專利名稱：激光測距儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種測距儀，尤其涉及一種激光測距儀。
背景技術(shù)：
目前，現(xiàn)有之測距方式除利用尺具直接測量外，還包括利用標(biāo)竿配合儀器測量，通過計算對應(yīng)角度以推算出距離。惟，因尺具存在長度受限之缺點，故，尺具法不適用于長距離之測量，而利用標(biāo)竿配合儀器測量，其缺點系需一人插設(shè)標(biāo)竿，另一人操控儀器，故該方法耗費人力，且于較長距離之測量中，該方法不方便且容易產(chǎn)生較大之誤差。近年來，激光測距法被廣泛應(yīng)用于距離之測量，而激光測距儀亦成為距 離測量之重要工具，其原理系由一激光發(fā)光器對待測物體發(fā)射出一脈沖訊號，而再由一低噪聲、高敏感度之激光光接收器接收由該待測物體反射回來之訊號，利用該接收到之反射訊號即可計算出待測物體之距離，其原理可有公式表示T=2UC，L為距離，C為光速，T為反射訊號和發(fā)射訊號之間之延遲。該激光測距儀只能得到測量物體上一個點的距離，而不同同時測出多個點的距離。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，有必要提供一種可同時測得物體上多個位置距離之激光測距儀。一種激光測距儀，包括激光發(fā)射器，用于發(fā)射激光束；微機電反射鏡陣列，其用于將所述激光束反射至待測物體上若干位置；微機電光接收陣列，其用于對應(yīng)接收被所述待測物體反射之激光束；以及處理單元，記錄所述激光發(fā)射器發(fā)出激光束的時間tl和所述微機電光接收陣列接收到若干點被待測物體反射的激光束的時間t2，并通過下列公式得出若干待測距離，t2-tl=2L/c, c為光速，L為待測距離。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明激光測距儀之優(yōu)點為采用微機電光接收陣列和微機電反射鏡陣列，由于微機電反射鏡陣列可將激光光反射到待測物體之若干不同位置上，微機電光接收陣列相應(yīng)接收不同位置反射回來的激光光，故，激光測距儀可以測量待測物體若干位置之距離。


圖I是本發(fā)明實施例激光測距儀之示意圖。圖2是圖I中微機電反射鏡陣列中一個反射鏡之示意圖。圖3是圖I中微機電光接收陣列中一個光接收單元之示意圖。主要元件符合說明
激光測距儀I ο
激光發(fā)射器_11_
直透鏡12 —
微機電反射鏡陣歹Li 13_蓮板|130，140
反射鏡_j_31_
=光接收單元T^T
框架Till，1411 瓦爭鏡面—1312 —
接收器1412 —
_旋轉(zhuǎn)軸TM，1413
―驅(qū)動單元T^i7l42
微機電光接收陣列 14_
處理單元_ 15
控制單元__
￥1則物體|20 —
下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步詳細說明。
具體實施例方式請參閱圖I、圖2及圖3，本發(fā)明實施例之激光測距儀10包括激光發(fā)射器11、準(zhǔn)直透鏡12、微機電反射鏡陣列13、微機電光接收陣列14、處理單元15和控制單元16，處理單元15用來記錄激光發(fā)射器11發(fā)出激光光的時間和微機電光接收陣列14接收到激光光的時間。微機電反射鏡陣列13和微機電光接收陣列14是通過微光刻電鑄模(LithographyElectroforming Micro Molding)技術(shù)制成。激光發(fā)射器11用來發(fā)射激光束并出射至準(zhǔn)直透鏡12上。準(zhǔn)直透鏡12接收激光發(fā)射器11發(fā)出之激光束，并形成平行光束以出射到微機電反射鏡陣列13上。當(dāng)然，也可以省略準(zhǔn)直透鏡12。微機電反射鏡陣列13具有基板130、設(shè)置在基板130上之若干結(jié)構(gòu)相同之反射鏡131以及驅(qū)動單元132。根據(jù)測量精度之需要，反射鏡131可組成4x4陣列、6x6陣列等。反射鏡131包括框架1311、光學(xué)鏡面1312和旋轉(zhuǎn)軸1313，框架1311固定在基板130上，光學(xué)鏡面1312由硅制成并通過旋轉(zhuǎn)軸1313在框架1311內(nèi)旋轉(zhuǎn)，驅(qū)動單元132在控制單元16之控制下用來驅(qū)動若干旋轉(zhuǎn)軸1313旋轉(zhuǎn)，從而使每一個光學(xué)鏡面1312相對基板130具有相同或不同之角度。光學(xué)鏡面1312上鍍有高反射率之金屬層，金屬層之材料可以為鋁或銀。當(dāng)然，在其它實施方式中，每一個反射鏡131可單獨設(shè)置驅(qū)動單元132以驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸1313旋轉(zhuǎn)。微機電光接收陣列14包括基板140、設(shè)置在基板140上若干結(jié)構(gòu)相同之光接收單元141和驅(qū)動單元142。光接收單元141具有與反射鏡131相同之陣列組成。光接收單元141包括固定在基板140上之框架1411、光接收器1412和旋轉(zhuǎn)軸1413，驅(qū)動單元142在控制單元16之控制下用來驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸1413旋轉(zhuǎn)，從而使每一個光接收器1412相對基板140具有相同或不同之角度。經(jīng)微機電反射鏡陣列13反射之激光束入射到待測物體20上，被待測物體20反射之激光束與入射到待測物體20上的光束平行且被微機電光接收陣列14之光接收器1412所接收，處理單元15記錄并比較激光發(fā)射器11發(fā)出的激光束與微機電光接收陣列14接收到的激光束之間之時間延遲，即可根據(jù)下列公式得出待測距離，t2-tl=2L/c。
具體地，激光發(fā)射器11發(fā)出之激光束L入射至準(zhǔn)直透鏡12上，L經(jīng)過準(zhǔn)直透鏡12后變成平行光束LI入射到微機電反射鏡陣列13上,控制單兀16控制微機電反射鏡陣列13之驅(qū)動單元132驅(qū)動反射鏡131之旋轉(zhuǎn)軸1313旋轉(zhuǎn)，以使被光學(xué)鏡面1312反射之光束L2投射到待測物體20之不同位置，控制單元16同樣控制微機電光接收陣列14之驅(qū)動單元142以驅(qū)動旋轉(zhuǎn)軸1413旋轉(zhuǎn)，以使被待測物體20反射之與光束L2平行之光束L3入射到光接收單元141上之光接收器1412上，例如，微機電反射鏡陣列13之第I行第I列之反射鏡131將光束L2投射到A點，那么，微機電光接收陣列14之第I行第I列之光接收器1412接收被A點反射之光束L3，處理單元15根據(jù)記錄的激光發(fā)光器11發(fā)出激光光L的時間tl和光接收器1412接收到反射光L3的時間t2，從而計算出時間差，然后根據(jù)公式t2-tl=2L/c, c為光速，L為待測距離。激光測距儀之優(yōu)點為采用微機電光接收陣列和微機電反射鏡陣列，由于該微機電反射鏡陣列和微機電光接收單兀系屬微機電系統(tǒng)，微機電系統(tǒng)具體積小、重量輕、功耗低、成本低等優(yōu)點，同時由于該系統(tǒng)系將微電子技術(shù)與精密機械加工技術(shù)相結(jié)合，故，本發(fā)明采用之微機電反射鏡能夠克服前案中正多面轉(zhuǎn)動面鏡之制作難度大，轉(zhuǎn)動頻率較不穩(wěn)定之缺 點，從而能最終提高測量之準(zhǔn)確性?？梢岳斫獾氖牵绢I(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化等用在本發(fā)明的設(shè)計，只要其不偏離本發(fā)明的技術(shù)效果均可。這些依據(jù)本發(fā)明精神所做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種激光測距儀，包括 激光發(fā)射器，用于發(fā)射激光束； 微機電反射鏡陣列，其用于將所述激光束投射至待測物體上若干位置； 微機電光接收陣列，其用于對應(yīng)接收被所述待測物體反射之激光束；以及 處理單元，其記錄所述激光發(fā)射器發(fā)出激光束的時間tl和所述微機電光接收陣列接收到若干點被待測物體反射的激光束的時間t2，并通過下列公式得出若干待測距離，t2-tl=2L/c, c為光速，L為待測距離。
2.如權(quán)利要求I所述的激光測距儀，其特征在于，所述微機電反射鏡陣列包括基板和 若干反射鏡，所述反射鏡呈陣列設(shè)置在所述基板上。
3.如權(quán)利要求2所述的激光測距儀，其特征在于，所述反射鏡包括框架、光學(xué)鏡面和旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置在所述框架上，所述光學(xué)鏡面繞所述旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。
4.如權(quán)利要求3所述的激光測距儀，其特征在于，所述光學(xué)鏡面上具有高反射率之金屬層。
5.如權(quán)利要求3所述的激光測距儀，其特征在于，所述光學(xué)鏡面由硅制成。
6.如權(quán)利要求I所述的激光測距儀，其特征在于，所述微機電光接收陣列包括基板和若干光接收單元，所述光接收單元呈陣列設(shè)置在所述基板上。
7.如權(quán)利要求6所述的激光測距儀，其特征在于，所述光接收單元包括框架、光接收器和旋轉(zhuǎn)軸，所述旋轉(zhuǎn)軸設(shè)置在所述框架上，所述光接收器繞所述旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動。
8.如權(quán)利要求I所述的激光測距儀，其特征在于，所述微機電反射鏡陣列和微機電光接收陣列通過微光刻電鑄模技術(shù)制成。
全文摘要
一種激光測距儀，包括激光發(fā)射器，用于發(fā)射激光束；微機電反射鏡陣列，其用于將所述激光束反射至待測物體上若干位置；微機電光接收陣列，其用于對應(yīng)接收被所述待測物體反射之激光束；以及處理單元，記錄所述激光發(fā)射器發(fā)出激光束的時間t1和所述微機電光接收陣列接收到若干點被待測物體反射的激光束的時間t2，并通過下列公式得出若干待測距離，t2-t1=2L/c，c為光速，L為待測距離。
文檔編號G01S17/08GK102759736SQ20111010871
公開日2012年10月31日 申請日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者賴志成 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司