[发明专利]用于光学地测量与反射的目标物体的距离的设备

说明书

本发明涉及一种用于光学地测量与反射的目标物体的距离的设备，所述设备具有束源、探测器、具有发射光学器件和接收光学器件的束成形系统以及激光束成形元件，所述激光束成形元件能设置在激光束的束路径中。所述激光束成形元件构造为具有第一阵列(71)的发射像素(72_ij)的发射光阑布置系统，其中，所述发射像素(72_ij)能借助于第一控制单元(73)在激光束透不过的发射状态(TS_ij＜10％)和激光束至少部分透过的发射状态(10％≤TS_ij≤100％)之间切换。

技术领域

本发明涉及一种用于光学地测量与反射的目标物体的距离的设备。

背景技术

DE 197 27 988 A1公开了一种已知的用于光学地测量与反射的目标物体的距离的设备，所述设备包括望远镜、测距装置和用于匹配激光束发散度的匹配装置。测距装置包括发射出激光束的束源、接收在目标物体上反射的接收束的探测器和束成形系统，所述束成形系统具有用于激光束的束成形的发射光学器件和用于接收束的束成形的接收光学器件。激光束发散度可以通过激光束在束源上的射出角、通过束源与发射光学器件之间的光程或者通过束源后面的附加的发射光学器件来改变。不利的是，所有提出的用于匹配激光束发散度的措施都在测距装置的内部进行并且降低了测距装置的稳定性。

由DE 198 40 049 A1已知一种用于光学地测量与反射的目标物体的距离的设备。所述设备包括测距装置和用于使激光束匹配于目标物体的匹配装置。测距装置包括一个或两个束源、探测器和具有发射光学器件以及接收光学器件的束成形系统。所述一个或两个束源产生具有大的束发散度的第一激光束和具有小的束发散度的第二激光束，其中，第一激光束设置用于测量与散射的目标物体的距离并且第二激光束用于测量与反射的目标物体的距离。

适当的激光束的选择可以借助束源或探测器进行。在一种实施方式中，第一激光束和第二激光束同时发射并且击中到目标物体上。在接收束的束路径中，在探测器的前面设置有滤光器，该滤波器仅允许第一激光束或第二激光束穿过。所述滤光器设置在可手动操作的或马达驱动的滤光器轮或滤光器滑板中，其将各个滤光器装入到接收束的束路径中。不利的是，两个激光束需要具有不同的束发散度，以使距离测量匹配于目标物体。为了产生不同的束发散度，需要多个束路径和束成形光学器件，这增大空间需求。

DE 10 2013 205 589 A1公开了另一种已知的用于光学地测量与目标物体的距离的设备，所述设备包括测距装置和设置在该测距装置外部的匹配装置。测距装置包括束源、探测器和具有发射光学器件及接收光学器件的束成形系统。匹配装置包括至少一个激光束成形元件，所述激光束成形元件能设置在激光束的束路径中并且所述激光束成形元件构造为漫射光学器件。为了能够使激光束匹配于反射的目标物体的不同的距离范围，设置有多个构造为漫射光学器件的激光束成形元件，所述激光束成形元件在漫射的特性方面彼此不同。在一种扩展方案中，匹配装置包括至少一个接收束成形元件，所述接收束成形元件能设置在接收束的束路径中并且所述接收束成形元件构造为散射盘。借助于该散射盘可以阻尼接收束，以便阻止探测器的过度控制。为了能够使接收束匹配于反射的目标物体的不同的距离范围，设置有多个构造为散射盘的接收束成形元件，所述接收束成形元件在光散射的特性方面彼此不同。

该已知的用于光学地测量与目标物体的距离的设备具有以下缺点，即，在以固定的测量时间测量距离时例如形式为直接或间接入射的太阳光的外来光增加了测量误差并且由此可能降低测量结果的精确度或者增加对于测量距离必需的测量时间。与激光束不同，外来光不是定向的，而是可能从不同的方向入射。构造为散射盘的接收束成形元件阻尼外来光，使得外来光比定向的接收束弱非常多。在使用面反反射器时，已知的用于光学地测量距离的设备由于通过漫射光学器件的束扩张而具有其他缺点。如果面反反射器不垂直于击中的激光束的光轴地设置，则最小距离不是在激光束的光轴上被测量并且由测距装置测量的距离与实际距离具有偏差。该偏差增大，激光束由漫射光学器件扩张得越大。

发明内容