[实用新型]新型全站仪光学系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及全站仪技术领域，特别是全站仪中光信号的传播手段。

背景技术

电子测距原理就是利用电磁波的直线传播和波速稳定的特性，通过测出两点之间的波传播延迟时间进而间接测得直线距离的过程。

全站仪利用了电子测距的原理，通过激光器发射出一束激光，被反射物反方向反射回来，反射回来的光被接收器接收，经过计算实现测距：光在被测实际距离通过的时间为光在两点间传播的延迟时间减掉光在仪器内部光路中传播的时间。这样就能精确地计算出被测距离。即S＝C*Δt/2；其中S为被测距离，C为光速，Δt为光传播的时间差。

现有的采集Δt的手段是采用2棵光纤分别承担发射与接收的光线的传播；同时用电机带动机械件达到内外光路的转换，分别计算出光传播的总时间和光在仪器内部传播的时间。这样就要求结构设计中要留有足够的空间以便光路设计中能够完成发射光路和接收光路的互不干扰(否则会引起测量精度的不稳定性)。全站仪的设计中关键技术也就是如何减少各光路中的窜扰来提高仪器的测量精度。

现有的光路中主要由分划板I、发光管II、发射光纤III、调焦镜组IV、分光棱镜V、物镜组VI、接收光纤VII、内光路转像镜VIII组成。即在普通的望远系统的光路中(主要为分划板I、调焦镜组IV、物镜组VI)增加了测距部分的光路(主要由发光管II、发射光纤III、分光棱镜V、接收光纤VII、内光路转像镜VIII构成)。在此光路中分光棱镜的作用是对发射和接收光路进行分离。但是，分光棱镜的加工难度较大，它对镜片角度的要求相当严格，并且对于装配的要求也较严，不但增加了劳动强度，也增加了难度。使用时，发光管发出的光经分光棱镜的其中一个耳部发射出去，经外界物体反射回到分光棱镜，之后又从分光棱镜的另一端的耳部传出，被光纤接收后发送到微处理器中。因发射出去的光和回来的反射光都经过同一个棱镜，很容易造成光路之间光窜扰。

实用新型内容

为了克服现有技术中避免不了的光路窜扰问题，提高测量精度，本实用新型提供一款新型全站仪光学系统，即使用已经成熟的分叉光纤技术用在光路设计中达到光路之间的隔离，以获得比较纯净的测量信号。

新型全站仪光学系统，包括分划板、调焦镜组、发光管、内光路转像镜、物镜组，其特征在于，还包括分光镜、反光镜，柱面反光镜和分叉光纤；其中，分划板、调焦镜组、分光镜、物镜组处在同一光轴上，调焦镜在分划板和物镜组组之间，分光镜处于物镜组和调焦镜组之间，反光镜放在发光管和柱面反光镜光路的交点上，主要作用就是将发光管的光束旋转90°，调整反光镜的角度即可将发光管发射的光反射到柱面反光镜上，柱面反光镜处于分光镜和物镜组之间，发光管、内光路转像镜、反光镜处于同一光轴上，内光路转像镜设置于发光管的前面，分叉光纤的一端与内光路转像镜连接，另一端与柱面反光镜连接。

在此光路设计中，整个光路比较精简，设计要求使用空间较小，同时光路装配中需要加以调整的工作量降低，由机械结构完全满足整个光路的位置要求。降低了光学镜片加工的难度。本实用新型根据全站仪的结构和空间，重新设计光路系统，取消了原来的分光棱镜，取代它的是一块柱面反光镜和一块近乎平板玻璃的分光镜，用一颗光纤分别满足整个光路的接收，由于光纤是柔性的，可以弯转，大大节省了设计空间，使仪器越来越轻巧。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：由于采用了一棵光纤阻挡了大部分的外界杂散光，使接收的信号纯净度大大增加，从而提高了测量精度。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。其中1为分划板、2为调焦镜组、3为发光管、4为内光路转像镜、5为分光镜、6为反光镜、7为物镜组、8为柱面反光镜、9为分叉光纤。

图2是现有技术结构示意图。其中I为分划板，II发光管，III为发射光纤，IV为调焦镜组，V为分光棱镜、VI为物镜组、VII为接收光纤、VIII为内光路转像镜。

具体实施方式