[发明专利]手持式激光近距离测距仪

说明书

技术领域

本发明涉及光电技术领域，尤其涉及激光测距仪。

背景技术

手持式激光测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光测距仪光，由光电元件接收目标反射的激光束，计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。传统手持式激光测距仪多采用离轴光学系统接收激光反射回波，当目标物出现在较远距离(大于10米)之外，回光基本为平行光，通过非球面接收透镜聚焦在光电雪崩二极管(APD)上，其中APD的感光面为直径0.23毫米(参见附图1)。但是由于系统焦距不可变，所以当测距仪测量近距离(尤其是2～5米)目标时，则会出现如下问题：激光发射的光斑并不能直接被APD接收(参见附图2)，并且靠光线自由反射，会带来较为严重的非线性，所以需要辅助光路设计才能使APD接收到良好的信号光。

发明内容

本发明的目的在于提供手持式激光近距离测距仪，以解决上述至少一个技术问题。

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

手持式激光近距离测距仪，包括一激光测距仪主体，所述激光测距主体包括一测量光学系统，其特征在于，所述测量光学系统包括一激光发射器，所述激光发射器的发射端设有透P光滤S光的第一偏振分光片；

所述第一偏振分光片的发射的偏振光朝向一偏振分光镜，所述偏振分光镜的反射方向朝向一出光口，所述出光口的发光方向朝向目标物；

所述偏振分光镜后方设有透P光滤S光的第二偏振分光片，所述第二偏振分光片后方设有接收端光电部件，所述出光口、所述偏振分光镜、所述第二偏振分光片、所述接收端光电部件前后依次排布，所述出光口与所述接收端光电部件的连线与所述偏振分光镜的反光面呈45°夹角。

本发明优化了传统激光测距仪的光路结构，使激光发射的光斑被接收端光电部件良好的接收。本发明相比于传统手持式激光测距仪，测量近距离目标物更为精确，误差更小，操作方便，同时解决了目标物体漫反射带来的严重的非线性，而且也不影响远距离接收光的稳定性，远近皆宜。本方案根本解决了远测程和小盲距之间的矛盾。

本发明中用到了两个透P滤S的偏振分光片，分别为第一偏振分光片、第二偏振分光片，一个偏振分光镜(PBS)，其原理是当偏振光入射PBS时，PBS会反射入射光的S偏振光(偏振方向垂直入射线)，并且让P偏振光(偏振方向平行入射线)通过。首先，激光发射器发射激光经过第一偏振分光片，滤掉S光，透过p光，再经过偏振分光镜PBS发生45度偏折，偏折光照射到被测物(漫发射物体)上，发生发射，反射回来的部分光沿着光路经过偏振分光镜PBS透射，又经第二偏振片入射到接收端光电部件上，由此接收端光电部件上接收到稳定的激光光斑信号。

所述测量光学系统包括一准直透镜，所述准直透镜位于所述出光口与所述偏振分光镜之间。

本发明通过设有准直透镜，从而将偏折光经过准直透镜准直发射出平行光至目标物，从而提高对目标物距离的检测。

所述接收端光电部件是光电雪崩二极管。

所述激光测距仪主体还包括一控制系统，所述控制系统连接一计时器，所述控制系统连接所述激光发射器，通过所述控制系统控制所述激光发射器发射激光束，并同步控制所述计时器进行计时；

所述控制系统还连接所述接收端光电部件，当所述接收端光电部件接收到光电信号后，给予所述控制系统一反馈信号，当所述控制系统获得反馈信号后，所述计时器停止计时；

所述激光测距仪主体的控制系统通过所述计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标物的距离。

所述接收端光电部件是CCD传感器或者CMOS传感器，所述接收端光电部件的传感方向朝向一摄影镜头；

所述控制系统内设有一微型处理器系统，所述接收端光电部件连接所述微型处理器系统，所述微型处理器系统设有一图像采集处理电路。

本发明通过将激光发射器经光学部件发射到目标物上，反射回接收端光电部件，在接收端光电部件表面成像，摄像镜头采集多点光斑图像，实现光电转换，输出图像数据传输到图像采集处理电路，图像采集处理模块根据采集到的光斑的大小，从而推算目标物的相距位置。本发明通过光斑大小与测定激光束从发射到接收的时间两路测量方式同步进行，从而提高了对距离的测定精度。