具有位置识别功能的减光板的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种全站仪和激光测距仪所用减光板，安装在全站仪和激光测距仪接收光路的光轴上，用于调节激光回波信号光强的大小。减光板的本体为一个形状为圆形的透光材料，本体上具有均为环形的外遮光区和内遮光区，外遮光区和内遮光区分别涂有不同透过率的衰减膜，即将内外遮光区分别分成全透光区、过渡透光区和不透光区，这三个透光区的面积和所处位置也因内外遮光区的不同而不同。本实用新型采用了新的光路原理，将减光板安装在接收光路上，避免了安装在发射光路上所造成的光斑和光强的不均匀性。本实用新型采用了两光路和三透光区设计原理，在不刻码盘的情况下实现了位置识别功能，保证了工作时的实时快速调节，且制作工艺简化，很大程度上节约了成本，具有更强的实用性。
【专利说明】具有位置识别功能的减光板
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及光电测量【技术领域】，尤其是一种用于全站仪和激光测距仪的减光板。
【背景技术】
[0002]在全站仪和激光测距仪中，减光板的作用就是根据测量需要，调整所通过激光的强度，使之满足探测电路的光强探测范围。因为在激光发射功率一定的前提下，测量距离和物体的不同都会导致反射的回波信号强度不同。为了保证测量的准确性，就必须确保硬件电路参数的同一性和稳定性。这种情况下，激光功率的探测值需要被限制在一个固定的范围内，因此在只有通过减光板来调节激光功率的大小，即当激光功率过强时衰减掉部分激光信号，当激光功率低于探测范围时不衰减或少衰减，这样就保证激光信号在规定的范围内。
[0003]在全站仪和激光测距仪工作时，要求减光板具备调整速度快，准确性高的特点。快速调整就需要减光板具有位置识别功能，在一次测量过程开始或光强信号发生变化时，能够判断所处位置和需要旋转的方向。传统理论的解决方法是在减光板上刻上光电码盘来获取位置信息，这样不仅成本会大幅提高，还需要额外的光点探测设备，设备复杂，此种技术还没有真正应用。目前应用的技术是减光板每次都旋转一周进行调节，直到转到合适位置停止，这无疑是增加了调整时间，降低了系统的反应速度。
[0004]减光板在调节激光的强度时，主要是镀上不同透过率的衰减膜，且使用的减光板都被安装在激光发射光路的光轴上，这就极容易造成激光投射后的衍射现象，即发射的激光通过减光板后的光斑会分散出许多光点，这些散射光点经过照射物返回到仪器的接收系统就会造成多次触发和干扰，直接影响测量数据的准确性。解决这个问题的方法是通过先进的制造工艺，做出没有杂点的减光片，但这样的成本极高，制作周期很长。
[0005]因此，设计一种全新的具有位置识别功能的减光板是十分必要的。
实用新型内容
[0006]本实用新型的目的在于避免上述不足，在不雕刻光电编码盘的前提下，提供一种在不改变制造工艺的前提下，可有效避免由于激光衍射造成的反射回拨信号不同步问题的具有位置识别功能的减光板。
[0007]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:
[0008]一种全站仪和激光测距仪所用的减光板，具有圆形的本体(1)，其特征在于:本体
(I)上具有均为环形的外遮光区(2)、内遮光区(3)和安装固定区(4)，外遮光区(2)和内遮光区(3)分别涂上不同透过率的衰减膜，将内外遮光区分别分成透明的全透光区(5)、由深到浅的过渡透光区(6)和全黑的不透光区(7)，减光板整体安装在全站仪接受光路的光轴上。
[0009]进一步的，所述内遮光区(3)按顺时针方向分别设置:面积最小，占内遮光区3面积的l/2(Tl/10的全透光区(5)、面积次之，占内遮光区3面积的1/10-?/8的不透光区(7)和面积最大，占内遮光区3面积的3/5~4/5过渡透光区(6);所述外遮光区(2)按顺时针方向分别设置:面积最小，占外遮光区2面积的1/8~1/6的不透光区(7)、面积最次之，占外遮光区2面积的1/3左右的全透光区(5)和面积最大，占外遮光区2面积的1/2左右的过渡透光区(6)。
[0010]进一步的，所述的安装固定区(4)由一个大圆环(8)和三个小圆环(9)构成,大圆环(8)安放光轴或者电机轴，小圆环(9)起到定位和固定作用。
[0011]由于采用上述技术方案，本实用新型具有以下有益效果:
[0012]本实用新型的内外遮光区被分成面积和相对位置都不同的三个透光区，每个透光区由于遮光率不同，因此可以根据光强的大小判断出减光板所处的一个粗略位置；在通过内外光路的转换，判断在另一个遮光区中所处的透光区位置。根据在两个遮光区中的位置，即可识别出减光板所处的位置。在充分利用内外遮光区功能的基础上，不用使用光电编码盘即可实现位置辨别。同时在过渡透光区中，透光膜的衰减率是规律变化的，当光强度不满足要求，减光板所转动的方向也是已知的，因此可以实时快速调节。
[0013]本实用新型安装在接收回路的光轴上，避免了安装在发射光路上由于激光衍射造成多个光束射像物体时的反射不均与和不同步现象。在发射光路没有减光板的情况下，投射激光不会发生衍射，此时只有一束激光射向被测目标，从目标反射回来的信号经过接收回路上的减光板，即使发生衍射现象，衍射的光束也是同时送到光电接收电路，避免了不同步问题。通过以上调整，其制作工艺简单，功能强大，节约了成本。
【专利附图】
【附图说明】 [0014]图1是本实用新型的结构示意图；
[0015]图中:1.本体，2.外遮光区，3.内遮光区，4.安装固定区，5.全透光区(透明)，
6.过渡透光区，7.不透光区(黑色)，8.轴安装孔，9.固定孔。
【具体实施方式】
[0016]现在结合附图给出本实用新型的具体使用说明，所附图形为该减光板的结构示意图，仅显示与本实用新型有关的构成。
[0017]如图1所示的一种具有位置识别功能的减光板，安装在全站仪或激光测距仪接收光路的光轴上，由涂有不同遮光率的薄膜片制成，具有圆形的本体1，本体I上具有均为环形的外遮光区(中环)2、内遮光区(外环)3和安装固定区(内环)4，外遮光区2和内遮光区3分别涂上不同透过率的衰减膜，即将内外遮光区分别分成全透光区5、过渡透光区6和不透光区7，全透光区为透明，过渡透光区涂上由深到浅的黑色，不透光区为全黑色。这三个透光区的面积和所处位置也因内外遮光区的不同而不同，所述透光区在内遮光区3的位置和面积按顺时针方向分别为:全透光区5 (面积最小，占内遮光区3面积的l/2(Tl/10)、不透光区7 (面积次之，占内遮光区3面积的1/10-?/8)和过渡透光区6 (面积最大，占内遮光区3面积的3/51/5);所述透光区在外遮光区2的位置按顺时针方向分别为:不透光区7 (面积最小，占外遮光区2面积的1/8~1/6)、全透光区5(面积最次之，占外遮光区2面积的1/3左右)和过渡透光区6 (面积最大，占外遮光区2面积的1/2左右)。安装固定区4用来保证将减光板安装在光轴上，安装固定区4由一个形状为大圆的轴安装孔8和三个小圆的固定孔9构成，轴安装孔8可按放光轴或者电机轴，固定孔9起到定位和固定作用。
[0018]在全站仪或激光测距仪工作时，为了测量的准确性，需要克服一些外界因素如温度等条件的影响，因此激光需要分别经过内光路和外光路俩个光路进行测量，并将内外光路的结果相减即可消除外部干扰，得到正确的测量结果，这就要求内外光路的光强要尽可能的一致。使用时，将减光板安装在接收光路的光轴上，激光首先经过内光路发出，信号在到达接收电路前要经过减光板的内遮光区3，此时减光板通过旋转即可使回波光强发生变化，因为内遮光区3的全透光区5和不透光区7相邻，且全透光区5面积很小，光强信号会经历一个由中等到极大再到无光的过程，因此可以很快判断出全站仪或激光测距仪的过渡透光区6，并以在过渡透光区6的光强值为基准；然后激光再透过外光路射向被测目标，经过被测目标反射的激光经过减光板的外遮光区2进入到接收电路，根据被测目标的距离远近和目标的反射率不同，逐渐转动减光板，若回波信号强于内光路下的基准值则逆时针转动，若回波信号很弱于内光路下的基准值则顺时针转动。如上所述通过内遮光区3的粗定位和外遮光区2的细定位即可确定位置，并快速调节光强，使内外光路光强一致。
[0019]本实用新型将内外光路的遮光区集成在一个减光板上，通过把内外遮光区分成三个透光区的方法来给减光板标定位置。在工作时，通过内遮光区的粗定位和外遮光区的细定位完成了减光板的快速调节。同时将减光板安装在接收光路上，也避免了由于衍射弓I起的不同步误触发现象，该实用新型生产工艺简单，成本较低，实用性较强。
[0020]上述实施方式只为说明本实用新型的技术构思和特点，不能以此限制本实用新型的保护范围，凡根据本实用新型精神实质所做的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。
【权利要求】
1.一种具有位置识别功能的减光板，具有圆形的本体(1)，其特征在于:本体(1)上具有均为环形的外遮光区(2)、内遮光区(3)和安装固定区(4)，外遮光区(2)和内遮光区(3)分别涂上不同透过率的衰减膜，将内外遮光区分别分成透明的全透光区(5)、由深到浅的过渡透光区(6)和全黑的不透光区(7)，减光板整体安装在全站仪接受光路的光轴上。
2.根据权利要求1所述的具有位置识别功能的减光板，其特征在于:所述内遮光区(3)按顺时针方向分别设置:面积最小，占内遮光区3面积的l/2(Tl/10的全透光区(5)、面积次之，占内遮光区3面积的l/l(Tl/8的不透光区(7)和面积最大，占内遮光区3面积的3/5^4/5过渡透光区(6);所述外遮光区(2)按顺时针方向分别设置:面积最小，占外遮光区2面积的1/8~1/6的不透光区(7)、面积最次之，占外遮光区2面积的1/3左右的全透光区(5)和面积最大，占外遮光区2面积的1/2左右的过渡透光区(6)。
3.根据权利要求1所述的具有位置识别功能的减光板，其特征在于:所述的安装固定区(4)由一个大圆环(8)和三个小圆环(9)构成，大圆环(8)安放光轴或者电机轴，小圆环(9)起到定位和固定作用。
【文档编号】G01S7/481GK203732066SQ201320578152
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】龙腾宇, 黄民双, 徐文龙 申请人:北京石油化工学院