一种激光测距仪及测距系统的制作方法

[0001]
本发明涉及激光测绘领域，特别是涉及一种激光测距仪及测距系统。


背景技术：

[0002]
激光测距仪在工作时向目标发射射出一束激光束，由光电元件接收目标反射的激光束，再通过计时器测定激光束从发射到接收的时间，计算出从观测者到目标的距离。现有的测距仪在测量了目标距离以后需要一个额外的部件来显示目标与观测者之间的距离，通常为独立于激光测距仪的目镜的显示屏。这就需要操作人员先通过肉眼校正，将目镜内的准星或标尺对准要测量的点，再让双眼离开目镜，转头去看显示屏上显示的距离数字，导致这样的测距仪不管是测量还是携带都不方便，测量效率也不高，更重要的是，在操作人员眼睛离开目镜到识别显示屏上距离数字的期间，可能由于手抖或支撑不稳等原因，导致测距仪的测量位置发生偏移，造成测量不准。
[0003]
因此，如何解决现有技术中读取测距数据不方便、效率低，同时提高测距准确度的方法，就成了本领域技术人员亟待解决的问题。


技术实现要素：

[0004]
本发明的目的是提供一种激光测距仪及测距系统，以解决现有技术中测量效率低，测量准确性差的问题。
[0005]
为解决上述技术问题，本发明提供一种激光测距仪，包括取景分光组件、合光组件、测距组件及目镜；
[0006]
所述取景分光组件接收对应的视域的入射光信号，并通过所述入射光信号得到激光测距信号及图像视觉信号；
[0007]
所述测距组件根据所述激光测距信号得到数据视觉信号，并通过所述测距组件的显示屏发送所述数据视觉信号；
[0008]
所述合光组件包括显示光路及偏光立方体；
[0009]
所述显示光路为所述数据视觉信号的传输光路；
[0010]
所述数据视觉信号通过所述显示光路，入射所述偏光立方体的第一入射面，再透射所述偏光立方体的偏光面，从所述偏光立方体的出射面出射，到达所述目镜；
[0011]
所述图像视觉信号入射所述偏光立方体的第二入射面，再经所述偏光立方体的偏光面反射，从所述偏光立方体的出射面出射，到达所述目镜。
[0012]
可选地，在所述的激光测距仪中，所述取景分光组件包括取景光路及分光棱镜组；
[0013]
所述取景光路为所述入射光信号的传输光路；
[0014]
所述分光棱镜组包括前分光直角棱镜、中分光直角棱镜及后分光直角棱镜；
[0015]
所述前分光直角棱镜的第二直角面与所述中分光直角棱镜的斜边面贴合；
[0016]
所述中分光直角棱镜的第二直角面与所述后分光直角棱镜的斜边面贴合，其中，所述中分光直角棱镜的第二直角面与所述后分光直角棱镜的斜边面之间设置有分光偏光
膜；
[0017]
所述入射光信号通过所述取景光路到达所述前分光直角棱镜的第一直角面，所述测距激光信号通过所述后分光直角棱镜的第一直角面到达所述测距组件的接收器。
[0018]
可选地，在所述的激光测距仪中，所述取景光路包括取景凸透镜及取景凹透镜。
[0019]
可选地，在所述的激光测距仪中，所述偏光立方体包括前合光直角棱镜、后合光直角棱镜及复合偏光膜；
[0020]
所述前合光直角棱镜的斜边面及所述后合光直角棱镜的斜边面通过所述复合偏光膜固定连接。
[0021]
可选地，在所述的激光测距仪中，所述激光测距仪中的直角棱镜为磨边棱镜。
[0022]
可选地，在所述的激光测距仪中，所述显示光路包括显示凸透镜及显示凹透镜。
[0023]
可选地，在所述的激光测距仪中，所述显示光路还包括调整透镜；
[0024]
所述调整透镜设置于所述显示凸透镜及所述显示凹透镜之间。
[0025]
可选地，在所述的激光测距仪中，所述显示屏为led显示屏。
[0026]
可选地，在所述的激光测距仪中，所述激光测距仪为手持测距仪。
[0027]
一种测距系统，所述测距系统包括如上述任一种所述的激光测距仪。
[0028]
本发明所提供的激光测距仪，包括取景分光组件、合光组件、测距组件及目镜；所述取景分光组件接收对应的视域的入射光信号，并通过所述入射光信号得到激光测距信号及图像视觉信号；所述测距组件根据所述激光测距信号得到数据视觉信号，并通过所述测距组件的显示屏发送所述数据视觉信号；所述合光组件包括显示光路及偏光立方体；所述显示光路为所述数据视觉信号的传输光路；所述数据视觉信号通过所述显示光路，入射所述偏光立方体的第一入射面，再透射所述偏光立方体的偏光面，从所述偏光立方体的出射面出射，到达所述目镜；所述图像视觉信号入射所述偏光立方体的第二入射面，再经所述偏光立方体的偏光面反射，从所述偏光立方体的出射面出射，到达所述目镜。
[0029]
本发明通过在现有的激光测距仪的基础上，增设了所述合光组件，使包括画面及准星的图像视觉信号及包括测量得到的距离数字的数据视觉信号相重叠，让工作人员能在通过目镜对准待测距位置的同时，直接在目镜内看到该位置到激光测距仪的距离，提升了测量效率，提升了设备的一体化程度，进而提升了便携性，同时，由于操作人员能在瞄准的同时看到测量结果，大大提升了测量的准确度。本发明同时还提供了一种具有上述有益效果的测距系统。
附图说明
[0030]
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，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的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0031]
图1为本发明提供的激光测距仪的一种具体实施方式的结构示意图；
[0032]
图2为本发明提供的激光测距仪的另一种具体实施方式的结构示意图；
[0033]
图3为本发明提供的激光测距仪的一种具体实施方式的偏光立方体及分光棱镜组组合后的左视图；
[0034]
图4为本发明提供的激光测距仪的一种具体实施方式的偏光立方体及分光棱镜组组合后的正视图。
具体实施方式
[0035]
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。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。
[0036]
本发明的核心是提供一种激光测距仪，其一种具体实施方式的结构示意图如图1所示，称其为具体实施方式一，包括取景分光组件100、合光组件、测距组件及目镜400；
[0037]
所述取景分光组件100接收对应的视域的入射光信号，并通过所述入射光信号得到激光测距信号及图像视觉信号；
[0038]
所述测距组件根据所述激光测距信号得到数据视觉信号，并通过所述测距组件的显示屏320发送所述数据视觉信号；
[0039]
所述合光组件包括显示光路210及偏光立方体220；
[0040]
所述显示光路210为所述数据视觉信号的传输光路；
[0041]
所述数据视觉信号通过所述显示光路210，入射所述偏光立方体220的第一入射面，再透射所述偏光立方体220的偏光面，从所述偏光立方体220的出射面出射，到达所述目镜400；
[0042]
所述图像视觉信号入射所述偏光立方体220的第二入射面，再经所述偏光立方体220的偏光面反射，从所述偏光立方体220的出射面出射，到达所述目镜400。
[0043]
作为一种优选实施方式，所述偏光立方体220包括前合光直角棱镜221、后合光直角棱镜222及复合偏光膜；
[0044]
所述前合光直角棱镜221的斜边面043及所述后合光直角棱镜222的斜边面通过所述复合偏光膜固定连接。
[0045]
所述偏光立方体220可为两个单独的直角棱镜贴合而成，可结合下文中其他对本发明中的改进可知，统一使用规格相同的直角棱镜，由于规模效应可大大降低生产成本，所述复合偏光膜可为介质多层偏光膜，当然，也可根据实际需要做改动。
[0046]
所述偏光立方体220即为偏振分光立方体，所述复合偏光膜即为分光膜。
[0047]
则，所述偏光立方体220的第一入射面为所述前合光直角棱镜221的第一直角面041，所述偏光立方体220的第二入射面为所述后合光直角棱镜222的第一直角面051，所述偏光立方体220的出射面为所述后合光直角棱镜222的第二直角面052，所述偏光立方体220的偏光面为所述前合光直角棱镜221的斜边面043与所述后合光直角棱镜222的斜边面053通过偏光涂层贴合形成的。
[0048]
另外，所述显示光路210包括显示凸透镜212及显示凹透镜211；通过所述显示凹透镜211和显示凸透镜212对所述显示屏320发送的数据视觉信号进行调焦，使其能通过后续光学组件清晰地将所述显示屏320的图像(即所述数据视觉信号)显示在目镜400中。
[0049]
更进一步地，所述显示光路210还包括调整透镜213；
[0050]
所述调整透镜213设置于所述显示凸透镜212及所述显示凹透镜211之间。
[0051]
所述调整透镜213用于辅助调焦，以进一步缩小调整所述数据视觉信号至清晰可见的过程中，所需要的光路长度，进一步缩小所述显示光路210占用空间，有利于设备小型化。
[0052]
再进一步地，所述显示屏320为led显示屏320；led显示屏320厚度小，亮度高，在白天间的环境下其图像也清晰可见，更适用于本发明中的激光目视测距场景，当然，也可根据实际情况选用其他类型的显示屏320。
[0053]
最后，所述激光测距仪为手持测距仪，由于本申请中将查看距离的显示屏320集成到了设备内部，可通过目镜400在观测待测地点时直观看到距离，方便了设备的一体化，手持式测距仪可大大提升设备的便携性，拓展所述激光测距仪的使用场景。
[0054]
图1中的所述显示屏320与所述接收器310之间通过外部电路相连，图中未画出。
[0055]
本发明所提供的激光测距仪，包括取景分光组件100、合光组件、测距组件及目镜400；所述取景分光组件100接收对应的视域的入射光信号，并通过所述入射光信号得到激光测距信号及图像视觉信号；所述测距组件根据所述激光测距信号得到数据视觉信号，并通过所述测距组件的显示屏320发送所述数据视觉信号；所述合光组件包括显示光路210及偏光立方体220；所述显示光路210为所述数据视觉信号的传输光路；所述数据视觉信号通过所述显示光路210，入射所述偏光立方体220的第一入射面，再透射所述偏光立方体220的偏光面，从所述偏光立方体220的出射面出射，到达所述目镜400；所述图像视觉信号入射所述偏光立方体220的第二入射面，再经所述偏光立方体220的偏光面反射，从所述偏光立方体220的出射面出射，到达所述目镜400。本发明通过在现有的激光测距仪的基础上，增设了所述合光组件，使包括画面及准星的图像视觉信号及包括测量得到的距离数字的数据视觉信号相重叠，让工作人员能在通过目镜400对准待测距位置的同时，直接在目镜400内看到该位置到激光测距仪的距离，提升了测量效率，提升了设备的一体化程度，进而提升了便携性，同时，由于操作人员能在瞄准的同时看到测量结果，大大提升了测量的准确度。
[0056]
在具体实施方式一的基础上，进一步对所述取景分光组件100做改进，得到具体实施方式二，其结构示意图如图2所示，包括取景分光组件100、合光组件、测距组件及目镜400；
[0057]
所述取景分光组件100接收对应的视域的入射光信号，并通过所述入射光信号得到激光测距信号及图像视觉信号；
[0058]
所述测距组件根据所述激光测距信号得到数据视觉信号，并通过所述测距组件的显示屏320发送所述数据视觉信号；
[0059]
所述合光组件包括显示光路210及偏光立方体220；
[0060]
所述显示光路210为所述数据视觉信号的传输光路；
[0061]
所述数据视觉信号通过所述显示光路210，入射所述偏光立方体220的第一入射面，再透射所述偏光立方体220的偏光面，从所述偏光立方体220的出射面出射，到达所述目镜400；
[0062]
所述图像视觉信号入射所述偏光立方体220的第二入射面，再经所述偏光立方体220的偏光面反射，从所述偏光立方体220的出射面出射，到达所述目镜400；
[0063]
所述取景分光组件100包括取景光路及分光棱镜组；
[0064]
所述取景光路为所述入射光信号的传输光路；
[0065]
所述分光棱镜组包括前分光直角棱镜121、中分光直角棱镜122及后分光直角棱镜123；
[0066]
所述前分光直角棱镜121的第二直角面012与所述中分光直角棱镜122的斜边面023贴合；
[0067]
所述中分光直角棱镜122的第二直角面022与所述后分光直角棱镜123的斜边面033贴合，其中，所述中分光直角棱镜122的第二直角面022与所述后分光直角棱镜123的斜边面033之间设置有分光偏光膜；
[0068]
所述入射光信号通过所述取景光路到达所述前分光直角棱镜121的第一直角面011，所述测距激光信号通过所述后分光直角棱镜123的第一直角面031到达所述测距组件的接收器310。
[0069]
需要注意的是，本发明中的直角棱镜的直角面指所述直角棱镜的组成直角的两个边的矩形面，所述斜边面为所述直角棱镜对应的直角的斜边的矩形面。
[0070]
所述入射光信号经过所述取景光路调焦后，从所述前分光直角棱镜121的第一直角面011入射，并经过所述前分光直角棱镜121的斜边面013全反射，从所述前分光直角棱镜121的第二直角面012出射，又由于所述前分光直角棱镜121的第二直角面012与所述中分光直角棱镜122的斜边面023贴合，因此便从所述中分光直角棱镜122的斜边面023垂直入射，到达所述中分光直角棱镜122的第一直角面021后发生全反射，到达所述中分光直角棱镜122的第二直角面022，在所述中分光直角棱镜122的第二直角面022经所述分光偏光膜分光，得到所述激光测距信号及图像视觉信号，所述图像视觉信号在所述中分光直角棱镜122的第二直角面022发生全反射，垂直于所述中分光直角棱镜122的斜边面023角面出射；而所述激光测距信号则透射所述中分光直角棱镜122的第二直角面022，并垂直所述后分光直角棱镜123的第一直角面031出射，被所述接收器310接收，用于计算目标地点到所述激光测距仪的距离。
[0071]
图2为本具体实施方式的激光测距仪的结构爆炸图，需要注意的是，图2中的虚线仅表示相关光学组件在空间中的位置关系，并非光路图；在实际使用中，图2中各个光学组件有的间隔一定距离，有的紧密贴合设置，爆炸图中未单独画出所述分光偏光膜；图3为本具体实施方式的所述偏光立方体220及所述分光棱镜组组合后的左视图，图4为其正视图。
[0072]
本具体实施方式中进一步改进了所述取景分光组件100，对应的入射光信号(即光学图像)在经过所述取景光路调焦后，仅通过所述前分光直角棱镜121、所述中分光直角棱镜122及所述后分光直角棱镜123共三个直角棱镜，即可实现分光，大大简化了实现分光的结构，缩小了取景分光组件100的空间占用，有利于设备的一体化及小型化。
[0073]
作为一种具体实施方式，所述取景光路包括取景凸透镜112及取景凹透镜111；当然，更进一步也可包括取景调整透镜213，其作用于上文中的所述调整透镜213相同，在此不再展开赘述。
[0074]
作为一种优选实施方式，上文中(包括具体实施方式一及具体实施方式二)所述激光测距仪中的直角棱镜为磨边棱镜，需要注意的是，所述磨边棱镜指在不影响光路的前提下对所述直角棱镜的起支撑固定作用的边缘进行磨平，具体请见说明书附图，使所述直角棱镜的边缘更平滑，分散应力，更不易遭磕碰损坏，同时便于安装。
[0075]
本发明同时还提供了一种具有上述有益效果的测距系统，所述测距系统包括如上
述任一种所述的激光测距仪。本发明所提供的激光测距仪，包括取景分光组件100、合光组件、测距组件及目镜400；所述取景分光组件100接收对应的视域的入射光信号，并通过所述入射光信号得到激光测距信号及图像视觉信号；所述测距组件根据所述激光测距信号得到数据视觉信号，并通过所述测距组件的显示屏320发送所述数据视觉信号；所述合光组件包括显示光路210及偏光立方体220；所述显示光路210为所述数据视觉信号的传输光路；所述数据视觉信号通过所述显示光路210，入射所述偏光立方体220的第一入射面，再透射所述偏光立方体220的偏光面，从所述偏光立方体220的出射面出射，到达所述目镜400；所述图像视觉信号入射所述偏光立方体220的第二入射面，再经所述偏光立方体220的偏光面反射，从所述偏光立方体220的出射面出射，到达所述目镜400。本发明通过在现有的激光测距仪的基础上，增设了所述合光组件，使包括画面及准星的图像视觉信号及包括测量得到的距离数字的数据视觉信号相重叠，让工作人员能在通过目镜400对准待测距位置的同时，直接在目镜400内看到该位置到激光测距仪的距离，提升了测量效率，提升了设备的一体化程度，进而提升了便携性，同时，由于操作人员能在瞄准的同时看到测量结果，大大提升了测量的准确度。
[0076]
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它实施例的不同之处，各个实施例之间相同或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。
[0077]
需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0078]
以上对本发明所提供的激光测距仪及测距系统进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。