專利名稱：光電測距裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光電測距裝置，尤其是涉及一種相位式的光電測距裝置。
背景技術(shù)：
光電測距裝置，比如一種激光相位測距儀，由于其測量精度高而被廣泛應(yīng)用于建 筑、室內(nèi)裝潢等領(lǐng)域。其測量的一般原理是發(fā)射器發(fā)射出測量調(diào)制光束到被測物體上，光 電接收器接收到被被測物體反射回的測量調(diào)制光束，由測量調(diào)制光束發(fā)射和接收時的相位 差確定測距儀到被測物體之間的距離。圖1示出了一種基于相位測距原理的光電測距裝置的電路原理框圖。PLL鎖相環(huán) 電路11’產(chǎn)生具有相同頻率和相位的混頻信號和初始頻率信號。初始頻率信號和MCU微處 理器12’中產(chǎn)生的低頻信號在正交調(diào)制器13’中形成一個頻率調(diào)制信號并從中輸出，該頻 率調(diào)制信號經(jīng)功率放大器14’放大后輸出到激光發(fā)射器15’上對其進(jìn)行頻率調(diào)制，發(fā)射器 15’發(fā)出測量調(diào)制光束到被測物體16’上。雪崩光電二極管17’接收由被測物體16’反射 回的測量調(diào)制光束，同時還作為一個直接混頻器。在雪崩光電二極管16’中混頻信號和反 射回的測量調(diào)制光束混頻，其輸出信號經(jīng)互阻放大器18’放大和低通濾波器19’濾波后產(chǎn) 生一個低頻信號。該低頻信號包含的相位信息用于計算被測距離。上述相位式光電測距裝置存在的問題是，初始頻率信號和MCU微處理器12’中產(chǎn) 生的低頻信號在正交調(diào)制器13’中被調(diào)制成一個頻率調(diào)制信號的同時還產(chǎn)生了附加的頻率 信號，這些附加的頻率信號造成光電測距裝置內(nèi)部的線路板上的差頻干擾以及元器件之間 的電干擾，從而大大降低了光電測距裝置的測距能力。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)提供一種抗干擾能力強(qiáng)且具有較高測 距能力的光電測距裝置。為了實(shí)現(xiàn)這個目的，本發(fā)明的光電測距裝置，包含一個產(chǎn)生高頻信號fH的信號 發(fā)生器，一個發(fā)出測量光到一個被測物體上的發(fā)射器，該測量光經(jīng)所述高頻信號fH頻率調(diào) 制，一個接收從被測物體反射回來的反射測量光并產(chǎn)生相應(yīng)高頻反射測量信號fH’的光電 接收及轉(zhuǎn)換裝置，一個能夠?qū)Ω哳l信號進(jìn)行混頻處理的相位檢測器，一個和相位檢測器相 連、確定被測距離的信號處理裝置，其中，信號發(fā)生器和相位檢測器相連，高頻信號fH被輸 入到相位檢測器中，并與高頻反射測量信號fH’在相位檢測器中混合產(chǎn)生一個直流信號，該 直流信號包含一可用于確定被測距離的相位信息。上述的高頻信號fH與高頻反射測量信號fH’頻率相同，相位不同。本發(fā)明中所揭示的光電測距裝置，其產(chǎn)生和處理的高頻信號fH和高頻反射測量 信號fH’具有相同的頻率，當(dāng)高頻信號fH和高頻反射測量信號fH’在相位檢測器中混和產(chǎn) 生一個直流信號的過程中，也無附加的頻率信號產(chǎn)生，從而有效地避免了光電測距裝置內(nèi) 部線路板上的差頻干擾以及元器件之間的電干擾。另外，本發(fā)明中通過相位檢測器將帶被測距離相位信息的高頻信號處理為帶被測距離相位信息的低頻信號，從而避免了高頻信號 處理過程中的誤差、噪聲等問題。再者，本發(fā)明所揭示的光電測距裝置，無需采用頻率調(diào)制 裝置，從而大大簡化了測距裝置的結(jié)構(gòu)，同時降低了制造成本。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中基于相位測距原理的光電測距裝置的電路原理框圖。圖2是本發(fā)明的一種首選實(shí)施方式中的光電測距裝置的測距原理框圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)參照圖2，本發(fā)明一種首選實(shí)施方式的光電測距裝置主要包含一個PLL鎖相環(huán) 電路11，一個相位檢測器13，一個光信號發(fā)射器15，一個雪崩光電二極管17和一個MCU微 處理器12。其中，PLL鎖相環(huán)電路11 一路通過傳輸線與相位檢測器13直接相連，另一路通 過一個功率放大器14與光信號發(fā)射器15相連。MCU微處理器12通過傳輸線和相位檢測 器13相連。雪崩光電二極管17為測量信號接收及轉(zhuǎn)換裝置，通常通過一個串聯(lián)電阻與一 個可變偏壓相連。相位檢測器13為一個混頻器可以對信號進(jìn)行混頻處理。PLL鎖相環(huán)電路11產(chǎn)生一個高頻信號fH，該高頻信號fH —路通過傳輸線被輸入 到功率放大器14中，經(jīng)放大后輸入到發(fā)射器15上對發(fā)射器所發(fā)出的測量光進(jìn)行高頻調(diào)制， 經(jīng)過高頻調(diào)制的測量光照射到被測物體16上。雪崩光電二極管17接收到由被測物體16 反射回的高頻調(diào)制反射測量光，并產(chǎn)生相應(yīng)的高頻反射測量信號fH’，高頻信號fH和高頻 反射測量信號fH’的頻率相同，但相位不同。高頻信號fH另一路直接通過傳輸線被輸入到 相位檢測器13中，高頻反射測量信號fH’也通過傳輸線被輸入到相位檢測器13中，具有相 同頻率不同相位的高頻信號fH和高頻反射測量信號fH’在相位檢測器13中混頻輸出一個 包含有用于確定被測距離的相位信息的直流信號，將該直流信號輸入到MCU12中進(jìn)行處理 得到光電測距裝置到被測物體之間的距離。M⑶12還可和一個顯示裝置相連，并控制其顯示 測量結(jié)果及其他信息。上述中的發(fā)射器15可以是從商業(yè)上能夠得到的激光二極管。以上僅對本發(fā)明的光電測距裝置的電路部分進(jìn)行了描述，其所采用的光學(xué)部分， 包含發(fā)射光路和接收光路，都是現(xiàn)有技術(shù)中的內(nèi)容，在此不再贅述。以上所描述的具體實(shí)施方式
只是對本發(fā)明的構(gòu)思和原理進(jìn)行闡述，并非要對本發(fā) 明的內(nèi)容進(jìn)行限制。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以意識到，除了上述首選的具體實(shí)施方式
之 外，本發(fā)明還有很多其他替代的或者修改的實(shí)施方式，這些替代的或者修改的實(shí)施方式仍 然在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍由權(quán)利要求確定。
權(quán)利要求
一種光電測距裝置，包含一個產(chǎn)生高頻信號fH的信號發(fā)生器，一個發(fā)出測量光到一個被測物體上的發(fā)射器，該測量光經(jīng)所述高頻信號fH頻率調(diào)制，一個接收從被測物體反射回來的反射測量光并產(chǎn)生相應(yīng)高頻反射測量信號fH’的光電接收及轉(zhuǎn)換裝置，一個能夠?qū)Ω哳l信號進(jìn)行混頻處理的相位檢測器，一個和所述相位檢測器相連、確定被測距離的信號處理裝置，其特征在于，所述的信號發(fā)生器和所述的相位檢測器相連，所述的高頻信號fH被輸入到所述的相位檢測器，并與所述高頻反射測量信號fH’在相位檢測器中混合產(chǎn)生一個直流信號，所述的直流信號包含一可用于確定被測距離的相位信息。
2.如權(quán)利要求1中所述的光電測距裝置，其特征在于，所述的高頻信號fH與所述的高 頻反射測量信號fH’頻率相同，相位不同。
3.如權(quán)利要求1或2中所述的光電測距裝置，其特征在于，所述信號發(fā)生器是一個鎖相 環(huán)電路。
4.如權(quán)利要求3中所述的光電測距裝置，其特征在于，所述發(fā)射器是一個激光二極管。
5.如權(quán)利要求3中所述的光電測距裝置，其特征在于，一個功率放大器被連接在所述 信號發(fā)生器和所述發(fā)射器之間。
6.如權(quán)利要求3中所述的光電測距裝置，其特征在于，所述的光電接收及轉(zhuǎn)換裝置是 一個雪崩光電二極管。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種光電測距裝置，包含一個產(chǎn)生高頻信號的信號發(fā)生器，一個發(fā)出測量光到一個被測物體上的發(fā)射器，該測量光經(jīng)該高頻信號頻率調(diào)制，一個接收從被測物體反射回來的反射測量光并產(chǎn)生相應(yīng)高頻反射測量信號的光電接收及轉(zhuǎn)換裝置，一個能夠?qū)Ω哳l信號進(jìn)行混頻處理的相位檢測器，一個用于確定被測距離的信號處理裝置，其中，高頻信號被輸入到相位檢測器中，并與高頻反射測量信號在相位檢測器中混合產(chǎn)生一個直流信號，直流信號包含一可用于確定被測距離的相位信息。本發(fā)明中所揭示的光電測距裝置，由于其產(chǎn)生和處理的高頻信號和高頻反射測量信號具有相同的頻率，從而有效地避免了光電測距裝置內(nèi)部線路板上的差頻干擾以及元器件之間的電干擾。
文檔編號G01S17/08GK101881833SQ20091002747
公開日2010年11月10日 申請日期2009年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月7日
發(fā)明者楊德中, 陳武 申請人:南京德朔實(shí)業(yè)有限公司