微型半導體雷射測距儀的製作方法

2023-06-03 10:49:06 2

微型半導體雷射測距儀的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種微型半導體雷射測距儀，包括電源，雷射發射器模組（含雷射發射器、微非球面透鏡發射天線及其電路板），雷射接收器模組（含雷射探測器、微非球面透鏡接收天線及其電路板），數據處理模組。能對目標距離快速測定、顯示、傳輸和存儲。本實用新型結構緊湊，模組化結構，可置於諸如智慧型手機、IPAD、相機、攝像機、筆記本電腦、行車記錄儀、汽車防撞控制系統、機器人、智能穿戴產品（如智能眼鏡、頭戴顯示器）等需要感知距離的產品內，安裝簡易，使用方便、可靠，用途十分廣泛。
【專利說明】微型半導體雷射測距儀

【技術領域】
[0001]本實用新型屬於光機電產品，具體涉及一種微型半導體雷射測距儀。

【背景技術】
[0002]半導體雷射測距儀因其具有測距、觀察等性能倍受高爾夫球手、獵手和戶外活動者喜愛，但也因其體積較大，自成一體，其功能難以擴展到現在的諸多如手機、相機、攝像機、汽車防撞控制系統、機器人上。而微型半導體雷射測距儀因其體積更小和模組化設計，容易裝在手機、攝像機、汽車主動安全控制系統、機器人、智能穿戴產品上，作為其距離感知系統，增加這些設備或儀器的功能和用途。


【發明內容】

[0003]本實用新型的目的在於提供一種微型半導體雷射測距儀，它既能測量目標距離，又能輕易裝入諸如手機、機器人，提升這些設備或儀器的使用功能。
[0004]為了實現上述目的本實用新型採用如下技術方案:微型半導體雷射測距儀，包括電源、數據處理電路板、顯示器、雷射發射模組和雷射接收模組，其中所述數據處理電路板的輸出端與顯示器連接，所述電源分別與雷射發射模組和雷射接收模組的電源端連接供電，雷射發射模組向外發射雷射，雷射接收模組接收返回的雷射回波，雷射發射模組和雷射接收模組的信號輸出端均與數據處理電路板連接。
[0005]所述雷射發射模組由微非球面透鏡I (直徑小於2_)、雷射發射器和集成為晶片形式的雷射發射電路組成。
[0006]所述雷射接收模組由微非球面透鏡II (直徑小於2_)、雷射探測器和集成為晶片形式的雷射接收電路組成。
[0007]為了更好地實施本實用新型，具體地，所述雷射發射電路置於雷射發射器的下方，雷射發射器的雷射發射口緊貼微非球面透鏡I，並封裝在一起。所述雷射接收電路置於雷射探測器的下方，雷射探測器的雷射接收口緊貼微非球面透鏡II，並封裝在一起。
[0008]所述數據處理電路板設置有數據輸出接口，用於外接計算機或顯示器，便於顯示和輸出數據。
[0009]所述電源、雷射發射模組、雷射接收模組和數據處理電路板分開設置於不同位置，雷射發射模組、雷射接收模組分別與數據處理電路板通過串口連接通信，從而使以上各獨立部分聯結為一個整體。
[0010]進一步，本實用新型的微型半導體雷射測距儀安裝在需要進行測距的產品中。該產品包括手機、相機、平板電腦、攝像機、行車記錄儀、汽車防撞控制系統(汽車主動安全系統)或機器人，或需要測距的智能穿戴產品，如智能眼鏡、頭戴顯示器，等等。
[0011]本實用新型與傳統測距儀相比，將各部分均做成模組，體積大幅度減小，並能根據配合產品的形狀、大小設計安裝接口，模組間通過串口連接，與配合產品形成一個整體，這完全有別於傳統雷射測距儀，這極大地擴大了雷射測距儀的應用領域和使用範圍，也極大地提升了配合產品的使用功能和應用領域。採用微非球面透鏡替換傳統測距儀中的傳統光學系統，簡化了光路，大大縮小了測距儀的體積。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1為本實用新型的結構示意圖；
[0013]圖2為本實用新型的電路原理圖；
[0014]圖中:1-電源，2-雷射發射模組，3-雷射接收模組，4-數據處理電路板，5-顯示器，6-數據輸出接口，2-1:微非球面透鏡I ,2-2:雷射發射器,2-3:雷射發射電路,3-1:微非球面透鏡II，3-2:雷射探測器，3-3:雷射接收電路。

【具體實施方式】
[0015]參見圖1和圖2，微型半導體雷射測距儀，包括電源1、數據處理電路板4、顯示器
5、數據輸出接口 6、雷射發射模組2和雷射接收模組3，其中所述數據處理電路板4的輸出端與顯示器5連接，所述電源I分別與雷射發射模組2和雷射接收模組3的電源端連接供電，雷射發射模組2向外發射雷射，雷射接收模組3接收返回的雷射回波，雷射發射模組2和雷射接收模組3的信號輸出端均與數據處理電路板4連接；數據處理電路根據雷射的飛行時間計算出到目標的測距，這種計算方式為現有技術，此處不再贅述。數據處理電路板4設置有數據輸出接口 6，將測得的目標距離通過顯示屏顯示或向外輸出數據。
[0016]在本實用新型中，雷射發射器2-2採用市售的OSRAM晶片，雷射探測器3_2採用市售的重慶航偉光電科技公司的晶片，數據處理電路板4中的進行數據處理的CPU為飛思卡爾MC9S08LG32CLH晶片，微非球面透鏡採用市購的直徑小於2mm的微非球面透鏡。
[0017]本實用新型將兩個傳統光學系統分別融為一個微非球面鏡，以減小其體積。所述雷射發射模組2由微非球面透鏡I 2-1、雷射發射器2-2和集成為晶片形式的雷射發射電路2-3組成；雷射發射電路2-3置於雷射發射器2-2的下方，雷射發射器2-2的雷射發射口緊貼微非球面透鏡I 2-1，並封裝在一起。所述雷射接收模組3由微非球面透鏡II 3-1、雷射探測器3-2和集成為晶片形式的雷射接收電路3-3組成。雷射接收電路3-3置於雷射探測器3-2的下方，雷射探測器3-2的雷射接收口緊貼微非球面透鏡II 3-1，並封裝在一起。
[0018]雷射發射模組2與雷射接收模組3微非球面透鏡方向應朝同一方向且兩個光軸須平行，才能接收到雷射回波並解算出距離。
[0019]雷射發射模組2與雷射接收模組3也可以並排封裝在一起，視使用產品而定。
[0020]所述電源1、雷射發射模組2、雷射接收模組3和數據處理電路板4分開設置於不同位置，雷射發射模組2、雷射接收模組3分別與數據處理電路板4通過串口連接通信。
[0021]本測距儀採用微非球面透鏡、集成電路封裝，將測距儀所有功能模塊小型化，且做成單獨的模組，各模組可單獨置放，便於與所配合產品配合安裝，實現多領域用途。
[0022]本實用新型的微型半導體雷射測距儀還可以根據不同配合產品的特性或空間，設計出相應的形狀和接口，方便安裝。
【權利要求】
1.微型半導體雷射測距儀，包括電源(I)、數據處理電路板(4)和顯示器(5)，所述數據處理電路板(4)的輸出端與顯示器(5)連接，其特徵在於:還包括雷射發射模組(2)和雷射接收模組(3)，其中所述電源(I)分別與雷射發射模組(2)和雷射接收模組(3)的電源端連接供電，雷射發射模組(2)向外發射雷射，雷射接收模組(3)接收返回的雷射回波，雷射發射模組(2)和雷射接收模組(3)的信號輸出端均與數據處理電路板(4)連接； 所述雷射發射模組(2)由微非球面透鏡I (2-1)、雷射發射器(2-2)和集成為晶片形式的雷射發射電路(2-3)組成； 所述雷射接收模組(3)由微非球面透鏡II (3-1)、雷射探測器(3-2)和集成為晶片形式的雷射接收電路(3-3)組成。
2.根據權利要求1所述微型半導體雷射測距儀，其特徵在於:所述雷射發射電路(2-3)置於雷射發射器(2-2)的下方,雷射發射器(2-2)的雷射發射口緊貼微非球面透鏡I(2-1)，並封裝在一起。
3.根據權利要求1所述微型半導體雷射測距儀，其特徵在於:所述雷射接收電路(3-3 )置於雷射探測器(3-2 )的下方，雷射探測器(3-2 )的雷射接收口緊貼微非球面透鏡II(3-1)，並封裝在一起。
4.根據權利要求1到3任一項所述微型半導體雷射測距儀，其特徵在於:所述數據處理電路板(4 )設置有數據輸出接口( 6 )。
5.根據權利要求1到3任一項所述微型半導體雷射測距儀，其特徵在於:所述電源(I)、雷射發射模組(2)、雷射接收模組(3)和數據處理電路板(4)分開設置於不同位置，雷射發射模組(2)、雷射接收模組(3)分別與數據處理電路板(4)通過串口連接通信。
6.根據權利要求1到3任一項所述微型半導體雷射測距儀，其特徵在於:所述微型半導體雷射測距儀安裝在需要進行測距的產品中。
7.根據權利要求6所述微型半導體雷射測距儀，其特徵在於:所述需要進行測距的產品包括手機、平板電腦、相機、攝像機、行車記錄儀、汽車防撞控制系統或機器人，或需要測距的智能穿戴產品。
【文檔編號】G01S17/08GK203838341SQ201420239741
【公開日】2014年9月17日 申請日期:2014年5月12日 優先權日:2014年5月12日
【發明者】朱傑, 蔣世權, 高明曉, 許琳, 劉曉梅 申請人:重慶海珠光電科技有限公司