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CN108594246B - 一种多功能激光测距仪 - Google Patents

一种多功能激光测距仪 Download PDF

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Abstract

本发明涉及激光测距装置，公开了一种多功能激光测距仪,其包括一个单目望远镜、两个激光发射系统和两个激光接收系统，单目望远镜位于激光发射系统与激光接收系统之间，激光发射系统包括远距离激光发射系统和近距离激光发射系统，激光接收系统包括远距离激光接收系统和近距离激光接收系统，利用激光脉冲和相位结合的方式，实现近距离高精度激光相位测距，远距离脉冲激光测距的新型测距模式。本发明整合脉冲测距和相位测距模块的一体化，由于两者的测距原理互不干涉，使用的激光光源波长不同，实现产品近距离高精度测量到远距离测量的一体化测量，一个产品可以实现多种应用需求，克服以往产品测距应用需求单一的缺点，体现产品的多功能化。

Description

一种多功能激光测距仪
技术领域
本发明涉及激光测距装置，尤其涉及了一种多功能激光测距仪。
背景技术
常见的激光测距仪有测量远距离的，一般可以测到一千到两千米，甚至更远，也有测量近距离的，一般是几十米以内，也有几米以内的，激光测距仪常用的测距原理包含脉冲测距，相位测距以及三角法测距等，脉冲测距是利用发射光和接收光的传播飞行时间来计算检测距离，相位测距是利用检测发射光和反射光在空间中传播时发生的相位差来检测距离，三角法测距是利用光的几何原理，根据被测物体反射回来的光斑在感光元件上的位置来计算检测距离。在实际使用中，根据不同的应用需求选择不同的测距产品，却无法实现一个产品对远近距离的测距需求。
本发明产品整合近距离测距模块和远距离测距模块到一个产品中去，利用脉冲测距和相位测距相结合的方式，使产品既可以高精度测量近距离，又可以测量远距离，操作方便，使用简单，实现产品的多功能化。
发明内容
本发明针对现有技术中的问题，提供了一种多功能激光测距仪。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种多功能激光测距仪，其包括一个单目望远镜、两个激光发射系统和两个激光接收系统，单目望远镜位于激光发射系统与激光接收系统之间，激光发射系统包括远距离激光发射系统和近距离激光发射系统，远距离激光发射系统包括第一激光光源、第一发射透镜、胶合棱镜、屋脊半五棱镜、物镜，近距离激光发射系统包括第二激光光源和第二发射透镜，激光接收系统包括远距离激光接收系统和近距离激光接收系统，远距离激光接收系统包括接收透镜镀400-1000nm全波段增透膜、反光镜、窄带滤光片和第一感光元件，近距离激光接收系统包括接收透镜、反光镜、窄带滤光片和第二感光元件，第一激光光源为905nm波长的发光二级管，第二激光光源为650nm波长的发光二级管，单目望远镜的视场光阑位置设有一个显示距离的显示单元。
作为优选，单目望远镜包括物镜、屋脊半五棱镜、胶合棱镜和目镜，物镜、屋脊半五棱镜和目镜设置在一条直线上，屋脊半五棱镜和胶合棱镜并排设置。
作为优选，反光镜为反射650nm波长透射905nm波长的反光镜，两个窄带滤光片分别为第一滤光片和第二滤光片，第一滤光片为只透过905nm波长的窄带滤光片，其他波长截止；第二滤光片只透过650nm波长的窄带滤光片，其他波长截止；第一感光元件的峰值感应波长为905nm；第二感光元件的峰值感应波长为650nm。
作为优选，显示距离的显示单元为液晶显示屏或有机发光二极管OLED。
作为优选，第一发射透镜镀905nm波长的增透膜；第二发射透镜镀650nm波长的增透膜。
本发明采用了以上方案具有以下有益效果：本发明整合脉冲测距和相位测距模块的一体化，由于两者的测距原理互不干涉，使用的激光光源波长不同，实现产品近距离高精度测量到远距离测量的一体化测量，一个产品就可以实现多种应用需求，克服以往产品测距应用需求单一的缺点，体现产品的多功能化。
附图说明
图1-图4均为本发明的原理图。
附图中各数字标号所指代的部位名称如下：100—物镜、101—屋脊半五棱镜、102—胶合棱镜、103—显示单元、104—目镜、105—第一发射透镜、106—第一激光光源、107—第二发射透镜、108—第二激光光源、109—接收透镜、110—反光镜、111—窄带滤光片、112—第一感光元件、113—第一滤光片、114—第二感光元件、202—胶合棱镜、301—视场光阑、302—胶合棱镜、303—显示透镜组。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例
一种多功能激光测距仪，如图1-图4所示，其包括一个单目望远镜、两个激光发射系统和两个激光接收系统，单目望远镜位于激光发射系统与激光接收系统之间，激光发射系统包括远距离激光发射系统和近距离激光发射系统，远距离激光发射系统包括第一激光光源106、第一发射透镜105、胶合棱镜102、屋脊半五棱镜101、物镜100，近距离激光发射系统包括第二激光光源108和第二发射透镜107，激光接收系统包括远距离激光接收系统和近距离激光接收系统，远距离激光接收系统包括接收透镜109镀400-1000nm全波段增透膜、反光镜110、窄带滤光片111和第一感光元件112，近距离激光接收系统包括接收透镜109、反光镜110、窄带滤光片113和第二感光元件114，第一激光光源106为905nm波长的发光二级管，第二激光光源108为650nm波长的发光二级管，单目望远镜的视场光阑位置设有一个显示距离的显示单元103。
单目望远镜包括物镜100、屋脊半五棱镜101、胶合棱镜102和目镜104，物镜100、屋脊半五棱镜101和目镜104设置在一条直线上，屋脊半五棱镜101和胶合棱镜102并排设置。其中屋脊半五棱镜101和胶合棱镜102可以根据光路需要变更左右排列位置。
反光镜110为反射650nm波长透射905nm波长的反光镜，两个窄带滤光片分别为第一滤光片111和第二滤光片113，第一滤光片111为只透过905nm波长的窄带滤光片，其他波长截止；第二滤光片113只透过650nm波长的窄带滤光片，其他波长截止；第一感光元件112的峰值感应波长为905nm；第二感光元件114的峰值感应波长为650nm。
显示距离的显示单元103为液晶显示屏或有机发光二极管OLED。
第一发射透镜105镀905nm波长的增透膜；第二发射透镜107镀650nm波长的增透膜。
工作原理如下：如图1所示，单目望远镜包括物镜100、屋脊半五棱镜101、胶合棱镜102和目镜104，在其视场光阑位置有一个液晶显示单元103。在远距离测距系统中，激光光源106发射905nm激光，从发射透镜105，胶合棱镜102，屋脊半五棱镜101，物镜100出射激光，从被测物体反射回来的光信号，被接收透镜109接收，经过反光镜110和窄带滤光片111，到达第一感光元件112，根据脉冲测距原理，计算产品与被测物距离，由于距离较远，一般测距精度为±1米左右；近距离测距系统中，激光光源108发射650nm激光，从发射透镜107出射激光，从被测物体反射回来的光信号，被接收透镜109接收，经过反光镜110，窄带滤光片113，到达第二感光元件114，根据相位测距原理，计算产品与被测物距离，由于相位测量和被测距离较近，精度可以达到毫米级别。
如图1所示，在实际测量中，激光光源106和激光光源108同时发射激光，接收透镜109同时接收到两个被测物反射的光信号，经过电路信号辨别和处理，若被测距离较近，比如100米以内，则信号数据以近距离相位测距系统为准，精度可达毫米级别；若被测距离较远，则信号数据以远距离脉冲测距系统为准，通过不同的数据处理，实现多功能的测距需求。
如图2所示，当改变胶合棱镜202和屋脊半五棱镜101的光路位置时，通过改变胶合棱镜202的形状，也可以实现望远镜棱镜倒像和作为远距离激光发射系统的组成部分；当液晶显示单元103采用有机发光二极管OLED时，可让液晶显示单元103投影显示在光轴上，如图3和图4所示，液晶显示单元103经过显示透镜组303和胶合棱镜成像在望远镜的视场光阑301位置，这样可以大大增加望远镜系统的透过率，改善视场的明亮程度，解决图1所示液晶显示单元103放在光轴上而导致望远镜透过率不高的问题。
总之，以上仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。

Claims (3)

1.一种多功能激光测距仪，其特征在于：其包括一个单目望远镜、两个激光发射系统和两个激光接收系统，单目望远镜位于激光发射系统与激光接收系统之间，激光发射系统包括远距离激光发射系统和近距离激光发射系统，远距离激光发射系统包括第一激光光源(106)、第一发射透镜(105)、胶合棱镜(102)、屋脊半五棱镜(101)、物镜(100)，近距离激光发射系统包括第二激光光源(108)和第二发射透镜(107)，激光接收系统包括远距离激光接收系统和近距离激光接收系统，远距离激光接收系统包括接收透镜(109)镀400-1000nm全波段增透膜、反光镜(110)、第一滤光片(111)和第一感光元件(112)，近距离激光接收系统包括接收透镜(109)、反光镜(110)、第二滤光片(113)和第二感光元件(114)，第一激光光源(106)为905nm波长的发光二级管，第二激光光源(108)为650nm波长的发光二级管，单目望远镜的视场光阑位置设有一个显示距离的显示单元(103)；
反光镜(110)为反射650nm波长透射905nm波长的反光镜，第一滤光片(111)为只透过905nm波长的窄带滤光片，其他波长截止；第二滤光片(113)为只透过650nm波长的窄带滤光片，其他波长截止；第一感光元件(112)的峰值感应波长为905nm；第二感光元件(114)的峰值感应波长为650nm；
第一发射透镜(105)镀905nm波长的增透膜；第二发射透镜(107)镀650nm波长的增透膜；
第一激光光源和第二激光光源同时发射激光，接收透镜同时接收到两个被测物反射的光信号，经过电路信号辨别和处理，若被测距离较近，则信号数据以近距离相位测距系统为准，精度可达毫米级别；若被测距离较远，则信号数据以远距离脉冲测距系统为准，通过不同的数据处理，实现多功能的测距需求。
2.根据权利要求1所述的一种多功能激光测距仪，其特征在于：单目望远镜包括物镜(100)、屋脊半五棱镜(101)、胶合棱镜(102)和目镜(104)，物镜(100)、屋脊半五棱镜(101)和目镜(104)设置在一条直线上，屋脊半五棱镜(101)和胶合棱镜(102)并排设置。
3.根据权利要求1所述的一种多功能激光测距仪，其特征在于：显示距离的显示单元(103)为液晶显示屏或有机发光二极管OLED。
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