CN212275965U - 遮光组件 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种遮光组件，遮光组件包括光接收器和遮光件；光接收器设于接收光路中，用于接收探测物反射的预设光脉冲；遮光件和光接收器沿接收光路依次设置；其中，遮光件包括遮光部和光通道部，遮光部用于遮挡杂散光，光通道部用于供接收光路的光束穿过；杂散光为光接收器从接收光路外的方向接收的散射光或反射光，以减少到达光接收器的杂散光，提高测距装置的测量精度。

Description

遮光组件

技术领域

本实用新型涉及测距设备技术领域，尤其涉及一种遮光组件。

背景技术

激光雷达等测距装置的工作原理是先向探测物发射探测光脉冲，而后接收从探测物反射回来的反射光脉冲，最后测距装置将探测光脉冲和反射光脉冲进行比较以及适当处理后，即可获知探测物的相关特征信息，例如探测物距离、方位、姿态、速度、高度等参数信息。然而，测距装置在工作过程中，由于测距装置自身会对光束进行反射和散射，因此会在测距装置的内部产生无序的杂散光。这些杂散光若进入测距装置的光接收器，则会干扰测距装置的正常工作，降低测距装置的测量精度。

实用新型内容

基于此，本实用新型提供了一种遮光组件，旨在减少到达光接收器的杂散光，提高测距装置的测量精度。

本实用新型提供了一种光发射结构，用于测距装置，所述遮光组件包括：

光接收器，设于接收光路中，用于接收探测物反射的预设光脉冲；

遮光件，所述遮光件和所述光接收器沿所述接收光路依次设置；

其中，所述遮光件包括遮光部和光通道部，所述遮光部用于遮挡杂散光，所述光通道部用于供接收光路的光束穿过；所述杂散光为所述光接收器从所述接收光路外的方向接收的散射光或反射光。

本实用新型实施例提供了一种遮光组件，通过遮光件能够尽可能减少到达光接收器的杂散光，使接收光路的光束可靠地被光接收器接收，有效保护了光接收器，避免杂散光干扰测距装置的正常工作，从而提高测距装置的测量精度。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本实用新型。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一实施例提供的测距系统的结构示意图；

图2是本申请一实施例提供的测距装置的结构示意图；

图3是本申请一实施例提供的测距装置的剖面示意图；

图4是本申请一实施例提供的第一光脉冲和第二光脉冲的光路折叠示意图；

图5是本申请一实施例提供的第一光脉冲和第二光脉冲的光路展开示意图；

图6是本申请一实施例提供的测距装置在一角度的分解示意图；

图7是本申请一实施例提供的遮光件在一角度的结构示意图；

图8是本申请一实施例提供的遮光件在另一角度的结构示意图；

图9是本申请一实施例提供的遮光件的剖面示意图；

图10是本申请一实施例提供的测距装置的光接收器在感测第二光脉冲时的示意图其中，测距装置未设置遮光件；

图11是本申请一实施例提供的测距装置的光接收器在感测第二光脉冲时的示意图其中，测距装置设置有遮光件；

图12是本申请一实施例提供的遮光件的结构示意图，其中第二光脉冲穿设遮光件；

图13是本申请一实施例提供的测距装置的部分剖面示意图，其中示出了遮光件和光接收器，第二光脉冲穿设遮光件传输至光接收器；

图14是本申请一实施例提供的测距装置在一角度的部分结构示意图，其中示出了发射支架和光约束件；

图15是本申请一实施例提供的测距装置在另一角度的部分结构示意图，其中示出了发射支架和光约束件；

图16是本申请一实施例提供的第一光脉冲的部分光路示意图，其中，未设置光约束件约束第一光脉冲；

图17是本申请一实施例提供的光发射器发射第一光脉冲的示意图，其中，设置有光约束件约束第一光脉冲；

图18是本申请一实施例提供的测距装置在一角度的部分结构示意图，其中第一光脉冲穿设通光通道；

图19是本申请一实施例提供的测距装置的部分结构示意图，其中第一光脉冲穿设通光通道；

图20是本申请一实施例提供的测距装置在另一角度的部分结构示意图，其中第一光脉冲穿设通光通道；

图21是图3中的测距装置在A处的局部放大示意图。

附图标记说明：

1000、测距系统；

100、测距装置；

10、光发射器；20、光接收器；

30、光学结构；

31、光学元件；32、光学部件；33、准直元件；34、光学器件；

41、第一基板；42、第二基板；

50、连接结构；51、发射支架；52、接收支架；53、光学支架；531、第一子架体；532、第二子架体；533、准直子架体；534、第三子架体；

61、底座；62、盖合件；

70、遮光件；71、遮光部；72、光通道部；721、第一子通道；722、第二子通道；

80、光约束件；81、通光通道；82、第一约束部；821、连接段；822、约束段；83、第二约束部；831、连接子部；832、约束子部；8321、子部本体；8322、第一连接面；8323、第二连接面；833、延伸子部；84、连接部；

200、壳体；300、第一光脉冲；400、第二光脉冲；2000、探测物。

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。

还应当理解，在此本实用新型说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本实用新型。如在本实用新型说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其他情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。

还应当进一步理解，在本实用新型说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

本申请的发明人发现，激光测距装置等测距系统的核心原理是使激光等光束按照预先设计好的光路发射后，光束照射到探测物之后被反射回来，再按照设计好的光路传输至光接收器中。然而，即使光路完全符合预先设计，测距系统内的透明光学镜片等光学元器件具有一定的反射率，会对光束进行反射和散射，从而导致测距装置内部产生很多不需要的杂散光。这些杂散光若进入测距系统的光接收器，会干扰测距系统的正常工作，降低测距系统的测量精度和范围。

针对该发现，本申请实施例对遮光组件进行了改进，以减少到达光接收器的杂散光，避免杂散光干扰测距装置的正常工作，从而提高测距装置的测量精度和范围。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本申请实施例提供一种测距系统1000，该测距系统1000可以用来确定探测物2000相对测距系统1000的距离和/或方向。该测距系统1000可以是激光测距设备、激光雷达等电子设备。在一些实施方式中，测距系统1000可以用于感测外部环境信息。外部环境信息可以是环境目标的距离信息、方位信息、速度信息、反射强度信息等中的至少一种。

在一些实施方式中，该测距系统1000可以搭载在载体上，用于检测载体周围的探测物2000。该测距系统1000具体用于检测探测物2000与测距系统1000之间的距离。该载体可以包括无人飞行器、可移动机器人、可移动车辆、可移动船舶等任意合适的载体上。可以理解地，一个载体可以配置一个或多个测距系统1000，不同的测距系统1000可以用于探测不同方位的物体。

在一些实施方式中，测距系统1000可以通过测量测距系统1000和探测物2000之间光传播的时间，即光飞行时间(Time-of-Flight，TOF)，来探测探测物2000与测距系统1000之间的距离。可以理解地，测距系统1000也可以通过其他技术来探测探测物2000与测距系统1000之间的距离，例如基于频率移动(frequency shift)测量的测距方法，或者基于相位移动(phase shift)测量的测距方法等，在此不做限制。测距系统1000探测到距离和/或方位可以用于遥感、避障、测绘、建模、导航等。

在一些实施例中，该测距系统1000可以搭载在载体上，该载体可以包括无人飞行器、可移动机器人、可移动车辆、可移动船舶等任意合适的载体上，用于检测载体周围的探测物2000。该探测物2000可以是障碍物或感兴趣的目标等，该测距系统1000具体可以用于检测探测物2000与该测距系统1000之间的距离等。

请参阅图1和图2，其中，测距系统1000包括壳体200和设于壳体200上的测距装置100。具体地，壳体200形成有腔体，至少部分测距装置100收容于该腔体内，以减少外界环境对测距装置100的影响，例如减少水汽、灰尘、杂光等对测距装置100的影响。测距装置100用于向探测物2000发射或产生光脉冲，并接收探测物2000反射回的光脉冲，以及根据反射回的光脉冲确定探测物2000与测距系统1000的距离。

请参阅图2至图4，在一些实施例中，测距装置100包括遮光组件。遮光组件包括光发射器10和光接收器20。光发射器10设于发射光路中，用于产生第一光脉冲300。光接收器20设于接收光路中，用于接收第二光脉冲400。其中第二光脉冲400是指第一光脉冲300被探测物2000反射后所形成的光脉冲。

在一些实施例中，测距装置100还包括光学结构30。至少部分光学结构30位于发射光路上；且至少部分所述光学结构30位于接收光路上，用于将第一光脉冲300和第二光脉冲400分离。

请参阅图4，具体地，第一光脉冲300是由光发射器10发射，并经光学结构30导引至探测物2000，从而向探测物2000发射第一光脉冲300。第一光脉冲300到达探测物2000后，可以在探测物2000表面发生反射。第一光脉冲300被探测物2000反射后所形成的光脉冲称之为第二光脉冲400。部分第二光脉冲400可以到达光学结构30，并由光学结构30导引至光接收器20，光接收器20接收第二光脉冲400并产生电信号。第一光脉冲300从光发射器10发射后，经至少部分光学结构30到达探测物2000的光路即为发射光路。第一光脉冲300被探测物2000反射后形成第二光脉冲400，第二光脉冲400经至少部分光学结构30到达光接收器20的光路即为接收光路。

光发射器10可以发射光脉冲，即产生第一光脉冲300。第一光脉冲300可以是单个光脉冲或一系列光脉冲。光发射器10可以是半导体激光器或者光纤激光器等。示例性地，光发射器10可以包括发光二极管(Light Emitting Diode，LED)、激光二极管(Laser Diode，LD)、半导体激光阵列等中的至少一种。半导体激光阵列例如可以为VCSEL(VerticalCavity Surface Emitting Laser，垂直腔面发射激光器)阵列或者多个激光二极管阵列。在一些具体实施方式中，多个激光二极管阵列形成多线光发射器10，使得光发射器10能够同时发射多束第一光脉冲。

光接收器20包括光电二极管、雪崩光电二极管(Avalanche Photo Diode，APD)、盖革模式雪崩光电二极管(Geiger-mode Avalanche Photodiode，GM-APD)、电荷耦合元件等中的至少一种。

在一些实施例中，光发射器10可以在纳秒(ns)水平产生第一光脉冲300。示例性地，光发射器10可以产生持续时间接近8ns的激光脉冲，并且光接收器20可以检测到接近的持续时间的返回信号，即第二光脉冲400。

请参阅图3至图6，在一些实施例中，光学结构30包括光学元件31、光学部件32和准直元件33。其中，光发射器10、光学元件31、光学部件32和准直元件33沿发射光路依次设置。即述光发射器10、光学元件31、光学部件32和准直元件33沿第一光脉冲300的传输方向依次设置。

其中，光学元件31用于改变光发射器10产生的第一光脉冲300的光路方向。在一些实施例中，光学元件31可以包括反射镜。光学元件31的反射面面向光发射器10设置，以使得光发射器10产生的第一光脉冲300能够到达光学元件31。该光学元件31沿发射光路设于光发射器10和光学部件32之间。该光学元件31能够改变光发射器10产生的第一光脉冲300的光路方向。到达光学元件31的第一光脉冲300经光学元件31的反射，即可到达光学部件32。

其中，光学部件32用于将第一光脉冲300和第二光脉冲400分离。具体地，光学部件32沿发射光路上设置于光学元件31和准直元件33之间，准直元件33设于光学部件32背离光学元件31的一侧。

在一些实施例中，光学部件32包括开孔反射镜、半透半反镜、偏振分光镜和采用镀膜方式的分光镜等中的至少一种。该光学部件32一方面用于透射经光学元件31调整光路方向后的第一光脉冲300，另一方面用于反射经准直元件33汇聚后的第二光脉冲400。具体地，光学部件32包括用于供第一光脉冲300穿设的透光区域和用于将第二光脉冲400反射的反射区域。透光区域和反射区域可以是任意合适的结构，例如透光区域为孔结构或玻璃等结构，第一光脉冲300能够穿设光学部件32的透光区域或者在光学部件32的透光区域上发生折射，以使得第一光脉冲300能够按照预设光路投影至准直元件33上。

请再次参阅图4和图5，其中，准直元件33用于准直第一光脉冲300。第一光脉冲300经准直元件33准直后可以到达探测物2000。具体地，准直元件33位于发射光路上。更为具体地，准直元件33设置于光学部件32背离光学元件31的一侧。从光学部件32穿过的第一光脉冲300可以被准直元件33准直。具体地，准直元件33能够将从光学部件32穿过的第一光脉冲300准直为平行的光脉冲或近似平行的光脉冲。被准直的光脉冲在光传播时基本不会扩散。

准直元件33包括准直透镜、凹面反射镜或微透镜阵列等能够准直光脉冲的元件中的至少一种。具体地，准直元件33可以根据实际需要设计为任意具有准直功能的光学元器件，可以但不限于为准直透镜或凹面反射镜。其中，准直透镜可以包括如下中的任一种：单片平凸透镜、单片双凸透镜、双片平凸透镜(如双胶合透镜)等。考虑到光电式接近传感器芯片的光发射器10可以是半导体激光阵列(例如VCSEL(Vertical Cavity Surface EmittingLaser，垂直腔面发射激光器)阵列)，因此准直元件33还可以是微透镜阵列。可以理解地，微透镜阵列的微透镜之间的间距与激光阵列的激光之间的间距相同时准直效果会更好。准直元件33还可以由多个透镜组成，例如，准直元件33包括一个凹透镜和一个凸透镜。又如，准直元件33采用望远镜结构，包括一个弯月镜和一个凸透镜，这样设置能较好地矫正像差，得到准直光序列。

请再次参阅图4，在一些实施例中，准直元件33还用于将经探测物2000反射回的至少部分第二光脉冲400汇聚至光学部件32上。即发射光路和接收光路共用同一个准直元件33，以降低成本，并使光路更加紧凑，便于产品的小型化设计。具体地，发射光路和接收光路采用同轴光路，即光发射器10发射的第一光脉冲300和光接收器20接收的第二光脉冲400共用光学部件32和准直元件33之间的光路，使得发射光路和接收光路可以共用同一个准直元件33。与异轴光路设计相比，该测距装置100无需使用两个准直元件33分别对第一光脉冲300和第二光脉冲400分别进行准直和聚焦，仅需一个准直元件33即可，降低了原材料成本。此外，与异轴光路设计相比，同轴光路的测距装置100的发射光路和接收光路可以共用至少部分光路，因而能够使光路更加紧凑，便于产品的小型化设计。

在一些实施例中，为了保证测距装置100的量程和测量精度，光发射器10的发光面和/或光接收器20的感光面应尽量处于准直元件33的焦点上、焦点附近、焦平面上或焦平面附近。具体地，光发射器10的发光面可以设于焦点上或焦平面上。光发射器10的发光面也可以邻近焦点或邻近焦平面设置。光接收器20的感光面可以设于焦点上或焦平面上。光接收器20的感光面也可以邻近焦点或邻近焦平面设置。第一光脉冲300和第二光脉冲400经光学结构30处理后会形成折叠光路，即发射光路和接收光路至少一者具有折叠部分，以减小准直元件33的光轴方向的尺寸，从而优化产品尺寸，便于产品小型化设计。

请参阅图5，在一些实施方式中，在折叠光路展开后，即在发射光路和接收光路的折叠部分展开后，光发射器10的发光面和光接收器20的感光面大致位于光学上的同一位置上。如此，能够保证光发射器10发出的第一光脉冲300在经过探测物2000反射形成第二光脉冲400后，能有尽量多的能量返回测距装置100并进入光接收器20的感光面。从探测物2000表面返回并进入光接收器20感光面的能量越多，测距装置100的量程越远，测量精度越高。其中，光发射器10的发光面和光接收器20的感光面大致位于光学上的同一位置上，是指在折叠光路展开后，如图5所示，光发射器10的发光面和光接收器20的感光面均与准直元件33的焦平面Φ大致重合；或者光发射器10的发光面和光接收器20的感光面均大致经过准直元件33的焦点F。

其中，大致重合可以指发光面或感光面与焦平面Φ的夹角为0°-6°，即二者的夹角在0°、6°以及0°-6°之间的其他任意合适角度。当然，大致重合可以指发光面(或感光面)与焦平面Φ平行，发光面(或感光面)与焦平面Φ之间的距离在0mm-6mm，即二者之间的距离在0mm、6mm以及0mm-6mm之间的其他任意合适距离。大致经过准直元件33的焦点F，可以指准直元件33的焦点F与发光面(或感光面)之间的距离为0mm-6mm，即焦点F到发光面(或感光面)的距离为0mm、6mm以及0mm-6mm之间的其他任意合适距离。

请再次参阅图3、图4和图6，在一些实施例中，测距装置100还包括光学器件34，光学器件34用于改变光学部件32的反射区域反射的第二光脉冲400的光路方向。准直元件33、光学部件32、光学器件34和光接收器20沿第二光脉冲400的反射方向依次设置。具体地，光学器件34和光学部件32设于准直元件33的同一侧。光学元件31和光学器件34设于光学部件32的相对两侧。更为具体地，光学器件34、光学部件32、光学元件31、光发射器10和光接收器20设于准直元件33的同一侧。光学元件31和光发射器10设于光学部件32的第一侧，光学器件34和准直元件33设于光学部件32的第二侧。其中，第一侧与第二侧相对设置。

在一些实施例中，光学器件34包括反射镜。光学器件34的反射面面向光学部件32设置，以使得经光学部件32的反射区域反射的第二光脉冲400能够到达光学器件34。此外，光学器件34的反射面面向光发射器10设置，以使得经光学器件34反射的第二光脉冲400能够到达光学器件34。该光学器件34沿发射光路设于光学部件32和光接收器20之间。该光学器件34能够改变光发射器10产生的第二光脉冲400的光路方向。到达光学器件34的第二光脉冲400经光学器件34的反射，即可到达光接收器20。

在一些实施例中，测距装置100工作时，光发射器10发出第一光脉冲300，该第一光脉冲300到达光学元件31后，由光学元件31改变光路方向即改变第一光脉冲300的传输方向。经光学元件31改变光路方向的第一光脉冲300从光学部件32的透光区域穿过后被准直元件33准直，准直后的第一光脉冲300出射并投射到探测物2000上。第一光脉冲300到达探测物2000上后经探测物2000反射形成第二光脉冲400。第二光脉冲400经过准直元件33汇聚到光学部件32的反射区域，该反射区域将至少一部分的第二光脉冲400反射至光学器件34上，光学器件34改变光路方向即改变第二光脉冲400的传输方向。经光学器件34改变光路方向的第二光脉冲400到达光接收器20上，光接收器20接收第二光脉冲400。示例性地，接收过程可以包括将所接收的第二光脉冲400转换为电信号脉冲。测距装置100再通过该电信号脉冲的上升边缘确定光脉冲接收时间。如此，测距装置100可以利用第二光脉冲400的接收时间信息和第一光脉冲300的发出时间信息计算飞行时间，从而确定探测物2000到测距装置100的距离。另外，根据不同方向的光脉冲还可以确定探测物2000相对于测距装置100的方向。

上述实施例的测距装置100，通过光学部件32可以实现第一光脉冲300和第二光脉冲400的空间分离。第一光脉冲300所形成的发射光路通过光学元件31可以实现光路折叠，第二光脉冲400所形成的接收光路通过光学器件34可以实现光路折叠，有效减小准直元件33的光轴方向上的尺寸，充分利用光学特性和不同方向的空间进行光路设计，从而满足更小的体积要求，进一步优化产品的整体尺寸。此外，发射光路和接收光路的光路折叠所带来的体积减小也有利于减小测距装置100在高低温条件下的热变形量，防止光发射器10和光接收器20等光学元器件因为温度变化发生离焦，从而增强测距装置100的温度可靠性。

请参阅图3至图6，在一些实施例中，测距装置100还包括第一基板41和第二基板42。光发射器10设于第一基板41上。光接收器20设于第二基板42上。

请参阅图3至图6，在一些实施例中，测距装置100还包括连接结构50。光发射器10、光接收器20和光学结构30设于连接结构50上。具体地，光发射器10设于第一基板41上。光接收器20设于第二基板42上。第一基板41、第二基板42、光学结构30均设于连接结构50上。具体地，连接结构50包括发射支架51、接收支架52和光学支架53。第一基板41设于发射支架51上。第二基板42设于接收支架52上。光学结构30设于光学支架53上。

在一些实施例中，光学支架53包括第一子架体531、第二子架体532、准直子架体533和第三子架体534。光学元件31设于第一子架体531上。光学部件32设于第二子架体532上。准直元件33设于准直子架体533上。光学器件34设于第三子架体534上。

可以理解地，光学支架53中子架体的数量与光学结构30中所包含的光学元器件适配。例如，在一些实施例中，光学器件34省略时，第三子架体534也相应省略。

请参阅图2至图6，在一些实施例中，测距装置100还包括底座61，连接结构50设于底座61上。具体地，发射支架51、接收支架52和光学支架53均设于底座61上。更为具体地，发射支架51、接收支架52、第一子架体531、第二子架体532、准直子架体533和第三子架体534均设于底座61上。

可以理解地，底座61和连接结构50的连接方式可以根据实际需求进行设置。具体地，底座61和连接结构50可以一体成型，也可以分体设置；或者底座61和连接结构50的其中一部分一体成型，底座61和连接结构50的另一部分分体设置。当底座61和至少部分连接结构50分体设置时，可以采用卡扣连接、螺钉等快拆件连接等连接方式实现二者的连接。

请参阅图7至图9，结合图3至图6，在一些实施例中，遮光组件还包括遮光件70。光接收器20设于接收光路中，用于接收探测物2000反射的预设光脉冲。其中，预设光脉冲即为上述第二光脉冲400。遮光件70和光接收器20沿所述接收光路依次设置。遮光件70用于遮挡杂散光，并供接收光路的光束穿过。杂散光为光接收器20从接收光路外的方向接收的散射光或反射光。

在一些实施方式中，光学结构30、遮光件70和光接收器20沿所述接收光路依次设置。遮光件70设于光学结构30和光接收器20之间。具体地，遮光件70设于光学器件34与光接收器20之间，即光学器件34、遮光件70和光接收器20沿接收光路依次设置。经光学器件34改变方向后的接收光路的光束能够穿过遮光件70被光接收器20接收。其中，接收光路的光束是指上述第二光脉冲400。

在一些实施例中，某几个部件沿发射光路或接收光路依次设置，可以泛指某一个部件与另一个部件在光路上可能有部分重合的情形。比如，部件H1、部件H2沿接收光路依次设置，部件H1的其中一部分与部件H2的至少一部分均位于接收光路的某个光路段上。具体地，当光接收器20部分或全部位于遮光件70内时，该类情形也属于遮光件70和光接收器20沿接收光路依次设置的范围。

具体地，遮光件70能够对以下杂散光进行遮挡：测距装置100内存在的部件反射或散射的光，或者从光接收器20观察的接收区域之外的光。示例性地，请参阅图10和图11，假设接收区域之外的区域如图10和图11中的区域ε1，ε2为接收区域，接收区域如图10和图11的区域ε2所示。从图10和图11可知，设置有遮光件70的测距装置100，遮光件70能够有效遮挡杂散光，光接收器20所接收到的杂散光明显减少甚至消除。

上述实施例的测距装置100，通过遮光件70能够尽可能屏蔽接收光路之外的光，减少到达光接收器20的杂散光，使接收光路的光束即第二光脉冲400可靠地被光接收器20接收，有效保护了光接收器20，避免杂散光干扰测距装置100的正常工作，从而提高测距装置100的测量精度和范围。

请参阅图7至图9，在一些实施例中，遮光件70包括遮光部71和光通道部72。遮光部71用于遮挡杂散光，以减少杂散光到达光接收器20而产生噪声等干扰，从而提高测距装置100的测量精度和范围。光通道部72设于遮光部71上，用于供接收光路的光束穿过。

请参阅图12和图13，可以理解地，光通道部72的轮廓与接收光路的光束轮廓匹配。如此，既能够保证第二光脉冲400能够经光通道部72进入光接收器20，又能够避免杂散光进入光通道部72而被光接收器20接收。遮光件70可以采用任意合适的形状，例如为圆形管、椭圆形管、腰形管、方形管、或者多边形管等能够对干扰测距装置100工作的至少部分光进行遮挡，并能够使接收光路的光束通过而投射至光接收器20上的结构。示例性地，遮光件70为闭环管状结构。该闭环管状的尺寸与接收光路的光束适配。如此，能够避免接收光路之外的光束进入光通道部72内而被光接收器20接收，同时又能保证接收光路的光束尽可能多地投射至光接收器20，避免接收光路的光束损失能量，提高测距装置100的精度和范围。

请参阅图7至图9，遮光部71沿光通道部72的外周向外延伸设置。具体地，光通道部72为通孔结构，该通孔结构贯穿于遮光部71设置。即遮光件70呈中空设置，遮光件70的中部可供第二光脉冲400穿过，遮光件70的外表面可遮挡杂散光。

可以理解地，遮光部71采用不透光或透光率小的材料制成，例如采用铜、铝等透光率较小的材料制成。

请参阅图7至图9，在一些实施例中，光通道部72包括第一子通道721和第二子通道722。至少部分光接收器20设于第一子通道721内。第二子通道722与第一子通道721连通，接收光路的光束能够经第二子通道722进入第一子通道721。请参阅图13，具体地，经光学器件34导引的第二光脉冲400能够经第二子通道722进入第一子通道721内，从而使得位于第一子通道721内的至少部分光接收器20能够接收第二光脉冲400。

请参阅图9，在一些实施例中，第一子通道721的通道尺寸大于第二子通道722的通道尺寸。当然，在其他实施例中，第一子通道721的通道尺寸也可以小于或等于第二子通道722的通道尺寸。

遮光件70可以根据实际需求设于任意合适的位置。示例性地，请再次参阅图3至图5，遮光件70设于接收支架52上。可以理解地，遮光件70可以与接收支架52一体成型；也可以分体设置，例如通过卡扣连接、螺钉等快拆件连接等。

由于光发射器10发出的第一光脉冲300若不经过处理，往往不能精确地符合设计的光路，由此会使得测量装置内部会出现很多不需要的杂散光。为此，请参阅图14和图15，在一些实施例中，遮光组件还包括光约束件80。光发射器10和光约束件80沿所述发射光路依次设置。该光约束件80用于约束光发射器10产生的第一光脉冲300，以减小经光约束件80的第一光脉冲300的光束尺寸。

由此可以使得发射光路符合预设光路，提高第一光脉冲300的发射精度，使得第一光脉冲300按照预设光路进行发射，屏蔽预设光路之外的光，减少不必要的杂散光的产生。其中预设光路可以根据实际需求进行设计，在此不作限定。

请再次参阅图3至图5，其中，光约束件80设于光发射器10和光学结构30之间，即光发射器10、光约束件80和光学结构30沿发射光路依次设置。

可以理解地，光约束件80可以根据实际需要约束第一光脉冲300沿任意方向的光束尺寸。由于光发射器10中的发光元器件阵列通常不会呈圆形排布，直接使用圆形遮光筒可能难以达到最佳的约束效果。为了有针对性地对光发射器10发出的第一光脉冲300进行约束，在一些实施方式中，光约束件80能够约束第一光脉冲300在光学敏感方向上的光束尺寸，即约束经光约束件80的第一光脉冲300在光学敏感方向上的光束尺寸。需要说明的是，光学敏感方向是指光发射器10发散角较大的方向。具体地，请参阅图16，光发射器10沿i方向的发散角度η1大于光发射器10沿j方向的发散角度η2，因而i方向为光学敏感方向。请参阅图16和图17，图16和图17中δ1是未经光约束件80约束的第一光脉冲300的轮廓。图17中δ2是经光约束件80约束后的第一光脉冲300的轮廓。从图16和图17可知，经过光约束件80约束后的第一光脉冲300的光束尺寸比未经光约束件80约束的第一光脉冲300的光束尺寸小，屏蔽预设光路之外的光，减少不必要的杂散光的产生。

请再次参阅图14和图15，在一些实施例中，光约束件80形成有通光通道81，通光通道81能够约束第一光脉冲300在光学敏感方向上的光束尺寸。具体地，通光通道81可以供至少部分第一光脉冲300穿过，且通光通道81的壁面能够对光学敏感方向上的第一光脉冲300进行约束，使得第一光脉冲300按照预设光路进行发射，减少不必要的杂散光的产生。

请参阅图18、图19和图20，在一些实施例中，通光通道81的通道尺寸与第一光脉冲300的光束尺寸匹配。第一光脉冲300的光束尺寸亦可以称第一光脉冲300的轮廓尺寸。具体地，预设光路中第一光脉冲300在光学敏感方向上的光束尺寸与通光通道81在该光学敏感方向上的通道尺寸匹配，如此，一方面能够屏蔽预设光路之外的光进入通光通道81内，从而减少不必要的杂散光；另一方面能够保证预设光路之内的光最大程度地穿过通光通道81，避免能量损失。

请参阅图21，结合图14和图15，在一些实施例中，光约束件80包括第一约束部82和第二约束部83。第一约束部82与第二约束部83沿光学敏感方向间隔相对设置以形成通光通道81。

请参阅图21，在一些实施例中，第一约束部82包括连接段821和约束段822。约束段822与连接段821连接，且约束段822朝向背离光发射器10的方向延伸。具体地，光发射器10、连接段821和约束段822沿发射光路依次设置。

请参阅图21，在一些实施例中，第二约束部83包括连接子部831和约束子部832。约束子部832连接于连接子部831背离光发射器10的一端。约束子部832与约束段822共同配合以约束第一光脉冲300在光学敏感方向上的光束尺寸。

请参阅图21，结合图14和图15，为了方便加工，连接段821朝向通光通道81的一侧具有弧面。连接子部831朝向通光通道81的一侧具有弧形面。当然，连接子部831背离通光通道81的一侧也可以具有弧面，以方便加工。可以理解地，在其他实施例中，朝向通光通道81的一侧的表面以及连接子部831的表面也可以根据实际需求设计为其他任意合适形状，例如曲面等。

请参阅图21，在一些实施例中，约束子部832具有子部本体8321、第一连接面8322和第二连接面8323。子部本体8321与连接子部831连接。第一连接面8322和第二连接面8323均设于子部本体8321邻近通光通道81的一侧。第一连接面8322与连接子部831朝向通光通道81的表面连接。第二连接面8323设于子部本体8321邻近通光通道81的一侧。第二连接面8323与第一连接面8322背离连接子部831的一侧连接。

可以理解地，子部本体8321可以根据实际需求设计为任意合适形状，只要第一连接面8322与第二连接面8323的连接处能够约束第一光脉冲300在光学敏感方向上的尺寸即可，例如三角形、朝向通光光道弯曲的弧形、朝向通光光道凸设的半弧形、其他合适的规则形状或不规则形状等。请参阅图21，结合图14和图15，在一些实施方式中，子部本体8321沿光学敏感方向的尺寸以逐渐减小的方式从邻近连接子部831的一侧朝向通光通道81延伸，以使背离连接子部831一端的约束子部832能够约束第一光脉冲300在光学敏感方向上的尺寸。

请参阅图21，在一些实施例中，为了方便加工，第一连接面8322呈弧形。第二连接面8323呈弧形。具体地，第一连接面8322的曲率可以与连接子部831的弧形面的曲率相同或大致相同，以便于加工。可以理解地，在其他实施例中，第一连接面8322和第二连接面8323也可以是其他任意合适的形状。

请参阅图18、图19和图20，结合图21，在一些实施例中，第一连接面8322与第二连接面8323的连接处，与第一约束部82背离光发射器10的端部共同配合以约束第一光脉冲300在光学敏感方向上的光束尺寸。具体地，约束段822的固定端与连接段821连接，约束段822的自由端能够与第一连接面8322和第二连接面8323的连接处配合约束第一光脉冲300在光学敏感方向上的光束尺寸。可以理解地，第一连接面8322和第二连接面8323的连接处可以根据实际需求设计为任意形状，例如平面、弧面、曲面等，只要能够与约束段822的自由端配合约束第一光脉冲300在光学敏感方向上的光束尺寸即可。

请参阅图18和图20，结合图21，在一些实施例中，光发射器10、第一约束部82背离光发射器10的端部和连接处沿发射光路依次设置。具体地，将光发射器10、约束段822的自由端和该连接处在发射光路的光轴上投影，光发射器10、第一约束部82背离光发射器10的端部和该连接处沿发射光路的光轴依次设置。

请参阅图14和图15、图18和图21，在一些实施例中，第二约束部83还包括延伸子部833。延伸子部833与第二连接面8323背离第一连接面8322的一侧连接。具体地，延伸子部833与约束段822大致平行。

在一些实施方式中，上述连接处、第一约束部82背离光发射器10的端部和延伸子部833的自由端沿发射光路依次间隔设置。具体地，将第一连接面8322与第二连接面8323的连接处、约束段822的自由端和延伸子部833的自由端在发射光路的光轴上投影，第一连接面8322与第二连接面8323的连接处、约束段822的自由端和延伸子部833的自由端沿发射光路的光轴依次设置。

当然，在其他实施方式中，第一约束部82背离光发射器10的端部和延伸子部833的自由端在发射光路可以处于同一位置或至少部分重叠；或者，上述连接处、延伸子部833的自由端和第一约束部82背离光发射器10的端部可以沿发射光路依次间隔设置等。

请参阅图19，在一些实施例中，延伸子部833可以省略，此时，光约束件80同样能够约束第一光脉冲300在光学敏感方向上的光束尺寸。具体地第一连接面8322与第二连接面8323的连接处，与第一约束部82背离光发射器10的端部共同配合以约束第一光脉冲300在光学敏感方向上的光束尺寸。更为具体地，约束段822的固定端与连接段821连接，约束段822的自由端能够与第一连接面8322和第二连接面8323的连接处配合约束第一光脉冲300在光学敏感方向上的光束尺寸。

请参阅图15、图18和图21，在一些实施例中，光约束件80还包括连接部84。连接部84与第一约束部82和第二约束部83配合形成通光通道81。具体地，连接部84的设置在某些情况下也可以约束第一光脉冲300的光学尺寸，当然，连接部84也可以实现其他合适的功能，在此不作限定。该连接部84可以根据实际需求设计为任意合适形状，例如板状等，在此不作限制。

请参阅图19，在一些实施例中，连接部84也可以省略，此时，光约束件80同样能够约束第一光脉冲300在光学敏感方向上的光束尺寸。

可以理解地，光约束件80可以采用低反射率且不透光的材料制成，以便最大程度地吸收或屏蔽不必要的光，减少杂散光的产生。当然，光约束件80也可以采用低反射率且透光率低的材料制成。

请参阅图3至图5，在一些实施例中，光约束件80设于发射支架51上。可以理解地，光约束件80可以与发射支架51一体成型；也可以分体设置，例如通过卡扣连接、螺钉等快拆件连接等。

在一些实施方式中，光约束件80和第一基板41设于发射支架51的相对两侧，发射支架51上设有通光开口，用于供光发射器10发出的第一光脉冲300穿过。该通光开口与通光通道81连通。光发射器10发出的第一光脉冲300穿过通光开口进入通光通道81，经通光通道81约束后投射至光学元件31上。通光开口与通光通道81的相对位置可以根据实际需求进行灵活设置，例如通光开口可以偏离通光通道81设置。

可以理解地，若第一光脉冲300的光束尺寸大于预设尺寸，则第一光脉冲300投射至光学部件32时，在预设尺寸范围内的第一光脉冲300能够在透光区域上穿设或折射以投射至准直元件33。在预设尺寸范围之外的第一光脉冲300则会在光学部件32的反射区域上发生反射而产生杂散光。此外，测距装置100之外的光也可能会投影至光学部件32的反射区域而产生杂散光。这些杂散光若被光接收器20接收，则会干扰测距装置100的正常工作，影响测距装置100的测量精度和范围。

为此，在一些实施方式中，测距装置100可以只通过设置遮光件70对杂散光进行遮挡或屏蔽，减少到达光接收器20的杂散光，使得光接收器20接收预设光路上的第二光脉冲400，提高测距装置100的测量精度和范围。

在另一些实施方式中，测距装置100可以只通过设置光约束件80约束第一光脉冲300的光束尺寸，使得投射至光学部件32上的第一光脉冲300的光束尺寸小于或等于预设尺寸，如此能够保证第一光脉冲300均能够从光学部件32的透光区域上穿设或折射，避免部分第一光脉冲300投影至光学部件32的反射区域发生反射而产生杂散光，从而减少或避免到达光接收器20的杂散光，提高测距装置100的测量精度和范围。

在又一些实施方式中，测距装置100可以同时设置遮光件70和光约束件80，以减少或避免到达光接收器20的杂散光，有效保护了光接收器20，提高测距装置100的测量精度和范围。

可以理解地，杂散光不限于上述实施例所提到的类型，在第一光脉冲300和第二光脉冲400传输过程中产生的不符合预设条件(比如不符合预设光路)的光均属于本申请实施例的杂散光范围内。

可以理解地，在一些实施例中，测距装置100可以采用同轴或共轴光路方案，即发射光路和接收光路采用共轴光路，亦即，光发射器10发射的第一光脉冲300和经探测物2000反射回来的第二光脉冲400在测距装置100内共用至少部分光路。当然，在另一些实施例中，测距装置100也可以基于双轴方案等，在此不做限制，此时，第一光脉冲300和第二光脉冲400可以被配置为沿不同的光路行进。

由于上述发射支架51、接收支架52和光学支架53中的各支架的重心距离底座61较远，在振动环境下容易发生变形，导致光发射器10和光接收器20离焦。为了加强各支架的抗振性能，请参阅图2和图6，在一些实施例中，测距装置100还包括盖合件62，以提升测距装置100的振动可靠性。其中，盖合件62与至少部分连接结构50连接。且盖合件62和底座61分别设于连接结构50的两侧。具体地，盖合件62与各支架中的至少两者连接。

可以理解地，在一些实施例中，光学元件31、光学部件32和光学器件34可以根据实际需求进行设置，例如省略其中一个、或省略其中两个或者均省略。

需要说明的是，上述对于测距系统1000各组成部分的命名仅是出于标识的目的，并不应理解为对本申请的实施例的限制。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种遮光组件，用于测距装置，其特征在于，所述遮光组件包括：

光接收器，设于接收光路中，用于接收探测物反射的预设光脉冲；

遮光件，所述遮光件和所述光接收器沿所述接收光路依次设置；

其中，所述遮光件包括遮光部和光通道部，所述遮光部用于遮挡杂散光，所述光通道部用于供接收光路的光束穿过；所述杂散光为所述光接收器从所述接收光路外的方向接收的散射光或反射光。

2.根据权利要求1所述的遮光组件，其特征在于，所述光通道部的轮廓与所述接收光路的光束轮廓匹配。

3.根据权利要求2所述遮光组件，其特征在于，所述光通道部包括：

第一子通道，至少部分所述光接收器设于所述第一子通道内；

第二子通道，与所述第一子通道连通，所述预设光脉冲能够经所述第二子通道进入所述第一子通道。

4.根据权利要求1-3任一项所述遮光组件，其特征在于，所述遮光组件还包括：

光发射器，设于发射光路中，用于产生第一光脉冲；

光约束件，所述光发射器和所述光约束件沿所述发射光路依次设置；所述光约束件用于约束所述光发射器产生的第一光脉冲，以减小经所述光约束件的所述第一光脉冲的光束尺寸。

5.根据权利要求4所述遮光组件，其特征在于，所述光约束件形成有通光通道，所述通光通道能够约束所述第一光脉冲在光学敏感方向上的光束尺寸。

6.根据权利要求5所述遮光组件，其特征在于，所述光约束件包括：

第一约束部；

第二约束部，与所述第一约束部沿所述光学敏感方向间隔相对设置以形成所述通光通道。

7.根据权利要求6所述遮光组件，其特征在于，所述第一约束部包括：

连接段；

约束段，与所述连接段连接，并朝向背离所述光发射器的方向延伸。

8.根据权利要求7所述遮光组件，其特征在于，所述第二约束部包括：

连接子部；

约束子部，连接于所述连接子部背离所述光发射器的一端；与所述约束段共同配合以约束所述第一光脉冲在所述光学敏感方向上的光束尺寸。

9.根据权利要求8所述遮光组件，其特征在于，所述约束子部具有：

子部本体，与所述连接子部连接；

第一连接面，设于所述子部本体邻近所述通光通道的一侧，并与所述子部本体朝向所述通光通道的表面连接；

第二连接面，设于所述子部本体邻近所述通光通道的一侧，并与所述第一连接面背离所述连接子部的一侧连接。

10.根据权利要求9所述遮光组件，其特征在于，所述子部本体沿所述光学敏感方向的尺寸以逐渐减小的方式从邻近连接子部的一侧朝向所述通光通道延伸；和/或，

所述第一连接面与所述第二连接面的连接处，与所述第一约束部背离所述光发射器的端部共同配合以约束所述第一光脉冲在所述光学敏感方向上的光束尺寸。

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