一种dToF激光成像测距传感器的制作方法

    专利查询2026-04-03  7


    本发明涉及测距传感器设备,尤其是一种dtof激光成像测距传感器。


    背景技术:

    1、激光成像测距传感器是一种高精度、高速度的非接触式测量设备。它通过发射激光脉冲,并接收目标物体反射回来的激光信号,利用光速和时间差计算目标物体的距离,实现高精度的测距功能。该传感器广泛应用于工业、建筑、无人驾驶和机器人技术等领域,具有极高的测量精度和快速响应能力。其工作原理基于飞行时间方法,利用激光束的直线传播特性,确保测量结果的准确性和稳定性。激光成像测距传感器不仅可用于测量物体的距离,还能进行图像扫描和三维建模,为各种应用场景提供全面的测量解决方案。

    2、公告号为cn206671559u的中国专利公开了一种激光测距传感器,其结构包括激光发射孔、鉴相器、半导体激光器、调制器、接线盒、激光告警灯、滤光片、螺孔、电流接口、信号处理器、螺栓、凹槽、机身,所述激光发射孔与鉴相器紧固连接,所述半导体激光器与调制器紧固连接,所述接线盒设在机身上,所述激光告警灯设在半导体激光器内,所述激光告警灯由水平导轨、步进电机激光管、垂直导轨、半球型罩、蜂鸣器、步进电机激光管组成,所述水平导轨与垂直导轨紧固连接,所述步进电机激光管设在垂直导轨上,所述水平导轨上设有步进电机激光管。

    3、目前,市面上传统的激光成像测距传感器主要通过激光发射器内部集成的激光二极管作为光源发出高强度的激光束,这些光束被用于测量目标物体的距离,同时传感器内部光学组件通过透镜、反射镜、光栅和光纤等元件,控制和引导激光光束的传播路径,确保激光能够准确地照射到目标物体上,并有效地接收反射回来的激光束,最后再通过接收器接收从目标物体反射回来的激光束,这些反射光经过光学系统的处理后,被成像到光电探测器上,并将其转化为电信号,然而,这种传统的激光测距传感器结构测量精度较低,响应速度较慢,而且功耗较大。


    技术实现思路

    1、本发明的目的在于提供一种dtof激光成像测距传感器,以解决上述背景技术中提出的问题。

    2、为实现上述目的,本发明提供一种dtof激光成像测距传感器,包括透明胶壳、灌封树脂层、安装座、连接导线、pcb板组件、led灯和dtof激光头,所述透明胶壳的上端内侧开设有放置槽,所述pcb板组件插接在放置槽内侧,所述灌封树脂层设于pcb板组件上端,所述连接导线的一端和pcb板组件的上端焊接连接,所述led灯和dtof激光头均焊接连接在pcb板组件的下端内侧,所述安装座固定连接在透明胶壳的外侧,所述透明胶壳的下端设有延伸部,所述led灯的灯头伸入延伸部内侧,所述透明胶壳的外侧设有散热机构;

    3、所述散热机构包括安装槽和导热体,所述安装槽对称开设在透明胶壳的上端,所述导热体的下端开设有插槽,所述导热体通过插槽和安装槽中部插接,所述导热体和透明胶壳的上端固定安装,所述导热体靠近透明胶壳内壁的一侧开设有导热槽,所述导热体靠近透明胶壳外壁的一侧固定连接有散热片,通过透明胶壳上的散热机构,可以方便对传感器内部的热量进行快速散热。

    4、进一步的,所述透明胶壳的下端固定连接有防护挡套,所述透明胶壳的延伸部伸入防护挡套内侧,通过防护挡套,可以方便对透明胶壳的延伸部位起到一定的保护作用。

    5、进一步的,所述安装座设于透明胶壳靠近连接导线的一侧,所述安装座的一侧开设有固定槽,所述固定槽的内侧开设有固定孔,通过安装座上的固定孔,可以方便对该测距传感器进行安装使用。

    6、进一步的,所述放置槽的内壁一侧固定安装有定位棱,所述pcb板组件的外侧开设定位槽,所述放置槽通过定位棱和定位槽插接,通过放置槽处的定位棱和pcb板组件上的定位槽,可以方便对pcb板组件在透明胶壳的放置槽处进行定位安装。

    7、进一步的,所述led灯的上端对称设有接电杆,所述pcb板组件的内侧开设有接电孔,所述接电杆远离led灯的一端和接电孔焊接连接,通过led灯上的接电杆和pcb板组件上的接电孔,可以方便将led灯焊接在pcb板组件上进行接电使用。

    8、进一步的,所述透明胶壳的上端对称开设有连接螺槽,所述导热体的内侧开设有沉头孔,所述沉头孔的内侧设有安装螺栓,所述导热体通过安装螺栓贯穿沉头孔和连接螺槽固定安装,通过连接螺槽和沉头孔以及安装螺栓,可以方便将导热体安装在透明胶壳上使用。

    9、进一步的,所述安装槽的槽口处对称开设有配合棱槽,所述导热体的端部外侧对称固定连接有连接棱,所述连接棱和配合棱槽插合连接,通过安装槽处的配合棱槽与导热体上的连接棱,可以方便对导热体和透明胶壳的安装槽定位插接。

    10、进一步的,所述散热片远离导热体的一侧开设有散热槽,所述散热片的内侧开设有散热孔,通过散热片上的散热孔与散热槽,可以进一步提升散热片的散热效果。

    11、与现有技术相比,本发明的有益效果是:

    12、其一,本发明中,本技术方案采用深度感知技术的dtof激光头,其核心组件包括垂直腔面发射激光器vcsel、单光子雪崩二极管spad和时间数字转换器tdc,在使用过程中,vcsel向场景中发射脉冲波,spad接收从目标物体反射回来的脉冲波,dtof在单帧时间内发射和接收n次光信号,然后对记录的n次飞行时间做直方图统计,其中出现频率最高的飞行时间t用来计算待测物体的深度,本技术方案通过采用dtof技术的激光头的优点是结构简单、测量精度高、响应快速、多物体同步检测准确等,同时由于脉冲波的占空比低,dtof的功耗也相对较低;

    13、其二,本发明中,通过在透明胶壳的安装槽处安装带有插槽的导热体,导热体一侧在透明胶壳的内壁处的导热槽与灌封树脂层接触吸热,并且通过导热体另一侧的散热片进行散热,从而可以在密封状态下有效提高对该激光测距传感器内部元件的散热保护效果,且大大降低产品的故障率和使用寿命。



    技术特征:

    1.一种dtof激光成像测距传感器,其特征在于,包括透明胶壳、灌封树脂层、安装座、连接导线、pcb板组件、led灯和dtof激光头,所述透明胶壳的上端内侧开设有放置槽,所述pcb板组件插接在放置槽内侧,所述灌封树脂层设于pcb板组件上端,所述连接导线的一端和pcb板组件的上端焊接连接,所述led灯和dtof激光头均焊接连接在pcb板组件的下端内侧,所述安装座固定连接在透明胶壳的外侧,所述透明胶壳的下端设有延伸部,所述led灯的灯头伸入延伸部内侧,所述透明胶壳的外侧设有散热机构。

    2.根据权利要求1所述的一种dtof激光成像测距传感器,其特征在于,所述透明胶壳的下端固定连接有防护挡套,所述透明胶壳的延伸部伸入防护挡套内侧。

    3.根据权利要求1所述的一种dtof激光成像测距传感器,其特征在于,所述安装座设于透明胶壳靠近连接导线的一侧,所述安装座的一侧开设有固定槽,所述固定槽的内侧开设有固定孔。

    4.根据权利要求1所述的一种dtof激光成像测距传感器,其特征在于,所述放置槽的内壁一侧固定安装有定位棱,所述pcb板组件的外侧开设定位槽,所述放置槽通过定位棱和定位槽插接。

    5.根据权利要求1所述的一种dtof激光成像测距传感器,其特征在于,所述led灯的上端对称设有接电杆,所述pcb板组件的内侧开设有接电孔,所述接电杆远离led灯的一端和接电孔焊接连接。

    6.根据权利要求1所述的一种dtof激光成像测距传感器,其特征在于,所述散热机构包括安装槽和导热体,所述安装槽对称开设在透明胶壳的上端,所述导热体的下端开设有插槽,所述导热体通过插槽和安装槽中部插接,所述导热体和透明胶壳的上端固定安装,所述导热体靠近透明胶壳内壁的一侧开设有导热槽,所述导热体靠近透明胶壳外壁的一侧固定连接有散热片。

    7.根据权利要求6所述的一种dtof激光成像测距传感器,其特征在于,所述透明胶壳的上端对称开设有连接螺槽,所述导热体的内侧开设有沉头孔,所述沉头孔的内侧设有安装螺栓,所述导热体通过安装螺栓贯穿沉头孔和连接螺槽固定安装。

    8.根据权利要求6所述的一种dtof激光成像测距传感器,其特征在于,所述安装槽的槽口处对称开设有配合棱槽,所述导热体的端部外侧对称固定连接有连接棱,所述连接棱和配合棱槽插合连接。

    9.根据权利要求6所述的一种dtof激光成像测距传感器,其特征在于,所述散热片远离导热体的一侧开设有散热槽,所述散热片的内侧开设有散热孔。


    技术总结
    本发明涉及测距传感器设备技术领域,具体公开了一种dToF激光成像测距传感器,包括透明胶壳、灌封树脂层、安装座、连接导线、PCB板组件、LED灯和dToF激光头,所述透明胶壳的上端内侧开设有放置槽,所述PCB板组件插接在放置槽内侧,所述灌封树脂层设于PCB板组件上端。VCSEL向场景中发射脉冲波,SPAD接收从目标物体反射回来的脉冲波,dToF在单帧时间内发射和接收N次光信号,然后对记录的N次飞行时间做直方图统计,其中出现频率最高的飞行时间t用来计算待测物体的深度,本技术方案通过采用dToF技术的激光头的优点是结构简单、测量精度高、响应快速、多物体同步检测准确等,同时由于脉冲波的占空比低,dToF的功耗也相对较低。

    技术研发人员:陈俏岳,谭福亮,颜天宝
    受保护的技术使用者:佛山市川东磁电股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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