CN104345316B - 激光测距仪 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种激光测距仪，适于可拆卸的连接至一具有摄像头的手持式终端。激光测距仪还包括一反射镜，反射镜设置在所述激光测距仪的壳体内，且所述壳体上具有光线入射口和光线出射口，所述光线入射口和光线出射口分别位于反射镜入射光线一侧和出射光线一侧，且所述光线入射口与激光测距仪的接收透镜设置在激光测距仪的同一端面上，而所述光线出射口与所述摄像头的位置相适应。本发明的测距仪内部设置有一反射镜，通过与手持式终端的摄像头的匹配可以将远处的激光点的位置图像清晰的显示于手机上，便于使用者观察，从而可以取代现有激光测距仪中的望远系统，极大的降低了激光测距仪的成本。

Description

激光测距仪

技术领域

本发明涉及激光工具领域，且特别是有关于一种激光测距仪。

背景技术

激光测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。现有的激光测距仪尺寸较大（大于21mm），而且其用途仅限用于数据测量，功能比较单一，且操作界面复杂，已经越来越不能满足使用者的需求。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种尺寸较小且功能较为丰富的激光测距仪。

为达上述目的，本发明提出一种激光测距仪，适于可拆卸的连接至一具有摄像头的手持式终端。激光测距仪还包括一反射镜，反射镜设置在所述激光测距仪的壳体内，且所述壳体上具有光线入射口和光线出射口，所述光线入射口和光线出射口分别位于反射镜入射光线一侧和出射光线一侧，且所述光线入射口与激光测距仪的接收透镜设置在激光测距仪的同一端面上，而所述光线出射口与所述摄像头的位置相适应。

进一步，其中所述的反射镜与光线入射口所在轴线所形成的角度为40度～50度，优选为45度。

进一步，其中所述的壳体上还设置有一夹持元件，用于将所述激光测距仪可拆的连接至所述手持式终端。

进一步，其中所述夹持元件与壳体是一体成型。

进一步，其中所述夹持元件是通过吸盘或黏胶等连接至壳体。

进一步，其中所述的反射镜光线入射口和光线出射口均设置有防尘元件。

进一步，其中所述的接收透镜为一扁平透镜，且接收透镜的长轴和短轴的尺寸比例为1.1：1～5：1。

其中所述激光测距仪还包括激光模组、光路支架、显示模块、电路板和电池，光路支架用于承载所述的激光模组和接收透镜，其中：所述端面的长边所在方向为激光测距仪的宽度方向，所述端面的短边所在方向为激光测距仪的高度方向，且显示模块是设置在光路支架的高度范围内。

上述激光测距仪内部设置有一反射镜，通过与手持式终端的摄像头的匹配可以将远处的激光点的位置图像清晰的显示于手机上，便于使用者观察，从而可以取代现有激光测距仪中的望远系统，极大的降低了激光测距仪的成本。

附图说明

图1为本发明第一实施例的激光测距仪的外观示意图。

图2为本发明第一实施例的激光测距仪的电路原理框图。

图3为图1中端面S的示意图。

图4为图1中的激光测距仪的内部结构立体示意图。

图5为图1中的激光测距仪的内部结构平面示意图。

图6为本发明第二实施例的激光测距仪的示意图。

图7为图5中激光测距仪连接至手持式终端时的内部示意图。

图8为应用图5中的激光测距仪观测远处测距点时的光路示意图。

图9为夹角是40度时观测远处测距点时的光路示意图。

图10为本发明第三实施例的激光测距仪的外观示意图。

图11为本发明第三实施例的激光测距仪的电路原理框图。

图12为图11中的激光测距仪的使用方法流程图。

图13 为本发明第四实施例的测距系统的连接示意图。

图14为图13中测距装置的电路原理框图。

图15为图13中智能终端的电路原理框图。

图16为测距系统的使用方法流程图。

图17为测距装置中测距应用程序的操作界面示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。

第一实施例

请参考图1-图5，激光测距仪100包括壳体101、激光模组102、发射透镜103、接收透镜104、光路支架105、显示模块106、电路板107和电池108。激光测距仪的电路部分包括：电源模块、处理单元、激光发射模块、激光接收模块、显示单元、以及操作装置。电源模块包括电池108和相应电路，显示单元是设置在电路板107上。

光路支架105用于承载所述的激光模组102、发射透镜103和接收透镜104。接收透镜104设置于壳体101的端面S。定义端面S的长边所在方向为宽度方向，端面S的短边所在方向为高度方向，接收透镜104呈扁平状，接收透镜长轴A沿宽度方向设置，接收透镜的短轴B沿高度方向设置，且如图4所示，显示模块106是设置在光路支架105的高度范围内，即显示模块106的上表面F1不高过光路支架105的上表面F2，而显示模块106的下表面不低于光路支架105的下表面。

进一步，接收透镜104的长轴A和短轴B的尺寸比例为1.1：1～5：1，本实施例中优选为2：1，激光测距仪的高度H为 6～20mm，本实施例中优选为16mm 。

本实施例中，所述接收透镜104为矩形，然而在其他实施例中，所述接收透镜可以是椭圆形、菱形、或梯形，只要接收透镜104的有效受光面积能满足测距要求即可。

进一步，本实施例中，电池108为锂电池，锂电池的厚度一般为2mm～8mm，本实施例中优选为3mm，可以有效减少激光测距仪的厚度。其余实施例中电池108也可以是尺寸较小的干电池。

上述激光测距仪由于采用了扁平的接收透镜，而且通过其壳体内部的显示模块和光路支架之间的位置排布设计，使得激光测距仪相对现有的激光测距仪较薄，便于使用者携带和收纳，对使用者的日常使用提供了极大的便利。

第二实施例

为使激光测距仪的功能更加丰富，本发明另提出一种激光测距仪500，适于可拆卸的连接至一具有摄像头的手持式终端600。请参考图6至图9，本实施例中的激光测距仪500与第一实施例中的激光测距仪100类似，其不同在于，激光测距仪500还包括一反射镜501，反射镜501设置在壳体502内，且所述壳体上具有光线入射口503和光线出射口504，光线入射口503和光线出射口504分别位于反射镜501入射光线一侧和出射光线一侧，且所述光线入射口503与激光测距仪的接收透镜505设置在激光测距仪的同一端面上，而所述光线出射口504与所述摄像头601的位置相适应。

本实施例中，反射镜501与光线入射口503所在轴线L1所形成的角度优选为45度。

进一步，所述的反射镜光线入射口503和光线出射口504均设置有防尘元件506、507。

另外，本实施例中，所述壳体502上还设置有一夹持元件508，用于将激光测距仪500与手持式终端600夹紧，更加便于使用者通过手持式终端的显示屏观察测距点图像。夹持元件508可以与壳体502一体成型，也可以为一个单独成型的元件通过粘接方式与壳体502连接。具体应用时，首先将激光测距仪500上的光线出射口504与摄像头601对准，且激光测距仪500与手持式终端600可以通过夹持元件508实现两者位置间的相对固定。打开手持式终端600上的摄像头应用程序，由于反射镜501的作用，测距点W会通过反射镜501形成一虚像W’,摄像头601会将此虚像W’显示于手持式终端600的显示屏。如图8所示，此时摄像头601所拍摄到的虚像W’与测距点W并不是完全一致，而是被旋转过一定角度的。如何在显示屏上显示与测距点W完全一致的图像，可以有多种实现方式，例如通过在手机内设置软件或者在反射镜501的光线出射口504处设置一组透镜，这些方式均能实现图像的旋转，具体实施方式此处不再详细描述。

进一步，本实施例中，反射镜501与光线入射口503所在轴线L1所形成的角度优选为45度，当然在其他实施例中，所述的夹角为40度～50度均可，只要同时满足反射镜501接收到测距点的图像以及测距点在反射镜中所成的像能进入摄像头601的拍摄区域这两个条件即可，夹角变化直接影响的是显示屏观察到的图像与测距点W实物间的旋转角度，例如，夹角为45度时，显示屏上显示的图像是顺时针旋转90度，而夹角为40度时，显示屏上显示的虚像W’’的图像相对测距点W实物是顺时针旋转100度，如图9所示，相应的，夹角为50度时，显示屏上显示的虚像W’’的图像测距点W实物是顺时针旋转80度。

综上所述，激光测距仪内部设置有一反射镜，通过与手持式终端的摄像头的匹配可以将远处的激光点的位置图像清晰的显示于手机上，便于使用者观察，从而可以取代现有激光测距仪中的望远系统，极大的降低了激光测距仪的成本。

第三实施例

如图10-12，本实施例中，激光测距仪的结构和电路与第一实施例中类似，不同之处在于，本实施例中激光测距仪还包括一多功能集成按键B。电多功能集成按键连接所述处理单元，且多功能集成按键用于控制激光测距仪的状态变化和参数设置。且如图10所示，所述多功能集成按键是设置于壳体的侧面上，这样可以便于使用者操作，而且也不会增加激光测距仪的厚度方向的尺寸，利于激光测距仪的厚度变薄。

所述的多功能集成按键B被设置成具有如下功能：

当激光测距仪处于关机状态时，按下按键激光测距仪被开启，处于待机状态；

当激光测距仪处于待机状态时，长按（例如超过3s）所述按键，激光测距仪会关机或者改变参数设置，所述参数设置包括设置测量单位、设置测量基准或设置测量模式；短按所述按键，激光测距仪会打开激光，再次短按按键，进行距离测量，测量完成后又回到待机状态；

当所述激光测距仪处于激光打开状态时，长按所述按键，激光测距仪会关机或者改变参数设置。

进一步，当激光测距仪处于待机状态或激光打开状态时，如果超过一定时间（如超过5s）未有按键动作，激光测距仪会自动关机；且当所述激光测距仪处于激光打开状态时，如果长按所述按键，激光测距仪改变参数设置后，会自动回到原始状态（待机状态或激光打开状态）。

图12为图10中的激光测距仪的使用方法流程图，操作方法包括下列步骤：

首先，激光测距仪开机，处于待机状态;

判断待机状态的待机时间是否大于等于5s，如果是，则所述激光测距仪关机，否则判断所述多功能集成按键是否被按下，如果否，则激光测距仪继续保持待机状态并判断待机时间；

如果多功能集成按键被按下，则判断多功能集成按键被按下的时间是否大于等于3s，如果大于等于3s，则表示长按按键，激光测距仪关机，否则，为短按；

如果是短按，则继续判断激光测距仪处于激光打开状态，如果是则直接进行距离测量，否则先打开激光，打开激光后判断激光打开时间是否大于等于5s，如果是则关机，否则继续判断按键是否被按下，如果是且按键持续时间小于3s，则进行测量动作，如果按键按下且持续时间大于等于3s，则关机，如果没有按键按下，则激光测距仪继续保持激光打开状态，距离测量结束后激光测距仪继续处于待机状态。

本实施例中，多功能集成按键长按达3s后，激光测距仪关机，然而，在其余实施例中，所述的按键的长按动作可以改变测量单位、改变测量基准或改变测量模式，例如将测量单位在米和厘米之间切换，将测量基准在机器前端和底端间切换，将测量模式在单次测量和连续测量间切换，在此就不再详细描述。

本实施例中，多功能集成按键具有长按和短按这两种不同操作模式，控制器通过判断是按键触发的时间长短来实现不同的动作，然而在其他实施例中，多功能集成按键可以有单击或双击的操作模式，控制器通过判断多功能集成按键的触发次数以及数次触发间的时间间隔来实现不同的操作，操作方法流程与本实施例类似，此处不再详细描述。

本实施例中，激光测距仪中设置有一个多功能集成按键，将激光测距仪的开机、关机、单次测量、连续测量或测量基准切换等功能集成到该按键上，减少了按键的数量，简化了使用者的操作界面，使得操作更加简易，同时也能减低成本。

第四实施例

图13 为本发明第四实施例的示意图，图14为本实施例中测距装置的电路原理框图，图15为本实施例中智能终端的电路原理框图。

如图13-15所示，测量系统10包括测量装置110和手机120。本实施例中，测量装置110为一测距装置，且所述测距装置110的结构和电路与第一实施例中类似，不同之处在于，测距装置110还包括蓝牙模块。本实施例中，所述测距装置110还包括显示装置和操作装置，在其余实施例中，测距装置110可以无需设置显示装置和操作装置。

手机120包括电池、控制器、存储器、天线，蓝牙模块、显示模块和操作装置，手机的具体工作原理在此不再详细描述，本实施例中，手机120的存储器中还有一测距应用程序（APP），使用者运行所述的测距应用程序，无线连接手机的蓝牙模块和测距装置的蓝牙模块，就可以通过在手机上控制所述测距装置的进行开机或测量等动作。

本实施例中的测距系统的使用方法，具体包括下列步骤，参考图16：

a) 启动手机中的测距应用程序，测距应用程序的操作界面如图17所示；

b)手机蓝牙模块开始搜索测距装置的蓝牙信号；

c)手机判断是否收到测距装置的应答信号，如果没有则继续步骤b)；

d）如果手机收到测距装置的应答信号，则判断手机和测距装置之间的连接建立，通过测距应用程序控制测距装置开机，测距装置处于待机状态；

e)测距装置判断待机时间是否大于等于5s，如果是则测距装置关机；

f）否则测距装置的待机时间小于5s，测距装置判断是否收到手机的控制命令，如果没有，继续保持待机状态，否则测距装置执行相应的动作，所述动作包括：测量、切换测量基准、切换测量单位等。

当然所述的动作执行完成后，还可以将动作执行结果通过测距装置本身的显示模块进行显示，也可以通过蓝牙模块将执行结果发送至手机的显示装置进行显示并进行后续处理，此处不加以限定。

本实施例中，在建立连接的过程中是通过手机的蓝牙模块去寻找测距装置的蓝牙信号，当然也可以反过来，利用测距装置的蓝牙模块去寻找手机的蓝牙信号，此处对此不再详细描述。

而且本实施例中，手机和测距装置之间是通过蓝牙模块来实现无线识别和连接，在其余实施例中，手机和测距装置之间也可以通过NFC来实现无线识别和连接，NFC和蓝牙的区别仅在于，NFC可以实现自动匹配、自动连接，而蓝牙需要手动进行匹配，本发明对此不加任何限定。

在本实施例中，所述的测量装置是一测距装置，在其他实施例中，测量装置可以是水平度测量装置、角度测量装置或其他测量工具，本发明对此不加限制。

综上所述，测量系统首先将智能终端和测量装置进行连接，然后通过智能终端对测量装置发送控制命令去控制测量装置执行相应的动作，如此测量装置上就可以不再设置按键和显示装置，而且测量装置将测量结果发送到智能终端后，可供后续处理，提高了测量结果的可应用性。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种激光测距仪，适于可拆卸的连接至一具有摄像头的手持式终端，其特征在于，其中激光测距仪还包括一反射镜，反射镜设置在所述激光测距仪的壳体内，且所述壳体上具有光线入射口和光线出射口，所述光线入射口和光线出射口分别位于反射镜入射光线一侧和出射光线一侧，且所述光线入射口与激光测距仪的接收透镜设置在激光测距仪的同一端面上，而所述光线出射口与所述摄像头的位置相适应；所述的壳体上还设置有一夹持元件，用于将所述激光测距仪可拆的连接至所述手持式终端。

2.根据权利要求1所述的激光测距仪，其特征在于，其中所述的反射镜与光线入射口所在轴线所形成的角度为40度～50度。

3.根据权利要求2所述的激光测距仪，其特征在于，其中所述角度为45度。

4.根据权利要求1所述的激光测距仪，其特征在于，其中所述夹持元件与壳体是一体成型。

5.根据权利要求1所述的激光测距仪，其特征在于，其中所述夹持元件是通过吸盘或黏胶连接至壳体。

6.根据权利要求1所述的激光测距仪，其特征在于，其中所述的反射镜光线入射口和光线出射口均设置有防尘元件。

7.根据权利要求1所述的激光测距仪，其特征在于，其中所述的接收透镜为一扁平透镜，且接收透镜的长轴和短轴的尺寸比例为1.1：1～5：1。

8.根据权利要求1所述的激光测距仪，其特征在于，其中所述激光测距仪还包括激光模组、光路支架、显示模块、电路板和电池，光路支架用于承载所述的激光模组和接收透镜，其中：所述端面的长边所在方向为激光测距仪的宽度方向，所述端面的短边所在方向为激光测距仪的高度方向，且显示模块是设置在光路支架的高度范围内。