[實(shí)用新型]一種激光測(cè)距儀的單閘道光閥結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201120333375.1
• 申請(qǐng)日: 2011-09-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN202256666U
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-05-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李能焯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 仲陽(yáng)企業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): G01S7/481
• 分類號(hào): G01S7/481;G01S17/48
• 代理公司: 天津三元專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 12203
• 代理人: 錢凱

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種激光測(cè)距儀的單閘道光閥結(jié)構(gòu)，尤其涉及一種可以消除系統(tǒng)誤差，提高儀器測(cè)量精度與可靠性的光機(jī)結(jié)構(gòu)，并兼具節(jié)省制造時(shí)間及成本的設(shè)計(jì)。

背景技術(shù)

常用的激光測(cè)距儀為使用激光光源發(fā)送調(diào)制光到目標(biāo)上，由該目標(biāo)物來(lái)反射激光信號(hào)至一個(gè)激光接收器。激光測(cè)距儀計(jì)算發(fā)送調(diào)變信號(hào)與接收調(diào)變信號(hào)兩者之間的相位差，間接測(cè)量激光在儀器與目標(biāo)之間所經(jīng)歷的時(shí)間差，再乘以光速即可獲得距離值。由于手持產(chǎn)品的體積大小的限制，常見(jiàn)的激光光源一般都采用半導(dǎo)體激光光源，半導(dǎo)體激光光源可用電流直接驅(qū)動(dòng)，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)變成光信號(hào)。由于轉(zhuǎn)換效率的問(wèn)題，在工作過(guò)程中會(huì)器件發(fā)熱，導(dǎo)致半導(dǎo)體激光的工作點(diǎn)發(fā)生偏移。表現(xiàn)為器件反應(yīng)時(shí)間的變化，則最終表現(xiàn)為測(cè)量距離變化。而常見(jiàn)的激光接收器則為具有光電轉(zhuǎn)換效應(yīng)的器件，如光電二極管，或崩潰光電二極管(avalanche?photo?diode簡(jiǎn)稱APD)，尤其以崩潰光電二極管具有較好的靈敏度為佳。但崩潰光電二極管正常工作需要比較高的反向偏置電壓。而且隨工作溫度的變化，崩潰光電二極管的增益也會(huì)隨之發(fā)生變化，表現(xiàn)為反應(yīng)時(shí)間的變化，最終也會(huì)導(dǎo)致測(cè)量距離的波動(dòng)。

為了能更好地消除上述器件的溫漂以及器件老化導(dǎo)致的系統(tǒng)誤差，一般激光測(cè)距都設(shè)置有一個(gè)校準(zhǔn)閘道。在發(fā)射端結(jié)合有一雙閘道光閥，(所謂雙閘道光閥是指，利用馬達(dá)旋轉(zhuǎn)或電磁閥或線圈等動(dòng)作組件結(jié)合葉片，可以分別遮蔽發(fā)射閘道和校準(zhǔn)閘道)發(fā)射閘道一般與接收閘道平行，而校準(zhǔn)閘道與接收閘道垂直或形成一定的角度。通過(guò)雙閘道光閥的動(dòng)作，激光可分別由發(fā)射閘道或者校準(zhǔn)閘道到達(dá)接收器件。

由于激光從發(fā)射閘道與校準(zhǔn)閘道到達(dá)接收器件所經(jīng)歷所有的電子原器件均相同，唯一不同的是閘道所對(duì)應(yīng)的距離。而且從發(fā)射閘道到校準(zhǔn)閘道的切換只需要幾十毫秒的時(shí)間，在這短暫的時(shí)間內(nèi)，可以認(rèn)為器件的性能基本保持一致。因此，由兩者差，可以消除系統(tǒng)內(nèi)部任何器件所產(chǎn)生的誤差。

雖然采用雙閘道光閥可以很容易消除系統(tǒng)溫漂和器件老化等因素的影響。但要雙閘道光閥實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定可靠地進(jìn)行切換，即當(dāng)選擇發(fā)射閘道時(shí)，校準(zhǔn)閘道被遮蔽；當(dāng)選擇校準(zhǔn)閘道的時(shí)候，發(fā)射閘道會(huì)被遮蔽。能實(shí)現(xiàn)發(fā)射閘道與校準(zhǔn)閘道二選一轉(zhuǎn)換的結(jié)構(gòu)，但其卻有下述缺點(diǎn)：

當(dāng)雙閘道光閥切換置發(fā)射閘道或是校準(zhǔn)閘道時(shí)，必須保持狀態(tài)的穩(wěn)定。目前一般的雙閘道光閥都是采用馬達(dá)或電磁閥以及線圈等來(lái)帶動(dòng)一與其連接的葉片來(lái)實(shí)現(xiàn)閘道地切換，此方式可以很快地使葉片達(dá)到所設(shè)定的位置。然而當(dāng)儀器被置于不同方位或在使用者手上晃動(dòng)時(shí)，如何使葉片還能保持該位置不變，卻是比較困難的。針對(duì)此問(wèn)題，目前以現(xiàn)有的方式采用彈簧、渦桿、齒輪以及永久磁鐵吸附等方式來(lái)實(shí)現(xiàn)葉片在到達(dá)指定位置之后鎖定。但實(shí)現(xiàn)起來(lái)其結(jié)構(gòu)均比較復(fù)雜，且組裝工時(shí)比較長(zhǎng)。其所耗費(fèi)的設(shè)計(jì)成本與制造時(shí)間相當(dāng)高昂，不符經(jīng)濟(jì)成本。

有鑒于上述缺點(diǎn)，可知現(xiàn)有測(cè)距儀的雙閘道光閥仍有不實(shí)用之處，有必要加以研發(fā)更易實(shí)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)方式，而獲得準(zhǔn)確測(cè)距結(jié)果，并兼具節(jié)省制造時(shí)間及成本的光結(jié)構(gòu)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型所要解決的主要技術(shù)問(wèn)題在于，克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，而提供一種激光測(cè)距儀的單閘道光閥結(jié)構(gòu)(所謂單閘道光閥，僅對(duì)發(fā)射閘道進(jìn)行開(kāi)啟或關(guān)閉，有別于雙閘道光閥既要對(duì)發(fā)射閘道進(jìn)行開(kāi)啟或關(guān)閉同時(shí)也要對(duì)校準(zhǔn)閘道進(jìn)行開(kāi)啟或關(guān)閉。此單閘道光閥在開(kāi)啟時(shí)，激光經(jīng)過(guò)發(fā)射閘道射向被測(cè)物件，當(dāng)其關(guān)閉時(shí)，激光直接射到其閉合的葉片上，形成漫反射，此漫反射光經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)閘道進(jìn)入光接收器)，在校準(zhǔn)閘道的設(shè)計(jì)上進(jìn)行優(yōu)化，從而只需要遮蔽發(fā)射閘道，即可采用單閘道的光閘加以實(shí)現(xiàn)。因其不需要在兩種閘道之間進(jìn)行切換，其可改善現(xiàn)有的雙閘道光閥葉片到達(dá)指定位置不能鎖定的功能不良，致使光感件接受到的激光不是唯一，形成干擾，而影響相位值的計(jì)算，且過(guò)于耗費(fèi)制造時(shí)間及成本的缺陷。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種激光測(cè)距儀的單閘道光閥結(jié)構(gòu)，包括一容置殼體及一機(jī)板，其中：

該容置殼體內(nèi)設(shè)有相互并行的一發(fā)射閘道及一接收閘道，該發(fā)射閘道上設(shè)單閘道光閥，且容置殼體上設(shè)有一連通發(fā)射閘道與接收閘道的校準(zhǔn)閘道，校準(zhǔn)閘道設(shè)有光纖或?qū)Ч獍簦约皺C(jī)板設(shè)于容置殼體一端與發(fā)射閘道、接收閘道對(duì)應(yīng)；