[发明专利]一种测距装置及主动三维成像系统

权利要求书

1.一种测距装置，包括：

信号发生器；

激光器，用于在所述信号发生器发出的脉冲触发信号的触发下射出激光脉冲光；

光调制器，用于在所述信号发生器发出的调制信号的作用下对所述激光脉冲光进行特定时序的调制并阻隔噪声，形成调制激光脉冲光；

收发光路器，能够接收并将所述调制激光脉冲光处理为发射信号光子发出，所述发射信号光子照射待测目标之后反射形成返回信号光子，所述返回信号光子被所述收发光路器接收处理后再转出；

单光子探测器，用于在所述信号发生器发出的门控信号的作用下将接收的所述返回信号光子处理为计数探测信号；

时间测量模块，用于接收所述计数探测信号，并在所述信号发生器发出的固定周期信号的作用下测量所述发射信号光子和返回信号光子的飞行时间，进而得到与目标的距离。

2.根据权利要求1所述的测距装置，其中，所述时间测量模块对所述返回信号光子达到的时刻进行测量，并与信号发生器产生的固定周期信号的上升沿时刻做差，得到发射光子的飞行时间。

3.根据权利要求1所述的测距装置，其中，所述激光器激开始发激光脉冲光时刻与所述单光子探测器开始接收所述信号光子时刻之间有设定时间间隔，能够使单光子探测器减少对大气散射所产生的噪声计数。

4.根据权利要求1所述的测距装置，其中，所述收发光路器，包括望远镜和目镜组成的扩束系统、透反射分束模块、接收耦合模块及能够连续扫描目标，且完成二维扫描和逐点的测距的精密扫描模块；

所述调制激光脉冲光经过光纤通过准直头进入收发光路器的光路，在透过所述透反射分束模块后，进入所述扩束系统形成发射信号光子，所述发射信号光子照射目标后反射形成反射信号光子被所述望远镜接收进入收发光路器光路，进一步被分束至接收耦合模块后转出，进入所述单光子探测器。

5.根据权利要求1所述的测距装置，其中，所述光调制器为声光调制器。

6.根据权利要求1所述的测距装置，其中，所述单光子探测器能够在本地回波的影响随时间消除后开始计数，用于消除本地回波带来的噪声。

7.根据权利要求5所述的测距装置，其中，所述时间测量模块为时间数字转换器。

8.根据权利要求7所述的测距装置，还包括延时器，用于接收信号发生器发出的信号，并同时向声光调制器和单光子探测器发送相同脉冲信号，能够进行延时调节，使声光调制器高透过状态开始时间和激光脉冲光到达声光调制器时间一致。

9.一种主动三维成像系统，包括：

根据权利要求1至8任一项所述的测距装置；以及

精密转台，通过所述精密转台的转动能够增大所述测距装置的收发光路器的扫描范围，形成三维图像数据。