激光测距仪制造技术

本发明专利技术涉及一种激光测距仪（10、10'、10''）、尤其是手持式激光测距仪（10'、10''），所述激光测距仪以用于进行激光测距的装置为出发点，所述进行激光测距的装置具有至少一个用于发出激光辐射（30）的发送装置（28）、用于接收从远离的物体（34）上返回的激光辐射（30'）的接收光学器件（56）以及具有至少一个用于探测所接收的激光辐射（30'）的探测装置（22），其中借助于所述发送装置（28）的投射装置（20）以周期性地扫过角度范围α（46）的方式发出所述激光辐射（30），从而能够在所述远离的物体（34）上显出所投射的激光线（52）。按照本发明专利技术，所述激光测距仪（10、10'、10''）的接收光学器件（56）具有为了探测而将来自角度范围γ（60）的激光辐射（30'）投射到所述探测装置（22）上的棱面光学器件（62）。此外，本发明专利技术涉及一种用于借助于所述激光测距仪（10、10'、10''）来确定远离的物体（34）的表面上的间距的方法。

Laser range finder

The present invention relates to a laser rangefinder (10, 10', 10''), especially a handheld laser range finder (10', 10''), which is a starting point for a device for laser ranging, and the device for laser ranging has at least one transmitting device (28) for emitting laser radiation (30), and is used for the transmission of laser radiation (28). Receiving the receiving optical device (56) of the laser radiation (30') returned from the far away object (34) and at least one detection device (22) for the laser radiation (30') received for detection, in which the projecting device (20) of the transmission device (20) periodically sweeps the angle range alpha (46). The laser radiation (30) is emitted in such a manner that the projected laser line (52) can be displayed on the distant object (34). According to the invention, the receiving optical device (56) of the laser rangefinder (10, 10', 10'') has a prism optical device (62) that projects the laser radiation (30') from the angle range (60) to the detection device (22) for detection. In addition, the present invention relates to a method for determining the distance between the surface of an object (34) far away by means of the laser rangefinder (10, 10', 10'').

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光测距仪
本专利技术涉及一种按照权利要求1的前序部分所述的激光测距仪、尤其是手持式激光测距仪。
技术介绍
已经提出过所述类型的激光测距仪，对于所述激光测距仪来说借助于发送装置的投射装置以周期性地扫过一定的角度范围的方式来发出激光辐射。比如在DE10016309A1、DE102011005277A1和DE102011089325A1中已经提出了这样的激光测距仪。
技术实现思路
所提出的激光测距仪、尤其是手持式激光测距仪以下述激光测距仪为出发点，所述激光测距仪具有至少一个用于发出激光辐射的发送装置、用于接收从远离的物体上返回的激光辐射的接收光学器件以及具有至少一个用于探测所接收的激光辐射的探测装置，其中借助于所述发送装置的投射装置以周期性地扫过角度范围α的方式发出所述激光辐射，从而能够在所述远离的物体上显出所投射的激光线。按照本专利技术，所述接收光学器件具有为了探测而将来自角度范围γ的激光辐射投射到所述探测装置上的棱面光学器件。在一种实施例中，所述激光测距仪是手持式测量仪，该手持式测量仪能够在不借助于运送装置和/或保持装置的情况下仅仅用手、优选用一只手来操控。尤其所述手持式激光测距仪被设置用于：在测量过程中由操作者用手至少来操控、优选携带、尤其优选保持。为此，所述激光测距仪的总质量尤其小于2kg、优选小于1kg、特别优选小于500g。此外，在所述激光测距仪的一种优选的实施方式中，所述测距仪的所有组件都被安置在基本上将所述组件包围的壳体中。尤其这个壳体的最长的一侧的长度小于30cm、有利地小于20cm、特别有利地小于15cm。在一种应用实例中，所述手持式激光测距仪能够在手工业的工作中比如用于测量物品或者内部空间。在一种作为替代方案或者补充方案的实施方式中，所述按本专利技术的激光测距仪也能够作为固定的装置来实现并且/或者用作固定的装置。在所述激光测距仪的一种实施方式中，所述按本专利技术的激光测距仪用在车辆中、尤其是用在机动车中。在一种如此设计的实施方式中，所集成的激光测距仪优选能够在车辆的导航过程中用于测量间距并且/或者结合所述车辆的安全机构、尤其是结合制动装置来使用。“设置”尤其应该是指专门地“编程”、“设计”和/或“构造”。物体被“设置”用于执行特定的功能尤其应该是指，该物体在至少一种使用状态和/或运行状态中履行并且/或者执行这种特定的功能或者被设计用于履行所述功能。所述激光测距仪的、用于发出激光辐射的发送装置具有至少一个优选以激光器、半导体激光器或者激光二极管的形式构成的光源，所述光源朝远离的物体的方向——下面也使用其同义词：朝目标物体的方向——尤其发出在时间上经过调制的光、优选是激光辐射。时间上的调制在此能够连续地并且/或者周期性地、比如正弦状地进行。同样能够朝目标物体的方向发出光脉冲。此外，也能够比如非周期性地、像比如以所谓的伪噪声脉冲序列的形式发出脉冲列。尤其所述发送装置也能够包括多个发出辐射的、具有统一的或者不统一的种类的装置、尤其是多个激光光源。在一种实施方式中，所述激光辐射能够处于对人眼来说看得见的光谱的波长范围内，也就是尤其处于380nm到780nm之间。所述激光测距仪的使用者能够有利地在不借助于光学的辅助器件的情况下看出由所述激光测距仪所发射的激光辐射并且尤其能够作为所投射的激光标记而看到所述激光辐射的到所述远离的物体上的投射。在一种作为替代方案的实施方式中，所述激光辐射能够处于对人眼来说看不见的光谱的波长范围内，也就是尤其低于380nm或者高于780nm。在这种情况下，由所述激光测距仪所发射的激光辐射对所述激光测距仪的操作者来说只能借助于光学的辅助器件（对于处于红外的波长范围内的激光辐射来说比如是红外摄像机）。所述发送装置被设置用于：沿着不同的方向、尤其是相对于激光测距仪和/或基准方向沿着不同的相对方向发出激光辐射。优选所述发送装置被设置用于：如此发出激光辐射，使得代表着所述激光辐射的激光束周期性地扫过角度范围α。为了调节并且改变所述激光辐射的辐射方向，所述发送装置具有投射装置。所述投射装置被设置用于：使所述激光辐射——下面使用其同义词：激光束——朝不同的方向、尤其是相对于所述激光测距仪、比如相对于所述激光测距仪的壳体朝不同的相对方向转向并且/或者偏向。为此，所述投射装置具有至少一个激光束转向器件。“激光束转向器件”是对本领域的技术人员来说显得意义的器件、但是优选是空间上的光调制器（SLM）、衍射的光学器件、用于使激光器和/或发送装置的光学器件回转的机构、具有多个微型镜子的微型镜子阵列、但是特别优选是一个单个的微型镜子。在所述激光测距仪的一种实施方式中，所述发送装置的投射装置具有至少一个以至少能够一维地偏移的方式得到支承的镜子，在使用所述镜子的情况下以能够周期性地变化的相对方向在所述角度范围α中能够发出或者发出激光辐射。所述至少一个镜子能够作为微型镜子来实现。微型镜子尤其具有大于0.5mm2、有利地大于1mm2、特别有利地大于2mm2的镜面。优选所述镜面能够借助于电信号、尤其是通过至少一个静电的执行器至少朝一个方向回转。作为替代方案或者补充方案，所述镜面能够借助于电信号、尤其是通过至少一个静电的执行器朝两个方向、尤其是朝两个正交的方向回转。所述激光束转向器件使所发射的激光束连续地在尤其恒定的、优选能够预先给定的角度范围α内回转。所述激光测距仪的投射装置和/或控制装置被设置用于：检测、控制并且/或者优选调节所发射的激光辐射的角度、也就是尤其是所发射的激光辐射的相对方向之间的角度。在一种实施方式中，所述投射装置允许以周期性地扫过所述角度范围α的方式发出所述激光束，方法是：使所述激光束在两个对所述角度范围α进行定义和限制的相对方向之间尤其连续地来回回转。“相对方向”应该是指相对于所述激光测距仪、比如相对于所述激光测距仪的壳体或者相对于基准方向的方向。因此，所述激光束周期性地扫过所述角度范围α，也就是周期性地使其偏移。尤其以大于20Hz、优选大于40Hz、特别优选大于60Hz的频率来周期性地扫过所述角度范围α。对于所述激光束的偏移的高的周期性的重复率来说，借助于激光束来投射到所述目标物体上的激光点如此顺畅地在所述目标物体上运动，使得观察者、所述激光测距仪的操作者在所述远离的物体上注意到所投射的、尤其是实线的、优选连续地发光的投射线或者激光线，所述投射线或者激光线尤其与有待测量的距离相对应。除了所述光源和所述投射装置之外，所述发送装置也能够具有另外的、尤其是射束成形的和/或射束转向的和/或对所述激光辐射的特性产生影响的光学的元件、比如透镜、滤波器、衍射的元件、镜子、反射器、在光学上透明的玻璃或者类似器件。尤其能够设置下述光学的元件，所述光学的元件有利地使所述激光束聚焦并且/或者准直。由所述借助于所发出的激光束来照亮的目标物体反射的并且/或者散射的、也就是返回的激光束至少部分地被所述激光测距仪所探测并且用于获取有待测量的距离。返回的激光束在此借助于用于对所接收的光、尤其是所接收的返回的激光辐射进行探测的探测装置至少部分地被探测到。在此，所述探测装置应该是指至少一个探测元件，所述探测元件根据入射的光强来提供探测信号。“探测元件”是指对辐射敏感的、尤其是像光电二极管一样的光敏的元件、比如PIN二极管、Av本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.激光测距仪（10、10'、10''）、尤其是手持式激光测距仪（10'、10''），其具有至少一个用于发出激光辐射（30）的发送装置（28）、用于接收从远离的物体（34）上返回的激光辐射（30'）的接收光学器件（56）以及具有至少一个用于探测所接收的激光辐射（30'）的探测装置（22），其中借助于所述发送装置（28）的投射装置（20）以周期性地扫过角度范围α（46）的方式发出所述激光辐射（30），从而能够在所述远离的物体（34）上显出所投射的激光线（52），其特征在于，所述接收光学器件（56）具有为了探测而将来自角度范围γ（60）的激光辐射（30'）投射到所述探测装置（22）上的棱面光学器件（62）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.11.23 DE 102015223024.41.激光测距仪（10、10'、10''）、尤其是手持式激光测距仪（10'、10''），其具有至少一个用于发出激光辐射（30）的发送装置（28）、用于接收从远离的物体（34）上返回的激光辐射（30'）的接收光学器件（56）以及具有至少一个用于探测所接收的激光辐射（30'）的探测装置（22），其中借助于所述发送装置（28）的投射装置（20）以周期性地扫过角度范围α（46）的方式发出所述激光辐射（30），从而能够在所述远离的物体（34）上显出所投射的激光线（52），其特征在于，所述接收光学器件（56）具有为了探测而将来自角度范围γ（60）的激光辐射（30'）投射到所述探测装置（22）上的棱面光学器件（62）。2.按权利要求1所述的激光测距仪（10、10'、10''），其特征在于，所述棱面光学器件（62）包括多个以聚焦的光学的透镜的形式构成的n个棱面（64a、64b、64c、64d、64e），其中所述n个棱面（64a、64b、64c、64d、64e）将所述角度范围γ（60）划分为与所述棱面（64a、64b、64c、64d、64e）的数目n相对应的角度子范围σ（66a-e），并且所述n个棱面（64a、64b、64c、64d、64e）中的每个棱面都将所属的角度子范围σ（66a-e）投射到所述探测装置（22）上。3.按权利要求1-2中任一项、尤其是按权利要求2所述的激光测距仪（10、10'、10''），其特征在于，所述棱面光学器件（62）包括多个球面的或者非球面的光学的透镜。4.按权利要求1-3中任一项所述的激光测距仪（10、10'、10''），其特征在于，所述棱面光学器件（62）在相邻的棱面（64a、64b、64c、64d、64e）之间具有第一器件（68、68'、68''），所述第一器件抑制棱面（64a、64b、64c、64d、64e）之间的光线的光学上的串扰。5.按权利要求1-4中任一项所述的激光测距仪（10、10'、10''），其特征在于，所述接收光学器件（56）具有第二器件（82、26），所述第二器件允许将所述角度子范围σ（66a-e）通过所述n个棱面（64a、64b、64c、64d、64e）按顺序地投射到所述探测装置（22）上。6.按权利要求1-5中任一项所述的激光测距仪（10、10'、10''），其特征在于，所述接收光学器件（56）具有第三器件（70），尤其是具有光谱滤波器（70'），所述第三器件允许至少部分地对从所述角度范围γ（60）入射的电磁辐射进行滤波。7.按权利要求1-6中任一项所述的激光测距仪（10、10'、10''），其特征在于，最大的角度范围α最大（48'）至少为30度、优选为至少60度，特别优选至少为90度，在所述最大的角度范围内能够借助于所述发送装置（28）的投射装置（20）以周期性地扫过所述角度范围α（46）的方式发出所述激光辐射（30）。8.按权利要求7所述的激光测距仪（10、10'、10''），其特征在于，所述角度范围γ（60）大于或者等于所述角度范围α最大（48'）。9.按权利要求1-8中任一项所述的激光测距仪（10、10'、1...

【专利技术属性】
技术研发人员：H施彭内曼，B里德尔，B施米特克，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE