CN117129968A - 一种消光系统及激光测距装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种消光系统及激光测距装置,消光系统包括壳体、透光片和挡光结构;壳体具有容纳腔,壳体的一侧设有第一开口;透光片盖合在第一开口处;挡光结构位于容纳腔内;挡光结构具有中空腔室,中空腔室用于设置光模块,光模块用于发射光线或接收光线,且光线通过透光片出入中空腔室;中空腔室的内侧壁面围设在光模块的外周,且中空腔室靠近第一开口的一端与透光片贴合,以阻挡杂散光射向光模块;中空腔室外的光线即使在透光片的内表面反射形成杂散光,也会因为挡光结构的遮挡使得中空腔室外的光线不会被透光片的内表面反射至光模块,从而可以避免大量的光线在透光片的内表面反射至光模块可能会影响光模块的正常工作。
Description
技术领域
本申请涉及消光技术领域,尤其涉及一种消光系统及激光测距装置。
背景技术
在具有激光发射模块或激光接收模块等光模块的光学系统中,为了对光模块进行保护,一般会将光模块放置于壳体的容纳腔内,而为了使得光线能够正常出入容纳腔,一般会在壳体上设置供光线透过的透光片。
然而,由于透光片以及壳体内部其他结构对光线的反射,使得壳体内部存在一定杂散光,而杂散光进入光模块可能会影响光模块的正常工作。
发明内容
本申请提供一种消光系统及激光测距装置,可以防止杂散光进入光模块,影响光模块的正常工作。
第一方面,本申请提供一种消光系统,用于对光模块进行消光处理,包括:壳体,具有容纳腔;所述壳体的一侧设有第一开口;透光片,所述透光片盖合在所述第一开口处;挡光结构,位于所述容纳腔内;所述挡光结构具有沿第一预设方向延伸的中空腔室,所述中空腔室用于设置光模块,所述光模块用于发射光线或接收光线,且所述光线通过所述透光片出入所述中空腔室;所述中空腔室的内侧壁面围设在所述光模块的外周,且所述中空腔室靠近所述第一开口的一端与所述透光片贴合,以阻挡杂散光射向所述光模块。
第二方面,本申请还提供一种激光测距装置,包括多个光模块,多个所述光模块包括至少一个激光发射模块以及至少一个激光接收模块;所述激光测距装置还包括上述任一实施方式中所述的消光系统,所述挡光结构的数量为多个;每个所述光模块分别容置于一一对应的挡光结构所形成的中空腔室内,通过所述挡光结构阻挡杂散光进入对应的光模块。
本申请的有益效果为:通过将中空腔室的内侧壁面围设在光模块的外周,并且中空腔室靠近第一开口的一端与透光片贴合,使得中空腔室外的光线即使在透光片的内表面反射形成杂散光,也会因为挡光结构的遮挡使得中空腔室外的光线不会被透光片的内表面反射至光模块,与此同时,壳体内部的其他结构,比如其他光模块反射的光线,也会因为挡光结构的遮挡不会进入光模块,从而可以避免大量的光线在透光片的内表面反射至光模块可能会影响光模块的正常工作。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或相关技术中的技术方案,下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施方式中消光系统的结构示意图;
图2为图1中A处的放大示意图;
图3为本申请一实施方式中激光测距装置的结构示意图;
图4为本申请一实施方式中激光测距装置的部分结构示意图;
图5为本申请一实施方式中壳体内部的结构示意图;
图6为本申请一实施方式中激光发射模块30与激光接收模块40的分布示意图;
图7为本申请另一实施方式中激光发射模块30与激光接收模块40的分布示意图。
附图标记:
10、消光系统;11、壳体;111、容纳腔;112、第一开口;12、透光片;13、挡光结构;131、中空腔室;132、第一挡光部;1321、第一中空腔室;1322、第一空心筒结构;1322a、第一板面;1322b、第一通孔;1323、第一凸起结构;1324、第一接合边沿;133、第二挡光部;1331、第二中空腔室;1332、第二空心筒结构;1332a、第二板面;1332b、第二通孔;1333、第二限位槽;1334、第二接合槽;134、第三挡光部;1341、第一挡光壁面;1342、第二挡光壁面;1351、第一消光腔室;1352、第二消光腔室;1361、第一间隙;1362、第二间隙;14、密封件;15、第一板体;20、光模块;21、光器件;22、光学模组;30、激光发射模块;31、激光发射器;32、发射镜头;40、激光接收模块;41、激光探测器;42、接收镜头;51、主控电路板;52、转接电路板。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”或“设于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
还需要说明的是,术语“垂直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是互为相对概念或是以产品的正常使用状态为参考的,为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定;A和/或B包括三种情况:(1)只满足A(2)只满足B(3)同时满足A和B;A或B包括两种情况:(1)只满足A(2)只满足B;A和B只包括一种情况:同时满足A和B。
本申请提供一种消光系统及激光测距装置,以解决杂散光进入光模块可能会影响光模块正常工作的问题。
实施例一:
本申请实施例例一提供一种消光系统10,如图1和图2所示,消光系统10用于对光模块20进行消光处理,消光系统10包括壳体11、透光片12以及挡光结构13;壳体11具有容纳腔111,所述壳体11的一侧设有第一开口112;所述透光片12盖合在所述第一开口112处;挡光结构13位于所述容纳腔111内,所述挡光结构13具有沿第一预设方向XX延伸的中空腔室131,所述中空腔室131用于设置光模块20,所述光模块20用于发射光线或接收光线,且所述光线通过所述透光片12出入所述中空腔室131;所述中空腔室131的内侧壁面围设在所述光模块20的外周,且所述中空腔室131靠近所述第一开口112的一端与所述透光片12贴合,以阻挡杂散光射向所述光模块20。
其中,光模块20可以为激光发射模块或激光接收模块等模块;壳体11用于对光模块20等部件进行保护,壳体11的制备材料可以塑料、金属或树脂等,壳体11的形状可以圆筒状、方筒状或其他形状。透光片12用于供光线出入中空腔室131,透光片12由透光材料制成,透光材料可以透光玻璃、透光塑料或透光树脂等,透光片12的形状可以为圆形、方形或其他形状,透光片12的厚度可以根据实际需要进行选择,本申请不做限制。
可以理解的是,本申请实施例一中将中空腔室131的内侧壁面围设在所述光模块20的外周,并且中空腔室131靠近所述第一开口112的一端与所述透光片12贴合,使得中空腔室131外的光线即使在透光片12的内表面反射形成杂散光,也会因为挡光结构13的遮挡使得中空腔室131外的光线不会被透光片12的内表面反射至光模块20,与此同时,壳体内部的其他结构,比如其他光模块反射的光线,也会因为挡光结构的遮挡不会进入该光模块20,从而可以避免大量杂散光反射至光模块20可能会影响光模块20的正常工作。
还需要说明的是,以消光系统10应用于激光测距装置为例,激光测距装置具有激光发射模块以及激光接收模块等模块,激光发射模块用于产生激光光束,将激光光束作为探测光束,按照预设的探测视场角射向探测区域的目标物体;激光接收模块用于接收目标物体反射回来的探测回波光束,并输出对应的电信号,然后由信号处理装置对探测回波光束对应的电信号进行适当处理,形成点云图,通过对点云图进行处理,便可获得目标物体的距离、方位、高度、速度、姿态和形状等参数,从而实现激光的探测功能,进而可应用于汽车、机器人、物流车、巡检车等产品的导航规避、障碍物识别、测距、测速、自动驾驶等场景。其中,杂散光包括:激光发射模块发射的激光光束中,被位于容纳腔111内的物体(如透光片12的内表面或容纳腔111的内侧壁、其他光模块等)反射或散射至激光接收模块的光线。
具体的,继续参见图1和图2所示,所述挡光结构13包括第一挡光部132以及与第一挡光部132连接的第二挡光部133;第一挡光部132具有沿第一预设方向XX延伸的第一中空腔室1321,所述第一中空腔室1321的内侧壁面围设在所述光模块20靠近所述第一开口112的一端的外周,且所述第一中空腔室1321靠近所述第一开口112的一端与所述透光片12贴合;第二挡光部133具有沿第一预设方向XX延伸的第二中空腔室1331,所述第二中空腔室1331的内侧壁面围设在所述光模块20远离所述透光片12的一端的外周;所述第二挡光部133用于与所述第一中空腔室1321远离所述第一开口112的一端连接,当所述第二挡光部133连接于所述第一挡光部132时,所述第二中空腔室1331和所述第一中空腔室1321连通,形成所述中空腔室131。
需要说明的是,中空腔室131由位于第一挡光部132的第一中空腔室1321以及位于第二挡光部133的第二中空腔室1331形成,并且第一挡光部132与第二挡光部133分开加工,以便于光模块20在中空腔室131内的安装和取放。可选地,第一挡光部132与第二挡光部133之间可以通过螺钉或螺栓等方式实现可拆卸式连接。
进一步的,所述第一挡光部132包括第一空心筒结构1322,所述第一空心筒结构1322靠近所述第一开口112的一端沿着径向延伸,形成有第一板面1322a;所述第一板面1322a上具有第一通孔1322b;所述第一板面1322a朝向所述第一开口112的一侧围设有第一凸起结构1323;所述第一凸起结构1323的内侧壁面所限定的容纳空间与所述第一空心筒结构1322的内侧壁面所限定的容纳空间通过所述第一通孔1322b连通,形成所述第一中空腔室1321;所述第一凸起结构1323位于所述容纳腔111内靠近第一开口112的一侧,且用于贴合所述透光片12;所述第一空心筒结构1322远离所述第一开口112的一端用于连接所述第二挡光部133。
可以理解的是,第一凸起结构1323用于为透光片12提供支撑,并且第一凸起结构1323可以与壳体11的内侧壁之间形成用于放置第一凸起结构1323的安装槽,如此,可避免透光片12外凸于壳体11,能够提升消光系统10的表面平整度以及美观性。
继续参见图1和图2所示,具体的,所述第二挡光部133包括第二空心筒结构1332,所述第二中空腔室1331包括所述第二空心筒结构1332的内侧壁面所限定的容纳空间;所述第二空心筒结构1332靠近所述第一挡光部132的一端沿着径向延伸,形成有第二板面1332a;所述第二板面1332a上具有第二通孔1332b,所述第二通孔1332b用于连通所述第二中空腔室1331和所述第一中空腔室1321;所述第一挡光部132远离所述第一开口112的一端具有第一接合边沿1324,所述第二板面1332a靠近所述第一挡光部132的一侧形成有围设在所述第二通孔1332b外周的凹型结构或凸型结构,所述凹型结构或凸型结构用于与所述第一接合边沿1324接合,以使所述第一挡光部132和所述第二挡光部133连接后,共同限定出所述中空腔室131。第二挡光部133通过凹型结构或凸型结构与第一挡光部132接合,使得第二挡光部133与第一挡光部132之间的连接更为紧密,并且可以利用凹型结构或凸型结构实现第二挡光部133与第一挡光部132的定位拼装,使得第二挡光部133与第一挡光部132的拼装更加便捷。
进一步的,所述第二板面1332a靠近所述第一挡光部132的一侧形成有围设在所述第二通孔1332b外周的第二限位槽1333;所述第二限位槽1333的底平面向下凹设有第二接合槽1334;所述第二接合槽1334内设有密封件14,以使所述第一挡光部132靠近所述第二挡光部133的一端通过所述第二限位槽1333限位后,通过所述密封件14与所述第二挡光部133密封连接。可以利用第二限位槽1333实现第二挡光部133与第一挡光部132的定位拼装,并利用密封件14与实现第一挡光部132与第二挡光部133的连接处的密封,密封件14可以橡胶密封圈,也可以是填充在第二接合槽1334内的密封胶水。
具体的,继续参见图1和图2所示,所述光模块20包括沿着第一预设方向XX排布的光器件21和光学模组22,且所述光学模组22位于所述透光片12和所述光器件21之间。光器件21可以为激光发射器或激光探测器,光学模组22可以为发射镜头或接收镜头。
其中,所述挡光结构13还包括第三挡光部134,第三挡光部134包括整圈设置的第一挡光壁面1341以及整圈设置的第二挡光壁面1342;所述第一挡光壁面1341的一端连接于所述中空腔室131的内侧壁面,另一端接合于所述光学模组22的外侧壁面,用于与所述中空腔室131的内侧壁面和所述光学模组22的外侧壁面形成沿着第一预设方向XX延伸的第一消光腔室1351;所述第一消光腔室1351为一侧开口的半封闭腔室,且所述第一消光腔室1351的开口端朝向所述透光片12,用于对经由第一间隙1361进入所述中空腔室131的杂散光进行多次反射处理;所述第一间隙1361为所述中空腔室131的内侧壁面以及所述光学模组22外侧壁面在靠近所述透光片12一侧形成的间隙。可以理解的是,在透光片12的表面反射形成的杂散光可以通过第一间隙1361进入第一消光腔室1351,在透光片12的表面反射形成的杂散光进入第一消光腔室1351后,会在第一消光腔式内多次反射,从而达到消光的目的,可以防止被透光片12的表面反射形成的杂散光射向光模块20,进一步提高消光系统10对杂散光的消除作用。
所述第二挡光壁面1342的一端连接于所述中空腔室131的内侧壁面,另一端接合于所述光学模组22的外侧壁面,且所述第二挡光壁面1342相比所述第一挡光壁面1341远离所述透光片12;所述第二挡光壁面1342和所述中空腔室131的内侧壁面以及所述光学模组22的外侧壁面形成沿第一预设方向XX延伸的第二消光腔室1352;所述第二消光腔室1352为一侧开口的半封闭腔室,且所述第二消光腔室1352的开口端朝向所述光器件21,用于对经由第二间隙1362进入所述中空腔室131的杂散光进行多次反射处理;所述第二间隙1362为所述中空腔室131的内侧壁面以及所述光学模组22外侧壁面在远离所述透光片12一侧形成的间隙。可以理解的是,被光器件21反射形成的杂散光可以通过第二间隙1362进入第二消光腔室1352,被光器件21反射形成的杂散光进入第二消光腔室1352后,会在第二消光腔室1352内多次反射,从而达到消光的目的,可以防止被光器件21反射形成的杂散光射向光模块20,进一步提高消光系统10对杂散光的消除作用。
进一步的,所述第一消光腔室1351的开口端的宽度大于相对设置的闭合端的宽度,以便于在透光片12的表面反射形成的杂散光进入第一消光腔室1351,同时缩窄第一消光腔室1351的宽度,可以缩短杂散光在第一消光腔室1351内反射一次的时间,提高杂散光在第一消光腔室1351内的反射次数,以达到更好的消光效果。
更进一步的,所述第二消光腔室1352的开口端的宽度大于相对设置的闭合端的宽度,以便于被光器件21反射形成的杂散光进入第二消光腔室1352,同时缩窄第二消光腔室1352的宽度,可以缩短杂散光在第二消光腔室1352内反射一次的时间,提高杂散光在第二消光腔室1352内的反射次数,以达到更好的消光效果。
在一实施方式中,所述第一消光腔室1351和所述第二消光腔室1352的内侧壁面涂设有消光材料,可以在第一消光腔室1351和第二消光腔室1352内同时利用反射消光和吸收消光这两种消光方式消除杂散光,可以达到更好的消光效果;消光材料可以为硬脂酸铝、锌、钙盐、桐油、蜡等材料。
在一种可选的实施方式中,所述第一消光腔室1351和所述第二消光腔室1352的内侧壁面涂设有消光漆,消光漆通过微观的颗粒化表面,或着密孔装结构,对一定光线具有低反射的作用,实现吸收消光。
在另一种可选的实施方式中,所述第一消光腔室1351和所述第二消光腔室1352的内侧壁面采用金属哑黑阳极氧化工艺,降低光线反射率,实现吸收消光。
具体的,继续参见图1和图2所示,所述消光系统10还可以包括第一板体15,所述光模块20远离所述透光片12的一端设置在所述第一板体15上;所述中空腔室131远离所述第一开口112的一端与所述第一板体15相连,通过所述第一板体15盖合所述中空腔室131远离所述第一开口112的一端。可以利用第一板体15封闭中空腔室131,使得光模块20处于密闭的中空腔室131中,以容纳腔111中除去中空腔室131之外的空间为剩余空间为例,中空腔室131内的空间与剩余空间相互隔绝,可以防止容纳腔111中除去中空腔室131之外的空间中的杂散光进入中空腔室131内,并且可以无需对剩余空间内的器件做消光处理,可以降低产品成本。
在一实施方式中,壳体11可以包括第一壳体以及与第一壳体相对设置的第二壳体,第一壳体可以与第二壳体连接并形成容纳腔111;其中,第一壳体远离第二壳体的一侧设有第一开口112,透光片12盖合在第一壳体上的第一开口112处。具体地,第一壳体与第二壳体之间可以为可拆卸式连接,以便于的安装。如,第一壳体与第二壳体之间可以通过螺钉或螺栓等方式实现可拆卸式连接。
进一步的,第一壳体与第二壳体的连接处可以设置有密封圈,利用密封圈实现第一壳体与第二壳体的连接处的密封,以防止水汽进入容纳腔。密封圈可以为橡胶密封圈、塑料密封圈或金属密封圈。
在一实施方式中,所述消光系统还包括消光棉,位于所述透光片12靠近所述挡光结构13的一侧,所述消光棉在所述透光片12的边沿绕所述透光片的周侧设置。可以理解的是,消光棉可以消除透光片12的边沿区域的杂散光,从而可以无需对壳体11与透光片12的连接处做表面消光处理,使得壳体11可以采用注塑成型的方式制造,以降低生产成本,并且消光棉的整体大致呈环状,消光棉具有供光线透过的开孔,光线通过开孔出入容纳腔111,开孔的具体尺寸和形状可以根据光模块20的光路进行设计,以避免影响光模块的正常工作。
实施例二:
本申请实施例二还提供一种激光测距装置,如图3和图4所示,激光测距装置包括多个光模块20,多个所述光模块20包括至少一个激光发射模块30以及至少一个激光接收模块40。所述激光测距装置还包括实施例一中任一实施方式所述的消光系统10,所述挡光结构13的数量为多个;每个所述光模块20分别容置于一一对应的挡光结构13所形成的中空腔室131内,通过所述挡光结构13阻挡杂散光进入对应的光模块20。
其中,激光测距装置可以为激光雷达,激光发射模块30用于产生激光光束,将激光光束作为探测光束,按照预设的探测视场角射向探测区域的目标物体;激光接收模块40用于接收目标物体反射回来的探测回波光束,并输出对应的电信号,然后由信号处理装置对探测回波光束对应的电信号进行适当处理,形成点云图,通过对点云图进行处理,便可获得目标物体的距离、方位、高度、速度、姿态和形状等参数,从而实现激光的探测功能,进而可应用于汽车、机器人、物流车、巡检车等产品的导航规避、障碍物识别、测距、测速、自动驾驶等场景。
进一步的,所述激光发射模块30的数量为两个;所述激光接收模块40的数量为一个;所述挡光结构13的数量为三个,用于容置两个所述激光发射模块30的两个所述挡光结构13位于用于容置所述激光接收模块40的挡光结构13的两侧;两个所述激光发射模块30分别位于所述激光接收模块40的相对的两侧,且两个所述激光发射模块30的发射视场α的组合与所述激光接收模块40的接收视场β匹配。
需要说明的是,相较于相关技术中采用一个激光发射模块30的发射视场α与一个激光接收模块40的接收视场β相匹配而言,可以使两个激光发射模块30的布置更加灵活,进而可实现激光测距装置的小型化设计;且设置两个激光发射模块30还可提升激光接收模块40的视场接收率、拓展激光测距装置的探测视场角,并且两个所述激光发射模块30分别位于所述激光接收模块40的相对的两侧,如此,两个激光发射模块30的发射视场α将大致分布于激光接收模块40的两侧,便于激光接收模块40接收,也便于调节至少一个激光发射模块30以使两个激光发射模块30的发射视场α在中间具有重叠区域,以使发射视场α布满激光接收模块40的整个接收视场β,避免出现探测盲点。
还需要说明的是,两个激光发射模块30可以相同也可以不同。在两个激光发射模块30相同时,相较于不同的两个激光发射模块30而言,由于两个激光发射模块30的参数相同,组装定位等操作更加方便。在两个激光发射模块30不同时,可使得两个激光发射模块30的组合形式更加多样化,能够满足更多的使用场景。
具体的,每个所述挡光结构13均包括第一挡光部132以及第二挡光部133;第一挡光部132具有沿第一预设方向XX延伸的第一中空腔室1321,所述第一中空腔室1321的内侧壁面围设在所述光模块20靠近所述第一开口112的一端的外周,且所述第一中空腔室1321靠近所述第一开口112的一端与所述透光片12贴合;第二挡光部133与第一挡光部132连接,第二挡光部133具有沿第一预设方向XX延伸的第二中空腔室1331,所述第二中空腔室1331的内侧壁面围设在所述光模块20远离所述透光片12的一端的外周;所述第二挡光部133用于与所述第一中空腔室1321远离所述第一开口112的一端连接,当所述第二挡光部133连接于所述第一挡光部132时,所述第二中空腔室1331和所述第一中空腔室1321连通,形成所述中空腔室131。
其中,多个所述挡光结构13对应的多个第一挡光部132为一体结构,即多个第一挡光部132一体成型,便于加工和装配;多个所述挡光结构13对应的多个第二挡光部133为一体结构,即多个第二挡光部133一体成型,便于加工和装配。
进一步的,多个第一挡光部132可以与第一壳体一体成型。
具体的,相邻两个第一挡光部132之间可以共用部分结构,相邻两个第二挡光部133之间也可以共用部分结构。
具体的,继续参见图4所示,所述激光发射模块30包括激光发射器31以及发射镜头32;所述激光接收模块40包括激光探测器41以及接收镜头42。其中,所述激光测距装置还包括第一板体15,所述激光发射器31和所述激光探测器41设置在所述第一板体15上;所述中空腔室131远离所述第一开口112的一端与所述第一板体15相连,通过所述第一板体15盖合所述中空腔室131远离所述第一开口112的一端。
需要说明的是,激光发射器31以及激光探测器41即为实施例一中的光器件21,发射镜头32以及接收镜头42即为实施例一中的光学模组22;激光发射器31用于发射光线,发射镜头32位于激光发射器31的出光侧,以能够对激光发射器31发射的光线进行汇聚等光学处理,以增强发射视场α内的光线强度,提升激光测距装置的探测准确度。接收镜头42位于激光探测器41的入光面,以能够对目标物体反射回来的探测回波光束进行汇聚等光学处理,以增强接收视场β内的光线强度,提升激光测距装置的探测准确度。
具体的,继续参见图4所示,第一板体15为承载电路板,激光发射器31以及激光探测器41可以均与承载电路板电性连接,承载电路板可用于承载激光发射器31并为激光发射器31提供供电信号、控制信号等,承载电路板还可用于承载激光探测器41并为激光探测器41提供供电信号、控制信号等。
进一步的,继续参见图4所示,激光测距装置还包括控制芯片(图中未示出)以及主控电路板51,主控电路板51与承载电路板电性连接,以实现控制芯片与激光发射器31以及激光探测器41的电连接,控制芯片可以通过承载电路板控制激光发射器31以及激光探测器41的运行;主控电路板51还可以与激光测距装置的接口电性连接,并可通过接口与外部接头的电性连接实现供电和/或通讯。其中,主控电路板51与接口之间可以利用软排线等接插件连接。
更进一步的,继续参见图4所示,激光测距装置还包括转接电路板52,承载电路板可以通过转接电路板52实现与主控电路板51的电连接。
在一种实施方式中,一个透光片12与多个挡光结构13的多个中空腔室131对应设置;如此,保证了结构的整体性和简洁性,能够节省组装步骤,提升组装效率。此时可以仅设置一片消光棉,消光棉在所述透光片12的边沿绕所述透光片的周侧设置。
在另一实施例方式中,如图5所示,所述透光片12包括与所述多个挡光结构13一一对应的多个子透光片12;多个所述子透光片12用于允许光线出入一一对应的所述挡光结构13所形成的中空腔室131;如此,可减小透光片12的用量,降低生产成本,且可降低激光发射模块30与激光接收模块40之间的光学串扰。此时,可以设置子透光片12一一对应的消光棉,消光棉在对应的子透光片12的边沿绕所述子透光片12的周侧设置。
在一实施方式中,透光片12还可以具有光线过滤作用。即,透光片12可以选用滤光片,以实现对非工作波段光线的滤除。
如图6所示,发射镜头42可以具有第一光轴m,两个激光发射模块30的激光发射器31的中心可以位于各自的第一光轴m靠近激光接收模块40的一侧。如此,激光发射器31发射的大部分光线经由发射镜头42射出后将与该激光发射模块30位于激光接收模块40的同侧。如,在两个激光发射模块30分别位于激光接收模块40的左侧和右侧时,左侧的激光发射模块30的激光发射器31可以靠近左侧激光发射模块30的第一光轴m的右侧布置,如此,左侧的激光发射模块30的发射视场α将主要分布于激光接收模块40的左侧;同理地,右侧的激光发射模块30的激光发射器31可以靠近右侧激光发射模块30的第一光轴m的左侧布置,如此,右侧的激光发射模块30的发射视场α将主要分布于激光接收模块40的右侧;这样左侧激光发射模块30的发射视场α和右侧激光发射模块30的发射视场α组合后可以大致与激光接收模块40的接收视场β相匹配,而不至于出现左侧激光发射模块30的发射视场α与右侧激光发射模块30的发射视场α出现大面积重合区域,造成能量浪费现象。
需要说明的是,即使两个激光发射模块30的激光发射器31位于各自的第一光轴m靠近激光接收模块40的一侧,也需要保证两个激光发射模块30的发射视场α具有重叠区域,避免中间区域出现视场盲区。
在激光测距装置的组装过程中,可首先将两个激光发射器31预定位至使得各自的发射视场α分别位于对应的第一光轴m远离激光接收模块40的一侧,之后再通过微调至少一个激光发射器31的方式使得两个发射视场α的中间具有重叠区域。
在其他实施方式中,两个激光发射模块30的激光发射器31的中心可以位于各自的第一光轴m远离激光接收模块40的一侧。如此,两个激光发射器31发射的大部分光线经由发射镜头42射出后将进行交叉发射。如,在两个激光发射模块30分别位于激光接收模块40的左侧和右侧时,左侧的激光发射模块30的激光发射器31可以靠近左侧激光发射模块30的第一光轴m的左侧布置,如此,左侧的激光发射模块30的发射视场α将主要分布于激光接收模块40的右侧;同理地,右侧的激光发射模块30的激光发射器31可以靠近右侧激光发射模块30的第一光轴m的右侧布置,如此,右侧的激光发射模块30的发射视场α将主要分布于激光接收模块40的左侧;这样左侧激光发射模块30的发射视场α和右侧激光发射模块30发射的光线经由发射镜头42射出后将进行交叉发射,多个发射模组的发射视场α具有重叠区域,且该重叠区域覆盖中心视场,以使激光雷达进行近距离测量时,即使存在像素偏移,目标物的中心区域仍然会有激光照射,从而使得接收模组的中心视场存在点云,有效避免了接收模组的中心视场出现点云缺失现象发生。
在另一种实施方式中,请参阅图7,两个激光发射模块30的激光发射器31的中心也可以位于各自的第一光轴m处。如此,两个激光发射模块30的发射视场α将在各自的第一光轴m的两侧基本呈对称分布。便于两个激光发射模块30与激光接收模块40的组装定位。
两个激光发射模块30的第一光轴m和激光接收模块40的第二光轴n可以位于同一平面内。如此,便于两个激光发射模块30和激光接收模块40在组装时的相对距离的运算,降低组装难度;且利于使发射视场α内更多的光线均能够被激光接收模块40接收,提升发射视场α内的光线利用率。
更进一步地,两个激光发射模块30的第一光轴m均可以与激光接收模块40的第二光轴n平行。如此,可使得激光测距装置的结构规整、更加美观,且组装难度较低。进一步地,两个激光发射模块30的第一光轴m可以关于激光接收模块40的第二光轴n对称布置。如此,对于选用两个相同的激光发射模块30而言,可使得两个激光发射模块30的发射视场α在激光接收模块40的两侧对称分布,可进一步的降低组装时相对距离的运算难度,便于组装。
在另一种实施方式中,请参阅图6和图7,两个激光发射模块30的第一光轴m可以均与激光接收模块40的第二光轴n存在夹角。如此,可使得激光发射模块30与激光接收模块40之间的组合形式更加多样,组装方便。优选地,任一个激光发射模块30的第一光轴m与激光接收模块40的第二光轴n的夹角可以为大于0°且小于90°。
需要说明的是,两个激光发射模块30的第一光轴m与激光接收模块40的第二光轴n之间的夹角可以相等也可以不等。如,其中一个激光发射模块30的第一光轴m与激光接收模块40的第二光轴n的夹角为θ1,另一个激光发射模块30的第一光轴m与激光接收模块40的第二光轴n的夹角为θ2,θ1与θ2可以相等也可以不等。优选地,θ1与θ2相等。即,两个激光发射模块30的第一光轴m关于激光接收模块40的第二光轴n对称布置。如此,对于选用两个相同的激光发射模块30而言,可使得两个激光发射模块30的发射视场α在激光接收模块40的两侧对称分布,可进一步的降低组装时相对距离的运算难度,便于组装。
在又一种实施方式中,两个激光发射模块30内,两个第一光轴m中的一个第一光轴m可以与激光接收模块40的第二光轴n存在夹角,另一个第一光轴m可以与第二光轴n平行。本申请实施例的激光发射模块30和激光接收模块40的布置方式具有多样化,可根据实际使用需求进行灵活选取,使用前景较广。
本申请实施例二中,激光发射模块30的发射视场α可大致呈四棱锥型,激光接收模块40的接收视场β可大致呈四棱锥型。四棱锥型的视场可大致分为横向视场和纵向视场,上述两个激光发射模块30的发射视场α的组合与激光接收模块40的接收视场β相匹配可以为:两个激光发射模块30的横向发射视场α的组合与激光接收模块40的横向接收视场β相匹配,且两个激光发射模块30的纵向发射视场α的组合与激光接收模块40的纵向接收视场β相匹配。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (15)
1.一种消光系统,其特征在于,用于对光模块进行消光处理,包括:
壳体,具有容纳腔;所述壳体的一侧设有第一开口;
透光片,所述透光片盖合在所述第一开口处;
挡光结构,位于所述容纳腔内;所述挡光结构具有沿第一预设方向延伸的中空腔室,所述中空腔室用于设置光模块;所述光模块用于发射光线或接收光线,且所述光线通过所述透光片出入所述中空腔室;所述中空腔室的内侧壁面围设在所述光模块的外周,且所述中空腔室靠近所述第一开口的一端与所述透光片贴合,以阻挡杂散光射向所述光模块。
2.根据权利要求1所述的消光系统,其特征在于,所述挡光结构包括:
第一挡光部,具有沿第一预设方向延伸的第一中空腔室,所述第一中空腔室的内侧壁面围设在所述光模块靠近所述第一开口的一端的外周,且所述第一中空腔室靠近所述第一开口的一端与所述透光片贴合;
第二挡光部,与第一挡光部远离所述第一开口的一端连接,第二挡光部具有沿第一预设方向延伸的第二中空腔室,所述第二中空腔室的内侧壁面围设在所述光模块远离所述透光片的一端的外周;当所述第二挡光部连接于所述第一挡光部时,所述第二中空腔室和所述第一中空腔室连通,形成所述中空腔室。
3.根据权利要求2所述的消光系统,其特征在于,所述第一挡光部包括:
第一空心筒结构,所述第一空心筒结构靠近所述第一开口的一端沿着径向延伸,形成有第一板面;所述第一板面上具有第一通孔;所述第一板面朝向所述第一开口的一侧围设有第一凸起结构;所述第一凸起结构的内侧壁面所限定的容纳空间与所述第一空心筒结构的内侧壁面所限定的容纳空间通过所述第一通孔连通,形成所述第一中空腔室;所述第一凸起结构位于所述容纳腔内靠近所述第一开口的一侧,且用于贴合所述透光片;所述第一空心筒结构远离所述第一开口的一端用于连接所述第二挡光部。
4.根据权利要求2所述的消光系统,其特征在于,所述第二挡光部包括:
第二空心筒结构,所述第二中空腔室包括所述第二空心筒结构的内侧壁面所限定的容纳空间;所述第二空心筒结构靠近所述第一挡光部的一端沿着径向延伸,形成有第二板面;所述第二板面上具有第二通孔,所述第二通孔用于连通所述第二中空腔室和所述第一中空腔室;
所述第一挡光部远离所述第一开口的一端具有第一接合边沿,所述第二板面靠近所述第一挡光部的一侧形成有围设在所述第二通孔外周的凹型结构或凸型结构,所述凹型结构或凸型结构用于与所述第一接合边沿接合,以使所述第一挡光部和所述第二挡光部连接后,共同限定出所述中空腔室。
5.根据权利要求4所述的消光系统,其特征在于,所述第二板面靠近所述第一挡光部的一侧形成有围设在所述第二通孔外周的第二限位槽;所述第二限位槽的底平面向下凹设有第二接合槽;所述第二接合槽内设有密封件,以使所述第一挡光部的第一接合边沿通过所述第二限位槽限位后,通过所述密封件与所述第二挡光部密封连接。
6.根据权利要求1所述的消光系统,其特征在于,所述光模块包括沿着第一预设方向排布的光器件和光学模组,且所述光学模组位于所述透光片和所述光器件之间;所述挡光结构还包括第三挡光部,所述第三挡光部包括:
整圈设置的第一挡光壁面,所述第一挡光壁面的一端连接于所述中空腔室的内侧壁面,另一端接合于所述光学模组的外侧壁面,用于与所述中空腔室的内侧壁面和所述光学模组的外侧壁面形成沿着第一预设方向延伸的第一消光腔室;所述第一消光腔室为一侧开口的半封闭腔室,且所述第一消光腔室的开口端朝向所述透光片,用于对经由第一间隙进入所述中空腔室的杂散光进行多次反射处理;所述第一间隙为所述中空腔室的内侧壁面以及所述光学模组外侧壁面在靠近所述透光片一侧形成的间隙;
整圈设置的第二挡光壁面,所述第二挡光壁面的一端连接于所述中空腔室的内侧壁面,另一端接合于所述光学模组的外侧壁面,且所述第二挡光壁面相比所述第一挡光壁面远离所述透光片;所述第二挡光壁面和所述中空腔室的内侧壁面以及所述光学模组的外侧壁面形成沿第一预设方向延伸的第二消光腔室;所述第二消光腔室为一侧开口的半封闭腔室,且所述第二消光腔室的开口端朝向所述光器件,用于对经由第二间隙进入所述中空腔室的杂散光进行多次反射处理;所述第二间隙为所述中空腔室的内侧壁面以及所述光学模组外侧壁面在远离所述透光片一侧形成的间隙。
7.根据权利要求6所述的消光系统,其特征在于,所述第一消光腔室的开口端的宽度大于相对设置的闭合端的宽度;所述第二消光腔室的开口端的宽度大于相对设置的闭合端的宽度。
8.根据权利要求6所述的消光系统,其特征在于,所述第一消光腔室和所述第二消光腔室的内侧壁面涂设有消光材料。
9.根据权利要求1所述的消光系统,其特征在于,所述消光系统还包括:
消光棉,设置在所述透光片靠近所述挡光结构的一侧,所述消光棉在所述透光片的边沿绕所述透光片的周侧设置。
10.根据权利要求1-9任一项所述的消光系统,其特征在于,所述消光系统还包括:
第一板体,所述光模块远离所述透光片的一端设置在所述第一板体上;所述中空腔室远离所述第一开口的一端与所述第一板体相连,通过所述第一板体盖合所述中空腔室远离所述第一开口的一端。
11.一种激光测距装置,其特征在于:包括多个光模块,多个所述光模块包括至少一个激光发射模块以及至少一个激光接收模块;所述激光测距装置还包括权利要求1-10任一项所述的消光系统,所述挡光结构的数量为多个;每个所述光模块分别容置于一一对应的挡光结构所形成的中空腔室内,通过所述挡光结构阻挡杂散光进入对应的光模块。
12.根据权利要求11所述的激光测距装置,其特征在于:所述激光发射模块的数量为两个;所述激光接收模块的数量为一个;所述挡光结构的数量为三个,用于容置两个所述激光发射模块的两个所述挡光结构分别位于用于容置所述激光接收模块的一个所述挡光结构相对的两侧;两个所述激光发射模块分别位于所述激光接收模块的相对的两侧,且两个所述激光发射模块的发射视场的组合与所述激光接收模块的接收视场匹配。
13.根据权利要求11所述的激光测距装置,其特征在于:每个所述挡光结构均包括:
第一挡光部,具有沿第一预设方向延伸的第一中空腔室,所述第一中空腔室的内侧壁面围设在所述光模块靠近所述第一开口的一端的外周,且所述第一中空腔室靠近所述第一开口的一端与所述透光片贴合;
第二挡光部,与第一挡光部远离所述第一开口的一端连接,第二挡光部具有沿第一预设方向延伸的第二中空腔室,所述第二中空腔室的内侧壁面围设在所述光模块远离所述透光片的一端的外周;当所述第二挡光部连接于所述第一挡光部时,所述第二中空腔室和所述第一中空腔室连通,形成所述中空腔室;
多个所述挡光结构对应的多个第一挡光部为一体结构;
多个所述挡光结构对应的多个第二挡光部为一体结构。
14.根据权利要求11-13任一项所述的激光测距装置,其特征在于,所述激光发射模块包括激光发射器以及发射镜头;所述激光接收模块包括激光探测器以及接收镜头;所述激光测距装置还包括:
第一板体,所述激光发射器和所述激光探测器设置在所述第一板体上;所述中空腔室远离所述第一开口的一端与所述第一板体相连,通过所述第一板体盖合所述中空腔室远离所述第一开口的一端。
15.根据权利要求11-13任一项所述的激光测距装置,其特征在于:所述透光片包括与所述多个挡光结构一一对应的多个子透光片;多个所述子透光片用于允许光线出入一一对应的所述挡光结构所形成的中空腔室。
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