CN219915935U - 激光测距仪 - Google Patents

Abstract

一种激光测距仪，包括壳体，以及安装在壳体内的激光发射单元、激光接收单元、物镜组、目镜组、测距数据显示单元和棱镜组，激光发射单元发射激光束至目标物以形成激光发射光路，激光接收单元接收反射回的激光束以形成激光接收光路，物镜组、棱镜组和目镜组之间形成自然光光路，测距数据显示单元将数据显示成像以形成显示光路，显示光路经棱镜组反射后与自然光光路共混以形成共混光路。显示光路与自然光光路共混，使用者观测过程中即采取数据基准与待测景物进行比对，使得观测、测距的结果更加准确。

Description

激光测距仪

技术领域

本实用新型涉及光电测量技术领域，尤指一种带数据显示的激光测距仪。

背景技术

激光测距是利用激光对目标的距离进行准确测定。用激光测距仪进行测量时需要对目标物进行瞄准，现有的激光测距仪可与数码成像设备相结合，通过数码成像设备的显示来对目标物进行瞄准。数码成像设备采用的摄像镜头仅能获取物体的图像信息，获得对目标物体的感性认识，但并不能得到目标物体的距离、大小等数字信息。虽然摄像镜头与测距装置通过后续信息处理，可以计算出物体的大小等信息，但也存在摄像监测目标与实际测距目标不一致的缺点，当需要对目标物体进行精确测量时则往往束手无策，导致计算出来的结果与实际有出入，不能满足高精度的应用要求。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型提供一种激光测距仪，使用者能够简便、快速地将待测景物与所显示的数据基准进行比对，以此进行简单且精准的比对。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是提供一种激光测距仪，包括壳体，以及安装在壳体内的激光发射单元、激光接收单元、物镜组、目镜组、测距数据显示单元和棱镜组，激光发射单元发射激光束至目标物以形成激光发射光路，激光接收单元接收反射回的激光束以形成激光接收光路，物镜组和目镜组之间形成自然光光路，棱镜组设置在目镜组与物镜组之间，棱镜组允许自然光通过；测距数据显示单元将数据显示成像以形成显示光路，显示光路经棱镜组反射后与自然光光路共混以形成共混光路。

优选的，壳体内部具有两个单独的腔室，分别为第一腔室和第二腔室，激光接收单元安装在第一腔室内，激光发射单元、物镜组、目镜组、测距数据显示单元和棱镜组安装在第二腔室内。

优选的，激光发射单元设置在物镜组与棱镜组之间，部分激光接收光路中心与部分自然光光路中心重合。

优选的，激光发射单元包括用于发射激光束的激光发射器、用于准直发射的激光束的激光发射透镜、用于反射准直后的激光束的激光反射镜、用于反射激光束并允许自然光通过的二向色镜。

优选的，第二腔室呈反“Z”形，棱镜组垂直设置在中部，物镜组设置在棱镜组下部分的左侧，测距数据显示单元设置在棱镜组上部分的左侧，目镜组设置在棱镜组上部分的右侧；激光发射器和二向色镜设置在物镜组与棱镜组之间，激光发射透镜设置在激光发射器上方，激光反射镜设置在棱镜组与测距数据显示单元之间。

优选的，棱镜组包括屋脊棱镜、第一楔形棱镜和第二楔形棱镜，屋脊棱镜位于下方，第一楔形棱镜和第二楔形棱镜位于上方，第二楔形棱镜的一侧面与第一楔形棱镜的一侧面相对设置、且相对的两个面存在间隙，第二楔形棱镜的另一侧面与目镜组相对设置，第一楔形棱镜的另一侧面与测距数据显示单元相对设置，第二楔形棱镜的一底面与屋脊棱镜的一顶面相对设置、且相对的两个面存在间隙，屋脊棱镜的一侧面与二向色镜相对设置。

优选的，第二腔室呈“T”形，棱镜组垂直设置在中部，测距数据显示单元设置在棱镜组的下方，物镜组设置在棱镜组的左侧，目镜组设置在棱镜组的右侧；激光反射镜、激光发射透镜、激光发射器沿着光轴从左至右依次排布，二向色镜设置在激光发射器的上方，二向色镜的中心与物镜组中心重合。

优选的，棱镜组包括屋脊棱镜、第一楔形棱镜和第二楔形棱镜，屋脊棱镜位于上方，第二楔形棱镜位于中间，第一楔形棱镜位于下方，屋脊棱镜的一侧面与二向色镜相对设置，屋脊棱镜的一底面与第二楔形棱镜的一顶面相对设置、且相对的两个面存在间隙，第二楔形棱镜的一底面与第一楔形棱镜的一顶面相贴，第二楔形棱镜的一侧面与目镜组相对设置，第一楔形棱镜的一底面与测距数据显示单元相对设置。

优选的，棱镜组还包括棱镜座，棱镜座内部具有两个腔室，分别为第三腔室和第四腔室，第三腔室与第四腔室之间开设有透光孔，透光孔连通两个腔室；屋脊棱镜安装在第三腔室内，第三腔室朝向二向色镜方向设有开口；第一楔形棱镜和第二楔形棱镜安装在第四腔室内，第四腔室朝向目镜组及测距数据显示单元方向均设有开口。

优选的，测距数据显示单元包括用于显示测距数据的显示器、用于将测距数据光束汇聚准直的耦合透镜。

本实用新型的有益效果在于：

在上述激光测距仪中，增加了由测距数据显示单元将数据显示成像形成的显示光路，通过棱镜组将显示光路与自然光光路共混，从而使得使用者能够简便、快速地将待测景物与所显示的数据基准进行比对，以此进行简单且精准的比对过程，使得观测、测距的结果更加准确。

附图说明

图1是本实用新型一实施例的激光测距仪的结构示意图。

图2是图1中激光测距仪的爆炸示意图。

图3是图1中激光测距仪的光路平面图。

图4是图2中棱镜座的结构示意图。

图5是图4中棱镜座另一角度的结构示意图。

图6是本实用新型另一实施例的激光测距仪的结构示意图。

图7是图1中激光测距仪的爆炸示意图。

图8是图1中激光测距仪的光路平面图。

附图标号说明：激光测距仪1、1a；

壳体10、10a，机芯壳11、11a，棱镜壳12、12a，目镜筒13、13a，第一腔室101、101a，第二腔室102、102a；

激光发射单元20、20a，发射调焦座21，激光发射器22、22a，激光发射透镜23、23a，激光反射镜24、24a，二向色镜25、25a；

激光接收单元30、30a，接收调焦座31，激光接收器32、32a，激光接收透镜33，第一全反射镜34，第二全反射镜35；

物镜组40、40a，物镜框41、41a，物镜42、42a；

目镜组50、50a，目镜框51、51a，凸透镜52、52a；

测距数据显示单元60、60a，显示器61、61a，耦合透镜62、62a，显示器转接座63，显示器调焦座64；

棱镜组70、70a，棱镜座71、71a，第三腔室711，第四腔室712，透光孔713，屋脊棱镜72、72a，第一楔形棱镜73、73a，第二楔形棱镜74、74a，透镜75。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，也可是一体式连接，也可以是机械连接，也可以是电连接，也可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，也可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1至图5示出本实用新型的激光测距仪的一实施例。该激光测距仪1包括壳体10，以及安装在壳体10内的激光发射单元20、激光接收单元30、物镜组40、目镜组50、测距数据显示单元60和棱镜组70。

结合图1至图3所示，壳体10包括依次连接的机芯壳11、棱镜壳12、目镜筒13，壳体10内部具有两个单独的腔室，分别为第一腔室101和第二腔室102，其中第一腔室101设置在机芯壳11，第二腔室102由机芯壳11、棱镜壳12、目镜筒13内部连通形成“T”形结构，第一腔室101设置第二腔室102的下方。

激光发射单元20包括发射调焦座21、安装于接收调焦座31的激光发射器22、用于准直发射的激光束的激光发射透镜23、用于反射准直后的激光束的激光反射镜24、用于反射激光束并允许自然光通过的二向色镜25。激光发射器22发射激光束，经激光发射透镜23、激光反射镜24以及二向色镜25后至目标物以形成激光发射光路。发射调焦座21以便于调节激光发射器22在第二腔室102内的位置，从而调节激光发射单元20的焦距。

结合图3所示，激光发射单元20设置在物镜组40与棱镜组70之间，部分激光接收光路中心与部分自然光光路中心重合。激光反射镜24、激光发射透镜23、激光发射器22沿着光轴从左至右依次排布，此段激光接收光路的光轴与自然光光路的光轴平行，即激光反射镜24、激光发射透镜23、激光发射器22设置在物镜组40的下方。二向色镜25设置在激光发射器22的上方，二向色镜25的中心与物镜组40中心重合。激光发射光路的前段光轴与自然光光路的光轴平行，经二向色镜25后的后段光轴与自然光光路的光轴重合，更容易将激光发射光路中心和自然光光路中心重合，避免造成激光与目视中心偏移。

激光发射光路在棱镜组70前与自然光光路按光谱数值分开，避免在棱镜组70内不断折射造成光损过大，光损过大是双向的，激光混入棱镜组70，就得在棱镜面镀膜来完成。镀膜的同时，要么提高自然光的透过率，降激光的反射率，继而可逆镀膜比例，不管使用哪种比例来完成激光和自然光的共混都很难把自然光和激光的透过率、反射率共同提高。

二向色镜25在棱镜组70前分离激光和自然光，自然光透过二向色镜25的波段值为350～750nm，透过率能达到98％，二向色镜25反射激光的波段值为900～910nm，反射率能达到98％，此操作能将自然光光路和激光发射光路的总功率提高。

激光接收单元30安装在第一腔室101内，第一腔室101为直筒型结构，激光接收单元30包括接收调焦座31、以及安装于接收调焦座31的激光接收器32，激光接收器32接收反射回的激光束以形成激光接收光路，接收调焦座31以便于调节激光接收器32在第一腔室101内的位置，从而调节激光接收单元30的焦距。

物镜组40、目镜组50和棱镜组70形成自然光光路。物镜组40包括物镜框41和物镜42，物镜42通过物镜框41固定在机芯壳11的前端。目镜组50包括目镜框51和两个凸透镜52，两个凸透镜52的凸面相对设置，并通过目镜框51固定在目镜筒13内。目镜筒13为调节式目镜筒13，通过旋拧目镜筒13的调节轮以调节目镜筒13内目镜组50的位置，使成像清晰。

测距数据显示单元60设置在棱镜组70的下方，测距数据显示单元60包括用于显示测距数据的显示器61、用于将测距数据光束汇聚准直的耦合透镜62、显示器转接座63、显示器调焦座64，显示器转接座63连接在棱镜座71的下方，耦合透镜62安装在显示器转接座63内，显示器调焦座64安装在显示器转接座63上，显示器61安装在显示器调焦座64上。显示器61将数据显示成像通过耦合透镜62以形成显示光路，显示光路经棱镜组70反射后与自然光光路共混以形成共混光路。使用耦合透镜62可以使得显示器61发出的光波段也在自然光波段内，经棱镜组70共混光路后，不会导致自然光光路中出现某波段的色偏。

棱镜组70安装在棱镜壳12内，并允许自然光通过。棱镜组70包括棱镜座71以及安装在棱镜座71的屋脊棱镜72、第一楔形棱镜73和第二楔形棱镜74，屋脊棱镜72位于上方，第二楔形棱镜74位于中间，第一楔形棱镜73位于下方。

结合图4及图5所示，棱镜座71内部具有两个腔室，分别为第三腔室711和第四腔室712，第三腔室711与第四腔室712之间开设有透光孔713，透光孔713连通两个腔室。

屋脊棱镜72安装在第三腔室711内，第三腔室711朝向二向色镜25方向设有开口。第一楔形棱镜73和第二楔形棱镜74安装在第四腔室712内，第四腔室712朝向目镜组50及测距数据显示单元60方向均设有开口，第二楔形棱镜74的一底面与第一楔形棱镜73的一顶面相贴，第二楔形棱镜74的一侧面与目镜组50相对设置，第一楔形棱镜73的一底面与测距数据显示单元60相对设置。

结合图3所示，屋脊棱镜72的一侧面与二向色镜25相对设置，屋脊棱镜72的一底面与第二楔形棱镜74的一顶面相对设置，由于棱镜组70使得相对的两个面存在间隙，自然光经二向色镜25后，经屋脊棱镜72多次反射后通过透光孔713进入到第二楔形棱镜74，进入第二楔形棱镜74的自然光经第二楔形棱镜74反射后通过开口射向目镜组50。

显示光路通过第一楔形棱镜73直射入第二楔形棱镜74，在第二楔形棱镜74反射后与自然光光路共混，通过开口射向目镜组50。

屋脊棱镜72可以回转和反转图像以及90°弯曲偏转光线，在不改变光轴方向和主截面内成像方向的条件下，增加一次反射，使系统总的反射次数由奇数变成偶数，从而达到物像相似的要求。而楔形棱镜将入射光按照一定的偏转角度偏转到指定的方向。当成对使用时，通过2个楔形棱镜的相对旋转，出射光可定位在一个以入射光为轴线的角锥体内任意方向。楔形棱镜的角度和背面的增透镀膜可将后表面反射的干扰减小。

图6至图8示出本实用新型的激光测距仪的另一实施例。该激光测距仪1a包括壳体10a，以及安装在壳体10a内的激光发射单元20a、激光接收单元30a、物镜组40a、目镜组50a、测距数据显示单元60a和棱镜组70a。

壳体10a包括依次连接的机芯壳11a、棱镜壳12a、目镜筒13a，壳体10a内部具有两个单独的腔室，分别为第一腔室101a和第二腔室102a，其中第一腔室101a设置在机芯壳11a，第二腔室102a由机芯壳11a、棱镜壳12a、目镜筒13a内部连通形成反“Z”形结构。

激光发射单元20a包括激光发射器22a、用于准直发射的激光束的激光发射透镜23a、用于反射准直后的激光束的激光反射镜24a、用于反射激光束并允许自然光通过的二向色镜25a。激光发射器22a发射激光束，经激光发射透镜23a、激光反射镜24a以及二向色镜25a后至目标物以形成激光发射光路。

结合图8所示，激光发射单元20a设置在物镜组40a与棱镜组70a之间，部分激光接收光路中心与部分自然光光路中心重合。激光发射器22a嵌设在机芯壳11a底部，激光发射透镜23a设置在激光发射器22a上方，激光反射镜24a嵌设在机芯壳11a顶部、并位于棱镜组70a与测距数据显示单元60a之间。二向色镜25a设置在物镜组40a与棱镜组70a之间，二向色镜25a的中心与物镜组40a中心重合。激光发射器22a、激光发射透镜23a、激光反射镜24a的这段光轴与自然光光路的光轴交错设置，而经二向色镜25a后的后段光轴与自然光光路的光轴重合，更容易将激光发射光路中心和自然光光路中心重合，避免造成激光与目视中心偏移。

激光接收单元30a安装在第一腔室101a内，激光接收单元30a包括嵌设在机芯壳11a顶部的激光接收器32a、用于汇聚自目标物折返的激光束的激光接收透镜33、第一全反射镜34、第二全反射镜35，激光接收透镜33安装在机芯壳11a的前端，第一全反射镜34倾斜安装在第一腔室101a内，第二反射镜35卧倒且倾斜安装在激光接收透镜33与第一全反射镜34之间。结合图8所示，反射回的激光束经激光接收透镜33汇聚后射到第一全反射镜34上，经第一全反射镜34、第二全反射镜35反射到激光接收器32a，以形成激光接收光路。

物镜组40a、目镜组50a和棱镜组70a形成自然光光路。物镜组40a包括物镜框41a和物镜42a，物镜42a通过物镜框41a固定在机芯壳11a的前端。目镜组50a包括目镜框51a和两个凸透镜52a，两个凸透镜52a的凸面相对设置，并通过目镜框51a固定在目镜筒13a内。目镜筒13a为调节式目镜筒13a，通过旋拧目镜筒13a的调节轮以调节目镜筒13a内目镜组50a的位置，使成像清晰。

测距数据显示单元60a设置在棱镜组70a上部分的左侧，测距数据显示单元60a包括用于显示测距数据的显示器61a、用于将测距数据光束汇聚准直的耦合透镜62，耦合透镜62a嵌设在棱镜座71a，显示器61a安装在机芯壳11a上。显示器61a将数据显示成像通过耦合透镜62a以形成显示光路，显示光路经棱镜组70a反射后与自然光光路共混以形成共混光路。使用耦合透镜62a可以使得显示器61a发出的光波段也在自然光波段内，经棱镜组70a共混光路后，不会导致自然光光路中出现某波段的色偏。

棱镜组70a安装在棱镜壳12a内，并允许自然光通过。棱镜组70a包括棱镜座71a以及安装在棱镜座71a的屋脊棱镜72a、第一楔形棱镜73a和第二楔形棱镜74a，屋脊棱镜72a位于下方，第一楔形棱镜73a和第二楔形棱镜74a位于上方。

棱镜座71内部具有两个腔室，分别为第三腔室和第四腔室，第三腔室与第四腔室之间开设有透光孔，透光孔连通两个腔室。屋脊棱镜72a安装在第三腔室内，第三腔室朝向二向色镜25a方向设有开口，屋脊棱镜72a的一侧面与二向色镜25a相对设置。第一楔形棱镜73a和第二楔形棱镜74a安装在第四腔室内，第四腔室朝向目镜组50a及测距数据显示单元60a方向均设有开口，第二楔形棱镜74a的一侧面与第一楔形棱镜73a的一侧面相对设置、且相对的两个面存在间隙，该间隙设有透镜75，第二楔形棱镜74a的另一侧面与目镜组50a相对设置，第一楔形棱镜73a的另一侧面与测距数据显示单元60a相对设置。

第二楔形棱镜74a的一底面与屋脊棱镜72a的一顶面相对设置，由于棱镜组70a使得相对的两个面存在间隙，自然光经二向色镜25a后，经屋脊棱镜72a多次反射后通过透光孔进入到第二楔形棱镜74a，进入第二楔形棱镜74a的自然光经第二楔形棱镜74a反射后通过开口射向目镜组50a。

显示光路通过第一楔形棱镜73a、透镜75、第二楔形棱镜74a与自然光光路共混，通过开口射向目镜组50a。

在上述两个实施例的激光测距仪中，增加了由测距数据显示单元将数据显示成像形成的显示光路，通过棱镜组将显示光路与自然光光路共混，从而使得使用者能够简便、快速地将待测景物与所显示的数据基准进行比对，以此进行简单且精准的比对过程，使得观测、测距的结果更加准确。

另外，激光测距仪还包括安装在壳体内的控制模组(图未示)，控制模组包括主板与主板电连接的按键模组。在瞄准目标后，触发按键模组上的按键以驱动主板产生信号，激光发射器接收信号后发射激光束，激光束经过光学元件后形成测距激光射向目标物并反射回来，激光接收器将接收到的光信号转换为电信号，该电信号被传送至主板。主板将这些电信号进行处理，然后将处理后的数据传送到显示器中，显示器将测距数据经过光学元件反射向目镜组，与此同时，自然光成像的目标经过光学元件同样反射向目镜组。

以上实施方式仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种激光测距仪，包括壳体，以及安装在壳体内的激光发射单元、激光接收单元、物镜组、目镜组，激光发射单元发射激光束至目标物以形成激光发射光路，激光接收单元接收反射回的激光束以形成激光接收光路，物镜组和目镜组之间形成自然光光路，其特征在于：还包括测距数据显示单元和棱镜组，棱镜组设置在目镜组与物镜组之间，棱镜组允许自然光通过；测距数据显示单元将数据显示成像以形成显示光路，显示光路经棱镜组反射后与自然光光路共混以形成共混光路。

2.根据权利要求1所述的激光测距仪，其特征在于：壳体内部具有两个单独的腔室，分别为第一腔室和第二腔室，激光接收单元安装在第一腔室内，激光发射单元、物镜组、目镜组、测距数据显示单元和棱镜组安装在第二腔室内。

3.根据权利要求2所述的激光测距仪，其特征在于：激光发射单元设置在物镜组与棱镜组之间，部分激光接收光路中心与部分自然光光路中心重合。

4.根据权利要求3所述的激光测距仪，其特征在于：激光发射单元包括用于发射激光束的激光发射器、用于准直发射的激光束的激光发射透镜、用于反射准直后的激光束的激光反射镜、用于反射激光束并允许自然光通过的二向色镜。

5.根据权利要求4所述的激光测距仪，其特征在于：第二腔室呈反“Z”形，棱镜组垂直设置在中部，物镜组设置在棱镜组下部分的左侧，测距数据显示单元设置在棱镜组上部分的左侧，目镜组设置在棱镜组上部分的右侧；激光发射器和二向色镜设置在物镜组与棱镜组之间，激光发射透镜设置在激光发射器上方，激光反射镜设置在棱镜组与测距数据显示单元之间。

6.根据权利要求5所述的激光测距仪，其特征在于：棱镜组包括屋脊棱镜、第一楔形棱镜和第二楔形棱镜，屋脊棱镜位于下方，第一楔形棱镜和第二楔形棱镜位于上方，第二楔形棱镜的一侧面与第一楔形棱镜的一侧面相对设置、且相对的两个面存在间隙，第二楔形棱镜的另一侧面与目镜组相对设置，第一楔形棱镜的另一侧面与测距数据显示单元相对设置，第二楔形棱镜的一底面与屋脊棱镜的一顶面相对设置、且相对的两个面存在间隙，屋脊棱镜的一侧面与二向色镜相对设置。

7.根据权利要求4所述的激光测距仪，其特征在于：第二腔室呈“T”形，棱镜组垂直设置在中部，测距数据显示单元设置在棱镜组的下方，物镜组设置在棱镜组的左侧，目镜组设置在棱镜组的右侧；激光反射镜、激光发射透镜、激光发射器沿着光轴从左至右依次排布，二向色镜设置在激光发射器的上方，二向色镜的中心与物镜组中心重合。

8.根据权利要求7所述的激光测距仪，其特征在于：棱镜组包括屋脊棱镜、第一楔形棱镜和第二楔形棱镜，屋脊棱镜位于上方，第二楔形棱镜位于中间，第一楔形棱镜位于下方，屋脊棱镜的一侧面与二向色镜相对设置，屋脊棱镜的一底面与第二楔形棱镜的一顶面相对设置、且相对的两个面存在间隙，第二楔形棱镜的一底面与第一楔形棱镜的一顶面相贴，第二楔形棱镜的一侧面与目镜组相对设置，第一楔形棱镜的一底面与测距数据显示单元相对设置。

9.根据权利要求6或8所述的激光测距仪，其特征在于：棱镜组还包括棱镜座，棱镜座内部具有两个腔室，分别为第三腔室和第四腔室，第三腔室与第四腔室之间开设有透光孔，透光孔连通两个腔室；屋脊棱镜安装在第三腔室内，第三腔室朝向二向色镜方向设有开口；第一楔形棱镜和第二楔形棱镜安装在第四腔室内，第四腔室朝向目镜组及测距数据显示单元方向均设有开口。

10.根据权利要求1所述的激光测距仪，其特征在于：测距数据显示单元包括用于显示测距数据的显示器、用于将测距数据光束汇聚准直的耦合透镜。