CN109901187B - 一种激光接收与可见光观瞄融合的光学构型 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及激光与可见光光学设计领域，具体的说是一种激光接收与可见光观瞄融合的光学构型。包括物镜、普罗棱镜、分光三棱镜、光电探测器以及第二目镜；普罗棱镜包括第一三棱镜和交错设置在第一三棱镜相同侧面上的第二三棱镜和第三三棱镜，物镜的设置位置与第二三棱镜相对应，分光三棱镜贴合设置在第三三棱镜的侧面，且在分光三棱镜上位于其与第三三棱镜贴合的侧面上涂设有供激光透过并反射可见光的膜层；在光电探测器和分光三棱镜之间依次设有汇聚镜、滤光片以及第一目镜，在第三三棱镜上并位于膜层反射的可见光的光路与第二目镜之间的位置设有十字分划板。本发明可提高激光接收系统光轴与可见光光轴平行性，同时简化光路结构。
Description
技术领域
本发明涉及激光与可见光光学设计领域，具体的说是一种激光接收与可见光观瞄融合的光学构型。
背景技术
随着激光测距技术的应用越来越广泛，要求测量设备更加便携、更加集成的功能。特别是激光测距机，通常需要与观瞄系统配合使用，其光轴平行性较差，且光路结构复杂，不利于设备的小型化，从而不便携带和使用。
发明内容
本发明旨在提供一种激光接收与可见光观瞄融合的光学构型，以提高激光接收系统光轴与可见光光轴平行性，同时简化光路结构。
为了解决以上技术问题，本发明采用的技术方案为：一种激光接收与可见光观瞄融合的光学构型，包括物镜、普罗棱镜、分光三棱镜、用于接收经分光三棱镜分出的激光的光电探测器以及用于观瞄经分光三棱镜分出的可见光的第二目镜；普罗棱镜包括第一三棱镜和交错设置在第一三棱镜相同侧面上的第二三棱镜和第三三棱镜，物镜的设置位置与第二三棱镜相对应，分光三棱镜贴合设置在第三三棱镜的侧面，且在分光三棱镜上位于其与第三三棱镜贴合的侧面上涂设有供激光透过并反射可见光的膜层；在光电探测器和分光三棱镜之间依次设有汇聚镜、滤光片以及第一目镜，在第三三棱镜上并位于膜层反射的可见光的光路与第二目镜之间的位置设有十字分划板。
优选的，第二三棱镜、第三三棱镜均以胶合方式设置在第一三棱镜上，十字分划板以胶合方式设置在第三三棱镜上。
优选的，第一三棱镜的横截面为等腰三角形，第二三棱镜、第三三棱镜以及分光三棱镜的横截面均为等腰直角三角形；其中的第二三棱镜和第三三棱镜分别以直角边对应的侧面设置于第一三棱镜的斜边对应的侧面上，分光三棱镜以斜边对应的侧面设置于第三三棱镜斜边对应的侧面上；十字分划板设置在第三三棱镜直角边对应的侧面上。
优选的，光电探测器的光敏面位于汇聚镜的焦点位置。
优选的，十字分划板位于物镜的焦平面位置，且十字分划板的中心与物镜的焦点重合。
有益效果
本发明具有激光接收系统与可见光观瞄系统部分共光路的特点，大大简化了光学结构，有利于设备更加小型、便携、集成；同时观瞄系统与激光接收系统光轴平行性较高，简化了系统的调校难度。在棱镜中折转很长的光路，大大缩短了光学筒长。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图中标记：1、普罗棱镜，101、第一三棱镜，102、第三三棱镜，103、第二三棱镜，2、物镜，3、分光三棱镜，4、膜层，5、光电探测器，6、汇聚镜，7、滤光片，8、第一目镜，9、十字分划板，10、第二目镜。
具体实施方式
本发明的结构示意图如图1所示，其中的虚线为各光学元件曲率中心连线的光轴示意。本发明的一种激光接收与可见光观瞄融合的光学构型，包括物镜2、普罗棱镜1、分光三棱镜3、用于接收经分光三棱镜3分出的激光的光电探测器5以及用于观瞄经分光三棱镜3分出的可见光的第二目镜10。
普罗棱镜1包括倒置的第一三棱镜101和交错设置在第一三棱镜101顶面上的第二三棱镜103和第三三棱镜102。第一三棱镜101的横截面为等腰三角形，第二三棱镜103、第三三棱镜102以及分光三棱镜3的横截面均为等腰直角三角形。第二三棱镜103和第三三棱镜102分别以直角边对应的侧面以胶合的方式设置于第一三棱镜101的斜边对应的顶面上。分光三棱镜3以斜边对应的侧面以胶合的方式设置于第三三棱镜102斜边对应的侧面上。在分光三棱镜3上位于其与第三三棱镜102贴合的侧面上涂设有供激光透过并反射可见光的膜层4。
物镜2设置在普罗棱镜1的一侧并与第二三棱镜103的直角侧面相对应；第二目镜10设置在普罗棱镜1的另一侧并与第三棱镜的直角侧面相对应；光电探测器5设置在普罗棱镜1的顶部并与分光三棱镜3的顶面相对应。在光电探测器5和分光三棱镜3之间依次设有汇聚镜6、滤光片7以及第一目镜8；在第三三棱镜102上并位于膜层4反射的可见光的光路与第二目镜10之间的位置胶合设有用于瞄准的十字分分划板。其中的光电探测器5的光敏面位于汇聚镜6的焦点位置。十字分划板9位于物镜2的焦平面位置，且十字分划板9的中心与物镜2的焦点重合。
本发明中，普罗棱镜1出射光轴与入射光轴平行，实现完全倒像，并能折转很长的光路在棱镜中。分光棱镜上的膜层4将激光回波分至第一目镜8位置，将可见光分至十字分划板9位置。通过上述结构，可使本发明提供激光接收以及可见光光瞄功能，其光路由两大部分组成：
一是由物镜2、普罗棱镜1、分光棱镜、第一目镜8、滤光片7、汇聚镜6、光电探测器5组成的激光接收光路。物镜2与第一目镜8构成开普勒望远系统，用于对激光回波缩束。激光回波依次透过物镜2、普罗棱镜1、膜层4、分光棱镜、第一目镜8、滤光片7、汇聚镜6，汇聚于光电探测器5。
二是由物镜2、普罗棱镜1、膜层4、十字分划板9、第二目镜10组成的可见光观瞄光路。物镜2与第二目镜10构成开普勒望远系统，用于可见光观瞄，普罗棱镜1使系统成正立的像。同时由于可见光路在普罗棱镜1中折转很长的光路，最大程度上缩短机械筒长。
Claims (3)
1.一种激光接收与可见光观瞄融合的光学构型，其特征在于：包括物镜（2）、普罗棱镜（1）、分光三棱镜（3）、用于接收经分光三棱镜（3）分出的激光的光电探测器（5）以及用于观瞄经分光三棱镜（3）分出的可见光的第二目镜（10）；普罗棱镜（1）包括第一三棱镜（101）和交错设置在第一三棱镜（101）相同侧面上的第二三棱镜（103）和第三三棱镜（102），物镜（2）的设置位置与第二三棱镜（103）相对应，分光三棱镜（3）贴合设置在第三三棱镜（102）的侧面，且在分光三棱镜（3）上位于其与第三三棱镜（102）贴合的侧面上涂设有供激光透过并反射可见光的膜层（4）；在光电探测器（5）和分光三棱镜（3）之间依次设有汇聚镜（6）、滤光片（7）以及第一目镜（8），在第三三棱镜（102）上并位于膜层（4）反射的可见光的光路与第二目镜（10）之间的位置设有十字分划板（9）；
第一三棱镜（101）的横截面为等腰三角形，第二三棱镜（103）、第三三棱镜（102）以及分光三棱镜（3）的横截面均为等腰直角三角形；其中的第二三棱镜（103）和第三三棱镜（102）分别以直角边对应的侧面设置于第一三棱镜（101）的斜边对应的侧面上，分光三棱镜（3）以斜边对应的侧面设置于第三三棱镜（102）斜边对应的侧面上；十字分划板（9）设置在第三三棱镜（102）直角边对应的侧面上；
十字分划板（9）位于物镜（2）的焦平面位置，且十字分划板（9）的中心与物镜（2）的焦点重合。
2.根据权利要求1所述的一种激光接收与可见光观瞄融合的光学构型，其特征在于：第二三棱镜（103）、第三三棱镜（102）均以胶合方式设置在第一三棱镜（101）上，十字分划板（9）以胶合方式设置在第三三棱镜（102）上。
3.根据权利要求1所述的一种激光接收与可见光观瞄融合的光学构型，其特征在于：光电探测器（5）的光敏面位于汇聚镜（6）的焦点位置。
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