CN212031731U

CN212031731U - 一种激光测距传感器

Info

Publication number: CN212031731U
Application number: CN201922011996.7U
Authority: CN
Inventors: 张丛林; 彭希
Original assignee: Shenzhen Weirui Jingke Electronic Co ltd
Current assignee: Shenzhen Weirui Jingke Electronic Co ltd
Priority date: 2019-11-20
Filing date: 2019-11-20
Publication date: 2020-11-27
Anticipated expiration: 2029-11-20

Abstract

本实用新型公开一种激光测距传感器。所述传感器包括：光轴机芯、激光二极管、第一发射小透镜、第二发射小透镜、接收透镜、反射镜和雪崩光电二极管；所述光轴机芯的前端面设置有发射通道和接收通道；所述发射通道沿着所述光轴机芯的前端面向后端面的方向依次设置有所述第一发射小透镜和所述第二发射小透镜；所述激光二极管对准所述发射通道；所述接收通道沿着所述光轴机芯的前端面向后端面的方向依次设置有所述接收透镜和所述反射镜。本实用新型通过采用反射镜、第一发射小透镜和第二发射小透镜独特的光学系统，实现了快速、准确的测距。

Description

一种激光测距传感器

技术领域

本实用新型涉及测距技术领域，特别是涉及一种激光测距传感器。

背景技术

目前，市场上销售及使用的激光测距传感器，主要由激光二极管、雪崩光电二极管和激光测距仪组成，激光二极管对准目标发射激光脉冲，经目标反射后激光向各方向散射，部分散射光返回到传感器接收器，被光学系统接收后成像到雪崩光电二极管上，激光测距仪计算得出测量距离；由于激光容易受到烟雾、灰尘和雨滴的干扰，而现有的激光测距传感器并未加强发射激光和反射激光的传播能力，所以现有的激光测距传感器测距反应慢和准确率低。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种激光测距传感器，实现了快速、准确的测距。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：

一种激光测距传感器，所述传感器包括：光轴机芯、激光二极管、第一发射小透镜、第二发射小透镜、接收透镜、反射镜和雪崩光电二极管；

所述光轴机芯的前端面设置有发射通道和接收通道；所述发射通道沿着所述光轴机芯的前端面向后端面的方向依次设置有所述第一发射小透镜和所述第二发射小透镜；所述激光二极管对准所述发射通道；所述接收通道沿着所述光轴机芯的前端面向后端面的方向依次设置有所述接收透镜和所述反射镜；

所述激光二极管发射激光，经所述第二发射小透镜和所述第一发射小透镜照射到被测目标上，所述被测目标反射激光，所述反射激光经所述接收透镜传输到所述反射镜上，所述雪崩光电二极管与所述反射镜对应设置，用于接收所述反射镜反射的光线。

可选的，所述传感器还包括：主板、电源板和接收板；

所述光轴机芯的周边开设有三个矩形凹槽，所述主板、所述电源板和所述接收板对应设置在矩形凹槽中；所述接收通道与所述接收板之间开设一通孔，所述雪崩光电二极管的信号输出端穿过所述通孔固定在所述接收板上，所述雪崩光电二极管的信号输出端与所述接收板的滤波电路的输入端连接，所述接收板的滤波电路的输出端与所述主板的信号处理电路连接；

所述电源板的电源电路的电源输出端分别与所述接收板的滤波电路的电源输入端、所述主板的信号处理电路的电源输入端和所述激光二极管连接。

可选的，所述传感器还包括：发射板；

所述发射板固定在所述光轴机芯的后端面；所述激光二极管固定在所述发射板上；

所述发射板的开关电路的输入端与所述电源板的电源输出端连接，所述发射板的开关电路的输出端与所述激光二极管连接，所述发射板的开关电路的控制端与所述主板的信号处理电路的输出端连接。

可选的，所述传感器还包括：压圈；

所述压圈固定在所述发射通道内。

可选的，所述传感器还包括：透镜防水圈；

所述透镜防水圈固定在所述发射通道内。

可选的，所述发射通道沿着所述光轴机芯的前端面向后端面的方向依次设有第一圆环、第二圆环和圆柱通道，所述第一圆环、所述第二圆环和所述圆柱通道的半径依次减小；

所述第一发射小透镜、所述第二发射小透镜和所述透镜防水圈沿着所述光轴机芯的前端面向后端面的方向依次固定在所述第二圆环内；所述压圈固定在所述第一圆环内，用于通过向所述第一发射小透镜施加压力固定所述第一发射小透镜、所述第二发射小透镜和所述透镜防水圈；所述激光二极管对准所述圆柱通道。

可选的，所述接收通道沿着所述光轴机芯的前端面向后端面的方向依次设置有带缺口的第三圆环、带缺口的第四圆环、带缺口的圆孔台阶和空腔；

所述圆孔台阶包含半径逐渐缩小的多个带缺口的圆柱孔；所述第三圆环、所述第四圆环和所述圆孔台阶的半径依次减小；所述接收透镜固定在所述第四圆环中；所述第一圆环位于所述第三圆环的缺口处，所述第一圆环为所述第三圆环的内切圆。

可选的，所述空腔距离所述光轴机芯后端面较近的端面为斜面；所述反射镜固定在所述斜面上。

根据本实用新型提供的具体实施例，本实用新型公开了以下技术效果：

本实用新型提供的一种激光测距传感器采用反射镜、第一发射小透镜和第二发射小透镜独特的光学系统，通过第一发射小透镜和第二发射小透镜增强发散光的能力，反射镜高的反射率，使激光测距传感器能够实现快速、准确的测距。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型提供的一种激光测距传感器的结构示意图；

图2为本实用新型提供的一种激光测距传感器的左视图；

图3为本实用新型提供的一种激光测距传感器的俯视图；

图4为本实用新型提供的一种激光测距传感器的仰视图；

图5为本实用新型提供的一种激光测距传感器的后视图；

图6为本实用新型提供的一种激光测距传感器的整体结构图；

符号说明：1-光轴机芯，2-电源板，3-发射板，4-接收板，5-激光二极管， 6-第一发射小透镜，7-第二发射小透镜，8-接收透镜，9-反射镜，10-雪崩光电二极管，11-发射通道，12-接收通道，13-压圈，14-透镜防水圈，15-主板。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型的目的是提供一种激光测距传感器，实现了快速、准确的测距。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

本实用新型实施例提供的一种激光测距传感器，如图1所示，传感器包括：光轴机芯1、激光二极管5、第一发射小透镜6、第二发射小透镜7、接收透镜 8、反射镜9和雪崩光电二极管10。

光轴机芯1的前端面设置有发射通道11和接收通道12；发射通道11沿着光轴机芯1的前端面向后端面的方向依次设置有第一发射小透镜6和第二发射小透镜7；激光二极管5对准发射通道，激光二极管5、第一发射小透镜6 和第二发射小透镜7同轴；接收通道12沿着光轴机芯1的前端面向后端面的方向依次设置有接收透镜8和反射镜9，反射镜9与接收透镜8同轴。

激光二极管5发射激光，经第二发射小透镜7和第一发射小透镜6照射到被测目标上，被测目标反射激光，反射激光经接收透镜8传输到反射镜9上，雪崩光电二极管10与反射镜9对应设置，用于接收反射镜9反射的光线。

其中，激光二极管自发放射光子；雪崩光电二极管10是一种内部具有放大功能的光学传感器，它能检测极其微弱的光信号。

优选地，反射镜9为905nm反射镜，905nm反射镜反射波段为 905nm+/-99nm，反射率大于97％，905nm反射镜反射的905nm激光在空气中传播稳定，安全阈值高。本实用新型使用905nm反射镜、第一发射小透镜6 和第二发射小透镜7独特的光学系统，能够快速、准确地为其它产品提供测距。

如图2-5所示，传感器还包括：主板15、电源板2和接收板4；光轴机芯 1的周边设置有三个矩形凹槽，主板15、电源板2和接收板4均通过螺丝固定在矩形凹槽中；接收通道与接收板4之间开设一通孔，雪崩光电二极管10的信号输出端穿过通孔固定在接收板4上，雪崩光电二极管10的信号输出端与接收板4的滤波电路的输入端连接，接收板4的滤波电路的输出端与主板15 的信号处理电路连接；优选地，以接收板4靠近光轴机芯1前端面的一端为前端，雪崩光电二极管10位于接收板4距前端三分之二处，且雪崩光电二极管 10位于三分之二处的中间。

其中，主板15的四分之三固定在矩形凹槽中，电源板2的四分之三固定在矩形凹槽中，接收板4全部固定在矩形凹槽中。

电源板2的电源电路的电源输出端分别与接收板4的滤波电路的电源输入端、主板的信号处理电路的电源输入端和激光二极管5连接。

传感器还包括：发射板3；发射板3固定在光轴机芯的后端面；激光二极管5固定在发射板3上；发射板3的开关电路的输入端与电源板2的电源输出端连接，发射板3的开关电路的输出端与激光二极管5连接，发射板3的开关电路的控制端与主板15的信号处理电路的输出端连接。

当激光测距传感器开始测距时，发射板3上的激光二极管5自发放射光子，雪崩光电二极管10接收反射的激光，并将光信号转换为电信号，该电信号传输给接收板4的滤波电路，滤波电路对电信号进行滤波，滤波后的电信号再传输给主板15的信号处理器进行处理转换，得到被测目标的距离或者角度。

主板15用于根据激光的发射和接收得到测定目标距离和测定目标角度，并将测定目标距离和测定目标角度通过主板15上的端子线传输给其它产品。主板15上设有6P座子和6P端子线，6P座子由市场购买，焊接在主板15的后端；6P端子线由市场购买，6P端子线的一端直接插入6P座子，6P端子线的另一端与无人机、安防、扫地机、交通检测、单筒望远镜、双筒望远镜、热瞄或夜视瞄连接，实现了数据传输，并在无人机、安防、扫地机、交通检测、单筒望远镜、双筒望远镜、热瞄或夜视瞄上显示距离测量值或角度值。

传感器还包括：压圈13和透镜防水圈14；发射通道沿着光轴机芯的前端面向后端面的方向依次设有第一圆环、第二圆环和圆柱通道，第一圆环、第二圆环和圆柱通道的半径依次减小；第一发射小透镜、第二发射小透镜和透镜防水圈沿着光轴机芯的前端面向后端面的方向依次固定在第二圆环内；第一圆环设有螺纹，压圈13通过螺纹固定在第一圆环内，压圈13用于通过向第一发射小透镜施加压力固定第一发射小透镜、第二发射小透镜和透镜防水圈；第一发射小透镜6和第二发射小透镜7具有对光线起发散作用，使用两个发射小透镜增强了发散光的能力。透镜防水圈14用于防水和密封；激光二极管5对准圆柱通道。通过将压圈13、第一发射小透镜6、第二发射小透镜7和透镜防水圈 14依次设置在第一圆环、第二圆环内，使激光测距传感器的结构更加紧凑，减小了激光测距传感器的体积。

接收通道沿着光轴机芯的前端面向后端面的方向依次设置有带缺口的第三圆环、带缺口的第四圆环、带缺口的圆孔台阶和空腔；圆孔台阶包含半径逐渐缩小的多个带缺口的圆柱孔；第三圆环、第四圆环和圆孔台阶的半径依次减小；接收透镜8通过8008胶水固定在第四圆环中，接收透镜8不仅可以接收被测目标反射的激光，还可以对接收到的反射激光起到会聚的作用，增强了反射激光的能力；如图6所示，第一圆环位于第三圆环的缺口处，第一圆环为第三圆环的内切圆。空腔距离光轴机芯后端面较近的端面为斜面，反射镜9通过8008胶水固定在斜面上，8008胶水具有耐高温、耐老化的优点，使反射镜9 固定在斜面卡槽中更稳固、更持久。

本实用新型实施例的光轴机芯1长为32.0mm，前端为

的铝合金 (铝合金密度低，但强度比较高)材料，所以本实用新型实施例的激光测距传感器体积小、重量轻。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims

1.一种激光测距传感器，其特征在于，所述传感器包括：光轴机芯、激光二极管、第一发射小透镜、第二发射小透镜、接收透镜、反射镜和雪崩光电二极管；

2.根据权利要求1所述的激光测距传感器，其特征在于，所述传感器还包括：主板、电源板和接收板；

3.根据权利要求2所述的激光测距传感器，其特征在于，所述传感器还包括：发射板；

4.根据权利要求1所述的激光测距传感器，其特征在于，所述传感器还包括：压圈；

所述压圈固定在所述发射通道内。

5.根据权利要求4所述的激光测距传感器，其特征在于，所述传感器还包括：透镜防水圈；

所述透镜防水圈固定在所述发射通道内。

6.根据权利要求5所述的激光测距传感器，其特征在于，所述发射通道沿着所述光轴机芯的前端面向后端面的方向依次设有第一圆环、第二圆环和圆柱通道，所述第一圆环、所述第二圆环和所述圆柱通道的半径依次减小；

7.根据权利要求6所述的激光测距传感器，其特征在于，所述接收通道沿着所述光轴机芯的前端面向后端面的方向依次设置有带缺口的第三圆环、带缺口的第四圆环、带缺口的圆孔台阶和空腔；

8.根据权利要求7所述的激光测距传感器，其特征在于，所述空腔距离所述光轴机芯后端面较近的端面为斜面；所述反射镜固定在所述斜面上。