手持式激光近距離測(cè)距儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及光電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及激光測(cè)距儀。
【背景技術(shù)】
[0002]手持式激光測(cè)距儀是利用激光對(duì)目標(biāo)的距離進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定的儀器。激光測(cè)距儀在工作時(shí)向目標(biāo)射出一束很細(xì)的激光測(cè)距儀光，由光電元件接收目標(biāo)反射的激光束，計(jì)時(shí)器測(cè)定激光束從發(fā)射到接收的時(shí)間，計(jì)算出從觀測(cè)者到目標(biāo)的距離。傳統(tǒng)手持式激光測(cè)距儀多采用離軸光學(xué)系統(tǒng)接收激光反射回波，當(dāng)目標(biāo)物出現(xiàn)在較遠(yuǎn)距離(大于10米)之外，回光基本為平行光，通過非球面接收透鏡聚焦在光電雪崩二極管(APD)上，其中Aro的感光面為直徑0.23毫米(參見附圖1)。但是由于系統(tǒng)焦距不可變，所以當(dāng)測(cè)距儀測(cè)量近距離(尤其是2?5米)目標(biāo)時(shí)，則會(huì)出現(xiàn)如下問題:激光發(fā)射的光斑并不能直接被AH)接收(參見附圖2)，并且靠光線自由反射，會(huì)帶來較為嚴(yán)重的非線性，所以需要輔助光路設(shè)計(jì)才能使APD接收到良好的信號(hào)光。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供手持式激光近距離測(cè)距儀，以解決上述至少一個(gè)技術(shù)問題。
[0004]本發(fā)明所解決的技術(shù)問題可以采用以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):
[0005]手持式激光近距離測(cè)距儀，包括一激光測(cè)距儀主體，所述激光測(cè)距主體包括一測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于，所述測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)包括一激光發(fā)射器，所述激光發(fā)射器的發(fā)射端設(shè)有透P光濾S光的第一偏振分光片；
[0006]所述第一偏振分光片的發(fā)射的偏振光朝向一偏振分光鏡，所述偏振分光鏡的反射方向朝向一出光口，所述出光口的發(fā)光方向朝向目標(biāo)物；
[0007]所述偏振分光鏡后方設(shè)有透P光濾S光的第二偏振分光片，所述第二偏振分光片后方設(shè)有接收端光電部件，所述出光口、所述偏振分光鏡、所述第二偏振分光片、所述接收端光電部件前后依次排布，所述出光口與所述接收端光電部件的連線與所述偏振分光鏡的反光面呈45°夾角。
[0008]本發(fā)明優(yōu)化了傳統(tǒng)激光測(cè)距儀的光路結(jié)構(gòu)，使激光發(fā)射的光斑被接收端光電部件良好的接收。本發(fā)明相比于傳統(tǒng)手持式激光測(cè)距儀，測(cè)量近距離目標(biāo)物更為精確，誤差更小，操作方便，同時(shí)解決了目標(biāo)物體漫反射帶來的嚴(yán)重的非線性，而且也不影響遠(yuǎn)距離接收光的穩(wěn)定性，遠(yuǎn)近皆宜。本方案根本解決了遠(yuǎn)測(cè)程和小盲距之間的矛盾。
[0009]本發(fā)明中用到了兩個(gè)透P濾S的偏振分光片，分別為第一偏振分光片、第二偏振分光片，一個(gè)偏振分光鏡(PBS)，其原理是當(dāng)偏振光入射PBS時(shí)，PBS會(huì)反射入射光的S偏振光(偏振方向垂直入射線)，并且讓P偏振光(偏振方向平行入射線)通過。首先，激光發(fā)射器發(fā)射激光經(jīng)過第一偏振分光片，濾掉S光，透過P光，再經(jīng)過偏振分光鏡PBS發(fā)生45度偏折，偏折光照射到被測(cè)物(漫發(fā)射物體)上，發(fā)生發(fā)射，反射回來的部分光沿著光路經(jīng)過偏振分光鏡PBS透射，又經(jīng)第二偏振片入射到接收端光電部件上，由此接收端光電部件上接收到穩(wěn)定的激光光斑信號(hào)。
[0010]所述測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)包括一準(zhǔn)直透鏡，所述準(zhǔn)直透鏡位于所述出光口與所述偏振分光鏡之間。
[0011]本發(fā)明通過設(shè)有準(zhǔn)直透鏡，從而將偏折光經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡準(zhǔn)直發(fā)射出平行光至目標(biāo)物，從而提高對(duì)目標(biāo)物距離的檢測(cè)。
[0012]所述接收端光電部件是光電雪崩二極管。
[0013]所述激光測(cè)距儀主體還包括一控制系統(tǒng)，所述控制系統(tǒng)連接一計(jì)時(shí)器，所述控制系統(tǒng)連接所述激光發(fā)射器，通過所述控制系統(tǒng)控制所述激光發(fā)射器發(fā)射激光束，并同步控制所述計(jì)時(shí)器進(jìn)行計(jì)時(shí)；
[0014]所述控制系統(tǒng)還連接所述接收端光電部件，當(dāng)所述接收端光電部件接收到光電信號(hào)后，給予所述控制系統(tǒng)一反饋信號(hào)，當(dāng)所述控制系統(tǒng)獲得反饋信號(hào)后，所述計(jì)時(shí)器停止計(jì)時(shí)；
[0015]所述激光測(cè)距儀主體的控制系統(tǒng)通過所述計(jì)時(shí)器測(cè)定激光束從發(fā)射到接收的時(shí)間，計(jì)算出從觀測(cè)者到目標(biāo)物的距離。
[0016]所述接收端光電部件是CCD傳感器或者CMOS傳感器，所述接收端光電部件的傳感方向朝向一攝影鏡頭；
[0017]所述控制系統(tǒng)內(nèi)設(shè)有一微型處理器系統(tǒng)，所述接收端光電部件連接所述微型處理器系統(tǒng)，所述微型處理器系統(tǒng)設(shè)有一圖像采集處理電路。
[0018]本發(fā)明通過將激光發(fā)射器經(jīng)光學(xué)部件發(fā)射到目標(biāo)物上，反射回接收端光電部件，在接收端光電部件表面成像，攝像鏡頭采集多點(diǎn)光斑圖像，實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，輸出圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)綀D像采集處理電路，圖像采集處理模塊根據(jù)采集到的光斑的大小，從而推算目標(biāo)物的相距位置。本發(fā)明通過光斑大小與測(cè)定激光束從發(fā)射到接收的時(shí)間兩路測(cè)量方式同步進(jìn)行，從而提高了對(duì)距離的測(cè)定精度。
[0019]所述接收端光電部件是CXD傳感器，所述測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)還包括一 CXD驅(qū)動(dòng)板，所述CCD傳感器接收出射光束的光強(qiáng)信息，所述CCD驅(qū)動(dòng)板記錄CCD傳感器上的光強(qiáng)信息，并傳送給微型處理器系統(tǒng)進(jìn)行存儲(chǔ)。CCD傳感器體積小、質(zhì)量輕、功耗小、性能穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)，作為光學(xué)測(cè)量器件的相應(yīng)速度快、圖像畸變小、無殘像等顯著特點(diǎn)。
[0020]所述激光測(cè)距儀主體包括一殼體，所述殼體上設(shè)有一通孔，以所述通孔為所述出光口 ；
[0021 ] 所述偏振分光鏡、所述第一偏振分光片、所述第二偏振分光片、所述接收端光電部件、所述激光發(fā)射器均位于所述殼體內(nèi)；
[0022]所述殼體上設(shè)有一用于顯示測(cè)量數(shù)值的顯示屏，所述顯示屏連接所述控制系統(tǒng)。
[0023]作為一種優(yōu)選方案，所述激光發(fā)射器的發(fā)光方向朝上，所述激光發(fā)射器的垂直軸正上方設(shè)有所述第一偏振分光片，所述第一偏振分光片的上方設(shè)有所述偏振分光鏡，所述偏振分光鏡的水平同軸前方設(shè)有準(zhǔn)直透鏡，所述準(zhǔn)直透鏡的發(fā)光方向朝向目標(biāo)物，在所述偏振分光鏡的水平軸上的后方設(shè)有所述第二偏振分光片，所述第二偏振分光片的后方為接收端光電部件。
[0024]所述殼體的外壁縱截面呈T型，所述殼體內(nèi)設(shè)有一中空腔體，所述中空腔體的縱截面呈T型，所述殼體上端的長(zhǎng)度大于所述殼體下端的長(zhǎng)度；
[0025]所述偏振分光鏡、所述第二偏振分光片、所述接收端光電部件位于所述殼體的上端內(nèi)部，所述第一偏振分光片、所述激光發(fā)射器均位于所述殼體的下端內(nèi)部。
[0026]本發(fā)明通過優(yōu)化了殼體的結(jié)構(gòu)，從而縮小了殼體的體積，且通過T型結(jié)構(gòu)，便于用戶受持。
[0027]所述殼體的下端外壁上設(shè)有一開關(guān)，所述開關(guān)連接所述控制系統(tǒng)。通過開啟所述開關(guān)，通過控制系統(tǒng)控制各個(gè)測(cè)距用部件的進(jìn)行工作。
【附圖說明】
[0028]圖1為目標(biāo)物出現(xiàn)在較遠(yuǎn)距離時(shí)，傳統(tǒng)手持式激光測(cè)距儀的光路圖；
[0029]圖2為目標(biāo)物在10米以下距離時(shí)，傳統(tǒng)手持式激光測(cè)距儀的光路圖；
[0030]圖3為本發(fā)明內(nèi)部整體結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0031]為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，下面結(jié)合具體圖示進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0032]參照?qǐng)D3，手持式激光近距離測(cè)距儀，包括一激光測(cè)距儀主體，激光測(cè)距主體包括一測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)，測(cè)量光學(xué)系統(tǒng)包括一激光發(fā)射器1，激光發(fā)射器I的發(fā)射端設(shè)有透P光濾S光的第一偏振分光片2 ;第一偏振分光片2的發(fā)射的偏振光朝向一偏振分光鏡3，偏振分光鏡3的反射方向朝向一出光口，出光口的發(fā)光方向朝向目標(biāo)物6 ;偏振分光鏡3后方設(shè)有透P光濾S光的第二偏振分光片4，第二偏振分光片4后方設(shè)有接收端光電部件5，出光口、偏振分光鏡3、第二偏振分光片4、接收端光電部件5前后依次排布，出光口與接收端光電部件5的連線與偏振分光鏡3的反光面呈45°夾角。本發(fā)明優(yōu)化了傳統(tǒng)激光測(cè)距儀的光路結(jié)構(gòu)，使激光發(fā)射的光斑被接收端光電部件5良好的接收。本發(fā)明相比于傳統(tǒng)手持式激光測(cè)距儀，測(cè)量近距離目標(biāo)物6更為精確，誤差更小，操作方便，同時(shí)解決了目標(biāo)物6體漫反射帶來的嚴(yán)重的非線性，而且也不影響遠(yuǎn)距離接收光的穩(wěn)定性，遠(yuǎn)近皆宜。本方案根本解決了遠(yuǎn)測(cè)程和小盲距之間的矛盾。本發(fā)明中用到了兩個(gè)透P濾S的偏振分光片，分別為第一偏振分光片2、第二偏振分光片4，一個(gè)偏振分光鏡3 (PBS)，其原理是當(dāng)偏振光入射PBS時(shí)，PBS會(huì)反射入射光的S偏振光(偏振方向垂直入射線)，并且讓P偏振光(偏振方向平行入射線)通過。首先，激光發(fā)射器I發(fā)射激光經(jīng)過第一偏振分光片2，濾掉S光，透過P光，再經(jīng)過偏振分光鏡3PBS發(fā)生45度偏折，偏折光照射到被測(cè)物(漫發(fā)射物體)上，發(fā)生發(fā)射，反射回來的部分光沿著光路經(jīng)過偏振分光鏡3PBS透射，又經(jīng)第二偏振片入射到接收端光電部件5上，由此接收端光電部件5上接收到穩(wěn)定的激光光斑信號(hào)。