CN2358436Y

CN2358436Y - 一种激光测距仪

Info

Publication number: CN2358436Y
Application number: CN 98249737
Authority: CN
Inventors: 秦厚敬
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1998-12-14
Filing date: 1998-12-14
Publication date: 2000-01-12
Anticipated expiration: 2008-12-14

Abstract

本实用新型公开了一种激光测距仪,第一激光发射器设置于原点A处,向被测物14,即B点处投射激光束,支轴设于原点A垂直轴向位置,感应装置及第二激光发射器设于支轴上可同步转动,线型光感测器设于第二激光发射器的投射方向,与第一激光发射器的发射方向平行,一对反射镜设于线型光感测器的两侧;感应装置感应被测物上的激光点,而调整其角度,使第二激光发射器的激光束投射于或经两反射镜折射于线型光感测器上,从而计算出距离。

Description

一种激光测距仪

本实用新型涉及测量仪器类，特别涉及一种激光测距仪。

目前，现有的测距方式，除了利用尺具测量外，另外还藉标杆配合仪器测量计算其对应角度后推算其距离，但由于尺具存在着有效长度限制的缺点，并不适用于长距离的测量，而利用标杆配合仪器测量的方式，其缺点乃需一人插设标杆，另一人操控仪器，十分耗费人力，特别是在较长距离的测量中，极不方便。

本实用新型的目的是提供一种精度高、测距长的激光测距仪。

激光测距仪中使用最重要的元件是光感测器，光感测器的成本随着其有效感应范围增加及解析度的点元素的增高而呈倍数提高，目前，常用的线型光感测器所包含的点元素有限，造成线型光感测器的使用受到限制，因此，如何降低成本并使线型光感测器的有效感应范围提升至最高，是提高使用其测距仪测距的关键。

本实用新型主要是由第一激光发射器、第二激光发射器、线型光感测器、二反射镜、支轴、感应装置、侦测器所组成，第一激光发射器设置在原点，第一激光发射器一侧设置一线型光感测器，线型光感测器的两端设置一对平行的反射镜，原点与线型光感测器之间设有一支轴，使原点、被测物与线型光感测器之间由两条线通过支轴构成两个相似三角形，支轴上配置有一用来感应被测物方向的感应装置，一将感应装置的方向讯号传递至光感测器的第二激光发射器以及一用来测量感应装置与第二激光发射器旋转角度的侦测器，而原点与被测物的直线距离即等于第一激光发射器投射于被测物的激光点距离，能使设于原点的第一激光发射器与被测物的直线距离能由感应装置对焦于激光点位置后，藉由第二激光发射器直接投射于线型感测器的点元素重心位置，计算出原点与被测物的直线距离。

若原点与被测物的距离过长，而导致第二激光发射器逾越出线型光感测器的有效感应范围，则由两平行反射镜反射于线型光感测器上，配合侦测器测出第二激光发射器及感应装置所转动的角度，以及折射于线型光感测器点元素的重心位置，即可加以计算出原点与被测物的距离，本实用新型不但可对立体座标中的X轴向进行距离的测量，同时也可对Y或Z轴向距离进行距离测量。

如图1所示，上述线型光感测器延伸有效感应范围的原理是，运用平行面镜间影像重复反射成像的原理，在线型光感测器11的两端设置一对平行或近似平行的反射镜12、12′，藉由几何量测的入射光像4与线型光感测器11呈一角度差，使入射光像4直接投射于线型光感测器11上或藉由反射镜12、12′反射于线型光感测器11上，而能增进线型光感测器11的有效感应范围，或对应于几何量测所函盖范围，即藉由该对平行的反射镜12、12′的配合反射，得以同光点元素的排列方向将光点元素无限的延伸，藉以增进线型光感测器11的有效感应范围，藉由线型光感测器11有效感应范围的放大，得以增进被测物受线型光感测器11感应的解析度。

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步的描述：

图1为本实用新型的线型光感测器延伸感应范围原理图。

图2、图3为本实用新型结构及原理示意图。

图4为本实用新型的测量长度与线型光感测器的相对比例线性图。

图5为本实用新型的另一感应装置实施例示意图。

图6为图5的电路示意图。

参阅图2配合图1所示，本实用新型主要是由第一激光发射器10、第二激光发射器16、线型光感测器11、二反射镜12、12′、支轴13、感应装置15、侦测器17所构成，于一原点A处设置第一激光发射器10，该第一激光发射器10一侧设置一线型光感测器11，线型光感测器11的两端设置一对平行的反射镜12、12′，原点A与线型光感测器11之间设有一支轴13，恰使原点A、被没物14与线型光感测器11之间由两条线通过支轴13构成两相似三角型△ABO、△A′B′O，支轴13上配置有一用来感应被测物14方向之感应装置15、一将感应装置15的方向讯号传递至光感应装置的第二激光发射器16以及一用来测量感应装置15与第二激光发射器16旋转角度的侦测器17，而原点A与被测物14的直线距离即等于第一激光发射器10投射于被测物14的激光点距离，能使设于原点A的第一激光发射器10与被测物14的直线距离能由感应装置15对焦于激光点位置后藉由第二激光发射器16直接投射于线型光感测器11上，再藉由激光点投射于线型光感测器11的点元素重心位置，计算出原点A与被测物14的直线距离。

如图3所示，若原点A与被测物14之距离过长，而导致第二激光发射器16逾越出线型光感测器11的有效感应范围，得藉由两平行的反射镜12、12′反射于线型光感测器11上，配合侦测器17测出第二激光发射器16及感应装置15所转动的角度，以及反射于线型光感测器11点元素的重心位置，即可加以计算出原点A与被测物14的距离。

由于原点A、被测物14与线型光感测器11之间由两条线通过支轴13构成两相似三角形△ABO、△A′B′O，因此，AB线段与A′B′线段的长度，即随着BB′线段以支轴13为轴心转动，而呈等比例延伸(两相似三角形的对边长呈比例定理)，所以，原点反应于被测物14直线距离与之点位置，通过支轴13反应于线型光感测器11的截线的角度改变，将使第二激光发射器16按一固定比例投射于线型光感测器11上，而能加以计算出原点A与被测物14的实际距离。

本实用新型主要是利用两反射镜12、12′以顺同一方向无限重覆延伸线型光感测器11的有效感测范围，藉由支轴13偏移于两反射镜12、12′的连线位置，能够将感应装置15的感应射线藉由第二激光发射器16投射激光束经由反射镜12、12′反射至光感应器11上，换言之，该测距仪透过两反射镜12、12′以顺同一方向无限重覆延伸线型光感测器11的有效感测范围，可藉以放大线型光感测器11的感应解析度及感应长度。

如图4所示，假设原点A与被测物之间距为1000mm，藉由感应装置15令第二激光发射器16投射于线型线型光感测器11上的激光束点重心恰位于第8290位阶的点元素，则原点与被测物的间距为3000mm，于线型光感测器11上的激光束点将会反应于第24870位阶的点元素，依此类推，若原点与被测物之间距为6000mm，于线型光感测器11上的光点将会反应于第49750位阶的点元素，藉此，即可精确的推算出原点与被测物14之距离，本实用新型可对立体座标中的X、Y、Z轴向距离同时进行测量。

再如图4所示，可将第二激光发射器16投射于线型光感测器11上的激光束点位置，作进一步的放校正，例如假设原点与被测物的间距为1000mm，将感应装置15的感应射线由第二激光发射器16投射于线型光感测器11上的激光点重心，校正至位于第10000位阶的点元素，类推后，则原点与被测物的间距为6000mm，感应装置15的感应射线即可由第二激光发射器16投射于线型光感测器11上的激光点重心，位于第60000位阶的点元素。藉由放大第二激光发射器16投射于线型光感测器11上的激光点位阶，可令解析度更佳化，可增进距离测量的精准性。

上述的感应装置15若采用手动方式调整，其结构可为一激光发射器(如图2所示)，供以手动将该激光发射器的光束对焦于被测物上的光点上，另如图5配合图6所示，该感应装置15也可采用电动自动调整对焦，其结构是于一集光器151内部两侧各设置一感光器152、153，另有一滤波器，加以过滤出激光供感光器152、153感应，于集光器151侧设有一马达154，控制集光器151以支轴13为轴心转动，利用两感光器152、153感应被测物14上的光点，经由比较器判断两感光器152、153所感应光点强弱程度，而以讯号控制马达154转动，直至两感光器152、153感应光点的强弱取得平衡，以使集光器151的中心轴线对准于光点上。

由于线型光感测器点元素位阶总数量的多寡，将直接影响线型光感测器的总长度、解析度及售价，本实用新型的线型光感测器的两端设以两相对的反射镜，得以将线型光感测器的有效感应范围无限延伸及将点元素位阶总数量无限增加，不但可突破总长、解析度的限制，并以抵价位的线型光感测器，即可对于长距离的被测物，准确地进行测距的工作。

Claims

1、一种激光测距仪，其特征在于包括有第一激光反射器(10)、第二激光发射器(16)、线型光感测器(11)、二反射镜(12)、(12′)、支轴(13)、感应装置(15)、侦测器(17)所构成，第一激光发射器(10)设置于原点A处，向被测物(14)B点投射激光束，并呈现光点于被测物(14)上；支轴(13)设置于原点A垂直轴向位置；感应装置(15)设于支轴(13)上，可以支轴(13)为轴心转动；第二激光发射器(16)设于支轴(13)上，与感应装置(15)同步转动；线型光感测器设于第二激光发射器(16)的投射方向，并与第一激光发射器(10)所发射出的激光束平行；一对反射镜(12)、(12′)相互平行设于线型光感测器(11)的两端；侦测器(17)设于支轴(13)上。

2、按照权利要求1所述的一种激光测距仪，其特征在于所说的感应装置(15)包括有集光器(151)、马达(154)、比较器、滤波器所组成，集光器(151)内部两侧各设置一感光器(152)、(153)，集光器(151)的前部设有滤波器，集光器(151)后侧设有马达(154)。

3、按照权利要求1所述的一种激光测距仪，其特征在于所说的感应装置(15)为一激光发射器。