[實用新型]新型全站儀光學系統

無效

• 申請號: 200920252023.6
• 申請日: 2009-12-28
• 公開（公告）號: CN201562068U
• 公開（公告）日: 2010-08-25
• 發明（設計）人: 計國安;王靜梅
• 申請（專利權）人: 天津歐波精密儀器股份有限公司
• 主分類號: G02B7/182
• 分類號: G02B7/182;G02B27/00;G01S17/08
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 趙慶

技術領域

本實用新型涉及全站儀技術領域，特別是全站儀中光信號的傳播手段。

背景技術

電子測距原理就是利用電磁波的直線傳播和波速穩定的特性，通過測出兩點之間的波傳播延遲時間進而間接測得直線距離的過程。

全站儀利用了電子測距的原理，通過激光器發射出一束激光，被反射物反方向反射回來，反射回來的光被接收器接收，經過計算實現測距：光在被測實際距離通過的時間為光在兩點間傳播的延遲時間減掉光在儀器內部光路中傳播的時間。這樣就能精確地計算出被測距離。即S＝C*Δt/2；其中S為被測距離，C為光速，Δt為光傳播的時間差。

現有的采集Δt的手段是采用2棵光纖分別承擔發射與接收的光線的傳播；同時用電機帶動機械件達到內外光路的轉換，分別計算出光傳播的總時間和光在儀器內部傳播的時間。這樣就要求結構設計中要留有足夠的空間以便光路設計中能夠完成發射光路和接收光路的互不干擾(否則會引起測量精度的不穩定性)。全站儀的設計中關鍵技術也就是如何減少各光路中的竄擾來提高儀器的測量精度。

現有的光路中主要由分劃板I、發光管II、發射光纖III、調焦鏡組IV、分光棱鏡V、物鏡組VI、接收光纖VII、內光路轉像鏡VIII組成。即在普通的望遠系統的光路中(主要為分劃板I、調焦鏡組IV、物鏡組VI)增加了測距部分的光路(主要由發光管II、發射光纖III、分光棱鏡V、接收光纖VII、內光路轉像鏡VIII構成)。在此光路中分光棱鏡的作用是對發射和接收光路進行分離。但是，分光棱鏡的加工難度較大，它對鏡片角度的要求相當嚴格，并且對于裝配的要求也較嚴，不但增加了勞動強度，也增加了難度。使用時，發光管發出的光經分光棱鏡的其中一個耳部發射出去，經外界物體反射回到分光棱鏡，之后又從分光棱鏡的另一端的耳部傳出，被光纖接收后發送到微處理器中。因發射出去的光和回來的反射光都經過同一個棱鏡，很容易造成光路之間光竄擾。

實用新型內容

為了克服現有技術中避免不了的光路竄擾問題，提高測量精度，本實用新型提供一款新型全站儀光學系統，即使用已經成熟的分叉光纖技術用在光路設計中達到光路之間的隔離，以獲得比較純凈的測量信號。

新型全站儀光學系統，包括分劃板、調焦鏡組、發光管、內光路轉像鏡、物鏡組，其特征在于，還包括分光鏡、反光鏡，柱面反光鏡和分叉光纖；其中，分劃板、調焦鏡組、分光鏡、物鏡組處在同一光軸上，調焦鏡在分劃板和物鏡組組之間，分光鏡處于物鏡組和調焦鏡組之間，反光鏡放在發光管和柱面反光鏡光路的交點上，主要作用就是將發光管的光束旋轉90°，調整反光鏡的角度即可將發光管發射的光反射到柱面反光鏡上，柱面反光鏡處于分光鏡和物鏡組之間，發光管、內光路轉像鏡、反光鏡處于同一光軸上，內光路轉像鏡設置于發光管的前面，分叉光纖的一端與內光路轉像鏡連接，另一端與柱面反光鏡連接。

在此光路設計中，整個光路比較精簡，設計要求使用空間較小，同時光路裝配中需要加以調整的工作量降低，由機械結構完全滿足整個光路的位置要求。降低了光學鏡片加工的難度。本實用新型根據全站儀的結構和空間，重新設計光路系統，取消了原來的分光棱鏡，取代它的是一塊柱面反光鏡和一塊近乎平板玻璃的分光鏡，用一顆光纖分別滿足整個光路的接收，由于光纖是柔性的，可以彎轉，大大節省了設計空間，使儀器越來越輕巧。

與現有技術相比，本實用新型的有益效果是：由于采用了一棵光纖阻擋了大部分的外界雜散光，使接收的信號純凈度大大增加，從而提高了測量精度。

附圖說明

圖1是本實用新型的結構示意圖。其中1為分劃板、2為調焦鏡組、3為發光管、4為內光路轉像鏡、5為分光鏡、6為反光鏡、7為物鏡組、8為柱面反光鏡、9為分叉光纖。

圖2是現有技術結構示意圖。其中I為分劃板，II發光管，III為發射光纖，IV為調焦鏡組，V為分光棱鏡、VI為物鏡組、VII為接收光纖、VIII為內光路轉像鏡。

具體實施方式