CN103557835A - 激光测距装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种激光测距装置，包括：感光元件；设置在所述感光元件上方的入光孔；设置在所述感光元件一侧的激光发射单元，所述激光发射单元用于发射与所述感光元件垂直的激光束。本发明可以保证测量快速识别、精度高、成本低。

Description

激光测距装置和方法

技术领域

本发明涉及条码识别领域，尤其涉及一种激光测距装置和方法。

背景技术

目前的测距方法一般采用发射激光进行测距，激光测距一般采用两种方式来测量距离：脉冲法和相位法。脉冲法测距的过程是通过测距装置发射出的激光经被测量物体的反射后又被测距装置接收，测距装置同时记录激光往返的时间。光速和往返时间的乘积的一半就是测距装置和被测量物体之间的距离。相位式测距是用无线电波段的频率，对激光束进行幅度调制并测定调制光往返被测量物体一次所产生的相位延迟，再根据调制光的波长，换算此相位延迟所代表的距离。

然而脉冲法一般只适用于长距离测距，而条码扫描多是短距离，脉冲法测距在短距离会因为反射时间过短无法精确计算出距离。相位式测距虽然适用于短距离高精度测量，但是仪器结构复杂，成本昂贵，体积大，不适合用于条码扫描引擎配合使用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光测距装置，可以精确地测量条码识读头到目标的距离。

本发明的另一目的在于提供一种激光测距方法，可以利用上述激光测距装置精确地测量条码识读头到目标的距离。

相应的一种激光测距装置，包括：

感光元件；

设置在所述感光元件上方的入光孔；

设置在所述感光元件一侧的激光发射单元，所述激光发射单元用于发射与所述感光元件垂直的激光束。

作为本发明的进一步改进，所述激光发射单元的发射端设置有柱状透镜。

作为本发明的进一步改进，所述入光孔设置有前置镜片。

作为本发明的进一步改进，所述感光元件上方设置有遮光板，所述入光孔设置在所述遮光板上。

作为本发明的进一步改进，所述入光孔的中心在所述感光元件上的竖直投影位于所述感光元件的中心。

作为本发明的进一步改进，所述感光元件包括CCD。

相应的一种利用上述激光测距装置的激光测距方法，该方法包括以下步骤：

激光发射单元发射激光束，并在目标物体上成像为第一图像；

感光元件捕获所述第一图像穿过入光孔的光线，并在其上成像为第二图像；

计算所述第二图像与所述入光孔在所述感光元件上竖直投影间的距离CE；

计算所述激光发射单元与目标物体之间的距离AB，其计算公式为：

，其中，AE为激光发射单元与所述入光孔在所述感光元件上竖直投影间的距离，DE为入光孔与感光元件之间的距离。

与现有技术相比，本发明通过激光的传播路线与装置本身构成两个相似三角形，根据相似三角形的关系测量出条码识读头到目标的距离，可以保证测量快速识别、精度高、成本低。

附图说明

图1为本发明一实施方式的示意图。

具体实施方式

以下将结合附图所示的具体实施方式对本发明进行详细描述。但这些实施方式并不限制本发明，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本发明的保护范围内。

如图1所示，本发明一实施方式。激光测距装置包括激光发射单元A、感光元件10、入光孔D。激光发射单元A和感光元件10并排设置在一起，激光发射单元A设置在感光元件10的一侧，感光元件10优选地采用线状CCD，激光发射单元A发出的激光垂直于感光元件10，并在目标物上形成第一图像B。为了保证第一图像B在感光元件10上成像清晰，优选地在激光发射单元A的发射端设有柱状透镜。在感光元件10的上方设置有入光孔D，感光元件10上方设置有遮光板，入光孔D设置在遮光板上。感光元件10上有入光孔D在感光元件10上的投影E，优选地，入光孔D的中心在感光元件10上的竖直投影位于感光元件10的中心。根据光直线传播的原理，第一图像B会通过入光孔D在入光孔D在感光元件10的投影E相对于激光发射单元A的另一侧形成第二图像C。为了防止灰尘进入感光元件10内影响感光效果，入光孔D处设有前置镜片。

采用上述激光测距装置进行测量，首先激光发射单元A发射激光束，并在目标物体上成像为第一图像B。感光元件捕获第一图像B穿过入光孔D的光线，并在其上成像为第二图像C。感光元件10通过处理器利用图像处理方法计算得出第二图像C与入光孔D在感光元件10上竖直投影间的距离CE。激光发射单元A、第一图像B和第二图像C形成的三角形，与入光孔D、入光孔D在感光元件10的投影E和第二图像C形成的三角形互为相似三角形，因此计算所述激光发射单元A与目标物体之间的距离AB，其计算公式为：

，其中，AE为激光发射单元A与入光孔D在感光元件10上竖直投影E间的距离，是固定已知的，DE为入光孔D与感光元件10之间的距离，是已知固定的。

综上所述，本发明通过激光的传播路线与装置本身构成两个相似三角形，根据相似三角形的关系测量出条码识读头到目标的距离，可以保证测量快速识别、精度高，测距装置成本低。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种激光测距装置，其特征在于，包括：

感光元件；

设置在所述感光元件上方的入光孔；

设置在所述感光元件一侧的激光发射单元，所述激光发射单元用于发射与所述感光元件垂直的激光束。

2.根据权利要求1所述的激光测距装置，其特征在于，所述激光发射单元的发射端设置有柱状透镜。

3.根据权利要求1所述的激光测距装置，其特征在于，所述入光孔设置有前置镜片。

4.根据权利要求1所述的激光测距装置，其特征在于，所述感光元件上方设置有遮光板，所述入光孔设置在所述遮光板上。

5.根据权利要求1所述的激光测距装置，其特征在于，所述入光孔的中心在所述感光元件上的竖直投影位于所述感光元件的中心。

6.根据权利要求1所述的激光测距装置，其特征在于，所述感光元件包括CCD。

7.一种利用如权利要求1至6之任意一项所述的激光测距装置的激光测距方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

激光发射单元发射激光束，并在目标物体上成像为第一图像；

感光元件捕获所述第一图像穿过入光孔的光线，并在其上成像为第二图像；

计算所述第二图像与所述入光孔在所述感光元件上竖直投影间的距离CE；

计算所述激光发射单元与目标物体之间的距离AB，其计算公式为：

，其中，AE为激光发射单元与所述入光孔在所述感光元件上竖直投影间的距离，DE为入光孔与感光元件之间的距离。