CN220105289U - 激光测距装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光测距装置，包括：测距模块，其具有至少一个向待测目标发射激光的激光光源、以及接收所述待测目标物反射激光并进行测距的光电探测器；还包括：补光模块，其用于对所述激光测距装置进行补光，并在所述光电探测器处生成补光区域；显示模块，其用于接收并显示所述补光区域的图像；分光模块，其包括至少一个设于所述激光测距装置与所述待测目标的光路和/或补光模块与所述激光测距装置的光路上，用于调节激光的传输方向。与现有技术相比本申请能够直接的观察到感光元件的感光面与接收透镜组的焦点的相对位置，方便两者进行对准，提升调试结果的稳定性、准确性和调试效率。

Description

激光测距装置

技术领域

本实用新型涉及激光测距领域，特别是一种激光测距装置。

背景技术

目前在对激光测距类产品进行生产组装时，需要对激光测距类产品的感光元件进行精准的装调，使得接收透镜组的焦点与感光元件的感光面精确对准，以保证激光测距类产品的感光元件能够接收到最大最稳定的光电信号。在现有技术中，只能通过外接示波器观察光电信号，调整感光元件的位置，观察光电信号大小的方式来将感光元件的感光面与接收透镜组的焦点对准，不能够直接的观察到感光元件的感光面与接收透镜组的焦点的相对位置，从而造成两者对准的困难。

实用新型内容

针对现有技术中不能直接观察感光元件与接收到反射光所形成焦点的相对位置的问题，本实用新型提出了一种激光测距装置。

本实用新型的技术方案为，提供了一种激光测距装置，包括：

测距模块，其具有至少一个向待测目标发射激光的激光光源、以及接收所述待测目标物反射激光并进行测距的光电探测器；

还包括：

补光模块，其用于对所述激光测距装置进行补光，并在所述光电探测器处生成补光区域；

显示模块，其用于接收并显示所述补光区域的图像；

分光模块，其包括至少一个设于所述激光测距装置与所述待测目标的光路和/或补光模块与所述激光测距装置的光路上，用于调节激光的传输方向。

进一步，所述测距模块包括第一透镜模组和第二透镜模组，所述激光光源设置在所述第一透镜模组中，所述光电探测器设于所述第二透镜模组中；

所述第一透镜模组包括设置在所述激光光源发射激光的光路上的第一准直透镜，所述第二透镜模组包括设置在所述目标物反射激光的光路上的接收透镜。

进一步，所述第一准直透镜的光轴与所述接收透镜的光轴平行。

进一步，所述补光模块包括：补光光源、以及安装所述补光光源的第三透镜模组；

所述第三透镜模组包括设置在所述补光光源发射光束的光路上的第二准直透镜。

进一步，所述分光模块包括至少一个设于所述激光测距装置与所述待测目标的光路上的第一分光棱镜、以及至少一个设于所述补光模块与所述激光测距装置的光路上和/或位于所述激光测距装置与所述显示模块的光路上的第二分光棱镜。

进一步，所述第一分光棱镜的反射面与所述接收透镜的光轴呈45度角。

进一步，所述第二分光棱镜的反射面与所述第二准直透镜的光轴呈45度角。

进一步，所述激光光源采用半导体激光器、固体激光器、光纤激光器、发光二极管中的至少一种。

进一步，所述光电探测器采用光电二极管、光电倍增管、光电池、光面二极管中的至少一种。

进一步，所述显示模块包括相机和显示器，所述相机的镜头的光轴与所述接收透镜的光轴垂直。

与现有技术相比，本实用新型至少具有如下有益效果：

本申请能够直接的观察到感光元件的感光面与接收透镜组的焦点的相对位置，方便两者进行对准，提升调试结果的稳定性、准确性和调试效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型整体结构示意图；

图2为本实用新型整体结构及光路图；

图3为本实用新型光电探测器设置处示意图；

图4为本实用新型测距功能光路设计图；

图5为本实用新型补光功能光路设计图；

图6为本实用新型显示功能光路设计图。

具体实施方式

为了使本实用新型所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

由此，本说明书中所指出的一个特征将用于说明本实用新型的一个实施方式的其中一个特征，而不是暗示本实用新型的每个实施方式必须具有所说明的特征。此外，应当注意的是本说明书描述了许多特征。尽管某些特征可以组合在一起以示出可能的系统设计，但是这些特征也可用于其他的未明确说明的组合。由此，除非另有说明，所说明的组合并非旨在限制。

下面结合附图以及实施例对本实用新型的原理及结构进行详细说明。

一种激光测距装置，包括：

测距模块1，其具有至少一个向待测目标5发射激光的激光光源11、以及接收待测目标5物反射激光并进行测距的光电探测器14；

还包括：

补光模块2，其用于对激光测距装置进行补光，并在光电探测器14处生成补光区域101；

显示模块4，其用于接收并显示补光区域101的图像；

分光模块3，其包括至少一个设于激光测距装置与待测目标5的光路和/或补光模块2与激光测距装置的光路上，用于调节激光的传输方向。

具体的，在一个实施例中，如图1和图3所示，激光测距装置主要包括四个模块，分别是测距模块1、补光模块2、显示模块4以及分光模块3，测距模块1为整个产品的主体，主要作用是发射激光，并接收反射回的激光，通过光电探测器14将接收到的光信号转换为电信号，经过后端处理后形成距离数据，以此完成测距。

补光模块2的作用主要是将照亮光电探测器14以及周围结构，在光电传感器上产生一个补光区域101，反射回的激光在光电传感器上的光斑相较于补光区域101更暗，这样一来就便于观察反射回的激光形成的目标光斑103，以便于后续将目标光斑103对准光电传感器的感光区域102。

分光模块3能够将测距模块1反射回的激光形成的目标光斑103和光电探测器14及周围结构的光线引导至显示模块4成像，并且能够将补光模块2发出的光束引导至光电探测器14所在的区域，使得补光模块2发出的光束能够照亮光电探测器14及周围结构，产生补光区域101。

显示模块4能够识别测距模块1反射回的激光形成的目标光斑103以及识别光电探测器14及周围结构并成像出来，以完成反射回的激光形成的目标光斑103与光电传感器的感光区域102对准操作。

通过光路的设计将反射回的激光形成的焦点与光电传感器的感光区域102可视化，便于激光测距装置反射激光的焦点与感光区域102对准的操作，提升对激光测距装置调试的效率和激光测距的准确性。

在本申请的描述中，需要说明的是，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。

进一步，测距模块1包括第一透镜模组和第二透镜模组，激光光源11设置在第一透镜模组中，光电探测器14设于第二透镜模组中；

第一透镜模组包括设置在激光光源11发射激光的光路上的第一准直透镜12，第二透镜模组包括设置在目标物反射激光的光路上的接收透镜13。

具体的，在一个实施例中，如图2所示，测距模块1包括第一透镜模组和第二透镜模组，第一透镜和第二透镜模组安装在安装支架15上，第一透镜模组包括设置在安装支架15上的激光光源11和第一准直透镜12，第一准直透镜12设置在激光光源11发出光束一侧的安装支架15上，由于光线通常是发散的，通过第一准直透镜12能够将激光光源11射出的发散的光束变成准直的光束。

其中，第二透镜模组包括设置在安装支架15上的光电探测器14和接收透镜13，接收透镜13设置在待测目标5反射回激光的光路上，光电探测器14位于接收透镜13接收反射激光的另一侧，安装在安装支架15内，通过接收透镜13对待测目标5反射回的激光进行聚光。

进一步，第一准直透镜12的光轴与接收透镜13的光轴平行。

具体的，在一个实施例中，如图3和图4所示，测距模块1的第一准直透镜12和接收透镜13的光轴平行设置，以确保激光光源11发射出的激光和待测目标5反射回的激光这两条光束保持平行，使得反射回的激光照射在光电探测器14的感光区域102，以保证激光测距模块1的光电探测器14能接收到稳定的光信号。

进一步，补光模块2包括：补光光源21、以及安装补光光源21的第三透镜模组；

第三透镜模组包括设置在补光光源21发射光束的光路上的第二准直透镜22。

具体的，在一个实施例中，如图5所示，激光测距装置还包括补光模块2，补光模块2包括补光光源21和第三透镜模组，补光光源21安装在第三透镜模组内，这里需要注意的是，补光光源21的光波长要和激光光源11的光波长相近，并且补光光源21能够调节辐射强度，根据不同情况下的需求进行调节。

由于补光光源21带有一定的发散角，所以在补光光源21发射光束的光路上还设有第二准直透镜22，第二准直透镜22安装在第三透镜模组中补光光源21发出光束的方向上，补光光源21发出的带有发散角的光束通过第二准直透镜22变成准直的光束。

进一步，分光模块3包括至少一个设于激光测距装置与待测目标5的光路上的第一分光棱镜31、以及至少一个设于补光模块2与激光测距装置的光路上和/或位于激光测距装置与显示模块4的光路上的第二分光棱镜32。

在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请的限制。在一个具体的实施例中，如图2所示的方位，分光模块3由第一分光棱镜31和第二分光棱镜32组成，第一分光棱镜31设置在测距模块1的接收透镜13与待测目标5之间的光路上，第二分光棱镜32设置在第一分光棱镜31的正下方，设置在补光模块2的左侧以及显示模块4的上方，同时位于补光模块2发射光束的光路上和测距模块1与显示模块4之间的光路上。

进一步，第一分光棱镜31的反射面与接收透镜13的光轴呈45度角。

进一步，第二分光棱镜32的反射面与第二准直透镜22的光轴呈45度角。

在一个具体的实施例中，如图2所示，第一分光棱镜31的反射面与测距模块1的接受透镜的光轴为45度角设计，第二分光棱镜32的反射面与第二准直透镜22的光轴为45度角设计，这样一来，通过分光模块3的第一分光棱镜31和第二分光棱镜32的设置，能够将补光光源21发出的光束引导至光电探测器14，也能引导光线使得相机41能对光电探测器14及周边结构成像。

具体的，如图4所示的，测距模块1的光路设计为，由激光光源11发出的光束经过第一准直透镜12，对光束进行准直后到达待测目标5，待测目标5表面产生漫反射，反射的光束再经过第一分光棱镜31，光束通过第一分光棱镜31的投射面进入接收透镜13，通过接收透镜13对光束进行聚光，聚光后光束的焦点形成目标光斑103到达光电探测器14的感光区域102。

补光模块2的光路设计为，如图5所示，由补光光源21发出与激光光源11波长相近的光束，经过第二准直透镜22，对光束进行准直后到达第二分光棱镜32，由于第二分光棱镜32的反射面与第二准直透镜22的光轴为45度角设计，光束通过第二分光棱镜32向上反射到达第一分光棱镜31，第一分光棱镜31的反射面与就收透镜的光轴为45度角设计，光束通过第一分光棱镜31反射至接收透镜13再到达光电探测器1431处，并在光电探测器14上形成补光区域101。

进一步，激光光源11采用半导体激光器、固体激光器、光纤激光器、发光二极管中的至少一种。

具体的，激光光源11要满足亮度高，功耗小，性能稳定，使用寿命长等特点，可以采用包括但不限于半导体激光器、固体激光器、光纤激光器、发光二极管作为激光光源11。

进一步，光电探测器14采用光电二极管、光电倍增管、光电池、光面二极管中的至少一种。

具体的，光电探测器14要满足相应速度快，对光信号的灵敏度高等特点，可以采用包括但不限于光电二极管、光电倍增管、光电池、光面二极管作为光电探测器14。

进一步，显示模块4包括相机41和显示器42，相机41的镜头的光轴与接收透镜13的光轴垂直。

具体的，在一个实施例中，如图2和图6所示，显示模块4包括相机41以及显示器42，相机41所能够对接收透镜13聚光后焦点形成的目标光斑103进行成像，并且将成像画面显示在显示器42上。为了满足成像要求，相机41的镜头选用显微镜头或者具有较大放大倍率的成像镜头，相机41的镜头的光轴与接收透镜13的光轴垂直，相机41的镜头正对第二分光棱镜32的下方，通过分光模块3的引导对测距模块1的光电探测器14处进行成像并显示在显示器42。

显示模块4的光路设计为，如图2和图3所示，光束来源于激光光源11发射激光到待测目标5，待测目标5反射光束到接收透镜13，以及补光光源21发出的光束在光电探测器14上产生补光区域101形成漫反射光线，反射光束经过接收透镜13汇聚后在光电探测器14上形成焦点在光电探测器14上形成目标光斑103，经过第一分光棱镜31的反射到达第二分光棱镜32，经过第二分光棱镜32的透射后到达相机41的镜头，再通过显示器42显示光电探测器14上的补光区域101，感光区域102以及目标光斑103。

与现有技术相比，本申请可通过相机直接观察接收透镜组形成的焦点，与感光元件的感光面的相对位置，从而使得两者直接对准，为激光测距类产品的自动化调试创造条件，同时提升调试结果的稳定性、准确性和调试效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.激光测距装置，包括：

测距模块，其具有至少一个向待测目标发射激光的激光光源、以及接收所述待测目标物反射激光并进行测距的光电探测器；

其特征在于，还包括：

补光模块，其用于对所述激光测距装置进行补光，并在所述光电探测器处生成补光区域；

显示模块，其用于接收并显示所述补光区域的图像；

分光模块，其包括至少一个设于所述激光测距装置与所述待测目标的光路和/或补光模块与所述激光测距装置的光路上，用于调节激光的传输方向。

2.根据权利要求1所述的激光测距装置，其特征在于，所述测距模块包括第一透镜模组和第二透镜模组，所述激光光源设置在所述第一透镜模组中，所述光电探测器设于所述第二透镜模组中；

所述第一透镜模组包括设置在所述激光光源发射激光的光路上的第一准直透镜，所述第二透镜模组包括设置在所述目标物反射激光的光路上的接收透镜。

3.根据权利要求2所述的激光测距装置，其特征在于，所述第一准直透镜的光轴与所述接收透镜的光轴平行。

4.根据权利要求2所述的激光测距装置，其特征在于，所述补光模块包括：补光光源、以及安装所述补光光源的第三透镜模组；

所述第三透镜模组包括设置在所述补光光源发射光束的光路上的第二准直透镜。

5.根据权利要求4所述的激光测距装置，其特征在于，所述分光模块包括至少一个设于所述激光测距装置与所述待测目标的光路上的第一分光棱镜、以及至少一个设于所述补光模块与所述激光测距装置的光路上和/或位于所述激光测距装置与所述显示模块的光路上的第二分光棱镜。

6.根据权利要求5所述的激光测距装置，其特征在于，所述第一分光棱镜的反射面与所述接收透镜的光轴呈45度角。

7.根据权利要求5所述的激光测距装置，其特征在于，所述第二分光棱镜的反射面与所述第二准直透镜的光轴呈45度角。

8.根据权利要求1所述的激光测距装置，其特征在于，所述激光光源采用半导体激光器、固体激光器、光纤激光器、发光二极管中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的激光测距装置，其特征在于，所述光电探测器采用光电二极管、光电倍增管、光电池、光面二极管中的至少一种。

10.根据权利要求2所述的激光测距装置，其特征在于，所述显示模块包括相机和显示器，所述相机的镜头的光轴与所述接收透镜的光轴垂直。