[發明專利]基于LED光源的測距儀

在審

• 申請號: 201710251044.5
• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN107102314A
• 公開（公告）日: 2017-08-29
• 發明（設計）人: 董翊
• 申請（專利權）人: 導裝光電科技（深圳）有限公司
• 主分類號: G01S7/484
• 分類號: G01S7/484
• 代理公司: 深圳市韋恩肯知識產權代理有限公司44375
• 代理人: 李玉平

技術領域

本發明涉及測距儀技術領域，尤其涉及一種基于LED光源進行測距的測距儀。

背景技術

現有技術中，測距離的儀器通常采用激光測距儀，激光測距儀是利用調制激光的某個參數實現對目標的距離測量的儀器。按照測距方法分為相位法測距儀和脈沖法測距儀，脈沖式激光測距儀是在工作時向目標射出一束或一序列短暫的脈沖激光束，由光電元件接收目標反射的激光束，計時器測定激光束從發射到接收的時間，計算出從觀測者到目標的距離。相位法激光測距儀是利用檢測發射光和反射光在空間中傳播時發生的相位差來檢測距離的。

激光測距儀的應用非常廣泛，遠到衛星測量，近到室內裝修，精度可以達到毫米級，軍事和工業級的激光測距儀可以探測很遠的距離，但民用或家用激光測距儀卻只能探測幾十米的距離，即使在最理想條件下也就100米左右，關鍵的原因就是國家對民用的激光器的光功率有極其嚴格的限制，以激光測距儀為例，激光的發射功率不得大于1mW，這就大大限制了探測距離，只能在接收器的靈敏度和信號處理上不斷改進提高，但畢竟是信號太弱，探測距離已不可能有更加顯著的提高了，這對于戶外的探測就沒有什么實用價值。

發明內容

針對上述技術中存在的不足之處，本發明提供一種基于LED光源的測距儀，用相同波長的LED(發光二極管)光源替代LD(激光二極管)光源，同時用改進了的適合LED光發射的發射透鏡裝置把LED光變成類似于LD的平行光束，不僅節約了成本，且增大了功率，而且還大大增加了探測距離。

為了達到上述目的，本發明公開了一種基于LED光源的測距儀，包括：發射系統、接收系統和處理系統，所述處理系統分別與發射系統和接收系統電連接，所述發射系統包括LED光源和發射透鏡裝置，LED光源發出的光通過發射透鏡裝置發射出去，所述接收系統包括聚焦透鏡裝置和探測器，探測器與處理系統連接，聚焦透鏡裝置接收發射透鏡裝置發射出的被目標物體反射回來的光，聚焦到探測器上，探測器將反射光信息轉換成電信號發送到處理系統中處理。

其中，所述發射透鏡裝置為一個將LED光源發出的點光源的光變為平行光束的單凸透鏡，所述單凸透鏡位于測距儀的出光口，且LED光源位于單凸透鏡的焦點位置，LED光源發出的光經過單凸透鏡后平行射出，所述單凸透鏡和LED光源共軸設置。

其中，所述發射透鏡裝置為雙透鏡結構，包括一個凸透鏡和一個凹透鏡，凸透鏡靠近LED光源，且LED光源與凸透鏡的中心之間的距離大于一倍焦距，所述凹透鏡平行于凸透鏡，且靠近出光口位置，所述凹透鏡與凸透鏡的中心距離小于凸透鏡的像距，且凸透鏡的成像位置就是凹透鏡右測焦點位置；所述凸透鏡、凹透鏡和LED光源共軸設置。

其中，所述發射透鏡裝置為雙透鏡結構，包括一個大凸透鏡和一個小凸透鏡，大凸透鏡靠近LED光源，且LED光源與大凸透鏡之間的距離大于一倍焦距，所述小凸透鏡靠近出光口位置，且小凸透鏡與大凸透鏡之間的距離大于大凸透鏡的像距，且大凸透鏡的成像位置就是小凸透鏡左測焦點位置，使得小凸透鏡右側的出射光線為平行光，所述大凸透鏡和小凸透鏡與LED光源共軸設置。

其中，所述發射透鏡裝置為全內反射透鏡，所述LED光源安裝設置在全內反射透鏡的一端，所述全內反射透鏡的另一端朝向出光口位置。

其中，在出光口的前端，且同時平行于發射透鏡裝置和聚焦透鏡裝置的位置還設置有取樣裝置，所述取樣裝置為三角形的取樣棱鏡，取樣棱鏡分別與發射透鏡裝置與聚焦透鏡裝置的一部分重疊，該取樣裝置僅對于脈沖法測距而設置，如采用相位法測距則不需要該取樣裝置。

其中，所述LED光源為單燈光源或者多燈光源，且LED光源發出紅色的光或者紅外光，主波長范圍在600～2000nm之間。

其中，所述LED光源上設置有強度調節器和LED光源出射光的角度調節器，所述強度調節器和角度調節器為手動調節、機械調節或自動調節，所述LED光源的光束發散角的角度調節范圍為0度到5度。

其中，所述LED光源信號的調制頻率為1MHZ到1000MHZ。

其中，所述發射系統上還設置有LD光源，所述LD光源與LED光源通過模式切換開關切換使用，且LD光源與LED光源均與處理系統電連接。

本發明的有益效果是：