测距模块及激光测距装置的制作方法

1.本发明涉及激光测距技术领域，尤其涉及一种测距模块及激光测距装置。


背景技术：

2.激光测距仪是利用激光对目标的距离进行准确测定的仪器。激光测距仪在工作时向目标射出一束很细的激光束，由光电元件接收目标反射的激光束，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。在相关技术中，目前的激光测距仪中的测距模块内部结构复杂，在生产制造时成本过高，造成资源浪费，并且适用的范围少，难以应用于在各个领域中。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，第一方面，本发明实施例提供了一种测距模块，包括：
4.光发射单元，用于向被测物发送预定波长的第一激光信号；
5.光接收单元，用于接收自所述被测物反射回来的第二激光信号并生成目标信号；
6.信号处理单元，所述信号处理单元与所述光发射单元及所述光接收单元连接，用于将所述第一激光信号与所述目标信号混频以得到混频信号；
7.计算单元，所述计算单元与所述信号处理单元相连，用于接收所述混频信号并采用预设逻辑关系计算所述被测物的距离。
8.优选的，所述采用预设逻辑关系计算所述被测物的距离包括：将所述第一激光信号设定为p1，将所述第二激光信号设定为p2，计算p1和p2之间的偏移值，根据所述偏移值及预设算法计算得到所述被测物的距离。
9.优选的，所述计算单元还用于根据所述偏移值计算所述第一激光信号和所述第二激光信号的传导时间，根据所述传导时间对所述被测物的距离进行数据修正。
10.优选的，所述信号处理单元包括：
11.第一振荡器，所述第一振荡器与所述发射单元相连，用于输出第一振荡信号；
12.第二振荡器，用于输出第二振荡信号；
13.混频单元，所述混频单元分别与所述第一振荡器、第二振荡器及所述光接收单元相连，用于接收所述第一振荡信号、第二振荡信号及所述目标信号，以生成混频信号。
14.优选的，所述混频单元包括：
15.第一混频器，所述第一混频器与所述第一振荡器及所述第二振荡器相连，用于接收所述第一振荡信号和所述第二振荡信号；
16.第二混频器，所述第二混频器与所述第二振荡器及所述接收单元相连，用于接收第二振荡信号及所述目标信号。
17.优选的，所述预定波长包括第一波长或第二波长，所述第一波长范围为490-560nm，所述第二波长范围为620-650nm。
18.优选的，所述第一激光信号和所述第二激光信号均为周期正弦调制信号。
19.优选的，还包括显示单元，所述显示单元与所述计算单元相连，用于接收所述计算单元发出的数字信号以显示所述被测物的距离。
20.本发明还提供了一种激光测距装置，包括如上述的测距模块。
21.本发明提供的测距模块，采用光发射单元向被测物发送预定波长的第一激光信号，并通过光接收单元接收自被测物反射回来的第二激光信号并生成目标信号，使信号处理单元可以将第一激光信号与目标信号混频以得到混频信号，然后通过计算单元接收混频信号并采用预设逻辑关系计算被测物的距离，如此，使得整体的结构更简单，减少了生产制造时的成本，避免造成资源浪费，并且适用的范围更广，可以应用于在各个领域中进行使用。
附图说明
22.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。
23.图1是本发明实施例中提供的的测距模块的结构框图；
24.图2是本发明实施例中提供的的信号处理单元和计算单元的结构框图；
25.图3是本发明实施例中提供的的测距模块的信令流程图。
26.附图标号说明：
27.10、光反射单元；20、被测物；30、光接收单元；40、信号处理单元；41、第一振荡器；42、第二振荡器；43、混频单元；431、第一混频器；432、第二混频器；50、计算单元；60、显示单元。
28.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
29.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制，基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
30.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”“轴向”、“周向”、“径向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
31.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，
除非另有明确具体的限定。
32.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
33.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，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触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。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，或仅仅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，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
34.如图1和图3所示，本发明实施例中提供的测距模块，包括光发射单元10、光接收单元30、信号处理单元40及计算单元50，光发射单元10用于向被测物20发送预定波长的第一激光信号；光接收单元30用于接收自被测物20反射回来的第二激光信号并生成目标信号；信号处理单元40与光发射单元10及光接收单元30连接，用于将第一激光信号与目标信号混频以得到混频信号；计算单元50与信号处理单元40相连，用于接收混频信号并采用预设逻辑关系计算被测物20的距离。
35.其中，光发射单元10发射的光束可以采用可见光，并且，且预定波长包为第一波长或第二波长，第一波长范围为490-560nm，第二波长范围为620-650nm，第一波长可以是绿色发射管发出，其波长可以设置成525nm，第二波长可以是红色发射管发出，其波长可以设置成635nm；并且，第一激光信号和第二激光信号均为周期正弦调制信号。
36.本发明提供的测距模块，采用光发射单元10向被测物20发送预定波长的第一激光信号，并通过光接收单元30接收自被测物20反射回来的第二激光信号并生成目标信号，使信号处理单元40可以将第一激光信号与目标信号混频以得到混频信号，然后通过计算单元50接收混频信号并采用预设逻辑关系计算被测物20的距离，如此，使得整体的结构更简单，减少了生产制造时的成本，避免造成资源浪费，并且适用的范围更广，可以应用于在各个领域中进行使用。
37.具体的，采用预设逻辑关系计算被测物20的距离包括：将第一激光信号设定为p1，将第二激光信号设定为p2，计算p1和p2之间的偏移值，根据偏移值及预设算法计算得到被测物20的距离。
38.在本实施例中，p1表示第一激光信号的相位，p2表示第二激光信号的相位，其中，表示为接收信号的末相位，通过可以计算得到p1和p2之间的相位偏移值通过相位偏移值及角速度公式可以计算得到传导时间其中，预设算法可以采用以下公式进行计算：
39.l＝ct/2，其中，l为被测物20的距离，c为光速，t为传导时间，由此，可以计算的得
到被测物20的距离l。
40.具体的，计算单元50还用于根据偏移值计算第一激光信号和第二激光信号的传导时间，根据传导时间对被测物20的距离进行数据修正。
41.其中，在计算单元50内具有存储子单元，存储子单元可以存储有多个传导时间以及每个传导时间对应的多个测量距离，在第一激光信号和第二激光信号的传导过程中被影响时，例如被光照影响，对于传导时间相同但多个测量距离不同的情况下时，计算单元50可以将相同传导时间的多个测量距离进行平均值计算，将计算得到的平均值替换其当前计算得到的测量距离，从而完成对被测物20距离的数据修正。
42.参照图2所示，信号处理单元40包括第一振荡器41、第二振荡器42及混频单元43，第一振荡器41与发射单元相连，用于输出第一振荡信号；第二振荡器42用于输出第二振荡信号；混频单元43分别与第一振荡器41、第二振荡器42及光接收单元30相连，用于接收第一振荡信号、第二振荡信号及目标信号，以生成混频信号。
43.在本实施例中，在测距过程中，通过第一振荡器41向发射单元持续发送第一振荡信号，使得发射单元向被测物20发送测距光束，在测距光束从目标物反射回来后，接收单元将反射回来的第二激光信号接收并输出目标信号，同时将第一振荡信号、第二振荡信号及目标信号发送至混频单元43，使得混频单元43能够将各个信号的频率进行转换，并输出至计算单元50进行以进行计算。
44.具体的，混频单元43包括第一混频器431及第二混频器432，第一混频器431与第一振荡器41及第二振荡器42相连，用于接收第一振荡信号和第二振荡信号；第二混频器432与第二振荡器42及接收单元相连，用于接收第二振荡信号及目标信号。
45.在本实施例中，第一混频器431将第一振荡信号和第二振荡信号进行频率转换，第二混频器432将第二振荡信号和目标信号进行频率转换，然后共同输出至计算单元50进行计算，使计算单元50能够将目标物的距离计算出来，以供使用者查看，以使瞄准镜能够对目标物进行瞄准的前提下还能对目标物的距离进行测量，适用范围更广。
46.进一步的，还包括显示单元60，显示单元60与计算单元50相连，用于接收计算单元50发出的数字信号以显示被测物20的距离。其中，显示单元可以是显示屏等，通过显示单元60将被测物20的距离显示，使得在应用于各个场景时，能够更好地为使用者提供距离指示，使用更方便。
47.本发明实施例中提供的激光测距装置，包括如上述的测距模块。其中，该激光测距装置可以是微型测距仪，或可以将上述的测距模块应用在各个领域，例如可以应用在户外登山杖、安全帽及瞄准镜等设备上，通过将测距模块设置成更简单的结构，减少了生产制造时的成本，集成使用更方便，适用范围更广。
48.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
49.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。