[实用新型]一种具有空心轴的激光扫描装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，具体涉及一种具有空心轴的激光扫描装置。

背景技术

激光雷达使用发射激光照射目标物，通过目标物返回激光的延迟，相位或者位移来分析距离和速度等信息。这是一个历史悠久的技术，近年来，随着3D打印测量、地图测绘、辅助和自动驾驶、无人机等行业的发展，也带动了激光雷达技术和应用高速发展。

现有技术中，在某些行业，如扫地机，AGV等，常用三角法测距原理的激光雷达，这种雷达使用激光发射一束光，照射到物体后，返回，被CCD接收，不同的距离，对应着CCD上不同的像素，通过对CCD上像素强度的解算，获得激光点位置，就可以换算出目标物的距离。然后采用电机，带动上述三角法激光雷达旋转，结合角度和距离的信息，就构成了激光雷达。这种雷达的主要优点是价格便宜，在消费电子领域可以获得比较多的应用。但因为发射和接收光路必须间隔到一定的距离，比如100mm，才可以形成三角性，获得比较好的精度，这样的原理带来了两个比较大的局限：第一，直径比较大，而且无法减小，在对体积小的设备上无法使用；第二，需要直接带动三角测距模块旋转，需要在旋转的情况下供电和传输测量数据，目前多使用的是滑环，寿命有限，故障率比较高，最新使用无线供电和无线数据传输，提高了成本。

现有技术中，还有使用TOF法或者相位法的测距模块，请参阅图1所示，可以使发射和接收光路共用透镜，缩小光路的体积。在使用收发的光路之后，可以通过旋转的反射镜或者棱镜实现光路扫描，可以避免旋转部分包括电路，从而避免了供电和数据通信的问题，无需使用导电滑环或者无线供电模块，结构更简单。但这种方法反射镜的驱动轴和测距模块在反射镜两侧，两部分固定的时候需要支撑架，支撑架会遮挡旋转的光路，导致在360度范围内出现盲区，并且不利于整个装置小型化。

鉴于此，克服以上现有技术中的缺陷，提供一种具有空心轴的激光扫描装置成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的上述缺陷，提供一种具有空心轴的激光扫描装置。

本实用新型的目的可通过以下的技术措施来实现：

一种具有空心轴的激光扫描装置，其不同之处在于，该激光扫描装置包括：

旋转设置的具有中空内腔的空心轴；

具有转向扫描及准直功能的扫描组件，所述扫描组件位于空心轴的一端并随着空心轴一起旋转；

位于空心轴另一端的发射测距组件，包括用于发射激光信号的发射机构、用于接收由测定目标反射的测距激光信号的接收机构、和用于根据测距激光信号进行测距的测距机构，所述发射机构和所述接收机构的光轴基本平行或重合；

其中，发射机构发出的激光信号经过空心轴的中空内腔被扫描组件反射和准直后形成扫描光束到达测定目标，被测定目标反射后形成的测距激光光束被扫描组件进行会聚和反射后经过空心轴的中空内腔到达接收机构。

优选的，所述扫描组件或为凹面镜，或为沿测距激光光束的光路依次排列的凸透镜或透镜组和反射镜，或为沿测距激光光束的光路依次排列的凸透镜或透镜组和反射棱镜。

优选的，所述空心轴与所述发射测距组件之间还设有用于对激光光束进行偏转的反射镜或反射棱镜。

优选的，该激光扫描装置还包括驱动所述空心轴旋转的驱动组件。

优选的，该激光扫描装置还包括设于驱动组件和空心轴之间的传动组件。

本实用新型的测距组件驱动发射元件发光，其发出的光束为发散的光束，这一发散的光束穿过空心轴之后遇到平面镜折转90度，然后被平面镜后的透镜会聚，使发射的光变为准直的光束，并发射出去；发射的光束遇到待测的目标物之后，转换为背向的反射，散射等光，一部分光返回到准直镜上，会聚后再经过反射镜，穿过空心轴，入射到光接收元件上，光接收元件将光信号转为电信号，由测距模块计算发射和接收信号之间的相位变化，或者时间延迟，从而计算出目标物的距离。

本实用新型的激光扫描装置中扫描组件和发射测距组件分别位于空心轴的两端，空心轴位于激光的光路上，充分利用了空间，有利于整个装置小型化；光路中无其他部件，在发射及接收过程中无遮挡，提高扫描效率；本实用新型的激光扫描装置中扫描组件对发射机构发出的扫描光束有反射和准直作用，同时对测距激光光束有反射和会聚的作用，提高了扫描效率。

附图说明

图1是现有技术的激光扫描装置的结构示意图。

图2是本实用新型的激光扫描装置的结构示意图。

图3是本实用新型的第一个优选实施方式的激光扫描装置的结构示意图。