RU2684445C1 - Distance measuring device - Google Patents

Distance measuring device Download PDF

Info

Publication number
RU2684445C1
RU2684445C1 RU2018123152A RU2018123152A RU2684445C1 RU 2684445 C1 RU2684445 C1 RU 2684445C1 RU 2018123152 A RU2018123152 A RU 2018123152A RU 2018123152 A RU2018123152 A RU 2018123152A RU 2684445 C1 RU2684445 C1 RU 2684445C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
receiving channel
receiving
channel
laser
field
Prior art date
Application number
RU2018123152A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Львович Глебов
Павел Михайлович Лопухов
Руслан Николаевич Пашкин
Original Assignee
Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" (ФГУП "ЦНИИХМ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" (ФГУП "ЦНИИХМ") filed Critical Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный научно-исследовательский институт химии и механики" (ФГУП "ЦНИИХМ")
Priority to RU2018123152A priority Critical patent/RU2684445C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2684445C1 publication Critical patent/RU2684445C1/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
    • G01C3/00—Measuring distances in line of sight; Optical rangefinders
    • G01C3/02—Details
    • G01C3/06—Use of electric means to obtain final indication
    • G01C3/08—Use of electric radiation detectors

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

FIELD: physics.SUBSTANCE: invention relates to laser engineering, namely to laser range-finding devices with misaligned receiving and transmitting channels. Device comprises a transmitting channel for forming a beam of probing radiation and directing it to a target, which includes a laser emitter and a collimating output lens which is optically connected thereto, as well as a receiving channel for receiving a target reflected by the target, which includes a photodetector and an input lens which is optically connected to it. Optical axis of the receiving channel is turned towards the transmitting channel at an angle such that at the limit range of measurements the visual field of the receiving channel covers the laser spot by touching the inner edge of the laser spot with its outer edge. Turn angle of optical axis of receiving channel iswhere γ is the angle of rotation of the optical axis of the receiving channel; Dis input lens pupil diameter; t is minimum distance between collimating output lens and input lens; L is maximum (limit) measurement distance; ωand ωare angles determined from divergences 2ωand 2ωlaser radiation and receiving channel field of view, respectively.EFFECT: reduced size of shadow zone without increase of visual field of receiving channel and without use of additional elements.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к лазерным дальномерным устройствам с несоосными приемными и передающими каналами.The invention relates to laser technology, namely to laser rangefinder devices with misaligned receiving and transmitting channels.

Известно устройство измерения расстояния с использованием полупроводникового лазера [Патент США №5241360, МКИ G01C 3/08, НКИ 356/5, опубликовано 31.08.1993]. Устройство содержит излучатель, состоящий из полупроводникового источника, электрически связанного с ним модулятора и оптически связанного с ним коллиматора; приемник излучения, состоящий из фотоприемника, электрически связанной с ним схемы обработки сигналов и оптически связанной с ним собирающей линзы; устройство управления, электрически связанное с модулятором и схемой обработки сигналов.A device for measuring distance using a semiconductor laser is known [US Patent No. 5241360, MKI G01C 3/08, NCI 356/5, published 08/31/1993]. The device comprises an emitter consisting of a semiconductor source, an electrically coupled modulator and an optically coupled collimator; a radiation receiver, consisting of a photodetector, an electrically coupled signal processing circuit and an optically coupled collecting lens; a control device electrically connected to the modulator and the signal processing circuit.

Измерение расстояния с помощью этого устройства может осуществляться за счет использования в качестве фотоприемника лавинного фотодиода, обеспечивающего большое усиление сигнала и имеющего небольшую чувствительную площадь. В предпочтительном осуществлении изобретения применяется "бинокулярная оптическая система", т.е. такая, в которой оптические оси передающего и приемного каналов пространственно разнесены.The distance measurement using this device can be carried out by using an avalanche photodiode as a photodetector, which provides high signal amplification and has a small sensitive area. In a preferred embodiment of the invention, a "binocular optical system" is used, i.e. one in which the optical axes of the transmitting and receiving channels are spatially spaced.

Известно, что в схеме с разнесенными параллельными осями приемного и передающего каналов при изменении расстояния от дальномера до объекта изображение пятна лазерного излучения в плоскости фотоприемника будет смещаться [Патент Японии №4-67606, МКИ G01C 3/06, опубликовано 28.10.1992, "Изобретения стран мира", выпуск 82, 1994, БИ №15-16, с. 32], поэтому, начиная с некоторого расстояния L0, при приближении объекта к дальномеру оптический сигнал на площадке приемника будет отсутствовать вследствие того, что поле зрения приемного канала не пересекается с лазерным лучом, и измерение расстояния становится невозможным.It is known that in a scheme with spaced parallel axes of the receiving and transmitting channels, when the distance from the range finder to the object changes, the image of the laser spot in the plane of the photodetector will shift [Japan Patent No. 4-67606, MKI G01C 3/06, published October 28, 1992, "Inventions countries of the world ", issue 82, 1994, BI No. 15-16, p. 32], therefore, starting from a certain distance L 0 , when an object approaches the range finder, the optical signal at the receiver site will be absent due to the field of view of the receiving channel not intersecting with the laser beam, and measuring the distance becomes impossible.

Оценим величину теневой зоны L0, для этого обратимся к фиг. 1, на которой изображены коллиматор лазерного излучателя дальномерного устройства диаметром D1 и приемный объектив диаметром D2, расположенный на расстоянии t от коллиматора. Расходимости лазерного излучения и поля зрения приемного канала 2ω1 и 2ω2 соответственно, при этом оптические оси лазерного излучателя и приемного канала параллельны. Выберем за начало координат центр коллиматора лазерного излучателя. Для нахождения длины L0 теневой зоны достаточно найти х-координату точки пересечения крайних внутренних лучей лазерного излучения (луч 1) и поля зрения приемного канала (луч 2). Запишем уравнения для лучей 1 и 2 соответственно в выбранной системе координат:Let us estimate the size of the shadow zone L 0 , for this we turn to FIG. 1, which shows a collimator of a laser emitter of a rangefinder with a diameter of D 1 and a receiving lens with a diameter of D 2 located at a distance t from the collimator. The divergences of the laser radiation and the field of view of the receiving channel 2ω 1 and 2ω 2, respectively, while the optical axis of the laser emitter and the receiving channel are parallel. We choose the center of the collimator of the laser emitter as the origin. To find the length L 0 of the shadow zone, it is enough to find the x-coordinate of the point of intersection of the extreme internal rays of the laser radiation (beam 1) and the field of view of the receiving channel (beam 2). We write the equations for rays 1 and 2, respectively, in the selected coordinate system:

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Для нахождения х-координаты точки пересечения лучей достаточно воспользоваться следующим соотношением [Цыпкин А.Г., Цыпкин Г.Г. Математические формулы. Алгебра. Геометрия. Математический анализ: Справочник. - М.: Наука. Гл. ред. физ. - мат. лит-ры, 1985]:To find the x-coordinate of the point of intersection of the rays, it suffices to use the following relation [Tsypkin A.G., Tsypkin G.G. Mathematical formulas. Algebra. Geometry. Mathematical Analysis: A Handbook. - M .: Science. Ch. ed. physical - mat. literature, 1985]:

Figure 00000003
Figure 00000003

где

Figure 00000004
Where
Figure 00000004

После преобразования получим:After the conversion, we get:

Figure 00000005
Figure 00000005

Формулы (1), (2) и (4) верны для малых углов, т.е. когда выполняется условие tg(ω)≈ω. Анализ приведенной зависимости показывает, что уменьшение размера теневой зоны возможно путем уменьшения расстояния t между передающим и приемным каналом и(или) увеличением расходимости лазерного излучения 2ω1 и поля зрения приемного канала 2ω2. Однако уменьшению расстояния t мешают, как правило, конструктивные особенности объективов, увеличение расходимости 2ω1 отрицательно сказывается на локальности измерений, а увеличение поля зрения 2ω2 отрицательно сказывается на отношении сигнал/шум, поскольку приводит к увеличению оптических шумов, собираемых фотоприемником в широком поле, и, в результате, к уменьшению предельной дальности измерений.Formulas (1), (2) and (4) are valid for small angles, i.e. when the condition tg (ω) ≈ω is satisfied. An analysis of the given dependence shows that a decrease in the size of the shadow zone is possible by decreasing the distance t between the transmitting and receiving channels and (or) increasing the divergence of the laser radiation 2ω 1 and the field of view of the receiving channel 2ω 2 . However, as a rule, the design features of the lenses interfere with the decrease in the distance t, an increase in the divergence 2ω 1 negatively affects the measurement locality, and an increase in the field of view 2ω 2 negatively affects the signal-to-noise ratio, since it leads to an increase in the optical noise collected by the photodetector in a wide field, and, as a result, to a decrease in the limiting range of measurements.

Известен лазерный измеритель расстояний [Патент РФ на изобретение №2471203, опубликовано 27.12.2012, МПК: G01S 17/02, G01C 3/08], выбранный в качестве прототипа, содержащий передающий канал для формирования пучка зондирующего излучения и направления его на цель, включающий лазерный излучатель и передающую оптическую систему (коллимирующий выходной объектив), параллельный ему приемный канал для приема отраженного целью сигнала, включающий фотоприемное устройство и приемный (входной) объектив, световод, входное отверстие которого расположено рядом с выходным отверстием оптической системы передающего канала, а его выходное отверстие направлено на чувствительную площадку фотоприемного устройства приемного канала. Таким образом в данном устройстве осуществлено локальное увеличение поля зрения приемного канала, что позволяет сократить размер теневой зоны, и в то же время избежать существенного увеличения световой составляющей шумов, поскольку входная апертура световода невелика.A known laser distance meter [RF Patent for the invention No. 2471203, published December 27, 2012, IPC: G01S 17/02, G01C 3/08], selected as a prototype, containing a transmitting channel for generating a probe beam and directing it to the target, including a laser emitter and a transmitting optical system (collimating output lens), a parallel receiving channel for receiving a signal reflected by the target, including a photodetector and a receiving (input) lens, a light guide, the input opening of which is located near the exit bottom hole of the optical system of the transmitting channel, and its outlet is directed to the sensitive area of the photodetector of the receiving channel. Thus, a local increase in the field of view of the receiving channel is realized in this device, which allows reducing the size of the shadow zone, and at the same time avoiding a significant increase in the light component of the noise, since the input aperture of the fiber is small.

Техническая проблема, решаемая созданием данного изобретения, заключается в том, что уменьшение размера теневой зоны реализуется исключительно при условии локального увеличения поля зрения приемного канала и только за счет усложнения конструкции путем включения в нее дополнительного элемента (световода) с необходимостью его юстировки.The technical problem solved by the creation of this invention is that the reduction in the size of the shadow zone is realized only under the condition of a local increase in the field of view of the receiving channel and only due to the complexity of the design by including an additional element (fiber) in it with the need for its adjustment.

Технический результат заявляемого изобретения направлен на уменьшение размера теневой зоны без увеличения поля зрения приемного канала и без использования дополнительных элементов.The technical result of the claimed invention is aimed at reducing the size of the shadow zone without increasing the field of view of the receiving channel and without the use of additional elements.

Технический результат достигается тем, что дальномерное устройство содержит передающий канал для формирования пучка зондирующего излучения и направления его на цель, включающий лазерный излучатель и оптически связанный с ним коллимирующий выходной объектив, а также приемный канал для приема отраженного целью сигнала, включающий фотоприемное устройство и оптически связанный с ним входной объектив. При этом оно отличается от прототипа тем, что фотоприемное устройство смещено в фокальной плоскости входного объектива таким образом, чтобы оптическая ось приемного канала была повернута в сторону передающего канала на такой угол, чтобы на предельной дальности измерений поле зрения приемного канала перекрывало лазерное пятно, касаясь своим внешним краем внутреннего края лазерного пятна, при этом угол поворота оптической оси приемного канала находится как:The technical result is achieved in that the rangefinder device contains a transmitting channel for generating a probe radiation beam and directing it to the target, including a laser emitter and a collimating output lens optically coupled to it, as well as a receiving channel for receiving a signal reflected by the target, including a photodetector and optically coupled with it an input lens. Moreover, it differs from the prototype in that the photodetector is offset in the focal plane of the input lens in such a way that the optical axis of the receiving channel is rotated towards the transmitting channel at such an angle that the field of view of the receiving channel overlaps the laser spot by touching its the outer edge of the inner edge of the laser spot, while the angle of rotation of the optical axis of the receiving channel is as:

Figure 00000006
Figure 00000006

где γ - угол поворота оптической оси приемного канала;where γ is the angle of rotation of the optical axis of the receiving channel;

D2 - диаметр зрачка входного объектива;D 2 - the diameter of the pupil of the input lens;

t - минимальное расстояние между коллимирующим выходным объективом и входным объективом;t is the minimum distance between the collimating output lens and the input lens;

L - максимальная (предельная) дистанция измерения;L is the maximum (limit) measurement distance;

ω1 и ω2 - углы, определяемые из расходимостей 2ω1 и 2ω2 лазерного излучения и поля зрения приемного канала соответственно.ω 1 and ω 2 are the angles determined from the divergences 2ω 1 and 2ω 2 of the laser radiation and the field of view of the receiving channel, respectively.

Изобретение поясняется следующими чертежами.The invention is illustrated by the following drawings.

На фиг. 1 изображено дальномерное устройство согласно прототипу.In FIG. 1 shows a rangefinder according to the prototype.

На фиг. 2-3 изображено дальномерное устройство согласно заявляемому изобретению, где:In FIG. 2-3 depicts a rangefinder device according to the claimed invention, where:

1 - лазерный излучатель;1 - laser emitter;

2 - коллимирующий выходной объектив;2 - collimating output lens;

3 - фотоприемное устройство;3 - photodetector;

4 - входной объектив.4 - input lens.

Дальномерное устройство содержит передающий канал, включающий лазерный излучатель 1 и оптически связанный с ним коллимирующий выходной объектив 2, а также приемный канал, включающий фотоприемное устройство 3 и оптически связанный с ним входной объектив 4. В передающем канале формируется лазерный пучок зондирующего излучения с расходимостью 2ω1, а в приемном - поле зрение приемного канала с расходимостью 2ω2. При этом входной объектив 4 находится на расстоянии t от коллимирующего выходного объектива 2, а оптическая ось приемного канала повернута в сторону передающего канала на угол γ. Поворот оптической оси приемного канала осуществляется смещением фотоприемного устройства 3 в фокальной плоскости входного объектива 4. На фиг. 2 также показаны положения поля зрения приемного канала относительно лазерного пятна на различных дистанциях от дальномерного устройства.The range finder device comprises a transmitting channel including a laser emitter 1 and a collimating output lens 2 optically coupled to it, and a receiving channel including a photodetector 3 and an input lens 4 optically connected to it. A laser beam of probe radiation with a divergence of 2ω 1 is formed in the transmitting channel , and in the receiving field, the field of view of the receiving channel with a divergence of 2ω 2 . In this case, the input lens 4 is located at a distance t from the collimating output lens 2, and the optical axis of the receiving channel is rotated towards the transmitting channel by an angle γ. The rotation of the optical axis of the receiving channel is carried out by shifting the photodetector 3 in the focal plane of the input lens 4. In FIG. 2 also shows the position of the field of view of the receiving channel relative to the laser spot at various distances from the rangefinder.

Оценим величину угла поворота оптической оси приемного канала, для этого обратимся к фиг. 3, на которой: D1 - диаметр коллимирующего выходного объектива дальномерного устройства, D2 - диаметр входного объектива и t - расстояние между ними. Расходимости лазерного излучения и поля зрения приемного канала 2ω1 и 2ω2 соответственно, причем оптическая ось приемного канала повернута на угол γ к оптической оси лазерного излучателя. При этом на предельной дистанции измерения L внутренний край пятна лазерного излучения касается внешнего края поля зрения приемного канала (лучи 1 и 3 сходятся в одну точку на дистанции L). Выберем за начало координат нижний край приемного объектива и найдем в выбранных координатах уравнение внешнего луча поля зрения приемного канала (луч 3). Для этого воспользуемся следующим соотношением [Цыпкин А.Г., Цыпкин Г.Г. Математические формулы. Алгебра. Геометрия. Математический анализ: Справочник. - М.: Наука. Гл. ред. физ. - мат. лит-ры, 1985]:Let us estimate the angle of rotation of the optical axis of the receiving channel, for this we turn to FIG. 3, in which: D 1 is the diameter of the collimating output lens of the rangefinder, D 2 is the diameter of the input lens and t is the distance between them. The divergences of the laser radiation and the field of view of the receiving channel 2ω 1 and 2ω 2, respectively, and the optical axis of the receiving channel is rotated by an angle γ to the optical axis of the laser emitter. At the same time, at the limiting measurement distance L, the inner edge of the laser spot touches the outer edge of the field of view of the receiving channel (rays 1 and 3 converge at the same point at distance L). For the origin, we choose the lower edge of the receiving lens and find in the selected coordinates the equation of the external beam of the field of view of the receiving channel (beam 3). To do this, we use the following relation [Tsypkin A.G., Tsypkin G.G. Mathematical formulas. Algebra. Geometry. Mathematical Analysis: A Handbook. - M .: Science. Ch. ed. physical - mat. literature, 1985]:

Figure 00000007
Figure 00000007

где х1, у1 и х2, у2 - координаты двух точек, через которые проходит луч 3. Поскольку луч 3 проходит через начало координат, то х1=0 и у1=0. Координата х2=L, а для того, чтобы найти координату у2 следует записать уравнение луча 1 в новой системе координат:where x 1 , y 1 and x 2 , y 2 are the coordinates of two points through which ray 3 passes. Since ray 3 passes through the origin, x 1 = 0 and y 1 = 0. The coordinate x 2 = L, and in order to find the coordinate y 2 should write the equation of beam 1 in the new coordinate system:

Figure 00000008
Figure 00000008

и подставить в качестве аргумента L, тогда у2=-ω1L+D2+t.and substitute L as an argument, then y 2 = -ω 1 L + D 2 + t.

Подставив полученные координаты в (6), получим уравнение луча 3:Substituting the obtained coordinates in (6), we obtain the equation of ray 3:

Figure 00000009
Figure 00000009

откуда находим угол поворота оптической оси приемного канала:where we find the angle of rotation of the optical axis of the receiving channel:

Figure 00000010
Figure 00000010

Из выражения (9) можем записать необходимое нам для расчета указанное выше выражение (5).From expression (9) we can write the expression (5) indicated above, which is necessary for us to calculate.

Чтобы найти размер теневой зоны L0, следует снова воспользоваться соотношением (3) для лучей 1 и 2 (Фиг. 1). Уравнение луча 2 в новых координатах запишется как:To find the size of the shadow zone L 0 , you should again use the relation (3) for rays 1 and 2 (Fig. 1). The equation of ray 2 in new coordinates is written as:

Figure 00000011
Figure 00000011

Подставив (7) и (10) в (3) найдем размер теневой зоны L0 как:Substituting (7) and (10) in (3) we find the size of the shadow zone L 0 as:

Figure 00000012
Figure 00000012

Формулы (7÷11) верны для малых углов, т.е. когда выполняется условие tg(ω)≈ω.Formulas (7 ÷ 11) are valid for small angles, i.e. when the condition tg (ω) ≈ω is satisfied.

Дальномерное устройство работает следующим образом.Rangefinder device operates as follows.

Лазерный излучатель 1 совместно с коллимирующим выходным объективом 2 формируют на предельной дистанции измерения L лазерное пятно, а фотоприемник 3 совместно с входным объективом 4 формируют поле зрения. При этом оптические оси передающего и приемного канала пересекаются, поскольку ось приемного канала повернута в сторону передающего канала на угол γ. В результате на предельной дистанции измерения L поле зрения приемного канала накладывается на лазерное пятно таким образом, что внешний край поля зрения касается внутреннего края лазерного пятна (сечение А на рисунке). По мере сокращения дистанции поле зрения приемного канала смещается к внутреннему краю лазерного пятна пока внешний край лазерного пятна не коснется внутреннего края поля зрения приемного канала (сечение Б на рисунке). По мере дальнейшего сокращения дистанции поле зрения продолжает смещаться и перекрывает лазерное пятно лишь частично (сечение В на рисунке), пока внутренний край поля зрения не коснется внутреннего края лазерного пятна на дистанции L0, которая и является началом теневой зоны (сечение Г на рисунке) и после которой поле зрения приемного канала и лазерного пятна не пересекаются. При этом схема измерения дистанции с пересекающимися оптическими осями приемного и передающего каналов обеспечивает меньшую длину теневой зоны L0, чем схема с параллельными оптическими осями, что подтверждается расчетом.The laser emitter 1 together with the collimating output lens 2 form a laser spot at the maximum measurement distance L, and the photodetector 3 together with the input lens 4 form a field of view. In this case, the optical axes of the transmitting and receiving channels intersect, since the axis of the receiving channel is rotated toward the transmitting channel by an angle γ. As a result, at the limiting measurement distance L, the field of view of the receiving channel is superimposed on the laser spot in such a way that the outer edge of the field of vision touches the inner edge of the laser spot (section A in the figure). As the distance decreases, the field of view of the receiving channel shifts to the inner edge of the laser spot until the outer edge of the laser spot touches the inner edge of the field of view of the receiving channel (section B in the figure). As the distance is further reduced, the field of view continues to shift and overlaps the laser spot only partially (section B in the figure) until the inner edge of the field of view touches the inner edge of the laser spot at a distance L 0 , which is the beginning of the shadow zone (section G in the figure) and after which the field of view of the receiving channel and the laser spot do not intersect. In this case, the distance measuring circuit with intersecting optical axes of the receiving and transmitting channels provides a shorter shadow zone length L 0 than the circuit with parallel optical axes, which is confirmed by the calculation.

Рассмотрим фазовый дальномер со следующими характеристиками: предельная дальность измерений L=50 м, диаметр зрачка входного объектива D2=35 мм, расходимость лазерного луча 2ω1=1,5 мрад, поле зрения приемного канала 2ω2=6 мрад, расстояние между входным и выходным объективами t=1 мм. При измерении с использованием дальномерного устройства с пересекающимися оптическими осями приемного и передающего каналов длина теневой зоны оценивается по формуле (11). При этом расчет дает значение L0=149 мм. Теперь рассмотрим схему измерения дальномерным устройством с параллельными оптическими осями приемного и передающего каналов и оценим длину теневой зоны по формуле (4). Расчет в этом случае дает значение L0=267 мм, что более чем в полтора раза больше, чем при измерении по схеме с пересекающимися оптическими осями.Consider a phase range finder with the following characteristics: the limiting range of measurements L = 50 m, the pupil diameter of the input lens D 2 = 35 mm, the divergence of the laser beam 2ω 1 = 1.5 mrad, the field of view of the receiving channel 2ω 2 = 6 mrad, the distance between the input and output lenses t = 1 mm. When measured using a rangefinder with intersecting optical axes of the receiving and transmitting channels, the length of the shadow zone is estimated by the formula (11). In this case, the calculation gives the value L 0 = 149 mm. Now we will consider the measurement scheme with a rangefinder with parallel optical axes of the receiving and transmitting channels and estimate the length of the shadow zone using formula (4). The calculation in this case gives the value L 0 = 267 mm, which is more than one and a half times more than when measured according to the scheme with intersecting optical axes.

Таким образом, дальномерное устройство с пересекающимися оптическими осями позволяет уменьшить размер теневой зоны без увеличения поля зрения входного канала и без применения дополнительных элементов.Thus, a rangefinder with intersecting optical axes can reduce the size of the shadow zone without increasing the field of view of the input channel and without the use of additional elements.

Claims (7)

Дальномерное устройство, содержащее передающий канал для формирования пучка зондирующего излучения и направления его на цель, включающий лазерный излучатель и оптически связанный с ним коллимирующий выходной объектив, а также приемный канал для приема отраженного целью сигнала, включающий фотоприемное устройство и оптически связанный с ним входной объектив, отличающееся тем, что фотоприемное устройство смещено в фокальной плоскости входного объектива таким образом, чтобы оптическая ось приемного канала была повернута в сторону передающего канала на такой угол, чтобы на предельной дальности измерений поле зрения приемного канала перекрывало лазерное пятно, касаясь своим внешним краем внутреннего края лазерного пятна, при этом угол поворота оптической оси приемного канала находится какA rangefinder, comprising a transmitting channel for generating a probe beam and directing it to a target, including a laser emitter and a collimating output lens optically coupled to it, and a receiving channel for receiving a signal reflected by the target, including a photodetector and an input lens optically coupled to it, characterized in that the photodetector is offset in the focal plane of the input lens so that the optical axis of the receiving channel is rotated towards the giving channel at such an angle that at the maximum range of measurements the field of view of the receiving channel overlaps the laser spot, touching its outer edge of the inner edge of the laser spot, while the angle of rotation of the optical axis of the receiving channel is
Figure 00000013
Figure 00000013
 где γ - угол поворота оптической оси приемного канала;where γ is the angle of rotation of the optical axis of the receiving channel; D2 - диаметр зрачка входного объектива;D 2 - the diameter of the pupil of the input lens; t - минимальное расстояние между коллимирующим выходным объективом и входным объективом;t is the minimum distance between the collimating output lens and the input lens; L - максимальная (предельная) дистанция измерения;L is the maximum (limit) measurement distance; ω1 и ω2 - углы, определяемые из расходимостей 2ω1 и 2ω2 лазерного излучения и поля зрения приемного канала соответственно.ω 1 and ω 2 are the angles determined from the divergences 2ω 1 and 2ω 2 of the laser radiation and the field of view of the receiving channel, respectively.
RU2018123152A 2018-06-26 2018-06-26 Distance measuring device RU2684445C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018123152A RU2684445C1 (en) 2018-06-26 2018-06-26 Distance measuring device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018123152A RU2684445C1 (en) 2018-06-26 2018-06-26 Distance measuring device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2684445C1 true RU2684445C1 (en) 2019-04-09

Family

ID=66090068

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018123152A RU2684445C1 (en) 2018-06-26 2018-06-26 Distance measuring device

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2684445C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2375665C2 (en) * 2007-06-04 2009-12-10 Открытое Акционерное Общество "Пеленг" Combined sight - guidance unit
RU96263U1 (en) * 2009-03-25 2010-07-20 Пензенский Артиллерийский Инженерный Институт LASER RANGE TRANSMITTER CHANNEL OPTICAL SYSTEM
WO2012153309A3 (en) * 2011-05-11 2013-03-14 Leddartech Inc. Multiple-field-of-view scannerless optical rangefinder in high ambient background light
US8451432B2 (en) * 2005-06-09 2013-05-28 Analog-Modules, Inc. Laser spot tracking with off-axis angle detection
RU2590311C1 (en) * 2015-02-27 2016-07-10 Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Laser range finder
RU2622229C1 (en) * 2016-02-12 2017-06-13 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Rangefinder with combined laser semiconductor emitter

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8451432B2 (en) * 2005-06-09 2013-05-28 Analog-Modules, Inc. Laser spot tracking with off-axis angle detection
RU2375665C2 (en) * 2007-06-04 2009-12-10 Открытое Акционерное Общество "Пеленг" Combined sight - guidance unit
RU96263U1 (en) * 2009-03-25 2010-07-20 Пензенский Артиллерийский Инженерный Институт LASER RANGE TRANSMITTER CHANNEL OPTICAL SYSTEM
WO2012153309A3 (en) * 2011-05-11 2013-03-14 Leddartech Inc. Multiple-field-of-view scannerless optical rangefinder in high ambient background light
RU2590311C1 (en) * 2015-02-27 2016-07-10 Открытое акционерное общество "Красногорский завод им. С.А. Зверева" Laser range finder
RU2622229C1 (en) * 2016-02-12 2017-06-13 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха" Rangefinder with combined laser semiconductor emitter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11336074B2 (en) LIDAR sensor system with small form factor
RU2442107C2 (en) Device for optical distance measurement
JP4121803B2 (en) Lightwave distance measuring device
CN106291509B (en) Laser radar optical system
CN105929382B (en) A kind of coaxial fill-in light calibration device of the transmitting-receiving of active electro-optical system and method
US9804265B2 (en) Radar device
US6833909B2 (en) Device for optical distance measurement of distance over a large measuring range
WO2018176275A1 (en) System and method for supporting lidar applications
CN103293529B (en) Laser ranging device
CN109839093B (en) Optical rangefinder with switchable receive aperture
CN110007312A (en) Laser radar system and its control method
CN109164465A (en) Coaxial optical system based on the micro-pulse lidar measurement cloud level
JP2001050742A (en) Optical distance measuring device
US7463339B2 (en) Device for measuring the distance to far-off objects and close objects
CN104422393A (en) Laser sensor measuring displacement
US11703591B2 (en) Measuring device with measurement beam homogenization
RU2335728C1 (en) Optical-electronic search and tracking system
US7826039B2 (en) Target acquisition device
RU2684445C1 (en) Distance measuring device
JP2016212098A (en) Scanner tracker composite device including focus adjustment mechanism
RU197056U1 (en) Dual Channel Combined Night Vision with Radar Channel
JP2014066724A (en) Distance measuring device
RU186704U1 (en) Laser location device for a given area of space
JP2006053055A (en) Laser measuring apparatus
CN112558088A (en) Laser detection and laser interference method and device