KR101131627B1

KR101131627B1 - Lens for high precision laser range finder

Info

Publication number: KR101131627B1
Application number: KR1020090037132A
Authority: KR
Inventors: 배영철
Original assignee: 전남대학교산학협력단
Priority date: 2009-04-28
Filing date: 2009-04-28
Publication date: 2012-03-30
Also published as: KR20100118346A

Abstract

본 발명에서 렌즈 곡률에 의한 굴절율 오차를 최소화 또는 제거할 수 있는 고정밀 레이저 거리계용 렌즈를 개시한다.Disclosed is a high precision laser rangefinder lens capable of minimizing or eliminating refractive index errors due to lens curvature.

본 발명에 따른 렌즈는, 콜리메이트(Collimate) 레이저 광원이 빔 분리기(Beam Splitter) 및 렌즈를 통해 방사한 후, 표적으로부터 반사된 광원의 광량을 기반으로 거리를 계측하기 위한 고정밀 레이저 거리 측정기 또는 레이저 변위기에 있어서, 상기 렌즈는 단안렌즈로써, 그 중앙으로 소정 크기의 천공을 형성하거나, 렌즈의 중앙으로 소정 크기로 평면 연마하여 레이저 광원의 복귀 시 굴절율을 '0'로 유도한다.The lens according to the present invention is a high-precision laser rangefinder or laser for measuring distance based on the amount of light of a light source reflected from a target after a collimate laser light source radiates through a beam splitter and a lens In the displacer, the lens is a monocular lens, which forms a perforation of a predetermined size in the center thereof, or is planarly polished to a predetermined size in the center of the lens to induce a refractive index to '0' when the laser light source returns.

따라서, 본 발명은 렌즈의 중앙이 천공된 천공 렌즈를 제시함에 따라, 렌즈에 의한 레이저 거리 계측 오차를 과감히 줄여 레이저 거리 계측 시스템의 신뢰성을 높이는 효과가 있다. 또한, 천공 렌즈의 미비한 단점을 보완하기 위해 레이저 광을 송수신하는 영역을 연마하여 수평면으로 제작한 평면 연마에 의한 렌즈를 제시하여, 렌즈의 곡률과 관계없이 빛을 정확하게 모으고 보낼 수 있어 오차를 줄여 레이저 거리 계측 시스템의 완성도를 향상시키는 효과가 있다.Therefore, according to the present invention, the center of the lens is provided with a punched lens, thereby drastically reducing the laser distance measuring error caused by the lens, thereby increasing the reliability of the laser distance measuring system. In addition, to compensate for the shortcomings of the perforated lens, by presenting the lens by the flat polishing made by grinding the area for transmitting and receiving the laser light, it is possible to collect and send the light accurately regardless of the curvature of the lens, thereby reducing the error There is an effect of improving the completeness of the distance measurement system.

레이저, 거리계, 계측, 렌즈, 천공, 평면, 연마, 곡률, 굴절율, 단안렌즈 Laser, Rangefinder, Measurement, Lens, Perforation, Plane, Polishing, Curvature, Refractive Index, Monocular Lens

Description

Lens for high precision laser rangefinder {LENS FOR HIGH PRECISION LASER RANGE FINDER}

본 발명은 레이저 거리 측정을 위한 렌즈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 레이저 거리계용 렌즈의 일 단면을 평면으로 가공한 단안 렌즈 구조로써, 콜리메이트 레이저 빔의 방사 및 복귀 시 광원의 굴절, 왜곡이 없도록 하는 고정밀 레이저 거리계용 렌즈에 관한 것이다.The present invention relates to a lens for measuring laser distance, and more particularly, to a monocular lens structure in which one end surface of a laser rangefinder lens is processed in a plane, so that there is no refraction or distortion of a light source during radiation and return of a collimated laser beam. It relates to a lens for a high precision laser rangefinder.

최근의 공장 및 산업체에서 사용하고 있는 산업 설비는 거의 완전 자동화를 구현할 수 있는 자동화 설비로 구성되어 있다. 글로벌 경쟁력이 요구되는 자동화산업 설비시스템에서는 더 많은 생산과 더 우수한 품질의 제품 생산을 요구하고 있다. 또한 그동안 크게 관심을 가지지 않았던 안전에 대한 관심도선진국에 진입하면서 매우 높아지고 있다. 이러한 시대적인 요구 사항을 반영하기 위하여 산업 설비 및 공장자동화 설비에서 보다 정밀한 거리 및 방위를 측정하고자 하는 노력이 지속되고 있다.Industrial facilities used in modern factories and industries are composed of automation facilities that can realize almost full automation. Automated industrial equipment systems that require global competitiveness are demanding more production and higher quality products. In addition, the interest in safety, which has not been of great interest in the past, is also very high as it enters developed countries. In order to reflect these demands, efforts are being made to measure more precise distances and bearings in industrial and factory automation facilities.

정밀한 거리 및 방위 측정을 위한 방법으로는 초음파, 레이저 등이 이용되고 있다. 이 중에서 레이저를 이용한 거리 측정 기술과 거리 및 방위를 동시에 측정하 는 기술이 많은 관심을 받아왔다. 레이저를 이용한 거리 측정용은 크레인과 같은 산업 현장의 무인화 시스템에 방위 및 거리 측정용은 로봇시스템에서 로보스이 자기 위치(localization)과 장해물을 회피하기 위한 방법으로 많은 관련 제품이 상품화되어 현장에 적용되고 있다. Ultrasonics, lasers, and the like are used as methods for precise distance and orientation measurement. Among them, laser distance measurement technology and technology for measuring distance and azimuth at the same time have received much attention. For distance measurement using a laser, an unmanned system in an industrial site such as a crane, and for azimuth and distance measurement, a robotic system in a robotic system is a way to avoid localization and obstacles. have.

레이저를 이용한 거리 측정 기법은 측정하고자 하는 대상 물체에 광원인 레이저 다이오드로부터 레이저를 측정 대상 물체에 보낸 후 측정 대상 물체에 반사되어 되돌아오는 레이저의 파장을 측정하여 거리를 계산하는 기술을 말한다. 레이저를 이용한 측정 기술은 산업용, 과학용, 레저용, 군사용 등에 원격 측정 대상 물체 거리에서 반사 및 무반사 기법을 이용하여 측정 대상 물체를 접촉하지 않고 측정한다. The distance measuring technique using a laser refers to a technique of calculating a distance by sending a laser from a laser diode, which is a light source, to a measurement target, and then measuring a wavelength of the laser reflected back to the measurement target. Laser measuring technology measures the object without contact by using reflection and anti-reflection techniques at the distance of the object to be measured in industrial, scientific, leisure and military applications.

용도에 관계없이 레이저 거리 계측기에서 요구하는 공통의 요소는 고정밀, 고신뢰성, 소형화, 경량화, 최소 측정 거리, 최대 측정 거리 등이 있다. 이들 요구 사항들은 렌즈, 광학계 등의 오차로 인하여 그 성능을 만족시키는 것이 쉬운 일이 아닌 것으로 알려져 있다. 실제 산업 현장에서 사용하는 산업용 레이저 거리 계측기에서 요구하는 사항은 측정 거리 1km 이내, 측정오차 1-10 mm 이내를 요구하고 있는 실정이다.Regardless of the application, the common elements required by laser distance meters include high precision, high reliability, miniaturization, light weight, minimum measurement distance and maximum measurement distance. These requirements are known to be difficult to satisfy the performance due to errors in the lens, optical system, and the like. Actually, the requirements of industrial laser distance measuring instruments used in industrial sites require a measurement distance within 1 km and a measurement error within 1-10 mm.

여기서, 레이저 거리 계측에 따른 오차 범위를 최소화하기 위해 계측기의 구조를 살펴 보면, 렌즈, 레이저 다이오드(LD), 포토다이오드(PD), 주제어 장치(MCU), 각종 신호들을 혼합하는 혼합기, 전치 증폭기, 카운터 이외에 많은 전자 소자들이 사용되고 있다. 이들 소자들 중에서 대부분의 전자와 광학계 소자들이 오 차가 발생할 수 있는 가능성들이 매우 높으며 레이저 거리 계측기들을 개발할 때 이들 오차 요인을 줄여주는 것이 중요하다.Here, looking at the structure of the instrument to minimize the error range according to the laser distance measurement, the lens, laser diode (LD), photodiode (PD), main control unit (MCU), a mixer that mixes various signals, a preamplifier, Many electronic devices are used in addition to the counter. Of these devices, most electronic and optical devices are very likely to have errors, and it is important to reduce these sources of error when developing laser distance meters.

전술된 레이저 거리 계측 시스템에서의 오차 요인은 다수 존재하나, 크게 소자 간의 비동기화로 인한 오차와, 반사된 레이저 광원에 대한 집광이 제대로 이루어지지 않은 오차가 존재한다. 상기한 소자 간의 비동기화는 시스템 내의 다수 클럭 신호를 동기화함으로써, 레이저 거리계에서 발생하는 오차를 줄일 수 있을 것이다. 그러나, 전술된 두 번째 오차 원인은 레이저 다이오드와 빔 분리기를 통하여 렌즈를 통과한 레이저 광은 반사경과 측정 대상 물체에 반사될 때 측정 대상물체의 반사율, 빛의 세기가 거리의 제곱에 반비례하여 감소하고 빛의 경로상의 산란, 렌즈의 곡률 등의 많은 원인으로 광량을 정확하게 렌즈에 모을 수 없기 때문에, 현재에는 가장 큰 오차의 원인으로 주목되고 있다. There are a number of error factors in the above-described laser distance measuring system, but there are largely errors due to unsynchronization between devices, and errors in which light is not properly focused on the reflected laser light source. The asynchronous between the devices may reduce errors in the laser rangefinder by synchronizing multiple clock signals in the system. However, the second cause of error described above is that when the laser light passing through the lens through the laser diode and the beam splitter is reflected by the reflector and the measuring object, the reflectance of the measuring object and the intensity of light decrease in inverse proportion to the square of the distance. Since the amount of light cannot be accurately collected in the lens due to scattering on the path of light, curvature of the lens, etc., it is now attracting attention as the cause of the largest error.

따라서, 레이저 변위기의 렌즈를 살펴 보아야 할 필요성이 있는데, 먼저 상기한 레이저 변위기의 렌즈는 일반적으로 제품에 따라 다르지만 크게 송신용과 수신용을 분리하여 사용하는 양안렌즈를 이용한 방식과 송수신 겸용의 하나의 렌즈를 사용하는 단안렌즈 방식으로 분류된다. 양안렌즈의 경우 송신과 수신을 분리하여 사용하므로 측정의 편리함과 송신과 수신의 빛을 서로 다른 렌즈로 처리할 수 있어 거리 계산의 편리성이 높은 방식이다. 그러나, 양안 렌즈를 이용한 측정 방법은 송신 렌즈와 수신 렌즈가 도 1과 같이 구성될 수밖에 없어 거리를 측정할 때 송수신 렌즈에 의한 위상차가 발생하게 되어 1[m] 미만의 단거리 측정은 불가능하거나 어려운 것으로 알려져 있다. 즉, 레이저의 변위계에서 발생하는 오차 중 가장 근원적 인 원인으로는 렌즈에서 정확한 빛의 양을 보내고 받아들이는 문제를 렌즈가 해결하지 못한다는 문제점이 있는 것이다.Therefore, there is a need to look at the lens of the laser displacer. First of all, the lens of the laser displacer differs depending on the product, but the method using a binocular lens that uses a separate transmission and reception for the transmission and reception is largely used. It is classified as a monocular lens type using one lens. In the case of binocular lens, the transmission and reception are used separately so that the convenience of measurement and the light of transmission and reception can be processed by different lenses, so the convenience of distance calculation is high. However, in the measurement method using the binocular lens, the transmission lens and the reception lens have to be configured as shown in FIG. 1, so that a phase difference occurs due to the transmission / reception lens when the distance is measured, so that short distance measurement of less than 1 [m] is impossible or difficult. Known. That is, the most fundamental cause of the error in the laser displacement meter is that the lens does not solve the problem of sending and receiving the correct amount of light from the lens.

반면, 단안렌즈의 경우 레이저 거리 계측기의 시스템 구성을 단순화하고, 설비의 경량화를 유도할 수 있으나 렌즈의 가공 시 높은 정밀도를 요구하여 제조상의 어려움이 야기되고 있는 실정이다. 즉, 단안렌즈의 경우에는 렌즈의 곡률이 매우 중요한 요소이나, 레이저 광을 정확하게 빔분리기와 렌즈를 통하여 측정하고자하는 목표물인 측정 대상 물체에 도달하고, 측정 대상물체로부터 반사되어 돌아오는 반사광을 모을 수 있는 렌즈의 구조가 구현되지 못하고 있는 것이다.On the other hand, the monocular lens can simplify the system configuration of the laser range finder and induce the weight reduction of the equipment, but the manufacturing difficulties are caused by requiring high precision when processing the lens. That is, in the case of a monocular lens, the curvature of the lens is a very important factor, but the laser beam can be accurately reflected through the beam splitter and the lens to be measured and the reflected light returned from the measured object can be collected. The structure of the lens is not being implemented.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 레이저 거리 계측기로 적용되는 렌즈를 가공 변형함으로써, 렌즈에 의한 거리 측정 오차를 줄여 시스템의 신뢰성을 높일 수 있는 고정밀 레이저 거리계용 렌즈 구조를 제공함에 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is for a high precision laser rangefinder that can increase the reliability of the system by reducing the distance measurement error caused by the lens by processing and modifying the lens applied to the laser rangefinder In providing a lens structure.

본 발명의 다른 목적은, 레이저 거리 계측기, 레이저 변위기 등으로 적용되는 렌즈를 단안렌즈 방식으로 적용하여, 시스템 구조의 단순성을 높이고 거리 측정의 안정성을 제공할 수 있는 고정밀 레이저 거리계용 렌즈 구조를 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a lens structure for a high-precision laser range finder that can be applied to a lens applied as a laser distance meter, a laser displacer, etc. in a monocular lens method, thereby increasing the simplicity of the system structure and providing stability of the distance measurement. Is in.

본 발명의 또 다른 목적은, 렌즈의 곡률이 일정하지 않음에서 발생하는 오차를 줄이고, 렌즈의 가공이 수월하게 이루어질 수 있는 렌즈 구조를 제시함에 있다.Another object of the present invention is to propose a lens structure that can reduce the error caused by the curvature of the lens is not constant, and the processing of the lens can be made easily.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 관점에 따른 고정밀 레이저 거리계용 렌즈 구조는, 콜리메이트(Collimate) 레이저 광원이 빔 분리기(Beam Splitter) 및 렌즈를 통해 방사한 후, 표적으로부터 반사된 광원의 광량을 기반으로 거리를 계측하기 위한 고정밀 레이저 거리 측정기 또는 레이저 변위기에 있어서, 상기 렌즈는 단안렌즈로써, 그 중앙으로 소정 크기의 천공을 형성하는 것을 특징으로 한다.Lens structure for a high precision laser rangefinder according to an aspect of the present invention for achieving the above object, after the collimator (Collimate) laser light source emits through the beam splitter and the lens, the amount of light of the light source reflected from the target In the high-precision laser range finder or laser displacer for measuring distance based on the lens, the lens is a monocular lens, characterized in that forming a perforation of a predetermined size in the center thereof.

또한, 본 발명의 다른 실시 예에서는 콜리메이트(Collimate) 레이저 광원이 빔 분리기(Beam Splitter) 및 렌즈를 통해 방사한 후, 표적으로부터 반사된 광원의 광량을 기반으로 거리를 계측하기 위한 고정밀 레이저 거리 측정기 또는 레이저 변위기에 있어서, 상기 렌즈는 단안렌즈로써, 그 중앙에 소정 크기로 평면 연마되는 것을 특징으로 한다.In another embodiment of the present invention, a high-precision laser rangefinder for measuring a distance based on the amount of light of a light source reflected from a target after the collimator laser light source emits through a beam splitter and a lens Alternatively, in the laser displacer, the lens is a monocular lens, characterized in that the surface is polished to a predetermined size in the center thereof.

구체적으로, 상기 천공 또는 평면 연마 면은 콜리메이트 레이저 광원의 빔 직경 보다 크고, 상기 빔 분리기의 직경 또는 길이 보다 작도록 설계되는 것을 특징으로 한다.Specifically, the perforated or planar polishing surface is characterized in that it is designed to be larger than the beam diameter of the collimated laser light source and smaller than the diameter or length of the beam splitter.

본 발명에 따른 고정밀 레이저 거리계용 렌즈 구조는, 렌즈의 중앙이 천공된 천공 렌즈를 제시함에 따라, 렌즈에 의한 레이저 거리 계측 오차를 과감히 줄여 레이저 거리 계측 시스템의 신뢰성을 높이는 효과가 있다. 또한, 천공 렌즈의 미비한 단점을 보완하기 위해 레이저 광을 송수신하는 영역을 연마하여 수평면으로 제작한 평면 연마에 의한 렌즈를 제시하여, 렌즈의 곡률과 관계없이 빛을 정확하게 모으고 보낼 수 있어 오차를 줄여 레이저 거리 계측 시스템의 완성도를 향상시키는 효과가 있다.The lens structure for a high precision laser range finder according to the present invention has the effect of increasing the reliability of the laser distance measuring system by drastically reducing the laser distance measuring error caused by the lens by presenting a perforated lens in which the center of the lens is punctured. In addition, to compensate for the shortcomings of the perforated lens, by presenting the lens by the flat polishing made by grinding the area for transmitting and receiving the laser light, it is possible to collect and send the light accurately regardless of the curvature of the lens, thereby reducing the error There is an effect of improving the completeness of the distance measurement system.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저, 본 발명의 제1 실시 예에 따른 렌즈를 살펴 보면, 렌즈의 중앙이 천공 된 단안 렌즈를 제시한다. 이는 렌즈의 중앙으로 레이저 광원이 방사된 후, 추후 복귀되는 레이저 광원이 굴절 없이 수광될 수 있도록 하는 구조이다. 즉, 레이저 다이오드에서 나온 빛이 빔 분리기에서 5:95의 비율로 나뉘어져 하나는 기준 신호로 사용되고 하나는 표적으로 나간 후 다시 렌즈에 정확하게 들어오도록 하기 위한 방법의 하나로 렌즈의 중앙으로 첨부된 도 2와 같이 천공한다.First, looking at the lens according to the first embodiment of the present invention, a monocular lens with a perforated center of the lens is presented. This is a structure that allows the laser light source to be later received after the laser light source is radiated to the center of the lens can be received without refraction. In other words, the light emitted from the laser diode is divided in a ratio of 5:95 in the beam splitter, one is used as a reference signal, and the other is a method of accurately entering the lens and then again entering the lens. Drill together.

도 3의 (가)는 렌즈의 단면을 나타낸 도면으로, 렌즈의 중앙이 천공되어 도 3의 (나)와 같이 콜리메이트 레이저가 빔 스플리트를 통해 소정 비율로 분리된 후, 상기 천공을 통해 방사된다. 그리고, 방사된 레이저 빔은 표적을 통해 반사되어 다시 렌즈로 입사되는데, 상기 천공을 통해 굴절율 없이 광검출기에서 수광된다. 여기서, 천공의 크기는 콜리메이트 레이저 광원의 빔 크기 보다 크고, 상기 빔 스플리트의 길이 보다 작도록 설계함이 바람직할 것이다.FIG. 3A is a cross-sectional view of the lens. The center of the lens is punctured, and the collimated laser is separated at a predetermined rate through the beam split as shown in FIG. 3B. do. The emitted laser beam is then reflected back through the target and incident back into the lens, where it is received by the photodetector without refractive index. Here, the size of the perforation is preferably designed to be larger than the beam size of the collimated laser light source and smaller than the length of the beam split.

한편, 본 발명의 제2 실시 예로서 상기 렌즈의 중앙을 평면으로 연마할 수 있을 것이다. 이는 도 4에 도시되고 있으며, 도 5의 (가)와 같이 렌즈의 정 중앙부가 평면으로 연마됨을 보이고 있다. 즉, 렌즈의 중앙은 굴절율이 '0'이 되어 빔 분리기에서 나가는 빛이 일직선으로 비행하여 목표물에 맞고 반사된 후, 반사된 빛이 다시 일직선으로 연마된 렌즈에 되돌아 오게 되므로 일정한 빛 즉, 빛의 휨이나 굴절이 없어 굴절에 의한 오차를 배제할 수 있게 된다.Meanwhile, as a second embodiment of the present invention, the center of the lens may be polished in a plane. This is shown in Figure 4, the center of the lens as shown in Figure 5 (a) shows that the surface is polished in a plane. That is, the center of the lens has a refractive index of '0' so that the light exiting from the beam splitter flows in a straight line and is reflected to the target, and then the reflected light is returned to the straight polished lens. There is no warpage or refraction so that errors due to refraction can be eliminated.

여기서, 렌즈를 가공하는 것은 공지된 다수의 방법이 적용될 수 있으며, 본 발명에서 또한 주지된 방법으로서 곡면을, 커어브 제너레이팅 공정, 스무우징 공정 및 폴리싱 공정에 의해서 곡면가공함과 동시에, 렌즈소재의 측주면을 센터링 공정 으로 진원 가공한다. 물론, 필요에 따라 커어브 제너레이팅 공정을 행한 후, 렌즈소재의 측주면의 센터링공정을 행하고, 그 후 추후 공정을 행할 수 있을 것이다. 그리고, 센터링 공정은 렌즈의 정밀도를 감안할 때 재차 가공할 수 있다.Here, the processing of the lens can be applied to a number of known methods, and as the method also well known in the present invention, the curved surface by the curve generating process, smoothing process and polishing process, and at the same time, the lens material The circumferential surface of is rounded by the centering process. Of course, if necessary, the curve generating process may be performed, followed by the centering process of the circumferential surface of the lens material, followed by the subsequent process. And the centering process can be processed again in view of the accuracy of the lens.

도 5의 (나)는 렌즈의 중앙이 평면으로 연마된 절삭렌즈의 동작상태를 도시하고 있으며, 먼저 레이저 다이오드에서 발생시킨 레이저 광을 측정하고자 하는 대상 물체인 표적을 향해 쏘면 레이저 광은 빔 분리기(beam splitter)에 의해 기준 신호와 표적 방향의 두 방향으로 나뉘어 나가게 된다. 기준 신호 방향은 전체 빛의 5[%] 미만 정도의 빛을 빔 분리기를 통하여 반사거울(mirror)로 향하게 한 후 반사 거울에서 반사되어 나온 빛을 다시 빔 분리를 통하여 광검출기(APD)로 되돌아 온다. FIG. 5B illustrates an operation state of a cutting lens in which a center of the lens is polished in a plane. First, when the laser light is emitted from a laser diode toward a target, which is a target object to be measured, the laser light is beam splitter ( The beam splitter is divided into two directions, a reference signal and a target direction. The reference signal direction directs less than 5 [%] of the total light to the mirror through the beam splitter and then returns the light reflected from the reflecting mirror back to the photodetector (APD) through beam splitting. .

반면, 표적 방향은 기준 신호 방향을 빛을 제외한 나머지 95[%] 대부분 빛을 이 빔 분리기를 통하여 표적을 향해 날아간 후 표적에 닿으며, 표적이 닿은 후 이 빛은 표적을 맞고 반사되어 다시 빔 분리기로 되돌아와 빔 분리기를 통하여 광검출기에 도착하게 된다. 광 검출기에서는 반사거울을 통하여 되돌아 온 기준 신호와 표적을 통하여 반사되어 온 표적 신호의 빛의 위상차를 계산하여 거리를 산출하게 된다. 본 발명에서는 전술된 거리 산출 기법으로 간섭성 검출 기법을 사용하였으나, 이외의 거리 산출 기법이 적용될 수 있음은 당연할 것이다.On the other hand, the target direction is 95% of the reference signal direction except for light. Most of the light flies through the beam splitter toward the target and then touches the target. After the target hits the light, the light hits the target and is reflected back to the beam splitter. And return to the photodetector through the beam splitter. In the photo detector, the distance is calculated by calculating a phase difference between the reference signal returned through the reflection mirror and the target signal reflected through the target. In the present invention, although the coherence detection technique is used as the above-described distance calculation technique, it will be obvious that other distance calculation techniques may be applied.

이와 같이, 본 발명에 따른 레이저 변위계의 렌즈 구조를 토대로 도 6과 같은 레이저 거리 측정기를 제작하여 정밀한 거리 계측 결과를 보장하게 된다. 결국, 본 출원인은 레이저의 거리 측정기에서 발생하는 다양한 오차의 원인 중 가장 오차 를 잡기 어려운 렌즈로부터 발생하는 오차를 줄이기 위한 방법으로 레이저 거리 측정기에 사용하기 적합한 렌즈를 설계하고 이를 이용하여 레이저 거리 계측기를 구현하였다. 설계한 렌즈는 본 발명의 제2 실시 예에 따라 레이저 광을 송수신하는 영역을 연마하여 수평면으로 제작한 것으로, 이 영역을 통과하는 레이저 광은 렌즈의 곡률과 관계없이 빛을 정확하게 모으고 보낼 수 있어 오차를 줄일 수 있었다.As such, the laser range finder as shown in FIG. 6 is manufactured based on the lens structure of the laser displacement meter according to the present invention to ensure accurate distance measurement results. As a result, the present applicant has designed a lens suitable for use in a laser range finder as a method for reducing the error occurring from the lens which is most difficult to catch among various causes of the error occurring in the range finder of the laser and using the laser range finder. Implemented. According to the second embodiment of the present invention, the designed lens was manufactured in a horizontal plane by grinding an area for transmitting and receiving laser light, and the laser light passing through this area can accurately collect and send light regardless of the curvature of the lens, thereby providing an error. Could reduce.

전술된 바와 같이 본 발명은 레이저 변위기 또는 레이저 거리 측정기로 적용되는 렌즈의 중앙을 천공하거나, 평면으로 연마함으로써 콜리메이트 레이저를 통해 방사된 레이저 광원이 목표물로부터 반사될 때, 광원의 휨이나 굴절이 전혀 없도록 함에 따라 거리 측정을 위한 물리적인 오차를 현격하게 줄이게 된다. 따라서, 레이저 거리 측정 시스템의 정밀도를 높여 계측 산업의 기술적 진일보를 도모할 수 있게 된다.As described above, when the laser light source radiated through the collimator laser is reflected from the target by drilling or grinding the plane of the lens applied by the laser displacement machine or the laser range finder, the bending or refraction of the light source is reduced. By eliminating it at all, the physical error for distance measurement is greatly reduced. Therefore, the precision of a laser distance measuring system can be raised and the technical advance of the measurement industry can be aimed at.

도 1은 종래 레이저 거리계용 렌즈를 나타낸 사진이다.1 is a photograph showing a lens for a conventional laser rangefinder.

도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 천공렌즈 사진이다.2 is a perspective view of a perforated lens according to a first exemplary embodiment of the present invention.

도 3은 도 2의 구조 및 동작을 설명하기 위한 구성도이다.3 is a configuration diagram illustrating the structure and operation of FIG. 2.

도 4는 본 발명의 제2 실시 예에 따라 렌즈의 중앙이 평면연마된 절삭 렌즈이다.4 is a cutting lens in which the center of the lens is planar polished according to the second embodiment of the present invention.

도 5는 도 4의 구조 및 동작을 설명하기 위한 구성도이다.5 is a configuration diagram illustrating the structure and operation of FIG. 4.

도 6은 본 발명에 따른 절삭 렌즈가 장착된 레이저 거리 측정기를 나타낸 사진이다.6 is a photograph showing a laser range finder equipped with a cutting lens according to the present invention.

<주요 도면의 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main drawings>

APD : 광검출기 BS : 빔 분리기APD: Photodetector BS: Beam Separator

Claims

delete

In the high precision laser range finder or laser shifter for measuring distance based on the amount of light of the light source reflected from the target after the collimate laser light source emits through the beam splitter and the lens,

The lens is a monocular lens, a high-precision laser rangefinder lens, characterized in that the plane is polished to a predetermined size in the center thereof.

The method of claim 5,

And the planar polished area is larger than the beam diameter of the collimated laser light source and smaller than the diameter or length of the beam splitter.

The method of claim 5,

And said beam splitter has a light splitting ratio for emitting 95% of said collimated laser light source through a planar polished surface.

delete