CN203190964U

CN203190964U - 一种双向光路手持激光测距仪

Info

Publication number: CN203190964U
Application number: CN 201320216332
Authority: CN
Inventors: 孔戈; 徐忠昆; 廖望; 张翊; 孔繁伟; 陈宇
Original assignee: SHANGHAI ZHONGCAI ENGINEERING TESTING Co Ltd
Current assignee: SHANGHAI ZHONGCAI ENGINEERING TESTING Co Ltd
Priority date: 2013-04-25
Filing date: 2013-04-25
Publication date: 2013-09-11
Anticipated expiration: 2023-04-25

Abstract

本实用新型涉及一种双向光路手持激光测距仪，其包括激光发生器、第一分光片、依次连接的第二光电二极管和第二放大转换电路，还包括：与所述第一分光片垂直设置的第二分光片，其接收所述第一反射光线，并形成第二反射光线和第二透射光线，其中，所述第二反射光线与所述第一透射光线平行且传播方向相反，且该第二反射光线作为第二测距光线被外围第二目标物体表面漫反射后形成第二返回光线；第三光电二极管，其接收所述第二返回光线以形成第二测距信号；与所述第三光电二极管连接的第三放大转换电路，其放大所述第二测距信号并将其转换为数字模式。本实用新型在室内测距时，有效减小了测量误差，同时节省了测距人员的体力，加快了测量进度。

Description

一种双向光路手持激光测距仪

技术领域

本实用新型涉及一种双向光路手持激光测距仪。

背景技术

众所周知，手持激光测距仪广泛应用与房屋检测领域，尤其在房屋验收工作中，通常采用这种手持激光测距仪来测量房屋室内的各项数据，如房屋的墙体与墙体之间的距离、房间对角线的距离以及离地高度等。

现有的手持激光测距仪全部都是通过单方向发射激光来测量距离的，如图1所示，这种手持单向激光测距仪100’具体包括：数字频率合成器1’、激光发生器2’、分光片3’、第一光电二极管4’、第二光电二极管5’、第一放大转换电路6’、第二放大转换电路7’、数字相位监测器8’、单片机控制单元9’、LED显示单元10’和按键输入单元11’，其中，分光片3’是一种光学窗片，其表面镀有半透明的镜状膜，能将一束光线分解为两束或更多束光，分光片3’将部分入射光线的能量反射，吸收相对较小的一部分能量，并将其余的能量透射，分光片3’有着明显的中性颜色特性，由于分光片3’是以多层介电膜真空蒸镀而成，使用过程中薄膜对目标光线的吸收非常微小，因此，透射率与反射率的总和接近100%；在制作过程中，不同的介电膜厚度，对应不同的反射（穿透）率比例，常见的反射（穿透）率比例有3:7、5:5、7:3；在现有的手持激光测距仪常用的是反射率和透过率比例为5:5光片，简称为反射率50%分光片。

下面结合图2，以测量墙面A与墙面B之间的距离为例，对上述现有的单向激光测距仪100’的工作原理进行详细介绍：首先，将单向激光测距仪紧贴墙面A，测距人员通过按键输入单元11’向单片机控制单元9’输入启动指令信号；然后，单片机控制单元9’向数字频率合成器1’输出控制信号，从而由数字频率合成器1’触发激光发生器2’发射激光束，同时将一列正弦波加给该发出的激光束；该激光束作为入射光线a经由倾斜135°放置的分光片3’分光后分为两路光线：一路为与该入射光线a传播方向垂直的反射光线b，另一路为与该入射光线a传播方向一致的透射光线c（透射光线c的传播方向逆时针旋转135°后与分光片3’的倾斜方向重合），其中，反射光线b直接被第一光电二极管4’接收，作为参考信号，透射光线c作为测距光线c被墙面B漫反射后形成返回光线d，该返回光线d被第二光电二极管5’接收，形成测距信号；该参考信号和和测距信号分别经过第一放大转换电路6’和第二放大转换电路7’，从而将信号放大并使模拟信号转换为数字信号，随后输入数字相位监测器8’，通过该数字相位监测器8’计算获得该测距信号与参考信号的相位差，并将该相位差传输至单片机控制单元9’进行数据处理，单片机控制单元9’根据公式（该公式可根据图2所示的测量原理图得到）：距离=（测距光线c的长度+返回光线d的长度）/2+单向激光测距仪100’自身的长度，获得墙面A与墙面B之间的距离；最后，单片机控制单元9’将测量结果通过LED显示单元10’显示出来。

然而，上述传统的单向激光测距仪在进行室内测量工作时，存在以下缺陷：

1、在测量房屋各项数据时，必须把仪器底部紧贴地面或墙面，这就导致在使用过一段时间后，仪器底部有不可避免的磨损，从而造成数据误差。

2、在对房间对角线距离进行测量时，由于墙体存在90°夹角，无法做到将仪器紧贴墙角进行测量，从而造成数据误差。

3、在测量离地高度时，必须把仪器底部紧贴地面，这就必须迫使测量人员伏地或者长时间下蹲，从而极大消耗了测量人员的体力，例如，在大型楼宇进行测量工作时，由于层数多、房间多，而测量人员体力有限，因此，巨大的体力消耗会直接影响检测的效率。

由此可见，上述传统的单向激光测距仪在室内这样一个测量目标为墙体或者墙角的环境下，存在较大的使用局限，因此，目前需要对这种用于房屋验收工作的测距仪进行改进。

实用新型内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本实用新型旨在提供一种适用于室内测距的双向光路手持激光测距仪，以实现双向光路测距，从而达到减小测量误差和节省测距人员体力的目的。

本实用新型所述的一种双向光路手持激光测距仪，其包括：激光发生器、第一分光片以及依次连接的第二光电二极管和第二放大转换电路，其中，所述第一分光片接收所述激光发生器发出的第一入射光线，并形成第一反射光线以及第一透射光线，且该第一透射光线作为第一测距光线被外围第一目标物体表面漫反射后形成第一返回光线，所述第二光电二极管接收所述第一返回光线以形成第一测距信号，并通过所述第二放大转换电路放大所述第一测距信号并将其转换为数字模式，所述双向光路手持激光测距仪还包括：

与所述第一分光片垂直设置的第二分光片，其接收所述第一反射光线，并形成第二反射光线和第二透射光线，其中，所述第二反射光线与所述第一透射光线平行且传播方向相反，且该第二反射光线作为第二测距光线被外围第二目标物体表面漫反射后形成第二返回光线；

第一光电二极管，其接收所述第二透射光线以形成参考信号；

与所述第一光电二极管连接的第一放大转换电路，其放大所述参考信号并将其转换为数字模式；

第三光电二极管，其接收所述第二返回光线以形成第二测距信号；

与所述第三光电二极管连接的第三放大转换电路，其放大所述第二测距信号并将其转换为数字模式；

与所述第一至第三放大转换电路连接的数字相位监测器，其接收并根据所述数字模式的参考信号、第一测距信号和第二测距信号获得所述第一测距信号与参考信号的第一相位差以及所述第二测距信号与参考信号的第二相位差；以及

与所述数字相位监测器连接的单片机控制单元，其接收并根据所述第一相位差和第二相位差获得所述外围第一目标物体与外围第二目标物体之间的距离。

在上述的双向光路手持激光测距仪中，所述第一分光片沿将所述第一透射光线的传播方向逆时针旋转135°后所在的方向设置。

在上述的双向光路手持激光测距仪中，所述第二分光片沿将所述第二反射光线的传播方向逆时针旋转45°后所在的方向设置。

在上述的双向光路手持激光测距仪中，所述第一分光片的反射率为50%。

在上述的双向光路手持激光测距仪中，所述第二分光片的反射率为50%。

在上述的双向光路手持激光测距仪中，所述双向光路手持激光测距仪还包括连接在所述单片机控制单元与所述激光发生器之间的数字频率合成器。

在上述的双向光路手持激光测距仪中，所述双向光路手持激光测距仪还包括与所述单片机控制单元连接的LED显示单元。

在上述的双向光路手持激光测距仪中，所述双向光路手持激光测距仪还包括与所述单片机控制单元连接的按键输入单元。

由于采用了上述的技术解决方案，本实用新型通过设置与第一分光片垂直的第二分光片，从而将现有技术中直接传到第一光电二极管的第一反射光线进行再次的分离，并将形成的第二透射光线和第二反射光线分别传向第一光电二极管和外围第二目标物体，以形成新的参考信号以及与第一测距光线平行且传播方向相反的第二测距光线，进而实现了双向光路的同时发射，因此，在室内测距时，无需再将测距仪紧贴墙面或地面，避免了仪器磨损的情况，而且解决了测量房屋对角线距离时存在的问题，有效减小了测量误差，同时节省了测距人员的体力，加快了测量进度。

附图说明

图1是现有技术中单向激光测距仪的结构框图；

图2是现有技术中单向激光测距仪的测量原理图；

图3是本实用新型一种双向光路手持激光测距仪的结构框图；

图4是本实用新型的测量原理图。

具体实施方式

下面结合附图，给出本实用新型的较佳实施例，并予以详细描述。

如图3、图4所示，本实用新型，即一种双向光路手持激光测距仪100，其包括：数字频率合成器1、激光发生器2、第一分光片3、第二分光片4、第一光电二极管5、第二光电二极管6、第三光电二极管7、第一放大转换电路8、第二放大转换电路9、第三放大转换电路10、数字相位监测器11、单片机控制单元12、LED显示单元13和按键输入单元14，其中：

第一分光片3接收激光发生器2发出的第一入射光线a，并形成第一反射光线b以及第一透射光线c，且该第一透射光线c作为第一测距光线c被外围第一目标物体（在本实施例中，外围第一目标物体为墙面B）表面漫反射后形成第一返回光线d；在本实施例中，第一分光片3沿将第一透射光线c的传播方向逆时针旋转135°后所在的方向设置，且该第一分光片3的反射率为50%；

第二分光片4与第一分光片3垂直设置，其接收第一反射光线b（即，以第一反射光线b作为第二入射光线），并形成第二反射光线e和第二透射光线f，第二反射光线e与第一透射光线c平行且传播方向相反，且该第二反射光线e作为第二测距光线e被外围第二目标物体（在本实施例中，外围第一目标物体为墙面A）表面漫反射后形成第二返回光线g；在本实施例中，第二分光片4沿将第二反射光线e的传播方向逆时针旋转45°后所在的方向设置，且该第二分光片4的反射率为50%；

第一光电二极管5接收第二透射光线以形成参考信号；

第一放大转换电路8与第一光电二极管5连接，其放大参考信号并将其转换为数字模式；

第二光电二极管6接收第一返回光线d以形成第一测距信号；

第二放大转换电路9与第二光电二极管6连接，其放大第一测距信号并将其转换为数字模式；

第三光电二极管7接收第二返回光线g以形成第二测距信号；

第三放大转换电路10与第三光电二极管7连接，其放大第二测距信号并将其转换为数字模式；

数字相位监测器11与第一至第三放大转换电路8、9、10连接，其接收并根据数字模式的参考信号、第一测距信号和第二测距信号获得第一测距信号与参考信号的第一相位差以及第二测距信号与参考信号的第二相位差；

单片机控制单元12与数字频率合成器1、数字相位监测器11、LED显示单元13以及按键输入单元14连接，其一方面接收按键输入单元14输出的启动指令信号，并向数字频率合成器1输出控制信号，以使该数字频率合成器1触发激光发生器2发射激光束，同时将一列正弦波加给该发出的激光束，其另一方面接收并根据第一相位差和第二相位差获得外围第一目标物体与外围第二目标物体之间的距离，并通过LED显示单元13显示该距离；具体来说，单片机控制单元12根据公式（该公式可根据图4所示的测量原理图得到）：距离=（第一测距光线c的长度+第一返回光线d的长度+（第二测距光线e的长度-双向光路手持激光测距仪100自身的长度）+第二返回光线g）/2+双向光路手持激光测距仪100自身的长度，获得墙面A与墙面B之间的距离。

由上述描述可见，本实用新型的工作原理与现有的单向激光测距仪的工作原理基本相同，因此，此处不再赘述。

综上所述，由于本实用新型在两个目标物体之间形成了正反两个方向的测距光线，因此即使在仪器不紧贴墙面、墙角或地面时也能够测量到目标物体之间的距离，从而有效减小测量误差，节省测距人员的体力，提高测量效率。

以上所述的，仅为本实用新型的较佳实施例，并非用以限定本实用新型的范围，本实用新型的上述实施例还可以做出各种变化。即凡是依据本实用新型申请的权利要求书及说明书内容所作的简单、等效变化与修饰，皆落入本实用新型专利的权利要求保护范围。本实用新型未详尽描述的均为常规技术内容。

Claims

1.一种双向光路手持激光测距仪，其包括：激光发生器、第一分光片以及依次连接的第二光电二极管和第二放大转换电路，其中，所述第一分光片接收所述激光发生器发出的第一入射光线，并形成第一反射光线以及第一透射光线，且该第一透射光线作为第一测距光线被外围第一目标物体表面漫反射后形成第一返回光线，所述第二光电二极管接收所述第一返回光线以形成第一测距信号，并通过所述第二放大转换电路放大所述第一测距信号并将其转换为数字模式，其特征在于，所述双向光路手持激光测距仪还包括：

2.根据权利要求1所述的双向光路手持激光测距仪，其特征在于，所述第一分光片沿将所述第一透射光线的传播方向逆时针旋转135°后所在的方向设置。

3.根据权利要求1所述的双向光路手持激光测距仪，其特征在于，所述第二分光片沿将所述第二反射光线的传播方向逆时针旋转45°后所在的方向设置。

4.根据权利要求1或2所述的双向光路手持激光测距仪，其特征在于，所述第一分光片的反射率为50%。

5.根据权利要求1或3所述的双向光路手持激光测距仪，其特征在于，所述第二分光片的反射率为50%。

6.根据权利要求1、2或3所述的双向光路手持激光测距仪，其特征在于，所述双向光路手持激光测距仪还包括连接在所述单片机控制单元与所述激光发生器之间的数字频率合成器。

7.根据权利要求6所述的双向光路手持激光测距仪，其特征在于，所述双向光路手持激光测距仪还包括与所述单片机控制单元连接的LED显示单元。

8.根据权利要求6所述的双向光路手持激光测距仪，其特征在于，所述双向光路手持激光测距仪还包括与所述单片机控制单元连接的按键输入单元。