[发明专利]一种单调制连续波激光测距装置与测距方法

权利要求书

1.一种单调制连续波激光测距装置，其特征在于，该装置包括发射模块、接收模块、处理模块以及光路部分；

所述的发射模块包括激光发射器和驱动调制器；接收模块包括光电转换器和滤波放大器；处理模块包括两个混频器、鉴相器、两个整形器、计数器和处理器；第一混频器和第一整形器的收入端同时与发射模块中的驱动调制器的输出端连接，第二混频器和第二整形器的收入端同时与接收模块中的滤波放大器的输出端连接，第一混频器和第二混频器的输出端同时连接鉴相器的输入端，鉴相器的输出端连接处理器；第一整形器和第二整形器的输出端同时连接计数器的输入端，计数器的输出端连接处理器；

所述的光路部分包括激光发射器、准直物镜、两个棱镜、接收物镜和光电转换器，激光发射器发射的光经准直物镜变为平行光后，先后经过第一棱镜和第二棱镜反射后照射到目标，由目标反射回的光信号再经接收物镜汇聚于光电转换器。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于所述的激光发生器位于准直透镜的焦点处，所述的光电转换器在接收物镜光轴上，经过第一棱镜和第二棱镜全反射的发射正弦激光与接收物镜同轴。

3.一种使用权利要求1所述的单调制连续波激光测距装置进行测距的方法，其特征在于该方法的步骤是：

第1、首先由发射模块中的驱动调制器产生一个正弦波电信号，驱动激光发射器发射波长为λ的同频率的激光信号；

第2、在激光发射器发出调制正弦波信号的同时，驱动调制器向处理模块发射一个同频的正弦电信号，称为发射信号；

第3、发射信号一部分传输到处理模块中的混频器，变为中频信号，另一部分传输到处理模块中的整形器，变为方波信号；

第4、激光发射器发出的激光信号经过目标之后反射回来，返回的激光信号由接收模块中的光电转换器接收并转换成电信号，称为返回信号，该返回信号经过滤波放大器处理后送入处理模块；

第5、返回信号一部分传输到处理模块中的混频器，变为中频信号，另一部分传输到处理模块中的整形器，变为方波信号；

第6、在处理模块中的鉴相器中鉴别第2步中所称的发射信号与第4步中所称的返回信号的相位差，其中发射信号与返回信号经过混频器的本振信号相同；

第7、由计数器记录激光信号从发射到接收的时间内，经过计数器的方波个数N，即发射信号发射的正弦波个数，根据测距公式求出目标距离L。