[0001] 本申请涉及无介质显示测距技术领域，特别是涉及一种测距装置。

[0002] 随着测距领域的技术创新，一般需求在测距装置的望远光路上的显示图像。相关技术一般采用以下两种方式：

[0003] 一种是：高透射屏显示，直接由显示屏显示需要的图像，这种方式中实体显示屏透过率低，目前技术普遍在75％左右，景物通过望远光路能量损失高，人眼观察较暗，体验感
差。

[0004] 另一种是：投影显示，这种方式需要设置反射镜、透镜、棱镜等，在三维空间对准的局部坐标轴过多易引起投影位置偏差，装调困难，增加制造成本。

[0024] 下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施
例，都属于本申请保护的范围。

[0025] 在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，
因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解
为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、
“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多
个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

[0026] “A和/或B”，包括以下三种组合：仅A，仅B，及A和B的组合。

[0027] 本申请中“适用于”或“被配置为”的使用意味着开放和包容性的语言，其不排除适用于或被配置为执行额外任务或步骤的设备。另外，“基于”的使用意味着开放和包容性，因
为“基于”一个或多个所述条件或值的过程、步骤、计算或其他动作在实践中可以基于额外
条件或超出所述的值。

[0028] 在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任
何技术人员能够实现和使用本申请，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列
出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况
下也可以实现本申请。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必
要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合
本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

[0029] 请参阅图1，图1是本申请提供的测距装置第一实施例的结构示意图，该测距装置100包括望远组件10和显示组件20。

[0030] 其中，望远组件10形成用于人眼望远的第一光路。可选地，望远组件10包括物镜11和目镜12，物镜11和目镜12之间形成第一光路。望远组件10使用透镜作为物镜11和目镜12，
通过物镜11的光线折射将远处物体的光线聚焦到焦点上，然后经过目镜12放大形成虚像。

[0031] 其中，显示组件20包括光源组件21和空间光调制器22，光源组件21和空间光调制器22设置于第一光路之外，空间光调制器22被配置为基于光源组件21在第一光路上形成设
定衍射图像。

[0032] 其中，空间光调制器22是指在主动控制下，它可以通过液晶分子调制光场的某个参量，例如通过调制光场的振幅，通过折射率调制相位，通过偏振面的旋转调制偏振态，或
是实现非相干——相干光的转换，从而将一定的信息写入光波中，达到光波调制的目的。它
可以方便地将信息加载到一维或二维的光场中，利用光的宽带宽，多通道并行处理等优点
对加载的信息进行快速处理。它是构成实时光学信息处理、光互连、光计算等系统的核心器
件。

[0033] 可以理解地，空间光调制器22具有全息衍射成像功能，图1中以透射式空间光调制器为例，透射式空间光调制器的材料为液晶，通过电压可以控制液晶分子的朝向，以获取特
殊的相位分布，该相位分布与所要成像的全息图像和位置一一对应，当激光光束照射在空
间光调制器上时，就会在无介质空气成像区任意指定的位置成任意指定的像。

[0034] 值得注意的是，空间光调制器22由软件控制，因此，可以通过对软件的设置或调解，可以对衍射图像的位置和角度进行调整，将衍射图像成像在需要的指定位置。

[0035] 可选地，如图2所示，图2是本申请提供的测距装置第二实施例的结构示意图，图2实施例与图1实施例的区别在于，空间光调制器22可以是反射式的，对于反射式空间光调制
器，光源组件21和空间光调制器22分别设置于第一光路的相对两侧。

[0036] 本实施例提供的测距装置包括：望远组件，望远组件形成用于人眼望远的第一光路；显示组件，包括光源组件和空间光调制器，光源组件和空间光调制器设置于第一光路之
外，空间光调制器被配置为基于光源组件在第一光路上形成设定衍射图像。通过上述方式，
第一方面，由于光源组件和空间光调制器均未设置在第一光路上，所以第一光路是100％透
光的，人眼可以很好的进行观察；第二方面，只需要光源组件和空间光调制器形成简单的光
路即可，且由于空间光调制器的成像位置和角度可以通过软件轻松的调节，因此对光源组
件中光学原件的设置和光路没有严格的要求，降低了成产难度，降低了成本。

[0037] 同时参阅图1和图2，在一实施例中，光源组件21包括依次设置的激光器211、光阑212、二元衍射光学元件213、准直镜组214和反射镜215，激光器211、光阑212、二元衍射光学
元件213、准直镜组214、反射镜215和空间光调制器22形成第二光路。可以理解地，由于反射
镜215改变了激光的方向，所以第二光路可以进一步包括第三光路和第四光路，即激光器
211、光阑212、二元衍射光学元件213、准直镜组214和反射镜215形成的第三光路，反射镜
215和空间光调制器22形成的第四光路。

[0038] 其中，激光器211可以是发光二极管或半导体激光器，用于产生单色或复色激光。单色激光，如红色、绿色、蓝色等单一波段的可见光。复色激光，如红、绿、蓝组合激光器发出
三种波段的激光。复色激光对于激光的组合方式没有特殊要求，同轴结构和非同轴结构都
可以，只要能够保证发出的三种激光有足够的重叠面积即可，重叠面积的大小由照射到空
间光调制器22的面积决定，照射到空间光调制器22的面积大于或等于准直镜组214的出射
光束的面积即可，准直镜组214出射光束的直径可以使用拉亥不变量计算，即nuy＝n'u'y'，
其中，n和n’为空气折射率，u是二元衍射光学元件213出射激光的发散角，u’是准直镜组214
出射激光的发散角，y是二元衍射光学元件213最后一个表面出射激光的直径，y’是准直镜
组214最后一个表面出射激光的直径。

[0039] 其中，光阑212是指在光学系统中对光束起着限制作用的实体。它可以是透镜的边缘、框架或特别设置的带孔屏。其作用可分两方面：限制光束或限制视场(成像范围)大小。
光学系统中限制光束最多的光阑，称为孔径光阑，限制视场(大小)最多的光阑，称为视场光
阑。可以理解地，主动光源衍射成像所使用的激光器一般都存在能量分布不均匀的问题，易
造成显示图像亮度分布不均和彩色图像色彩失真。使用光阑212选取适当范围的激光光束，
该范围由二元衍射光学元件光束整形设计确定。

[0040] 其中，二元衍射光学元件213用于对激光的能量分布进行整形，获取能量分布均匀的准直激光。二元衍射光学元件213可以与光阑212位于准直镜组214的同侧，也可以是光阑
212和二元衍射光学元件213分别位于准直镜组214的两侧。即，二元衍射光学元件213设置
于光阑212和准直镜组214之间的第二光路上，或，二元衍射光学元件213设置于准直镜组
214和空间光调制器22之间的第二光路上。

[0041] 在一实施例中，二元衍射光学元件213光阑212位于准直镜组214的同侧，因此，激光器211、光阑212和二元衍射光学元件213可以封装在一起，结构紧凑，且便于装调。

[0042] 可以理解地，上述二元衍射光学元件213是以透射式二元衍射光学元件为例，在其他实施例中，二元衍射光学元件213也可以是反射式的。如图3所示，图3是本申请提供的测
距装置第三实施例的结构示意图。图3实施例与图1实施例的区别在于：二元衍射光学元件
213是反射式的，其中，激光器211、光阑212和二元衍射光学元件213形成第五光路，激光经
由二元衍射光学元件213反射后，二元衍射光学元件213、准直镜组214和反射镜215形成的
第六光路，上述的第三光路包括第五光路和第六光路。

[0043] 其中，准直镜组214包括聚焦透镜和准直透镜，准直镜组214用于获取均匀照明准直激光光束，同时达到扩束的目的。

[0044] 其中，反射镜215用于折叠光路。准直镜组214出射后的激光入射到反射镜215后反射至空间光调制器22。

[0045] 结合图1，图1对应实施例的完成工作流程如下：利用软件算法(如PB(Pancharatnam‑Berry)相位设计方法)获取在无介质空气成像区指定位置成指定像的相位
分布图，传输给空间光调制器复制。进一步，激光器211发出的激光被光阑212选取一定宽度
的激光光束；二元衍射光学元件213对激光进行整形，获取能量分布均匀的激光；准直镜组
214对激光进行准直，同步得到一定程度的扩束；反射镜215将激光反射到透射式的空间光
调制器22；空间光调制器22在无介质空气成像区指定位置衍射指定的像；人眼通过目镜12
观察衍射的像。因为无介质空气成像区没有实体的光学元件，不会对望远的成像光束有遮
挡，透过率百分之一百。

[0046] 同时参阅图1和图4，图4是本申请提供的测距装置第四实施例的结构示意图。图4实施例与图1实施例的区别在于：测距装置100还包括消光板30，消光板30和空间光调制器
22分别设置于第一光路的相对两侧，且消光板30设置于空间光调制器22的衍射光路上。

[0047] 其中，消光板30用于吸收不需要的杂散光。透过空间光调制器22的激光没有全部用于衍射成像，会有散射光，人眼观察时会产生背景光，通过消光板30可以有效的消除。

[0048] 可以理解地，通过上述的激光器211、光阑212、二元衍射光学元件213和准直镜组214，能够产生需要的准直激光束，再经由反射镜215的反射到达空间光调制器22，反射镜
215可以起到减小空间的作用。

[0049] 可选地，在一实施例中，如图5所示，图5是本申请提供的测距装置第五实施例的结构示意图。图5实施例与图1实施例的区别在于：可以不设置反射镜215。

[0050] 具体地，光源组件21包括依次设置的激光器211、光阑212、二元衍射光学元件213和准直镜组214，激光器211、光阑212、二元衍射光学元件213、准直镜组214和空间光调制器
22形成第二光路。

[0051] 其中，激光器211可以是发光二极管或半导体激光器，用于产生单色或复色激光。单色激光，如红色、绿色、蓝色等单一波段的可见光。复色激光，如红、绿、蓝组合激光器发出
三种波段的激光。复色激光对于激光的组合方式没有特殊要求，同轴结构和非同轴结构都
可以，只要能够保证发出的三种激光有足够的重叠面积即可，重叠面积的大小由照射到空
间光调制器22的面积决定，照射到空间光调制器22的面积大于或等于准直镜组214的出射
光束的面积即可，准直镜组214出射光束的直径可以使用拉亥不变量计算，即nuy＝n'u'y'，
其中，n和n’为空气折射率，u是二元衍射光学元件213出射激光的发散角，u’是准直镜组214
出射激光的发散角，y是二元衍射光学元件213最后一个表面出射激光的直径，y’是准直镜
组214最后一个表面出射激光的直径。

[0052] 其中，光阑212是指在光学系统中对光束起着限制作用的实体。它可以是透镜的边缘、框架或特别设置的带孔屏。其作用可分两方面：限制光束或限制视场(成像范围)大小。
光学系统中限制光束最多的光阑，称为孔径光阑，限制视场(大小)最多的光阑，称为视场光
阑。可以理解地，主动光源衍射成像所使用的激光器一般都存在能量分布不均匀的问题，易
造成显示图像亮度分布不均和彩色图像色彩失真。使用光阑212选取适当范围的激光光束，
该范围由二元衍射光学元件光束整形设计确定。

[0053] 其中，二元衍射光学元件213用于对激光的能量分布进行整形，获取能量分布均匀的准直激光。

[0054] 其中，准直镜组214包括聚焦透镜和准直透镜，准直镜组214用于获取均匀照明准直激光光束，同时达到扩束的目的。

[0055] 结合图5，图5对应实施例的完成工作流程如下：利用软件算法(如PB(Pancharatnam‑Berry)相位设计方法)获取在无介质空气成像区指定位置成指定像的相位
分布图，传输给空间光调制器复制。进一步，激光器211发出的激光被光阑212选取一定宽度
的激光光束；二元衍射光学元件213对激光进行整形，获取能量分布均匀的激光；准直镜组
214对激光进行准直，同步得到一定程度的扩束然后到达空间光调制器22；空间光调制器22
在无介质空气成像区指定位置衍射指定的像；人眼通过目镜12观察衍射的像。因为无介质
空气成像区没有实体的光学元件，不会对望远的成像光束有遮挡，透过率百分之一百。

[0056] 可选地，在一实施例中，如图6所示，图6是本申请提供的测距装置第六实施例的结构示意图。图6实施例与图5实施例的区别在于：可以不设置光阑212和二元衍射光学元件
213。

[0057] 具体地，光源组件21包括依次设置的激光器211和准直镜组214，激光器211准直镜组214和空间光调制器22形成第二光路。

[0058] 其中，激光器211可以是发光二极管或半导体激光器，用于产生单色或复色激光。单色激光，如红色、绿色、蓝色等单一波段的可见光。复色激光，如红、绿、蓝组合激光器发出
三种波段的激光。复色激光对于激光的组合方式没有特殊要求，同轴结构和非同轴结构都
可以，只要能够保证发出的三种激光有足够的重叠面积即可，重叠面积的大小由照射到空
间光调制器22的面积决定，照射到空间光调制器22的面积大于或等于准直镜组214的出射
光束的面积即可，准直镜组214出射光束的直径可以使用拉亥不变量计算，即nuy＝n'u'y'，
其中，n和n’为空气折射率，u是二元衍射光学元件213出射激光的发散角，u’是准直镜组214
出射激光的发散角，y是二元衍射光学元件213最后一个表面出射激光的直径，y’是准直镜
组214最后一个表面出射激光的直径。

[0059] 其中，准直镜组214包括聚焦透镜和准直透镜，准直镜组214用于获取均匀照明准直激光光束，同时达到扩束的目的。

[0060] 结合图6，图6对应实施例的完成工作流程如下：利用软件算法(如PB(Pancharatnam‑Berry)相位设计方法)获取在无介质空气成像区指定位置成指定像的相位
分布图，传输给空间光调制器复制。进一步，激光器211发出激光；准直镜组214对激光进行
准直，同步得到一定程度的扩束然后到达空间光调制器22；空间光调制器22在无介质空气
成像区指定位置衍射指定的像；人眼通过目镜12观察衍射的像。因为无介质空气成像区没
有实体的光学元件，不会对望远的成像光束有遮挡，透过率百分之一百。

[0061] 可以理解地，上述实施例中的测距装置100可以是手持式便携激光测距仪，测距仪设定的显示内容在空气中成像，对望远的光线没有遮挡效果，百分之一百透过。另外，硬件
装调要求低，可以通过调节软件，所需要成像的信息可以在成像区的三维空间修正位置和
角度。

[0062] 另外，除了上述的手持式便携激光测距仪之外，本申请实施例的测距装置100还可以应用于枪瞄镜、双筒望远镜、全息头盔和眼镜等。

[0063] 以上对本申请实施例所提供的供电控制装置、供电控制方法以及供电系统进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的
说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本
申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应
理解为对本申请的限制。