一种小型化单筒望远激光测距仪的制作方法

1.本发明涉及激光技术领域，更具体的说是涉及一种小型化单筒望远激光测距仪。


背景技术：

2.激光测距仪主要包含脉冲式激光测距仪，相位式激光测距仪和三角法激光测距仪。脉冲式激光测距仪中最常见的就是望远镜激光测距仪，包括一个望远镜和激光发射接收模块，脉冲式激光测距的过程是：测距仪发射的激光经被测量物体反射后又被测距仪接收，测距仪同时记录激光往返的时间，光速和往返时间乘积的一半就是测距仪和被测量物体之间的距离，然后此距离信息显示在目镜的焦面上被观察者接收和读取。
3.目前，市场上的望远镜测距仪为了同时实现望远、测距的效果，多以双筒、三筒结构为主，这种设计往往体积较大，不方便携带；另一些测距仪为了实现小型化，会将镜片尽量做小，牺牲了一定的测距能力。
4.因此，如何提供一种小型化单筒望远镜，是本领域技术人员亟需解决的问题。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提供了一种小型化单筒望远镜，使望远、发射和接收系统共用一筒，减小了体积，实现小型化。
6.为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
7.包括收发透镜组、调焦负透镜、分光棱镜组、目镜组和激光测距单元；
8.所述收发透镜组、所述调焦负透镜、所述分光棱镜组和所述目镜组从左向右依次排列；
9.所述收发透镜组包括物镜透镜和发射透镜；所述物镜透镜一侧开设有凹槽，所述发射透镜镶嵌在所述凹槽中；
10.激光测距单元用于发射激光并接收经所述发射透镜所发射激光的返程激光，计算距离。
11.进一步的，所述激光测距单元包括激光发射二极管和激光接收器；
12.所述激光发射二极管用于透过所述发射透镜对外发射激光；
13.所述激光经物体后返回并依次经过所述物镜透镜、所述调焦负透镜和所述分光棱镜组，得到所述返程激光；
14.所述激光接收器，用于接收经所述分光棱镜组分光出的所述返程激光。
15.进一步的，所述激光测距单元还包括显示装置；所述显示装置与所述激光接收器电连接，用于显示与被测物体之间的距离。
16.进一步的，所述激光测距单元还包括滤光片，所述滤光片设置在所述激光接收器的接收端，用于透过所述激光发射器发射的波段光。
17.进一步的，所述分光棱镜组包括屋脊半五棱镜、等腰棱镜和补偿棱镜；所述屋脊半五棱镜用于接收所述返程激光和物体可见光并折叠所述返程激光和物体可见光的光路；所
述等腰棱镜用于折叠返程激光和物体可见光的光路并输出物体可见光；所述补偿棱镜用于输出返程激光。
18.进一步的，所述屋脊半五棱镜包括光输入面、反射兼输出面和屋脊面；所述返程激光与物体可见光从所述光输入面输入经过所述反射兼输出面反射和所述屋脊面反射，由所述反射兼输出面输出至所述等腰棱镜。
19.进一步的，所述等腰棱镜包括光输入兼反射面、光输出兼反射面和分光面；所述返程激光及物体可见光由所述光输入兼反射面输入，经过所述光输出兼反射面反射至所述分光面，所述分光面用于将激光输出至补偿棱镜并将物体可见光反射至光输入兼反射面反射，由所述光输出兼反射面输出至所述目镜组；
20.所述补偿棱镜包括第二分光面和光输出面；所述返程激光由所述第二分光面输入，并通过所述光输出面输出至激光接收器；
21.所述补偿棱镜的分光面与所述等腰棱镜的分光面胶合连接；
22.所述屋脊半五棱镜的光接收面与所述等腰棱镜的光输出面平行。
23.进一步的，所述目镜组包括目镜正透镜和目镜胶合透镜；物体可见光依次通过所述目镜正透镜和所述目镜胶合透镜。
24.经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明公开提供了一种小型化单筒望远激光测距仪，由激光发射二极管和发射透镜构成发射系统；由激光接收器、物镜透镜、调焦负透镜和分光棱镜组构成接收系统；由物镜透、镜调焦负透镜、分光棱镜组和目镜组构成望远系统；在物镜透镜中开设u型凹槽处理用于放置发射透镜，同时由等腰棱镜和补偿棱镜组合的胶合棱镜和屋脊半五棱镜的搭配设计，使激光接收系统和望远系统可以共用物镜透镜，进而使望远、发射和接收系统共用一筒，减小了系统体积，使测距仪更加的小巧轻便，实现测距仪小型化。此外，在物镜透镜与分光棱镜组之间插入调焦负透镜，缩短物镜长度，减小体积；使测距仪更加的小巧轻便，实现测距仪小型化。
附图说明
25.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
26.图1附图为本发明提供的一种小型化单筒望远激光测距仪结构示意图；
27.图2附图为激光发射系统光路示意图；
28.图3附图为收发透镜组成像原理示意图；
29.图4附图为分光棱镜组光路示意图；
30.图5附图为望远系统单目望远镜的物体可见光的光路示意图；
31.图6附图为激光接收系统光路示意图；
32.其中，1-物镜透镜；2-调焦负透镜；3-屋脊半五棱镜；4-胶合棱镜；41-等腰棱镜；42-补偿棱镜；5-lcd液晶显示单元；6-目镜胶合透镜；7-目镜正透镜；8-发射透镜；9-激光发射二极管；10-激光接收器；11-滤光片。
具体实施方式
33.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
34.本发明实施例公开了一种小型化单筒望远激光测距仪，包括收发透镜组、调焦负透镜2、分光棱镜组、目镜组和激光测距单元；
35.收发透镜组、调焦负透镜2、分光棱镜组和目镜组从左向右依次排列；
36.收发透镜组包括物镜透镜1和发射透镜8；物镜透镜1一侧开设有凹槽，发射透镜8镶嵌在凹槽中；
37.激光测距单元用于发射激光并接收经所述发射透镜8所发射激光的返程激光计算距离。
38.分光棱镜组的主要目的是折叠光路，缩小体积；通过分光膜，实现望远系统和接收(或者发射)系统共用物镜，缩小测距体积。
39.在一种实施例中，激光测距单元包括激光发射二极管9和激光接收器10；
40.激光发射二极管9用于通过发射透镜对外发射激光；
41.激光经物体后返回并依次经过物镜透镜1、调焦负透镜2和分光棱镜组；
42.激光接收器10，用于接收经分光棱镜组分光出的激光。
43.如图2，发射透镜8镶嵌在物镜透镜1的u型槽中，激光发射二极管99发出激光，经过镶嵌在物镜1u型槽中的发射透镜8后出射，构成测距仪的发射系统。
44.如图3，透镜成像时，光路如图3a所示。遮住透镜下端，光路如图3b所示，根据轴外光束和轴上光束的成像原理可知，只要遮挡部位不超过光轴位置，就不会影响正常完整的成像。因为缺少了原本透过遮住部分的光线，所以最后成像的亮度会减弱，我们单筒测距仪的设计只要保证物镜采用u型槽设计后，望远系统仍有原来完整物镜且无渐晕时50％的亮度，就可以满足正常的望远功能。
45.激光发射二极管9发出激光，通过凹槽内的发射透镜8对外发射，遇到障碍物反射，成为返程激光并经过物镜透镜1进入内部，调焦负透镜2和分光棱镜组能改变返程激光的光路，最终被激光接收器10所接收，并根据激光往返时间计算距离。
46.在本实施例中，激光测距单元还包括显示装置5；显示装置5设置在分光棱镜组和目镜组之间；显示装置5用于显示与被测物体之间的距离测量结果。
47.在望远的同时能够看到测量结果，使结果观测更加实时、方便、快捷；其中，显示装置5为lcd液晶显示屏。
48.在另一实施例中，激光测距单元还包括滤光片11，滤光片11设置在激光接收器10的接收端，用于透过所述激光发射器发射的波段光，滤除环境中的其他波段的光，以保证测量准确性。
49.在另一实施例中，分光棱镜组包括屋脊半五棱镜3、等腰棱镜41和补偿棱镜42；
50.屋脊半五棱镜3用于接收所述返程激光和物体可见光并折叠所述返程激光和物体可见光的光路；
51.等腰棱镜41用于折叠返程激光和物体可见光的光路并输出物体可见光；
52.补偿棱镜42用于输出返程激光。
53.如图4，在另一实施例中，屋脊半五棱镜3包括光输入面310、反射兼输出面311和屋脊面312；激光与物体可见光从光输入面310输入，依次经过反射兼输出面311反射和屋脊面312反射，最终由反射兼输出面311输出至等腰棱镜41。
54.在本实施例中，等腰棱镜41包括光输入兼反射面410、光输出兼反射面411和分光面412；激光及物体可见光由光输入兼反射面输入410，经过光输出兼反射面411反射至分光面412，分光面用于将激光输出至补偿棱镜42，将物体可见光反射至光输入兼反射面410反射，并由光输出兼反射面411输出至目镜组，实现望远功能；
55.补偿棱镜42包括第二分光面420和光输出面421；激光由第二分光面输入420，并通过光输出面421输出至激光接收器10，激光接收器10根据激光从发射到接收的往返时间计算与障碍物即待测物的距离，实现测距功能；
56.补偿棱镜42的分光面与等腰棱镜41的分光面胶合连接；
57.屋脊半五棱镜3的光接收面与等腰棱镜41的光输出面平行。
58.在另一实施例中，目镜组包括目镜正透镜7和目镜胶合透镜6；
59.物体可见光依次通过目镜正透镜7和目镜胶合透镜6。
60.如图5，图5为本发明中实现望远功能的望远系统，可见光光线从物镜透镜1进入，经过调焦镜片2、屋脊半五棱镜3和胶合棱镜4、显示装置5、目镜胶合透镜6以及目镜正透镜7，目镜胶合透镜由一个凹透镜和一个凸透镜组成。
61.如图6，图6为本发明中接收返程激光的接收系统，被测目标的激光反射信号经过物镜胶合透镜1，调焦镜片2，屋脊半五棱镜3，胶合棱镜,4，滤光片11，最终被激光接收器10接收。
62.本发明在保证望远镜视场亮度的同时，对望远物镜透镜1作u型槽处理，在望远物镜镜片中嵌入发射透镜8，同时，接收系统与望远系统共用物镜透镜1，实现了望远测距仪的单筒设计。目镜焦面加入透过式的lcd液晶显示，使该测距仪可以以单筒的结构，同时实现望远、测距、显示的功能，在保证测距能力的同时确保了望远测距仪体积足够小、方便携带。
63.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
64.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。