CN206649157U - 一种光路共轴手持激光测距仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种光路共轴手持激光测距仪，属于激光测距技术领域，可减小现有技术中手持激光测距仪的测量和显示误差，改善测量效果。该光路共轴手持激光测距仪包括一光电发射部分，用于通过一发射光源发射测量被测目标的测量信号；一光电接收部分，用于接收被测目标反射回的测量信号；一图像接收部分，用于接收被测目标的图像，所述光电发射部分的光路、所述光电接收部分的光路、所述图像接收部分的光路共轴。本实用新型所提供的光路共轴手持激光测距仪，实现了光电发射、光电接收、图像接收三轴合一，具有测量精度高、成像效果佳的优点。

Description

一种光路共轴手持激光测距仪

技术领域

本实用新型涉及激光测距技术领域，尤其涉及光电发射、光电接收、图像接收光路三轴合一的一种光路共轴手持激光测距仪。

背景技术

现有技术中的手持激光测距仪，绝大部分都采用光电发射光轴、光电接收光轴和图像接收光轴相互平行的结构。此类手持激光测距仪在近距离测量时，由于光学结构的不合理，测量点和瞄准点容易产生偏移误差。

此外，现有专利文献中还存在一些光电发射部分光轴和图像接收部分光轴共轴设置的手持激光测距仪，其通过光电发射部分的光轴和图像接收部分的光轴合一，以解决瞄准点与测量点的偏移问题。此类手持激光测距仪通常体积较小，因此，光电发射部分的准直物镜外径受限于整体较小体积，其结构的实现较难，即此类手持激光测距仪要么增大体积，要么效果不佳。同时，由于在准直物镜和发射光源之间需加上一片透反分光片，这使得发射能量大大减小，最理想要减小到25％，要想保证足够的发射能量就要增大发射功率，但是这样会增加了功耗。

有鉴于此，如何设计一种新的手持激光测距仪，以消除现有技术中的上述缺陷和不足，是业内相关技术人员亟待解决的一项课题。

实用新型内容

为了克服现有技术中的技术问题，本实用新型提供了一种测量精度高、成像效果佳的光路共轴手持激光测距仪。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型公开了一种光路共轴手持激光测距仪，包括一光电发射部分，用于通过一发射光源发射测量信号；一光电接收部分，用于接收被测目标反射回的测量信号；一图像接收部分，用于接收被测目标的图像，所述光电发射部分的光路、所述光电接收部分的光路、所述图像接收部分的光路共轴。

更进一步地，所述光电发射部分和所述光电接收部分共用一非球面物镜。

更进一步地，所述发射光源和所述非球面物镜之间具有一带孔反光镜，所述带孔反光镜与所述光电发射部分的光路之间具有一夹角。

更进一步地，所述夹角为45度。

更进一步地，所述光电接收部分还具有一光电接收器，所述光电接收器放置于所述带孔反光镜反射光路上，使所述光电接收器、所述带孔反光镜、所述非球面物镜位于所述光电接收部分的光路上。

更进一步地，所述图像接收部分位于所述非球面物镜远离所述发射光源的一侧，所述图像接收部分包括一光学分光器和一图像接收装置。

更进一步地，所述光学分光器为一复合五角棱镜或一透反分光片。

更进一步地，所述复合五角棱镜位于所述非球面物镜远离所述发射光源的一侧，用于将被测目标反射的可见光90度转射至所述图像接收装置。

更进一步地，所述透反分光片位于所述非球面物镜远离所述发射光源的一侧，所述透反分光片与所述光电发射部分的光路之间具有一夹角。

更进一步地，所述图像接收装置包括一CCD/COMS图像采集芯片和一图像接收物镜。

更进一步地，所述图像接收物镜用于改变图像显示的放大倍数。

更进一步地，所述图像接收装置包括一CCD/CMOS的摄像系统和一望远系统。

更进一步地，所述望远系统和/或所述CCD/CMOS的摄像系统用于改变图像显示的放大倍数。

与现有技术相比较，本实用新型所提供的技术方案具有以下优点：第一、解决了接收物镜在没有特殊结构情况下的测量误差，使得测量精度高；第二、通过图像接收部分光轴、光电接收部分光轴、光电发射部分光轴共轴设置，解决了现有技术中近距离显示误差，使得手持激光测距仪的测量精度高；第三、复合五角棱镜分光镀膜和透反分光片镀膜时透反比分配合理，使得手持激光测距仪的测量光的能量和显示光的能亮处在最佳状态。

附图说明

关于本实用新型的优点与精神可以通过以下的实用新型详述及所附图式得到进一步的了解。

图1是本实用新型所提供的光路共轴手持激光测距仪的第一实施例的结构示意图；

图2是本实用新型所提供的光路共轴手持激光测距仪的第二实施例的结构示意图；

图3是本实用新型所提供的光路共轴手持激光测距仪的第三实施例的结构示意图；

图4是本实用新型所提供的光路共轴手持激光测距仪的第四实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施例。然而，应当将本实用新型理解成并不局限于以下描述的这种实施方式，并且本实用新型的技术理念可以与其他公知技术或功能与那些公知技术相同的其他技术组合实施。

在以下具体实施例的说明中，为了清楚展示本实用新型的结构及工作方式，将借助诸多方向性词语进行描述，但是应当将“前”、“后”、“左”、“右”、“外”、“内”、“向外”、“向内”、“轴向”、“径向”等词语理解为方便用语，而不应当理解为限定性词语。

本实用新型的目的在于提供一种光路共轴手持激光测距仪，实现光电发射、光电接收、图像接收光轴的三轴合一，减小测量和显示误差，具有测量精度高、成像效果佳的技术效果。

下面结合附图1-4详细说明本实用新型的具体实施例子。

本实用新型所提供的光路共轴手持激光测距仪，包括光电发射部分，用于发射测量被测目标的测量信号；光电接收部分，用于接收被测目标反射回来的测量信号；图像接收部分，用于接收被测目标和测量信号点的图像；该光电发射部分、光电接收部分、图像接收部分的光路共轴设置。

其中，光电发射部分和光电接收部分共用一非球面物镜，非球面物镜设置在发射光源之前，在发射光源和非球面物镜之间设置有一带孔反光镜，该带孔反光镜与光电发射光轴成一夹角放置，光电接收器放置在带孔反光镜反射光路上，使光电接收器、带孔反光镜、非球面物镜在光电接收光轴上，光电发射和光电接收共轴。图像接收部分位于非球面物镜前面，包含光学分光器和图像接收装置。

实施例一

图1本实用新型所提供的光路共轴手持激光测距仪的第一实施例的结构示意图。如图1所示，本实用新型提供的光路共轴手持激光测距仪包括光电发射部分发射光源11，光电接收部分光电接收器12，带孔反光镜13，非球面物镜14，复合五角棱镜15，图像接收物镜16和图像接收器17。发射光源11发出的激光束通过带孔反光镜13的孔几乎全部投射到非球面物镜14上，通过非球面物镜14和复合五角棱镜15再投射到被测物体18上。从被测物体18反射或漫射来的光束通过复合五角棱镜15和非球面物镜14，经带孔反光镜13聚焦到光电接收器12上。带孔反光镜12和光轴具有一夹角，优选为45度。图像接收部分，从被测物体18反射或漫射来的光束通过复合五角棱镜15，一部分90度转射到图像接收物镜16上，再经图像接收物镜16聚焦到图像接收器17上，显示其测量点。图像接收器17可以为CCD/CMOS图像采集芯片。

为了保证测量时光电接收部分和图像接收部分有足够的能量，复合五角棱镜15镀膜时透反比具有合理分配，同时能消除杂散光的影响。带孔反光镜12的反射率大于99％。

实施例二

图2本实用新型所提供的光路共轴手持激光测距仪的第二实施例的结构示意图。如图2所示，本实用新型提供的光路共轴手持激光测距仪包括光电发射部分发射光源21，光电接收部分光电接收器22，带孔反光镜23，非球面物镜24，透反分光片25，图像接收物镜26和图像接收器27。发射光源21发出的激光束通过带孔反光镜23的孔几乎全部投射到非球面物镜24上，通过非球面物镜24和透反分光片25再投射到被测物体28上。从被测物体28反射或漫射来的光束通过透反分光片25和非球面物镜24，经带孔反光镜23聚焦到光电接收器22上。带孔反光镜23和光轴具有一夹角，优选为45度。图像接收部分，透反分光片25与发射、接收光轴有一夹角，优选为45度，从被测物体28反射或漫射来的光束通过透反分光片25，一部分转射到图像接收物镜26上，再经图像接收物镜26聚焦到图像接收器27上，显示测量位置。该图像接收器27可以为CCD/CMOS图像采集芯片。

为了保证测量时光电接收部分和图像接收部分有足够的能量，透反分光片25镀膜时透反比具有合理分配，同时能消除杂散光的影响。带孔反光镜23的反射率大于99％。

实施例三

图3本实用新型所提供的光路共轴手持激光测距仪的第三实施例的结构示意图。如图3所示，本实用新型提供的光路共轴手持激光测距仪包括光电发射部分发射光源31，光电接收部分光电接收器32，带孔反光镜33，非球面物镜34，复合五角棱镜35，望远系统36和基于CCD/CMOS的摄像系统37。发射光源31发出的激光束通过带孔反光镜33的孔几乎全部投射到非球面物镜34上，通过非球面物镜34和复合五角棱镜35再投射到被测物体38上。从被测物体38反射或漫射来的光束通过复合棱镜35和非球面物镜34，经带孔反光镜33聚焦到光电接收器32上。带孔反光镜33和光轴具有一夹角，优选为45度。图像显示部分，从被测物体38反射或漫射来的光束通过复合五角棱镜35，一部分90度转射到望远系统36上，再经望远系统36放大后入射到基于CCD/CMOS的摄像系统37中，显示测量位置。

为了保证测量时光电接收部分和图像接收部分有足够的能量，复合五角棱镜35镀膜时透反比具有合理分配，同时能消除杂散光的影响。带孔反光镜32的反射率大于99％。

此外，该望远系统36可以是伽利略望远，也可以是开普勒望远。该实施例中的摄像系统37可以省略，使用者可通过人眼在摄像系统37的位置直接观察测量目标。

实施例四

图4本实用新型所提供的光路共轴手持激光测距仪的第四实施例的结构示意图。如图4所示，本实用新型提供的光路共轴手持激光测距仪包括光电发射部分发射光源41，光电接收部分光电接收器42，带孔反光镜43，非球面物镜44，透反分光片45，望远系统46和基于CCD/CMOS的摄像系统47。发射光源41发出的激光束通过带孔反光镜43的孔几乎全部投射到非球面物镜44上，通过非球面物镜44和透反分光片45再投射到被测物体48上。从被测物体48反射或漫射来的光束通过透反分光片45和非球面物镜44，经带孔反光镜43聚焦到光电接收器42上。带孔反光镜43和光轴具有一夹角，优选为45度。

为了保证测量时光电接收部分和图像接收部分有足够的能量，透反分光片45镀膜时透反比具有合理分配，同时能消除杂散光的影响。带孔反光镜43的反射率大于99％。

此外，该望远系统46可以是伽利略望远，也可以是开普勒望远。该实施例中的摄像系统37可以省略，使用者可通过人眼在摄像系统47的位置直接观察测量目标。

本领域的普通技术人员应当知悉，现有技术中，在近距离测量时，由于接收光轴与发射光轴之间相距一定距离，测量信号经接收透镜聚焦后，聚焦的光点在接收透镜的焦点之外，由于光电接收器的感光面在接收透镜的焦点上，因此测量信号不能被光电接收器接收，测距仪在近距离测量时出现错误或误差。接收透镜的特殊结构可以改善近距离的测量，当测量信号经过接收透镜及特殊结构后，测量信号被改变聚焦位置或聚焦形状，使测量信号的光斑覆盖到光电接收器，测距仪正常测量。

如上述实施例一至四，本实用新型所提供的光路共轴手持激光测距仪，光电发射部分的光轴和光电接收部分的光轴共轴，解决了光电发射部分光轴和光电接收部分光轴在平行光轴结构中并且接收物镜没有特殊结构情况下易产生的测量误差。此外，由于图像接收部分光轴和光电发射部分光轴共一轴，发射的测量信号被反射回来后聚焦到透镜的焦点上，不存在光轴之间因为相距一定距离而产生的在近距离测量时测量信号不能聚焦到光轴上的问题，因而没有近距离显示误差。

本领域的普通技术人员应当知悉，通过选用不同的物镜或望远系统或摄像系统，可以得到不同的显示放大倍率。

与现有技术相比较，本实用新型所提供的光路共轴手持激光测距仪具有以下优点：第一、解决了接收物镜在没有特殊结构情况下的测量误差，使得测量精度高；第二、通过图像接收部分光轴、光电接收部分光轴、光电发射部分光轴共轴设置，解决了现有技术中近距离显示误差，使得手持激光测距仪的测量精度高；第三复合五角棱镜分光镀膜和透反分光片镀膜时透反比分配合理，使得手持激光测距仪的测量光的能量和显示光的能亮处在最佳状态。

如无特别说明，本文中出现的类似于“第一”、“第二”的限定语并非是指对时间顺序、数量、或者重要性的限定，而仅仅是为了将本技术方案中的一个技术特征与另一个技术特征相区分。同样地，本文中出现的类似于“一”的限定语并非是指对数量的限定，而是描述在前文中未曾出现的技术特征。同样地，本文中在数词前出现的类似于“大约”、“近似地”的修饰语通常包含本数，并且其具体的含义应当结合上下文意理解。同样地，除非是有特定的数量量词修饰的名词，否则在本文中应当视作即包含单数形式又包含复数形式，在该技术方案中即可以包括单数个该技术特征，也可以包括复数个该技术特征。

本说明书中所述的只是本实用新型的较佳具体实施例，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型的限制。凡本领域技术人员依本实用新型的构思通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在本实用新型的范围之内。

Claims (13)

1.一种光路共轴手持激光测距仪，包括一光电发射部分，用于通过一发射光源发射测量信号；一光电接收部分，用于接收被测目标反射回的测量信号；一图像接收部分，用于接收被测目标的图像，其特征在于，所述光电发射部分的光路、所述光电接收部分的光路、所述图像接收部分的光路共轴。

2.如权利要求1所述的光路共轴手持激光测距仪，其特征在于，所述光电发射部分和所述光电接收部分共用一非球面物镜。

3.如权利要求2所述的光路共轴手持激光测距仪，其特征在于，所述发射光源和所述非球面物镜之间具有一带孔反光镜，所述带孔反光镜与所述光电发射部分的光路之间具有一夹角。

4.如权利要求3所述的光路共轴手持激光测距仪，其特征在于，所述夹角为45度。

5.如权利要求3或4所述的光路共轴手持激光测距仪，其特征在于，所述光电接收部分还具有一光电接收器，所述光电接收器放置于所述带孔反光镜反射光路上，使所述光电接收器、所述带孔反光镜、所述非球面物镜位于所述光电接收部分的光路上。

6.如权利要求2所述的光路共轴手持激光测距仪，其特征在于，所述图像接收部分位于所述非球面物镜远离所述发射光源的一侧，所述图像接收部分包括一光学分光器和一图像接收装置。

7.如权利要求6所述的光路共轴手持激光测距仪，其特征在于，所述光学分光器为一复合五角棱镜或一透反分光片。

8.如权利要求7所述的光路共轴手持激光测距仪，其特征在于，所述复合五角棱镜位于所述非球面物镜远离所述发射光源的一侧，用于将被测目标反射的可见光90度转射至所述图像接收装置。

9.如权利要求7所述的光路共轴手持激光测距仪，其特征在于，所述透反分光片位于所述非球面物镜远离所述发射光源的一侧，所述透反分光片与所述光电发射部分的光路之间具有一夹角。

10.如权利要求6所述的光路共轴手持激光测距仪，其特征在于，所述图像接收装置包括一CCD/COMS图像采集芯片和一图像接收物镜。

11.如权利要求10所述的光路共轴手持激光测距仪，其特征在于，所述图像接收物镜用于改变图像显示的放大倍数。

12.如权利要求6所述的光路共轴手持激光测距仪，其特征在于，所述图像接收装置包括一CCD/CMOS的摄像系统和一望远系统。

13.如权利要求12所述的光路共轴手持激光测距仪，其特征在于，所述望远系统和/或所述CCD/CMOS的摄像系统用于改变图像显示的放大倍数。