述反射板包括对应于上述发光部的孔。

上述发光部及上述受光部位于上述外壳的外部，而上述外壳具备形成于上述发光部和上述第一反射面之间的第一开口部(opening)，及形成于上述受光部和上述第二反射面之间的第二开口部。

还包括位于上述受光部和上述第二反射面之间的反射板，上述第二开口部形成于上述第二反射面和上述反射板之间，而上述发光部和上述受光部相互隔开。

上述发光部和上述受光部位于一个PCB基板上。

发明效果

根据本发明的光学扫描仪的效果如下：

根据本发明实施例中的至少一个，可扫描广泛的区域。

根据本发明实施例中的至少一个，可检测或监视2D或3D区域。

根据本发明实施例中的至少一个，可最大限度地减少光干扰。

根据本发明实施例中的至少一个，可提高检测或监视效率但可最大限度地减少设备大小

根据本发明实施例中的至少一个，可有效利用基准光的路径。

根据本发明实施例中的至少一个，可通过在线方式判断仪器的异常与否。

本发明的应用可能性的追加范围将通过下面的详细说明变得更加明了。但在本发明的思想及范围内，因各种变更及修改时本领域技术人员容易理解的，因此应当理解详细说明及如本发明的较佳实施例等特定实施例是示例性的。

附图说明

图1至9为本发明的一实施例的光学扫描仪的扫描示例示意图；

图10至20为本发明的一实施例的光学扫描仪的阻断光干扰的示例示意图；

图21至30为本发明的一实施例的基准光路径的示例示意图；

图31至33为本发明的一实施例的光学扫描仪的一例示意图；

图34为本发明的一实施例的光学扫描仪的框图，而图35为图31至33为本发明的一实施例的光学扫描仪的异常检测一例示意图。

具体实施方式

下面，结合附图对本说明书所公开的实施例进行详细说明，相同或相似的结构赋予相同的附图标记，且省略重复的说明。对下面的说明中所用的结构的后缀“模块”或“部”只是考虑说明书说明的便利混用的，其本身不具备相互区别的意思或作用。另外，在说明本说明书所公开的发明的过程中，若认为对相关已公开技术的具体说明有碍于对本发明的理解，则将省略其详细说明。另外，附图的作用只是帮助理解本说明书所公开的实施例，而非由附图限定本发明所公开的技术思想，而且包括属于本发明的思想及技术范围的所有变更、等同物乃至替代物。

如第一、第二等表示顺序的序数可用于说明各种结构，但结构不受上述术语的限制。上述术语的目的是区分一个结构和另一个结构。

一个结构“连接”或“接入”另一个结构是指直接连接或接入另一个结构或通过其他结构连接或接入。与此相反，一个结构与另一个结构“直接连接”或“直接接入”是指中间不存在其他结构。

在语境中没有明显的区别，则单数的记载包含复数的含义。

在本申请中，“包括”或“拥有”等术语表示存在说明书上记载的特征、数字、步骤、动作、结构、部件或它们的组合，而非预先排除一个或以上的其他特征、数字、步骤、动作、结构、部件或它们的组合的存在或附加可能性。

图1至8为本发明的一实施例的光学扫描仪的扫描示例示意图。

如图1所示，光学扫描仪100可包括发光元件110及反射面120。发光元件110可提供光。发光元件110可提供可维持直线性的光。例如，发光元件110可以是激光二极管(LD)。反射面120可反射光。反射面120可以是镜子，也可以是被反射率高的物质涂布的面。反射面120可进行旋转。当反射面120进行旋转，发光元件110提供的光的路径可发生改变。例如，当反射面120进行旋转，则光的路径可从L1改变为L2。随着反射面120的旋转，光的路径可从L1改变为L5。反射面120的旋转可在x及y轴的平面上进行。

如图2所示，光学扫描仪100可包括多个反射面120。多个反射面120可依次改变发光元件110提供的光的路径。多个反射面120可具备于旋转体120R的外面。

旋转体120R可以是四角形，反射面120a、120b、120c、120d可具备于旋转体120R的外面。即反射面120a、120b、120c、120d可形成矩形的边或四角柱的面。

如另一例，旋转体120R可以是三角形，反射面120a、120b、120c可具备于旋转体120R的外面。即反射面120a、120b、120c可形成三角形的边或三角柱的面。

如另一例，旋转体120R可以是五角形，反射面120a、120b、120c、120d、120e可具备于旋转体120R的外面。即反射面120a、120b、120c、120d、120e可形成五角形的边或五角柱的面。

若反射面120的数量增加，则光学扫描仪100可检测或监视的区域的扫描时间(scanning term)可减少。换言之，光学扫描仪100可快速扫描扫描区域SA。光学扫描仪100可具备更多的反射面120。

如图3所示，光学扫描仪100可包括第一反射面1201、第二反射面1202、发光元件110及受光传感器130。发光元件110可向第一反射面1201提供光。发光元件110提供的光可被第一反射面1201反射到光学扫描仪100的外部。此时，当第一反射面1201进行旋转，发光元件110提供的光的路径可发生改变。例如，光的路径可从L1改变为L4。

从光学扫描仪100的外部进入光学扫描仪100内部的光可提供至第二反射面1202。从光学扫描仪100的外部提供的光可被第二反射面1202反射照向受光传感器130。此时，受光传感器130检测到的光可包括扫描区域SA的信息。换言之，扫描区域SA的信息可以是关于扫描区域SA中是否存在物体的信息。

如图4所示，反射面120可具备一定角度。一定角度可以z轴为准发生变化。例如，当反射面120具有θ1的角度时，光的路径可以是L1。当反射面120具有θ2的角度时，光的路径可以是L2，而当反射面120具有θ3的角度时，光的路径可以是L3。即根据反射面120的倾斜度，光的路径可发生改变。

如图5所示，反射面120可具备第一角度面120a及第二角度面120b。第一角度面120a形成于旋转体120R的一面，而第二角度面120b可形成于旋转体120R的另一面。如图6所示，被第一角度面120a反射的光的路径和被第二角度面120b反射的光的路径可相互不同。即当旋转体120R进行旋转，则被反射面120反射的光的路径可发生改变。此时，被反射面120反射的光的路径可以是z轴上的变化。

如图6所示，随着第一角度面120a和第二角度面120b的旋转，由发光元件110提供且被反射面120反射的光的路径可发生改变。因此，可在光学扫描仪100的外部形成扫描区域SA。扫描区域SA可形成于z轴上。例如，被第一角度面120a反射的光的路径可以为L1，而被第二角度面120b反射的光的路径可以为L2。L1和L2的路径可位于z轴上。

如图2至图7所示，反射面120可具备多个角度面120a、120b、120c、120d。多个角度面120a、120b、120c、120d可以是四个角度面。四个角度面，例如可以z轴为准为0度、2度、4度即6度。因此，光学扫描仪100可以不同的多个平面形成扫描区域SA。即光学扫描仪100可检测或监视包括第一扫描距离SL1及第二扫描距离SL2的扫描区域SA。此时，扫描区域SA例如可包括第一平面D1、第二平面D2、第三平面D3及第四平面D4。此时，第一平面D1可在角度面120a为0度时形成，第二平面D2可在角度面120b为2度时形成，第三平面D3可在角度面120c为4度时形成，第四平面D4可在角度面120d为6度时形成。扫描区域SA可以是放射状及/或扇状。例如，意味着被第一、二扫描距离SL1、SL2圈定的区域内部可成为扫描区域SA。

如图8所示，发光元件110提供的光可被第一反射面1201反射照向物体。照向物体的光可被物体反射照向第二反射面1202。被物体反射照向第二反射面1202的光可被第二反射面1202反射照向受光传感器130，而受光传感器130可检测到上述光。因此，光学扫描仪100可检测关于是否存在物体的信息或扫描区域SA中是否存在物体的信息。此时，如上所述，扫描区域SA可以2D或3D方式形成。即意味着可提高光学扫描仪100检测或监视扫描区域SA的精度、范围等。

图9至17为本发明的一实施例的光学扫描仪的阻断光干扰的示例示意图。

如图9所示，光学扫描仪100可包括遮光板140。遮光板140可位于第一反射面1201和第二反射面1202之间。遮光板140可在第一反射面1201和第二反射面1202之间阻断第一反射面1201和第二反射面1202之间的光移动。换言之，遮光板140可防止提供至第一反射面1201的光L1被第一反射面1201反射照向第二反射面1202方向或提供至第二反射面1202的光L2被第二反射面1202反射照向第一反射面1201方向。遮光板140可与第一及第二反射面1201、1202一体形成。

提供至第一反射面1201的光L1的强度明显强于提供至第二反射面1202的光L2的强度。例如，如图9所示的发光元件110提供的光的强度较之受光传感器130的感光度增强数万倍或数亿倍。因此，发光元件110提供的光在被第一反射面1201反射的过程中可能会产生分散光。最终，这样产生的分散光可在第二反射面1202或受光元件130上导致干扰现象。这样的干扰是可引起光学扫描100的运行故障的重要的问题。

遮光板140通过将第一反射面1201从第二反射面1202光学隔离或将第二反射面1202从第一反射面1201光学隔离，提高光学扫描仪100的精度。

如图10所示，光学扫描仪100可包括第一反射面1201、第二反射面1202、遮光板140及内部壳160。遮光板140可分割第一反射面1201和第二反射面1202。如上所述，这是遮光板140相互光学隔离第一反射面1201和第二反射面1202。遮光板140可向第一反射面1201和第二反射面1202的外侧方向延长。遮光板140可具备第一台阶部1401及第二台阶部1402。第二台阶部1402较之第一台阶部1401更向外侧方向延长。换言之，通过第一台阶部1401及第二台阶部1402遮光板140可在一端形成台阶。

第一、二台阶部1401、1402可一体形成。第一、二台阶部1401、1402可与旋转体120R一体形成。即意味着可以是遮光板140向旋转体120R的垂直方向突出，且在突出的末端形成台阶的形式。

旋转体120R可具备第一反射面1201和第二反射面1202。旋转体120R可位于内部壳160的内部。内部壳160整体上可呈圆筒状。即意味着旋转体120R可在内部壳160的内部进行旋转。此时，第一及第二反射面1201、1202可面向内部壳160的内面。内部壳160可具备光护罩150。光护罩150可以是与遮光板140的第一及第二台阶部1401、1402相对应的形状。光护罩150可具备第一台护罩部1501及第二护罩部1502。第一护罩部1501可位于相邻于第一台阶部1401的位置。第二护罩部1502可位于相邻于第二台阶部1402的位置。第一护罩部1501可与第二台阶部1502形成台阶。可通过第一及第二台阶部1401、1402和第一及第二护罩部1501、1502阻断光。换言之，从第一反射面1201照向第二反射面1202或从第二反射面1202照向第一反射面1201的光可被经多次折射形成的光路径LP阻断。即意味着第一反射面1201和第二反射面1202可相互光学隔离。

上述遮光板140及护罩部150通过将第一反射面1201从第二反射面1202光学隔离或将第二反射面1202从第一反射面1201光学隔离，提高光学扫描仪100的精度。上述结构有利于首先安设旋转体120R之后，内部壳160安装于旋转体120R的周围的组装顺序。

如图11所示，第一台阶部1401较之第二台阶部1402更向外侧方向延长。换言之，通过第一台阶部1401及第二台阶部1402遮光板140可在一端形成台阶。

第一护罩部1501可位于相邻于第一台阶部1401的位置。第二护罩部1502可位于相邻于第二台阶部1402的位置。第一护罩部1501可与第二台阶部1502形成台阶。

从第一反射面1201照向第二反射面1202或从第二反射面1202照向第一反射面1201的光可被经多次折射形成的光路径LP阻断。即意味着第一反射面1201和第二反射面1202可相互光学隔离。上述结构有利于首先安设内部壳160之后，在内部壳160内部安装旋转体120R的组装顺序。

如图12所示，遮光板140可具备第一台阶部1401、第二台阶部1402及第三台阶部1403。第二台阶部1402较之第一台阶部1401及第三台阶部1403更向外侧方向延长。换言之，通过第一台阶部1401、第二台阶部1402及第三台阶部1403遮光板140可在一端形成多个台阶。

光护罩150可具备第一台护罩部1501、第二护罩部1502及第三护罩部1503。第一护罩部1501可位于相邻于第一台阶部1401的位置。第二护罩部1502可位于相邻于第二台阶部1402的位置。第三护罩部1503可位于相邻于第三台阶部1403的位置。第一台护罩部1501、第二护罩部1502及第三护罩部1503整体上可形成槽。

从第一反射面1201照向第二反射面1202或从第二反射面1202照向第一反射面1201的光可被经多次折射形成的光路径LP阻断。即意味着第一反射面1201和第二反射面1202可相互光学隔离。上述结构在第一反射面1201和第二反射面1202的光学隔离方面，更有利于上述实施例。

如图13所示，遮光板140可位于旋转体120R的周围。遮光板140可位于反射面120周围。遮光板140可从反射面120向x轴或y轴方向突出延长。遮光板140的外围与反射面120至少相邻或相隔一定距离D。即意味着遮光板140可盖住反射面120反射的光。反射面120可以是以z轴为准具备相互不同角度的第一角度面120a、第二角度面120b、第三角度面120c及第四角度面120d。

遮光板140在第一、二角度面120a、120b之间、第三、四角度面120b、120c之间、第三、四角度面120c、120d之间，第四、一角度面120d、120a之间可不存在。即意味着可以是从各反射面120呈半圆状突出的形状。

如图14所示，遮光板140可从反射面120向x轴或y轴方向突出延长。遮光板140的外围与反射面120相隔一定距离D。即意味着遮光板140可盖住反射面120反射的光。例如，若将从第四角度面120d的中央到遮光板140的一端的距离设为D2，将从第四角度面120de一端边，即第四角度面120d和第三角度面120c相交的边到遮光板140的一端的距离设为D1，则D2可大于D1。

因此，从第一反射面1201照向第二反射面1202的光或从第二反射面1202照向第一反射面1201的光的阻断将变得更好。

如图15所示，光学扫描仪100可包括发光元件110、第一透镜170、旋转体120R、第一及第二反射面1201、1202、遮光板140、反射板172、第二透镜171及受光传感器130。

发光元件110提供的光可通过第一透镜170照向第一反射面1201。第一反射面1201翻身的额光可反射到光学扫描仪100的外部。从光学扫描仪100的外部进入到内部的光可被第二反射面1202反射照向反射板172。反射板172反射的光可通过第二透镜171被受光传感器130检测到。此时，遮光板140可防止被第一反射面1201反射的光和被第二反射面1202反射的光的相互干扰。因此，可防止光学扫描仪100的错误运行，提高光学扫描仪100的精度。

第二透镜171的大小大于第一透镜170的大小。这意味着第二透镜171的一直径可大于第一透镜170的一直径。根据需要，第二透镜171的外围可加工成直线。第二透镜171的大小和第一透镜170的大小的相关关系取决于第二反射面1202和第一反射面1201的大小。

图16至25为本发明的一实施例的基准光路径的示例示意图。

如图16所示，第二反射面1202的高度H2可高于第一反射面1201的高度H1。第一反射面1201将发光元件110提供的光反射至光学扫描仪100的外部，而第二反射面1202反射从光学扫描仪100外部进入的光以被受光传感器130检测到，因此，增加第二反射面1202的有效面积有利于光学扫描仪100的工作。此时，包括第一反射面1201和第二反射面1202的高度H1、H2的整体高度H有可能受到限制。因为有可能存在对光学扫描仪100的大小的限制。另外，在光学扫描仪100的小型化方面整体高度H影响较大。

如图17所示，整体高度H可包括第一反射面1201的高度H1、第二反射面1202的高度H2及遮光板140的高度Hw。如图18所示，整体高度H可包括第一反射面1201的高度H1、第二反射面1202的高度H2及槽120h的高度Hg。因槽120h的高度Hg包括遮光板140的高度Hw，因此，槽120h的高度Hg高于遮光板140的高度Hw。即较之在图17的结构中的整体高度H，在图18的结构中的整体高度H更高。这是因为若整体高度H受到限制，则将影响第一反射面1201和第二反射面1202的有效面积。若整体高度H不受限制，则将影响光学扫描仪100的整体大小。即图17的结构较之图18的结构更有利。

如图19所示，光学扫描仪100可具备基准反射面(eference reflector)180。基准反射面180可位于第一反射面1201或第二反射面1202。基准反射面180可具备多个。多个基准反射面可包括第一基准反射面1801及第二基准反射面1802。第一基准反射面1801可位于第一反射面1201，而第二反射面1202可位于第二反射面1202。

随着旋转体120R的旋转，第一反射面1201和第二反射面1202可进行旋转。当旋转体120R的第一反射面1201及第二反射面1202到达一定位置，则发光元件110提供的光可到达第一基准反射面1801或第二基准反射面1802。到达第一基准反射面1801的光经过反射可照向第二基准反射面1802，而被第二基准反射面1802反射的光通过反射板172照向受光传感器130，被受光传感器130检测到。即意味着反射板172位于第二基准反射面1802和受光传感器130之间的光路径上。这样的光路径可用作光学扫描仪100的基准光。基准光是指在光学扫描仪100检测或监视一定区域的光学测量中成为基准的光。

具体而言，光学扫描仪100为扫面区域SA的距离测量需补正距离测量的结果值，但这样的补正通过基准光的测量完成的。即基准光的测量是在扫描区域SA的距离测量时，用于弥补或补偿构成光学扫描仪100的电子电路的偏移现象。

电子电路的偏移现象可通过从光学扫描仪100测量扫描区域SA的距离值中减去通过基准光测量的距离值进行弥补或补偿。

如图20所示，第一基准反射面1801可位于相邻于第一反射面1201的一边的位置。例如，第一基准反射面1801可位于第一反射面1201的第一角度面1201a的一边。如另一例，第一基准反射面1801位于第一反射面1201的第一角度面1201a的一面，而上述位置可相邻于第一反射面1201的第一角度面1201a及第二角度面1201b的边界。第一基准反射面1801可向旋转体120R的下部倾斜。即第一反射面1801可在第一反射面1201呈倒三角形状突出。此时，倒三角形状中面向旋转体120R的下部的面可成为第一基准反射面1801。

第二基准反射面1802可位于相邻于第二反射面1202的一边的位置。例如，第二基准反射面1802可位于第二反射面1202的第一角度面1202a的一边。如另一例，第二基准反射面1802位于第二反射面1202的第一角度面1202a的一面，而上述位置可相邻于第二反射面1202的第一角度面1202a及第二角度面1201b的边界。第二基准反射面1802可向旋转体120R的上部倾斜。即第二反射面1802可在第二反射面1202呈倒三角形状突出。此时，倒三角形状中面向旋转体120R的上部的面可成为第二基准反射面1802。

遮光板140可具备狭缝140S。狭缝140S可位于第一基准反射面1801的下部，且位于第二基准反射面1802的上部。即狭缝140S可位于第一基准反射面1801和第二基准反射面1802之间。第一基准反射面1801可通过狭缝140S面向第二基准反射面1802，而第二基准反射面1802可通过狭缝140S面向第二基准反射面1801。换言之，狭缝140S可在第一及第二基准反射面1801、1802之间提供基准光的路径。

因此，可在最大限度地减少光学扫描仪100的大小，节省制造成本的同时，提供基准光的路径。即较之独立于旋转体120R单独具备用于生成基准光的单元的情况，可节省制造成本。另外，因较之独立于旋转体120R单独具备用于生成基准光的单元的情况，可较短地构成光路径，从而可提高测量精度。

如图21所示，第一基准反射面1801可位于第一反射面1201的中央区域UM。第二基准反射面1802可位于第二反射面1202的中央区域DM。上述位置可以是对应于第一透镜170和第二透镜171的中央区域的位置。因此，基准光SL的光路径可为有效利用透镜170、171做出贡献。即可提高光学扫描仪100的基准光SL测量的精度。

如图22所示，第一基准反射面1801可位于第一反射面1201的中央区域UM。第二基准反射面1802可位于第二反射面1202的上部区域DU。上述位置可以是对应于第一透镜170的中央区域和第二透镜171的上部区域的位置。因此，具有可缩小基准光SL的光路径的优点。

如图23所示，第一基准反射面1801可位于第一反射面1201的下部区域UD。第二基准反射面1802可位于第二反射面1202的上部区域DU。上述位置可以是对应于第一透镜170的下部区域和第二透镜171的上部区域的位置。因此，具有可更缩小基准光SL的光路径的优点。

如图24及25所示，第一基准反射面1801和第二基准反射面1802可位于内部壳160的外部。第一基准反射面1801和第二基准反射面1802可在内部壳160的外部提供基准光SL的路径。内部壳160可具备光孔160h。光孔160h可具备多个。多个光孔160h的一部分160h1、160h4形成于内部壳160的一面，而多个光孔其余部分160h2、160h4可形成于内部壳160的另一面。光孔160h1和光孔160h2可与发光元件110位于同一条直线上。即意味着光孔160h1和光孔160h2可位于相同光路径上。另外，光孔160h3和光孔160h4可与反射板172位于同一条直线上。即意味着光孔160h3和光孔160h4可位于相同光路径上。

光孔、孔或开口(opening)是为便于说明使用的术语，即使是不同的术语也不能视为指示不同的结构。例如，光孔160h可意味着图27的第一、而开口160P1、160P2内部。

第一基准反射面1801和第二基准反射面1802可具备于相邻于多个光孔160h2、160h3的位置。第一基准反射面1801可位于相邻于孔160h2的位置。第一基准反射面1801可通过孔160h2面向孔160h1。第二基准反射面1802可位于相邻于孔160h3的位置。第二基准反射面1802可通过孔160h2面向孔160h4。

发光元件110提供的光可通过孔160h1穿过第一反射面1201。穿过第一反射面1201的光通过孔160h2照向第一基准反射面1801。反射至第一基准反射面1801的光照向第二基准反射面1802，在此被反射并通过孔160h3、160h4可照向反射板172，被受光传感器130检测到。这样的光路径SL可根据旋转体120R的旋转短暂形成。即意味着通过旋转体120R的旋转发光元件110提供的光不被第一反射面1801反射，在可穿过第一反射面1801的角度形成光路径SL。

图26及27为本发明的一实施例的光学扫描仪的一例示意图。

如图26所示，光学扫描仪100可包括外部壳200、内部壳160、发光部110、170、受光部171、130、旋转体120R及反射面120。

外部壳200可形成光学扫描仪100的外观。外部壳200可以前方较之后方具备更多面积的方式形成。这是考虑到光的放射角度。内部壳160可位于外部壳200的内部。内部壳160可内置于外部壳200。内部壳160整体上可呈圆筒状。

旋转体120R可在内部160的内部进行旋转。旋转体120R可被马达驱动。旋转体120R可沿旋转方向依次具备反射面120a、120b、120c、120d。这意味着随着旋转体120R的旋转，不仅形成旋转体120R的整体外面，而且可提供多种反射面120。

可在旋转体120R的上部具备第一反射面1201，而在旋转体120R的下部具备第二反射面1202。第一反射面1201和第二反射面1202的面积可相互不同。反射面120可以是多个120a、120b、120c、120d。即意味着随着旋转体的旋转，可提供不同的反射面120。

可在内部壳160和外部壳200之间具备发光部110、170及受光部171、130。发光部110,170可具备发光元件110及透镜170。受光部171,130可具备受光传感器130及透镜171。发光部110,170可向第一反射面1201提供光。受光部171,130可检测到被第二反射面1202反射的光。此时，可在受光传感器130和第二反射面1202之间具备反射板172。因为发光部110、170和受光部171、130相互隔开，从而可最大限度地减少由电磁场引起的相互干扰。

内部壳160可在发光部110、170和第一反射面1201之间具备孔160h1。另外，内部壳160可在第二反射面1202和受光部171、130之间形成孔160h4。因此，发光部110,170提供的光照向内部壳160内侧，并被第一反射面1201反射到光学扫描仪100的外部。从光学扫描仪100的外部反射回来的光通过第二反射面1202反射，可经反射板172被受光部171、130检测到。

如图27所示，光学扫描仪100可包括主板210、外部壳200、内部壳160、发光部110、170、受光部171、130及指示灯223。电子元件可设置于主板210。外部壳200可安装于主板210上部。内部壳160可安装于主板210上。发光部110、170可安装于主板210上，与内部壳160相邻，与受光部171、130隔开。受光部110、170可安装于主板210上，与内部壳160相邻，与发光部110、170隔开。外部壳200可在主板210的上部覆盖内部壳160、发光部110、170及受光部171、130。

内部壳160上可形成有供第一反射面1201的一部分露出至外部的第一开口160P1。内部壳160上可形成有供第二反射面1202的一部分露出的第二开口160P2。窗口221,222可位于外部壳200的前面。窗口221,222可具备多个。第一窗口221可面向第一开口160P1。第二窗口222可面向第二开口160P2。

第一窗口221可以是供通过第一反射面1201反射的光射出的区域。第二窗口222可供通过第一窗口221射出并被外部物体反射再次照向光学扫描仪100的光通过的区域。通过第二窗口222光可照向第二反射面1202。指示灯223可表示关于光学扫描仪100的运行与否、运行状态、故障与否等的信息。

第一、二窗口221、222的大小可以不同。例如，较之第一窗口221，第二窗口222可更大。第二窗口222可以是接受被物体反射的光的区域。因此，意味着为有效接收相对微弱的信号，第二窗口222的大小可以更大。对应于第一、二窗口221、222的内部结构也可与第一、二窗口221、222的大小对应。

图28及29为本发明的一实施例的光学扫描仪的运行示例示意图。

如图28所示，发光元件110可通过透镜170向第一反射面1201提供光L1。发光元件110可以是激光二极管(LD)。例如，发光元件110可以是可提供890nm～905nm波长的光的脉冲激光。

受光传感器130和发光元件110可相互相邻而设。例如，意味着受光传感器130和发光元件110可设置于一个PCB基板上。当受光传感器130和发光元件110相互相邻而设时，内部的光路径可变得简单。即意味着可减少光学扫描仪100整体的体积。

第一反射面1201可形成旋转体120R的上部的四面。例如，第一反射面1201可具备第一角度面1201a、第二角度面1201b、第三角度面1201c及第四角度面1201d。第一角度面1201a可具有从z轴0的倾斜度，第二角度面1201b可具有从z轴2的倾斜度，第三角度面1201c可具有从z轴4的倾斜度，而第四角度面1201d可具有从z轴60的倾斜度。

随着旋转体120R的旋转，发光元件110提供并被第一反射面1201反射的光L2可通过第一窗口221照向光学扫描仪100的外部，以检测或监视扫描区域SA。反射至存在于扫描区域SA的物体OB的光L3可通过第二窗口222照向第二反射面1202。

第二反射面1202可较之第一反射面1201具有更大的有效面积。有效面积可意味着可反射光的面积。换言之，较之第一反射面1201，第二反射面1202沿左右侧更长或沿上下侧更长。第二反射面1202可形成旋转体120R的下部的四面。例如，第二反射面1202可具备第一角度面1202a、第二角度面1202b、第三角度面1202c及第四角度面1202d。第一角度面1202a可具有从z轴0的倾斜度，第二角度面1202b可具有从z轴2的倾斜度，第三角度面1202c可具有从z轴4的倾斜度，而第四角度面1202d可具有从z轴60的倾斜度。各角度可对应第一反射面1201的角度面1201a、1201b、1201c、1201d。即意味着第一反射面10201及第二反射面1202可形成旋转体120R的外面，此时，旋转体120R的外面中的一面整体上可呈梯形状。

换言之，第一反射面10201及第二反射面1202可形成旋转体120R的外面，旋转体120R的一面整体上可呈梯形状。旋转体120R的一面具有与旋转体120R的另一面不同的角度，而如上所述，角度在0～6度的范围之内。

被第二反射板1202反射的光L4可通过透镜171进入受光传感器130。此时，因发光元件110提供的光L1的强度明显强于进入受光传感器130检测到的光L3或L4的强度，为防止被第一反射面1201反射或分散的光进入受光传感器130引起光学扫描仪100的错误运行，由遮光板140光学隔离第一反射面1201和第二反射面1202。此时，因遮光板140延长至内部壳160的内面且相邻于护罩部150，从而可有效实现第一反射面1201和第二反射面1202的光学隔离。换言之，因具备于遮光板140的一端的台阶部1401、102或1403和具备于内部壳150的护罩部150相互重叠旋转，从而可有效实现第一反射面1201和第二反射面1202的光学隔离。

另外，随着旋转体120R的旋转，可实现基准光的测量。例如，当第一反射面1201及第二反射面1202形成旋转体120R的四面，在四个第一反射面1201及第二反射面1202中的某一个面具备基准反射面1801、1802时，旋转体120R每旋转一次即可测量基准光。因此，用于测量扫描区域SA的距离的值可以得到补正，光学扫描仪100的精度得到提高。

如图29所示，光学扫描仪100可在第二反射面1202和受光传感器130的光路径之间具备反射板172。受光传感器130可从发光元件110相隔一定距离。这可最大限度地减少有可能在电子元件之间产生的电磁场的影响。反射板172可位于如图30所示的受光传感器130的位置。受光传感器130从反射板172及发光元件110相隔一定距离，但可检测到被反射板172反射的光。即为改变被第二反射面1202反射照向受光传感器130的光的路径，反射板172可同时面向第二反射板1202和受光传感器130。

图30至33为本发明的一实施例的光学扫描仪的另一示例示意图。

如图30所示，光学扫描仪100可包括发光元件110、第一透镜170、旋转体120R、第一反射面1201、第二反射面1202、第三反射面1203、第一遮光板1401、第二遮光板1402、反射板172、第二透镜171及受光传感器130。第三反射面1203可形成于第一反射面1201的上部。另外，第二遮光板1402可位于第一反射面1201和第三反射面1203之间。此时，第二遮光板1402可不具备为基准光路径的狭缝。

发光元件110提供的光可通过第一透镜170照向第一反射面1201。反射板172可具备开口172h。开口172h可形成于发光元件110提供的光的光路径上。即发光元件110提供的光可通过第一透镜170及开口172h照向第一反射面1201。

第一反射面1201翻身的额光可反射到光学扫描仪100的外部。从光学扫描仪100的外部进入到内部的光的一部分可被第二反射面1202反射照向反射板172下部。从光学扫描仪100的外部进入到内部的光的另一部分可被第三反射面1203反射照向反射板172上部。反射板172的长度可以可覆盖第二及第三反射面1202、1203的长度形成。因此，可提高被物体反射进入的光的受光率。这意味着可提高光学扫描仪100的精度或性能。

反射板172反射的光可通过第二透镜171被受光传感器130检测到。此时，第一遮光板1401可防止被第一反射面1201反射的光和被第二反射面1202反射的光的相互干扰。另外，第二遮光板1402可防止被第一反射面1201反射的光和被第三反射面1203反射的光的相互干扰。因此，可防止光学扫描仪100的错误运行，提高光学扫描仪100的精度。

第二透镜171的大小大于第一透镜170的大小。这意味着第二透镜171的一直径可大于第一透镜170的一直径。根据需要，第二透镜171的外围可加工成直线。第二透镜171的大小和第一透镜170的大小的相关关系取决于第二及第三反射面1202,1203和第一反射面1201的大小。第二透镜的上下长度可以可覆盖第二及第三反射面的长度形成。即意味着被第二及第三反射面反射的光可通过第二透镜被受光传感器检测到。

如图31所示，光学扫描仪100可具备基准反射面180。基准反射面180可位于第一反射面1201或第二反射面1202。基准反射面180可具备多个。多个基准反射面可包括第一基准反射面1801及第二基准反射面1802。第一基准反射面1801可位于第一反射面1201，而第二反射面1202可位于第二反射面1202。

随着旋转体120R的旋转，第一反射面1201、第二反射面1203及第三反射面1203可进行旋转。当旋转体120R的第一反射面1201、第二反射面1202及第三反射面1203到达一定位置，则发光元件110提供的光可到达第一基准反射面1801。到达第一基准反射面1801的光经过反射可照向第二基准反射面1802，而被第二基准反射面1802反射的光通过反射板172照向受光传感器130，被受光传感器130检测到。这样的光路径可用作光学扫描仪100的基准光。基准光是指在光学扫描仪100检测或监视一定区域的光学测量中成为基准的光。

具体而言，光学扫描仪100为扫面区域SA的距离测量需补正距离测量的结果值，但这样的补正通过基准光的测量完成的。即基准光的测量是在扫描区域SA的距离测量时，用于弥补或补偿构成光学扫描仪100的电子电路的偏移现象。

电子电路的偏移现象可通过从光学扫描仪100测量扫描区域SA的距离值中减去通过基准光测量的距离值进行弥补或补偿。

第一基准反射面1801可位于相邻于第一反射面1201的一边的位置。例如，第一基准反射面1801可位于第一反射面1201的第一角度面1201a的一边。如另一例，第一基准反射面1801位于第一反射面1201的第一角度面1201a的一面，而上述位置可相邻于第一反射面1201的第一角度面1201a及第二角度面1201b的边界。第一基准反射面1801可向旋转体120R的下部倾斜。即第一反射面1801可在第一反射面1201呈倒三角形状突出。此时，倒三角形状中面向旋转体120R的下部的面可成为第一基准反射面1801。

第二基准反射面1802可位于相邻于第二反射面1202的一边的位置。例如，第二基准反射面1802可位于第二反射面1202的第一角度面1202a的一边。如另一例，第二基准反射面1802位于第二反射面1202的第一角度面1202a的一面，而上述位置可相邻于第二反射面1202的第一角度面1202a及第二角度面1201b的边界。第二基准反射面1802可向旋转体120R的上部倾斜。即第二反射面1802可在第二反射面1202呈倒三角形状突出。此时，倒三角形状中面向旋转体120R的上部的面可成为第二基准反射面1802。

第一遮光板1401可具备狭缝140S。狭缝140S可位于第一基准反射面1801的下部，且位于第二基准反射面1802的上部。即狭缝140S可位于第一基准反射面1801和第二基准反射面1802之间。第一基准反射面1801可通过狭缝140S面向第二基准反射面1802，而第二基准反射面1802可通过狭缝140S面向第二基准反射面1801。换言之，狭缝140S可在第一及第二基准反射面1801、1802之间提供基准光的路径。

因此，可在最大限度地减少光学扫描仪100的大小，节省制造成本的同时，提供基准光的路径。

如图32所示，光学扫描仪100可包括外部壳200、内部壳160、发光部110、170、受光部171、130、旋转体120R及反射面120。

外部壳200可形成光学扫描仪100的外观。外部壳200可以前方较之后方具备更多面积的方式形成。这是考虑到光的放射角度。内部壳160可位于外部壳200的内部。内部壳160可内置于外部壳200。内部壳160整体上可呈圆筒状。

旋转体120R可在内部160的内部进行旋转。旋转体120R可被马达驱动。旋转体120R可沿旋转方向依次具备反射面120a、120b、120c、120d。这意味着随着旋转体120R的旋转，不仅形成旋转体120R的整体外面，而且可提供多种反射面120。

可在旋转体120R的中央具备第一反射面1201，在旋转体120R的下部具备第二反射面1202，而在旋转体120R的上部具备第三反射面1203。第一至第三反射面1201、1202、1203的面积可相互不同。反射面120可以是多个120a、120b、120c、120d。即意味着随着旋转体的旋转，可提供不同的反射面120。

可在内部壳160和外部壳200之间具备发光部110、170及受光部171、130。发光部110,170可具备发光元件110及透镜170。受光部171,130可具备受光传感器130及透镜171。发光部110,170可向第一反射面1201提供光。发光部110,170提供的光可通过开口172h照向第一反射面1201。

受光部171,130可检测到被第二及第三反射面1202,1203反射的光。此时，可在受光传感器130和第二反射面1202之间和受光传感器130和第三反射面1203之间具备反射板172。因为发光部110、170和受光部171、130相互隔开，从而可最大限度地减少由电磁场引起的相互干扰。

内部壳160可在发光部110、170和第一反射面1201之间具备孔160h1。另外，内部壳160可在第二反射面1202和受光部171、130之间形成孔160h4。另外，内部壳160可在第三反射面1203和受光部171、130之间形成孔160h5。换言之，内部壳160可在第二反射面1202和反射板172的下部之间形成孔160h4，并可在第三反射面1203和反射板172的上部之间形成孔160h5。

因此，发光部110,170提供的光照向内部壳160内侧，并被第一反射面1201反射到光学扫描仪100的外部。从光学扫描仪100的外部反射回来的光通过第二反射面1202及第三反射面1203反射，可经反射板172被受光部171、130检测到。

如图33所示，光学扫描仪100可包括主板210、外部壳200、内部壳160、发光部110、170、受光部171、130及指示灯223。电子元件可设置于主板210。外部壳200可安装于主板210上部。内部壳160可安装于主板210上。发光部110、170可安装于主板210上，与内部壳160相邻，与受光部171、130隔开。受光部110、170可安装于主板210上，与内部壳160相邻，与发光部110、170隔开。外部壳200可在主板210的上部覆盖内部壳160、发光部110、170及受光部171、130。

内部壳160上可形成有供第一反射面1201的一部分露出至外部的第一开口160P1。内部壳160上可形成有供第二反射面1202的一部分露出的第二开口160P2。内部壳160上可形成有供第三反射面1203的一部分露出的第三开口160P3。窗口221,222,224可位于外部壳200的前面。窗口221,222,224可具备多个。第一窗口221可面向第一开口160P1。第二窗口222可面向第二开口160P2。第三窗口224可面向第三开口160P3。

第一窗口221可以是供通过第一反射面1201反射的光射出的区域。第二窗口222可供通过第一窗口221射出并被外部物体反射再次照向光学扫描仪100的光通过的区域。通过第二窗口222光可照向第二反射面1202。第三窗口224可供通过第一窗口221射出并被外部物体反射再次照向光学扫描仪100的光通过的区域。通过第三窗口224光可照向第三反射面1203。图34为本发明的一实施例的光学扫描仪的框图，而图35为图31至33为本发明的一实施例的光学扫描仪的异常检测一例示意图。

如图34所示，光学扫描仪100可包括控制部10、发光元件110、受光传感器130、马达20、通信部30及电源供应部40。控制部10和通信部30可安装于主板210上。电源供应部40可内置于主板210，也可从光学扫描仪100外部供应。括控制部10可与马达20、发光元件110、受光传感器130、通信部30及电源供应部40电连接。

控制部10可处理TOF计算、物体的距离及角度信息的计算、被检测物体的存在与否、安全信号的输出、对被检测物体的运动状态的信号。控制部10可记录发光元件110的发光时间点和受光传感器130的受光时间点并根据TOF原理进行计算。因此，可决定被检测物体的距离，计算发射的激光的角度信息。控制部10可基于上述角度信息和距离信息监视设置于二维空间的扫描区域SA。

通信部30可通过有线及/或无线发送/接收信息。通信部30可与外部的服务器进行通信。例如，可通过通信部发送光学扫描仪100的状态及/或通过通信部30接收控制命令。

如图35所示，光学扫描仪100可使用多个。光学扫描仪100可由中央控制中心CT控制。光学扫描仪100可通过有线及/或无线与中央控制中心CT连接。可由中央控制中心CT观测对光学扫描仪100检测或监视的区域SA的信息。对光学扫描仪100的状态的信息也可由中央控制中心CT进行观测。例如，当检测到光学扫描仪100的运行异常，则由中用控制中心CT了解哪个光学扫描仪100出现异常。光学扫描仪100的异常可以有旋转体120R的旋转速度的降低、不能检测到光、基准光的周期异常等。

本领域技术人员可在不脱离本发明的精神及必要特征的范围内，以其他特定形式实现本发明。因此，上述详细说明在所有方面不是限制性的而使示例性的。本发明的范围应取决于对所附权利要求的合理的解释，而与本发明等价范围内的所有变更都属于本发明。

Claims (6)

1.一种光学扫描仪，包括：

外壳；

旋转体，在上述外壳内部沿圆周方向进行旋转并包括多个反射面；

遮光板，从上述旋转体向上述外壳的内面延长并将各多个反射面分离成第一反射面和第二反射面；

发光部，向上述第一反射面提供光；及

受光部，检测被上述第二反射面反射的光，

其中，上述第一反射面具备多个且沿圆周方向配置在上述旋转体的外表面，而多个上述第一反射面相对于上述旋转体的旋转中心具有不同的角度，上述第二反射面具备多个且沿圆周方向配置在上述旋转体的外表面，多个上述第二反射面相对于上述遮光板与多个上述第一反射面相对，而多个上述第二反射面相对于上述旋转体的旋转中心具有不同的角度，在上述旋转体的同一个侧面上的上述第一反射面和上述第二反射面相对于上述旋转体的旋转中心具有相同的倾斜度。

2.根据权利要求1所述的光学扫描仪，其特征在于：还包括从上述外壳的内面向上述遮光板延长的护罩部，而上述遮光板和上述护罩部至少一部分重叠，

上述遮光板一端形成台阶，而上述护罩部形成与上述台阶对应的台阶。

3.根据权利要求1所述的光学扫描仪，其特征在于：还包括从上述第一反射面突出的第一基准反射面；及从上述第二反射面突出的第二基准反射面。

4.根据权利要求3所述的光学扫描仪，其特征在于：上述遮光板还包括形成于上述第一基准反射面和上述第二基准反射面之间的狭缝。

5.根据权利要求3所述的光学扫描仪，其特征在于：上述第一基准反射面面向上述发光部和上述第二基准反射面倾斜，而上述第二基准反射面面向上述第一基准反射面倾斜。

6.根据权利要求1所述的光学扫描仪，其特征在于：还包括位于上述受光部和上述第二反射面之间的反射板，而上述反射板位于上述受光部和上述第二反射面之间的光路径上。

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