CN216718698U - 一种低成本绿光相位测距仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种低成本绿光相位测距仪，包括光机本体：所述光机本体内分别设置有绿光激光二极管和红光激光二极管，所述光机本体的内壁设置有内部反射面，且内部反射面将红光激光二极管反射至光敏器件上，所述光机本体的开口端设置有接收透镜。本实用新型中，该测距仪该通过使用一颗绿光激光二极管、一颗红光激光二极管和一个光敏器件的结构设计，在确保测距仪高效准确测距的同时，也降低了测距仪的制造成本，并且能够消除温度变化带来的误差，防止发生温漂的现象，降低了测量误差，提高了测量的精度。

Description

一种低成本绿光相位测距仪

技术领域

本实用新型涉及激光测距技术领域，尤其涉及一种低成本绿光相位测距仪。

背景技术

绿光相位激光测距仪是通过测量连续的调制光波往返距离产生的相位延迟，间接的测定光在空气中往返与待测目标间的飞行时间，从而计算出被测距离，其实现方法为：将高频信号f1调制在半导体绿光激光管上，使绿光激光管上产生连续高频率变化的明暗激光，光电二极管上调制高频信号f2，光电二极管接收到被测目标反射回来的激光后，经光电二极管混频滤波后得到低频信号f1-f2，通过计算低频信号(f1-f2)相位，从而计算被测距离，在当今社会中，相位测距仪具有广泛的使用基础。

中国专利公告号：CN205941903U公开了《测距仪》，包括光机本体、光敏器件、作为外参考的第一光源和作为内参考的第二光源，所述的第一光源为发射激光管，所述的第二光源为发光二极管，所述的发射激光管通过向待测点发射激光，所述激光经待测点反射回至光敏器件，所述的发光二极管在光机本体内照射，并使光敏器件受光，以修正光敏器件因温度而产生的误差。

现有的绿光激光二极管在对调制在其上的信号有一定的相位延迟，不同温度相位延迟不同，这样会造成激光测距仪在不同温度下，测距结果会有误差，同时相位测距仪的制造成本也较高，不利于大范围的推广使用。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供低成本，避免温漂现象，提高测距精度的一种低成本绿光相位测距仪。

为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种低成本绿光相位测距仪，包括光机本体：

所述光机本体内分别设置有绿光激光二极管和红光激光二极管；

所述光机本体的内壁设置有内部反射面，且内部反射面将红光激光二极管反射至光敏器件上；

所述光机本体的开口端设置有接收透镜。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述绿光激光二极管发射出激光光束a，并照射被测目标。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述红光激光二极管发射出激光光束b，并照射在内部反射面上。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述光敏器件为雪崩光电二极管。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述相位测距仪还包括IV转换电路、放大电路和单片机，光敏器件混频后的输出端通过IV转换电路和放大电路与单片机连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述相位测距仪还包括信号发生器DDS，信号发生器DDS产生频率f1和频率f2，频率f1调制在绿光激光二极管以及红光激光二极管上，频率f2调制在光敏器件上。

在上述技术方案中，本实用新型提供的一种低成本绿光相位测距仪，具有以下有益效果：

该测距仪该通过使用一颗绿光激光二极管、一颗红光激光二极管和一个光敏器件的结构设计，在确保测距仪高效准确测距的同时，也降低了测距仪的制造成本，并且能够消除温度变化带来的误差，防止发生温漂的现象，降低了测量误差，提高了测量的精度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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实用新型中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的一种低成本绿光相位测距仪的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的一种低成本绿光相位测距仪的原理示意图。

附图标记说明：

1、绿光激光二极管；2、红光激光二极管；3、光敏器件；4、内部反射面；5、光机本体；6、接收透镜；7、激光光束b；8、激光光束a。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面将结合附图对本实用新型作进一步的详细介绍。

如图1和图2所示，一种低成本绿光相位测距仪，包括光机本体5：

光机本体5内分别设置有绿光激光二极管1和红光激光二极管2；

光机本体5的内壁设置有内部反射面4，且内部反射面4将红光激光二极管2反射至光敏器件3上；

光机本体5的开口端设置有接收透镜6。

绿光激光二极管1发射出激光光束a8，并照射被测目标。

红光激光二极管2发射出激光光束b7，并照射在内部反射面4上。

光敏器件3为雪崩光电二极管，雪崩光电二极管用于把接收的光信号转换为电流信号。

相位测距仪还包括IV转换电路、放大电路和单片机，光敏器件3混频后的输出端通过IV转换电路和放大电路与单片机连接。

相位测距仪还包括信号发生器DDS，信号发生器DDS产生频率f1和频率f2，频率f1调制在绿光激光二极管1以及红光激光二极管2上，频率f2调制在光敏器件3上，绿光激光二极管1和红光激光二极管2轮流发射激光，实现两路激光器的频率f1在光敏器件3上和频率f2的分别混频。光敏器件3混频后的输出端通过IV转换电路以及放大电路与单片机电性连接，即当绿光激光二极管1发射激光时，光敏器件3接收激光光束a8后通过IV转换电路、以及放大电路处理后，传输至单片机计算获得相位Ta，相位Ta表征被测物体距离。

红光激光二极管2发射激光时，所述光敏器件3接收激光光束b7后通过IV转换电路、以及放大电路处理后，传输至单片机计算获得相位Tb，相位Tb表征激光光束b7经过光机本体5内部反射面4反射后，到达光敏器件3经过的距离，其中，相位Tb为固定值。

由于光敏器件3的增益倍数与温度相关，不同温度光敏器件3的增益倍数不同。激光光束b7为固定强度光束，经过内部反射面4照射在光敏器件3上，当环境温度变化时，光敏器件3的增益倍数也随之发生变化，输出信号大小发生变化，单片机程序会根据信号大小情况调整光敏器件3的增益倍数。

一种低成本绿光相位测距仪的测距方法，包括以下步骤：

S01：通过绿光激光二极管1发射激光光束a8，经被测目标反射后，经过接收透镜6被光敏器件3接收，之后通过IV转换电路，放大电路以及单片机处理计算出相位Ta；

S02：通过红光激光二极管2发射激光光束b7，经内部反射面4反射后被光敏器件3接收，之后通过IV转换电路，放大电路以及单片机处理计算出相位Tb；

S03：当温度变化时，调制到绿光激光二极管1和红光激光二极管2上的相位信息会发生变化t，此时Ta、Tb会发生相应变化，变化后分别用符号Ta’，Tb’表示；

S04：Ta’＝Ta+t；Tb’＝Tb+t；则被测距离为D，D＝Ta’-Tb’＝Ta-Tb。当测量同一距离时，温度变化时D始终保持不变。

以上只通过说明的方式描述了本实用新型的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本实用新型的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本实用新型权利要求保护范围的限制。

Claims (6)

1.一种低成本绿光相位测距仪，包括光机本体(5)，其特征在于：

所述光机本体(5)内分别设置有绿光激光二极管(1)和红光激光二极管(2)；

所述光机本体(5)的内壁设置有内部反射面(4)，且内部反射面(4)将红光激光二极管(2)反射至光敏器件(3)上；

所述光机本体(5)的开口端设置有接收透镜(6)。

2.根据权利要求1所述的一种低成本绿光相位测距仪，其特征在于：所述绿光激光二极管(1)发射出激光光束a(8)，并照射被测目标。

3.根据权利要求1所述的一种低成本绿光相位测距仪，其特征在于：所述红光激光二极管(2)发射出激光光束b(7)，并照射在内部反射面(4)上。

4.根据权利要求1所述的一种低成本绿光相位测距仪，其特征在于：所述光敏器件(3)为雪崩光电二极管。

5.根据权利要求1所述的一种低成本绿光相位测距仪，其特征在于：所述相位测距仪还包括IV转换电路、放大电路和单片机，光敏器件(3)混频后的输出端通过IV转换电路和放大电路与单片机连接。

6.根据权利要求1所述的一种低成本绿光相位测距仪，其特征在于：所述相位测距仪还包括信号发生器DDS，信号发生器DDS产生频率f1和频率f2，频率f1调制在绿光激光二极管(1)以及红光激光二极管(2)上，频率f2调制在光敏器件(3)上。

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