CN1837850A - 光接收器消除同轴内面反射信号的方法及其光电系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种光接收器消除同轴内面反射信号的方法及其光电系统，其中该方法是对光接收器的光接收电路进行了改进，该光接收器的光接收电路至少包括有：一感光元件、一波形整形电路及一减法器，其中感光元件是用来将感测到的由目标物反射回来的测距信号及由于激光瞄准器的同轴内面反射而引起的内面反射信号转变成一电流信号输出；波形整形电路是用来对感光元件所输出的电流信号进行处理，并输出一个代表激光瞄准器的内面反射信号的第一电子信号；及减法器是用来接收电流信号及第一电子信号，并输出第二电子信号，这样可以消除电流信号中所含的激光瞄准器的同轴内面反射信号。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种光接收器消除同轴内面反射信号的方法及其光电系统，尤指一种适用于激光瞄准器的测距系统并对该激光瞄准器的测距用的光接收电路进行改进以消除同轴内面反射信号的方法及运用该方法的激光瞄准器。
【背景技术】
现有的激光瞄准器的基本光学系统主要包括有物镜、目镜、正立系统、激光发射器、激光发射棱镜、激光接收器及激光接收棱镜等，详细内容可参阅美国专利第5,771,623号。激光测距的基本原理是：由激光发射器朝着目标物发射出一激光脉冲光波，当该激光脉冲光波经过目标物的反射之后将被一激光接收器所接收，通过比较激光脉冲光波的发射时间与接收时间，并经过运算即可得出该激光瞄准器与目标物之间的距离。
请参图1所示的一般激光瞄准器的测距系统90的发射光路91与接收光路92的示意图，发射光路91是由光发射器93发出测距光束，该测距光束将透过发射棱镜94及对物镜片95至目标物；而接收光路92是由目标物反射回来的光束经过对物镜片95及发射棱镜94之后，透过接收棱镜96到达光接收器97。但是，因该测距系统的发射光路91与接收光路92是共轴的关系，所以在发射光路91所行进的路线上会有内面反射现象，例如当激光束打在镜片95上将会产生内面反射，且其内面反射信号也会被光接收器97所接收，从而对电路系统造成干扰，特别是，当处于近距离量测时，由于被目标物反射回来的信号及由内面反射产生的信号都很强烈，使得光接收器97的感光元件(未图示)产生的电流振幅过大，而导致光接收器的接收电路发生过饱和的现象，从而造成该激光瞄准器无法进行近距离量测。
【发明内容】
本发明的第一目的在于提供一种光接收器消除同轴内面反射信号的方法，其可以提高光接收器的信号接收能力。
本发明的第二目的在于提供一种激光瞄准器的测距系统的信号处理方法，其可以消除同轴内面反射的信号，从而使得激光瞄准器的近距离测量不再受其同轴内面反射的影响。
本发明的第三目的在于提供一种运用了消除同轴内面反射信号的方法的光电系统，该光电系统可以有效的避免同轴内面反射对测距系统的干扰。
依据本发明的上述目的，本发明提供一种光接收器消除同轴内面反射信号的方法及其光电系统，其中所述的方法主要是对光接收器的光接收电路进行了改进，以适用于激光瞄准器的测距系统，该光接收器的光接收电路至少包括有：一感光元件、一波形整形电路及一减法器，其中感光元件是用来将感测到的由目标物反射回来的测距信号及由于激光瞄准器的同轴内面反射而引起的同轴内面反射信号转变成一电流信号输出；波形整形电路是用来对感光元件所输出的电流信号进行处理，并输出一个代表激光瞄准器的同轴内面反射信号的第一电子信号；及减法器是用来接收由感光元件输出的电流信号及由波形整形电路输出的第一电子信号，并将电流信号与第一电子信号相减，而输出第二电子信号，这样可以消除电流信号中所含的激光瞄准器的同轴内面反射信号。
上述感光元件是采用光电二极管。
由上述减法器输出的第二电子信号还要输入一主放大器中，该主放大器可以用来将微信号进行放大，以提高接收能力；也可以先进入一转阻放大器中，将该第二电子信号转换成电压信号，然后再输入主放大器中，并将电压信号放大后输出。
由上述减法器输出的第二电子信号也可以直接进入一转换器中，用来将模拟信号转换成数字信号，以供微处理单元进行运算。
相较于现有技术，本发明的光接收器是对其光接收电路进行改进，即通过增加一波形整形电路及一减法器对接收信号进行处理，以消除接收信号中所含的同轴内面反射信号，从而使得激光瞄准器的近距离测量不再受其同轴内面反射的影响，并明显提高光接收器的信号接收能力。
【附图说明】
图1是现有的激光瞄准器的测距系统的发射光路与接收光路的示意图。
图2是本发明光接收器的光接收电路方块图。
【具体实施方式】
本发明的一个较佳实施方式是应用在激光瞄准器的测距系统中，其中该激光瞄准器的测距系统的光学系统的基本架构也如同图1所示的一般激光瞄准器的测距系统90，其具有一发射光路91及一接收光路92，其中发射光路91主要包括有光发射器93、发射棱镜94及对物镜片95；接收光路92主要包括有对物镜片95、接收棱镜96及光接收器97。
本发明激光瞄准器的测距系统与现有激光瞄准器的测距系统的不同之处在于：本发明光接收器的光接收电路可以消除同轴内面反射信号。
请参图2所示，本发明光接收器97的光接收电路10至少包括有一感光元件11、一波形整形电路12及一减法器13，其中感光元件11可以采用光电二极管，例如崩溃光电二极管(Avalanche Photoelectric Diode，APD)，用来将感测到的光信号转变成一电流信号I输出，该感光元件11与现有技术相同之处是：由该感光元件11所感测到的光信号包括有由目标物反射回来的测距信号及由于激光瞄准器的同轴内面反射而引起的同轴内面反射信号，而不同之处是：由该感光元件11所输出的电流信号I还要输入一波形整形电路12及一减法器13中。所述波形整形电路12可以对所输入的电流信号I进行处理并输出一个与激光瞄准器的同轴内面反射信号相当的第一电子信号I1；减法器13上的输入端是分别连接于感光元件11及波形整形电路12，用来接收由感光元件11输出的电流信号I及由波形整形电路12输出的第一电子信号I1，并将电流信号I与第一电子信号I1相减，最后输出一个代表测距信号的第二电子信号I2，通过这种方式可以消除电流信号中所含的激光瞄准器的同轴内面反射信号。
由上述光接收电路10处理并输出的第二电子信号I2将进入测距系统的后续电路中，以供运算。例如，其可以选择输入一主放大器14中，用来将信号进行放大，以提高接收能力；也可以输入一转阻放大器(未图示)中，将该第二电子信号I2转换成电压信号，然后再输入所述的主放大器14中，并将电压信号放大后输出；或者该第二电子信号I2也可以直接输入一转换器(未图示)中，用来将模拟信号转换成数字信号，以供微处理单元(未图示)进行运算。
Claims (16)
1.一种光接收器消除同轴内面反射信号的方法，其主要是对光接收器的光接收电路进行了改进，该光接收器的光接收电路至少需提供一感光元件，该感光元件是用来将感测到的由目标物反射回来的测距光信号及由于同轴内面反射而引起的同轴内面光反射信号转变成一电子信号；其特征在于：在光接收器的光接收电路中还需要提供一波形整形电路及一减法电路，其中波形整形电路是用来对所述的感光元件所输出的电子信号进行处理，并输出一个代表同轴内面光反射信号的第一电子信号；而减法电路是用来接收由感光元件输出的电子信号及由波形整形电路输出的第一电子信号，并将电子信号与第一电子信号相减，而输出第二电子信号，这样就可以消除电子信号中所含的同轴内面光反射信号。
2.如权利要求1所述的光接收器消除同轴内面反射信号的方法，其特征在于：所提供的感光元件是光电二极管。
3.如权利要求1所述的光接收器消除同轴内面反射信号的方法，其特征在于：所提供的减法电路是一个减法器，且其输出的第二电子信号还要输入一放大器中。
4.如权利要求1所述的光接收器消除同轴内面反射信号的方法，其特征在于：由减法电路输出的第二电子信号还要输入一转阻放大器中。
5.如权利要求1所述的光接收器消除同轴内面反射信号的方法，其特征在于：由减法电路输出的第二电子信号还要输入一模拟/数字转换器中。
6.一种运用如权利要求1所述的光接收器消除同轴内面反射信号的方法的光电系统。
7.一种激光瞄准器的测距系统的信号处理方法，该方法包括有：步骤(1)是测距系统发出一测距光束至目标物；步骤(2)由目标物反射回来的测距光束返回至测距系统；步骤(3)是提供一感光元件，该感光元件可以接收到至少包含测距光束在内的光信号，并将这些光信号转换为电子信号；其特征在于：由感光元件输出的电子信号将通过步骤(4)及步骤(5)来处理，其中步骤(4)是提供一波形整形电路，用来对感光元件所输出的电子信号进行处理，并输出一个代表不含测距信号的噪声信号；及步骤(5)是提供一减法电路，用来接收由感光元件输出的电子信号及由波形整形电路输出的噪声信号，并将电子信号与噪声信号相减，而输出一个代表由目标物反射回来的测距光束的测距信号，这样可以消除电子信号中所含的噪声信号。
8.如权利要求7所述的激光瞄准器的测距系统的信号处理方法，其特征在于：测距系统至少包括有一光发射器及一光接收器，测距光束是由测距系统的光发射器发出的，并最终被光接收器所接收。
9.如权利要求8所述的激光瞄准器的测距系统的信号处理方法，其特征在于：由光发射器所发射的测距光束还要透过一发射棱镜及一对物镜片才能到达目标物，且在发射光路中会有内面反射的产生。
10.如权利要求9所述的激光瞄准器的测距系统的信号处理方法，其特征在于：由目标物反射回来的测距光束还要先经过一对物镜片及一发射棱镜之后，并透过一接收棱镜才能到达一光接收器。
11.如权利要求9所述的激光瞄准器的测距系统的信号处理方法，其特征在于：在发射光路中所产生的内面反射信号也将会被光接收器所接收。
12.如权利要求11所述的激光瞄准器的测距系统的信号处理方法，其特征在于：所述的感光元件、波形整形电路及减法电路构成了光接收器的光接收电路，这样可消除内面反射信号。
13.如权利要求11所述的激光瞄准器的测距系统的信号处理方法，其特征在于：光接收器的光接收电路还包括有一放大器，用来放大由减法电路输出的测距信号。
14.如权利要求11所述的激光瞄准器的测距系统的信号处理方法，其特征在于：光接收器的光接收电路还包括有一转阻放大器，可以将由减法电路输出的测距信号转换成电压信号。
15.如权利要求11所述的激光瞄准器的测距系统的信号处理方法，其特征在于：光接收器的光接收电路还包括有一转换器，可以将由减法电路输出的测距信号转换成数字信号。
16.如权利要求13至15中任意一项所述的激光瞄准器的测距系统的信号处理方法，其特征在于：光接收电路还包括有一微处理单元，用来计算激光瞄准器与目标物之间的距离。
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