具單液晶快門的鐳射測距儀的製作方法
2023-11-10 09:07:22 2
專利名稱：具單液晶快門的鐳射測距儀的製作方法
技術領域：
本實用新型與一種鐳射測距儀有關，特別系關於一種僅需一個單液晶快門即可避免量測光因局部反射意外形成參考光幹涉的問題，以降低鐳射測距儀組裝、液晶快門控制的難度，並達到減少製造成本的目的。
背景技術：
習知鐳射測距儀系利用一鐳射光源對準目標物，藉由發射的鐳射光束反射回鐳射測距儀，並以一光接收器接收鐳射光束得以測量與目標物的距離長度。由於一般光接收器為雪崩光電二極體(APD)，其操作時的工作溫度容易影響到測量結果，因此於測量前或中，需另以一已知路徑長度的參考光束供光接收器接收，以校正工作溫度誤差。 一種習知的鐳射測距儀如中國TW第1288230號專利，其利用一分光鏡將鐳射光束分為一測量光束及一參考光束，並藉由一,決門結構選擇性的擋止於測量光束與參考光束的路徑上，以控制光接收器接收測量光束或參考光束。而此一習知技術需另行設置及切換快門結構動作，除有結構較複雜外，快門切換動作速度亦會影響到鐳射測距儀反應時間。另一種習知的鐳射測距儀如中國TW公開第201024682號專利申請案，為一種鐳射測距裝置及其控制方法，包括一發射元件，一第一及第二液晶顯示模組、一接收元件、一聚焦透鏡以及一控制單元，其中在量測時，該發射元件發射量測光，並同時控制該第一液晶顯示模組為不透光狀態及第二液晶顯示模組為透光狀態以使該接收元件接收參考光，再控制第一液晶顯示模組為透光狀態及第二液晶顯示模組為不透光狀態以接收目標物的反射光、當該反射光大於一預定值時，調整第一液晶顯示模組的透光度至該反射光低於該預定值時，由該參考光與該反射光的相位差，計算一距離值。其具有反應快速、動作確實的優點。或如第CN200910214576. 7號專利「基於液晶光閥原理相位測量的校準方法、校準裝置和測距裝置」亦為近似的技術。然而，由於其為避免第一液晶顯示模組的光滑表面造成發射量測光時，一小部分的量測光因光滑表面反射，意外形成參考光幹涉量測光，因此必需多設置第二液晶顯示模組來擋止意外形成的反射光，造成需要兩組液晶顯示模組及兩組驅動單元作控制，造成成本較高，且兩組驅動單元須同步動作、困難度增加等問題。綜合上開先前技術的缺點，大致上包括習知鐳射測距儀採用液晶快門具有反應快速、動作確實的優點，然而需要兩組液晶顯示模組及兩組驅動單元作控制，造成成本較高、驅動控制困難度增加等問題。
發明內容而鑑於解決上述缺點，本實用新型的目的在於提供一種具單液晶快門的鐳射測距儀的方案，該方案僅需單一單液晶快門即可避免量測光因局部反射意外形成參考光幹涉的問題，結構更加簡單，組成元件更少，成本更低。為實現上述目的，本實用新型公開了一種具單液晶快門的鐳射測距儀，其特徵在於包含一發射通道，其兩端各設有一發射元件及一發射口 ；一接收通道，其於發射元件同一側設有一接收元件，另一端則設有一接收口 ；一連通於該發射通道與接收通道間的參考通道；一設置於該發射通道內的第一腔室，該第一腔室連通於發射口 ；一設置於該發射通道內的第二腔室，該第二腔室連通於該參考通道，且第二腔室 具有一朝向參考通道的反射面；以及一設置於第一、第二腔室與發射元件間的液晶快門，其為一液晶顯示模組，且該液晶快門包含一對應該第一腔室的第一區塊及一對應該第二腔室的第二區塊從而該發射元件所發射的鐳射光束一部分通過第一區塊、一部分通過第二區塊，且該液晶快門能切換第一區塊及第二區塊的透光狀態。其中，該發射元件所發射的鐳射光束一部分通過第一區塊與第一腔室，自該發射口照射至一目標物後反射回該接收通道至該接收元件以形成一測量光束。其中，該發射元件所發射的鐳射光束一部分通過第二區塊與第二腔室，並經由反射面反射進入參考通道至該接收元件以形成一參考光束。其中，該發射通道由一隔板將其分隔成第一、第二腔室。其中，該第一腔室一端接合於該液晶快門處，另一端朝向於發射口。其中，該第二腔室一端接合於該液晶快門處，另一端以該反射面封閉。其中，該液晶快門更包含一控制第一區塊及第二區塊透光狀態的驅動元件。其中，該第一區塊及第二區塊的透光狀態為相反。其中，該接收通道於接收口處設有一物鏡。通過上述結構，本實用新型實現了如下技術效果I、當鐳射光束通過第一區塊與第一腔室，自該發射口照射至一目標物後，反射回該接收通道至該接收元件，可形成一測量光束。而鐳射光束一部分通過第二區塊與第二腔室，並經由反射面反射進入參考通道至該接收元件，可形成一參考光束。藉此，該液晶快門只需切換第一區塊及第二區塊的透光狀態，即可控制鐳射光束產生測量光束或參考光束，而不會發生幹涉的問題。2、液晶快門系設置於第一、第二腔室與發射元件的間，且第一、第二腔室開口系接合於該液晶快門處，即使鐳射光束進入液晶快門時，於朝向發射元件表面發生部分反射，亦不會造成測量光束或參考光束的幹擾。3、液晶快門系藉由一驅動元件控制第一區塊及第二區塊透光狀態，僅需單一單液晶快門及驅動元件，可降低鐳射測距儀組裝、液晶快門控制的難度，並達到減少製造成本的目的。為便於說明本實用新型於上述新型內容一欄中所表示的中心思想，茲以具體實施例表達。實施例中各種不同物件系按適於說明的比例、尺寸、變形量或位移量而描繪，而非按實際元件的比例予以繪製，合先敘明。且以下的說明中，類似的元件是以相同的編號來表
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[0028]圖I :本實用新型的組成示意圖。圖2 :本實用新型的剖面動作示意圖(一)。圖3 :本實用新型的剖面動作示意圖(二)。
具體實施方式
請參考圖I所示，本實用新型為一種具單液晶快門的鐳射測距儀10，包含一發射通道20，其兩端各設有一發射元件21及一發射口 22。一接收通道30，其於發射元件21同一側設有一接收元件31，另一端則設有一接收 口 32 ;其中，接收通道30於接收口 32處設有一物鏡33。一連通於該發射通道20與接收通道30間的參考通道40 ；—設置於該發射通道20內的第一腔室50,該第一腔室50連通於發射口 22 ；一設置於該發射通道20內的第二腔室60，該第二腔室60連通於該參考通道40，且第二腔室60具有一朝向參考通道40的反射面61 ;以及—設置於第一腔室50、第二腔室60與發射兀件21間的液晶快門70,其為一液晶顯示模組，且其包含一對應該第一腔室50的第一區塊71及一對應該第二腔室60的第二區塊72，且該發射元件21所發射的鐳射光束90 —部分通過第一區塊71，一部分通過第二區塊72 ;其中，該液晶快門70更包含一可控制第一區塊71及第二區塊72透光狀態的驅動元件73。其中，在一較佳的實施例中，該發射通道20由一隔板23將其分隔成第一腔室50與第二腔室60,該第一腔室50 —端接合於該液晶快門70處,另一端朝向於發射口 22。而該第二腔室60 —端接合於該液晶快門70處，另一端以該反射面61封閉。該反射面61可為鏡面或可發生局部反光面。明了上述本案詳細結構後，以下針對本案的動作原理逐一詳細說明驅動元件73可控制該第一區塊71及第二區塊72的透光狀態為相反。例如，當第一區塊71為可透光狀態，第二區塊72則為不可透光狀態。反之，當第一區塊71為不可透光狀態，第二區塊72則為可透光狀態。如圖2所示，由於該發射元件21與隔板23對準設置，其所發射的鐳射光束90為具有一定寬度者，而使一部分通過第一區塊71，一部分通過於第二區塊72。當第一區塊71為可透光狀態，第二區塊72則為不可透光狀態時，該發射元件21所發射的鐳射光束90 —部分通過第一區塊71與第一腔室50，自該發射口 22照射至一目標物後，反射回該接收通道30至該接收元件31，以形成一測量光束91 ;其中，該物鏡33則具有協助聚光以加強測量光束91接收的效果。而另一部分鐳射光束90則因第二區塊72為不可透光狀態而被阻斷無法通過液晶快門70。再者，如圖3所示，當第一區塊71為不可透光狀態，第二區塊72為可透光狀態時，該發射元件21所發射的鐳射光束90 —部分通過第二區塊72與第二腔室60，並經由反射面61反射後進入參考通道40，而照射至該接收元件31，以形成一參考光束92。而另一部分鐳射光束90則因第一區塊71為不可透光狀態而被阻斷無法通過液晶快門70，以確保不會產生測量光束91。藉此，鐳射測距儀10於測量過程中，只需藉由單一液晶快門70切換第一區塊71及第二區塊72的透光狀態，即可產生測量光束91或參考光束92，以進行測量與校準的工作。甚至，該驅動元件73除了可控制該液晶快門70的第一區塊71及第二區塊72單純為可透光或不可透光狀態外，亦可特別針對透光率進行控制。例如，在測量強反射目標如金屬表面等目標物時。可以通過驅動元件73控制減少第一區塊71的透光率來減弱發射信號，降低接收元件31接收信號的飽和程度，增加測量的動態範圍。反之，若目標本身具有吸光特性或測量距離較遠時，即可增加第一區塊71的透光率來增強發射信號。而該液晶快門70設置於第一腔室50、第二腔室60與發射元件21之間，且第一腔室50、第二腔室60開口接合於該液晶快門70處，即使鐳射光束90進入液晶快門70時，於朝向發射兀件21的表面發生部分反射,亦不會造成測量光束91或參考光束92的幹擾。再者，本實用新型的液晶快門70藉由單一驅動元件73控制第一區塊71及第二區塊72的透光狀態，僅需單一單液晶快門70及驅動元件73，可降低鐳射測距儀10組裝、液晶快門70控制的難度，並達到減少製造成本的目的。由以上詳細說明，可使熟知本項技藝者明了本實用新型確實與習用的設計截然不同，具有相當的新穎性。且本實用新型具有習用設計所無法預期的功效，實已符合專利核准的積極要件，爰依法提出專利申請。雖本實用新型是以一較佳實施例作說明，但精於此技藝者能在不脫離本實用新型精神與範疇下作各種不同形式的改變。以上所舉實施例僅用以說明本實用新型而已，非用以限制本實用新型的範圍。舉凡不違本實用新型精神所從事的種種修改或變化，俱屬本實用新型意欲保護的範疇。
權利要求1.一種具單液晶快門的鐳射測距儀，其特徵在於包含 一發射通道，其兩端各設有一發射元件及一發射口 ； 一接收通道，其於發射元件同一側設有一接收元件，另一端則設有一接收口 ； 一連通於該發射通道與接收通道間的參考通道； 一設置於該發射通道內的第一腔室，該第一腔室連通於發射口 ； 一設置於該發射通道內的第二腔室，該第二腔室連通於該參考通道，且第二腔室具有一朝向參考通道的反射面；以及 一設置於第一、第二腔室與發射元件間的液晶快門，其為一液晶顯示模組，且該液晶快門包含一對應該第一腔室的第一區塊及一對應該第二腔室的第二區塊從而該發射元件所發射的鐳射光束一部分通過第一區塊、一部分通過第二區塊，且該液晶快門能切換第一區塊及第二區塊的透光狀態。
2.如權利要求I所述的具單液晶快門的鐳射測距儀，其特徵在於，該發射元件所發射的鐳射光束一部分通過第一區塊與第一腔室，自該發射口照射至一目標物後反射回該接收通道至該接收元件以形成一測量光束。
3.如權利要求I所述的具單液晶快門的鐳射測距儀，其特徵在於，該發射元件所發射的鐳射光束一部分通過第二區塊與第二腔室，並經由反射面反射進入參考通道至該接收元件以形成一參考光束。
4.如權利要求I所述的具單液晶快門的鐳射測距儀，其特徵在於，該發射通道由一隔板將其分隔成第一、第二腔室。
5.如權利要求2所述的具單液晶快門的鐳射測距儀，其特徵在於，該第一腔室一端接合於該液晶快門處，另一端朝向於發射口。
6.如權利要求2所述的具單液晶快門的鐳射測距儀，其特徵在於，該第二腔室一端接合於該液晶快門處，另一端以該反射面封閉。
7.如權利要求I所述的具單液晶快門的鐳射測距儀，其特徵在於，該液晶快門更包含一控制第一區塊及第二區塊透光狀態的驅動元件。
8.如權利要求7所述的具單液晶快門的鐳射測距儀，其特徵在於，該第一區塊及第二區塊的透光狀態為相反。
9.如權利要求I所述的具單液晶快門的鐳射測距儀，其特徵在於，該接收通道於接收口處設有一物鏡。
專利摘要本實用新型提供一種具單液晶快門的鐳射測距儀，包含一發射通道，其兩端各設有一發射元件及一發射口；一接收通道，其於發射元件同一側設有一接收元件，另一端則設有一接收口；一連通於該發射通道與接收通道間的參考通道；一設置於該發射通道內的第一腔室，該第一腔室連通於發射口；一設置於該發射通道內的第二腔室，該第二腔室連通於該參考通道，且第二腔室具有一朝向參考通道與接收元件的反射面；以及一設置於第一、第二腔室與發射元件間的液晶快門，其為一液晶顯示模組，且其包含一對應該第一腔室的第一區塊及一對應該第二腔室的第二區塊，且該發射元件所發射的鐳射光束一部分通過第一區塊，一部分通過第二區塊；其中，該液晶快門可切換第一區塊及第二區塊的透光狀態。
文檔編號G01S17/08GK202794520SQ201220384099
公開日2013年3月13日 申請日期2012年8月6日 優先權日2012年8月6日
發明者李友正 申請人:仲陽企業有限公司