脉冲半导体激光测距装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术脉冲半导体激光测距装置，包括：信号发射系统、信号接收系统、微处理器和显示器，其信号发射系统由脉冲半导体激光器、切边透镜组成，信号接收系统由与切边透镜切边紧贴的聚焦透镜、限制光阑、干涉滤光片、雪崩光电二极管组成，其中脉冲半导体激光器与连在微处理器上的驱动电路相连，雪崩光电二极管与分别接在微处理器上的峰值采样电路和ｔ－ｖ变换电路上的接收放大电路相连，尤其适用在近距离及无人为合作目标场合的测距。（*该技术在2006年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术为一种测距装置，属于半导体激光及光电子
现有YAG脉冲激光测距机测距工作最近距离很难小于30米即有一个测距机工作盲区。对于便携式小型YAG脉冲激光测距机，长时间工作频率低于10次/分，测距精度难以提高，工作寿命受器件寿命的限制。本技术的目的在于提供一种脉冲半导体激光测距装置，在近距离及无人为合作目标场合，实现快速测量目标的距离和速度。本技术的目的可通过下述技术方案实现其包括信号发射系统、信号接收系统和微处理器(7)、显示器(13)，其中，微处理器(7)是由CPU、锁存器、EPROM及其外围电路组成的单片机系统。信号发射系统由脉冲半导体激光器LD(14)、切边透镜(16)组成，信号接收系统由与切边透镜(16)切边紧贴的切边聚焦透镜(17)、限制光阑(18)、干涉滤光片(19)、雪崩光电二极管(20)组成，其中脉冲半导体激光器LD(14)与驱动电路(2)相连，驱动电路(2)与微处理器(7)相接，雪崩光电二极管(20)连接在接收放大电路(4)中，该电路分别与峰值采样电路(5)、成形电路(6)相连接，峰值采样电路(5)和t-v变换电路(8)与模数电路(9)相连，模数变换电路(9)接在微处理器(7)上。对信号接收、信号发射采用微机处理控制，从而大大提高了数据处理速度、提高测距精度和减小测距盲区。其光学系统装置图(一)，如图2。在上述技术方案基础上，为保证测距精度，本技术信号发射系统中可加设一反光镜(15)，使脉冲半导体激光器LD转向90°，这种结构有利于总体结构合理布局，并利于激光内部光路校正。如图3.本技术光学系统装置图(二)所示。为使测距精度更加精确，本技术的信号发射系统可采用内部校正光路装置(12)，其由电机(22)和与电机(22)连接的遮光板(23)、光路隔离板(24)上的聚焦透镜(25)、反光器(21)组成。内部校正光路装置(12)受微处理器(7)控制，从而提高测距精度。本技术采用的半导体激光器LD的驱动电路(2)由微处理器之CPU提供Sp信号，由反向门电路D5隔离反相，再由反向门电路D6、D7和电阻R34、电容C20组成积分型单稳态电路得到负向窄脉冲，由反向门电路D8反相，经三极管V18、V19电流放大，最后由功率场效应管V21产生大电流窄脉冲驱动半导体激光器LD。时基电路N1为一振荡器，该信号驱动场效应管V13经由电感L2贮能升压，整流二极管V14、V16整流，稳压二极管V15、V17稳压，分别为电流放大和功率管提供工作电压。在上述技术方案基础上，本技术微处理器逻辑电路可设置为如图5所示的电路，即微处理器部分由CPU D10、锁存器D13、EPROM D14组成的单片机系统，EPROM可以根据测距装置不同的工作内容进行选择，其中CPU D10可采用8051系列、Z80系列、68HCXX系列、PIC165XX系列等。与非门电路(D15、D16)和D触发器(D16)形成激光发射时刻到信号SA时刻间的脉冲宽度，D触发器(D18、D19)、与非门电路(D20)和D触发器(D21、D22)、与非门电路D23分别为二路标准脉宽信号，该标准信号由分频器D29提供，分频器的输入信号与CPU时脉频率为同一晶振G1产生。在CPU控制下，三路信号分时经与非门电路(D24、D25)，最后由与非门电路(D26)、恒流二极管(V27)、三极管(V26)组成的t-v转换电路将脉宽变为电压，保持在电容(C24)上，再经运算放大器(N3)跟随输出，反向门电路(D27)为一受微机控制的放电支路。三极管(V22、V24)及其外围阻容元件组成对SB信号峰值放大的峰值采样电路(5)，再经三极管(V25)在电容(C22)形成与信号幅度成正比的电压，再经运算放大器(N2)跟随输出，同样反向门电路(D9)为受微机控制的放电支路。上述运算放大器(N2、N3)二路电压在微机控制下由模拟开关(D30)分时送至模数变换电路A/D(9)，A/D为变换器(D32)进行A/D变换、再由CPU处理。芯片(D33)为一串行接口，完成与外界的串行信号传送，由CPU提供的激光器驱动信号经反向门电路(D11、D12)送至驱动电路，根据固化在EPROM中的程序，机外车速信号Sv和送机外的制动信号Sz直接由CPU提供，显示数据由CPU数据总线DB直接输出，显示控制信号dip由CPU提供，串行输出信号R0、串行输入信号R1、车速信号Sv、制动信号Sz，显示控制信号dip以及数据总线的输出等可以根据需要配置。另外，本技术的显示电路可由带驱动器的液晶显示器F1组成，该显示器数据直接由数据总线DB提供，控制信号dip由CPU直接提供，显示电路也可以用砷化镓数码管，或可根据需要省去显示器，由串行接口输出测距结果。本技术采用了高压控制型接收放大电路，其包括三极管(V2、V3、V4)组成的放大电路，由跟随器(V6)产生行信号SA输出给峰值采样电路(5)，确定其信号幅值大小，进而由微处理器(7)根据信号幅值提供脉冲调光信号PWM(10)。跟随器(V5)分二路输出一路由施密特触发器(D1、D2)组成噪声成形电路，另一路由施密特触发器(D3、D4)组成回收信号成形电路(6)，噪声成形电路经三极管(V9)发射极和自微处理器(7)的脉冲调光信号PWM(10)经三极管(V8)发射极共同连在三极管(V7)之基极组成了高压控制电路(11)，从而控制雪崩光电二极管V1(20)的工作高压。本技术之优越性通过与已有技术YAG的比较如下表 从上表可看出本技术适用于近距离和需要快速反应的实时控制场合，尤其适用无人为合作目标场合。实现快速、精确测量目标的距离和速度。下面通过实施例详述。附附图说明图1本技术的最佳实施例工作原理框图。附图2本技术光学系统装置图(一)。附图3本技术光学系统装置图(二)。附图4本实施例光学系统装置图。附图5本技术驱动电路图。附图6本技术微处理器逻辑图。附图7本技术接收放大、成形电路及高压控制电路图。附图8本实施例显示器图。附图9本技术应用例。实施例如图1、图4、图5、图6、图7、图8，图1为本技术最佳实施例工作原理框图，本技术包括信号发射系统、信号接收系统、微处理器(7)和显示器(13)，如图4为本实施例光学系统装置图，其采用了内部校正光路装置(12)，信号发射系统由脉冲半导体激光器(14)、反光镜(15)、切边透镜(16)组成，信号发射系统由驱动电路(2)驱动，驱动电路与微处理器(7)相接，受微处理器(7)控制，驱动电路原理图如图5，驱动电路原理图信号接收系统由与切边透镜(16)切边紧贴的切边聚焦透镜(17)、限制光阑(18)、干涉滤光片(19)、雪崩光电二极管(20)组成，雪崩光电二极管(20)连接在接收放大电路中。图7为放大电路原理图，该电路分别与峰值采样电路(5)、成形电路(6)相连，峰值采样电路(5)和t-v变换电路(8)与模数变换电路(9)相连，模数变换电路(9)接在微处理器(7)上，如图6，微处理器逻辑图。在本实施例中采用了内部校正光路装置，其由电机(22)和与电机(22)相连接的遮光板(23)、光路隔板(24)上聚焦透镜(25)、反光器(21)组成。其本文档来自技高网...

【技术保护点】
脉冲半导体激光测距装置，包括：信号发射系统（１）、信号接收系统（３）、微处理器（７）、显示器（１３），其中微处理器是由ＣＰＵ（Ｄ↓［１０］）、锁存器（Ｄ↓［１３］）、ＥＰＲＯＭ（Ｄ↓［１４］）及其外围电路组成的单片机系统，特征在于：信号发射系统由脉冲半导体激光器（１４）、切边透镜（１６）组成，信号接收系统由与切边透镜（１６）切边紧贴的切边聚焦透镜（１７）、限制光阑（１８）、干涉滤光片（１９）、雪崩光电二极管（２０）组成，脉冲半导体激光器（１４）与连在微处理（７）上的驱动电路（２）相连，雪崩光电二极管（２０）连接在接收放大电路中，该电路分别与接在微处理器上的峰值采样电路（５）和成形电路（６）相连接。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：陆建红，关芸菁，
申请(专利权)人：陆建红，关芸菁，
类型：实用新型
国别省市：32[中国|江苏]