CN103217142A - 激光测距装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种激光测距装置，包括：光源部，用于发射测距光；物镜组，包括由凸透镜构成的前片和正片以及由凹透镜构成的负片；光转发部，用于将所述测距光透过所述物镜组转发至测定目标；受光部，用于接收由所述测定目标反射并透过所述物镜组返回的测距光；所述正片和负片的中心具有第一通孔。本发明提出的激光测距装置具有更高的测距精度。

Description

激光测距装置

技术领域

本发明涉及一种测距装置，特别是涉及一种激光测距装置。

背景技术

目前，激光测距装置的设计原理大同小异，其基本结构已为公知。例如，公开号为CN1512136A的中国发明专利以及公告号分别为CN202002638U和CN201203667Y的中国实用新型专利均公开了一种激光测距装置。

现参照图1对公告号为CN202002638U的实用新型专利进行简单说明。

图1所示的激光测距装置包括用于发射测距光的光源部1、用于将测距光透过物镜组4转发至测定目标6的光转发部2以及用于接收由测定目标6反射并透过物镜组4返回的测距光的受光部5。其中，物镜组包括由凸透镜构成的前片和正片以及由凹透镜构成的负片。

光源部1包括光源101、第一滤光器102和光阑103。光源101用于发射第一测距光，当所述第一滤光器102位于发射光轴104上时，其用于调整所述第一测距光的光强；当所述光阑103位于发射光轴104上时，其用于调整经第一滤光器102调整后的第一测距光的功率，并满足束散角的需要，使之成为适合在棱镜测距模式中应用的第二测距光。

光转发部2包括第一光路偏转部件201、准直透镜202和第二光路偏转部件203。从光源部1发射的测距光沿发射光轴104，经由第一光路偏转部件201反射入准直透镜202，经准直透镜202成为平行光束发射至第二光路偏转部件203，并由第二光路偏转部件203反射至物镜4，并透过物镜4发射到测定目标6；物镜4将测距光发射到测定目标6，由测定目标6反射的反射测距光经由物镜4发送到第三光路偏转部件501，并由第三光路偏转部件501反射到第二光路偏转部件203，再由第二光路偏转部件203反射入接收光纤502。

受光部5包括第三光路偏转部件501和接收光纤502，经物镜4过来的反射测距光由第三光路偏转部件501和第二光路偏转部件203反射至接收光纤502。

该激光测距装置的工作过程为：

首先，将光源101开启，发出第一测距光。

在免棱镜测距模式，第一滤光器102和光阑103偏离发射光轴104，第一测距光经第一光路偏转部件201反射入准直透镜202，经过准直透镜202变为平行光后，再经第二光路偏转部件203反射，透过物镜4发射到测定目标6。

在棱镜测距模式，第一滤光器102和光阑103位于发射光轴104上。光阑103能使第一测距光成为适合在棱镜测距模式中应用的第二测距光。第二测距光经反光片201反射入准直透镜202，经过准直透镜202变为平行光后，再经第二光路偏转部件203反射，透过物镜组4发射到测定目标6。

在该激光测距装置中，测距光由第二偏转部件203向物镜4出射时，必然在物镜4的后端面4A上发生微弱的反射，这些反射光经过漫射后有一部分会投射到第三光路偏转部件501，接下来便会经由第三光路偏转部件501反射到第二光路偏转部件203，再由第二光路偏转部件203反射入接收光纤502，从而对由测定目标6反射的反射测距光最终反射入接收光线502形成干扰，这些干扰在棱镜测距模式下测量时，由于回光信号较强，形成不了较大的误差；但在免棱镜测距模式下测量时，由于回光信号非常的微弱，会导致较大的误差。

这种误差为周期性重复出现的周期误差，其具有不稳定性和不可预知性，影响测距精度。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种能够提高测距精度的激光测距装置。

为实现上述目的，本发明的实施例提供了一种激光测距装置，包括：光源部，用于发射测距光；物镜组，包括由凸透镜构成的前片和正片以及由凹透镜构成的负片；光转发部，用于将所述测距光透过所述物镜组转发至测定目标；受光部，用于接收由所述测定目标反射并透过所述物镜组返回的测距光；所述正片和负片的中心具有第一通孔。

优选地，所述光转发部包括第一偏转部件、准直透镜和第二偏转部件；其中，所述第一偏转部件位于所述光源部所在的光轴上并将所述光源部发射的测距光经所述准直透镜偏转至与所述物镜组同轴的第二偏转部件上，所述第二偏转部件将接收到的光经过所述第一通孔转发至所述测定目标；所述第一通孔的内径大于所述第二偏转部件的高度。

优选地，所述第一通孔的内表面被涂黑。

优选地，所述前片的中心具有第二通孔；所述激光测距装置还包括：平面镜座，包括固定于所述第二通孔内表面的套筒部分以及设置于套筒一端的法兰部分；平面镜，固定于所述套筒部分内部并与所述法兰部分接触。

优选地，所述第一通孔和第二通孔的内径大小相同。

优选地，所述光转发部包括第一偏转部件和第二偏转部件；其中，所述第一偏转部件位于所述光源部所在的光轴上并将所述光源部发射的测距光偏转至与所述物镜组同轴的第二偏转部件上，所述第二偏转部件将接收到的光透过所述平面镜转发至所述测定目标；所述第一通孔的内径大于所述第二偏转部件的高度。

优选地，所述平面镜表面有增透膜。

优选地，所述第二通孔的内表面也被涂黑。

优选地，所述平面镜座由金属制成。

优选地，所述平面镜座进行了表面发黑处理。

由上述技术方案可知，本发明具有提高测距精度的技术效果。

通过以下参照附图对优选实施例的说明，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更加明显。

附图说明

图1为现有技术中的测距装置的结构图；

图2为本发明第一实施例的激光测距装置的结构示意图；

图3为本发明第二实施例的激光测距装置的结构示意图；

图4为第二实施例中前片的部分放大图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的具体实施例。应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。而且，在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

请参阅图2所示，其为本发明激光测距装置第一实施例的结构示意图。该激光测距装置，包括：用于发射测距光的光源部1、物镜组4、用于将测距光透过物镜组4转发至测定目标6的光转发部2以及用于接收由测定目标6反射并透过物镜组4返回的测距光的受光部5。

其中物镜组4包括由凸透镜构成的前片401和正片402以及由凹透镜构成的负片403，正片402和负片403的中心具有第一通孔。

这样，由光源部1发出的测距光经光转发部2透过物镜组4向测定目标4发射时，由于物镜组4的正片402和负片403的中心开有通孔，比图1所示的结构少经过两块透镜，而由正片402的后端面反射回来的光极其微弱，进而反射的光再通过漫射后能够进入受光部中形成干扰的光就更少了，从而减少了周期误差对测距精度的影响。

优选地，可将第一通孔的内表面涂黑，以防其内表面反光。

在本实施例中，光源部1包括光源101、第一滤光器102和光阑103。光源101用于发射第一测距光，在光源101的发射光轴104上设有第一滤光器102和光阑103，当第一滤光器102位于发射光轴104上时，其用于调整第一测距光的光强；当光阑103位于发射光轴104上时，其用于调整经第一滤光器102调整后的第一测距光的功率，并满足束散角的需要，使之成为适合在棱镜测距模式中应用的第二测距光。其中，第一滤光器102和光阑103可分别由第一电机105和第二电机106驱动。若运行在免棱镜测距模式，则第一滤光器102和光阑103偏离发射光轴104；若运行在棱镜测距模式，则第一滤光器102和光阑103位于发射光轴104上。

在一实施例中，光源101为发光管，例如可发出685nm的红色可见激光。

当然，本发明中的光源部1并不局限于上述结构，本领域技术人员可根据具体应用情况采用其他能够发射合适测距光的结构，这样的变换均落在本发明的保护范围之内。

光转发部2包括第一光路偏转部件201、准直透镜202和第二光路偏转部件203。其中，第一偏转部件201位于光源部所在的光轴104上并将光源部发射的测距光经准直透镜202偏转至与物镜组4同轴的第二偏转部件203上，第二偏转部件203将接收到的光透过前片401转发至测定目标6，这里，经准直透镜202和前片401共同作用使得射向测定目标6的测距光束为平行光束。另外，第一通孔的内径大于第二偏转部件203的高度。上述第一及第二光路偏转部件201和203例如为反光片。

当第一通孔的内径大于第二偏转部件203的高度时，前片401反射的测距光能够再射到第二光路偏转部件203上的就更少了，因此，能够进一步地提高测距精度。

在本实施例中，受光部5包括第三光路偏转部件501和接收光纤502，经前片401投射过来的测距光经由前片401发送到第三光路偏转部件501，并由第三光路偏转部件501反射到第二光路偏转部件203，再由第二光路偏转部件203反射入接收光纤502。

当然，本发明中的受光部5并不局限于上述结构，本领域技术人员可根据具体应用情况采用其他能够接收测距光的结构，这样的变换均落在本发明的保护范围之内。

请参阅图3及图4所示，其为本发明激光测距装置第二实施例的结构示意图。本实施例的激光测距装置与第一实施例的激光测距装置类似，下面仅对两种装置的不同之处做出描述。

在本实施中，前片401的中心也开有通孔，以作为第二通孔，并且该激光测距装置还包括：平面镜座404和平面镜405，该平面镜座404包括固定于第二通孔内表面的套筒部分4041以及设置于套筒一端的法兰部分4042，该套筒部分4041以及法兰部分4042可以一体成型；该平面镜405固定于套筒部分4041内部并与法兰部分4042接触。其中，优选地，第一通孔和第二通孔的内径大小相同。并且，也可将第二通孔的内表面涂黑，以防其内表面反光。

在一实施例中，平面镜座404由金属制成。优选地，将该平面镜座404进行表面发黑处理，以避免产生反射光。

光转发部2包括第一偏转部件201和第二偏转部件203。其中，第一偏转部件201位于光源部1所在的光轴上并将光源部1发射的测距光偏转至与平面镜405同轴的第二偏转部件203上，第二偏转部件203将接收到的光透过平面镜405转发至测定目标6；并且第一通孔的内径大于所述第二偏转部件的高度。

这里，由于由第二偏转部件502将接收到的光并非透过透镜，而是透过平面镜405转发至测定目标6，因此无需准直透镜来将第一偏转部件201发射的测距光变为平行光。

优选地，平面镜表面镀有增透膜，以减少反射光的强度，从而增加透射光的强度。

在本实施例中，第二偏转部件203透过平面镜405向测定目标发射的测距光，与现有技术相比，少经过了三块透镜，且平面镜405的厚度远小于前片401，经平面镜405的后端面反射回来的光极其微弱，进而反射的光再通过漫射后能够进入受光部中形成干扰的光就更少了，从而减少了周期误差对测距精度的影响。

虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种激光测距装置，包括：

光源部，用于发射测距光；

物镜组，包括由凸透镜构成的前片和正片以及由凹透镜构成的负片；

光转发部，用于将所述测距光透过所述物镜组转发至测定目标；

受光部，用于接收由所述测定目标反射并透过所述物镜组返回的测距光；

其特征在于，所述正片和负片的中心具有第一通孔。

2.根据权利要求1所述的激光测距装置，其特征在于，所述光转发部包括第一偏转部件、准直透镜和第二偏转部件；

其中，所述第一偏转部件位于所述光源部所在的光轴上并将所述光源部发射的测距光经所述准直透镜偏转至与所述物镜组同轴的第二偏转部件上，所述第二偏转部件将接收到的光经过所述第一通孔转发至所述测定目标；

所述第一通孔的内径大于所述第二偏转部件的高度。

3.根据权利要求1或2所述的激光测距装置，其特征在于，所述第一通孔的内表面被涂黑。

4.根据权利要求1所述的激光测距装置，其特征在于，所述前片的中心具有第二通孔；所述激光测距装置还包括：

平面镜座，包括固定于所述第二通孔内表面的套筒部分以及设置于套筒一端的法兰部分；

平面镜，固定于所述套筒部分内部并与所述法兰部分接触。

5.根据权利要求4所述的激光测距装置，其特征在于，所述第一通孔和第二通孔的内径大小相同。

6.根据权利要求4所述的激光测距装置，其特征在于，所述光转发部包括第一偏转部件和第二偏转部件；

其中，所述第一偏转部件位于所述光源部所在的光轴上并将所述光源部发射的测距光偏转至与所述物镜组同轴的第二偏转部件上，所述第二偏转部件将接收到的光透过所述平面镜转发至所述测定目标；

所述第一通孔的内径大于所述第二偏转部件的高度。

7.根据权利要求4-6中任一项所述的激光测距装置，其特征在于，所述平面镜表面有增透膜。

8.根据权利要求4-6中任一项所述的激光测距装置，其特征在于，所述第一通孔和第二通孔的内表面被涂黑。

9.根据权利要求4-6中任一项所述的激光测距装置，其特征在于，所述平面镜座由金属制成。

10.根据权利要求9所述的激光测距装置，其特征在于，所述平面镜座进行了表面发黑处理。

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