专利名称：激光测距装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种激光测距装置，尤其是一种手持式的激光测距装置。
背景技术：
激光测距装置，由于其测量精度高而被广泛应用于建筑、室内装潢等领域。它们具有几十米的测距范围并且通常被设计成手持式装置。其测量的一般原理
是发射器发射出强度经过调制的测量光束到被测物体上，光电接收器接收到被被测物体反射回的测量光束，由测量光束发射和接收时的相位差确定测距装置到被测物体之间的距离。
现有技术中，在光电接收器前通常设置有一个滤波装置，该滤波装置具有一定的带宽，发射器发射出的调制测量光束的带宽小于滤波装置的带宽，从而反射测量光束和部分位于该带宽范围内的干扰光可以通过滤波装置被光电接收器接收，而位于滤波装置带宽范围外的大部分干扰光信号则被滤波装置滤除。但是，例如在室外强光环境下，由于背景光中干扰光强度大幅增加，通过滤波装置被光电接收器接收的光信号中干扰光成分提高，光电接收器接收到的光信号的信噪比(光电接收器接收到的光信号中反射测量信号和干扰光信号的比)降低，导致测距装置的测距能力相比于室内大大减弱，有效测量距离也大大縮减。为了提高激光测距装置在强光环境下的测距能力，可以想到缩减滤波装置的带宽以滤掉更多的噪声信号(即干扰光信号)，但是縮减滤波装置的带宽使其小于测量光束的带宽， 一部分有用的测量光束信号也被滤除掉，光电接收器接收到的测量光束信号的强度减弱，从而也不能有效地提高信噪比。另外出于安全方面的考虑，激光测距装置的激光出射功率有一定的限制，目前规定的最大功率上限值为1毫瓦，故也不能通过任意的提高激光发射器的发射功率以获得较强的测量信号来提高激光测距装置的测距能力。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服上述现有技术的缺点提供一种具有较高信噪比、
尤其提高了强光环境下测距能力的激光测距装置。为了实现这个目的，本实用新型的激光测距装置，包含 一个位于发射光
路上、发出一测量激光束到一被测物体的发射部分，该发射部分包含一个可以发射出具有第一光谱带宽的激光束的激光发生装置，位于激光束传播路径上的准直物镜； 一个位于接收光路上的接收部分，该接收部分包含一接收物镜、以及一个接收从被测物体反射回的反射测量激光束并将其转变成电信号的光电接收及转换装置；其中，发射部分还包含一个光学滤波器，该光学滤波器具有小于第一光谱带宽的第二光谱带宽。
现有技术中激光测距装置的发射光路上无光学滤波元件，其出射的测量激光束中有效测量光信号能量仅占出射光束功率的一部分，而激光发生装置的出射功率不能超过安规规定的最大功率值，故现有技术中出射的激光束中的有效光信号能量大大小于安规规定的最大功率值。相比于发射光路上无滤波元件的激光测距装置，本实用新型中所揭示的激光测距装置，通过在发射部分光路上增添一个带宽小于激光束光谱带宽的光学滤波器，将激光发生器发出的激光束中的至少大部分非有效测量光信号滤除，在激光测距装置的出射功率不超过安规规定的最大功率值的前提下，极大提高了激光测距装置的出射光束中有效测量光信号的比重，可以使从光学滤波元件出射出去的有效激光束能量很大程度上接近或等于安规规定的最大功率值，从而有效地提高了信噪比，增强该激光测距装置在强光环境下的测距能力。
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一歩详细的说明。
图1是本实用新型的一种首选实施方式中的激光测距装置的距离测量光路的示意图。
图2是图1中所示的发射部分光路上的光学窄带滤波片的带宽及激光束的光谱带宽的图示。
具体实施方式
如图1所示，本实用新型的一种首选实施方式的激光测距装置包含位于发射光路20上的发射部分20'和位于接收光路30上的接收部分30'。发射部分20'包含一个激光发射器21、 一个准直透镜组22以及一个光学窄带滤波片23。接收部分30'包含一个光电接收及转换装置31、 一个光学窄带滤波片32以及一个会聚透镜33。激光发射器21发射出一束激光束24，激光束24经作为准直物镜的准直透镜组22准直为一束准直激光束后通过光学窄带滤波片23滤波后成为测量激光束24'从激光测距装置出射出去。测量激光束24'到达被测目标物体40后被反射或散射，反射激光束24"经作为接收物镜的会聚透镜33会聚，并且通过设置在光电接收及转换装置31和会聚透镜33之间的窄带滤波片32滤波后被光电接收及转换装置31接收并被转换成相应的电信号。该电信号中包含有距离测量信息，将该电信号输送到一个信号处理器(图中未示出)中处理从而可以得到激光测距装置距被测目标物体40之间的距离。
如图2所示，发射部分光路20上的光学窄带滤波片23的带宽小于激光束24的光谱带宽，故激光束24在经过窄带滤波片23滤波后，位于光学窄带滤波片23带宽范围以外的激光部分被滤除掉。而激光测量装置的出射激光功率为出射的测量激光束24'的功率，通过调节激光发射器21的发射功率，使位于窄带滤波片23带宽范围内的激光束部分(即测量激光束24')的功率变大，从而在不超过安规规定的最大功率上限值的前提下尽可能的提高有效测量激光信号的强度，提高信噪比。
作为本实用新型的首选实施方式，在接收部分光路30上也设置了一个光学窄带滤波片32,该滤波片32用于滤除测量环境中的干扰光信号，位于窄带滤波片32的带宽范围外的干扰光信号可以被该滤波片32滤除掉。由于随着测量距离的增加，反射测量光信号的强度成级数减弱。为了在提高光电接收及转换装置31接收信号的信噪比的同时兼顾提高最大测量距离，还要尽量减少反射测量光的损失，因此优选的，该窄带滤波片32的带宽被设置成和光学窄带滤波片23的带宽相同。在其他实施方式中，将窄带滤波片32的带宽设置的窄或宽一些都可以。如果窄带滤波片32的带宽小于窄带滤波片23的带宽范围，这样更多的干扰光信号可以被有效滤除掉，从而提高了激光测距装置在强光下的测距能力，但由于部分反射测量光也会被滤除，最大测量距离会在一定程度上小于首选实施方式。这里，窄带滤波片32采用了与光学窄带滤波片23基本相同的材质制成，两者具有相似的滤光特性以及温漂特性。
当然，本领域的普通技术人员也可以想到，直接在激光发射器21前设置一个带有滤波功能的准直透镜，从而可以免除一个光学窄带滤波片23的安装固定。例如在上述的准直透镜组22上镀一层具有滤光性能的光学薄膜就可以制成带有滤波功能的准直透镜。通过同样的方式，也可以省去接收部分光路30上的光学窄带滤波片32，用一个带有滤波功能的会聚透镜来代替原来的普通会聚透镜。本领域的普通技术人员还可以想到将发射部分光路20上的光学窄带滤波片23直接封装在激光发射器21中，将接收部分光路30上的光学窄带滤波片32封装在光电接收及转换装置31中。发射光路上的光学窄带滤波片或者滤波薄膜可以位于激光发射器和准直透镜组之间，也可以位于准直透镜组背向激光发射器的一侧。
以上仅对本实用新型的激光测距装置的距离测量光路部分进行了描述，其所采用的机械结构及信号处理电路部分，都是现有技术中的内容，在此不再赘述。
以上所描述的具体实施方式
只是对本实用新型的构思和原理进行阐述，并非要对本实用新型的内容进行限制。本领域的普通技术人员可以意识到，除了上述首选的具体实施方式
之外，本实用新型还有很多其他替代的或者修改的实施方式，这些替代的或者修改的实施方式仍然在本实用新型的范围之内。本实用新型的保护范围由权利要求确定。
权利要求1. 一种激光测距装置，包含一个位于发射光路上、发出一测量激光束到一被测物体的发射部分，所述的发射部分包含一个可以发射出具有第一光谱带宽的激光束的激光发生装置，位于所述激光束传播路径上的准直物镜；一个位于接收光路上的接收部分，所述的接收部分包含一接收物镜、以及一个接收从被测物体反射回的反射测量激光束并将其转变成电信号的光电接收及转换装置；其特征是，所述的发射部分还包含一个光学滤波器，所述的光学滤波器具有小于所述第一光谱带宽的第二光谱带宽。
2. 如权利要求1中所述的激光测距装置，其特征在于，所述的光学滤波器为 一光学窄带滤波片。
3. 如权利要求2所述的激光测距装置，其特征在于，所述光学滤波器被设置 在所述激光发生装置和所述准直物镜之间。
4. 如权利要求2所述的激光测距装置，其特征在于，所述光学滤波器被封装 在所述激光发生装置中。
5. 如权利要求2所述的激光测距装置，其特征在于，所述光学滤波器被设置 在所述准直物镜背向所述激光发生装置的一侧。
6. 如权利要求1中所述的激光测距装置，其特征在于，所述的光学滤波器为 一具有滤光性能的光学薄膜。
7. 如权利要求6中所述的激光测距装置，其特征在于，所述的光学薄膜直接 镀制在所述的准直物镜的至少一侧上。
8. 如权利要求1-7任一项中所述的激光测距装置，其特征在于，所述的接收 部分还包含另一个光学滤波器。
9. 如权利要求8所述的激光测距装置，其特征在于，所述光学滤波器和所述 另一个光学滤波器具有相似的滤光特性和温漂特性。
10. 如权利要求8中所述的激光测距装置，其特征在于，所述另一个光学滤 波器具有小于所述第一光谱带宽的第三光谱带宽。
11. 如权利要求10中所述的激光测距装置，其特征在于，所述第三光谱带宽 小于或者等于所述第二光谱带宽。
专利摘要本实用新型涉及一种激光测距装置，包含一个位于发射光路上、发出一测量激光束到一被测物体的发射部分，该发射部分包含一个可以发射出具有第一光谱带宽的激光束的激光发生装置，位于激光束传播路径上的准直物镜；一个位于接收光路上的接收部分，该接收部分包含一接收物镜、以及一个接收从被测物体反射回的反射测量激光束并将其转变成电信号的光电接收及转换装置；其中，发射部分还包含一个光学滤波器，该光学滤波器具有小于第一光谱带宽的第二光谱带宽。该光学滤波器将激光发生器发出的激光束中的至少大部分非有效测量光信号滤除，极大提高了激光测距装置的出射光束中有效测量光信号的比重，增强该激光测距装置在强光环境下的测距能力。
文档编号G01S7/523GK201298079SQ20082021615
公开日2009年8月26日 申请日期2008年11月17日 优先权日2008年11月17日
发明者杨德中 申请人:南京德朔实业有限公司