本發(fā)明涉及激光測距技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種測距透鏡模組及激光測距裝置。

背景技術(shù)：

本部分向讀者介紹可能與本發(fā)明的各個方面相關(guān)的背景技術(shù)，相信能夠向讀者提供有用的背景信息，從而有助于讀者更好地理解本發(fā)明的各個方面。因此，可以理解，本部分的說明是用于上述目的，而并非構(gòu)成對現(xiàn)有技術(shù)的承認。

由于人工智能、無人機以及智能手機的快速發(fā)展，對激光測距系統(tǒng)提出越來越高的要求，傳統(tǒng)的激光測距系統(tǒng)由于其體積較大、重量較重，完全不能應(yīng)用于這些智能系統(tǒng)上面，而且傳統(tǒng)的激光測距技術(shù)通過測量反射光的光量來估算距離，這種方法的最大缺點是被測物體的顏色和表面對測量精度影響很大。對于人工智能、無人機以及智能手機來說，要求其激光測距系統(tǒng)可以集成到芯片上(即COB，chip on board式的)，這對激光測距系統(tǒng)的發(fā)射模塊、接收模塊、光學(xué)元件提出了非?？量痰囊?。集成模塊的激光測距系統(tǒng)可以廣泛用于人工智能、無人機以及智能手機的激光輔助自動對焦、觸摸屏的接近傳感器、平板電腦的用戶檢測、人工智能的移動物體探測、一維姿態(tài)識別、機器人的低功率個人存在傳感器(Robotic Low Power User Presence Detector)；在工業(yè)4.0中具有廣泛的應(yīng)用前景。

ST(意法半導(dǎo)體)在2013年推出了一種基于飛行時間 (Time-of-Flight)技術(shù)的傳感器，叫做FlightSense^TM傳感器，其可以精確測量光線從傳感器照射到被測物體然后反射到傳感器所用時間，以此計算兩者之間的距離。這種飛行時間(Time-of-Flight)式方法可忽略反射光量，只計算光線完成往返全程所用時間。這是飛行時間 (Time-of-Flight)技術(shù)首次被運用在小尺寸設(shè)計中，能夠集成至空間限制最嚴格的智能手機內(nèi)。這項技術(shù)的突破大幅提升了現(xiàn)有接近檢測傳感器的性能，解決當(dāng)前智能手機與用戶面部接觸造成的斷線問題，還可實現(xiàn)創(chuàng)新的人機互動方式。該系統(tǒng)由紅外發(fā)射器、極速光檢測器和微處理器(CPU)組成，其中，紅外發(fā)射器用于發(fā)射光脈沖，檢測器接收從被測物體反射回來的光脈沖，微處理器計算脈沖發(fā)射時間與返回檢測時間的差值。該傳感器模組的等軸側(cè)爆炸圖如圖1所示、剖面圖如圖2所示，其下方為收發(fā)傳感器模塊1、上方為平面透鏡2。所述的收發(fā)傳感器模塊1，其紅外發(fā)射光源11為940nm的近紅外垂直腔發(fā)射半導(dǎo)體激光器(VCSEL)，其發(fā)射光束的圓錐角為θ1，其為35°；其接收端為一個紅外接收傳感器12，其接收的光束圓錐角θ2為25°；紅外發(fā)射光源11以及紅外接收器12與具有距離計算及修正功能的微處理器連接在一起。其測量原理為：其通過測量從紅外發(fā)射光源11 發(fā)射的光線，照射到被測物體然后反射回到紅外接收器12所用時間，以此來計算被測物體3到收發(fā)傳感器模塊1的距離。

該傳感器模組所述的透鏡2，其為紅外透射、可見光吸收的平面透鏡，或者是在透明材料的塑料透鏡上鍍紅外透射、可見光吸收的薄膜。其有一個比較明顯的缺陷，就是雜光干擾十分嚴重，由于透鏡2 是平面透鏡，從紅外發(fā)射光源11發(fā)出的光線，容易在平面透鏡的上下兩個面進行部分反射，形成串?dāng)_雜光4，如圖3所示，這些串?dāng)_雜光4 進入到紅外接收傳感器12之后，就形成噪音，導(dǎo)致接收信號不清晰，探測距離下降。通常現(xiàn)有技術(shù)消除這些噪音的方法是在傳感器模組模組中多放置了一個專門用來探測雜光的第二紅外接收傳感器13，其收集噪音信號用來做信號處理的背景。將紅外接收傳感器12接收的信號再減去這噪音信號的背景，就是真正從被測物體發(fā)射回來的信號。

上述消除雜光干擾的方案需要增設(shè)探測雜光的第二紅外接收傳感器，從而增加了測距傳感器模組的成本，由于需要額外收集噪音信號用來作為信號處理的背景，增加了信號處理的成本，同時減慢了探測的速度。另外，因為收發(fā)傳感器模塊1和上方的平面透鏡2采用兩個相互平行設(shè)置的平面結(jié)構(gòu)，透鏡2的外觀美觀度比較單調(diào)，不受使用者的青睞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種測距透鏡模組，從而在不增加信號處理成本的前提下，消除串?dāng)_雜光的對測距的影響。

為此目的，本發(fā)明提出了一種測距透鏡模組，包括：透鏡本體；

所述透鏡本體包括第一面和第二面，所述第一面與所述第二面相背離；

所述第一面為面向光信號收發(fā)模塊的一面；

所述第二面為面向待測物的一面；

所述第一面與所述光信號收發(fā)模塊之間，設(shè)置有微結(jié)構(gòu)消雜光反射片；

所述微結(jié)構(gòu)消雜光反射片包括第一光線透過區(qū)域、第二光線透過區(qū)域和第三雜光反射區(qū)域；

所述光信號收發(fā)模塊發(fā)出的光線依次穿過所述第一光線透過區(qū)域、所述透鏡本體后射向待測物表面，經(jīng)待測物體反射后的光線依次穿過所述透鏡本體、所述第二光線透過區(qū)域后進入所述光信號收發(fā)模塊；

其中，所述光信號收發(fā)模塊發(fā)出的所述第一面和或第二面反射的雜光射向所述第三雜光反射區(qū)域，經(jīng)所述第三雜光反射區(qū)域反射后從所述透鏡本體射出。

可選的，所述第一光線透過區(qū)域和所述第二光線透過區(qū)域均為鏤空區(qū)域；

所述透鏡本體的第一面設(shè)有凸臺；所述凸臺嵌入所述鏤空區(qū)域。

可選的，所述凸臺的表面設(shè)置有紅外透過且可見光吸收的薄膜層或紅外油墨層。

可選的，所述透鏡本體的材料為紅外透過且可見光吸收的塑膠材料。

可選的，所述第三雜光反射區(qū)域包含各種顏色涂層，用于反射各種不同波長的光線。

可選的，所述第三雜光反射區(qū)域鍍有反射膜，用于反射各種不同波長的光線。

可選的，所述第三雜光反射區(qū)域靠近所述透鏡本體的表面或者靠近所述光信號收發(fā)模塊的表面設(shè)有雜光反射微結(jié)構(gòu)，所述雜光反射微結(jié)構(gòu)用于將被所述透鏡本體反射的雜光經(jīng)過多次反射后再次從所述透鏡本體射出。

可選的，所述雜光反射微結(jié)構(gòu)為呈環(huán)形分布的凹凸條紋。

可選的，所述雜光反射微結(jié)構(gòu)的縱向截面為鋸齒狀，所述凹凸條紋的凹陷處的相鄰兩個斜面之間的夾角為70°-170°。

可選的，所述夾角為90°。

可選的，所述雜光反射微結(jié)構(gòu)為角錐棱鏡陣列、四棱錐陣列或圓錐棱鏡陣列。

可選的，所述雜光反射微結(jié)構(gòu)是玻璃珠或石英珠涂層。

可選的，所述玻璃珠或石英珠的直徑為3-5微米。

可選的，所述雜光反射微結(jié)構(gòu)為多個半球形透鏡拼接而成的陣列。

可選的，所述透鏡本體與所述微結(jié)構(gòu)消雜光反射片粘接固定。

可選的，所述透鏡本體與所述微結(jié)構(gòu)消雜光反射片焊接固定。

可選的，所述透鏡本體與所述微結(jié)構(gòu)消雜光反射片注塑成一體。

可選的，所述第三雜光反射區(qū)域的外緣設(shè)有凹槽；

所述凹槽用于填充粘結(jié)劑，以使所述微結(jié)構(gòu)消雜光反射片與所述透鏡本體組合成一體。

可選的，所述透鏡本體與所述微結(jié)構(gòu)消雜光反射片為一體式成型；

所述第一光線透過區(qū)域、第二光線透過區(qū)域和第三雜光反射區(qū)域均位于所述透鏡本體的第一面。

可選的，所述透鏡本體的第一面為平面；

所述第一光線透過區(qū)域和所述第二光線透過區(qū)域的表面均設(shè)置有紅外油墨層。

可選的，所述透鏡本體的第一面設(shè)置有紅外透過且可見光吸收的薄膜層或紅外油墨層。

可選的，所述第三雜光反射區(qū)域靠近所述光信號收發(fā)模塊的外表面為黑色。

可選的，所述透鏡本體與所述微結(jié)構(gòu)消雜光反射片通過透明的光學(xué)膠粘接固定。

另一方面，本發(fā)明實施例還提供了一種激光測距裝置，包括上述任意一種所述的測距透鏡模組。

可選的，該裝置還包括光信號收發(fā)模塊；所述光信號收發(fā)模塊包括發(fā)射光源和接收端；所述發(fā)射光源發(fā)出的光線依次穿過所述第一光線透過區(qū)域、所述透鏡本體后射向待測物表面，經(jīng)待測物體反射后的光線依次穿過所述透鏡本體、所述第二光線透過區(qū)域后進入所述接收端。

可選的，所述發(fā)射光源為

波長940nm的近紅外垂直腔發(fā)射半導(dǎo)體激光器，或

波長940nm的近紅外發(fā)光二極管。

可選的，所述近紅外發(fā)光二極管的發(fā)光角度為120°的郎伯型分布。

可選的，所述發(fā)射光源的出射孔設(shè)有第一聚焦元件；所述第一聚焦元件用于將所述發(fā)射光源發(fā)出的光束進行匯聚；

所述接收端的入射孔設(shè)有第二聚焦元件；所述第二聚焦元件用于將射向所述接收端的光束進行匯聚。

可選的，所述第一光線透過區(qū)域和所述第二光線透過區(qū)域均為鏤空區(qū)域；

所述第一聚焦元件與所述第二聚焦元件穿過所述微結(jié)構(gòu)消雜光反射片的鏤空區(qū)域嵌入所述透鏡本體。

可選的，所述第一聚焦元件與所述第二聚焦元件均為復(fù)合反射鏡或菲涅耳透鏡。

可選的，所述發(fā)射光源出射的光束經(jīng)所述復(fù)合反射鏡聚焦后形成圓錐角為35度的光束；

所述射向所述接收端的光束經(jīng)所述復(fù)合反射鏡聚焦后形成圓錐角為25度的光束。

本發(fā)明提供的測距透鏡模組和激光測距裝置，通過在透鏡本體靠近光信號收發(fā)模塊的一側(cè)設(shè)置微結(jié)構(gòu)消雜光反射片，該微結(jié)構(gòu)消雜光反射片的雜光反射區(qū)域可以將被透鏡主題反射的串?dāng)_雜光進行反射后再次從透鏡本體的表面射出，從而可以起到消除雜光干擾的作用，提高測距的準確性。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作一簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。在附圖中：

圖1為現(xiàn)有技術(shù)提供的測距傳感器模組的等軸側(cè)爆炸圖；

圖2為現(xiàn)有技術(shù)提供的測距傳感器模組的剖面示意圖；

圖3為現(xiàn)有技術(shù)中形成串?dāng)_雜光的原理示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例1提供的激光測距裝置的等軸側(cè)正視爆炸圖；

圖5為本發(fā)明實施例1提供的激光測距裝置的等軸側(cè)底視爆炸圖；

圖6A-圖6E為本發(fā)明實施例1提供的透鏡本體的不同方向的視圖；

圖7A-圖7E為本發(fā)明實施例1提供的微結(jié)構(gòu)消雜光反射片的不同方向的視圖；

圖8為本發(fā)明實施例1提供的激光測距裝置消雜光的原理示意圖；

圖9為本發(fā)明實施例2提供的激光測距裝置的等軸側(cè)正視爆炸圖；

圖10為本發(fā)明實施例2提供的激光測距裝置的等軸側(cè)底視爆炸圖；

圖11為本發(fā)明實施例2提供的激光測距裝置的剖面示意圖；

圖12為本發(fā)明實施例3提供的激光測距裝置的等軸側(cè)正視爆炸圖；

圖13為本發(fā)明實施例3提供的激光測距裝置的剖面示意圖；

圖14為本發(fā)明實施例4提供的激光測距裝置的等軸側(cè)正視爆炸圖；

圖15為本發(fā)明實施例4提供的激光測距裝置的等軸側(cè)底視爆炸圖；

圖16為本發(fā)明實施例4提供的激光測距裝置的剖面示意圖；

圖17為本發(fā)明實施例5提供的激光測距裝置的等軸側(cè)正視爆炸圖；

圖18為本發(fā)明實施例5提供的激光測距裝置的等軸側(cè)底視爆炸圖；

圖19為本發(fā)明實施例5提供的激光測距裝置的剖面示意圖；

圖20為本發(fā)明實施例6提供的激光測距裝置的等軸側(cè)正視爆炸圖；

圖21為本發(fā)明實施例6提供的激光測距裝置的等軸側(cè)底視爆炸圖；

圖22為本發(fā)明實施例6提供的激光測距裝置的剖面示意圖；

圖23為本發(fā)明實施例7提供的激光測距裝置的等軸側(cè)正視爆炸圖；

圖24為本發(fā)明實施例7提供的激光測距裝置的等軸側(cè)底視爆炸圖；

圖25為本發(fā)明實施例7提供的激光測距裝置的剖面示意圖；

圖26為本發(fā)明實施例8提供的激光測距裝置的等軸側(cè)正視爆炸圖；

圖27為本發(fā)明實施例8提供的激光測距裝置的等軸側(cè)底視爆炸圖；

圖28為本發(fā)明實施例8提供的激光測距裝置的剖面示意圖；

圖29A-圖29E為本發(fā)明實施例9提供的微結(jié)構(gòu)消雜光反射片的不同方向的視圖；

圖30A-圖30E為本發(fā)明實施例10提供的微結(jié)構(gòu)消雜光反射片的不同方向的視圖；

圖31A-圖31E為本發(fā)明實施例11提供的微結(jié)構(gòu)消雜光反射片的不同方向的視圖；

圖32為本發(fā)明實施例雜光反射微結(jié)構(gòu)反射雜光的原理示意圖；

圖33為本發(fā)明實施例12提供的激光測距裝置的剖面示意圖；

圖34為本發(fā)明實施例13提供的激光測距裝置的剖面示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細描述。

本發(fā)明提供了一種測距透鏡模組，包括：透鏡本體；

透鏡本體包括第一面和第二面，第一面與第二面相背離；

第一面為面向光信號收發(fā)模塊的一面；

第二面為面向待測物的一面；

第一面與光信號收發(fā)模塊之間，設(shè)置有微結(jié)構(gòu)消雜光反射片；

微結(jié)構(gòu)消雜光反射片包括第一光線透過區(qū)域、第二光線透過區(qū)域和第三雜光反射區(qū)域；

光信號收發(fā)模塊發(fā)出的光線依次穿過第一光線透過區(qū)域、透鏡本體后射向待測物表面，經(jīng)待測物體反射后的光線依次穿過透鏡本體、第二光線透過區(qū)域后進入光信號收發(fā)模塊；

其中，光信號收發(fā)模塊發(fā)出的第一面和或第二面反射的雜光射向第三雜光反射區(qū)域，經(jīng)第三雜光反射區(qū)域反射后從透鏡本體射出。

本發(fā)明提供的測距透鏡模組，通過在透鏡本體靠近光信號收發(fā)模塊的一側(cè)設(shè)置微結(jié)構(gòu)消雜光反射片，該微結(jié)構(gòu)消雜光反射片的雜光反射區(qū)域可以將被透鏡主題反射的串?dāng)_雜光進行反射后再次從透鏡本體的表面射出，從而可以起到消除雜光干擾的作用，提高測距的準確性。

下面對本發(fā)明具體實施方式提供的測距透鏡模組展開詳細描述。本發(fā)明實施例以透鏡本體的第一面在下，第二面在上，說明本發(fā)明實施例提供的測距透鏡模組。即第一面稱為透鏡本體的下表面，第二面稱為透鏡本體的上表面。其中，透鏡本體的第一面在上，第二面在下時也能實現(xiàn)本發(fā)明提供的技術(shù)方案。

實施例1

本發(fā)明實施例1提供了一種測距透鏡模組，包括該測距透鏡模組的激光測距裝置的等軸側(cè)正視爆炸圖如圖4所示，其等軸側(cè)底視爆炸圖如圖5所示，該測距透鏡模組包括透鏡本體130以及設(shè)置在透鏡本體130和光信號收發(fā)模塊110之間的微結(jié)構(gòu)消雜光反射片120。透鏡本體 130的第一面面向光信號收發(fā)模塊110；透鏡本體130的第二面面向待測物。

透鏡本體130不同方向的視圖如圖6A-圖6E所示。其中，圖6A為透鏡本體130的正視圖、圖6B為透鏡本體130的俯視圖、圖6C為透鏡本體130的側(cè)視圖，圖6D為透鏡本體130的底視圖，圖6為透鏡本體130 的等軸側(cè)視圖。透鏡本體130的第一面正對光信號收發(fā)模塊110的發(fā)射光源111以及接收端(如紅外接收傳感器112)的正上方的位置設(shè)置有兩個向下突出的第一凸臺131以及第二凸臺132。第一凸臺131及第二凸臺132的下表面鍍有紅外透過、可見光吸收的薄膜，或者也可以直接印刷紅外油墨(IR INK)?；蛘哒麎K透鏡本體130的材料可以采用紅外透過、可見光吸收的黑色塑膠材料。該透鏡本體130讓下方發(fā)射光源111發(fā)出的、光束角為θ1的紅外激光，經(jīng)過第一凸臺131之后，可以無阻擋的通過，并照射到被測物體，同時讓從被測物體反射回來的光線可以無阻擋地通過第二凸臺132，然后入射到紅外接收傳感器112 中，進行信號處理和計算。本具體實施方案優(yōu)選該第一凸臺131及第二凸臺132的下表面直接印刷紅外油墨(IR INK)。

微結(jié)構(gòu)消雜光反射片120，其不同方向的視圖如圖7A-7E所示。其中，圖7A為微結(jié)構(gòu)消雜光反射片120的正視圖、圖7B為微結(jié)構(gòu)消雜光反射片120的俯視圖、圖7C為微結(jié)構(gòu)消雜光反射片120的側(cè)視圖，圖7D 為微結(jié)構(gòu)消雜光反射片120的底視圖，圖7E為微結(jié)構(gòu)消雜光反射片120 的等軸側(cè)視圖。該微結(jié)構(gòu)消雜光反射片120可以是采用帶有各種顏色的塑膠材質(zhì)，不作鍍膜，從而使第三雜光反射區(qū)域可以包含各種顏色涂層，起到反射不同波長的光線的作用。該微結(jié)構(gòu)消雜光反射片120 上方的第三雜光反射區(qū)域具有雜光反射微結(jié)構(gòu)123，該雜光反射微結(jié)構(gòu)123可以為呈環(huán)形分布的凹凸條紋，如可以是雕刻有圓環(huán)狀分布的凸起條紋(當(dāng)然可以理解其他形狀的環(huán)狀分布也可以實現(xiàn)，例如矩形、梯形或者其他多邊形等)，例如可以為類似于光碟紋形狀的微結(jié)構(gòu)CD (compact disk)紋。雜光反射微結(jié)構(gòu)123的縱向截面為鋸齒狀，其中凹凸條紋的凹陷處的相鄰兩個斜面之間的夾角為70°～170°。如圖32所示，CD紋縱截面剖面輪廓線的凹陷處的相鄰斜面之間的夾角θ在 70°～170°之間。雜光反射微結(jié)構(gòu)123將透鏡本體130上下表面(即第一面和第二面)部分反射過來的雜光以及外面進來的可見光沿著在CD 紋的左右兩個斜面反射兩次(或以上)，向上并通過透鏡本體130的上表面射出，起到消雜光的作用。微結(jié)構(gòu)消雜光反射片120包括第一光線透過區(qū)域121和第二光線透過區(qū)域122，這個兩個區(qū)域可以設(shè)置為鏤空區(qū)域，并且可以讓透鏡本體130下方的第一凸臺131嵌入第一光線透過區(qū)域121，第二凸臺132嵌入第二光線透過區(qū)域122。

具體的，本發(fā)明實施例1提供的測距透鏡模組消除雜光的原理如圖8所示。假設(shè)O點為光信號收發(fā)模塊110的發(fā)射光源111的等效發(fā)光點，光線OP在穿過透鏡本體130時，在透鏡本體130的上下表面會有少部分的光線產(chǎn)生部分反射、形成雜光，假設(shè)該雜光光線為PQ，PQ 入射到CD紋其中一個斜面Q點的位置，雜光經(jīng)過CD紋的第一個斜面反射后，其反射光線為QR，再經(jīng)過CD紋第二個斜面反射，反射光線為RS，反射后的雜光向上再次經(jīng)過透鏡本體130，從其上表面射出。對于雜光反射微結(jié)構(gòu)123的縱截面剖面輪廓線為90°夾角時的CD紋，如圖32所示，其兩次反射后的雜光方向會沿原路返回，再從透鏡本體 130的上表面射出，對于雜光反射微結(jié)構(gòu)123的縱截面剖面輪廓線的夾角為其他角度的CD紋，反射后的光線不沿原路返回，其偏離一個角度從透鏡本體130的上表面射出。因此可以根據(jù)需求和加工難度來設(shè)置CD紋縱截面輪廓線的夾角，當(dāng)雜光較多的時候，可以設(shè)置CD紋縱截面剖面輪廓線夾角為銳角，讓雜光在雜光反射微結(jié)構(gòu)123內(nèi)部可以多次反射。

透鏡本體130以及微結(jié)構(gòu)消雜光反射片120，為上下分體式結(jié)構(gòu)，兩者可以獨立分開制程，在兩者制作完成后可以采用點膠粘合的方法粘接固定組合成一體。對于透鏡本體130的外形輪廓及微結(jié)構(gòu)消雜光反射片120的CD紋微結(jié)構(gòu)，微結(jié)構(gòu)消雜光反射片120的雜光反射微結(jié)構(gòu)123與兩個鏤空區(qū)域兩者分體式的結(jié)構(gòu)，雜光反射微結(jié)構(gòu)123無需鍍膜，通過設(shè)置具有回復(fù)反射功能的雜光反射微結(jié)構(gòu)123即可以實現(xiàn)消雜光的功能，另第一光線透過區(qū)域121和第二光線透過區(qū)域122這兩個鏤空區(qū)域(出射光區(qū)域及信號傳感區(qū)域)也無需刻意定位，就可以直接在第一凸臺131及第二凸臺132的下表面印刷紅外油墨(IR INK)，不會因操作不當(dāng)印刷到域外的區(qū)域。由于透鏡本體130以及微結(jié)構(gòu)消雜光反射片120兩者可以獨立分開制程生產(chǎn)，兩者組件完成后將其點膠粘接組合在一起，整體工藝非常簡化，良率非常高，便于大量生產(chǎn)及推廣。

實施例2

本發(fā)明實施例2提供了另一種測距透鏡模組，與上述實施例1的不同之處在于，微結(jié)構(gòu)消雜光反射片220的第三雜光反射區(qū)域可以鍍有反射膜，微結(jié)構(gòu)消雜光反射片220與透鏡本體230之間可以采用超聲波焊接的方法組合成一體。

本發(fā)明實施例2提供的測距透鏡模組，包括該測距透鏡模組的激光測距裝置的等軸側(cè)正視爆炸圖如圖9所示，其等軸側(cè)底視爆炸圖如圖10所示，該測距透鏡模組包括透鏡本體230以及設(shè)置在透鏡本體230 和光信號收發(fā)模塊210之間的微結(jié)構(gòu)消雜光反射片220。透鏡本體230 的第一面面向光信號收發(fā)模塊210；透鏡本體230的第二面面向待測物。

透鏡本體230的第一面正對光信號收發(fā)模塊210的發(fā)射光源211以及紅外接收傳感器212正上方的位置設(shè)置有兩個向下突出的第一凸臺 231以及第二凸臺232。第一凸臺231及第二凸臺232的下表面鍍有紅外透過、可見光吸收的薄膜，其也可以直接印刷紅外油墨(IR INK)。或者整塊透鏡本體230的材料可以采用紅外透過、可見光吸收的黑色塑膠材料。發(fā)射光源211發(fā)出的、光束角為θ1的紅外激光，經(jīng)過第一凸臺231之后，可以無阻擋的通過，照射到被測物體，同時讓從被測物體反射回來的光線可以無阻擋地通過第二凸臺232，然后入射到紅外接收傳感器212中，進行信號處理和計算。本實施例優(yōu)選該第一凸臺231及第二凸臺232的下方直接印刷紅外油墨(IR INK)。

微結(jié)構(gòu)消雜光反射片220可以為塑膠材料，其第三雜光反射區(qū)域的雜光反射微結(jié)構(gòu)223的表面可以鍍有反射膜，用于反射不同波長的光線。與實施例1相同，雜光反射微結(jié)構(gòu)223的形狀可以為雕刻有圓環(huán)狀分布的類似于光碟紋形狀的微結(jié)構(gòu)CD(compact disk)紋，CD紋縱截面剖面輪廓線的夾角在70°～170°之間，其將透鏡本體230上下表面部分反射過來的雜光以及外面進來的可見光沿著在CD紋的左右兩個斜面反射兩次(或以上)，向上并通過透鏡本體230的上表面射出，起到消雜光的作用。微結(jié)構(gòu)消雜光反射片220包括第一光線透過區(qū)域221 和第二光線透過區(qū)域222，這個兩個區(qū)域可以設(shè)置為鏤空區(qū)域，并且可以讓透鏡本體230下方的第一凸臺231嵌入第一光線透過區(qū)域221，第二凸臺232嵌入第二光線透過區(qū)域222。

本發(fā)明實施例2提供的測距透鏡模組其消除雜光的原理與具體實施方案1的相同。具體可以通過雜光反射微結(jié)構(gòu)223的縱截面剖面輪廓線的夾角90°時的CD紋作為回復(fù)反射器，讓雜光在CD紋的內(nèi)部產(chǎn)生兩次反射，反射后的雜光往相反的方向再次從透鏡本體230的上表面射出。

透鏡本體230以及微結(jié)構(gòu)消雜光反射片220，可以為分體式的結(jié)構(gòu)，的微結(jié)構(gòu)消雜光反射片220的CD紋經(jīng)過鍍反射膜后，再通過超聲波焊接的方法與透鏡本體230組合成一體，如圖11的剖面圖中所示，透鏡本體230和微結(jié)構(gòu)消雜光反射片220之間為采用超聲波焊接的焊接線224。微結(jié)構(gòu)消雜光反射片220的鍍膜無需復(fù)雜的退鍍等制程及無需底面印刷襯底油墨制程，用常規(guī)制程就可以實現(xiàn)在第三雜光反射區(qū)域的消雜光反射，另第一光線透過區(qū)域221和第二光線透過區(qū)域222 這兩個鏤空區(qū)域(出射光區(qū)域及信號傳感區(qū)域)也無需刻意定位，就可以直接在第一凸臺231及第二凸臺232的下表面印刷紅外油墨(IR INK)，不會因操作不當(dāng)印刷到域外的區(qū)域，兩者可以獨立分開制程生產(chǎn)，兩者組件完成后通過超聲波焊接的方法組合在一起，整體工藝非常簡化，良率非常高，便于大量生產(chǎn)及推廣。

實施例3

本發(fā)明實施例3提供了一種測距透鏡模組，與實施例2不同的是，微結(jié)構(gòu)消雜光反射片320，其在鍍反射膜之后，再通過雙料埋入成型的方法與透鏡本體330注塑在一起。

本發(fā)明實施例3提供的一種測距透鏡模組，包括該測距透鏡模組的激光測距裝置的等軸側(cè)正視爆炸圖如圖12所示，其剖面圖如圖13 所示，該測距透鏡模組包括透鏡本體330以及設(shè)置在透鏡本體330和光信號收發(fā)模塊210之間的微結(jié)構(gòu)消雜光反射片220。透鏡本體330的第一面面向光信號收發(fā)模塊210；透鏡本體330的第二面面向待測物。

透鏡本體330的第一面正對光信號收發(fā)模塊310的發(fā)射光源311以及紅外接收傳感器312正上方的位置設(shè)置有向下突出的第一凸臺331 以及第二凸臺332。第一凸臺331及第二凸臺332的下表面鍍有紅外透過、可見光吸收的薄膜，其也可以直接印刷紅外油墨(IR INK)?；蛘哒麎K透鏡本體330的材料可以采用紅外透過、可見光吸收的黑色塑膠材料。發(fā)射光源311發(fā)出的、光束角為θ1的紅外激光，經(jīng)過第一凸臺331之后，可以無阻擋的通過，照射到被測物體，同時讓從被測物體反射回來的光線可以無阻擋地通過第二凸臺332，然后入射到紅外接收傳感器312中，進行信號處理和計算。本實施例優(yōu)選該第一凸臺 331及第二凸臺332的下方直接印刷紅外油墨(IR INK)。

微結(jié)構(gòu)消雜光反射片320可以為塑膠材料，其第三雜光反射區(qū)域的雜光反射微結(jié)構(gòu)323的表面鍍有反射膜323。雜光反射微結(jié)構(gòu)323上的形狀可以為雕刻有圓環(huán)狀分布的類似于光碟紋形狀的微結(jié)構(gòu)CD (compact disk)紋，CD紋其縱截面剖面輪廓線的夾角在70°～170°之間，其將透鏡本體330上下表面部分反射過來的雜光以及外面進來的可見光沿著在CD紋的左右兩個斜面反射兩次(或以上)，向上并通過透鏡本體330的上表面射出，起到消雜光的作用。微結(jié)構(gòu)消雜光反射片320包括第一光線透過區(qū)域321和第二光線透過區(qū)域322，這個兩個區(qū)域可以設(shè)置為鏤空區(qū)域，并且可以讓透鏡本體330下方的第一凸臺 331嵌入第一光線透過區(qū)域321，第二凸臺332嵌入第二光線透過區(qū)域 322。

本發(fā)明實施例3消除雜光的原理與具體實施方案1的相同。具體可以通過雜光反射微結(jié)構(gòu)323的縱截面剖面輪廓線的夾角90°時的CD紋作為回復(fù)反射器，讓雜光在CD紋的內(nèi)部產(chǎn)生兩次反射，反射后的雜光往相反的方向再次從透鏡本體330的上表面射出。

透鏡本體330以及微結(jié)構(gòu)消雜光反射片320。其通過雙料埋入成型的方法注塑在一起，即微結(jié)構(gòu)消雜光反射片320，先在其第三雜光反射區(qū)域的雜光反射微結(jié)構(gòu)323表面鍍好反射膜，然后埋入到透鏡本體 330的模具中再次注塑與透鏡本體330注塑在一起。微結(jié)構(gòu)消雜光反射片320的鍍膜無需復(fù)雜的退鍍等制程及無需底面印刷襯底油墨制程，用常規(guī)制程就可以實現(xiàn)在第三雜光反射區(qū)域的消雜光反射，另第一光線透過區(qū)域321和第二光線透過區(qū)域322這兩個鏤空區(qū)域(出射光區(qū)域及信號傳感區(qū)域)也無需刻意定位，就可以直接在第一凸臺331及第二凸臺332的下表面印刷紅外油墨(IR INK)，不會因操作不當(dāng)印刷到域外的區(qū)域。

實施例4

本發(fā)明實施例4提供了另一種測距透鏡模組，包括該測距透鏡模組的激光測距裝置的等軸側(cè)正視爆炸圖如圖14所示，其等軸側(cè)底視爆炸圖如圖15所示，其剖面圖如圖16所示。該測距透鏡模組包括透鏡本體430以及設(shè)置在透鏡本體430和光信號收發(fā)模塊410之間的微結(jié)構(gòu)消雜光反射片420。透鏡本體430的第一面面向光信號收發(fā)模塊410；透鏡本體430的第二面面向待測物。

透鏡本體430的第一面可以為平面，即不設(shè)置凸臺。微結(jié)構(gòu)消雜光反射片420也可以不做鏤空處理，而是將微結(jié)構(gòu)消雜光反射片420 表面正對光信號收發(fā)模塊410的紅外發(fā)射光源411以及紅外接收器412 的位置、相應(yīng)的發(fā)射光束以及接收光束圓錐角大小的直徑區(qū)域(即第一光線透過區(qū)域421和第二光線透過區(qū)域422)做成平面，平面處印刷紅外油墨(IR-ink)，其他位置(即第三雜光反射區(qū)域)上表面則形成雜光反射微結(jié)構(gòu)423，如雕刻有環(huán)形的細微CD紋，該雜光反射微結(jié)構(gòu) 423表面再鍍反射膜，再用透明的光學(xué)膠水與透鏡本體430組合在一起。

與具體實施方案1～3的不同之處在于，透鏡本體430的下表面是平的，其正對光信號收發(fā)模塊410的紅外發(fā)射光源411以及紅外接收傳感器412正上方的位置并沒有設(shè)置向下突出的凸臺。透鏡本體430下表面鍍有紅外透過、可見光吸收的薄膜，其也可以直接印刷紅外油墨(IR INK)。或者整塊透鏡本體430的材料可以采用紅外透過、可見光吸收的黑色塑膠材料。紅外發(fā)射光源411發(fā)出的、光束角為θ1的紅外激光，經(jīng)過透鏡本體430之后，可以無阻擋的通過，照射到被測物體，同時讓從被測物體反射回來的光線可以無阻擋地通過透鏡本體430，然后入射到紅外接收傳感器412中，進行信號處理和計算。

微結(jié)構(gòu)消雜光反射片420可以為塑膠材料，其不做鏤空處理，而是將微結(jié)構(gòu)消雜光反射片420上表面正對紅外發(fā)射光源411以及紅外接收器的第一光線透過區(qū)域421及第二光線透過區(qū)域422、相應(yīng)的發(fā)射光束以及接收光束圓錐角大小的直徑做成平面，平面處印刷紅外油墨 (IR-ink)，其他位置即第三雜光反射區(qū)域上表面則雕刻有環(huán)形的細微CD紋，CD紋表面再鍍反射膜，CD紋縱截面剖面輪廓線的夾角在 70°～170°之間，其將透鏡本體430上下表面部分反射過來的雜光以及外面進來的可見光沿著在CD紋的左右兩個斜面反射兩次(或以上)，向上并通過透鏡本體430的上表面射出，起到消雜光的作用。另外，微結(jié)構(gòu)消雜光反射片420正對紅外發(fā)射光源411以及紅外接收器412的第一光線透過區(qū)域下表面424及第二光線透過區(qū)域下表面425、相應(yīng)的發(fā)射光束以及接收光束圓錐角大小的直徑做成平面，平面處印刷紅外油墨(IR-ink)，其他位置即第三雜光反射區(qū)域下表面426為平面，表面漆成吸光的黑色。

本發(fā)明實施例4消除雜光的原理與具體實施方案1的相同。其讓雜光在CD紋微結(jié)構(gòu)內(nèi)部的左右斜面產(chǎn)生兩次反射，反射后的雜光往相反的方向再次從透鏡本體430的上表面射出。

透鏡本體430以及微結(jié)構(gòu)消雜光反射片420可以為分體式的結(jié)構(gòu)，微結(jié)構(gòu)消雜光反射片420的CD紋經(jīng)過鍍反射膜后，再用透明的光學(xué)膠水與透鏡本體430膠合成為一體，如圖16的剖面圖中所示，圖中微結(jié)構(gòu)消雜光反射片420上表面黑色部分表示透明光學(xué)膠水。微結(jié)構(gòu)消雜光反射片420的鍍膜無需復(fù)雜的退鍍等制程及無需底面印刷襯底油墨制程，用常規(guī)制程就可以實現(xiàn)在第三雜光反射區(qū)域的消雜光反射，另微結(jié)構(gòu)消雜光反射片420正對紅外發(fā)射光源411以及紅外接收器412的第一光線透過區(qū)域下表面424及第二光線透過區(qū)域下表面425，可以直接印刷紅外油墨(IR INK)，其他位置第三雜光反射區(qū)下表面426則為平面并漆成吸光的黑色。透鏡本體430以及微結(jié)構(gòu)消雜光反射片420 可以獨立分開制程生產(chǎn)，兩個組件完成后通過透明的光學(xué)膠水組合在一起，整體工藝非常簡化，良率非常高，便于大量生產(chǎn)及推廣。

實施例5

本發(fā)明實施例5提供了一種測距透鏡模組，包括該測距透鏡模組的激光測距裝置的等軸側(cè)正視爆炸圖如圖17所示，其等軸側(cè)底視爆炸圖如圖18所示，其剖面圖如圖19所示，該測距透鏡模組包括透鏡本體 530以及設(shè)置在透鏡本體530和光信號收發(fā)模塊510之間的微結(jié)構(gòu)消雜光反射片520。透鏡本體530的第一面面向光信號收發(fā)模塊510；透鏡本體530的第二面面向待測物。微結(jié)構(gòu)消雜光反射片520的第三雜光反射區(qū)域的雜光反射微結(jié)構(gòu)523可以位于該微結(jié)構(gòu)消雜光反射片520的下表面，即靠近光信號收發(fā)模塊510一側(cè)的表面。并在雜光反射微結(jié)構(gòu)523表面鍍反射膜之后，通過膠水540將微結(jié)構(gòu)消雜光反射片520與透鏡本體530粘接在一起。

透鏡本體530的第一面正對光信號收發(fā)模塊510的發(fā)射光源511以及紅外接收傳感器512正上方的位置設(shè)置有向下突出的第一凸臺531 以及第二凸臺532。第一凸臺531及第二凸臺532下表面鍍有紅外透過、可見光吸收的薄膜，其也可以直接印刷紅外油墨(IR INK)?；蛘哒麎K透鏡本體530的材料可以采用紅外透過、可見光吸收的黑色塑膠材料。發(fā)射光源511發(fā)出的、光束角為θ1的紅外激光，經(jīng)過第一凸臺531 之后，可以無阻擋的通過，照射到被測物體，同時讓從被測物體反射回來的光線可以無阻擋地通過第二凸臺532，然后入射到紅外接收傳感器512中，進行信號處理和計算。本實施例優(yōu)選該第一凸臺531及第二凸臺532的下方直接印刷紅外油墨(IR INK)。

微結(jié)構(gòu)消雜光反射片520可以為塑膠材料，其用于消雜光的雜光反射微結(jié)構(gòu)523位于該微結(jié)構(gòu)消雜光反射片520的下表面，雜光反射微結(jié)構(gòu)523表面鍍有反射膜。雜光反射微結(jié)構(gòu)523的形狀可以為雕刻有圓環(huán)狀分布的類似于光碟紋形狀的微結(jié)構(gòu)CD(compact disk)紋，CD 紋縱截面剖面輪廓線的夾角在70°～170°之間，其將透鏡本體530上下表面部分反射過來的雜光以及外面進來的可見光沿著在CD紋的左右兩個斜面反射兩次(或以上)，向上并通過透鏡本體530的上表面射出，起到消雜光的作用。微結(jié)構(gòu)消雜光反射片520包括第一光線透過區(qū)域 521和第二光線透過區(qū)域522，這個兩個區(qū)域可以設(shè)置為鏤空區(qū)域，并且可以讓透鏡本體530下方的第一凸臺531嵌入第一光線透過區(qū)域 521，第二凸臺532嵌入第二光線透過區(qū)域522。

本發(fā)明實施例5消除雜光的原理與具體實施方案1的相同。其讓雜光在CD紋微結(jié)構(gòu)內(nèi)部的左右斜面產(chǎn)生多次反射，反射后的雜光往相反的方向再次從透鏡本體530的上表面射出。

透鏡本體530以及微結(jié)構(gòu)消雜光反射片520可以為分體式的結(jié)構(gòu)，微結(jié)構(gòu)消雜光反射片520的CD紋經(jīng)過鍍反射膜后，再用膠水與透鏡本體530組合成一體，膠水540的位置如圖19的剖面圖中所示。微結(jié)構(gòu)消雜光反射片520的鍍膜無需復(fù)雜的退鍍等制程及無需底面印刷襯底油墨制程，用常規(guī)制程就可以實現(xiàn)在第三雜光反射區(qū)域的消雜光反射，另第一光線透過區(qū)域521和第二光線透過區(qū)域522這兩個鏤空區(qū)域(出射光區(qū)域及信號傳感區(qū)域)也無需刻意定位，就可以直接在第一凸臺 531及第二凸臺532的下表面印刷紅外油墨(IR INK)，不會因操作不當(dāng)印刷到域外的區(qū)域，透鏡本體530以及微結(jié)構(gòu)消雜光反射片520可以獨立分開制程生產(chǎn)，兩者組件完成后通過膠水540固定在一起，整體工藝非常簡化，良率非常高，便于大量生產(chǎn)及推廣。

實施例6

本發(fā)明實施例6涉及另一種測距透鏡模組。與實施例5不同的是，透鏡本體630的第一面可以為平面，即不設(shè)置凸臺。微結(jié)構(gòu)消雜光反射片620，其用于消雜光的雜光反射微結(jié)構(gòu)623可以位于該微結(jié)構(gòu)消雜光反射片620的下表面，即靠近光信號收發(fā)模塊510一側(cè)的表面。微結(jié)構(gòu)消雜光反射片620可以不做鏤空處理，而是將正對發(fā)射光源611以及紅外接收器612的位置、相應(yīng)的發(fā)射光束以及接收光束圓錐角大小的直徑做成平面，平面處印刷紅外油墨(IR-ink)，其他位置則雕刻有環(huán)形的細微CD紋，雜光反射微結(jié)構(gòu)623表面再鍍反射膜，再通過雙面膠 640與透鏡本體630粘合在一起。

本發(fā)明實施例6提供的測距透鏡模組，包括該測距透鏡模組的激光測距裝置的等軸側(cè)正視爆炸圖如圖20所示，其等軸側(cè)底視爆炸圖如圖21所示，其剖面圖如圖22所示，該測距透鏡模組包括透鏡本體630 以及設(shè)置在透鏡本體630和光信號收發(fā)模塊610之間的微結(jié)構(gòu)消雜光反射片620。透鏡本體630的第一面面向光信號收發(fā)模塊610；透鏡本體630的第二面面向待測物。其中，透鏡本體630的第一面與微結(jié)構(gòu)消雜光反射片620之間可以通過雙面膠固定連接。

透鏡本體630的第一面是平的，其正對光信號收發(fā)模塊610的發(fā)射光源611以及紅外接收傳感器612正上方的位置并沒有設(shè)置向下突出的凸臺。透鏡本體630的第一面鍍有紅外透過、可見光吸收的薄膜，其也可以直接印刷紅外油墨(IR INK)。或者整塊透鏡本體630的材料可以采用紅外透過、可見光吸收的黑色塑膠材料。發(fā)射光源611發(fā)出的、光束角為θ1的紅外激光，經(jīng)過透鏡本體630之后，可以無阻擋的照射到被測物體，同時讓從被測物體反射回來的光線可以無阻擋地通過透鏡本體630，然后入射到紅外接收傳感器612中，進行信號處理和計算。

微結(jié)構(gòu)消雜光反射片620可以為塑膠材料，其不做鏤空處理，其消雜光用的雜光反射微結(jié)構(gòu)623如CD紋可以位于該微結(jié)構(gòu)消雜光反射片620的下表面，即靠近光信號收發(fā)模塊610一側(cè)的表面。微結(jié)構(gòu)消雜光反射片620下表面正對發(fā)射光源611以及紅外接收器612的第一光線通過區(qū)域621和第二光線透過區(qū)域622、相應(yīng)的發(fā)射光束以及接收光束圓錐角大小的直徑做成平面，平面處印刷紅外油墨(IR-ink)，其他位置即第三雜光反射區(qū)域的下表面則形成雜光反射微結(jié)構(gòu)623如雕刻有環(huán)形的細微CD紋，該雜光反射微結(jié)構(gòu)623表面再鍍反射膜，該CD 紋縱截面剖面輪廓線的夾角可以為90°，其用來將反射過來的雜光以及外面進來的可見光沿著原路返回、反射出去，其相當(dāng)于在反射片的底面增加許多細微的屋脊棱鏡，將雜光返回。如圖32所示。

雙面膠640的上下兩面將透鏡本體630及微結(jié)構(gòu)消雜光反射片620 粘合在一起。

本發(fā)明實施例6其消除雜光的原理與具體實施方案1的相同。其讓雜光在CD紋微結(jié)構(gòu)內(nèi)部的左右斜面產(chǎn)生多次反射，反射后的雜光向上再次從透鏡本體630的上表面射出。

實施例7

本發(fā)明實施例7提供了另一種測距透鏡模組。與上述實施例不同的是，透鏡本體730與消雜光微結(jié)構(gòu)反射片可以為一體式結(jié)構(gòu)。透鏡本體730的第一面直接作為微結(jié)構(gòu)消雜光反射片；具體的，可以通過在透鏡本體730的第一面形成雜光反射微結(jié)構(gòu)733，如雕刻消雜光的 CD紋微結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。透鏡本體730的第一面正對發(fā)射光源711以及紅外接收器712的位置、相應(yīng)的發(fā)射光束以及接收光束圓錐角大小的直徑做成平面(即第一光線透過區(qū)域731和第二光線透過區(qū)域732)，平面處印刷紅外油墨(IR-ink)，其他位置即第三雜光反射區(qū)域則形成雜光反射微結(jié)構(gòu)733，如雕刻有圓環(huán)形的細微CD紋，該雜光反射微結(jié)構(gòu) 733表面可以再鍍反射膜。

本發(fā)明實施例7的測距透鏡模組，包括該測距透鏡模組的激光測距裝置的等軸側(cè)正視爆炸圖如圖23所示，其等軸側(cè)底視爆炸圖如圖24 所示，其剖面圖如圖25所示，該測距透鏡模組包括透鏡本體730以及設(shè)置在透鏡本體730和光信號收發(fā)模塊710之間的微結(jié)構(gòu)消雜光反射片。透鏡本體730的第一面面向光信號收發(fā)模塊710；透鏡本體730的第二面面向待測物。透鏡本體730和微結(jié)構(gòu)消雜光反射片一體成型，透鏡本體的第一面直接作為微結(jié)構(gòu)消雜光反射片正對發(fā)射光源711以及紅外接收器712的位置、相應(yīng)的發(fā)射光束以及接收光束圓錐角大小的直徑做成平面，即第一光線透過區(qū)域731和第二光線透過區(qū)域732，其平面處印刷紅外油墨(IR-ink)，其他位置即第三雜光反射區(qū)域則可以形成雜光反射微結(jié)構(gòu)733如雕刻有圓環(huán)形的細微CD紋，雜光反射微結(jié)構(gòu)733表面再鍍反射膜。CD紋讓雜光在CD紋微結(jié)構(gòu)內(nèi)部的左右斜面產(chǎn)生多次反射，反射后的雜光向上再次從透鏡本體730的上表面射出。

實施例8

本發(fā)明實施例8提供了另一種測距透鏡模組，與上述實施例不同的是，微結(jié)構(gòu)消雜光反射片820的上表面第三雜光反射區(qū)域的邊緣可以設(shè)置一個凹槽824，凹槽824的外側(cè)可以設(shè)置較寬的平臺。通過在凹槽824內(nèi)填充粘結(jié)劑(如膠水)，可以將微結(jié)構(gòu)消雜光反射片820與上方的透鏡本體830組合在一起。

本發(fā)明實施例8提供的測距透鏡模組，包括該測距透鏡模組的激光測距裝置的等軸側(cè)正視爆炸圖如圖26所示，其等軸側(cè)底視爆炸圖如圖27所示，其剖面圖如圖28所示，該測距透鏡模組包括透鏡本體830 以及設(shè)置在透鏡本體830和光信號收發(fā)模塊810之間的微結(jié)構(gòu)消雜光反射片820。透鏡本體830的第一面面向光信號收發(fā)模塊810；透鏡本體830的第二面面向待測物。

透鏡本體830取消了具體實施方案1～7中所示的用于裝配的平臺。實施例8將這部分平臺設(shè)置在下方微結(jié)構(gòu)消雜光反射片820的外側(cè)。透鏡本體830的第一面正對光信號收發(fā)模塊810的發(fā)射光源811以及紅外接收傳感器812正上方的位置設(shè)置向下突出的第一凸臺831以及第二凸臺832。第一凸臺831及第二凸臺832的下表面鍍有紅外透過、可見光吸收的薄膜，其也可以直接印刷紅外油墨(IR INK)。或者整塊透鏡本體830的材料可以采用紅外透過、可見光吸收的黑色塑膠材料。發(fā)射光源811發(fā)出的、光束角為θ1的紅外激光，經(jīng)過第一凸臺831之后，可以無阻擋的照射到被測物體，同時讓從被測物體反射回來的光線可以無阻擋地通過第二凸臺832，然后入射到紅外接收傳感器812中，進行信號處理和計算。本實施例優(yōu)選該第一凸臺831及第二凸臺832的下表面直接印刷紅外油墨(IR INK)。

微結(jié)構(gòu)消雜光反射片820的雜光反射微結(jié)構(gòu)823可以為CD紋，該雜光反射微結(jié)構(gòu)823的邊緣設(shè)置了一個凹槽824，凹槽824的外側(cè)設(shè)置了較寬的平臺。微結(jié)構(gòu)消雜光反射片820可以為帶有各種顏色的塑膠材質(zhì)，用以反射不同波長的光線，也可以在雜光反射微結(jié)構(gòu)823的上表面鍍膜。雜光反射微結(jié)構(gòu)823可以為雕刻有圓環(huán)狀分布的類似于光碟紋形狀的微結(jié)構(gòu)CD(compact disk)紋，CD紋的縱截面剖面輪廓線的夾角在70°～170°之間，其將透鏡本體830上下表面部分反射過來的雜光以及外面進來的可見光沿著在CD紋的左右兩個斜面反射兩次 (或以上)，向上并通過透鏡本體830的上表面射出，起到消雜光的作用。微結(jié)構(gòu)消雜光反射片820包括第一光線透過區(qū)域821和第二光線透過區(qū)域822，這個兩個區(qū)域可以設(shè)置為鏤空區(qū)域，并且可以讓透鏡本體830下方的第一凸臺831嵌入第一光線透過區(qū)域821，第二凸臺832 嵌入第二光線透過區(qū)域822。

透鏡本體830以及微結(jié)構(gòu)消雜光反射片820為分體式的結(jié)構(gòu)，通過在凹槽824內(nèi)填充膠水，使微結(jié)構(gòu)消雜光反射片820與透鏡本體830通過膠水固定連接。

實施例9-11

本發(fā)明實施例9-11提供了另一種測距透鏡模組，該測距透鏡模組與實施例1-8的不同之處在于，微結(jié)構(gòu)消雜光反射片，除了實施例1-8 中列舉的采用環(huán)狀分布的凹凸條紋，如類似于光碟紋形狀的微結(jié)構(gòu) CD(compact disk)紋作為雜光反射微結(jié)構(gòu)圖案之外，其還可以設(shè)置為其他的微結(jié)構(gòu)圖案，如可以設(shè)置為：微型角錐棱鏡陣列、微型金字塔形四方棱錐陣列、微型圓錐陣列等圖案。

本發(fā)明實施例9中微結(jié)構(gòu)消雜光反射片920的不同方向的視圖如圖29A-29E所示。其中，圖29A為微結(jié)構(gòu)消雜光反射片920的正視圖、圖29B為微結(jié)構(gòu)消雜光反射片920的俯視圖、圖29C為微結(jié)構(gòu)消雜光反射片920的側(cè)視圖，圖29D為微結(jié)構(gòu)消雜光反射片920的底視圖，圖29E 為微結(jié)構(gòu)消雜光反射片920的等軸側(cè)視圖。微結(jié)構(gòu)消雜光反射片920 的上表面為雜光反射微結(jié)構(gòu)923，該雜光反射微結(jié)構(gòu)923為按照6邊形排列的微型角錐棱鏡陣列，角錐棱鏡為由三個斜面形成的一個立體角錐，其起到消雜光的作用，將入射的光線在雜光反射微結(jié)構(gòu)923內(nèi)部的三個斜面反射多次，再次通過上方透鏡本體的上表面射出。

本發(fā)明實施例10中微結(jié)構(gòu)消雜光反射片1020的不同方向的視圖如圖30A-30E所示。其中，圖30A為微結(jié)構(gòu)消雜光反射片1020的正視圖、圖30B為微結(jié)構(gòu)消雜光反射片1020的俯視圖、圖30C為微結(jié)構(gòu)消雜光反射片1020的側(cè)視圖，圖30D為微結(jié)構(gòu)消雜光反射片1020的底視圖，圖30E為微結(jié)構(gòu)消雜光反射片1020的等軸側(cè)視圖。微結(jié)構(gòu)消雜光反射片1020的上表面為雜光反射微結(jié)構(gòu)1023，該雜光反射微結(jié)構(gòu)1023 為按照4邊形排列的微型金字塔形的四方棱錐陣列，四方棱錐為由4 個斜面形成的一個立體角錐，其起到消雜光的作用，將入射的光線在雜光反射微結(jié)構(gòu)1023內(nèi)部的四個斜面反射多次，再次通過上方透鏡本體的上表面射出。

本發(fā)明實施例11中微結(jié)構(gòu)消雜光反射片1120的不同方向的視圖如圖31A-31E所示。其中，圖31A為微結(jié)構(gòu)消雜光反射片1120的正視圖、圖31B為微結(jié)構(gòu)消雜光反射片1120的俯視圖、圖31C為微結(jié)構(gòu)消雜光反射片1120的側(cè)視圖，圖31D為微結(jié)構(gòu)消雜光反射片1120的底視圖，圖31E為微結(jié)構(gòu)消雜光反射片1120的等軸側(cè)視圖。微結(jié)構(gòu)消雜光反射片1120的上表面為雜光反射微結(jié)構(gòu)1123，該雜光反射微結(jié)構(gòu)1123 上表面1123為按照6邊形排列的微結(jié)構(gòu)圓錐陣列，微結(jié)構(gòu)圓錐是由縱截面為等腰三角形的剖面輪廓線回轉(zhuǎn)形成，其起到消雜光的作用，將入射的光線在雜光反射微結(jié)構(gòu)1123內(nèi)部的錐面反射兩次或多次，再次通過上方透鏡本體的上表面射出。

如圖32所示，為實施例9、10、11雜光反射微結(jié)構(gòu)反射雜光的原理，當(dāng)部分反射的雜光入射到雜光反射微結(jié)構(gòu)右邊斜面上一點時，若雜光反射微結(jié)構(gòu)縱截面剖面輪廓線的夾角θ為90°，其作用相當(dāng)于一個回復(fù)反射器，雜光在雜光反射微結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生兩次反射，反射后的雜光向上沿原路返回，再次經(jīng)過上方透鏡本體，從其上表面射出。當(dāng)雜光反射微結(jié)構(gòu)縱截面剖面輪廓線的夾角θ非90°時，而是介于70°～170°之間的其它角度時，反射后的光線不沿原路返回，其偏離一個角度再從透鏡本體的上表面射出。具體的，根據(jù)需求和加工難度來設(shè)置CD 紋縱截面輪廓線的夾角，當(dāng)雜光較多的時候，可以設(shè)置CD紋橫截面剖面輪廓線夾角為銳角，讓雜光在雜光反射微結(jié)構(gòu)內(nèi)部可以多次反射。

本發(fā)明實施例提供的測距透鏡模組的微結(jié)構(gòu)消雜光反射片，除了具體實施方案1～8的采用圓環(huán)狀分布的凹凸條紋，如類似于光碟紋形狀的微結(jié)構(gòu)CD(compact disk)紋、以及具體實施方案9～11的微型角錐棱鏡陣列、微型金字塔形四方棱錐陣列、微型圓錐陣列雕刻圖案之外，其還可以通過在微結(jié)構(gòu)消雜光反射片上涂敷一層直徑3～5微米大小的玻璃微珠或石英微珠的反光涂料作為雜光反射微結(jié)構(gòu)，從而獲得比較好的反射雜光的消雜光作用，使部分反射過來的雜光可以沿原路返回，再通過透鏡本體上表面射出。除此之外，微結(jié)構(gòu)消雜光反射片可以采用多個接近于半球形的微透鏡拼接而成的陣列作為雜光反射微結(jié)構(gòu)，對消雜光的作用也比較明顯。當(dāng)然，雜光反射微結(jié)構(gòu)不限于上述列舉的形式，其他能夠使光束進行多次反射后從透鏡本體射出的結(jié)構(gòu)也應(yīng)在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。

實施例12

本發(fā)明實施例12提供了一種激光測距裝置。該激光測距裝置包括上述實施例的測距透鏡模組。本發(fā)明提供的激光測距裝置，通過在透鏡本體靠近光信號收發(fā)模塊的一側(cè)設(shè)置微結(jié)構(gòu)消雜光反射片，該微結(jié)構(gòu)消雜光反射片的雜光反射區(qū)域可以將被透鏡主題反射的串?dāng)_雜光進行反射后再次從透鏡本體的表面射出，從而可以起到消除雜光干擾的作用，提高測距的準確性。

進一步，該裝置還包括光信號收發(fā)模塊；光信號收發(fā)模塊包括發(fā)射光源和接收端；發(fā)射光源發(fā)出的光線依次穿過第一光線透過區(qū)域、透鏡本體后射向待測物表面，經(jīng)待測物體反射后的光線依次穿過透鏡本體、第二光線透過區(qū)域后進入接收端。

根據(jù)所需測距距離的遠近要求，該激光測距裝置的發(fā)射光源出射孔及接收端傳感器的入射孔的上方可以設(shè)置不同的聚焦元件(即第一聚焦元件和第二聚焦元件)，第一聚焦元件用于將發(fā)射光源發(fā)出的光束進行匯聚；第二聚焦元件用于將射向接收端的光束進行匯聚。當(dāng)探測距離變遠至幾米遠至十米以內(nèi)時，其可以在發(fā)射光源出射孔及接收端傳感器的入射孔的上方設(shè)置復(fù)合反射鏡對出射光束及接收光束進行一定程度的會聚。光信號收發(fā)模塊的發(fā)射光源可以為波長為940nm 的近紅外垂直腔發(fā)射半導(dǎo)體激光器(VCSEL)之外，其還可以采用相應(yīng)波長、發(fā)光角度比較大的近紅外LED(發(fā)光二極管)。

具體的，本發(fā)明實施例12提供的激光測距裝置，其剖面圖如圖33 所示。該激光測距裝置包括透鏡本體1230、微結(jié)構(gòu)消雜光反射片1220、光信號收發(fā)模塊1210，光信號收發(fā)模塊1210包括發(fā)射光源1211和紅外接收傳感器1212(即接收端的傳感器)，以及位于發(fā)射光源1211上方的第一復(fù)合反射鏡1251和位于紅外接收傳感器1212上方的第二復(fù)合反射鏡1252。微結(jié)構(gòu)消雜光反射片1220位于透鏡本體1230和光信號收發(fā)模塊1210之間，透鏡本體1230和微結(jié)構(gòu)消雜光反射片1220之間通過膠水1240固定連接。如圖33所示，透鏡本體1230以及微結(jié)構(gòu)消雜光反射片1220可以通過膠水1240采用點膠粘合的方法組合成一體。

光信號收發(fā)模塊1210的發(fā)射光源1211為940nm的發(fā)光二極管 (LED)，其為發(fā)光角度為120°的郎伯型分布，其采用第一復(fù)合反射鏡 1251進行會聚，經(jīng)過第一復(fù)合反射鏡1251反射后，輸出光束的圓錐角為θ1，優(yōu)選的，可以為35°；光信號收發(fā)模塊1210的接收端可以為一個紅外接收傳感器1212，其接收的光束的圓錐角θ2可以為25°，其通過第二復(fù)合反射鏡1252進行聚光；發(fā)射光源1211以及紅外接收器1212 與具有距離計算及修正功能的微處理器電連接或通信連接。

透鏡本體1230可以與第一復(fù)合反射鏡1251及第二復(fù)合反射鏡 1252鑲嵌在一起，透鏡本體1230的第一面可以鍍有紅外透過、可見光吸收的薄膜，也可以直接印刷紅外油墨(IR INK)?；蛘哒麎K透鏡本體1230的材料可以采用紅外透過、可見光吸收的黑色塑膠材料。

微結(jié)構(gòu)消雜光反射片1220可以采用帶有各種顏色的塑膠材質(zhì)，不作鍍膜。微結(jié)構(gòu)消雜光反射片1220的第一光線透過區(qū)域和第二光線透過區(qū)域可以為鏤空區(qū)域，該第一復(fù)合反射鏡1251嵌入第一光線透過區(qū)域，第二復(fù)合反射鏡1252嵌入第二光線透過區(qū)域；微結(jié)構(gòu)消雜光反射片1220的第三雜光反射區(qū)域的表面形成雜光反射微結(jié)構(gòu)1223，如雕刻有環(huán)狀分布的凹凸條紋，如類似于光碟紋形狀的微結(jié)構(gòu)CD(compact disk)紋或其他各種微結(jié)構(gòu)陣列，其用來將透鏡本體1230反射過來的雜光以及外面進來的可見光反射多次后射向上方，并通過透鏡本體 1230的上表面射出。

實施例13

本發(fā)明實施例13提供了另一種激光測距裝置。與實施例12不同的是，實施例13中的第一聚焦元件和第二聚焦元件為菲涅爾透鏡。需要說明的是，根據(jù)測距距離的遠近要求，該激光測距裝置的發(fā)射光源出射孔及接收端傳感器的入射孔的上方設(shè)置不同的光學(xué)元件。當(dāng)探測距離要求更遠至十米至幾十米以上時，其發(fā)射光源出射孔及接收端傳感器的入射孔的上方通過設(shè)置用于準直和聚光的菲涅爾透鏡，該菲涅爾透鏡可以單獨設(shè)置，也可以與外側(cè)透鏡本組合在一起。

本發(fā)明實施例13提供的激光測距裝置的剖面圖如圖34所示，該激光測距裝置包括透鏡本體1330、微結(jié)構(gòu)消雜光反射片1320、光信號收發(fā)模塊1310，光信號收發(fā)模塊1310包括發(fā)射光源1311和紅外接收傳感器1312(即接收端的傳感器)，以及位于發(fā)射光源1311上方的第一菲涅爾透鏡1351和位于紅外接收傳感器1312上方的第二菲涅爾透鏡 1352。微結(jié)構(gòu)消雜光反射片1320位于透鏡本體1330和光信號收發(fā)模塊 1310之間，透鏡本體1330和微結(jié)構(gòu)消雜光反射片1320之間通過膠水 1340固定連接。如圖34所示，透鏡本體1330以及微結(jié)構(gòu)消雜光反射片 1320可以通過膠水1340采用點膠粘合的方法組合成一體。

光信號收發(fā)模塊1310的發(fā)射光源1311可以為940nm的發(fā)光二極管(LED)，其為發(fā)光角度為120°的郎伯型分布，其采用第一菲涅爾透鏡1351進行準直，經(jīng)過第一菲涅耳透鏡1351反射后，輸出光束為圓錐角約為幾度的窄角度光束；光信號收發(fā)模塊1310的接收端為一個紅外接收傳感器1312，其通過第二菲涅爾透鏡1352對從遠距離被測物體反射回來的光束進行會聚；發(fā)射光源1311以及紅外接收器1312與具有距離計算及修正功能的微處理器電連接或通信連接。

第一菲涅爾透鏡1351及第二菲涅耳透鏡1352，其可以單獨設(shè)置，也可以與外側(cè)透鏡本體1330組合在一起。第一菲涅爾透鏡1351及第二菲涅耳透鏡1352采用紅外透過、可見光吸收的材料。

微結(jié)構(gòu)消雜光反射片1320可以采用帶有各種顏色的沒有鍍膜的塑膠材質(zhì)，也可以在其上方鍍反射膜。微結(jié)構(gòu)消雜光反射片1320的第一光線透過區(qū)域和第二光線透過區(qū)域可以為鏤空區(qū)域，第一菲涅爾透鏡1351設(shè)置在第一光線透過區(qū)域；第二菲涅耳透鏡1352設(shè)置在第二光線透過區(qū)域；微結(jié)構(gòu)消雜光反射片1320的第三雜光反射區(qū)域的上表面形成雜光反射微結(jié)構(gòu)1323，如雕刻有圓環(huán)狀分布的類似于光碟紋形狀的微結(jié)構(gòu)CD(compact disk)紋或其他各種微結(jié)構(gòu)陣列，用來將透鏡本體1330反射過來的雜光以及外面進來的可見光反射多次后射向上方，并通過透鏡本體1330的上表面射出。

綜上所述，針對現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明提出了一種能夠消除串?dāng)_雜光、增加信號清晰度以及增加探測距離的測距方案。通過在透鏡本體底部或透鏡與光信號收發(fā)模塊之間設(shè)置微結(jié)構(gòu)消雜光反射片，在發(fā)射光源出射孔及接收端傳感器入射孔上方的光束圓錐角的周邊位置設(shè)置了帶有圖案特征的雜光反射微結(jié)構(gòu)，通過雜光反射微結(jié)構(gòu)有效減少了雜光對接收端傳感器的信號干擾，從而只需一個紅外接收傳感器接收待測物體反射的光束，不需要再多設(shè)置一個專門用來探測雜光的紅外接收傳感器。同時根據(jù)探測距離的遠近要求，發(fā)射光源出射孔及接收端傳感器的入射孔的上方可以設(shè)置不同的光學(xué)元件來增加其探測距離和信號靈敏度。

最后需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個......”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。術(shù)語“上”、“下”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

本發(fā)明的說明書中，說明了大量具體細節(jié)。然而能夠理解的是，本發(fā)明的實施例可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下實踐。在一些實例中，并未詳細示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對本說明書的理解。類似地，應(yīng)當(dāng)理解，為了精簡本發(fā)明公開并幫助理解各個發(fā)明方面中的一個或多個，在上面對本發(fā)明的示例性實施例的描述中，本發(fā)明的各個特征有時被一起分組到單個實施例、圖、或者對其的描述中。然而，并不應(yīng)將該公開的方法解釋呈反映如下意圖：即所要求保護的本發(fā)明要求比在每個權(quán)利要求中所明確記載的特征更多的特征。更確切地說，如權(quán)利要求書所反映的那樣，發(fā)明方面在于少于前面公開的單個實施例的所有特征。因此，遵循具體實施方式的權(quán)利要求書由此明確地并入該具體實施方式，其中每個權(quán)利要求本身都作為本發(fā)明的單獨實施例。需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。本發(fā)明并不局限于任何單一的方面，也不局限于任何單一的實施例，也不局限于這些方面和/ 或?qū)嵤├娜我饨M合和/或置換。而且，可以單獨使用本發(fā)明的每個方面和/或?qū)嵤├蛘吲c一個或更多其他方面和/或其實施例結(jié)合使用。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本發(fā)明進行了詳細的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的范圍，其均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求和說明書的范圍當(dāng)中。