CN108627846A - 距离测量装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开距离测量装置。根据本发明的距离测量装置可以包括：光发射单元，用于发射光；光接收单元，包括被配置成接收入射光并输出对应于所接收的光量的信号的一个或多个单体；电机；第一旋转单元，用于当通过电机旋转时改变从光发射单元发射的出射光的路径；以及第二旋转单元，用于当由电机与第一旋转单元同步旋转时改变入射光的路径，使得入射光进入光接收单元。因此，能够简化在宽角度范围内测量距离的装置的结构。

Description

距离测量装置

本申请根据美国法典第35部分119条规定要求2017年3月24日提交的韩国专利申请第10-2017-0037464号的优先权，其全部内容通过引用被合并在此。

技术领域

本发明涉及一种旋转距离测量装置，并且更加具体地，涉及一种用于在宽角度范围内测量距离的距离测量装置的结构。

背景技术

由于老年人口增加，健康时尚和避免辛勤的工作，对诸如机器人清洁器的家务助理机器人的需求已经增加并且服务机器人市场已经增长。基于自主驱动的服务机器人辨识室内配置环境，创建室内地形图，检测障碍物，并且根据自主确定移动。因此，在服务机器人中采用了包括用于距离测量的距离测量传感器的各种传感器。

用于测量距离的传感器的示例包括使用红外线的红外传感器、使用超声波的超声波传感器，和TOF传感器。红外传感器能够通过使用PSD(位置敏感检测器)测量距目标物体的距离，PSD经由光源发射红外光，接收从目标物体的表面反射的入射光并且根据三角测量原理通过输出电流计算光接收点。TOF传感器包括光源诸如发射非常短的红外脉冲的LED，和用于检测从物体反射的反射光的光接收传感器，并且通过测量从当光被从光源发射时的时间到当从物体反射的光返回光接收传感器时的时间的间隔而计算距物体的距离。

图1是用于测量距离的距离测量设备的顶视图，并且涉及使用三角测量原理的红外传感器或者使用三角测量的TOF传感器。

该距离测量设备可以包括用于发射红外线或者红外脉冲的光发射单元，和用于检测由光发射单元发射并且然后由目标物体反射的光的光接收单元。

光发射单元可以包括用于产生可视光束外侧的红外线的光源诸如激光二极管，和用于作为平行光输出该光线的准直透镜。光接收单元可以包括用于以预定尺寸和形状输出入射光的光接收透镜、用于接收从发光源发射的激光束的波长带的带通滤波器，和用于检测入射光并且将其作为电信号输出的检测器。在三角测量方法中，反射和入射光形成的位置根据距离改变，从而使用三角测量方法的距离测量设备的检测器能够通过使用入射光的位置测量距物体的距离。

同时，因为服务机器人进行运动，所以如果安装的距离测量装置仅仅测量沿着固定方向的距离，则要求大量的距离测量装置来测量沿着各种方向的距离。对此加以考虑地，用于在旋转的同时在360度或者预定角度范围中测量距离的距离测量装置正被研发。

图2示出用于当镜旋转时测量距离的常规旋转距离测量装置的结构。

在图2的距离测量装置中，光发射单元和光接收单元在旋转轴上被布置成彼此面对。两个镜中的每一个具有与旋转轴成45度角的反射表面。当两个镜围绕旋转轴旋转时，两个镜中的一个反射在穿过光发射单元中包括的激光二极管旋转轴延伸的方向上辐射的光，使得反射光在所有方向上360度输出，并且两个镜中的另一个反射光，在物体上反射并沿着旋转轴延伸的方向返回，使得反射光会聚在包括在光接收单元中的检测器上。距离测量装置通过聚焦在检测器上的入射光获得信号，并且基于该信号计算距离。

两个镜通过电机旋转并且其他组件被固定。两个镜必须布置在旋转轴上，并且不旋转的光发射单元和光接收单元也必须精确地定位在旋转轴上。因为光接收单元嵌入在PCB(印刷电路板)中，所以将光接收单元精确地布置在旋转轴上几乎没有问题。但是，在与PCB的适当距离处将光发射单元与旋转轴对准并不容易。

此外，两个镜必须在两个镜连接到由电机旋转的主体的状态下在光发射单元和光接收单元之间的空的空间中在旋转轴的中心处精确地旋转。但是，很难获得高精确度。

图3示出用于当距离测量体旋转时测量距离的常规旋转距离测量装置的结构。

在图2中所示的旋转距离测量装置中，包括图1的光发射单元和光接收单元的距离测量主体发射激光束，并且通过由物体反射并且形成在检测器上的入射光获得信号同时通过电机旋转。并且距离测量主体将信号发送到没有旋转而被固定的主PCB，以基于该信号计算距离。

距离测量主体通过带接收安装在外部的电机的旋转力。在旋转体和电机板之间设置轴承以减小滚动摩擦并支撑在固定电机板上的旋转体，使得旋转体以恒定的轨道稳定地旋转。

缠绕成圆柱形的一对感应线圈(旋转感应线圈和固定感应线圈)被布置在装置的中心处，使得电力能够无线地从主PCB施加到旋转体。被配置在旋转体上的旋转PCB通过LED将与距离检测体获得的距离有关的信号转换成光，并通过设置在装置中心处的通道将其发送到主PCB。主PCB可以经由检测器检测光并获得距离信息。

然而，因为信号通过LED和检测器从旋转体被发送到固定的PCB，所以装置的结构被复杂化，并且存在在装置的中心处提供通道的结构限制。也就是说，根据此限制，电机不能直接驱动旋转体，而是必须通过带间接地驱动旋转体，并且旋转体必须通过轴承支撑在固定板上。

此外，因为连接到电机的带驱动主体以旋转，由于带的旋转而产生噪音，并且由于带或轴承的耐用性，产品的使用寿命受到限制。

发明内容

因此，鉴于这样的情形已经提出本发明，并且本发明的目的是要简单地构造用于测量宽角度范围的距离测量设备。

根据本发明实施例的旋转距离测量装置可以包括：光发射单元，该光发射单元用于发射光；光接收单元，包括一个或者多个单体，该一个或者多个单体被配置成接收入射光并且输出与所接收的光量相对应的信号；电机；第一旋转单元，该第一旋转单元用于当通过电机旋转时改变从光发射单元发射的出射光的路径；以及第二旋转单元，该第二旋转单元用于当通过电机与第一旋转单元同步旋转时改变入射光的路径，使得入射光进入光接收单元。

在实施例中，第一旋转单元可以包括第一镜，该第一镜用于将出射光的路径改变了90度；和第一镜筒，第一镜筒的一端朝着光发射单元打开并且第一镜筒的另一端配备有第一镜，并且第二旋转单元可以包括第二镜，该第二镜用于将入射光的路径改变了90度；和第二镜筒，第二镜筒的一端朝着光接收单元打开并且第二镜筒的另一端配备有第二镜。

在实施例中，当第一旋转单元和第二旋转单元同步旋转时，第一镜和第二镜可以朝着相同的方向取向。

在实施例中，分别形成在第一镜筒和第二镜筒的外周上的齿轮可以分别与形成在电机的旋转轴上的齿轮接合。

在实施例中，凸轮路径可以形成在第一和第二镜筒中的至少一个的外周上，使得当第一和第二旋转单元旋转时第一和第二镜筒中的至少一个上下移动。

在实施例中，当第一旋转单元和第二旋转单元同步旋转时，当在第一镜处反射的出射光朝着第二旋转单元前进时第一镜可以被放置在最高位置处，并且当在第一镜处反射的出射光朝着与第二旋转单元相反的方向前进时第一镜可以被放置在最低位置处。

在实施例中，第一镜可以被布置为比第二镜更高。

在实施例中，第一镜可以在它们的宽度上比第二镜更窄，第一镜的宽度指示沿着垂直于其中从光发射单元辐射的出射光朝着第一镜前进的第一方向和其中通过第一镜反射的出射光前进的第二方向两者的方向的距离。

在实施例中，第一旋转单元和第二旋转单元可以关于电机的旋转轴以对称的方式布置。

在实施例中，第一旋转单元、电机的旋转轴线和第二旋转单元可以以锐角布置。

在实施例中，装置还可以包括帽，该帽用于覆盖光发射单元、光接收单元、电机、第一旋转单元和第二旋转单元。

根据本发明的另一实施例的旋转距离测量装置可以包括：光发射单元，该光发射单元用于发射光；光接收单元，该光接收单元包括一个或者多个单体，该一个或者多个单体被配置成接收入射光并且输出与所接收的光量相对应的信号；电机；旋转单元，该旋转单元包括镜，该镜用于将出射光的路径改变了90度并且将入射光的路径改变了90度，使得入射光进入光接收单元；以及镜筒，镜筒的一端朝着光发射单元和光接收单元打开并且镜筒的另一端被配备有镜。

在实施例中，光发射单元和光接收单元之间的间隔可以小于镜筒的直径。

因此，能够克服传统的旋转距离测量装置的结构局限性，其中光发射单元、光接收单元和两个镜可以在旋转轴上被对准。并且，通过使用简单结构同时不使用在旋转单元和固定主体之间无线地发送和接收功率和信号的结构，能够在宽角度范围中测量距离。

附图说明

被包括以提供对本发明的进一步理解并且被并入且构成本说明书的一部分的附图，图示本发明的实施例并且与说明书一起用作解释本发明的原理。在附图中：

图1是用于测量距离的距离测量装置的顶视图，

图2示出用于当镜旋转时测量距离的传统旋转距离测量装置的结构，

图3示出用于当距离测量体旋转时测量距离的传统旋转距离测量装置的结构，

图4示出以功能块为单位的距离测量单元的结构，

图5示意性地示出根据本发明的第一实施例的距离测量装置的结构，

图6示出旋转单元上下移动，

图7a至图7c示出当第一和第二旋转单元关于电机旋转被对称布置时光出射表面和光入射表面具有相同的方向，

图8示出第二实施例，其中光出射表面被形成为高于光入射表面并且光出射表面的宽度窄于光入射表面的宽度，

图9a至图9c示出，在图8的第二实施例中，在第一旋转单元、电机和第二旋转单元以锐角布置的条件下当第一/第二旋转单元同时旋转时反射光入射在与光出射表面相同方向的光入射表面上，

图9d示出，在图8的第二实施例中，在第一旋转单元、电机和第二旋转单元以锐角布置的条件下当第一/第二旋转单元同时旋转时，以预定的角度由物体反射的发射光被第一旋转单元阻挡并且没有被入射在第二旋转单元上，

图10示出，在图8的第二实施例中，在第一旋转单元、电机和第二旋转单元以锐角布置的条件下当第一/第二旋转单元同时旋转时，其中能够进行距离测量的角度范围和不可能进行距离测量的角度范围。

具体实施方式

在下文中，将参照附图详细描述根据本发明的距离测量装置的实施例。

首先，图4以功能块为单位示出距离测量单元的配置。

图4的距离测量单元可以被应用于根据本发明的用于测量宽角度范围的距离测量装置。距离测量单元1可以包括用于发射具有特定宽度的红外脉冲的光发射单元10、用于检测由光发射单元10辐射并且然后被物体反射的红外光的反射光的光接收单元20、以及用于使用三角测量方法和/或TOF方法基于光接收单元234的输出信号计算到物体的距离的处理器80。

光发射单元10可以包括：发光源11，该发光源11包括用于辐射红外光的发光模块，诸如LED；和驱动单元，该驱动单元用于驱动发光模块，使得其发射具有预定宽度的脉冲形状的光；以及光学系统，该光学系统用于控制在发光源11的前表面，例如，准直透镜12，中辐射的光的角度和/或强度。

光接收单元20可以包括光接收透镜21，用于转换特定大小和形状的入射光，诸如远心透镜；滤光器22，用于选择性地仅透射由发光源11发射的光的波长带；以及光接收传感器23，包括在一个方向中对准的多个单体以检测反射光。

为了使用TOF方法测量距离，光接收传感器23的每个单体可以与由发光源11发射的红外脉冲同步地接收反射光(相位1)，接收具有与通过发光源11发射的红外脉冲成180度的相位差的反射光(相位2)，并且输出用于相位1的电信号V1和用于相位2的电信号V2。

处理器80可以通过使用从光接收传感器23的单体输出的电信号来计算到发射光从其反射的物体的距离。处理器80可以使用单体的分布(即，电信号的强度和生成电信号的单体的区段)来识别会聚光的中心点所置于的单体或者电信号的最大值所置于的单体，并且使用TOF方法使用从所识别的单体输出的电信号或从包括识别的单体的周围单体输出的电信号计算距离。

也就是说，根据TOF方法，基于通过光接收传感器237的单体产生的相位1的电信号V1和相位2的电信号V2，处理器80可以通过计算发射的光被会聚在光接收传感器237上作为反射光所耗费的时间来计算到物体的距离。或者，处理器80可以根据三角测量方法基于入射光会聚的单体的位置来计算到物体的距离。或者处理器80可以以关联的方式使用三角测量方法和TOF方法来计算距离。

为了测量宽角度范围或360度角范围内的距离，距离测量装置必须围绕虚拟地连接光发射单元和光接收单元的旋转轴来旋转镜，如图2中所示，或者必须无线地向距离测量单元发送电力和信号以及从距离测量单元接收电力和信号，同时旋转距离测量单元，如图3中所示。但是，如在上面所提及的，存在不容易在旋转轴上以高精度对准多个组件并且用于无线地向旋转体提取电力和信号的结构复杂化的问题。

为了简化用于在宽角度范围内测量距离的距离测量装置的结构，本发明不旋转而是固定光发射单元和光接收单元，并且通过将两个镜连接到一个电机旋转用于以同步的方式改变发射光和入射光的路径的两个镜，使得发射光从出射镜的出射方向和反射的光到入射镜的入射方向变成相同(精确地出射方向和入射方向彼此变成180度)。

为了解决当镜旋转时光输出路径和光入射(或进入)路径彼此重叠的问题，当旋转用于出射光的组件和/或用于入射光的组件时，本发明导致它们中的一个上下或者在垂直方向中移动。也就是说，当光出射路径和光入射路径彼此重叠时，本发明可以使得用于出射光的镜高于或低于用于入射光或进入光的镜。

或者，虽然没有使得用于出射光的组件和用于入射光的组件上下移动，但是距离测量装置可以仅在一些角度范围内，而不是在完整的360度角内测量距离。在这种情况下，为了扩大能够测量距离的角度范围，用于出射光的镜可以被布置成比用于入射光的镜高，并且用于出射光的镜的宽度可以比用于入射光的镜窄。

图5示意性地示出根据本发明的第一实施例的距离测量装置的结构。

图5的距离测量装置1可以包括距离测量单元，该距离测量单元包括安装在装置的底面上以面朝上的光发射单元10和光接收单元；电机30；第一旋转单元40，该第一旋转单元40包括第一镜筒41，其一端(面向装置的底表面的端部)朝向光发射单元10被打开并且其另一端被配备有用于改变从光发射单元10发射的发射光的路径的第一镜42；第二旋转单元50，包括第二镜筒51，其一端朝向光接收单元20被打开并且其另一端被配备有第二镜52，用于改变从物体反射的反射光的路径使得反射的光直射返回光接收单元20的光接收传感器。

图5的距离测量装置1还可以包括用于覆盖和保护距离测量单元、电机30、第一旋转单元40和第二旋转单元50免受外部冲击或灰尘影响的帽(或盖)60。在帽60中，可以仅在来自于光发射单元10的发射光穿过并且从物体反射的反射光入射的预定区域(具有预定高度或宽度的360度带形区域)中形成穿透性良好的窗口，并且剩余区域可以形成为不透明的使得不会引入不必要的光。

齿轮分别形成在电机30的旋转轴、第一镜筒41的外周和第二镜筒51的外周上。电机30的旋转轴的齿轮和第一镜筒41的外周的齿轮彼此接合，并且电机30的旋转轴的齿轮和第二镜筒51的外周的齿轮彼此接合，因此第一和第二旋转单元40和50可以以同步方式旋转。

第一镜42以相对于水平(或垂直)方向45度的角度安装在第一镜筒41的上部，从而使从安装在装置的底表面上的光发射单元10辐射并且穿过第一镜筒41的内部以垂直向上前进的发射光偏斜了90度以在水平方向中前进。

第二镜52以相对于水平(或垂直)方向45度的角度被安装在第二镜筒51的上部，从而使在水平方向中入射并且在物体上反射的反射光被偏斜以垂直向下前进，使得反射光穿过第二镜筒51的内部并且进入被安装在装置的底面上的光接收单元20的光接收传感器23。

另外的镜可以分别安装在第一镜筒41和第二镜筒51的下部以另外改变光路，因此光发射单元10和光接收单元20可以在水平方向中，而非垂直方向中，被安装在装置的底表面上。

为了使电机30同步旋转第一旋转单元40和第二旋转单元50，要与电机30的齿轮接合的齿轮所形成的部分的外径在第一和第二镜筒41和51中彼此相同。

第一旋转单元40和第二旋转单元50的同步旋转意指第一镜42的光出射表面43和第二镜52的光入射表面53总是在相同的方向中或者彼此平行取向。这里，光出射表面43指示在第一镜42中反射光的表面，并且光入射表面53指示在第二镜52中反射光的表面。

在图5中，第一旋转单元40和第二旋转单元50关于电机30的旋转轴线对称地布置。

图6示出旋转单元上下移动。

当用于出射光的镜和用于入射光的镜同步旋转时，存在光出射路径和光入射路径彼此重叠的角度。也就是说，存在一种情况，由第一镜42反射以在水平方向上前进的出射光直射第二镜52，而另一种情况，由第一镜42反射以在水平方向中前进的出射光在与第二镜52相反的方向中直射并且然后前进到第二镜52的入射光直射到第一镜42。

如果在这些情况下第一镜42和第二镜52处于相同的高度，则出射光被第二镜52阻挡并且不被辐射到装置的外部，或者入射光被第一镜42阻挡并且没有被入射在第二镜52上。

为了解决该问题，通过使第一旋转单元40和第二旋转单元50中的至少一个当旋转时上下移动，当光出射路径和光入射路径彼此重叠时，本发明可以使第一镜42的高度变得不同于第二镜52的高度，使得出射光和入射光的路径没有被阻挡。

在图6中，凸轮路径70形成在用于出射光的第一镜筒41的外周上并且与固定突起或柱(未示出)接合，使得第一镜筒41能够上下移动同时旋转。换句话说，当通过第一镜42改变其路径的出射光朝向第二镜52前进时，第一镜42能够被定位成高于第二镜52，并且当第一镜42改变其路径的出射光在与第二镜52相反的方向中直射时第一镜42能够被定位成低于第二镜52。凸轮路径可以形成在第一镜筒41的外周和/或第二镜筒51的外周上。

图7a至图7c示出当第一和第二旋转单元关于电机旋转对称布置时，光出射表面和光入射表面具有相同的方向。

图7a示出第一镜42的光出射表面43和第二镜52的光入射表面53在其中第一旋转单元40、电机30和第二旋转单元50被布置成一线的不同方向被直射而同时第一和第二旋转单元40和50同步旋转的时刻。此时，因为出射光和入射光不被第二镜52和第一镜42阻挡，所以尽管第一镜42和第二镜52的高度变得相同，但是不存在问题。

然而，图7b和7c示出第一镜42的光出射表面43和第二镜52的光入射表面53(或者出射光和入射光的水平前进方向)在其中第一旋转单元40、电机30和第二旋转单元50被布置成一线的相同方向直射而同时第一和第二旋转单元40和50同步旋转的时刻。此时，为了使出射光和入射光不被第二镜52和第一镜42阻挡，通过在第一镜筒41或第二镜筒51上形成凸轮路径70，第一镜42必须比第二镜52更高或更低。

图8示出第二实施例，其中光出射表面被形成为高于光入射表面并且光出射表面的宽度比光入射表面的宽度窄。

如果没有必要在完整的360度角度范围内测量距离，则不需要在第一旋转单元40和第二旋转单元50中的一个的外周中形成凸轮路径以将其上下移动同时第一和第二旋转单元40和50旋转。替代地，形成比光入射表面53高的光出射表面43或形成低于光入射表面53的光出射表面43，可以仅在一些角度范围内测量距离。

当形成高于光入射表面53的光出射表面43时，在出射光在与第二旋转单元50相反的方向中直射的角度附近的预定角度范围内不能执行距离测量。当形成光出射表面43比光入射表面53低时，在出射光直射到第二旋转单元50的角度附近的预先确定的角度范围中不能够进行距离测量。

为了减小当例如将光出射表面43形成高于光入射表面53时(或者当将第一镜42定位成高于第二镜52时)在其中不执行距离测量的角度范围，光出射表面43的宽度A'可以比光入射表面53的宽度A窄，如图8中所示。

在将在第一镜42处改变其方向的出射光水平前进的方向划分成从第一旋转单元40到第二旋转单元50的第一方向和垂直于第一方向的第二方向时，假设出射光具有作为第一方向的分量的负值和作为第二方向的分量的非零值的条件，即，出射光没有在第二旋转单元50的完全相反方向上前进，而是在与第二旋转单元50基本相反的方向上前进。在上述假设条件下，图8中的镜形状可以减小其中第一镜42干扰从物体反射并且朝向第二镜52行进的入射光的角度范围。

图9a至图9c示出，在图8的第二实施例中，在第一旋转单元、电机和第二旋转单元以锐角布置的条件下当第一/第二旋转单元同时旋转时，反射光入射在与光出射表面相同方向的光入射表面上。

图9a至图9c与图5不同，在图5中被同步旋转同时被连接到电机30的第一和第二旋转单元40和50围绕电机30以对称的方式被布置。在图9中，第一旋转单元40、电机30和第二旋转单元50以锐角布置。

在图5的布置中，第一旋转单元40和第二旋转单元50被放置在穿过电机30的旋转中心，即，圆帽60的中心的直径上，连接第一旋转单元40的中心和圆帽60上的点的第一直线与连接圆帽60上的点和第二旋转单元50的中心的第二直线形成约90度(实际上小于90度)的角度。

因此，尽管光出射表面43和光入射表面53两者指向从0度至360度的任何方向，但是来自第一镜42的光出射表面43的出射光的一部分可能在圆帽60的内表面上被反射，前进到第二镜52的光入射表面53，并且然后作为不必要的光会聚在光接收单元20上，从而引起测量距离的误差。

然而，如果第一旋转单元40、电机30和第二旋转单元50以如图9a至图9c中所示的锐角布置，则第一旋转单元40的角度，即，来自第一镜42的光出射表面43和第二旋转单元50的出射光的点，变成小于90度的锐角。因此，尽管来自第一镜42的光出射表面43的出射光的一部分被帽60的内表面反射，但是反射光没有前进到第二发射镜52的入射表面53的可能性高。因此，可以解决从光发射单元10辐射的光被帽60反射以直接进入光接收单元20的问题。

同时，在图9a中，光出射表面43和光入射表面53相对于水平线以约50度取向。此角度对应于来自第一镜42的光出射表面43并从物体反射的反射光进入第二镜52的光入射表面53而不受第一镜42扰乱的最小角度。

在图9b中，光出射表面43和光入射表面53相对于水平线以180度取向。因为第一镜42被布置为高于第二镜52，所以从第一镜42的光出射表面43出来并被物体反射的反射光可以在没有被第一镜42干扰的情况下进入第二镜52的光入射表面53。

在图9c中，光出射表面43和光入射表面53相对于水平线以约-50度取向。此角度对应于从第一镜42的光出射表面43出来并且从物体反射的反射光在没有被第一镜42干扰的情况下进入第二镜52的光入射表面53的最大角度。

为了减小图9a的最小角度并且增加能够执行距离测量的最大角度时，第一镜42的光出射表面43的宽度A'可以减小，如图8中所示。

这里，光出射表面43的宽度A'指示沿垂直于其中从光发射单元10辐射的光朝着第一镜42垂直上升的第一方向和其中通过第一镜42反射的出射光水平前进的第二方向两者的方向的距离。

图9d示出，在图8的第二实施例中，当在第一旋转单元、电机、以及第二旋转单元以锐角被布置的条件下第一/第二旋转单元同步地旋转时，在预先确定的角度处被物体反射的反射光被第一旋转单元阻挡并且没有被入射在第二旋转单元上。

在图9d中，光出射表面43和光入射表面53相对于水平线在0度处取向。因为第一镜42被布置成高于第二镜52，所以从第一镜42的光出射表面43出来并且被物体反射的反射光被第一镜42扰乱，因此不会进入第二镜52的光入射表面53。

图10示出，在图8的第二实施例中，当在第一旋转单元、电机、以及第二旋转单元以锐角布置的条件下第一/第二旋转单元同步地旋转时，能够进行距离测量的角度范围和不能够进行记录测量的角度范围。

当光出射表面43和光入射表面53的取向角相对于水平线为0度时，如图9d中所示，并且当光出射表面43和光入射表面53的取向角在+/-50度(大约100度)内时，反射光被第一镜42干扰并且不进入第二镜52的光入射表面53，所以不能执行距离测量。可以在剩余的260度内测量距离。

同时，在本发明的另一实施例中，第一旋转单元40和第二旋转单元50没有被分离，只有一个具有镜的旋转单元被提供并旋转，并且光发射单元10和光接收单元20以比镜筒的直径更窄的距离(即，光发射单元10和光接收单元20之间的间隔小于镜筒的直径)被布置在旋转单元的镜筒下方。一个旋转镜可以改变从光发射单元10向上辐射的出射光的路径以使出射光在360度的范围内水平前进，并且改变在360度的范围内水平入射的入射光的路径以使入射光向下前进到光接收单元20。

因此，通过采用两个能够旋转和上下移动使得光路不重叠的旋转单元，能够消除用于无线地发送和接收功率和信号的结构，并且能够简化结构。此外，通过改变第一和第二旋转单元的位置，能够减小由出射光从盖的反射引起的误差。

如上所述，为了说明性的目的已经公开本发明的实施例，并且在不脱离在所附权利要求中公开的本发明的技术精神和范围的情况下，本领域技术人员可以改进、改变、替换或添加各种其他实施例。

Claims (13)

1.一种距离测量装置，包括：

光发射单元，所述光发射单元用于发射光；

光接收单元，所述光接收单元包括一个或者多个单体，所述一个或者多个单体被配置成接收入射光并且输出与所接收的光量相对应的信号；

电机；

第一旋转单元，所述第一旋转单元用于当通过所述电机旋转时改变从所述光发射单元发射的出射光的路径；以及

第二旋转单元，所述第二旋转单元用于当通过所述电机与所述第一旋转单元同步地旋转时改变所述入射光的路径，使得所述入射光进入所述光接收单元。

2.根据权利要求1所述的距离测量装置，其中，所述第一旋转单元包括：第一镜，所述第一镜用于将所述出射光的路径改变了90度；和第一镜筒，所述第一镜筒的一端朝着所述光发射单元打开并且所述第一镜筒的另一端配备有所述第一镜，并且

其中，所述第二旋转单元包括：第二镜，所述第二镜用于将所述入射光的路径改变了90度；和第二镜筒，所述第二镜筒的一端朝着所述光接收单元打开并且所述第二镜筒的另一端配备有所述第二镜。

3.根据权利要求2所述的距离测量装置，其中，当所述第一旋转单元和所述第二旋转单元同步旋转时，所述第一镜和所述第二镜朝着相同的方向取向。

4.根据权利要求3所述的距离测量装置，其中，分别形成在所述第一镜筒和所述第二镜筒的外周上的齿轮分别与形成在所述电机的旋转轴上的齿轮接合。

5.根据权利要求3所述的距离测量装置，其中，凸轮路径被形成在所述第一镜筒和所述第二镜筒中的至少一个的外周上，使得当所述第一旋转单元和所述第二旋转单元旋转时所述至少一个上下移动。

6.根据权利要求5所述的距离测量装置，其中，当所述第一旋转单元和所述第二旋转单元同步旋转时，当在所述第一镜处反射的出射光朝着所述第二旋转单元前进时所述第一镜被放置在最高位置处，并且当在所述第一镜处反射的出射光朝着与所述第二旋转单元相反的方向前进时所述第一镜被放置在最低位置处。

7.根据权利要求3所述的距离测量装置，其中，所述第一镜被布置为比所述第二镜更高。

8.根据权利要求3所述的距离测量装置，其中，所述第一镜与所述第二镜相比在它们的宽度上更窄，所述第一镜的宽度指示沿着垂直于其中从所述光发射单元辐射的出射光朝着所述第一镜前进的第一方向和其中通过所述第一镜反射的出射光前进的第二方向两者的方向的距离。

9.根据权利要求1所述的距离测量装置，其中，所述第一旋转单元和所述第二旋转单元关于所述电机的旋转轴以对称的方式被布置。

10.根据权利要求1所述的距离测量装置，其中，所述第一旋转单元、所述电机的旋转轴和所述第二旋转单元以锐角被布置。

11.根据权利要求1所述的距离测量装置，还包括：

帽，所述帽用于覆盖所述光发射单元、所述光接收单元、所述电机、所述第一旋转单元和所述第二旋转单元。

12.一种距离测量装置，包括：

光发射单元，所述光发射单元用于发射光；

光接收单元，所述光接收单元包括一个或者多个单体，所述一个或者多个单体被配置成接收入射光并且输出与所接收的光量相对应的信号；

电机；

旋转单元，所述旋转单元包括镜，所述镜用于将出射光的路径改变了90度并且将所述入射光的路径改变了90度，使得所述入射光进入所述光接收单元；和镜筒，所述镜筒的一端朝着所述光发射单元和所述光接收单元打开并且所述镜筒的另一端配备有所述镜。

13.根据权利要求12所述的距离测量装置，其中，所述光发射单元和所述光接收单元之间的间隔小于所述镜筒的直径。