[发明专利]适用于激光测距仪的光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学系统，特别是涉及一种适用于激光测距仪的光学系统。

背景技术

在激光测距仪中，利用测定调制光波往返于被测距离的差值间接的求得待测距离。在激光测距仪的光学系统中，通常包含一个可接入的通过激光偏转实现光路切换的装置，用于产生一个介于半导体激光器和接收装置之间的内部参考距离。在进行一次完整的测量时，通常是先测得内部参考距离值，然后再接收外部被测距离的信号，根据内部参考值对外部被测距离的信号进行处理，得到待测距离值。整个测量过程分为了测量参考值和测量外部被测信号值，且在硬件上包含了一个可切换外部光路和内部光路的机构。

 但是现有的切换激光测距仪光学系统内部光路和外部光路的机构，往往通过机械装置驱动一个用于换挡的光学元件实现，参见中国专利“激光测距仪的内外光路切换装置”（专利号：ZL200820164922.6），其通过驱动装置带动遮光板转动，实现测距仪内外光路的转换。通过机械实现切换，往往存在响应速度慢，对实现切换的执行装置要求高，为了提高精度和可靠性导致成本提高。现在尚没有一种结构简洁可靠，能够有效实现激光测距仪光路切换的光学系统或装置。

随着技术的发展，人们发现了一类具有折射率变化特性的一类晶体，称为折变晶体。折变晶体包括光折变晶体和电光晶体。在不同强度激光的照射下，折射率会发生变化的晶体叫光折变晶体，如BaTiO₃晶体。在外加电场的变化的情况下，折射率发生变化的晶体叫电光晶体，如磷酸二氢钾(KDP)晶体。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于，提供一种结构可靠并能有效实现光路切换的适用于激光测距仪的光学系统。

本发明采用的技术方案是：

适用于激光测距仪的光学系统，包括：入射光路系统，其特征在于，还包括出射光路系统，出射光路系统包括：用于产生激光光源的激光管、用于将激光光源产生的激光转换为沿第一方向射出的直线激光束的准直透镜组、用于对准直透镜组产生的直线激光束进行光路切换的光路切换组件，光路切换组件包括：能改变自身折射率的折变晶体，折变晶体形成有：与第一方向倾斜相交的用于接受激光束的入射界面、用于出射激光束的第一出射界面。

具体而言，为了实现激光折变的切换，上述折变晶体还形成有：用于出射作为参考信号的激光束的第二出射界面。并且上述第二出射界面垂直于上述入射界面。更进一步而言，上述第二出射界面与上述第一方向倾斜相交。上述第一出射界面与上述入射界面平行。

为了实现折射率的变化，对于折变晶体的选择，我们选择两种较为优选的折变晶体，它们是折射率因入射的激光束功率变化而变化的光折变晶体以及折射率因加载的电场变化而变化的电光晶体。另外，为了实现激发折变晶体折射率的变化，对于电光晶体，在光路切换组件中还设有相应的电场系统和电场控制系统，能够根据具体需要激发电光晶体。而对于光折变晶体，则通过激光管发出的激光的强度来激发光折变晶体。

为了实现本发明的光学系统的完整功能，上述入射光路系统包括：用于接收激光束的光学窄带滤波片。上述入射光路系统还包括：用于聚集散射光的聚光镜。上述入射光路系统还包括：用于进行光电转换的光电转换器。

本发明的激光测距仪除了包括上述的光学系统之外，还包括：用于控制上述激光管的激光调制模块、用于接收和处理上述光电转换器信号的信号处理模块、与上述激光调制模块和信号处理模块电连接的主控模块、与上述主控模块电连接的人机界面。

 本发明的有益之处在于：采用的折变晶体本身位置固定，光路切换通过改变折射率实现，而且其本身的光学参数稳定，可靠性高；无活动件的机械切换结构，组件少，装配简单。

附图说明

图1是本发明一个优选实施例的结构示意图；

图2是本发明中的光路切换组件的一个优选实施例的示意图。

图中附图标记的含义：

1、激光管，2、准直透镜组，3、折变晶体，5、光学窄带滤波片，6、聚光镜，7、光电转换器，8、入射界面，9、第一出射界面，10、第二出射界面；A、入射光路系统，B、出射光路系统，C、光路切换组件，L、第一方向；a1、入射光线，a2、第一折射光线，a3、测量光线，a4、第二折射光线，a5、全反射光线，a6、参考光线。

具体实施方式

以下结合说明书附图对本发明的实施例作进一步的介绍。