CN219642001U - 一种光学机构及光学设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种光学机构及光学设备，该光学机构包括：激光传感器，用于发射激光束；聚焦传感器，所述聚焦传感器与所述激光传感器相连通，用于接收所述激光传感器发出的所述激光束，并将所述激光束发射至被测物体的表面；相机，所述相机与所述聚焦传感器相连接，用于接收所述被测物体反射的激光束。本实用新型可以根据激光传感器接收到的光斑形态来计算镜头到被测物体的的距离，在一定范围具有线性关系，具有对焦速度比图像对焦更快更精确的优势，另外，结构上紧凑，体积小，安装方便。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光对焦技术领域，具体涉及一种光学机构及光学设备。
背景技术
图像对焦，现有的对焦方法不能判断离焦方向，对焦过程需要采集大量图片，数据量大，对焦速度慢，如果利用激光对焦在一定范围可以轻松判断离焦方向，对焦可以根据光斑形态大小可以直接得到离焦量，对焦精度更高，但是对于低反射、表面非常粗糙造成的高度差很大的被测物，探测器很难有效捕获从被测物体的表面反射回来的激光，从而造成无法准确进行精确的计算，影响对焦精度。
实用新型内容
本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种光学机构及图像传感器，
包括：
激光传感器，用于发射激光束；
聚焦传感器，所述聚焦传感器与所述激光传感器相连通，用于接收所述激光传感器发出的所述激光束，并将所述激光束发射至被测物体的表面；
相机，所述相机与所述聚焦传感器相连接，用于接收所述被测物体反射的激光束。
优选地，所述激光传感器包括：
第一壳体；
激光器，设在所述第一壳体内并可朝向预定方向发出所述激光束；
透光件，设于所述预定方向上，用于对所述激光束进行拦截；
遮光板，与所述透光件间隔设置，且对所述激光束进行遮挡以构成半圆光斑的激光束。
优选地，所述激光传感器还包括：
反射镜，设于所述预定方向上，并对所述激光束偏转至第一光路方向；
第一分光片，与所述反射镜相对设置，并将所述反射镜反射的激光束偏转至第二光路方向；
透镜，与所述第一分光片间隔设置，并设于所述第二光路的路径上，当所述激光束经由所述第一分光片偏转后，所述激光束照射至所述透镜上，以使所述透镜将所述激光束聚焦透射至所述聚焦传感器内。
优选地，所述聚焦传感器包括：
第二壳体；
第二分光片，设在所述第二壳体内，且位于所述第二光路的路径上以对所述激光束偏转反射至第三光路；
成像物镜，设于所述第三光路上，所述激光束沿第三光路透过成像物镜会聚至所述被测物体的表面。
优选地，所述被测物体的表面将所述激光束反射以构成反射光束，且所述反射光束照射至所述第二分光片上。
优选地，所述第二分光片将所述反射光束分成两束反射激光，且分别偏转至第四光路和第五光路。
优选地，所述聚焦传感器还包括：
显微镜头，设于所述第四光路的路径上并与所述第二分光片间隔设置，当所述反射激光偏转至所述第四光路时，所述反射激光透过所述显微镜头会聚至所述相机。
优选地，所述激光传感器还包括：
探测器，设于所述第一壳体内并设于所述第五光路的路径上，当所述反射激光偏转至所述第五光路时，所述反射激光透过所述第一分光片偏转至所述探测器上。
优选地，一种光学设备，如所述的光学机构。
本实用新型的上述方案至少包括以下有益效果：
通过激光传感器发射激光束，激光束在激光传感器内进行反射至聚焦传感器内，聚焦传感器内部再进行反射会聚至被测物体的的表面，被测物体的表面上会聚成有一定尺寸大小的点光斑，再通过被测物体的表面反射发出反射光束，反射光束会聚到相机和反射至激光传感器内，利用光束偏心离焦原理，激光传感器会得到在焦点附近上下离焦的光斑变化形态，通过该现象计算出聚焦传感器距离和被测物体的的距离；
本实用新型采用激光束偏心离焦原理，可以根据激光传感器接收到的光斑形态来计算镜头到被测物体的的距离，在一定范围具有线性关系，具有对焦速度比图像对焦更快更精确的优势，另外，结构上紧凑，体积小，安装方便。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
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，下面将对实施例或现有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示出的结构获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例中提供的光学机构的结构示意图；
图2是本实用新型实施例中提供的激光束结构示意图；
图3是本实用新型实施例中提供的反射光束结构示意图；
图4本实用新型实施例中提供的光路结构示意图。
附图标号说明：
1、激光传感器，2、聚焦传感器，3、被测物体，4、相机，101、第一壳体，102、激光器，103、透光件，104、遮光板，105、反射镜，106、第一分光片，107、透镜，108、探测器，5、第一光路，6、第二光路，201、第二壳体，202、第二分光片，203、成像物镜，204、显微镜头，7、第三光路，8、第四光路，9、第五光路。
本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”“轴向”、“周向”、“径向”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
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。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下面参照附图详细描述本实用新型实施例的光学机构及图像传感器。
请参阅图1～4，本实用新型实施例提供的光学机构，包括：激光传感器1，用于发射激光束；聚焦传感器2，聚焦传感器2与激光传感器1相连通，用于接收激光传感器1发出的激光束，并将激光束发射至被测物体3的表面；相机4，相机4与所述聚焦传感器2相连接，用于接收被测物体3反射的激光束；通过激光传感器1发射激光束，激光束在激光传感器1内进行反射至聚焦传感器2内，聚焦传感器2内部再进行反射会聚至被测物体3的的表面，被测物体3的表面上会聚成有一定尺寸大小的点光斑，再通过被测物体3的表面反射发出反射光束，反射光束会聚到相机4和反射至激光传感器1内，利用光束偏心离焦原理，激光传感器1会得到在焦点附近上下离焦的光斑变化形态，通过该现象计算出聚焦传感器2距离和被测物体3的的距离。
在本实施例中，采用激光束偏心离焦原理，可以根据激光传感器1接收到的光斑形态来计算镜头到被测物体3的的距离，在一定范围具有线性关系，具有对焦速度比图像对焦更快更精确的优势，另外，结构上紧凑，体积小，安装方便。
优选地，激光传感器1包括：第一壳体101；激光器102，设在第一壳体101内并可朝向预定方向发出激光束；透光件103，设于预定方向上，用于对激光束进行拦截；遮光板104，与透光件103间隔设置，且对激光束进行遮挡以构成半圆光斑的激光束；激光器102在第一壳体101内超预定方向发出激光束，激光束透过透光件103照射至遮光板104，遮光板104将激光束的一半进行遮挡，从而得到半圆光斑的激光束，半圆光斑的激光束继续超预定方向继续照射。
优选地，激光传感器1还包括：反射镜105，设于所述预定方向上，并对激光束偏转至第一光路5方向；第一分光片106，与反射镜105相对设置，并将反射镜105反射的激光束偏转至第二光路6方向；透镜107，与第一分光片106间隔设置，并设于第二光路6的路径上，当激光束经由第一分光片106偏转后，激光束照射至透镜107上，以使透镜107将激光束聚焦透射至聚焦传感器2内；激光束朝预定方向照射至反射镜105上，反射镜105将激光束偏转反射至第一光路5上，激光束沿着第一光路5照射至第一分光片106上，第一分光片106将激光束偏转至第二光路6上，激光束透过设在第二光路6上的透镜107照射至聚焦传感器2内。
优选地，聚焦传感器2包括：第二壳体201；第二分光片202，设在第二壳体201内，且位于第二光路6的路径上以对激光束偏转反射至第三光路7；成像物镜203，设于第三光路7上，激光束沿第三光路7透过成像物镜203会聚至被测物体3的表面，第二分光片202设在第二光路6的路径上，激光束沿着第二光路6照射至第二分光片202上，第二分光片202再将激光束偏转反射至第三光路7上，激光束沿着第三路径透过成像物镜203会聚至被测物体3的表面。
优选地，被测物体3的表面将激光束反射以构成反射光束，且反射光束照射至第二分光片202上，第二分光片202将反射光束分成两束反射激光，且分别偏转至第四光路8和第五光路9；当激光束沿着第三光路7会聚至被测物体3的表面后，被测物体3将激光束进行反射从而得到反射光束，反射光束照射至第二壳体201内的第二分光片202上，第二分光片202将反射光束分成两束反射激光，一束反射激光通过第二分光片202偏转至沿第四光路8，另一反射激光通过分光片偏转至第五光路9。
优选地，聚焦传感器2还包括：显微镜头204，设于第四光路8的路径上并与第二分光片202间隔设置，当反射激光偏转至第四光路8时，反射激光透过显微镜头204会聚至相机4，显微镜头204设在第四路径上，偏转至第四路径的反射光束透过限位镜头会聚至相机4上。
优选地，激光传感器1还包括：探测器108，设于第一壳体101内并设于第五光路9的路径上，当所述反射激光偏转至第五光路9时，反射激光透过第一分光片106偏转至探测器108上，偏转至第五光路9的反射激光照射到第一分光片106上，并通过第一分光片106偏转至探测器108上；探测器108根据接收到的光斑形态，在一定线性范围内，可以非常精确和快速得到成像物镜203到被测物表面的距离。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是在本实用新型的实用新型构思下，利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本实用新型的专利保护范围内。
Claims (7)
1.一种光学机构，其特征在于，包括：
激光传感器，用于发射激光束；
聚焦传感器，所述聚焦传感器与所述激光传感器相连通，用于接收所述激光传感器发出的所述激光束，并将所述激光束发射至被测物体的表面；
相机，所述相机与所述聚焦传感器相连接，用于接收所述被测物体反射的激光束；
激光传感器包括：
第一壳体；
激光器，设在所述第一壳体内并可朝向预定方向发出所述激光束；
透光件，设于所述预定方向上，用于对所述激光束进行拦截；
遮光板，与所述透光件间隔设置，且对所述激光束进行遮挡以构成半圆光斑的激光束；
激光传感器还包括：
反射镜，设于所述预定方向上，并对所述激光束偏转至第一光路方向；
第一分光片，与所述反射镜相对设置，并将所述反射镜反射的激光束偏转至第二光路方向；
透镜，与所述第一分光片间隔设置，并设于所述第二光路的路径上，当所述激光束经由所述第一分光片偏转后，所述激光束照射至所述透镜上，以使所述透镜将所述激光束聚焦透射至所述聚焦传感器内。
2.根据权利要求1所述的光学机构，其特征在于，所述聚焦传感器包括：
第二壳体；
第二分光片，设在所述第二壳体内，且位于所述第二光路的路径上以对所述激光束偏转反射至第三光路；
成像物镜，设于所述第三光路上，所述激光束沿第三光路透过成像物镜会聚至所述被测物体的表面。
3.根据权利要求2所述的光学机构，其特征在于，所述被测物体的表面将所述激光束反射以构成反射光束，且所述反射光束照射至所述第二分光片上。
4.根据权利要求3所述的光学机构，其特征在于，所述第二分光片将所述反射光束分成两束反射激光，且分别偏转至第四光路和第五光路。
5.根据权利要求4所述的光学机构，其特征在于，所述聚焦传感器还包括：
显微镜头，设于所述第四光路的路径上并与所述第二分光片间隔设置，当所述反射激光偏转至所述第四光路时，所述反射激光透过所述显微镜头会聚至所述相机。
6.根据权利要求5所述的光学机构，其特征在于，所述激光传感器还包括：
探测器，设于所述第一壳体内并设于所述第五光路的路径上，当所述反射激光偏转至所述第五光路时，所述反射激光透过所述第一分光片偏转至所述探测器上。
7.一种光学设备，其特征在于，包括如权利要求1至6任意一项所述的光学机构。
Priority Applications (1)
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| CN202320256197.XU CN219642001U (zh) | 2023-02-20 | 2023-02-20 | 一种光学机构及光学设备 |
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| CN202320256197.XU CN219642001U (zh) | 2023-02-20 | 2023-02-20 | 一种光学机构及光学设备 |
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| CN219642001U true CN219642001U (zh) | 2023-09-05 |
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| CN202320256197.XU Active CN219642001U (zh) | 2023-02-20 | 2023-02-20 | 一种光学机构及光学设备 |
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2023
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