利用光辐射功率测距的装置和方法

摘要

一种利用光辐射功率测距的装置及方法。由光学系统和电路系统两大部分组成。光学系统由一个光学聚焦透镜、一个激光发射器和两只光敏元件构成。光学系统实现像点沿光轴方向的位置变量转换为相应的光辐射面积变量，并将面积变量通过光敏元件转换为光功率。电路系统完成光源的调制与控制及检测光敏元件的光辐射功率和距离的计算。

主权项

1.一种利用光辐射功率测距的装置及方法。由光学系统和电路系统两大部分组成。所述的光学系统由一个光学聚焦透镜1、一个激光发射器3和两只光敏元件4和5构成，其结构特征为：两只光敏元件位于透镜1平面与透镜1的像方焦距之间，其中一只到像方焦距的尺寸为a，另一只到像方焦距的尺寸为b，两只光敏元件还靠近透镜光轴2并对称于光轴2，其光敏面与光轴2垂直；所述的激光发射器3位于透镜1外侧，使激光发射方向与透镜光轴平行，激光发射器3还与两只光敏元件4和5在光轴2垂直方向的尺寸分别相等。所述的电路系统由光源调制驱动器9、含有放大、解调、A/D转换功能的光功率检测器8及CPU10组成。所述的光学系统中的激光发射器3和光敏元件4和5分别与电路中的光源调制驱动器9和光功率检测器8相连。所述的光学系统实现像点沿光轴方向的位置变量转换为相应的光辐射面积变量，并将面积变量通过光敏元件转换为光功率。所述的电路系统完成光源的调制与控制及检测光敏元件的光辐射功率和距离的计算。距离的计算方法为：$L=\frac{f^2(1-\sqrt{\frac{P_a}{P_b}})}{a\sqrt{\frac{P_a}{P_b}}-b}+f$ (其中，L表示目标到镜头的距离，f表示镜头焦距；Pa、Pb分别表示两制光敏元件的光接收功率；a、b分别表示两光敏元件到镜头像方焦距的尺寸。)