发明名称 雷射测距仪的光学系统
摘要 一种雷射测距仪的光学系统,包括雷射发射器、置于雷射发射器之前的发射透镜组、汇聚反射光线至光接收器件的非球面透镜以及光接收器件,在非球面透镜和光接收器件之间还包括有多边形棱镜,非球面透镜在发射光线透射的位置处留有缺口以便发射光束通过。本发明光能利用率高,避免了发射和接收光束之间的千涉,接收光线具有等光程性,获得信号的信噪比高,有利于提高系统的测量精度和准确度,且结构简单提高了系统的稳定性。
申请公布号 TWI250301 申请公布日期 2006.03.01
申请号 TW093107082 申请日期 2004.03.17
申请人 亚洲光学股份有限公司 发明人 刘华唐;陈慧卿;陈海华
分类号 G01S13/00 主分类号 G01S13/00
代理机构 代理人 刘育志 台北市中山区长安东路2段118之5号9楼
主权项 1.一种雷射测距仪的光学系统,包括雷射发射器、 置于雷射发射器之前的发射透镜组、汇聚反射光 线至光接收器件的入射透镜以及光接收器件,在入 射透镜和光接收器件之间还包括有至少具有第一 部份及第二部份的多边形棱镜,其中光束在穿透该 第一及第二部份时会产生不同角度的折射。 2.如申请专利范围第1项所述之雷射测距仪的光学 系统,其中,所述之多边形棱镜系一体成型的。 3.如申请专利范围第1项所述之雷射测距仪的光学 系统,其中,所述之多边形棱镜系由两个棱镜结合 而成。 4.如申请专利范围第3项所述之雷射测距仪的光学 系统,其中,所述之多边形棱镜的两个棱镜的结合 角度及位置以充分汇聚透过入射透镜的光线至光 接收器件为准。 5.如申请专利范围第1或2项所述之雷射测距仪的光 学系统,其中,所述的入射透镜是一个非球面透镜, 可以汇聚反射光束并将该光束聚焦于透镜一侧的 某一焦点上。 6.如申请专利范围第2或3项所述之雷射测距仪的光 学系统,其中,所述多边形棱镜的第二部份对光线 产生的折射角度比第一部份产生的折射角度大。 7.如申请专利范围第6项所述之雷射测距仪的光学 系统,其中,所述的多边形棱镜的第一部份其镜体 的光入射面与光出射面为一种平行的关系。 8.如申请专利范围第7项所述之雷射测距仪的光学 系统,其中,所述的多边形棱镜的第二部份其镜体 的光入射面与光出射面为一种非平行的关系。 9.如申请专利范围第8项所述之雷射测距仪的光学 系统,其中,所述的多边形棱镜的第二部份其镜体 在远离该多边形棱镜的第一部份的一端具有较小 的镜体厚度。 10.如申请专利范围第9项所述之雷射测距仪的光学 系统,其中,所述之多边形棱镜的形状和材质能够 配合该雷射测距仪的量程,而使不同量测距离的量 测光束分别符合等光程性。 11.如申请专利范围第9项所述之雷射测距仪的光学 系统,其中,所述之多边形棱镜第二部份的形状为 梯形。 12.如申请专利范围第11项所述之雷射测距仪的光 学系统,其中,所述之入射透镜在发射光束透射的 位置处留有一孔或缺口,以利光束通过。 13.一种光信号接收及处理系统,至少包含:光接收 器件,具有受光表面用以感测投射于该表面的光信 号,并根据光信号的品质产生对应的电信号;光程 补偿元件,具有第一及第二光程补偿单元,该等第 一及第二光补偿单元分别具有光入射面及光出射 面,其中第一光补偿单元的光入射面与光出射面之 间的夹角不同于第二光补偿单元的光入射面与光 出射面之间的夹角。 14.如申请专利范围第13项所述的光信号接收及处 理系统,进一步具有光入射透镜,用以汇聚入射光 束以投射至所述的光补偿元件上。 15.如申请专利范围第14项所述的光信号接收及处 理系统,其中该光入射透镜是一个非球面透镜。 16.如申请专利范围第14或15项所述的光信号接收及 处理系统,其中该入射透镜可以将来自不同角度的 入射光束的主要部份分别汇聚到前述光程补偿元 件的不同光程补偿单元上。 17.如申请专利范围第13项所述的光信号接收及处 理系统,其中该光程补偿元件为一多边形棱镜,且 其中的第一光程补偿单元的光入射面与光出射面 之间平行间隔第一特定距离。 18.如申请专利范围第17项所述的光信号接收及处 理系统,其中该光程补偿元件的第二光程补偿单元 具有邻近第一光程补偿单元的第一边及远离第一 光程补偿单元的第二边,其中第一边的长度等于该 多边形棱镜的第一特定距离,并且大于第二边的长 度。 19.如申请专利范围第18项所述的光信号接收及处 理系统,其中该光程补偿元件的第一及第二光程补 偿单元是由不同的棱镜胶合而成的。 20.如申请专利范围第18项所述的光信号接收及处 理系统,其中该光程补偿元件的第一及第二光程补 偿单元是由同一个导光素材一体成型的。 21.如申请专利范围第19或20项所述的光信号接收及 处理系统,其中该光程补偿元件是由玻璃材质所构 成的。 22.如申请专利范围第13或14项所述的光信号接收及 处理系统,可进一步配合一光信号的发射系统,以 构成一个测距仪的光学系统。 23.如申请专利范围第22项所述的光信号接收及处 理系统,其中该系统所配合的光信号发射系统可以 发出雷射光波。 24.如申请专利范围第23项所述的光信号接收及处 理系统,其中该系统中的光接收器件是一个崩溃光 电二极体。 图式简单说明: 第一图系采用光纤的习知技术的光路图。 第二图系采用反射镜的习知技术的光路图。 第三图系采用三角棱镜的习知技术的光路图。 第四图系采用衍射元件的习知技术的光路图。 第五图系本发明的光学系统的示意图。 第六图系本发明的多边形棱镜的结构示意图。 第七图系本发明测量较远距离目标时的光路图。 第八图系本发明测量较近距离目标时的光路图。
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