CN206671543U - 相位式激光测距仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种相位式激光测距仪，包括主控模块和电源模块，主控模块包括激光发射器、雪崩管、镜片组、温度传感器、控制芯片、偏置电压调整电路、存储模块，激光发射器与控制芯片连接，激光发射器用于发送激光信号至被测目标，激光发射器和雪崩管通过镜片组相连，雪崩管用于接收镜片组反射的激光回波信号并转换成载波信号发送至控制芯片，温度传感器与控制芯片连接，控制芯片与偏置电压调整电路连接，存储模块与控制芯片连接。本实用新型提供的一种相位式激光测距仪，通过利用温度特性快速响应雪崩管的偏置电压，无需做闭环的信号检测反复调整，能一次达到电压要求，加快开机启动速度，可以自动存储数据，减少工作量，提高了工作效率。

Description

相位式激光测距仪

技术领域

本实用新型涉及激光测距技术领域，尤其是涉及一种激光测距装置仪器。

背景技术

激光测距仪是一种使用激光作为探测波束，测量反射面距离发射点绝对距离的长度测量仪器。激光测距具有非接触测量、测量精确度高、分辨率高、抗干扰能力强、体积小和重量轻等一系列的优点，在各种测量行业中得到了广泛的应用，无论是在军事领域，还是在科学试验、施工生产、基础建设等方面，都起着重要的作用。

其中激光测距仪中包括雪崩管，雪崩管具有温度特性，在不同温度下雪崩管对应的偏置电压不同，不正确的偏置电压会影响接收信号的放大倍数，信号太弱则会检测不到，太强会满偏，都会使得系统无法正常工作。所以测距仪每次开机的测量之前先要调整雪崩管的偏置电压，并且利用闭环反馈系统检测回收的信号是否在正常值的范围之内，如果未达标准需要不断重复上一步骤。这个调整过程非常耗费时间，在调整好之前不能正常使用，使用体验不好且工作效率不高。

发明内容

本实用新型的主要目的是提供一种工作效率高且极大加快开机启动速度的一种相位式激光测距仪。

为实现上述的主要目的，本实用新型提供的一种相位式激光测距仪，包括主控模块和电源模块，电源模块向主控模块输出电能，主控模块包括激光发射器、雪崩管、镜片组、温度传感器、控制芯片、偏置电压调整电路、存储模块，激光发射器与控制芯片连接，激光发射器用于发送激光信号至被测目标，镜片组用于激光信号在被测目标反射后形成的反射信号，激光发射器和雪崩管通过镜片组相连，雪崩管用于接收所述镜片组反射的激光回波信号，并将激光回波信号转换成载波信号，将载波信号发送至控制芯片，温度传感器与控制芯片的一个引脚连接，控制芯片与偏置电压调整电路连接，存储模块与控制芯片连接。

可见，由于本实用新型提供的一种相位式激光测距仪不需要做闭环信号的信号检测反复调整，可以一次达到电压要求，大大提高工作效率。

进一步的方案是，镜片组包括物镜和棱镜组，物镜发射所述激光信号至棱镜组，棱镜组包括至少两个棱镜，棱镜之间胶合连接。

更进一步的方案是，温度传感器包括热敏电阻，热敏电阻与雪崩管邻接，热敏电阻发送模拟电压信号至控制芯片。

更进一步的方案是，控制芯片发送数字电压信号至偏置电压调整电路，偏置电压调整电路发送工作偏置电压信号至雪崩管。

更进一步的方案是，主控模块还包括功能操作模块，功能操作模块与控制芯片连接，控制芯片发送控制操作信号至功能操作模块。

更进一步的方案是，主控模块还包括显示模块，显示模块与控制芯片连接，控制芯片发送显示信号至显示模块，显示模块实时显示出装置的用电状况和被测目标的位置信息。

更进一步的方案是，主控模块还包括电量检测电路，电量检测电路获取电源模块的电量信息。

更进一步的方案是，雪崩管包括雪崩光电二极管和滤波放大电路，雪崩光电二极管的第一端与偏置电压调整电路连接，雪崩光电二极管的第二端与滤波放大电路连接。

由此可见，本实用新型所提供的一种相位式激光测距仪，可以通过利用温度特性快速响应雪崩管的偏置电压，无需做闭环的信号检测反复调整，能一次达到电压要求，极大加快开机启动速度，又可以自动调用记忆在该实用新型存储模块中的数据列表，操作步骤不再繁琐，能减少工作量，大大提高了工作效率。

附图说明

图1是本实用新型相位式激光测距仪实施例的电路原理框图。

图2是本实用新型相位式激光测距仪实施例中温度传感器的电路原理图。

图3是本实用新型相位式激光测距仪实施例的电路原理图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

本实用新型提供的相位式激光测距仪应用在激光测距技术行业中，并且该相位式激光测距仪是可以利用温度特性快速响应雪崩管的偏置电压，无需做闭环的信号检测反复调整，可以一次达到电压的要求，极大加快了考级启动的速度，相比起传统的激光测距装置，本实用新型提供的相位式激光测距仪大大提高了工作效率。

参见图1至图3，本实用新型的相位式激光测距仪包括主控模块60和电源模块50，电源模块50向主控模块60输出电能，主控模块60包括激光发射器11、雪崩管10、镜片组12、温度传感器20、控制芯片30、偏置电压调整电路40、存储模块31，激光发射器11与控制芯片30连接，激光发射器11用于发送激光信号至被测目标，镜片组12用于接收激光发射器11发出的激光信号，激光发射器11和雪崩管10通过镜片组12相连，雪崩管10用于接收镜片组12反射回来的微弱的激光回波信号，雪崩管10包括雪崩光电二极管42和滤波放大电路41，雪崩光电二极管42的第一端与偏置电压调整电路40连接，雪崩光电二极管42的第二端与滤波放大电路41连接，在本实施例中，通过雪崩光电二极管42将该激光回波信号转换成电压信号，并由滤波放大电路41经过滤波放大后将此电压信号转换成载波信号，将载波信号发送至控制芯片30，温度传感器20与所述控制芯片30的一个引脚连接，控制芯片30与偏置电压调整电路40连接，存储模块31与控制芯片30连接。

在本实施例中，当电源模块50处于工作状态时，电源模块50向本实用新型相位式激光测距仪的主控模块60输出电能，控制芯片30通过向激光发射器11发送控制信号，把周期震荡的信号加载在激光发射器11上，并通过激光发射器11发射出去，当发射出去的激光信号遇到被测目标后发射回来，反射回来的激光回波信号会经过镜片组12聚拢后进入具有较小接收端面积的雪崩管10，经过雪崩管10带通滤波放大后，发出载波信号被控制芯片30采集并用相位分析算法计算相位的偏移量，换算成被测目标的距离，既可以提高反射光的接受率，又可以提高计算精度。

镜片组12包括物镜和棱镜组，物镜发射激光信号至棱镜组，棱镜组包括至少两个棱镜，棱镜之间胶合连接，棱镜的胶合面镀有分光膜，棱镜的接收物镜发射的激光的入射面镀有增透膜，可保证激光进入雪崩管10的进入率和准确率，使激光聚集更加集中，从而提高测量数据的计算精度。

在本实施例中，温度传感器20包括热敏电阻21，热敏电阻21与控制芯片30连接，并与雪崩管10邻接，热敏电阻21可以感知雪崩管10周围的温度，通过测量与雪崩管10邻接的热敏电阻21，热敏电阻21发送模拟电压信号给控制芯片30，控制芯片30获取热敏电阻21的电压信号，通过A/D转换将模拟电压信号转换成数字电压信号，控制芯片30发送数字电压信号给偏置电压调整电路40，偏置电压调整电路40发送工作偏置电压信号给雪崩管10，在本实施例中，通过这样的方案可换算成雪崩管10在该温度点的工作偏置电压，无需做闭环的信号检测反复调整，一次达到电压要求，极大加快开机启动速度。

由于雪崩管10的温度特性曲线每个器件都有差别，主控模块60还包括存储模块31，存储模块31与控制芯片30连接，存储模块31包括存储芯片，针对每个单独的雪崩管10，通过温度传感器20可以提前测量出温度换算到电压对应的数据，即雪崩管10的工作偏置电压，然后把数据列表记忆在产品的存储模块31中，当本实用新型相位式激光测距仪实际使用时，可以通过控制芯片30向存储模块31发送调用控制信号，来自动调用每个单独的雪崩管10对应的工作偏置电压的数据。

在本实施例中，主控模块60还包括功能操作模块34，控制芯片30发送控制操作信号至功能操作模块34，用户可以通过功能操作模块34来根据自己的实际需要进行合理的参数设定。

在本实施例中，主控模块60还包括电量检测电路33，电量检测电路33获取电源模块50的电量信息，设置电量检测电路33可实时监测电源模块50的剩余电量，用于提示用户当前设备的电量剩余情况，当电量不足时可提醒用户进行充电。

主控模块60还包括显示模块32，显示模块32与控制芯片30连接，控制芯片30发送显示信号到显示模块32，显示模块32包括LED显示灯，可以显示实时的被测目标的距离信息和被测目标位置信息，又可以显示出装置的用电状况，提醒用户当前设备的充电状态，防止充电不完全或过充使得电池寿命受损。

最后需要强调的是，以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.相位式激光测距仪，包括主控模块和电源模块，所述电源模块向所述主控模块输出电能，其特征在于：

所述主控模块包括激光发射器、雪崩管、镜片组、温度传感器、控制芯片、偏置电压调整电路，存储模块；

所述激光发射器与所述控制芯片连接，所述激光发射器用于发送激光信号至被测目标，所述镜片组用于接收所述激光信号在所述被测目标反射后形成的反射信号，所述激光发射器和所述雪崩管通过镜片组相连，所述雪崩管用于接收所述镜片组反射的激光回波信号，并将所述激光回波信号转换成载波信号，将所述载波信号发送至所述控制芯片，所述温度传感器与所述控制芯片的一个引脚连接，所述偏置电压调整电路与所述控制芯片连接，所述存储模块与所述控制芯片连接。

2.根据权利要求1所述的相位式激光测距仪，其特征在于：

所述镜片组包括物镜和棱镜组，所述物镜发射所述激光信号至所述棱镜组，所述棱镜组包括至少两个棱镜，所述棱镜之间胶合连接。

3.根据权利要求1所述的相位式激光测距仪，其特征在于：

所述温度传感器包括热敏电阻，所述热敏电阻与所述雪崩管邻接，所述热敏电阻发送模拟电压信号至所述控制芯片。

4.根据权利要求3所述的相位式激光测距仪，其特征在于：

所述控制芯片获取所述热敏电阻的所述模拟电压信号，并将所述模拟电压信号转换成数字电压信号。

5.根据权利要求1至3任一项所述的相位式激光测距仪，其特征在于：

所述控制芯片发送数字电压信号至所述偏置电压调整电路，所述偏置电压调整电路发送工作偏置电压信号至所述雪崩管。

6.根据权利要求1所述的相位式激光测距仪，其特征在于：

所述主控模块还包括功能操作模块，所述功能操作模块与所述控制芯片连接，所述控制芯片发送控制操作信号至所述功能操作模块。

7.根据权利要求1所述的相位式激光测距仪，其特征在于：

所述主控模块还包括显示模块，所述显示模块与所述控制芯片连接,所述控制芯片发送显示信号至所述显示模块，所述显示模块实时显示出装置的用电状况和被测目标的位置距离信息。

8.根据权利要求1所述的相位式激光测距仪，其特征在于：

所述主控模块还包括电量检测电路，所述电量检测电路获取所述电源模块的电量信息。

9.根据权利要求1所述的相位式激光测距仪，其特征在于：

所述雪崩管包括雪崩光电二极管和滤波放大电路，所述雪崩光电二极管的第一端与所述偏置电压调整电路连接，所述雪崩光电二极管的第二端与所述滤波放大电路连接。