本發(fā)明涉及測(cè)距儀技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種脈沖激光高速測(cè)距光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

利用脈沖激光及tof測(cè)距原理制造的用來測(cè)距、測(cè)速的傳感器，其測(cè)量速度快(可高達(dá)1khz)，測(cè)量距離遠(yuǎn)，測(cè)量精度高，已開始進(jìn)入各種行業(yè)的測(cè)量、檢測(cè)及監(jiān)控等。由于技術(shù)及其它各方面的原因，傳感器采用的脈沖激光多為不可見光。由于其光譜的不可見性，給傳感器的安裝、調(diào)校、標(biāo)定及檢測(cè)測(cè)量目標(biāo)帶來很大的困難與不便；在安裝標(biāo)定時(shí)，需要借助其它設(shè)備(如ccd攝像鏡頭等)才能知道傳感器標(biāo)定的目標(biāo)或檢測(cè)的目標(biāo)，特別是遠(yuǎn)距離檢測(cè)測(cè)量目標(biāo)時(shí)，非常困難標(biāo)定檢測(cè)的目標(biāo)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明為解決現(xiàn)有脈沖高速傳感器安裝、調(diào)試和標(biāo)定檢測(cè)目標(biāo)麻煩的技術(shù)問題，提供了一種脈沖激光高速測(cè)距光學(xué)系統(tǒng)。

本發(fā)明提供了一種脈沖激光高速測(cè)距光學(xué)系統(tǒng)，包括外殼，還包括裝設(shè)于外殼內(nèi)的以下機(jī)構(gòu)：

望遠(yuǎn)鏡機(jī)構(gòu)，用于鎖定被測(cè)目標(biāo)；

激光測(cè)距機(jī)構(gòu)，用于發(fā)射和接收脈沖激光；

紅色激光發(fā)射機(jī)構(gòu)，用于發(fā)射紅色激光；

及控制機(jī)構(gòu)，用于控制驅(qū)動(dòng)脈沖激光高速測(cè)距光學(xué)系統(tǒng)的運(yùn)作；

所述激光測(cè)距機(jī)構(gòu)所發(fā)射的脈沖激光的光軸、所述紅色激光發(fā)射機(jī)構(gòu)所發(fā)射的紅色激光的光軸及望遠(yuǎn)鏡機(jī)構(gòu)的成像光軸三軸同軸設(shè)置。

進(jìn)一步地，所述望遠(yuǎn)鏡機(jī)構(gòu)包括裝設(shè)于外殼一端的物鏡、裝設(shè)于外殼另一端的目鏡、裝設(shè)于外殼內(nèi)所述物鏡焦平面處的分劃板及裝設(shè)于物鏡與目鏡之間的第一等腰直角棱鏡和第二等腰直角棱鏡。

進(jìn)一步地，所述第一等腰直角棱鏡第二等腰直角棱鏡垂直放置。

進(jìn)一步地，所述紅色激光發(fā)射機(jī)構(gòu)包括紅色激光發(fā)生器、裝設(shè)于第一等腰直角棱鏡一側(cè)直角面的第三等腰直角棱鏡及裝設(shè)于紅色激光發(fā)生器與第三直角等腰棱鏡之間的紅光擴(kuò)束鏡；所述第三等腰直角棱鏡用于將紅色激光耦合進(jìn)望遠(yuǎn)鏡機(jī)構(gòu)，使其與望遠(yuǎn)鏡機(jī)構(gòu)共光軸。

進(jìn)一步地，所述第三等腰直角棱鏡的底面設(shè)有對(duì)應(yīng)紅色激光光波高透而其它光波高反的光學(xué)薄膜。

進(jìn)一步地，所述第三等腰直角棱鏡的斜面與第一等腰直角棱鏡直角面形狀大小相匹配。

進(jìn)一步地，所述脈沖激光發(fā)射機(jī)構(gòu)包括脈沖激光發(fā)生器、配置于第二等腰直角棱鏡直角面的第四等腰直角棱鏡、配置于脈沖激光發(fā)生器與第四直角等腰棱鏡之間的激光擴(kuò)束鏡、配置于外殼上用于接收脈沖激光的脈沖激光接收鏡及用于接收經(jīng)過脈沖激光接收鏡聚集的脈沖激光的光電轉(zhuǎn)換器；所述第四等腰直角棱鏡用于調(diào)整脈沖激光發(fā)射方向使得脈沖激光經(jīng)第二等腰直角棱鏡后耦合進(jìn)望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)，使其與望遠(yuǎn)鏡機(jī)構(gòu)，紅色激光發(fā)射機(jī)構(gòu)構(gòu)成共軸光學(xué)系統(tǒng)。

進(jìn)一步地，所述第四等腰直角棱鏡的底面設(shè)有脈沖激光光波高透而可見光光波高反的光學(xué)薄膜，所述第四等腰直角棱鏡的直角面設(shè)有對(duì)應(yīng)脈沖激光光波高透的增透膜。

進(jìn)一步地，所述第四等腰直角棱鏡的斜面與第二等邊直角棱鏡的直角面形狀大小相匹配。

進(jìn)一步地，所述脈沖激光采用不可見光，優(yōu)選波長(zhǎng)為905nm；所述紅色激光波長(zhǎng)范圍為635nm～650nm，優(yōu)選為635nm。

本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明實(shí)施例通過將激光測(cè)距機(jī)構(gòu)所發(fā)射的脈沖激光的光軸、所述紅色激光發(fā)射機(jī)構(gòu)所發(fā)射的紅色激光的光軸與望遠(yuǎn)鏡機(jī)構(gòu)的光軸同軸設(shè)置，形成同軸光路；當(dāng)在室內(nèi)或近距離使用本發(fā)明時(shí)，可紅色激光指示系統(tǒng)檢測(cè)的目標(biāo)物及目標(biāo)點(diǎn)；當(dāng)遠(yuǎn)距離使用傳感器時(shí)，可利用系統(tǒng)中的望遠(yuǎn)鏡機(jī)構(gòu)標(biāo)定被檢測(cè)目標(biāo)物或目標(biāo)點(diǎn)，并且可隨時(shí)檢查，標(biāo)定傳感器檢測(cè)的目標(biāo)物是否發(fā)生偏離；本發(fā)明實(shí)施例便于對(duì)系統(tǒng)的安裝、調(diào)校、標(biāo)定及檢測(cè)測(cè)量目標(biāo)，有效提高測(cè)量效率，便于使用者使用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明脈沖激光高速測(cè)距光學(xué)系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的拆分結(jié)構(gòu)圖。

圖2為本發(fā)明脈沖激光高速測(cè)距光學(xué)系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例拆分結(jié)構(gòu)的主視圖。

圖3為本發(fā)明脈沖激光高速測(cè)距光學(xué)系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例拆分結(jié)構(gòu)的俯視圖。

圖4為本發(fā)明脈沖激光高速測(cè)距光學(xué)系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例的立體圖。

圖5為本發(fā)明脈沖激光高速測(cè)距光學(xué)系統(tǒng)一個(gè)實(shí)施例另一個(gè)角度的立體圖。

其中：

1、外殼；

2、望遠(yuǎn)鏡機(jī)構(gòu)；

3、紅色激光發(fā)射機(jī)構(gòu)；

4、激光測(cè)距機(jī)構(gòu)；

21、物鏡；

22、目鏡；

23、分劃板；

24、第一等腰直角棱鏡；

25、第二等腰直角棱鏡；

31、紅色激光發(fā)生器；

32、第三等腰直角棱鏡；

33、紅光擴(kuò)束鏡；

41、脈沖激光發(fā)生器；

42、第四等腰直角棱鏡；

43、激光擴(kuò)束鏡；

44、脈沖激光接收鏡；

45、光電轉(zhuǎn)換器。

具體實(shí)施方式

下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“長(zhǎng)度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本發(fā)明的限制。

此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個(gè)或者更多個(gè)該特征。在本發(fā)明的描述中，“多個(gè)”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上，除非另有明確具體的限定。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術(shù)語應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。

在本發(fā)明中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接觸，也可以包括第一和第二特征不是直接接觸而是通過它們之間的另外的特征接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面通過具體實(shí)施方式結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。

如圖1～圖5所示，本發(fā)明提供了一種脈沖激光高速測(cè)距光學(xué)系統(tǒng)，包括外殼1，還包括裝設(shè)于外殼1內(nèi)的以下機(jī)構(gòu)：

望遠(yuǎn)鏡機(jī)構(gòu)2，用于鎖定被測(cè)目標(biāo)；

激光測(cè)距機(jī)構(gòu)4，用于發(fā)射和接收脈沖激光；

紅色激光發(fā)射機(jī)構(gòu)2，用于發(fā)射紅色激光；

及控制機(jī)構(gòu)，用于控制驅(qū)動(dòng)脈沖激光高速測(cè)距光學(xué)系統(tǒng)的運(yùn)作；

所述激光測(cè)距機(jī)構(gòu)4所發(fā)射的脈沖激光的光軸、所述紅色激光發(fā)射機(jī)構(gòu)3所發(fā)射的紅色激光的光軸及望遠(yuǎn)鏡機(jī)構(gòu)2的成像光軸三軸同軸設(shè)置。

本發(fā)明實(shí)施例通過將激光測(cè)距機(jī)構(gòu)4所發(fā)射的脈沖激光的光軸、所述紅色激光發(fā)射機(jī)構(gòu)3所發(fā)射的紅色激光的光軸與望遠(yuǎn)鏡機(jī)構(gòu)2的光軸同軸設(shè)置，形成同軸光路；當(dāng)在室內(nèi)或近距離使用本發(fā)明時(shí)，可紅色激光指示系統(tǒng)檢測(cè)的目標(biāo)物及目標(biāo)點(diǎn)；當(dāng)遠(yuǎn)距離使用傳感器時(shí)，可利用系統(tǒng)中的望遠(yuǎn)鏡機(jī)構(gòu)3標(biāo)定被檢測(cè)目標(biāo)物或目標(biāo)點(diǎn)，并且可隨時(shí)檢查，標(biāo)定傳感器檢測(cè)的目標(biāo)物是否發(fā)生偏離；本發(fā)明實(shí)施例便于對(duì)系統(tǒng)的安裝、調(diào)校、標(biāo)定及檢測(cè)測(cè)量目標(biāo)，有效提高測(cè)量效率，便于使用者使用。

在一個(gè)可選實(shí)施例中，所述望遠(yuǎn)鏡機(jī)構(gòu)3包括裝設(shè)于外殼1一端的物鏡21、裝設(shè)于外殼1另一端的目鏡22、裝設(shè)于外殼1內(nèi)所述物鏡21焦平面處的分劃板23及裝設(shè)于物鏡21與目鏡22之間的第一等腰直角棱鏡24和第二等腰直角棱鏡25。

本實(shí)施例中，物鏡21作為為望遠(yuǎn)鏡物鏡兼兩種激光發(fā)射準(zhǔn)直鏡，當(dāng)作為望遠(yuǎn)鏡物鏡時(shí)，其作用是將需要鎖定的目標(biāo)物在其焦平面處成一倒立縮小的實(shí)像；第一等腰直角棱鏡24和第二等腰直角棱鏡25為兩個(gè)完全相同的等腰直角棱鏡，在光路中起轉(zhuǎn)像及折疊光路的作用，結(jié)合物鏡21將物鏡21所成的倒立縮小的實(shí)像在其焦平面上變成正立的相似的實(shí)像。目鏡22用于供檢測(cè)者觀察物鏡在焦平面上所成的像。分劃板23帶有“+”形，便于檢測(cè)者定位。

在一個(gè)可選實(shí)施例中，所述第一等腰直角棱鏡與第二等腰直角棱鏡垂直放置。

本實(shí)施例中，所述第一等腰直角棱鏡24的底面與第二等腰直角棱鏡25的底面平行有利于后續(xù)脈沖激光、紅色激光及自然光的折射，也便于起轉(zhuǎn)像及折疊光路的作用。

在一個(gè)可選實(shí)施例中，所述紅色激光發(fā)射機(jī)構(gòu)3包括紅色激光發(fā)生器31、裝設(shè)于第一等腰直角棱鏡24一側(cè)直角面的第三等腰直角棱鏡32及裝設(shè)于紅色激光發(fā)生器31與第三直角等腰棱鏡32之間的紅光擴(kuò)束鏡33；所述第三等腰直角棱鏡32用于將紅色激光耦合進(jìn)望遠(yuǎn)鏡機(jī)構(gòu)2，使其與望遠(yuǎn)鏡機(jī)構(gòu)2共光軸。

本實(shí)施例中，紅色激光發(fā)生器31發(fā)射的激光經(jīng)過第三等腰直角棱鏡32與第一等腰直角棱鏡24后，垂射入第二等腰直角棱鏡25中，與脈沖激光、望遠(yuǎn)鏡系統(tǒng)的成像光軸成共軸。

在一個(gè)可選實(shí)施例中，所述第三等腰直角棱鏡32的底面設(shè)有對(duì)應(yīng)紅色激光光波高透而其它光波高反的光學(xué)薄膜。

本實(shí)施例中，設(shè)置紅色激光高透而白光高反的光學(xué)薄膜，便于紅色激光通過而其它自然光不通過直接反射，有利于各光線的折射。

在一個(gè)可選實(shí)施例中，所述第三等腰直角棱鏡32的斜面與第一等腰直角棱鏡24直角面形狀大小相匹配。

本實(shí)施例中，所述第三等腰直角棱鏡32的斜面與第一等腰直角棱鏡24直角面形狀大小相匹配便于操作且使得結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔。

在一個(gè)可選實(shí)施例中，所述脈沖激光發(fā)射機(jī)構(gòu)4包括脈沖激光發(fā)生器41、裝設(shè)于第二等腰直角棱鏡25直角面的第四等腰直角棱鏡42、裝設(shè)于脈沖激光發(fā)生器41與第四直角等腰棱鏡42之間的紅光擴(kuò)束鏡43、裝設(shè)于外殼1上用于接收脈沖激光的脈沖激光接收鏡44及用于接收經(jīng)過脈沖激光接收鏡44聚集的脈沖激光的光電轉(zhuǎn)換器45；所述第四等腰直角棱鏡42用于調(diào)整脈沖激光發(fā)射方向使得脈沖激光經(jīng)第二等腰直角棱鏡25耦合進(jìn)望遠(yuǎn)鏡機(jī)構(gòu)2，使其與望遠(yuǎn)鏡機(jī)構(gòu)2，紅色激光發(fā)射機(jī)構(gòu)3構(gòu)成共軸光學(xué)系統(tǒng)。

本實(shí)施例中，脈沖激光發(fā)生器41所發(fā)射的激光經(jīng)第四等腰直角棱鏡42后進(jìn)入第二等腰直角棱鏡25中與紅外激光、望遠(yuǎn)鏡機(jī)構(gòu)的光軸同軸；而光電轉(zhuǎn)換器45用于接收脈沖激光，并轉(zhuǎn)化成電信號(hào)傳遞給控制機(jī)構(gòu)，便于控制機(jī)構(gòu)進(jìn)行測(cè)距。

在一個(gè)可選實(shí)施例中，所述第四等腰直角棱鏡42的底面設(shè)有脈沖激光光波高透而可見光光波高反的光學(xué)薄膜，所述第四等腰直角棱鏡42的直角面設(shè)有對(duì)應(yīng)脈沖激光光波高透的增透膜。

本實(shí)施例中，設(shè)置脈沖激光高透而白光高反的光學(xué)薄膜，便于脈沖激光通過而自然光不通過直接反射，有利于各光線的折射；而設(shè)置脈沖激光高透的增透膜有利于增加脈沖激光的穿透強(qiáng)度。

在一個(gè)可選實(shí)施例中，所述第四等腰直角棱鏡42的斜面與第二等邊直角棱鏡25的直角面形狀大小相匹配。

本實(shí)施例中，所述第四等邊直角棱鏡42的斜面與第二等邊直角棱鏡25的直角面形狀大小相匹配便于操作且使得結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔。

在一個(gè)可選實(shí)施例中，所述脈沖激光采用不可見光，優(yōu)選波長(zhǎng)為905nm；所述紅色激光波長(zhǎng)范圍為630nm～650nm，優(yōu)選為635nm。

在一個(gè)具體實(shí)施例中，所述脈沖激光發(fā)生器41與紅色激光發(fā)生器31可交換位置設(shè)置；結(jié)構(gòu)靈活，便于操作。

在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個(gè)可選實(shí)施例中”、“具體地”、“一個(gè)實(shí)施方式”、“一些實(shí)施方式”、“一個(gè)實(shí)施例”、“一些實(shí)施例”、“在一個(gè)可選實(shí)施例中”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)包含于本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例或示例中。在本說明書中，對(duì)上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實(shí)施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點(diǎn)可以在任何的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中以合適的方式結(jié)合。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換。