基于液体透镜的调频连续波激光测距光束自动聚焦装置

摘要

本发明公开了一种基于液体透镜的调频连续波激光测距系统光束自动聚焦装置，包括可调谐激光器、红光激光器、液体透镜单元、相机、计算机光斑判别单元、透镜驱动电路；可调谐激光器提供了线性频率调制激光用于待测目标点距离的测量，红光激光器产生红色可见激光用于待测目标点的引导定位，计算机光斑判别单元与透镜驱动电路构成反馈系统，计算机光斑判别单元通过对相机捕捉到的待测物体表面的光斑图像进行识别并比较不同液体透镜驱动电流下的光斑大小来寻找出最小光斑点所对应的液体透镜驱动电流值，实现光束的快速自动聚焦。本发明结构简单，体积小，响应速度快，能够基于光斑大小指标实现调频连续波激光测距系统测量光束与定位光束的全自动聚焦。

主权项

一种基于液体透镜的调频连续波激光测距系统光束自动聚焦装置，其特征在于，包括可调谐激光器(1)、红光激光器(2)、光纤耦合器(3)、液体透镜单元(4)、半透半反镜(5)、相机(6)和计算机光斑判别单元(7)；所述可调谐激光器(1)用于产生窄线宽调频连续波激光；所述红光激光器(2)用于产生红色引导激光；所述光纤耦合器(3)用于将所述可调谐激光器(1)产生的激光和所述红光激光器(2)产生的激光耦合进同一光纤，激光从光纤出射进入所述液体透镜单元(4)；所述液体透镜单元(4)包含壳体和透镜驱动电路(8)，所述壳体内沿激光方向依次设置有孔径光阑(10)、补偿平凸透镜(11)和液体透镜(12)；所述半透半反镜(5)设置在所述液体透镜单元(4)的出射光一侧，所述相机(6)布置在所述半透半反镜(5)的透射光一侧，待测目标点(9)设置在所述半透半反镜(5)的反射光一侧；所述半透半反镜(5)使一部分激光反射回测距系统并与可调谐激光器(1)的发射信号形成拍频用于待测目标点(9)距离的计算，另一部分激光透射进入所述相机(6)；所述相机(6)用于捕捉红色引导激光的聚焦光斑图像，并将该聚焦光斑图像传入计算机光斑判别单元(7)；所述计算机光斑判别单元(7)通过数据接口与所述相机(6)连接，所述计算机光斑判别单元(7)通过USB接口连接至透镜驱动电路(8)；所述计算机光斑判别单元(7)通过比较找出接收到的所有聚焦光斑图像中聚焦光斑最小时的液体透镜(12)的驱动电流值；所述透镜驱动电路(8)保持输出该驱动电流值，使液体透镜(12)保持恒定焦距。