一种激光测距方法、对焦方法、激光测距系统及对焦系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112946673A(43)申请公布日2021.06.11(21)申请号202110127353.8(22)申请日2021.01.29(71)申请人上海睿钰生物科技有限公司地址201615上海市松江区九亭镇九新公路877号4幢6层(72)发明人张晓佳罗浦文(74)专利代理机构北京品源专利代理有限公司11332代理人孟金喆(51)Int.Cl.G01S17/08(2006.01)G01S7/481(2006.01)权利要求书3页说明书11页附图5页(54)发明名称一种激光测距方法、对焦方法、激光测距系统及对焦系统(57)摘要本发明涉及测距领域，公开了一种激光测距方法、对焦方法、激光测距系统及对焦系统，包括：向反射镜发射入射角为δ的入射光线α，入射光线α经反射镜反射产生第一反射光线β，第一反射光线β照射待测物体；摄取第二反射光线θ并在激光成像面生成激光图像，第二反射光线θ为第一反射光线β照射于待测物体表面后产生的返回光线γ，再通过反射镜反射产生；基于激光图像根据几何三角定理计算测量距离A。以入射光线α的发射点和第二反射光线θ的接收点的连线L为底边，以入射光线α与第二反射光线θ延长线的相交角为顶角构成的三角形的底边的高与测量距离A相等。其通过反射镜改变激光光路且不影响测距，适用于狭小空间间接测距，精度高，耗时短。CN112946673ACN112946673A权利要求书1/3页1.一种激光测距方法，其特征在于，包括以下步骤：向反射镜(1)的反射表面发射入射角为δ的入射光线α，所述入射光线α经所述反射镜(1)反射产生第一反射光线β，所述第一反射光线β照射待测物体(100)；摄取第二反射光线θ并在激光成像面(31)上生成激光图像，所述第二反射光线θ为所述第一反射光线β照射于待测物体(100)的表面后产生的返回光线γ，再通过所述反射镜(1)的反射表面反射产生；以及基于所述激光图像根据几何三角定理计算获得测量距离A；其中，以所述入射光线α的发射点和所述第二反射光线θ的接收点的连线L为底边，以所述入射光线α与所述第二反射光线θ延长线的相交角为顶角所构成的三角形的所述底边的高与所述测量距离A相等。2.如权利要求1所述的激光测距方法，其特征在于，所述入射光线α的发射点与所述第二反射光线θ的接收点的连线L与所述入射光线α的夹角ε为已知常数，所述连线L与所述第二反射光线θ的夹角为ζ；其中，ζ＝arcsin(X/(X2+Y2)1/2)；X表示所述接收点与所述激光成像面(31)的间距；Y表示过所述接收点且垂直于所述激光成像面(31)的垂线与所述第二反射光线θ在激光成像面(31)上生成的激光图像之间的间距。3.如权利要求1所述的激光测距方法，其特征在于，所述待测物体(100)为透明载片，所述透明载片包含上表面和下表面，所述透明载片的厚度等于对应于所述上表面的测量距离Au和对应于所述下表面的测量距离Al的差。4.如权利要求3所述的激光测距方法，其特征在于，基于所述透明载片不同位置的厚度确定透明载片的平整度。5.一种对焦方法，基于如权利要求1‑4中任一项所述的激光测距方法，其特征在于，包括以下步骤：确定目标物距C0；确定测量距离A；其中，所述反射镜(1)布置于所述物镜(5)与待测物体(100)之间；获取所述物镜(5)沿轴向与所述反射镜(1)的第一距离C1，并基于所述测量距离A，根据距离换算公式，获取所述反射镜(1)沿所述物镜(5)的轴向与待测物体(100)的第二距离C2；计算获得待测物体(100)与所述物镜(5)的实际距离C；调整并使得所述物镜(5)与待测物体(100)的实际距离C等于目标物距C0。6.如权利要求5所述的对焦方法，其特征在于，待测物体(100)包括样品，当所述第一反射光线β直接照射到样品表面上时，待测物体(100)与所述物镜(5)的实际距离C＝C1+C2，所述距离换算公式为：A＝D+C2；其中，所述第一反射光线β和所述返回光线γ相对于待测物体(100)的法线与所述物镜(5)的轴线同轴或平行，D表示以所述入射光线α的发射点、所述第二反射光线θ的接收点的连线L为底边，以所述入射光线α与所述第二反射光线θ延长线的相交角为顶角，所构成的三角形的所述底边的高与所述反射镜(1)相交的交点到所述底边的距离。7.如权利要求5所述的对焦方法，其特征在于，待测物体(100)包括样品和透明载片，当2CN112946673A权利要求书2/3页所述第一反射光线β透过透明载片照射到样品表面上时，待测物体(100)与所述物镜(5)的实际距离C＝C1+C2+C3，所述距离换算公式为：A＝D+C2；其中，所述第一反射光线β和所述返回光线γ相对于待测物体(100)的法线与所述物镜(5)的轴线同轴或平行，