激光三角测距传感器制造技术

本发明专利技术公开了一种激光三角测距传感器，包括激光光源、发射镜组、接收镜组和光电器件，发射镜组与被测目标位于激光光源的发射光路上，接收镜组位于激光经被测目标反射的反射光路上；在接收镜组与光电器件之间的光路上设置有楔形镜，楔形镜能将透过接收镜组的反射光反射到光电器件。通过在接收镜组后方设置的楔形镜将被测目标的反射光反射到光电器件进行成像，由于楔形镜存在厚薄两端，厚薄两端之间均匀过度，激光三角测距传感器量程两端产生的光程差通过楔形镜来进行弥补，可以得到更好的成像质量。量。量。

【技术实现步骤摘要】
激光三角测距传感器


[0001]本专利技术涉及光学测量
，尤其涉及一种激光三角测距传感器。

技术介绍

[0002]基于激光三角测距原理的位移传感器，具有非接触、高精度、大量程、高可靠、对被测目标没有苛刻要求等卓越特性。光斑在光敏器件上成像光斑有一定的大小，需要通过二值法、灰度质心法等软件算法找到成像光斑的中心位置。但这些方法都是在假设成像光斑的能量呈高斯分布的基础上进行的，在传统的激光三角测距传感器中，不同距离目标物的漫反射光在光敏面上成像光斑对应的信号强度不同，对应光斑大小、形状也有所不同，导致计算所得的光斑中心发生变化，影响测量精度。
[0003]这种影响在激光三角测距传感器量程的两端尤为严重。这是因为传统的激光三角位移传感器的光学系统是采用恒聚焦形式，激光光斑从不同物面位置反射进入聚焦镜组。由于透镜成像法则，距离透镜较近的点放大倍率较大，而距离透镜较远的点放大倍率较小，对应被测目标在近端移动距离很小，而在远端移动距离很大，因此影响到成像质量，即分辨率在量程范围内依然存在不均匀性问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术公开一种提高测量精度的激光三角测距传感器，降低量程两端带来的光程差成像质量影响。
[0005]为了解决上述问题，本专利技术采用下述技术方案：激光三角测距传感器，包括激光光源、发射镜组、接收镜组和光电器件，所述发射镜组与所述被测目标位于所述激光光源的发射光路上，所述接收镜组位于激光经被测目标反射的反射光路上，在所述接收镜组与所述光电器件之间的光路上设置有楔形镜，所述楔形镜能将透过所述接收镜组的光线反射到光电器件；所述楔形镜为透反镜，所述楔形镜包括面向接收镜组的透射面和背向接收镜组的反射面；所述透射面相对于所述接收镜组的出光面、所述光电器件的进光面倾斜设置，且所述楔形镜厚端远离所述接收镜组设置，所述楔形镜薄端靠近所述接收镜组设置。
[0006]进一步的是，所述透射面的透射率大于99.5％，所述反射面的反射率大于95％。
[0007]进一步的是，所述透射面与所述反射面之间的镜体厚度沿同一方向均匀增大或减小。
[0008]进一步的是，在所述楔形镜与所述光电器件之间的光路上设置有扩焦镜。
[0009]进一步的是，所述扩焦镜相对于光路倾斜设置。
[0010]进一步的是，在所述接收镜组靠近被测目标一侧的光路上设有带通滤光片。
[0011]进一步的是，在所述接收镜组与所述楔形镜之间的光路上设置有光阑。
[0012]进一步的是，所述光电器件为线阵CCD。
[0013]进一步的是，所述接收镜组与所述楔形镜之间的光路或所述楔形镜与所述光电器件之间的光路上设有修正镜。
[0014]本专利技术采用的技术方案能够达到以下有益效果：
[0015]1、通过在接收镜组后方设置的楔形镜将被测目标的反射光反射到光电器件进行成像，由于楔形镜存在厚薄两端，厚薄两端之间均匀过度，激光三角测距传感器量程两端产生的光程差通过楔形镜来进行弥补，可以得到更好的成像质量；
[0016]2、通过引入的楔形镜，在透射面上产生的反射光与在反射面上产生的反射光反射路径存在偏差，可以最大限度的限制透射镜面产生的杂散光进入到光电器件，降低对测试结果造成干扰；
[0017]3、本专利技术中的楔形镜仅仅是通过替代相关技术中的平面反射镜所在的位置，并未另设透镜，结构变动不大，不会因增设器件而改变传感器本身的尺寸。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本专利技术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专利技术的一些实施例，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。
[0019]图1是本专利技术所述的激光三角测距传感器结构示意图；
[0020]图2是传统的激光三角测距传感器结构示意图；
[0021]图3是传统传感器改进前后的光敏面上聚焦光斑弥散圆比较示意图；
[0022]图4是传统传感器光敏面上的聚焦光斑随不同测试距离变化的形状变化图；
[0023]图5是本专利技术传感器光敏面上的聚焦光斑随不同测试距离变化的形状变化图；
[0024]1‑
激光光源；2
‑
发射镜组；3
‑
接收镜组；4
‑
楔形镜；5
‑
光电器件；6
‑
带通滤光片；7
‑
扩焦镜；8平面反射镜。
具体实施方式
[0025]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。
[0026]本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0027]下面结合附图1，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的激光三角测距传感器进行详细地说明。
[0028]本专利技术所述的激光三角测距传感器，包括激光光源1、发射镜组2、接收镜组3和光电器件5，发射镜组2与被测目标位于激光光源1的发射光路上，接收镜组3位于激光经被测目标反射的反射光路上，在接收镜组3与光电器件5之间的光路上设置有楔形镜4，楔形镜4
能将透过接收镜组3的光线反射到光电器件5；楔形镜4为透反镜，楔形镜4包括面向接收镜组3的透射面和背向接收镜组3的反射面；透射面相对于接收镜组3的出光面、光电器件5的进光面倾斜设置，且楔形镜4厚端远离接收镜组3设置，楔形镜4薄端靠近接收镜组3设置，远距离被测目标的反射光靠近所述楔形镜4薄端投射，近距离被测目标的反射光靠近楔形镜4厚端投射。
[0029]本文中所述的楔形镜4形状可与木工工艺上所采用的“楔子”相似，楔形镜4从镜体一端到与其相对应的另一端的厚度逐渐减小或增大，形成非轴对称透镜结构，楔形镜4的透射面和反射面可采用三角形、方形、圆形或其他形状，优选的，透射面和反射面之间的镜体厚度沿同一长度方向或宽度方向均匀变化。
[0030]在进行激光测距时，被测目标物上的光斑的漫反射光通过接收镜组3，再经过楔形镜4反射在光电器件5上成像。其中，漫反射光在经过楔形镜4的过程中，大部分的漫反射光先是透过楔形镜4的透射面，然后在楔形镜4的反射面上反射，最后经过透射面发射到光电器件5上，并经过光电器件5本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.激光三角测距传感器，其特征在于，包括激光光源、发射镜组、接收镜组和光电器件，所述发射镜组与所述被测目标位于所述激光光源的发射光路上，所述接收镜组位于激光经被测目标反射的反射光路上；在所述接收镜组与所述光电器件之间的光路上设置有楔形镜，所述楔形镜能将透过所述接收镜组的光线反射到所述光电器件；所述楔形镜为透反镜，所述楔形镜包括面向接收镜组的透射面和背向接收镜组的反射面；所述透射面相对于所述接收镜组的出光面倾斜设置，且所述楔形镜厚端远离所述接收镜组设置，所述楔形镜薄端靠近所述接收镜组设置。2.根据权利要求1所述的激光三角测距传感器，其特征在于，所述透射面的透射率大于99.5％，所述反射面的反射率大于95％。3.根据权利要求1所述的激光三角测距传感器，其特征在于，所述透射面与所述反射面之间...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶立平，姚南，赵爱伦，
申请(专利权)人：深圳市志奋领科技有限公司，
类型：发明
国别省市：