[发明专利]测距装置

说明书

本发明涉及测距装置。根据本发明，一种测距装置包括用于沿着发射路径发射激光的光学发射通道和用于沿着接收路径接收激光的光学接收通道。包括具有涂覆表面的玻璃部件的至少一个光学元件被定位在光学发射通道和/或光学接收通道中。玻璃部件包括：厚度小于0.3mm的玻璃板，该玻璃板具有外围边缘并且在两个表面中的至少一个表面上具有涂层；以及环形元件。玻璃板黏附地连接至环形元件的端面。该测距装置显示出减少的测量伪影和/或减少的光学像差效应和/或减轻的重量。

技术领域

本发明涉及一种光学测距装置，该光学测距装置具有用于引导至少一个激光束的激光的至少一个光学元件。

背景技术

测距装置是根据其应用领域制造和命名的。示例是大地勘测装置，诸如，电子视距仪、全站仪、多站仪或用于大地测量或工业勘测目的的(单波束或多波束)激光扫描器或激光跟踪仪。这些装置的共同之处在于，它们包括用于生成测距波束辐射的至少一个辐射源和光学元件(诸如，透镜或准直仪)，借助于至少一个辐射源和光学元件，可以将生成的测量辐射沿瞄准方向朝向待勘测对象发射到自由空间中，因此，这些装置也称为所谓的自由波束传感器。可以例如借助于用于角度测量的传感器来确定测量波束的瞄准方向以及相应的发射方向和/或接收方向，所述传感器被指派给系统的偏转反射镜或瞄准单元。

待测量目标例如是自然对象的表面或针对勘测目的而专门设计的目标(例如，回射器)。被照射的对象以散射或定向方式(具体是回射)反射测量辐射，使得至少一部分测量辐射被反射到测量装置上。测量仪器具有光电子传感器，该光电子传感器被设计用于测量辐射的时间分辨和/或位置分辨检测，所述光电子传感器例如是PIN二极管、CMOS芯片、固态光电倍增管(例如，SPAD)或位置敏感探测器(PSD)。基于检测到的测量辐射来确定所需的测量变量、距离值(或将距离值与测量方向组合在一起时的2D/3D坐标)。在这种情况下，可以使用各种测量原理，例如，测距原理是相差测量、频率调制连续波(FMCW)、运行时间测量(飞行时间TOF)或基于Fizeau原理的测量。

具体地，3D激光扫描是用于在数分钟或数秒内产生对象的数百万个空间测量点的一种非常有效的技术。典型的测量任务是记录诸如齿轮、机翼、轮船或飞机和/或其表面的对象或诸如工业厂房、房屋外墙或历史建筑物以及事故地点和犯罪现场的对象。为此，它们必须能够在表面上扫掠电子测距装置(EDM)的测量辐射，并同时获取关于测量点的方向和距离。因此，这样的装置具有波束偏转或扫掠单元，借助于该波束偏转或扫掠单元，测量辐射可以围绕至少一个轴线(通常是彼此垂直对准的两个轴线，例如，竖直轴线和水平轴线)枢转。波束偏转器可以以移动反射镜的形式实现，或者也可以另选地通过适合于光学辐射的受控角度偏转的其它元件(例如，可旋转棱镜、可移动光导、可变形光学部件等)来实现。最终，借助于数据处理，针对各个点，根据距离以及与之相关的方向信息生成所谓的3D点云。

通常，这些装置包括具有激光发射器单元的光学发射通道和具有激光检测器单元的光学接收通道(例如，作为测距模块的一部分)。由发射通道发射的激光至少部分地被对象反射，并通过接收通道行进返回到激光检测器单元。发射通道和接收通道可以至少部分相同。

具有玻璃部件的至少一个光学元件被定位在测距装置中，使得其引导光学发射通道和/或光学接收通道的激光的至少一部分。光学元件可以至少针对一部分激光和/或针对给定波长范围和/或针对给定激光偏振充当反射镜。如果一部分激光被反射并且另一部分激光穿过光学元件，则该光学元件是分束器。

已知的测距装置包括用于保持至少一个光学元件的玻璃部件的保持装置。玻璃部件必须具有至少1mm的厚度，以便防止玻璃破裂。因此，至少一个光学元件至少具有对应于1mm的最小厚度的重量。测距装置的光学元件的给定最小重量导致对保持装置的对应要求。光学元件和保持装置的惯性限制了加速移动，例如，该加速移动是调整相应通道的光学特性所必需的。