CN107219621A - 可测距的双筒望远镜及其棱镜模块 - Google Patents

可测距的双筒望远镜及其棱镜模块 Download PDF

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Abstract

一种棱镜模块，其包括第一棱镜、屋脊型棱镜、第二棱镜以及第三棱镜。屋脊型棱镜邻接或邻近于该第一棱镜设置。第二棱镜邻接或邻近于该第一棱镜设置。第三棱镜邻接且凸设于该第二棱镜设置。其中设于该第三棱镜凸出于该第二棱镜的一侧且靠近该第一棱镜与该屋脊型棱镜的光源所发出的光束入射该第三棱镜，该光束由该第三棱镜反射后进入该第二棱镜，该光束穿过该第二棱镜后入射该第一棱镜并由该第一棱镜反射后离开该棱镜模块。一种可测距的双筒望远镜，其包括上述的棱镜模块。

Description

可测距的双筒望远镜及其棱镜模块
技术领域
本发明有关于一种双筒望远镜及其棱镜模块，特别是有关于一种可量测距离的双筒望远镜及其棱镜模块。
背景技术
请参阅图1，其表示已知的可测距的双筒望远镜的光路图，已知的双筒望远镜具有左光学系统10以及右光学系统20，右光学系统20具有雷射二极管52以及有机发光二极管(OLED)63，有机发光二极管63产生影像信息以及十字标线，并经由反射镜58反射后进入棱镜模块22，然后由棱镜模块22反射后通过目镜26而供使用者观看，雷射二极管52发出激光束B，并由反射镜60反射后进入棱镜模块22，激光束B进入棱镜模块22后，通过五角棱镜222，然后由四角棱镜224(别汉棱镜)反射后，经由物镜组24投射至外部，激光束B经由物体(未图标)反射后，形成反射光束C，反射光束C经由左光学系统10的物镜组14进入棱镜模块12，由四角棱镜124反射后，通过五角棱镜122，并由反射镜62反射后由雷射接收器54接收。可见光A则经由左光学系统10与右光学系统20的物镜组14、24，并经由棱镜模块12、22的施密特-别汉棱镜组(Schmidt Pechan Prism)产生正立影像后，由目镜16、26观看。可见光成像可供使用者观看物体的影像，而雷射光则可用来量测物体的距离。
但是在上述的构造中，由于设置有机发光二极管63，因此雷射二极管52另外设置在靠近目镜26处，但是这对于目镜26处的外观设计上会产生影响。
请参阅图2，其揭露另一种已知的可测距的双筒望远镜的光路图。雷射二极管52与雷射接收器54分别设置在靠近物镜组50，但是在上述的构造中，由于目前并无穿透式的有机发光二极管，所以只能在光路中设置穿透式的液晶显示器(transmissive LCD)，无法设置一般的有机发光二极管。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术中的可测距的双筒望远镜无法设置一般的有机发光二极管或者对外观设计会产生影响的缺陷，提供一种可测距的双筒望远镜及其棱镜模块，可以应用有机发光二极管并优化外观。
本发明的棱镜模块的一实施例包括第一棱镜、屋脊型棱镜、第二棱镜以及第三棱镜。第一棱镜包括第一面、第二面以及第三面。屋脊型棱镜包括第四面以及屋脊面，该第四面邻近于该第二面。第二棱镜包括第五面、第六面以及第七面，该第六面邻接或邻近于该第三面。第三棱镜凸设于该第二棱镜设置且包括光出入面、第一反射面以及第二反射面，该光出入面部分邻接于该第七面。其中基准线通过该第一棱镜的该第一面和该第二面及该屋脊型棱镜的第四面。其中设于该第三棱镜凸出于该第二棱镜的一侧且靠近该第一棱镜与该屋脊型棱镜的光源所发出的光束入射该第三棱镜，该光束由该第三棱镜反射后由该第七面进入该第二棱镜，该光束穿出该第二棱镜的该第六面后，由该第三面入射该第一棱镜，并由该第一棱镜的该第二面反射后离开该棱镜模块，且离开该棱镜模块的光束与该基准线平行。
在另一实施例中，该光束由该光出入面入射该第三棱镜后，经由该第一反射面以及该第二反射面反射后，经由该光出入面进入该第二棱镜。
在另一实施例中，该第一棱镜更包括镀膜层，该镀膜层形成于该第二面，该光束由该第二面上的该镀膜层反射后，离开该棱镜模块。
本发明的棱镜模块的另一实施例包括第一棱镜、屋脊型棱镜、第二棱镜以及第三棱镜。第一棱镜包括第一面、第二面以及第三面。屋脊型棱镜包括第四面以及屋脊面，该第四面邻近于该第二面。第二棱镜包括第五面、第六面以及第七面，该第六面邻接或邻近于该第三面。第三棱镜凸设于该第二棱镜设置且包括光出入面、第一反射面以及第二反射面，该光出入面部分邻接于该第七面。其中基准线通过该第一棱镜的该第一面和该第二面及该屋脊型棱镜的第四面。其中于该第三棱镜凸出于该第二棱镜的一侧且靠近该第一棱镜与该屋脊型棱镜设光接收器，与该基准线平行的光束自该第一棱镜的第一面入射该第一棱镜，该光束由该第一棱镜反射后由该第三面进入该第二棱镜，该光束穿出该第二棱镜的该第七面后，由该光出入面入射该第三棱镜，并由该第三棱镜反射后自该光出入面离开且入射该光接收器。
在另一实施例中，该光束由该光出入面入射该第三棱镜后，经由该第二反射面以及该第一反射面反射后，经由该光出入面射入该光接收器。。
在另一实施例中，可见光由该第一面入射该第一棱镜，在该第一棱镜中多次反射后由该第二面离开该第一棱镜，然后由该第四面进入该屋脊型棱镜，再经多次反射后离开该屋脊型棱镜，且离开该棱镜模块的光束与该基准线平行。
在另一实施例中，影像经由该第五面进入该第二棱镜，然后由该第六面离开该第二棱镜，再通过该第一棱镜后进入该屋脊型棱镜，经该屋脊面及该第四面反射后离开该棱镜模块，且离开该棱镜模块的光束与该基准线平行。
在另一实施例中，该第一棱镜更包括镀膜层，该镀膜层形成于该第二面，且该镀膜层反射不可见光而让可见光通过。
本发明的可测距的双筒望远镜的一实施例包括第一光学系统以及第二光学系统，该第一光学系统与该第二光学系统平行设置，其中第一光学系统包括物镜组、前述的棱镜模块以及目镜组。该光源设置于靠近该第一棱镜与该屋脊型棱镜设置。该第二光学系统包括光接收器，其中该光源发出的光束，该光束经由该第三棱镜入射该棱镜模块，并经由该棱镜模块入射该物镜组，然后由该物镜组投射至物体，该光束由该物体反射后进入该第二光学系统，并由该光接收器接收。
本发明的可测距的双筒望远镜的另一实施例包括第一光学系统以及第二光学系统，该第一光学系统与该第二光学系统平行设置，其中第二光学系统包括物镜组、前述的棱镜模块以及目镜组。该光接收器设置于靠近该第一棱镜与该屋脊型棱镜，该第一光学系统包括光源，其中该光源发出光束经由该第一光学系统投射至物体，该光束由该物体反射后，经由该物镜组进入该棱镜模块，该光束经由该棱镜模块反射后经由该第三棱镜入射该光接收器。
实施本发明的可测距的双筒望远镜，具有以下有益效果：其将测距用的光源或光接收器设置在棱镜模块的上方或下方，如此双筒望远镜可以应用有机发光二极管来产生十字标线，而且可以有效地利用棱镜模块上端或下端的空间，优化外观。
附图说明
为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举出实施例并配合附图作详细说明。
图1为已知的可测距的双筒望远镜的光路图。
图2为另一已知的可测距的双筒望远镜的光路图。
图3为本发明的可测距的双筒望远镜的其中一实施例的结构图。
图4为图3中沿Z-Z线的剖视图。
图5为图3中X部分的放大图。
图6为图3中Y部分的立体图。
图7为本发明的另一实施例的立体图，其中第二光学系统的棱镜模块包括第三棱镜。
具体实施方式
请参阅图3，其表示本发明的可测距的双筒望远镜的光路。本发明的可测距的双筒望远镜1000包括第一光学系统100以及第二光学系统200，第一光学系统100与第二光学系统200分别对应于使用者的右眼与左眼。第一光学系统100包括物镜组110、调焦镜片120、棱镜模块130以及目镜组140，第二光学系统200包括物镜组210、调焦镜片220、棱镜模块230以及目镜组240。可见光经由物镜组110、210成像后，藉由移动调焦镜片120、220以调整聚焦的位置，然后可见光分别由棱镜模块130、230产生正立影像后，由目镜组140、240观看该正立影像。
请参阅图4-6，其表示本发明的双筒望远镜的量测距离的机构。首先说明本发明棱镜模块130的构造，本发明的棱镜模块130包括屋脊型棱镜132、第一棱镜134、第二棱镜136以及第三棱镜138。在本实施例中，第一棱镜134为四角棱镜且包括第一面1341、第二面1342以及第三面1343，屋脊型棱镜132包括第四面1321以及屋脊面1322，第二棱镜136为五角棱镜且包括第五面1361、第六面1362以及第七面1363，其中第二棱镜136的第六面1362邻近于第一棱镜134的第三面1343，第三棱镜138为三角棱镜且包括光出入面1382、第一反射面1384以及第二反射面1386。屋脊型棱镜132的第四面1321邻近于第一棱镜134的第二面1342，屋脊型棱镜132与第一棱镜134组合成施密特-别汉棱镜组，上述可见光的成像可由施密特-别汉棱镜组转成正立影像，可见光的路径由第一面1341入射第一棱镜134，在第一棱镜134中多次反射后由第二面1342离开第一棱镜134，然后由第四面1321进入屋脊型棱镜132，再经多次反射后离开屋脊型棱镜132而转成正立影像。
在施密特-别汉棱镜组的上方设有光源160，光源160发出不可见光(例如红外光)的光束，该光束经由第三棱镜138的光出入面1382后，并分别由第一反射面1384以及第二反射面1386反射后，经由第二棱镜136的第七面1363进入第二棱镜136，该光束通过第二棱镜136后进入第一棱镜134，第一棱镜134的第二面1342上形成镀膜，容许可见光通过但会反射不可见光，因此进入第一棱镜134的上述不可见光的光束由第一棱镜134的第二面1342的镀膜反射后，经由物镜组110向前方投射，由图6可看出，基准线L通过第一棱镜134的第一面1341和第二面1342及屋脊型棱镜132的第四面1321，而上述不可见光的光束在离开棱镜模块130时会与基准线L平行。另外，请参阅图3、5，有机发光二极管170产生影像，该影像经由反射镜172反射后由第二棱镜136的第五面1361进入第二棱镜136，然后由第六面1362离开第二棱镜136，再通过第一棱镜134后进入屋脊型棱镜132，经屋脊面1322及第四面1321反射后离开屋脊型棱镜132由目镜组140观看。
请回到图3，该光束由远方的物体反射后经由第二光学系200的物镜组210进入棱镜模块230，该光束进入第一棱镜234后，由第一棱镜234的第二面2342反射后，经由第二棱镜236后，由光接收器260接收后，可以藉此计算出该物体的距离。
在本实施例中，棱镜模块230的构造大致上与棱镜模块130相似，棱镜模块230包括屋脊型棱镜232、第一棱镜234以及第二棱镜236，同样地，屋脊型棱镜232与第一棱镜234组合成施密特-别汉棱镜组，因此经由第二光学系200的可见光由施密特-别汉棱镜组转成正立影像(可见光在棱镜模块230中行进路径与在棱镜模块130相似，故省略说明)，但是棱镜模块230不具备第三棱镜，由物体反射光束经四角棱镜234的第二面2342反射后由第二棱镜236反射后，然后由光接收器260接收。
在本实施例中，光源160为雷射二极管(laser diode)，光接收器260为崩溃光二极管(avalanche photodiode)。
在另一实施例中，光源160与光接收器260的位置可以互换，即光接收器260设置在第一光学系统100的施密特-别汉棱镜组的上方或下方。
在另一实施例中，棱镜模块230的构造也可以与棱镜模块130相同，即棱镜模块230也具备第三棱镜，且光接收器260可以设置在施密特-别汉棱镜组的上方或下方。请参阅图7，在此实施例中，基准线L’通过第一棱镜234的第一面2341和第二面2342及屋脊型棱镜232的第四面2321，由远方物体反射的光束，以与基准线L’平行的方式自第一棱镜234的第一面2341入射第一棱镜234，该光束由第一棱镜234反射后由第三面2343进入第二棱镜236，该光束穿出第二棱镜236的第七面2363后，由光出入面2382入射第三棱镜238，并由第三棱镜238反射后自光出入面2382离开且入射光接收器260,且该基线L’跟目镜及物镜所形成的光轴是平行的。
在另一实施例中，棱镜模块230具备第三棱镜，且光接收器260可以设置在施密特-别汉棱镜组的上方或下方，但棱镜模块130不具备第三棱镜。
在另一实施例中，有机发光二极管设置在第二光学系统200中，而第一光学系统100则不具备有机发光二极管。在此实施例中，影像在棱镜模块230中行进路径与先前实施例影像在棱镜模块130中行进路径相似，故省略说明。
本发明的可测距的双筒望远镜，藉由在棱镜模块中设置第三棱镜，可以将测距用的光源或光接收器设置在棱镜模块的上方或下方，如此可以有多余的空间来容纳有机发光二极管，增加产品的多样性。
本发明虽以实施例揭露如上，但其非用以限定本发明的范围，本领域的技术人员，在不脱离本发明的精神范围内，当可做些许的更动与润饰，因此本发明的保护范围当视权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种棱镜模块，其特征在于，包括：
第一棱镜，包括第一面、第二面以及第三面；
屋脊型棱镜，包括第四面以及屋脊面，该第四面邻近于该第二面；
第二棱镜，包括第五面、第六面以及第七面，该第六面邻近于该第三面；以及
第三棱镜，凸设于该第二棱镜设置且包括光出入面、第一反射面以及第二反射面，该光出入面部分邻接近于该第七面；
其中基准线通过该第一棱镜的该第一面和该第二面及该屋脊型棱镜的第四面；
其中设于该第三棱镜凸出于该第二棱镜的一侧且靠近该第一棱镜与该屋脊型棱镜的光源所发出的光束入射该第三棱镜，该光束由该第三棱镜反射后由该第七面进入该第二棱镜，该光束穿出该第二棱镜的该第六面后，由该第三面入射该第一棱镜，并由该第一棱镜的该第二面反射后离开该棱镜模块，且离开该棱镜模块的光束与该基准线平行。
2.如权利要求1所述的棱镜模块，其特征在于，该光束由该光出入面入射该第三棱镜后，经由该第一反射面以及该第二反射面反射后，经由该光出入面进入该第二棱镜。
3.如权利要求1所述的棱镜模块，其特征在于，该第一棱镜更包括镀膜层，该镀膜层形成于该第二面，该光束由该第二面的该镀膜反射后，离开该棱镜模块。
4.一种棱镜模块，其特征在于，包括：
第一棱镜，包括第一面、第二面以及第三面；
屋脊型棱镜，包括第四面以及屋脊面，该第四面邻近于该第二面；
第二棱镜，包括第五面、第六面以及第七面，该第六面邻近于该第三面；以及
第三棱镜，凸设于该第二棱镜设置且包括光出入面、第一反射面以及第二反射面，该光出入面部分邻近于该第七面；
其中基准线通过该第一棱镜的该第一面和该第二面及该屋脊型棱镜的第四面；
其中于该第三棱镜凸出于该第二棱镜的一侧且靠近该第一棱镜与该屋脊型棱镜设光接收器，与该基准线平行的光束自该第一棱镜的第一面入射该第一棱镜，该光束由该第一棱镜反射后由该第三面进入该第二棱镜，该光束穿出该第二棱镜的该第七面后，由该光出入面入射该第三棱镜，并由该第三棱镜反射后自该光出入面离开且入射该光接收器。
5.如权利要求4所述的棱镜模块，其特征在于，该光束由该光出入面入射该第三棱镜后，经由该第二反射面以及该第一反射面反射后，经由该光出入面射入该光接收器。
6.如权利要求1项或第4所述的棱镜模块，其特征在于，可见光由该第一面入射该第一棱镜，在该第一棱镜中多次反射后由该第二面离开该第一棱镜，然后由该第四面进入该屋脊型棱镜，再经多次反射后离开该屋脊型棱镜，且离开该棱镜模块的光束与该基准线平行。
7.如权利要求1项或第4所述的棱镜模块，其特征在于，影像经由该第五面进入该第二棱镜，然后由该第六面离开该第二棱镜，再通过该第一棱镜后进入该屋脊型棱镜，经该屋脊面及该第四面反射后离开该棱镜模块，且离开该棱镜模块的光束与该基准线平行。
8.如权利要求1项或第4所述的棱镜模块，其特征在于，该第一棱镜更包括镀膜层，该镀膜层形成于该第二面，且该镀膜层反射不可见光而让可见光通过。
9.一种可测距的双筒望远镜，其特征在于，包括第一光学系统以及第二光学系统，该第一光学系统与该第二光学系统平行设置，其中第一光学系统包括：
物镜组；
如权利要求1所述的棱镜模块；
目镜组；
该光源，设置于靠近该第一棱镜与该屋脊型棱镜设置，该第二光学系统包括光接收器，其中该光源发出的光束，该光束经由该第三棱镜入射该棱镜模块，并经由该棱镜模块入射该物镜组，然后由该物镜组投射至物体，该光束由该物体反射后进入该第二光学系统，并由该光接收器接收。
10.一种可测距的双筒望远镜，其特征在于，包括第一光学系统以及第二光学系统，该第一光学系统与该第二光学系统平行设置，其中第二光学系统包括：
物镜组；
如权利要求4所述的棱镜模块；
目镜组；
该光接收器设置于靠近该第一棱镜与该屋脊型棱镜，该第一光学系统包括光源，其中该光源发出光束经由该第一光学系统投射至物体，该光束由该物体反射后，经由该物镜组进入该棱镜模块，该光束经由该棱镜模块反射后经由该第三棱镜入射该光接收器。
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