CN208654324U - 一种高接收灵敏度的激光测距仪 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于激光测控技术领域，公开了一种高接收灵敏度的激光测距仪，包括发射激光器、光分束器、发射透镜、接收透镜、可调光滤波器、光波长监控器和探测器，所述发射激光器的发出的大部分探测光信号经过光分束器的第一输出端传至所述发射透镜，经所述发射透镜准直至探测目标，从探测目标反射的探测光信号经所述接收透镜依次传输至可调光滤波器及探测器；所述发射激光器的发出的另一小部分探测光信号通过所述光分束器第二输出端耦合至所述光波长监控器的输入端；所述光波长监控器的输出端与所述可调光滤波器的输入端连接。本实用新型可有效地提升探测器的接收灵敏度，优化弱光信号探测的指标。
Description
技术领域
本实用新型属于激光测控技术领域，具体涉及一种高接收灵敏度的激光测距仪。
背景技术
激光测距仪是基于激光传输进行目标距离测量的一种仪器，在测绘、交通及安防等多个领域有着广泛的应用。目前，激光测距仪的组成元件主要有发射激光器、发射透镜、接收透镜、滤光片及探测器等，还包括控制电路、软件、算法及相应的机械件等。其测距原理是发射激光器发射出一束激光，经发射透镜准直后传输至目标，再反射回接收透镜，经过滤光片之后，由探测器接收。因为探测器的波长响应范围比较宽，除响应测试信号光之外，周围环境的杂散光也会被探测器响应，影响有效信号光的接收。业内普遍的解决方案是在探测器前面增加一个滤波片，滤除掉周围环境光噪声，仅让探测光信号波长通过。
实际使用时，激光测距仪会应用在不同的温度环境中，而发射激光器在不同温度环境下，发射光信号的波长会发生漂移。如图1所示，常温环境下的发射光波长的光谱曲线1、高温环境下的发射光波长的光谱曲线2和低温环境下的发射光波长的光谱曲线3分别是发射激光器在常温、高温和低温时的光谱曲线；不同温度下，发射激光器发射的探测光信号的波长发生漂移。为了适应不同温度下正常使用的要求，滤光片需要设计成展宽的谱线，如图1所示，现有滤光片的通光谱线4把光谱曲线1、2及3全部包括，可以保证不同温度环境时，探测光信号均可以正常地被探测器接收。但滤光片通光谱线的展开，也引入了新的问题。在任一时刻，发射的探测光信号的波长的带宽远小于滤光片通光带宽，除信号光波长之外，也会有很多杂散光波长通过滤光片，被探测器接收，形成光噪声，从而影响激光测距仪的灵敏度。尤其是进行远距离探测时，回波光信号的强度会很弱，背景噪声很容易就把信号光覆盖，直接影响测距效果。
实用新型内容
为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型目的在于提供一种高接收灵敏度的激光测距仪，能在不影响探测光信号接收的前提下，降低接收背景光噪声，有效地提升激光测距仪在远距离和/或弱光信号探测等方面的性能。
本实用新型所采用的技术方案为：
一种高接收灵敏度的激光测距仪包括发射激光器、光分束器、发射透镜、接收透镜、可调光滤波器、光波长监控器和探测器，所述发射激光器的发出的大部分探测光信号经过光分束器的第一输出端传至所述发射透镜，经所述发射透镜准直至探测目标，从探测目标反射的探测光信号经所述接收透镜依次传输至可调光滤波器及探测器；
所述发射激光器的发出的另一小部分探测光信号通过所述光分束器第二输出端耦合至所述光波长监控器的输入端；
所述光波长监控器的输出端与所述可调光滤波器的输入端连接。
进一步地，所述光分束器为镀膜光分束器。
进一步地，所述光分束器的分光比为1:99-5:95。
进一步地，所述可调光滤波器为光栅和机械可调平面镜组合而成的可调光滤波器。
进一步地，所述光波长监控器为光电探测器。
本实用新型的有益效果为：
本实用新型将滤光片替换成可调光滤波器，并在发射激光器后面增加光分束器和光波长监控器。光分束器将一小部分的光信号耦合进光波长监控器，分析出当前的激光器发射波长，并将波长信息和控制信号传送给可调光滤波器，可调光滤波器调谐至指定的波长，使可调光滤波器通过的波长始终和发射的探测光信号的波长一致，这样可保证接收的光信号的强度不受到影响，也可以滤除不必要的背景光噪声，提升激光测距仪的接收灵敏度，还可在不影响探测信号光强度的前提下，完成目标探测；本实用新型可有效地提升探测器的接收灵敏度，优化弱光信号探测的指标。
附图说明
图1为现有滤光片通光谱线与不同温度发射光信号波长的对比示意图。
图2为增加光波长监控器和可调光滤波器的光路原理图。
图3为可调光滤波器的通光谱线与不同温度发射光信号波长的对比示意图。
图中：1-常温环境下的发射光波长的光谱曲线；2-高温环境下的发射光波长的光谱曲线；3-低温环境下的发射光波长的光谱曲线；4-现有滤光片的通光谱线；5-发射激光器；6-光分束器；7-发射透镜；8-探测目标；9-接收透镜；10-可调光滤波器；11-探测器；12-光波长监控器；13-可调光滤波器的通光谱线。
具体实施方式
图1为现有滤光片通光谱线与不同温度发射光信号波长的对比示意图。从图1可以看出，当使用环境发生变化时，发射激光器所发射的信号光波长会发生漂移，且当温度连续变化时，信号光波长也连续变化。为使激光测距仪可以在不同温度环境下正常使用，需展宽滤光片的通光谱线，如现有滤光片通光谱线4所示，使其可以覆盖整个工作温度范围所对应的信号光波长范围，才能不影响信号光的接收探测。但滤光片的通光谱线展宽，也使得更多波长范围的光噪声能够被探测器接收，从而影响探测器的接收灵敏度。
下面结合附图及具体实施例对本实用新型作进一步阐述。
如图2所示，本实施例的一种高接收灵敏度的激光测距仪包括发射激光器5、光分束器6、发射透镜7、接收透镜9、可调光滤波器10、光波长监控器12和探测器11，所述发射激光器的发出的大部分探测光信号经过光分束器的第一输出端传至所述发射透镜，经所述发射透镜准直至探测目标8，从探测目标反射的探测光信号经所述接收透镜依次传输至可调光滤波器及探测器；发射激光器5发出的探测光信号，传输至光分束器6；可将大部分探测光信号经过光分束器6，继续向前传播，经发射透镜7准直后，传输至探测目标8，再反射回接收透镜9，将返回的探测光信号传输至可调光滤波器10和探测器11，完成返回的探测光信号的探测。其中，所述可调光滤波器选用光栅和机械可调平面镜组合而成的可调光滤波器。
所述发射激光器的发出的另一小部分探测光信号通过所述光分束器第二输出端耦合至所述光波长监控器的输入端；可由光分束器6分出一小部分探测光信号，耦合进光波长监控器12，实时监控探测光信号的波长。所述光波长监控器具体为光电探测器。
其中，所述光波长监控器的输出端与所述可调光滤波器的输入端连接，光波长监控器12用于实时监控探测光信号的波长，并将波长信息反馈给可调光滤波器10，可调光滤波器10根据收到的波长信息，实时调整其所能通过的波长，使可调光滤波器通过的波长始终和发射的探测光信号的波长一致。
如图3所示。相对于现有滤光片的通光谱线4，可调光滤波器的通光谱线13的通带宽度大大减小，当环境温度发生改变时，发射的探测光信号的波长发生漂移，可调光滤波器的通光谱线13也随之发生漂移，且可调光滤波器通过的中心波长始终和发射的探测光信号的中心波长一致。这样可保证接收的光信号的强度不受到影响，也可以滤除不必要的背景光噪声，提升激光测距仪的接收灵敏度。
在本实施例中，光分束器为通过镀膜工艺实现的光分束器，即为镀膜光分束器。其中，光分束器的分光比最好为1:99-5:95。
本实用新型不局限于上述可选实施方式，任何人在本实用新型的启示下都可得出其他各种形式的产品，但不论在其形状或结构上作任何变化，凡是落入本实用新型权利要求界定范围内的技术方案，均落在本实用新型的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种高接收灵敏度的激光测距仪，其特征在于：包括发射激光器、光分束器、发射透镜、接收透镜、可调光滤波器、光波长监控器和探测器，所述发射激光器的发出的大部分探测光信号经过光分束器的第一输出端传至所述发射透镜，经所述发射透镜准直至探测目标，从探测目标反射的探测光信号经所述接收透镜依次传输至可调光滤波器及探测器；
所述发射激光器的发出的另一小部分探测光信号通过所述光分束器第二输出端耦合至所述光波长监控器的输入端；
所述光波长监控器的输出端与所述可调光滤波器的输入端连接。
2.根据权利要求1所述的高接收灵敏度的激光测距仪，其特征在于：所述光分束器为镀膜光分束器。
3.根据权利要求2所述的高接收灵敏度的激光测距仪，其特征在于：所述光分束器的分光比为1:99-5:95。
4.根据权利要求1所述的高接收灵敏度的激光测距仪，其特征在于：所述可调光滤波器为光栅和机械可调平面镜组合而成的可调光滤波器。
5.根据权利要求1-4任一项权利要求所述的高接收灵敏度的激光测距仪，其特征在于：所述光波长监控器为光电探测器。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821326091.8U CN208654324U (zh) | 2018-08-15 | 2018-08-15 | 一种高接收灵敏度的激光测距仪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201821326091.8U CN208654324U (zh) | 2018-08-15 | 2018-08-15 | 一种高接收灵敏度的激光测距仪 |
Publications (1)
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|---|---|
| CN208654324U true CN208654324U (zh) | 2019-03-26 |
Family
ID=65790355
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| CN201821326091.8U Active CN208654324U (zh) | 2018-08-15 | 2018-08-15 | 一种高接收灵敏度的激光测距仪 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN208654324U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2021168832A1 (zh) * | 2020-02-28 | 2021-09-02 | 华为技术有限公司 | 一种激光探测***及车辆 |
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2018
- 2018-08-15 CN CN201821326091.8U patent/CN208654324U/zh active Active
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2021168832A1 (zh) * | 2020-02-28 | 2021-09-02 | 华为技术有限公司 | 一种激光探测***及车辆 |
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