激光測(cè)距儀的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種激光測(cè)距儀。
【背景技術(shù)】
[0002]激光測(cè)距裝置的基本機(jī)構(gòu)已為公知。例如:中國(guó)專利文獻(xiàn)公告號(hào)CN201203670Y公開(kāi)了一種激光測(cè)距儀中的發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)包括:光闌2、激光器和設(shè)于激光器光線輸出端的準(zhǔn)直器I;，光闌移位裝置用于控制光闌2移入或移出發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)的發(fā)射光路21。在準(zhǔn)直器I前端的所述發(fā)射光路21上設(shè)有用于折射光線的內(nèi)光路切換裝置4，內(nèi)光路切換裝置4的一側(cè)設(shè)有用于接收所述折射光線的內(nèi)光路光纖5 ;所述內(nèi)光路切換裝置4包括:內(nèi)光路電機(jī)4-1及與內(nèi)光路電機(jī)4-1的轉(zhuǎn)軸固定相連的折射棱鏡4-2 ;所述內(nèi)光路光纖5的光線入射端面與折射棱鏡4-2相對(duì)。
[0003]上述現(xiàn)有的激光測(cè)距儀所存在不足:
1、內(nèi)光路切換裝置4在內(nèi)、夕卜光路切換時(shí)，由于內(nèi)光路的光程有一段是通過(guò)與內(nèi)光路電機(jī)4-1轉(zhuǎn)軸固定相連的折射棱鏡4-2傳輸?shù)?，?nèi)光路電機(jī)4-1的軸向竄動(dòng)會(huì)帶來(lái)內(nèi)光路光程的變化，這種變化量在高精度測(cè)距時(shí)對(duì)精度有顯著的影響。
[0004]2、測(cè)距儀在用反射棱鏡測(cè)量時(shí)，發(fā)射光線會(huì)在經(jīng)過(guò)上述折射棱鏡4-2第一面時(shí)，一小部分光線形成表面反射，其他到全反射面時(shí)再全部反射，兩個(gè)反射面的光線產(chǎn)生混疊進(jìn)入接收系統(tǒng)，在高精度測(cè)量時(shí)有顯著的影響(近距離測(cè)量時(shí)由于發(fā)射光線很強(qiáng)棱鏡第一表面反射相對(duì)也強(qiáng))。
[0005]3.接光纖端面是固定在光學(xué)系統(tǒng)焦點(diǎn)上的，近距離測(cè)量時(shí)由于光學(xué)系統(tǒng)成像的原因焦點(diǎn)位置后移，光纖的受光面需增大，否則接收進(jìn)入接收光纖的能量就減小，導(dǎo)致測(cè)量誤差增加；而光纖的受光面不能無(wú)限增加，且受光面越大，外界光噪聲也越大，測(cè)量誤差就會(huì)加大；同時(shí)光纖越粗就越硬，制造的工藝性也越差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種可實(shí)現(xiàn)高精度測(cè)距的激光測(cè)距儀。
[0007]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的激光測(cè)距儀，包括:發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)；該發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)包括:準(zhǔn)直器；在準(zhǔn)直器所在的發(fā)射光路上設(shè)有用于產(chǎn)生內(nèi)光路以實(shí)現(xiàn)取樣的第一折射板，以及用于接收所述內(nèi)光路光線的內(nèi)光路光纖；在發(fā)射光路和內(nèi)光路之間設(shè)有內(nèi)外光路切換裝置，內(nèi)外光路切換裝置在阻斷所述發(fā)射光路時(shí)，導(dǎo)通內(nèi)光路；在阻斷所述內(nèi)光路時(shí)，導(dǎo)通所述發(fā)射光路。
[0008]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述內(nèi)外光路切換裝置包括:內(nèi)光路電機(jī)及與內(nèi)光路電機(jī)的轉(zhuǎn)軸固定相連的用于阻斷所述發(fā)射光路或內(nèi)光路的擋光片。
[0009]可選的方案是:所述第一折射板的一側(cè)設(shè)有與該第一折射板平行設(shè)置的用于延伸所述內(nèi)光路的第二折射板，擋光片設(shè)于內(nèi)光路上且于第二折射板的下游，并處于發(fā)射光路上的第一折射板的下游。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選地，該激光測(cè)距儀還包括接收光學(xué)系統(tǒng)，該接收光學(xué)系統(tǒng)包括:前后同設(shè)于中心軸線上的物鏡組和接收光學(xué)組件，以及設(shè)于接收光學(xué)組件一側(cè)的用于會(huì)聚接收光線的接收透鏡組，在中心軸線上且依次設(shè)于接收光學(xué)組件后端的調(diào)焦鏡、轉(zhuǎn)像棱鏡組和目鏡分劃板組件；第二分叉光纖器的總端口正對(duì)接收透鏡組設(shè)置，以接收來(lái)自該接收透鏡組的光線；第二分叉光纖器的一分叉端經(jīng)接收光纖與第一分叉光纖器的一分叉端相連；第一分叉光纖器的總端口設(shè)有光電轉(zhuǎn)換器；所述內(nèi)光路光纖與第一分叉光纖器的另一分叉端相連。
[0011]進(jìn)一步優(yōu)選地，該激光測(cè)距儀還包括輔助夜照明系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:光源、正對(duì)該光源設(shè)置的夜照明光纖，該夜照明光纖與第二分叉光纖器的另一分叉端相連。
[0012]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述接收光學(xué)組件包括:前后設(shè)置在中心軸線上的反光斜面和半反半透光板；第二分叉光纖器的總端口與反光斜面相對(duì)，以接收來(lái)自反光斜面的光線?’第二分叉光纖器與反光斜面之間依次設(shè)有會(huì)聚接收光線的接收透鏡組和減光裝置。
[0013]進(jìn)一步優(yōu)選地，在發(fā)射光路上設(shè)有第一折射板；在中心軸線上所述反光斜面與物鏡組之間設(shè)有第二折射板；第一折射板與第二折射板相對(duì)設(shè)置；使用時(shí)，發(fā)射光路上的光線依次經(jīng)第一折射板、第二折射板反射后從透鏡射出；經(jīng)目標(biāo)物體反射回的光線經(jīng)物鏡組6、半反半透光板7-2、反光斜面7-3、接收透鏡組25后匯聚進(jìn)入第二分叉光纖器29。
[0014]第二分叉光纖器的總端口輸出的照明光線經(jīng)所述反光斜面反射，然后沿所述中心軸線射向分劃板組件。
[0015]進(jìn)一步優(yōu)選地，所述接收光學(xué)組件還包括透光板；所述第二折進(jìn)一步優(yōu)選地，所述接收光纖包括多個(gè)光纖束，在所述第二分叉光纖器的總端口的端面上，所述接收光纖中的各光纖束的端部直線排列，或使用單根光纖(優(yōu)選單根直徑為0.4-lmm的光纖)，將其擠壓呈矩形或橢圓形(即為:錐形光纖)后直線排列。所述接收光纖中的各光纖束的端部排列形成的線段的中點(diǎn)，與所述第二分叉光纖器的總端口的端面中心重合；所述夜照明光纖中的多根光纖的端面圍繞接收光纖分布。
[0016]所述激光測(cè)距儀在進(jìn)行近距離測(cè)距時(shí)，由于第二折射板對(duì)來(lái)自物鏡組的光線形成中央遮擋，導(dǎo)致在所述第二分叉光纖器的總端口的端面上形成環(huán)形光圈；由于所述的各光纖束的端部呈直線排列(即構(gòu)成一線段)，使得處于該線段兩端的光纖束能夠被所述環(huán)形光圈覆蓋，進(jìn)而使接收光纖獲得相應(yīng)的光線，使得所述光電轉(zhuǎn)換器可獲得相應(yīng)的光信號(hào)，進(jìn)而滿足相應(yīng)的測(cè)量需求。
[0017]反射板和反光斜面設(shè)于透光板兩側(cè)。
[0018]本發(fā)明具有積極的效果:(I)本發(fā)明通過(guò)擋光片在切斷發(fā)射光路時(shí)，導(dǎo)通內(nèi)光路光線，以達(dá)到內(nèi)光路測(cè)量的目的，在切斷內(nèi)光路光線時(shí)，導(dǎo)通發(fā)射光路，以達(dá)到外光路測(cè)量的目的；該結(jié)構(gòu)避免了現(xiàn)有技術(shù)的內(nèi)光路電機(jī)轉(zhuǎn)軸的軸向竄動(dòng)對(duì)測(cè)量精度帶來(lái)的負(fù)面影響。(2)在接收光纖和反光斜面之間設(shè)有減光裝置，在近距離測(cè)量時(shí)接收光強(qiáng)很強(qiáng)，所以減光裝置減向黑區(qū)，同時(shí)把棱鏡第一表面的反射光也減小，達(dá)到減小測(cè)距誤差的目的。(3)將所述接收光纖改為直線排列的錐形光纖，在受光面不增加的情況下，增加受光半徑，使得所述接收光纖中的部分光纖束能夠被所述環(huán)形光圈覆蓋，以增加近距離測(cè)量時(shí)的接收光強(qiáng)；(4)增設(shè)第二分叉光纖器，將接收光纖和夜照明光纖分別與該第二分叉光纖器的兩個(gè)分叉端相連，將夜照明光線在接收端反向射入部分光路，透過(guò)半透半反光板(即所述的反光斜面)沿主光軸進(jìn)入所述目鏡分劃板組件，照亮其中的分劃板刻劃線，方便在暗處觀察。即，利用部分接收光路將夜照明光線反向射入望遠(yuǎn)系統(tǒng)，照亮分劃板，解決了傳統(tǒng)夜照明需在望遠(yuǎn)系統(tǒng)插入夜照明導(dǎo)光器件來(lái)照亮分劃板，導(dǎo)光器件阻礙部分成像光線的問(wèn)題。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的激光測(cè)距儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為實(shí)施例1的激光測(cè)距儀的結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為圖1中的接收光學(xué)組件及第二折射板的放大結(jié)構(gòu)示意圖；
圖4所述第二分叉光纖器的總端口的端面結(jié)構(gòu)示意圖；
圖5為圖4中的一種變型結(jié)構(gòu)；
圖6為實(shí)施例2的激光測(cè)距儀的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]實(shí)施例1
見(jiàn)圖2，本實(shí)施例的激光測(cè)距儀，包括:發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)、接收光學(xué)系統(tǒng)和測(cè)距控制及計(jì)算電路系統(tǒng)。
[0021]發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)包括光闌2、激光器和設(shè)于激光器光線輸出端的準(zhǔn)直器I。
[0022]光闌2為矩形孔光闌。光闌2的一端與轉(zhuǎn)換電機(jī)3的轉(zhuǎn)軸固定相連,轉(zhuǎn)換電機(jī)3用于控制光闌2移入或移出發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)的發(fā)射光路21。
[0023]在準(zhǔn)直器I前端的發(fā)射光路21上設(shè)有用于產(chǎn)生內(nèi)光路24以實(shí)現(xiàn)取樣的第一折射板22，以及用于接收所述內(nèi)光路24光線的內(nèi)光路光纖5 ;在發(fā)射光路21和內(nèi)光路24之間設(shè)有內(nèi)光路切換裝置4。
[0024]所述內(nèi)光路切換裝置4包括:內(nèi)光路電機(jī)4-1及與內(nèi)光路電機(jī)4-1的轉(zhuǎn)軸固定相連的擋光片4-3 ;通過(guò)外部控制，驅(qū)動(dòng)內(nèi)光路電機(jī)4-1帶動(dòng)擋光片4-3動(dòng)作，在阻斷所述發(fā)射光路21時(shí)，導(dǎo)通內(nèi)光路24 ;在阻斷所述內(nèi)光路24時(shí)，導(dǎo)通所述發(fā)射光路21。
[0025]接收光學(xué)系統(tǒng)包括:物鏡組6、設(shè)于物鏡組6后端的接收光學(xué)組件7、設(shè)于接收光學(xué)組件7 —側(cè)的用于接收反射光線的接收光纖8、第一分叉光纖器9以及與第一分叉光纖器9的總端口正對(duì)設(shè)有光電轉(zhuǎn)換器10 ;所述內(nèi)光路光纖5和接收光纖8的后端分別與第一分叉光纖器9的一對(duì)分叉端相連。
[0026]光電轉(zhuǎn)換器10包括:光電轉(zhuǎn)換器、距離計(jì)算電路和顯示電路等。光電轉(zhuǎn)換器10的光電信號(hào)輸出端與測(cè)距控制及計(jì)算電路系統(tǒng)的光電信號(hào)輸入端相連。
[0027]測(cè)距控制及計(jì)算電路系統(tǒng)分別與轉(zhuǎn)換電機(jī)3和內(nèi)光路電機(jī)4-1的電源控制輸入端相連。轉(zhuǎn)換電機(jī)3和內(nèi)光路電機(jī)4-1的也可采用與相應(yīng)驅(qū)動(dòng)電路相連的外部控制按鈕直接人為控制其分別動(dòng)作。
[0028]所述物鏡組6和接收光學(xué)組件7同設(shè)于中心軸線11上，接收光學(xué)組件7后端的中心軸線11上依次設(shè)有調(diào)焦鏡13、轉(zhuǎn)像棱鏡組14和目鏡分劃板組件15。
[0029]所述接收光學(xué)組件7包括前后設(shè)置在中心軸線11上的反光斜面7-3和半反半