CN205067745U - 一种激光测距仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种激光测距仪，包括激光发射模块、发射准直透镜、接收模块、滤波片以及接收透镜；发射准直透镜设置在激光发射模块的发射光路上，其将激光发射模块发射的激光光束准直成平行光；接收透镜、滤波片依序设置于接收模块的接收光路上，滤波片将接收透镜接收的光信号进行滤波后输入接收模块；还包括电控可调光阑和光阑控制模块，二者电连接；电控可调光阑设置在发射准直透镜的发射光路上，光阑控制模块与接收模块电连接，其根据接收模块接收到的光信号强度调节电控可调光阑的通光孔的大小。本实用新型可根据不同的测量距离灵活调节出射光斑的大小，实现不同测量距离下的目标距离测量精度的优化。

Description

一种激光测距仪

技术领域

本实用新型属于激光测控装置领域，具体涉及一种激光测距仪。

背景技术

激光测距仪是利用激光对目标的距离进行精确测量的设备，其工作原理是：激光测距仪向目标发射一束激光，目标反射一定的激光能量，通过计时器获得激光光束从发射到接收的时间，结合光束进行计算，从而得到目标的距离。

激光测距仪的基本构成已经公知，一般包括：激光信号发射部分、光信号接收部分，信号处理部分、机械结构部分。激光信号发射部分主要由半导体脉冲激光发射器、准直透镜组成；光信号接收部分主要由聚焦透镜、滤光片、光电雪崩二极管(APD)组成；信号处理部分主要由控制电路、处理软件及算法等组成；机械结构部分主要由机械外壳、固定件等组成。

现有技术中，激光测距仪的光信号发射部分设计一经确定，出射光斑的大小及发散角也随之确定，不能再进行灵活的调整。通过自然表面漫反射时，激光测距仪的距离测量范围约0.5m至500m，且不同距离对应不同的光斑大小。在实际应用时，激光测距仪会应用在不同的场景，不同的场景对应不同的测量距离。而且，在目标处的光斑大小决定了目标处的距离测量精度，在保证返回光功率可以满足测量的前提下，应根据不同的测量距离灵活调节不同的光斑大小，将目标处的距离测量精度优化到最佳值。但是目前的激光测距仪不能灵活调节出射光斑的大小，无法实现不同测量距离下的目标距离测量精度的优化。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提出一种激光测距仪，可以根据不同的测量距离灵活调节出射光斑的大小，实现不同测量距离下的目标距离测量精度的优化。

为了实现上述目的，本实用新型提出的激光测距仪包括激光发射模块、发射准直透镜、接收模块、滤波片以及接收透镜；所述发射准直透镜设置在所述激光发射模块的发射光路上，其将激光发射模块发射的激光光束准直成平行光；所述接收透镜、滤波片依序设置于所述接收模块的接收光路上，所述滤波片将接收透镜接收的光信号进行滤波后输入所述接收模块；所述激光测距仪还包括电控可调光阑和光阑控制模块，二者电连接；所述电控可调光阑设置在所述发射准直透镜的发射光路上，所述光阑控制模块与所述接收模块电连接，其根据所述接收模块接收到的光信号强度调节所述电控可调光阑的通光孔的大小。

在本实用新型的进一步优选方案中，所述激光发射模块包括脉冲激光发射器和光信号发射处理器，二者电连接。

在本实用新型的进一步优选方案中，所述接收模块包括APD接收探测器和光信号接收处理器，二者电连接。

在本实用新型的进一步优选方案中，所述光阑控制模块包括光阑调节器和光信号强度参考单元，二者电连接；所述光信号强度参考单元设置有光信号强度阈值，其将所述接收模块接收到的光信号强度与所述光信号强度阈值进行比较，所述光阑调节器根据比较结果所述电控可调光阑的通光孔的大小。

在本实用新型的进一步优选方案中，所述电控可调光阑的通光孔的最大孔径大于所述发射准直透镜的外径。

在本实用新型的进一步优选方案中，所述电控可调光阑的通光孔形状为圆形或矩形。

在本实用新型的进一步优选方案中，所述滤波片为窄带滤波片。

本实用新型提出的一种激光测距仪设有电控可调光阑和光阑控制模块，所述光阑控制模块可根据所述接收模块接收到的光信号强度调节所述电控可调光阑的通光孔的大小，因而其具有以下有益效果：接收模块接收到的光信号强度较大时，光阑控制模块可将电控可调光阑的通光孔调小，以减少测量目标处光斑的大小，提高目标处的测量距离分辨率；接收模块接收到的光信号强度较小时，光阑控制模块可将电控可调光阑的通光孔调大，以增大测量目标处光斑的大小，从而可以测量到更远处的目标；因此，本实用新型可根据不同的测量距离灵活调节出射光斑的大小，实现不同测量距离下的目标距离测量精度的优化。

附图说明

图1是实施例提出的激光测距仪的结构原理示意图。

图2是实施例中目标处的光斑大小随电控可调光阑的通光孔大小而变化的示意图。

图3是实施例中电控可调光阑的通光孔形状分别为圆形和矩形时的两种结构示意图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合附图以及实施例对本实用新型进行进一步描述。

请参阅图1，本实施例提出的一种激光测距仪，包括激光发射模块10、发射准直透镜20、接收模块30、滤波片40以及接收透镜50；所述发射准直透镜20设置在所述激光发射模块10的发射光路上，其将激光发射模块10发射的激光光束准直成平行光；所述接收透镜50、滤波片40依序设置于所述接收模块30的接收光路上，所述滤波片40将接收透镜50接收的光信号进行滤波后输入所述接收模块30；所述激光测距仪还包括电控可调光阑60和光阑控制模块70，二者电连接；所述电控可调光阑60设置在所述发射准直透镜20的发射光路上，所述光阑控制模块70与所述接收模块50电连接，其根据所述接收模块50接收到的光信号强度调节所述电控可调光阑60的通光孔的大小。

本实施例中，激光发射模块10可具体包括脉冲激光发射器11和光信号发射处理器12，二者电连接；其中，脉冲激光发射器11用于发射激光光束，光信号发射处理器12主要包括发射激光光束的控制电路。

所述发射准直透镜20将脉冲激光发射器11发射的激光光束准直成平行光，该平行光通过电控可调光阑60的通光孔发射至目标处；目标处的物体反射光信号至接收透镜50进行聚焦，聚焦后的光信号经滤波片40进行滤波后传输至接收模块30；其中，所述滤波片40具体可指窄带滤波片，其主要用于滤掉杂散波长的干扰信号。

所述接收模块30可具体包括APD接收探测器31和光信号接收处理器32，二者电连接；其中，APD接收探测器31主要用于将滤波片40滤波后的光信号转换成电信号，并输入至光信号接收处理器32，光信号接收处理器32将光信号传输至光阑控制模块70。

所述光阑控制模块70具体可包括光阑调节器71和光信号强度参考单元72，二者电连接；所述光信号强度参考单元72设置有光信号强度阈值，其将所述接收模块30接收到的光信号强度与所述光信号强度阈值进行比较，所述光阑调节器71根据比较结果所述电控可调光阑60的通光孔的大小，请参阅图2(图2中左侧为电控可调光阑60，右侧为目标处的光斑)，具体包括：若接收模块接收到的光信号强度大于所述光信号强度阈值，则光阑调节器71将电控可调光阑60的通光孔调小，以减少测量目标处光斑的大小，提高目标处的测量距离分辨率；若接收模块接收到的光信号强度小于所述光信号强度阈值，则光阑调节器71将电控可调光阑60的通光孔调大，以增大测量目标处光斑的大小，从而可以测量到更远处的目标；以此实现不同测量距离下的目标距离测量精度的优化。

此外，所述电控可调光阑60的通光孔的最大孔径优选大于所述发射准直透镜20的外径，以确保其最大孔径能够容纳所有由发射准直透镜20准直后形成的平行光，并且所述电控可调光阑60的通光孔形状可以是如图3所示的圆形或矩形，也可以是其他任意合适的形状。

综上所述，本实施例可根据目标处返回的光信号强度(也即光能量值)，灵活调节电控可调光阑的通光孔的大小，从而优化目标处光斑的大小，提升目标处距离测量的分辨率，在测量距离和目标分辨大小两个参数之间找到最合适的优化组合，可适用在不同的激光测距场合中。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种激光测距仪，包括激光发射模块、发射准直透镜、接收模块、滤波片以及接收透镜；所述发射准直透镜设置在所述激光发射模块的发射光路上，其将激光发射模块发射的激光光束准直成平行光；所述接收透镜、滤波片依序设置于所述接收模块的接收光路上，所述滤波片将接收透镜接收的光信号进行滤波后输入所述接收模块；其特征在于，还包括电控可调光阑和光阑控制模块，二者电连接；所述电控可调光阑设置在所述发射准直透镜的发射光路上，所述光阑控制模块与所述接收模块电连接，其根据所述接收模块接收到的光信号强度调节所述电控可调光阑的通光孔的大小。

2.根据权利要求1所述的激光测距仪，其特征在于，所述激光发射模块包括脉冲激光发射器和光信号发射处理器，二者电连接。

3.根据权利要求2所述的激光测距仪，其特征在于，所述接收模块包括APD接收探测器和光信号接收处理器，二者电连接。

4.根据权利要求3所述的激光测距仪，其特征在于，所述光阑控制模块包括光阑调节器和光信号强度参考单元，二者电连接；所述光信号强度参考单元设置有光信号强度阈值，其将所述接收模块接收到的光信号强度与所述光信号强度阈值进行比较，所述光阑调节器根据比较结果所述电控可调光阑的通光孔的大小。

5.根据权利要求1至4任一项所述的激光测距仪，其特征在于，所述电控可调光阑的通光孔的最大孔径大于所述发射准直透镜的外径。

6.根据权利要求5所述的激光测距仪，其特征在于，所述电控可调光阑的通光孔形状为圆形或矩形。

7.根据权利要求5所述的激光测距仪，其特征在于，所述滤波片为窄带滤波片。