TWI534450B - 測距儀 - Google Patents

Description

測距儀

本發明係有關於一種測距儀，尤其是指一種具有夜視功能，可於夜間使用之測距儀。

請參閱第1圖，第1圖係一般具有夜間測距功能之測距儀之示意圖。測距儀10的顯示系統由顯示裝置17及目鏡18所組成。測距儀10的雷射發射與接收系統由雷射發射器12、第二準直透鏡21、物鏡13、稜鏡裝置14及雷射接收器19所組成，雷射發射器12發出雷射光12T射向被測物(未圖示)，被測物可將雷射光12T反射，使反射雷射光12R射向測距儀10最後由雷射接收器19接收。測距儀10的影像擷取系統由物鏡13、稜鏡裝置14、對焦透鏡15及影像感測裝置16所組成，可於照度充足時擷取被測物影像。測距儀10的夜視系統由紅外光發射裝置11、第一準直透鏡20、物鏡13、稜鏡裝置14、對焦透鏡15及影像感測裝置16所組成，當夜間或照度不足時，紅外光發射裝置11發出紅外光11T照射被測物，被測物可將紅外光11T反射，使反射紅外光11R射向測距儀10最後由影像感測裝置16接收，影像感測裝置16再將此被測物的紅外光學影像轉換成影像訊號，影像訊號再輸出至顯示裝置17顯示被測物之紅外光影像。

上述具有夜間測距功能之測距儀10，須加裝稜鏡裝置14及紅外光發射裝置11才具有夜視功能，不僅增加成本，又其中的稜鏡裝置14將使得由被測物反射的可見光V10、反射紅外光11R通過稜鏡裝置14後衰 減，使得影像感測裝置16所擷取的被測物可見光影像或紅外光影像亮度容易不足，影響測距儀操作。

有鑑於此，本發明之主要目的在於提供一種測距儀，利用大光圈物鏡直接有效的收集微弱光線，再搭配使用高靈敏度影像感測裝置，使得本發明之測距儀不須加裝稜鏡裝置及紅外光發射裝置就有夜視能力，具有夜間測距功能。

本發明之測距儀包括一雷射發射器、一雷射接收器、一物鏡、一影像感測裝置、一顯示裝置及一麥克風。雷射發射器發出一雷射光至一被測物。雷射接收器接收由被測物反射回來的一反射雷射光。物鏡接收由被測物反射的一可見光。影像感測裝置接收物鏡所攝取的可見光並產生一影像訊號。顯示裝置顯示由影像感測裝置所攝取的被測物之影像。麥克風用於收錄聲音。

本發明之測距儀可更包括一準直透鏡，準直透鏡設置於雷射發射器與被測物之間。

本發明之測距儀可更包括一收光透鏡，收光透鏡設置於雷射接收器與被測物之間。

本發明之測距儀可更包括一對焦透鏡，對焦透鏡設置於物鏡與影像感測裝置之間。

本發明之測距儀可更包括一目鏡，設置於顯示裝置旁，以通過此目鏡來觀看顯示裝置。

其中雷射發射器為一半導體雷射。

其中雷射接收器為一崩潰光二極體(APD)或者為一光二極體(PD)。

其中顯示裝置為一液晶顯示器(LCD)或者為一有機發光二極體(OLED)或者為一主動矩陣有機發光二極體(AMOLED)。

其中影像感測裝置為一電荷耦合元件(CCD)或者為一互補式金氧半導體(CMOS)影像感測元件。

本發明之測距儀可更包括一濾波片，設置於收光透鏡與雷射接收器之間，此濾波片只允許反射雷射光通過。

為使本發明之上述目的、特徵、和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例並配合所附圖式做詳細說明。

10‧‧‧測距儀

11‧‧‧紅外光發射裝置

11T‧‧‧紅外光

11R‧‧‧反射紅外光

12‧‧‧雷射發射器

12T‧‧‧雷射光

12R‧‧‧反射雷射光

13‧‧‧物鏡

14‧‧‧稜鏡裝置

15‧‧‧對焦透鏡

16‧‧‧影像感測裝置

17‧‧‧顯示裝置

18‧‧‧目鏡

19‧‧‧雷射接收器

20‧‧‧第一準直透鏡

21‧‧‧第二準直透鏡

30‧‧‧測距儀

31‧‧‧雷射發射器

31T‧‧‧雷射光

31R‧‧‧反射雷射光

32‧‧‧雷射接收器

33‧‧‧物鏡

34‧‧‧對焦透鏡

35‧‧‧影像感測裝置

36‧‧‧顯示裝置

37‧‧‧目鏡

38‧‧‧準直透鏡

39‧‧‧收光透鏡

40‧‧‧麥克風

V10‧‧‧可見光

V30‧‧‧可見光

第1圖係一般具有夜間測距功能之測距儀之示意圖。

第2圖係依據本發明之測距儀之一實施例之示意圖。

請參閱第2圖，第2圖係依據本發明之測距儀之一實施例之示意圖。如圖所示，測距儀30包括一雷射發射器31、一雷射接收器32、一物鏡33、一對焦透鏡34、一影像感測裝置35、一顯示裝置36、一目鏡37、一準直透鏡38、一收光透鏡39及一麥克風40。

雷射發射器31、準直透鏡38、雷射接收器32及收光透鏡39構成測距儀30的雷射發射與接收系統。物鏡33、對焦透鏡34及影像感測裝置35構成測距儀30的影像擷取系統。顯示裝置36及目鏡37構成測距儀30的顯示系統。

使用時將測距儀30對向一被測區域(未圖示)，一可見光V30將由被測區域射向測距儀30，此可見光V30經由影像感測裝置35接收後可擷取被測區域之可見光影像，此被測區域之可見光線影像再傳送至顯示裝 置36供使用者檢視，使用者依所檢視的被測區域之可見光影像將測距儀30對準其中一被測物(未圖示)。接著雷射發射與接收系統發出一雷射光31T至被測物，並且接收由被測物反射的一反射雷射光31R，再經後續的資料處理，將測出的被測物距離傳送至顯示系統供使用者檢視。麥克風40可收錄使用時之周遭環境聲音。

以下將說明使用時可見光之光學路徑。如第2圖所示，使用時將測距儀30對向被測區域(未圖示)，可見光V30將由被測區域射向測距儀30，可見光V30先通過物鏡33後再繼續射入對焦透鏡34，最後到達影像感測裝置35，影像感測裝置35接收來自被測區域的可見光V30後，可將此被測區域的光學影像轉換成一影像訊號，影像訊號再輸出至顯示裝置36，顯示裝置36旁邊設有目鏡37，使用者的眼睛可透過目鏡37檢視顯示裝置36所呈現的被測區域影像。

以下將說明使用時雷射光之光學路徑。如第2圖所示，調整測距儀30使測距儀30正確對準被測區域中的被測物(未圖示)，雷射發射器31發出一雷射光31T，雷射光31T先通過準直透鏡38，準直透鏡38可將原本是往外發散的雷射光31T變成準直的雷射光31T再射向被測物，被測物可將雷射光31T反射，使一反射雷射光31R射向測距儀30，射向測距儀30的反射雷射光31R先通過收光透鏡39再射入雷射接收器32，雷射接收器32接收反射雷射光31R後，再經後續的資料處理將測出的被測物距離顯示於顯示裝置36，使用者再透過目鏡37檢視顯示裝置36所呈現的被測物距離資料。

上述實施例中，反射雷射光31R直接射入雷射接收器32，然而可以了解到，若加入一濾波片置於收光透鏡39與雷射接收器32之間，此濾波片只允許反射雷射光31R通過，亦應屬本發明之範疇。

上述實施例中的雷射發射器31可為半導體雷射(Semiconductor Laser)。雷射接收器32可為崩潰光二極體(APD)或者為光二極體(PD)。影像感測裝置35可為電荷耦合元件(CCD)或者為互補式金氧半導體(CMOS)影像感測元件。顯示裝置36可為液晶顯示器(LCD)或者為有機發光二極體(OLED)或者為主動矩陣有機發光二極體(AMOLED)。

雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何於其所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，仍可作些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

30‧‧‧測距儀

31‧‧‧雷射發射器

32‧‧‧雷射接收器

33‧‧‧物鏡

34‧‧‧對焦透鏡

35‧‧‧影像感測裝置

36‧‧‧顯示裝置

37‧‧‧目鏡

38‧‧‧準直透鏡

39‧‧‧收光透鏡

40‧‧‧麥克風

31T‧‧‧雷射光

31R‧‧‧反射雷射光

V30‧‧‧可見光

Claims (10)

1. 一種測距儀，包括：一雷射發射器，該雷射發射器發出一雷射光至一被測物；一雷射接收器，該雷射接收器接收由該被測物反射回來的一反射雷射光，其中一雷射光之光學路徑係由該雷射發射器與該雷射接收器所構成；一物鏡，該物鏡接收由該被測物反射的一可見光；一影像感測裝置，接收該物鏡所攝取的該可見光並產生一影像訊號；一顯示裝置，顯示由該影像感測裝置所攝取的該被測物之影像，其中一可見光之光學路徑包括該物鏡、該影像感測裝置及該顯示裝置；以及一麥克風，該麥克風用於收錄聲音。
2. 如申請專利範圍第1項所述之測距儀，其更包括一準直透鏡，該準直透鏡設置於該雷射發射器與該被測物之間。
3. 如申請專利範圍第1項所述之測距儀，其更包括一收光透鏡，該收光透鏡設置於該雷射接收器與該被測物之間。
4. 如申請專利範圍第3項所述之測距儀，其更包括一濾波片，設置於該收光透鏡與該雷射接收器之間，該濾波片只允許該反射雷射光通過。
5. 如申請專利範圍第1項所述之測距儀其更包括一對焦透鏡，該對焦透鏡設置於該物鏡與該影像感測裝置之間。
6. 如申請專利範圍第1項所述之測距儀，其更包括一目鏡，設置於該顯示裝置旁，以通過該目鏡來觀看該顯示裝置。
7. 如申請專利範圍第1項所述之測距儀，其中該雷射發射器為一半導體雷射。
8. 如申請專利範圍第1項所述之測距儀，其中該雷射接收器為一崩潰光二極體(APD)或者為一光二極體(PD)。
9. 如申請專利範圍第1項所述之測距儀，其中該顯示裝置為一液晶顯示器(LCD)或者為一有機發光二極體(OLED)或者為一主動矩陣有機發光二極體(AMOLED)。
10. 如申請專利範圍第1項所述之測距儀，其中該影像感測裝置為一電荷耦合元件(CCD)或者為一互補式金氧半導體(CMOS)影像感測元件。