[发明专利]紧凑型精密激光三角测距仪

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种位移测量仪器，特别涉及一种紧凑型精密激光三角测距仪。

背景技术

激光三角测距方法是光电检测技术的一种，由于该方法具有结构简单、测量速度快、实时处理能力强、使用灵活方便等优点，在距离、位移、高度以及三维形貌等检测中有着广泛的应用。

激光三角测距仪一般由激光二极管、激光束汇聚镜片、成像镜组和探测器组成，其特点是激光束汇聚光路与成像探测光路之间有一夹角。当物体表面的位置发生改变时，其所成的像在探测器上也发生相应的位移。通过像移和实际位移之间的关系式，真实的物体位移可以由对像移的检测和计算得到。

随着近些年工厂自动化的发展需求，激光三角法在测量范围、测量精度和测量频率等技术指标上都有非常大的提升，由此适应了生产自动化应用中对测量精度、测量速度等更苛刻的要求。但是，由于该技术特点是激光束汇聚光路与成像探测光路之间有一夹角，限制了该仪器的小型化发展，特别是需要用多个激光三角仪对小尺寸样品进行多点测量的应用。

 

发明内容

为了弥补以上不足，本发明提供了一种紧凑型精密激光三角测距仪，该紧凑型精密激光三角测距仪同传统激光三角仪相比，有效地缩小了外形尺度。

本发明为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种紧凑型精密激光三角测距仪，包括仪器本体，所述仪器本体内设有激光二极管准直模块、激光束汇聚镜片、成像镜片组和图像传感器，还包括激光反射镜和成像反射镜，所述激光二极管准直模块发射准直激光束，该激光束经过汇聚镜片和激光反射镜反射后，倾斜汇聚到设于仪器本体外的样品表面，样品表面的反射光经过成像反射镜的反射后形成与准直激光束平行的成像光束入射到成像镜片组，最后成像光束投射在图像传感器上，和传统激光三角仪相比有效减小了仪器尺寸。

作为本发明的进一步改进，所述激光光路中设有光强衰减片，所述光强衰减片设于激光光路中任一位置，其作用是对激光束强度进行适当衰减，以适应图像传感器探测，具体放置位置不限。

作为本发明的进一步改进，所述仪器本体位于样品和激光反射镜、成像反射镜之间的光路上设有一探测窗口，所述探测窗口对准直激光束波长高透，对其他激光波长高反射，可有效阻挡外界杂光对测量干扰和灰尘进入仪器内部。

作为本发明的进一步改进，所述成像镜片组后设有一孔径光阑, 用于限制成像光束宽度，使该激光三角仪适用于测量漫反射样品。

本发明的有益效果是：本发明通过在光路中引入激光反射镜和成像反射镜，使得激光发射光路和成像光路平行，和传统激光三角仪相比有效减小了仪器尺寸，使该激光三角仪适合狭小测量空间的要求。

 

附图说明

图1为本发明结构示意图；

图2 为传统激光三角仪光路原理图； 

图中标示：1-激光二极管准直模块；2-激光束汇聚镜片；3-激光反射镜；4-成像反射镜；5-成像镜片组；6-图像传感器；7-光强衰减片；8-探测窗口；9-样品；10-孔径光阑；11-准直激光束；12-成像光束，13-仪器本体。

 

具体实施方式

为了加深对本发明的理解，下面将结合实施例和附图对本发明作进一步详述，该实施例仅用于解释本发明，并不构成对本发明保护范围的限定。

图1示出了本发明一种紧凑型精密激光三角测距仪的一种实施方式，包括仪器本体13，所述仪器本体13内设有激光二极管准直模块1、激光束汇聚镜片2、成像镜片组5和图像传感器6，还包括激光反射镜3和成像反射镜4，所述激光二极管准直模块1发射准直激光束11，该激光束经过汇聚镜片2和激光反射镜3反射后，倾斜汇聚到设于仪器本体外的样品9表面，样品9表面的反射光经过成像反射镜4的反射后形成与准直激光束11平行的成像光束12入射到成像镜片组5，最后成像光束12投射在图像传感器6上，当样品9的表面相对激光三角仪前后移动时，成像光束12投射到图像传感器上的位置也相应的变化，该图像传感器将记录到的成像光束位置变化图像传送到计算机，由计算机最终计算得出样品位移。

所述激光光路中设有光强衰减片7，所述光强衰减片7设于激光光路中任一位置，其作用是对激光束强度进行适当衰减，以适应图像传感器探测，具体放置位置不限。

所述仪器本体位于样品9和激光反射镜3、成像反射镜4之间的光路上设有一探测窗口8，所述探测窗口8对准直激光束11波长高透，对其他激光波长高反射，可有效阻挡外界杂光对测量干扰和灰尘进入仪器内部。

所述成像镜片组后设有一孔径光阑10, 用于限制成像光束宽度，使该激光三角仪适用于测量漫反射样品。