TWI701454B - 雷射測距與影像整合裝置 - Google Patents

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TWI701454B TW108135157A TW108135157A TWI701454B TW I701454 B TWI701454 B TW I701454B TW 108135157 A TW108135157 A TW 108135157A TW 108135157 A TW108135157 A TW 108135157A TW I701454 B TWI701454 B TW I701454B
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Abstract

雷射測距與影像整合裝置包括雷射測距模組、雙分支光纖束、光束分光器及影像接收模組。雷射測距模組包括光源、光學接收器及計算單元。雙分支光纖束設置於雷射測距模組及光束分光器之間。測距光束自光源出射，依序通過雙分支光纖束及光束分光器至待測物後反射出反射光束，其再經由光束分光器分成第一反射光束及第二反射光束，第一反射光束行經雙分支光纖束至光學接收器後發出量測信號，使計算單元接收並計算出待測物與雙分支光纖束之間的距離，影像接收模組對應設置於第二反射光束行進的光路，使其被影像接收模組接收而顯示待測物的影像。

Description

雷射測距與影像整合裝置
本發明係關於一種雷射測距與影像整合裝置，特別關於一種同時具有測距功能及影像顯示功能的整合裝置。
傳統光學測距的原理是向待測目標出射雷射光束，再藉由光電元件接收待測目標反射的雷射光束，經由計算單元測定雷射光束從發射到接收的時間，從而計算出從測距裝置到待測目標之間的距離。一般來說，傳統光學測距裝置通常無法在測距的同時顯示待測目標的影像。
除此之外，傳統光學測距裝置只能朝發光模組前方的直線方向進行測距，當偵測環境在一些工具機或輸送管線的內部時，發光模組發射的雷射光束無法隨意改變方向，造成測距的操作過程受到阻礙。
有鑑於此，如何提供一種測距裝置，以避免在各種不同的偵測環境進行測距時發生阻礙，並同時提供顯示待測目標之影像的功能，為本領域的重要課題。
為達上述目的，本發明提供一種雷射測距與影像整合裝置，用以量測與一待測物之間的距離並顯示待測物的影像。雷射測距與影像整合裝置包括一雷射測距模組、一雙分支光纖束、一光束分光器以及一影像接收模組。雷射測距模組包括一光源、一光學接收器及一計算單元。光源提供一測距光束。光學接收器接收測距光束出射至待測物後所反射的一反射光束，並發出一量測信號。計算單元接收量測信號。雙分支光纖束與雷射測距模組連接。光束分光器鄰設於雙分支光纖束遠離雷射測距模組的一側，光束分光器將反射光束分成一第一反射光束及一第二反射光束，第一反射光束及第二反射光束的行進方向夾有一第一角度。影像接收模組對應設置於第二反射光束行進的光路以接收待測物的影像。其中，測距光束自光源出射後，依序通過雙分支光纖束及光束分光器，並出射至待測物後反射出反射光束，反射光束經由光束分光器分成第一反射光束及第二反射光束，第一反射光束行經雙分支光纖束至光學接收器後，光學接收器發出量測信號，使計算單元接收並依據量測信號計算出待測物與雙分支光纖束遠離雷射測距模組的該側之間的距離，第二反射光束被影像接收模組接收，使影像接收模組顯示待測物的影像。
在一實施例中，雷射測距與影像整合裝置更包括一光吸收模組，光束分光器將測距光束分成一第一測距光束及一第二測距光束，第一測距光束及第二測距光束的行進方向夾有一第二角度，光吸收模組對應設置於第二測距光束的行進方向以吸收第二測距光束。
在一實施例中，雷射測距模組更包括一出光口及一收光口，出光口與光源對應設置，收光口與光學接收器對應設置，測距光束經由出光口射向待測物，第一反射光束經由收光口射向光學接收器。
在一實施例中，雙分支光纖束包括一第一光纖束、一第二光纖束及一光纖偵測頭。第一光纖束的一端與出光口連接。第二光纖束的一端與收光口連接。光纖偵測頭由第一光纖束的另一端及第二光纖束的另一端整合而成。其中，測距光束自光源出射後，依序通過出光口及第一光纖束，並經由光纖偵測頭出射至光束分光器，再出射至待測物後反射出反射光束至光束分光器，第一反射光束再經由光纖偵測頭進入第二光纖束並通過收光口至光學接收器後，光學接收器發出量測信號，使計算單元接收並依據量測信號計算出待測物與光纖偵測頭的端面之間的相對距離。
在一實施例中，光束分光器為45度半透明分光鏡，第一角度與第二角度為90度。
在一實施例中，反射光束經由光束分光器分成不同比例的第一反射光束及第二反射光束。
在一實施例中，測距光束經由光束分光器分成不同比例的第一測距光束及第二測距光束。
在一實施例中，光吸收模組包括一光吸收材料，光吸收材料由黑色奈米顆粒組成。
在一實施例中，光吸收模組更包括一載體，光吸收材料設置於載體的一表面。
在一實施例中，雷射測距與影像整合裝置更包括一殼體，具有一第一開口及一第二開口，第二開口對應第一開口設置，殼體透過第一開口套設於光纖偵測頭遠離雷射測距模組的一端，光束分光器、影像接收模組及光吸收模組設置於殼體內，測距光束自光源出射後，經由光纖偵測頭出射至光束分光器後，先經過第二開口再出射至待測物後反射出反射光束，反射光束經過第二開口再到光束分光器。
承上所述，本發明之雷射測距與影像整合裝置利用光束分光器將一個光束分成兩個光束的特性，將反射光束分別用來測距及顯示影像。除此之外，藉由雙分支光纖束與雷射測距模組的光源和光學接收器對應設置，使雷射測距與影像整合裝置在進行偵測時，可任意彎曲光纖以調整光路行徑方向，以適應各種不友善的偵測環境，降低測距時的阻礙，讓雷射測距與影像整合裝置與待測物之間的最小間距不受限制，達到測量較短距離的功效。
以下將參照相關圖式，說明依本發明較佳實施例之一種雷射測距與影像整合裝置，其中相同的元件將以相同的參照符號加以說明。
以下將介紹本發明第一實施例的雷射測距與影像整合裝置的基本架構及特徵，請參照圖1，圖1為本發明第一實施例的一種雷射測距與影像整合裝置的示意圖。此外，為清楚表示光路行進的方向，圖式中的測距光束L1、第一測距光束L11及第二測距光束L12以實線表示，反射光束L2、第一反射光束L21及第二反射光束L22以虛線表示，且各光束之間的間隔距離特別加寬表示，圖式中其間隔距離並非實際光路的比例。且為求圖式呈現簡潔並易於說明，省略第一光纖束21內的第一反射光束L21的繪製，以清楚表達本實施例的主要光路。實際上，反射光束L2從待測物S反射回光束分光器3再到光纖偵測頭23後，會經由光纖偵測頭23同時進入第一光纖束21及第二光纖束22。
本發明第一實施例提供一種雷射測距與影像整合裝置OD1，用以量測與一待測物S之間的距離並顯示待測物S的影像。雷射測距與影像整合裝置OD1包括一雷射測距模組1、一雙分支光纖束2、一光束分光器3以及一影像接收模組4。雷射測距模組包括一光源11、一光學接收器12及一計算單元13。光源11提供一測距光束L1。光學接收器12接收測距光束L1出射至待測物S後所反射的一反射光束，並發出一量測信號。計算單元13接收量測信號。其中測距光束L1為波長為400～780奈米的可見光波段的雷射光束。
雙分支光纖束2與雷射測距模組1連接。光束分光器3鄰設於雙分支光纖束2遠離雷射測距模組1的一側，光束分光器3將反射光束L2分成一第一反射光束L21及一第二反射光束L22，第一反射光束L21及第二反射光束L22的行進方向夾有一第一角度ϴ。影像接收模組4對應設置於第二反射光束L22行進的光路以接收待測物S的影像。詳細而言，光束分光器3為45度半透明分光鏡，光束分光器3的表面與測距光束L1的行進方向夾有一45度的夾角，光束分光器3與測距光束L1的光軸呈45度的設置可讓反射光束L2分成互相垂直的第一反射光束L21及第二反射光束L22，也就是說，第一角度ϴ為90度。
在本實施例中，反射光束L2經由光束分光器3分成不同比例的第一反射光束L21及第二反射光束L22。較佳的，第一反射光束L21及第二反射光束L22的比例介於7:3至3:7之間，由光束分光器3的規格而定。舉例而言，光束分光器3可讓反射光束L2的70%透射為第一反射光束L21；讓反射光束L2的30%反射為第二反射光束L22；或者，光束分光器3可讓反射光束L2的30%透射為第一反射光束L21；讓反射光束L2的70%反射為第二反射光束L22。
接續將詳細介紹第一實施例的雷射測距與影像整合裝置OD1的光路行進方向。在本實施例中，測距光束L1自光源11出射後，依序通過雙分支光纖束2及光束分光器3，並出射至待測物S後反射出反射光束L2，反射光束L2經由光束分光器3分成第一反射光束L21及第二反射光束L22，第一反射光束L21行經雙分支光纖束2至光學接收器12後，光學接收器12發出量測信號，使計算單元13接收並依據量測信號計算出待測物S與雙分支光纖束2遠離雷射測距模組1的該側之間的距離d，第二反射光束L22被影像接收模組4接收，使影像接收模組4顯示待測物S的影像。在本實施例中，影像接收模組4可具有一顯示螢幕（圖未示），以顯示待測物S的影像；或者，顯示螢幕可同時顯示待測物S的影像及待測物S與雙分支光纖束2遠離雷射測距模組1的該側之間的距離d。雙分支光纖束2內的元件設置詳細描述於後，於此不重複贅述。
在本實施例中，雷射測距模組1可更包括一出光口14及一收光口15，出光口14與光源11對應設置，收光口15與光學接收器12對應設置，測距光束L1經由出光口14射向待測物S，第一反射光束L21經由收光口15射向光學接收器12。在本實施例中，雷射測距模組1可更包括一雷射測距殼體H1，出光口14及收光口15設置於雷射測距殼體H1上，光源11、光學接收器12及計算單元13設置於雷射測距殼體H1內，出光口14與光源11對應設置，收光口15與光學接收器12對應設置。
在本實施例中，雙分支光纖束2包括一第一光纖束21、一第二光纖束22及一光纖偵測頭23。第一光纖束21的一端21a與出光口14連接。第二光纖束22的一端22a與收光口15連接。光纖偵測頭23由第一光纖束21的另一端21b及第二光纖束22的另一端22b整合而成。詳細而言，測距光束L1自光源11出射後，依序通過出光口14及第一光纖束21，並經由光纖偵測頭23出射至光束分光器3，再出射至待測物S後反射出反射光束L2至光束分光器3，第一反射光束L21再經由光纖偵測頭23進入第二光纖束並通過收光口15至光學接收器12後，光學接收器12發出量測信號，使計算單元13接收並依據量測信號計算出待測物S與光纖偵測頭23的端面（也就是雙分支光纖束2遠離雷射測距模組1的該側）之間的相對距離d。於此，光纖偵測頭23可以是以機械結構的方式，將第一光纖束21的另一端21b及第二光纖束22的另一端22b整合而成的一圓柱狀結構。第一光纖束21的一端21a與出光口14、第二光纖束22的一端22a與收光口15可以是以熔接、黏附、鎖附或其他本領域技術人員習知的方式連接在一起，於此不作限制。
在本實施例中，第一光纖束21的一端21a與光源11的一光點中心L1a對應設置，使第一光纖束21的一端21a與光源11的光點中心L1a位於同一軸線上，可讓第一光纖束21能更精準接收光源11所發出的測距光束L1。此外，雷射測距與影像整合裝置OD1可更包括一接收鏡頭（圖未示），接收鏡頭設置於收光口15（介於光學接收器12與第二光纖束22之間），其中第二光纖束22的一端22a與接收鏡頭的鏡頭中心對應設置，使第二光纖束22的一端22a與接收鏡頭的鏡頭中心位於同一軸線上。因此，出射於第二光纖束22的第一反射光束L21經過接收鏡頭的鏡頭中心時，不會產生偏差（deviation），能使光學接收器12更精準接收第二光纖束22所發出的第一反射光束L21。
在本實施例中，雷射測距與影像整合裝置OD1可更包括一光吸收模組5，因光束分光器3也會將測距光束L1分成一第一測距光束L11及一第二測距光束L12，第一測距光束L11及第二測距光束L12的行進方向夾有一第二角度Ø，故將光吸收模組5對應設置於第二測距光束L12的行進方向以吸收第二測距光束L12。詳細而言，光束分光器3使測距光束L1分成互相垂直的第一測距光束L11及第二測距光束L12，也就是說，第二角度Ø為90度。光吸收模組5將第二測距光束L12吸收以避免第二測距光束L12反射回雷射測距模組1而影響計算單元13對待測物S的距離的計算。
在本實施例中，測距光束L1經由光束分光器3分成不同比例的第一測距光束L11及第二測距光束L12。較佳的，第一測距光束L11及第二測距光束L12的比例介於7:3至3:7之間，由光束分光器3的規格而定。舉例而言，光束分光器3可讓測距光束L1的70%透射為第一測距光束L11；讓測距光束L1的30%反射為第二測距光束L12；或者，光束分光器3可讓測距光束L1的30%透射為第一測距光束L11；讓測距光束L1的70%反射為第二測距光束L12。
在本實施例中，雷射測距與影像整合裝置OD1可更包括一殼體H2，具有一第一開口H21及一第二開口H22，第二開口H22對應第一開口H21設置，殼體H2透過第一開口H21套設於光纖偵測頭23遠離雷射測距模組1的一端，光束分光器3、影像接收模組4及光吸收模組5設置於殼體H2內，測距光束L1自光源11出射後，經由光纖偵測頭23出射至光束分光器3後，先經過第二開口H22再出射至待測物S後反射出反射光束L2，反射光束L2經過第二開口H22再到光束分光器3。於此，殼體H2將光束分光器3、影像接收模組4及光吸收模組5與雙分支光纖束2的光纖偵測頭23連接在一起，雷射測距模組1透過其雷射測距殼體H1上的出光口14及收光口15與雙分支光纖束2的第一光纖束21的一端21a及第二光纖束22的一端22a連接在一起，使雷射測距模組1、雙分支光纖束2、光束分光器3、影像接收模組4及光吸收模組5形成一體成形的雷射測距與影像整合裝置OD1。因雙分支光纖束2具有可撓性，且光束在雙分支光纖束2內的行進不受光纖彎曲而影響，雷射測距與影像整合裝置OD1在進行測距時，可任意沿伸或彎曲雙分支光纖束2，以適應各種不友善且狹窄的偵測環境，降低測距時的阻礙，同時更具有同軸測距的功能，可使雷射測距與影像整合裝置OD1與待測物S之間的最小間距不受限制，達到測量較短距離的功效，另外，可藉由影像接收模組4同時提供影像顯示的功能。
在本實施例中，光吸收模組5包括一光吸收材料51，光吸收材料51由黑色奈米顆粒組成。黑色奈米顆粒具有絨毛狀結構，用以吸收第二測距光束L12，以避免其反射回雷射測距模組1而影響計算單元13對待測物S的距離的計算。於此，黑色奈米顆粒的材質例如但不限於奈米金屬顆粒、奈米碳顆粒、奈米矽顆粒、或其他本領域技術人員習知的黑色奈米顆粒，只要具有絨毛狀結構可吸收或折射光線即可。如圖1所示，光吸收材料51可形成一板材，設置於第二測距光束L12的行進方向以吸收第二測距光束L12。
以下將介紹本發明第二實施例的雷射測距與影像整合裝置OD2的基本架構及特徵，請參照圖2，圖2為本發明第二實施例的一種雷射測距與影像整合裝置的示意圖。第二實施例的雷射測距與影像整合裝置OD2的雷射測距模組1、雙分支光纖束2、光束分光器3、以及影像接收模組4的設置及功能與第一實施例的雷射測距與影像整合裝置OD1相同，於此不再重複贅述。唯一不同的是在第二實施例中，光吸收模組5的設置。
如圖2所示，在本實施例中，光吸收模組5可更包括一載體52，光吸收材料51設置於載體52的一表面，載體52有塗佈光吸收材料51的該表面朝向第二測距光束L12的入射方向，用以吸收第二測距光束L12，以避免第二測距光束L12反射回雷射測距模組1而影響計算單元13對待測物S的距離的計算。
以下將介紹本發明第三實施例的雷射測距與影像整合裝置OD3的基本架構及特徵，請參照圖3，圖3為本發明第三實施例的一種雷射測距與影像整合裝置的示意圖。第三實施例的雷射測距與影像整合裝置OD3的雷射測距模組1、雙分支光纖束2、光束分光器3、以及影像接收模組4的設置及功能與第一實施例的雷射測距與影像整合裝置OD1相同，於此不再重複贅述。唯一不同的是在第三實施例中，光吸收模組5的設置。
如圖3所示，在本實施例中，光吸收材料51可直接塗佈在殼體H2對應該第二測距光束L12行進方向的內表面上，用以吸收第二測距光束L12，以避免第二測距光束L12反射回雷射測距模組1而影響計算單元13對待測物S的距離的計算。
綜上所述，本發明之雷射測距與影像整合裝置將雷射測距模組、雙分支光纖束、光束分光器、影像接收模組及光吸收模組整合在一起，可同時完成測距及影像顯示的功能。另外，藉由光束在光纖內的行進不受光纖彎曲影響的特性，使雷射測距與影像整合裝置在進行偵測時，可任意沿伸或彎曲雙分支光纖束，以適應各種不友善且狹窄的偵測環境，降低測距時的阻礙，同時更具有同軸測距的功能，使雷射測距與影像整合裝置與待測物之間的最小間距不受限制，達到測量較短距離的功效。再者，透過光吸收模組的設置，可避免雷射測距模組收到非待測物反射的光束，而造成誤判的情形發生。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
1:雷射測距模組 11:光源 12:光學接收器 13:計算單元 14:出光口 15:收光口 2:雙分支光纖束 21:第一光纖束 21a:第一光纖束的一端 21b:第一光纖束的另一端 22:第二光纖束 22a:第二光纖束的一端 22b:第二光纖束的另一端 23:光纖偵測頭 3:光束分光器 4:影像接收模組 5:光吸收模組 51:光吸收材料 52:載體 d:距離 H1:雷射測距殼體 H2:殼體 H21:第一開口 H22:第二開口 L1:測距光束 L1a:光點中心 L11:第一測距光束 L12:第二測距光束 L2:反射光束 L21:第一反射光束 L22:第二反射光束 S:待測物 OD1、OD2、OD3:雷射測距與影像整合裝置 ϴ:第一角度 Ø:第二角度
圖1為本發明第一實施例的一種雷射測距與影像整合裝置的示意圖。 圖2為本發明第二實施例的一種雷射測距與影像整合裝置的示意圖。 圖 3 為本發明第三實施例的一種雷射測距與影像整合裝置的示意圖。
1:雷射測距模組
11:光源
12:光學接收器
13:計算單元
14:出光口
15:收光口
2:雙分支光纖束
21:第一光纖束
21a:第一光纖束的一端
21b:第一光纖束的另一端
22:第二光纖束
22a:第二光纖束的一端
22b:第二光纖束的另一端
23:光纖偵測頭
3:光束分光器
4:影像接收模組
5:光吸收模組
51:光吸收材料
d:距離
H1:雷射測距殼體
H2:殼體
H21:第一開口
H22:第二開口
L1:測距光束
L1a:光點中心
L11:第一測距光束
L12:第二測距光束
L2:反射光束
L21:第一反射光束
L22:第二反射光束
S:待測物
OD1:雷射測距與影像整合裝置
θ:第一角度
Figure 108135157-A0305-02-0003-4
:第二角度

Claims (10)

  1. 一種雷射測距與影像整合裝置，用以量測與一待測物之間的距離並顯示該待測物的影像，包括： 一雷射測距模組，包括： 一光源，提供一測距光束； 一光學接收器，接收該測距光束出射至該待測物後所反射的一反射光束，並發出一量測信號；及 一計算單元，接收該量測信號； 一雙分支光纖束，與該雷射測距模組連接； 一光束分光器，鄰設於該雙分支光纖束遠離該雷射測距模組的一側，該光束分光器將該反射光束分成一第一反射光束及一第二反射光束，該第一反射光束及該第二反射光束的行進方向夾有一第一角度；以及 一影像接收模組，對應設置於該第二反射光束行進的光路以接收該待測物的影像； 其中，該測距光束自該光源出射後，依序通過該雙分支光纖束及該光束分光器，並出射至該待測物後反射出該反射光束，該反射光束經由該光束分光器分成該第一反射光束及該第二反射光束，該第一反射光束行經該雙分支光纖束至該光學接收器後，該光學接收器發出該量測信號，使該計算單元接收並依據該量測信號計算出該待測物與該雙分支光纖束遠離該雷射測距模組的該側之間的距離，該第二反射光束被該影像接收模組接收，使該影像接收模組顯示該待測物的影像。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的雷射測距與影像整合裝置，更包括： 一光吸收模組，該光束分光器將該測距光束分成一第一測距光束及一第二測距光束，該第一測距光束及該第二測距光束的行進方向夾有一第二角度，該光吸收模組對應設置於該第二測距光束的行進方向以吸收該第二測距光束。
  3. 如申請專利範圍第2項所述的雷射測距與影像整合裝置，其中該雷射測距模組更包括一出光口及一收光口，該出光口與該光源對應設置，該收光口與該光學接收器對應設置，該測距光束經由該出光口射向該待測物，該第一反射光束經由該收光口射向該光學接收器。
  4. 如申請專利範圍第3項所述的雷射測距與影像整合裝置，其中該雙分支光纖束包括： 一第一光纖束，該第一光纖束的一端與該出光口連接； 一第二光纖束，該第二光纖束的一端與該收光口連接；及 一光纖偵測頭，由該第一光纖束的另一端及該第二光纖束的另一端整合而成； 其中，該測距光束自該光源出射後，依序通過該出光口及該第一光纖束，並經由該光纖偵測頭出射至該光束分光器，再出射至該待測物後反射出該反射光束至該光束分光器，該第一反射光束再經由該光纖偵測頭進入該第二光纖束並通過該收光口至該光學接收器後，該光學接收器發出該量測信號，使該計算單元接收並依據該量測信號計算出該待測物與該光纖偵測頭的端面之間的相對距離。
  5. 如申請專利範圍第2項所述的雷射測距與影像整合裝置，其中該光束分光器為45度半透明分光鏡，該第一角度與該第二角度為90度。
  6. 如申請專利範圍第1項所述的雷射測距與影像整合裝置，其中該反射光束經由該光束分光器分成不同比例的該第一反射光束及該第二反射光束。
  7. 如申請專利範圍第2項所述的雷射測距與影像整合裝置，其中該測距光束經由該光束分光器分成不同比例的該第一測距光束及該第二測距光束。
  8. 如申請專利範圍第2項所述的雷射測距與影像整合裝置，其中該光吸收模組包括一光吸收材料，該光吸收材料由黑色奈米顆粒組成。
  9. 如申請專利範圍第8項所述的雷射測距與影像整合裝置，其中該光吸收模組更包括一載體，該光吸收材料設置於該載體的一表面。
  10. 如申請專利範圍第4項所述的雷射測距與影像整合裝置，更包括一殼體，具有一第一開口及一第二開口，該第二開口對應該第一開口設置，該殼體透過該第一開口套設於該光纖偵測頭遠離該雷射測距模組的一端，該光束分光器、該影像接收模組及該光吸收模組設置於該殼體內，該測距光束自該光源出射後，經由該光纖偵測頭出射至該光束分光器後，先經過該第二開口再出射至該待測物後反射出該反射光束，該反射光束經過該第二開口再到該光束分光器。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101482619A (zh) * 2008-01-08 2009-07-15 亚洲光学股份有限公司 距离测量方法及距离测量系统
EP2442135A1 (en) * 2010-10-18 2012-04-18 Rockwell Automation Technologies, Inc. Time of flight (TOF) sensors as replacement for standard photoelectric sensors
EP2495528A2 (en) * 2011-03-01 2012-09-05 Kabushiki Kaisha TOPCON Optical distance measuring apparatus
TW201435378A (zh) * 2013-03-06 2014-09-16 Ind Tech Res Inst 量測裝置及其光學元件與其操作方法
TW201740132A (zh) * 2016-05-10 2017-11-16 財團法人工業技術研究院 測距裝置及其測距方法
TW201925820A (zh) * 2017-11-30 2019-07-01 國家中山科學研究院 匹配式雷射雷達系統
TW201930917A (zh) * 2017-12-28 2019-08-01 財團法人工業技術研究院 光學測距方法及光相位差檢測系統

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4572949A (en) * 1982-04-14 1986-02-25 The Board Of Trustees Of The Leland Stanford Junior University Fiber optic sensor for detecting very small displacements of a surface
IL122114A0 (en) * 1997-10-21 1998-04-05 Suetliza Eduardo Apparatus for simultaneous bilateral digital retinal angiography
TW523635B (en) 2002-03-28 2003-03-11 Asia Optical Co Inc Camera with ranging function
JP4166083B2 (ja) 2002-12-26 2008-10-15 株式会社トプコン 測距装置
CN104849718B (zh) 2014-04-25 2017-02-15 常州市新瑞得仪器有限公司 激光测距仪
TWI534450B (zh) 2014-11-10 2016-05-21 信泰光學（深圳）有限公司 測距儀
US10666928B2 (en) * 2015-02-06 2020-05-26 The University Of Akron Optical imaging system and methods thereof
TWI668413B (zh) 2017-10-20 2019-08-11 財團法人國家實驗研究院 可撓性光學測距裝置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101482619A (zh) * 2008-01-08 2009-07-15 亚洲光学股份有限公司 距离测量方法及距离测量系统
EP2442135A1 (en) * 2010-10-18 2012-04-18 Rockwell Automation Technologies, Inc. Time of flight (TOF) sensors as replacement for standard photoelectric sensors
EP2495528A2 (en) * 2011-03-01 2012-09-05 Kabushiki Kaisha TOPCON Optical distance measuring apparatus
TW201435378A (zh) * 2013-03-06 2014-09-16 Ind Tech Res Inst 量測裝置及其光學元件與其操作方法
TW201740132A (zh) * 2016-05-10 2017-11-16 財團法人工業技術研究院 測距裝置及其測距方法
TW201925820A (zh) * 2017-11-30 2019-07-01 國家中山科學研究院 匹配式雷射雷達系統
TW201930917A (zh) * 2017-12-28 2019-08-01 財團法人工業技術研究院 光學測距方法及光相位差檢測系統

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