[实用新型]一种用于激光测距仪的光学结构

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种距离测量仪器设备技术领域，尤其涉及一种用于激光测距仪的光学结构。

背景技术

激光测距仪的用途越来越多，在工程测量、建筑测量以及家庭装修方面有着广泛的应用。常用的激光测距仪一般基于相位测量和脉冲测量原理。相位测量精度高些，但测量距离仅在数百米以内；脉冲测量测距远些，其精度相对较低。图1是现有技术中一种典型的相位测距仪的光学系统结构，包含激光发射光源1、准直物镜2、测量目标3、接收物镜4、光电接收器5、对光源进行调制的电路6、控制计算单元7以及测量结果显示单元8，准直物镜2和接收物镜4光轴平行。光电接收器位于接收物镜4的焦点A上。另外，在发射光路的光路中还有一个内光路，作为测量内部标准以及补偿电路中产生的漂移误差。

测量远距离时，反射光以平行光的方式入射到接收物镜4上，然后汇聚到接收物镜焦点A处。即光电接收器5上。在近距离测量时，反射光以轴外光倾斜入射到接收物镜4上，与接收物镜4的光轴有一夹角，因而成像偏离接收物镜焦点，从而使光电接收器无法接收到反射测量光线，测量不能进行。

现测距仪光学系统结构中很多技术都致力于解决近距离测量这一课题。例如借助图2中所示的曲面反射镜9或图3中所示的棱镜10或图4中两种位距组合附加透镜30，但这些技术必须要和特殊形状的光电接收器5(如图5所示)相配，才能解决近距离测量问题。

显然这些技术要么不能保证所有近距离的反射光线都能汇聚到光电接收器上，要么要用特制的光电接收器来和他们相配，否则测量就有误差。但是这样制造成本就会增加。

实用新型内容

为了克服现有技术中的缺陷，本实用新型的目的在于提供一种能校准近距离测量误差的激光测距仪。

为了实现上述发明目的，本实用新型公开一种用于激光测距仪的光学结构，其特征在于，包括：光源，该光源用于发射一激光束；第一物镜，该第一物镜用于对该激光束整形后发射至一测量目标；第二物镜，该第二物镜接收来自不同距离的该测量目标的反射光并形成一出射光束；光缝，该第二物镜的出射光束经该光缝后被一光电接收器接收。

更进一步地，该第二物镜为一自由曲面光学元件。

更进一步地，该第二物镜为一渐进式多焦点光学元件。

更进一步地，该第二物镜由一主镜片和一副镜片组成，该主镜片和副镜片一体成型为一复合自由曲面透镜或胶合而成或相互独立。

更进一步地，该副镜片为以下光学元件的一种或多种所形成的复合曲面：双曲柱面、抛物柱面、非球柱面、超环柱面、圆柱面、凹透镜、凸透镜、棱镜。

更进一步地，该副镜片位于远离主镜片的光轴的位置上。

更进一步地，该光缝为一窄带光缝。

更进一步地，该第一物镜为一准直物镜。

更进一步地，该第一物镜与该第二物镜的相互平行。

与现有技术相比较，本实用新型所公开的技术方案结构简单，可以通过一块镜片实现对近距离光线的补偿，克服了现有技术中无法测量近距离目标的缺点或方案复杂成本较高的缺点。第二、由于使用一块镜片同时测量远距离目标和近距离目标，使测量的稳定性好，因此测量性能较现有技术更加优越。

附图说明

关于本实用新型的优点与精神可以通过以下的实用新型详述及所附图式得到进一步的了解。

图1是现有技术中一种较为典型的相位测距仪光路图；

图2是现有技术中借用曲面反射镜的接收光路图；

图3是现有技术中使用光楔的接收光路图；

图4是现有技术中两种位距组合附加透镜接收光路图；

图5是现有技术中特殊专用光电接收器的结构示意图；

图6是本实用新型所涉及的多焦点渐进式物镜光路图；

图7是本实用新型所涉及的由主镜及副镜组成的自由曲面接收物镜光路图；

图8是本实用新型所涉及的主镜与副镜胶合成复合自由曲面接收物镜光路；

图9是本实用新型所涉及的主镜与副镜相互独立的自由曲面接收物镜光路。主要图示

1、11-发射光源LD2、12-准直物镜

3、13-测量目标4、14-自由曲面接收物镜

5、15-光电接收器(APD)6-调制电路

7-控制计算单元8-测量结果显示单元

9-反射曲面10-光楔

16-光缝21-主镜片

22-副镜片30-附加透镜。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的具体实施例。