一种照度可调型发射器制造技术

本申请提供了一种照度可调型发射器

【技术实现步骤摘要】
一种照度可调型发射器、深度相机及扫地机器人


[0001]本申请涉及光学测距
，尤其涉及一种照度可调型发射器
、
深度相机及扫地机器人
。

技术介绍

[0002]相关技术中，基于
TOF(Time Of Flight
，飞行时间
)
技术的深度相机进行光学测距时的测量精度与其发射器投射出的光场分布之间存在非常紧密的关系，主要涉及光功率和光场分布均匀性两个特性指标
。
对于光功率而言，影响深度相机测量精度的因素主要包括系统误差和随机误差，其中，系统误差可以通过标定等手段去消除，而随机误差对深度相机测量精度的影响可以通过提高发射器光功率的方式去降低
。
对于光场分布均匀性而言，深度相机的采集器中的单个像素所接收的光不仅仅是其成像关系中对应的物点，还存在其它物点反射回的杂散光，那么当发射器投射出的光场是均匀的时，采集器中的单个像素受杂散光的影响较小；当发射器投射出的光场是非均匀的时，采集器中的单个像素受杂散光的影响较大，即非均匀的反射光场对采集器的影响很大，比如反射光强度较高的区域会对反射光强度较低的区域产生比较严重的影响，反射光强度较高时会导致像素过曝，从而产生测量误差
。
[0003]对于扫地机器人中的深度相机，由于其需要探测较大范围的场景，所以发射器和采集器的视场角均较大，又由于扫地机器人的工作场景在近地面，所以发射器投射出的光场经近地面区域反射后光强度很高，而经远地面区域反射后光强度较低，这就导致近地面区域处像素过曝，使得近地面区域的测量出现误差，同时会对光强度较低的其它远地面区域的测量精度产生极大的影响
。
[0004]因此，有必要对上述发射器的结构进行改进
。

技术实现思路

[0005]本申请提供了一种照度可调型发射器
、
深度相机及扫地机器人，旨在解决相关技术中深度相机因自身投射出的光场经近地面区域反射后的光强度过高所导致的自身测量精度较低的问题
。
[0006]为了解决相关技术中所存在的上述技术问题，本申请实施例第一方面提供了一种照度可调型发射器，该照度可调型发射器包括：光源，用于形成初始光束；光轴偏转元件，用于偏转初始光束的第一光轴得到目标光束；光束扩散元件，用于对目标光束进行扩散以投射到目标区域形成相应的目标光场，目标光场的近地照度小于远地照度；其中，近地照度为目标光场于目标区域的近地面位置的照度，远地照度为目标光场于目标区域的远地面位置的照度
。
[0007]在一些实施例中，光轴偏转元件为具有斜面的底座，光源设置于斜面上，当斜面的倾斜角度不同时，第一光轴的偏转程度不同
。
其中，沿目标光束的传播方向切割，底座的截面形状为直角三角形
。
[0008]在一些实施例中，光轴偏转元件为透镜，透镜设置于光源与光束扩散元件之间，透镜的第二光轴与第一光轴错位设置
。
第一光轴的偏转满足如下第一关系式：
tan
θ
＝
d/f
；其中，
θ
表示所述目标光束相对于所述初始光束的偏转角度，
d
表示所述第一光轴与所述第二光轴之间的距离，
f
表示所述透镜的焦距
。
在一个实施例中，还包括驱动元件，驱动元件用于驱动光源移动以对第一光轴与第二光轴之间的距离进行调节
。
[0009]在一些实施例中，光轴偏转元件为棱镜，棱镜设置于光源与光束扩散元件之间
。
进一步的，第一光轴的偏转满足如下第二关系式：
[0010][0011]其中，
θ
表示目标光束相对于初始光束的偏转角度，
n1表示棱镜的折射率，
n0表示空气的折射率，
α
表示棱镜的楔角
。
[0012]本申请实施例第二方面提供了一种深度相机，该深度相机包括：本申请实施例第一方面所述的照度可调型发射器，用于向目标区域投射目标光场；采集器，用于采集经目标区域反射的目标光场，并生成相应的电信号；控制与处理器，用于接收电信号并进行处理得到目标区域的深度信息
。
[0013]本申请实施例第三方面提供了一种扫地机器人，该扫地机器人包括本申请实施例第二方面所述的深度相机
。
[0014]从上述描述可知，与相关技术相比，本申请的有益效果在于：
[0015]光源会形成初始光束，而光轴偏转元件会对初始光束的光轴进行偏转以得到目标光束，之后光束扩散元件会对目标光束进行扩散以投射到目标区域形成相应的目标光场，并且使得目标光场的近地照度小于远地照度；其中，近地照度为目标光场于目标区域的近地面位置的照度，远地照度为目标光场于目标区域的远地面位置的照度
。
由此可见，本申请中目标光场的近地照度小于远地照度，这就说明本申请相较传统技术能够减小目标光场于目标区域的近地面位置的照度，并增大或不改变目标光场于目标区域的远地面位置的照度，从而降低了传统技术中光强度较高的近地面区域对光强度较低的远地面区域的测量精度造成的影响，使得深度相机的测量精度能够得到有效地提升
。
【附图说明】
[0016]为了更清楚地说明相关技术或本申请实施例中的技术方案，下面将对相关技术或本申请实施例的描述中所需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，而并非是全部实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，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
。
[0017]图1为本申请实施例提供的扫地机器人进行光学测距时的光路图；
[0018]图2为本申请实施例提供的深度相机的原理图；
[0019]图
3(1)
为本申请实施例提供的偏转光轴前目标区域上的角度
‑
照度关系图；
[0020]图
3(2)
为本申请实施例提供的偏转光轴后目标区域上的角度
‑
照度关系图；
[0021]图
4(1)
为本申请实施例提供的传统发射器的结构示意图；
[0022]图
4(2)
为本申请实施例提供的照度可调型发射器的第一种结构示意图；
[0023]图5为本申请实施例提供的照度可调型发射器的第二种结构示意图；
[0024]图6为本申请实施例提供的光轴偏转元件为透镜时的偏转原理图；
[0025]图7为本申请实施例提供的照度可调型发射器的第三种结构示意图；
[0026]图8为本申请实施例提供的光轴偏转元件为棱镜时的偏转原理图
。
【具体实施方式】
[0027]为了使本申请的目的
、
技术方案及优点更加的明显
、
易懂，下面将结合本申请实施例以及相应的附图，对本申请进行清楚<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种照度可调型发射器，其特征在于，包括：光源，用于形成初始光束；光轴偏转元件，用于偏转所述初始光束的第一光轴得到目标光束；光束扩散元件，用于对所述目标光束进行扩散以投射到目标区域形成相应的目标光场，所述目标光场的近地照度小于远地照度；其中，所述近地照度为所述目标光场于所述目标区域的近地面位置的照度，所述远地照度为所述目标光场于所述目标区域的远地面位置的照度
。2.
根据权利要求1所述的照度可调型发射器，其特征在于，所述光轴偏转元件为具有斜面的底座，所述光源设置于所述斜面上，当所述斜面的倾斜角度不同时，所述第一光轴的偏转程度不同
。3.
根据权利要求2所述的照度可调型发射器，其特征在于，沿所述目标光束的传播方向切割，所述底座的截面形状为直角三角形
。4.
根据权利要求1所述的照度可调型发射器，其特征在于，所述光轴偏转元件为透镜，所述透镜设置于所述光源与所述光束扩散元件之间，所述透镜的第二光轴与所述第一光轴错位设置
。5.
根据权利要求4所述的照度可调型发射器，其特征在于，所述第一光轴的偏转满足如下第一关系式：；其中，表示所述目标光束相对于所述初始光束的偏转角度，
d
表示所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘欣，孙瑞，郑德金，黄泽铗，
申请(专利权)人：奥比中光科技集团股份有限公司，
类型：新型
国别省市：