CN101881833A - 光电测距装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种光电测距装置，包含：一个产生高频信号的信号发生器，一个发出测量光到一个被测物体上的发射器，该测量光经该高频信号频率调制，一个接收从被测物体反射回来的反射测量光并产生相应高频反射测量信号的光电接收及转换装置，一个能够对高频信号进行混频处理的相位检测器，一个用于确定被测距离的信号处理装置，其中，高频信号被输入到相位检测器中，并与高频反射测量信号在相位检测器中混合产生一个直流信号，直流信号包含一可用于确定被测距离的相位信息。本发明中所揭示的光电测距装置，由于其产生和处理的高频信号和高频反射测量信号具有相同的频率，从而有效地避免了光电测距装置内部线路板上的差频干扰以及元器件之间的电干扰。

Description

光电测距装置
技术领域
本发明涉及一种光电测距装置，尤其是涉及一种相位式的光电测距装置。
背景技术
光电测距装置，比如一种激光相位测距仪，由于其测量精度高而被广泛应用于建筑、室内装潢等领域。其测量的一般原理是：发射器发射出测量调制光束到被测物体上，光电接收器接收到被被测物体反射回的测量调制光束，由测量调制光束发射和接收时的相位差确定测距仪到被测物体之间的距离。
图1示出了一种基于相位测距原理的光电测距装置的电路原理框图。PLL锁相环电路11’产生具有相同频率和相位的混频信号和初始频率信号。初始频率信号和MCU微处理器12’中产生的低频信号在正交调制器13’中形成一个频率调制信号并从中输出，该频率调制信号经功率放大器14’放大后输出到激光发射器15’上对其进行频率调制，发射器15’发出测量调制光束到被测物体16’上。雪崩光电二极管17’接收由被测物体16’反射回的测量调制光束，同时还作为一个直接混频器。在雪崩光电二极管16’中混频信号和反射回的测量调制光束混频，其输出信号经互阻放大器18’放大和低通滤波器19’滤波后产生一个低频信号。该低频信号包含的相位信息用于计算被测距离。
上述相位式光电测距装置存在的问题是，初始频率信号和MCU微处理器12’中产生的低频信号在正交调制器13’中被调制成一个频率调制信号的同时还产生了附加的频率信号，这些附加的频率信号造成光电测距装置内部的线路板上的差频干扰以及元器件之间的电干扰，从而大大降低了光电测距装置的测距能力。
发明内容
本发明的目的是克服上述现有技术的缺点提供一种抗干扰能力强且具有较高测距能力的光电测距装置。
为了实现这个目的，本发明的光电测距装置，包含：一个产生高频信号fH的信号发生器，一个发出测量光到一个被测物体上的发射器，该测量光经所述高频信号fH频率调制，一个接收从被测物体反射回来的反射测量光并产生相应高频反射测量信号fH’的光电接收及转换装置，一个能够对高频信号进行混频处理的相位检测器，一个和相位检测器相连、确定被测距离的信号处理装置，其中，信号发生器和相位检测器相连，高频信号fH被输入到相位检测器中，并与高频反射测量信号fH’在相位检测器中混合产生一个直流信号，该直流信号包含一可用于确定被测距离的相位信息。
上述的高频信号fH与高频反射测量信号fH’频率相同，相位不同。
本发明中所揭示的光电测距装置，其产生和处理的高频信号fH和高频反射测量信号fH’具有相同的频率，当高频信号fH和高频反射测量信号fH’在相位检测器中混和产生一个直流信号的过程中，也无附加的频率信号产生，从而有效地避免了光电测距装置内部线路板上的差频干扰以及元器件之间的电干扰。另外，本发明中通过相位检测器将带被测距离相位信息的高频信号处理为带被测距离相位信息的低频信号，从而避免了高频信号处理过程中的误差、噪声等问题。再者，本发明所揭示的光电测距装置，无需采用频率调制装置，从而大大简化了测距装置的结构，同时降低了制造成本。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1是现有技术中基于相位测距原理的光电测距装置的电路原理框图。
图2是本发明的一种首选实施方式中的光电测距装置的测距原理框图。
具体实施方式
现参照图2，本发明一种首选实施方式的光电测距装置主要包含一个PLL锁相环电路11，一个相位检测器13，一个光信号发射器15，一个雪崩光电二极管17和一个MCU微处理器12。其中，PLL锁相环电路11一路通过传输线与相位检测器13直接相连，另一路通过一个功率放大器14与光信号发射器15相连。MCU微处理器12通过传输线和相位检测器13相连。雪崩光电二极管17为测量信号接收及转换装置，通常通过一个串联电阻与一个可变偏压相连。相位检测器13为一个混频器可以对信号进行混频处理。
PLL锁相环电路11产生一个高频信号fH，该高频信号fH一路通过传输线被输入到功率放大器14中，经放大后输入到发射器15上对发射器所发出的测量光进行高频调制，经过高频调制的测量光照射到被测物体16上。雪崩光电二极管17接收到由被测物体16反射回的高频调制反射测量光，并产生相应的高频反射测量信号fH’，高频信号fH和高频反射测量信号fH’的频率相同，但相位不同。高频信号fH另一路直接通过传输线被输入到相位检测器13中，高频反射测量信号fH’也通过传输线被输入到相位检测器13中，具有相同频率不同相位的高频信号fH和高频反射测量信号fH’在相位检测器13中混频输出一个包含有用于确定被测距离的相位信息的直流信号，将该直流信号输入到MCU12中进行处理得到光电测距装置到被测物体之间的距离。MCU12还可和一个显示装置相连，并控制其显示测量结果及其他信息。上述中的发射器15可以是从商业上能够得到的激光二极管。
以上仅对本发明的光电测距装置的电路部分进行了描述，其所采用的光学部分，包含发射光路和接收光路，都是现有技术中的内容，在此不再赘述。
以上所描述的具体实施方式只是对本发明的构思和原理进行阐述，并非要对本发明的内容进行限制。本领域的普通技术人员可以意识到，除了上述首选的具体实施方式之外，本发明还有很多其他替代的或者修改的实施方式，这些替代的或者修改的实施方式仍然在本发明的范围之内。本发明的保护范围由权利要求确定。

Claims (6)

1.一种光电测距装置，包含：
一个产生高频信号fH的信号发生器，
一个发出测量光到一个被测物体上的发射器，该测量光经所述高频信号fH频率调制，
一个接收从被测物体反射回来的反射测量光并产生相应高频反射测量信号fH’的光电接收及转换装置，
一个能够对高频信号进行混频处理的相位检测器，
一个和所述相位检测器相连、确定被测距离的信号处理装置，
其特征在于，所述的信号发生器和所述的相位检测器相连，所述的高频信号fH被输入到所述的相位检测器，并与所述高频反射测量信号fH’在相位检测器中混合产生一个直流信号，所述的直流信号包含一可用于确定被测距离的相位信息。
2.如权利要求1中所述的光电测距装置，其特征在于，所述的高频信号fH与所述的高频反射测量信号fH’频率相同，相位不同。
3.如权利要求1或2中所述的光电测距装置，其特征在于，所述信号发生器是一个锁相环电路。
4.如权利要求3中所述的光电测距装置，其特征在于，所述发射器是一个激光二极管。
5.如权利要求3中所述的光电测距装置，其特征在于，一个功率放大器被连接在所述信号发生器和所述发射器之间。
6.如权利要求3中所述的光电测距装置，其特征在于，所述的光电接收及转换装置是一个雪崩光电二极管。
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AU2010100420A AU2010100420A4 (en) 2009-05-07 2010-05-04 Optoelectronic Distance Measuring Device
GB1007528A GB2470262A (en) 2009-05-07 2010-05-05 High frequency optoelectronic distance measurement using phase difference
DE202010005371U DE202010005371U1 (de) 2009-05-07 2010-05-05 Optoelektronische Entfernungsmessvorrichtung
FR1053547A FR2945353B3 (fr) 2009-05-07 2010-05-06 Dispositif de mesure de distance optoelectronique

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102819022A (zh) * 2012-08-03 2012-12-12 中国科学技术大学 一种基于实时色散傅立叶变换的飞秒测距激光雷达和方法
CN103299155A (zh) * 2011-11-11 2013-09-11 深圳市迈测科技有限公司 一种测距方法及系统

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012247259A (ja) * 2011-05-26 2012-12-13 Meiji Consultant Kk 地盤変位測定機構を用いた警報発生装置
CN102571351A (zh) * 2011-12-30 2012-07-11 深圳市文鼎创数据科技有限公司 设置光信号输出单元的动态令牌
US9606228B1 (en) 2014-02-20 2017-03-28 Banner Engineering Corporation High-precision digital time-of-flight measurement with coarse delay elements
CN108387250A (zh) * 2018-03-28 2018-08-10 中铁十局集团第二工程有限公司 二维测微装置以及系统
CN113670345B (zh) * 2021-08-10 2023-09-15 之江实验室 一种用于光电流信号分解的低噪声光电探测装置

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6025471A (ja) * 1983-07-22 1985-02-08 Hidehiko Yamada 光学的変位測定方法
US5831719A (en) * 1996-04-12 1998-11-03 Holometrics, Inc. Laser scanning system
DE10160439A1 (de) * 2001-12-08 2003-06-26 Bosch Gmbh Robert Laserentfernungsmeßgerät
DE10223537A1 (de) * 2002-05-27 2003-12-11 Sick Ag Optoelektronischer Sensor
EP1388739A1 (de) * 2002-08-09 2004-02-11 HILTI Aktiengesellschaft Laserdistanzmessgerät mit Phasenlaufzeitmessung
US7046345B2 (en) * 2004-01-12 2006-05-16 Asia Optical Co., Inc. Apparatus for precise distance measurement
US7283214B2 (en) * 2005-10-14 2007-10-16 Microsoft Corporation Self-mixing laser range sensor
US20070127009A1 (en) * 2005-12-07 2007-06-07 Su-Ling Chen Multi-modulation frequency laser range finder and method for the same
TWI287622B (en) * 2006-03-02 2007-10-01 Asia Optical Co Inc Phase measurement method and application
JP5180501B2 (ja) * 2007-03-23 2013-04-10 富士フイルム株式会社 測距装置及び測距方法
CN201130251Y (zh) * 2007-11-27 2008-10-08 南京德朔实业有限公司 光电测距装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103299155A (zh) * 2011-11-11 2013-09-11 深圳市迈测科技有限公司 一种测距方法及系统
CN103299155B (zh) * 2011-11-11 2016-05-04 深圳市迈测科技股份有限公司 一种测距方法及系统
CN102819022A (zh) * 2012-08-03 2012-12-12 中国科学技术大学 一种基于实时色散傅立叶变换的飞秒测距激光雷达和方法

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