CN110286483A - 一种测距双筒望远镜光学系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测距双筒望远镜光学系统，解决现有技术中光学系统结构不合理，增大了产品体积，不利于产品装调和产品稳定性的问题，增加了成本的问题。系统包括物镜组和目镜组，在物镜组和目镜组之间设置有镜像对称的第一棱镜组和第二棱镜组，第一棱镜组和第二棱镜组都包括第一棱镜、第二棱镜和屋脊型棱镜，所述屋脊型棱镜和第二棱镜分别设置在第一棱镜的两侧，屋脊型棱镜面向物镜组，第二棱镜面向目镜组，所述第二棱镜与第一棱镜相胶合，共同构成分光棱镜组，在分光棱镜组的外侧设置有显示器组件。本发明结构紧凑，有利于光路结构空间排布，减小了产品体积，同时降低了对显示器制作的要求。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学技术领域，尤其是涉及一种测距双筒望远镜光学系统。
背景技术
现有的可测距双筒望远镜光学系统还存在一些结构不合理的地方，如显示器的投射光路在棱镜中过长，不仅使得光衰减量更大，光的利用率降低，降低了显示器在焦面上成像的亮度，并且还使得结构不紧凑，增大了望远镜的体积。以及棱镜组合不够合理，棱镜数目多，不利于产品装调和产品稳定性，而且也增加了成本。
发明内容
本发明主要是解决现有技术中双筒望远镜光学系统结构不合理，使得结构不紧凑，增大了产品体积，以及不利于产品装调和产品稳定性的问题，增加了成本的问题，提供了一种测距双筒望远镜光学系统。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：一种测距双筒望远镜光学系统，包括物镜组和目镜组，在物镜组和目镜组之间设置有镜像对称的第一棱镜组和第二棱镜组，其特征在于：第一棱镜组和第二棱镜组都包括第一棱镜、第二棱镜和屋脊型棱镜，所述屋脊型棱镜和第二棱镜分别设置在第一棱镜的两侧，屋脊型棱镜面向物镜组，第二棱镜面向目镜组，所述第二棱镜与第一棱镜相胶合，共同构成分光棱镜组，第一棱镜组和第二棱镜组其中一组的第一棱镜外侧设置有激光器组件，另一组的第一棱镜外侧设置有探测器组件，在分光棱镜组的外侧设置有显示器组件，显示器组件入射光线通过分光棱镜组进入目镜组。
本发明采用屋脊型棱镜和分光棱镜组构成的结构，使用的棱镜数量更少，相比现有在屋脊型棱镜和第一棱镜之间设置分光立方棱镜的结构，避免了因棱镜数量太多而导致的光轴角度偏离严重的问题，本发明棱镜结构更有利于产品的装调，提高了产品的稳定性，并且成本较低。另外本发明棱镜结构在保证光学性能指标的同时，使得结构空间更加紧凑，有利于产品小型化设计和轻量化设计。本发明棱镜尺寸标准且结构简单，屋脊型棱镜为市场上标准的45度或48度施密特屋脊棱镜，第一棱镜为简单的五边形棱镜。
作为一种优选方案，所述第一棱镜包括第一收发面、第一分光面和第一反射面，所述屋脊型棱镜包括第二收发面、第二反射面和屋脊面，所述第二收发面正对物镜组，所述第二反射面与第一收发面相对设置，所述第二棱镜包括第二分光面、第三收发面和出射面，所述出射面正对目镜组，所述第二分光面与第一分光面相连接，第一棱镜组和第二棱镜组其中一组的第一收发面外侧设置有激光器组件，激光器组件正对第一收发面，另一组在第一收发面外侧设有探测器组件，探测器组件正对第一收发面，在第一棱镜组或第二棱镜组的分光棱镜组外侧设置有显示器组件。本方案的第一棱镜组第一收发面上可以设置激光器组件或探测器组件，而第二棱镜组第一收发面上对应设置探测器组件或激光器组件，即一个棱镜组上设置激光器组件，则另一个棱镜组上设置探测组件。
采用本方案的棱镜结构设计望远镜瞄准光轴路径为：入射光通过物镜组后，由第二收发面垂直入射进入屋脊型棱镜，在屋脊型棱镜内经过第二反射面、屋脊面、第二收发面反射后，通过第二反射面、第一收发面进入第一棱镜，在第一棱镜内经过第一反射面、第一收发面的反射后，通过第一分光面、第二分光面进入第二棱镜，再由第二棱镜的出射面离开进入目镜组。激光器组件的入射光轴路径为：激光由第一收发面进入第一棱镜，经过第一分光面、第一收发面、第一反射面的反射后，通过第一收发面、第二反射面进入屋脊型棱镜，然后在经过第二收发面、屋脊面、第二反射面的反射后，由第二收发面离开，进入物镜组。同理，探测器组件接收光轴路径为：激光通过物镜组后由第二收发面进入屋脊型棱镜，在屋脊型棱镜内经过第二反射面、屋脊面、第二收发面的反射后，通过第二反射面、第一收发面进入第一棱镜，在第一棱镜内经过第一反射面、第一收发面、第一分光面的反射后，由第一收发面离开进入探测器组件。
本方案中通过对屋脊型棱镜和第一棱镜的巧妙位移，将第一收发面靠近第一分光面一端的面作为入射面或出射面，所形成的入射光路或出射光路合理利用了棱镜组的结构空间，光路多次折叠，使得在棱镜内光路更长，激光器组件/探测器组件可以更靠近第一收发面设置，减少了在空气中的光路，使得更有利于光路结构的布局。相比由第一反射面入射或出射，光线在棱镜组内经过的距离更长，减少了在空气中的光路。
作为一种优选方案，所述第一棱镜中面向目镜组一侧，由靠近目镜组至远离目镜组方向分别设置所述第一分光面和第一反射面，所述第一收发面位于面向物镜组一侧， 所述第一收发面长度大于第二反射面长度，所述屋脊型棱镜的第二反射面靠第一收发面近第一反射面的一端设置，在空出的第一收发面与屋脊面之间形成容纳激光器组件/探测器组件的第一凹部，所述第二棱镜的第二分光面靠第一分光面近第一收发面一端设置，在第三收发面与第一反射面之间形成容纳显示器组件的第二凹部。
本方案中屋脊型棱镜、第一棱镜和第二棱镜共同构成一Z型结构，整体结构更加紧凑，同时第一棱镜与屋脊型棱镜、第二棱镜之间形成容纳激光器组件、探测器组件的凹部，使得激光器组件、探测器组件安装所占空间更少，安装结构更加紧凑，使得望远镜体积更小。本方案中第一棱镜的第一收发面、第一分光面、第一反射面都是倾斜设置，屋脊型棱镜的第二收发面和第二棱镜的出射面相平行，且分别正对物镜组和目镜组。激光器组件和探测器组件分别位于两个棱镜组的第一凹部内，出射光/入射光正对第一收发面；显示器组件位于第二凹部内。
作为一种优选方案，所述显示器组件正对第二棱镜的第三收发面设置，显示器组件入射光线经出射面和第二分光面反射后，由出射面离开垂直进入目镜组。本发明采用投射显示光路将显示器组件显示信息投射到光学系统的焦面，采用本方案的设计，显示器组件光线通过分光棱镜组进入到目镜组，显示器组件的投射光路在分光棱镜组内光程较短，有效降低了光能量的衰减，从而不需要显示器亮度很高，降低了对显示器的技术要求。且由于投射光路在棱镜内光程较短，则像距也较短，从而使得物距也很短，有利于光路的结构空间排布。由于本发明像距较短，根据物距和像距的关系，有足够空间保证物距，可以将显示器的显示内容尺寸设计较大一点，有利于显示器的制作，另外也有利于产品的外观设计小巧。
作为一种优选方案，第一棱镜组或第二棱镜组还包括第三棱镜，所述第三棱镜包括入射面和第三分光面，第三分光面连接在第一棱镜第一反射面上，所述显示器组件正对入射面，显示器组件入射光线经第一收发面反射，经过第一分光面、第二分光面后，由出射面离开垂直进入目镜组。本发明采用投射显示光路将显示器组件显示信息投射到光学系统的焦面，采用本方案的设计，显示器组件光线通过分光棱镜组进入到目镜组，显示器组件的投射光路在分光棱镜组内光程较短，有效降低了光能量的衰减，从而不需要显示器亮度很高，降低了对显示器的技术要求。且由于投射光路在棱镜内光程较短，则像距也较短，从而使得物距也很短，有利于光路的结构空间排布。由于本发明像距较短，根据物距和像距的关系，有足够空间保证物距，可以将显示器的显示内容尺寸设计较大一点，有利于显示器的制作，另外也有利于产品的外观设计小巧。
作为一种优选方案，所述显示器组件正对第二棱镜的出射面设置，显示器组件入射光线经过第三收发面、出射面、第二分光面反射后，由出射面离开垂直进入目镜组。本发明采用投射显示光路将显示器组件显示信息投射到光学系统的焦面，采用本方案的设计，显示器组件光线通过分光棱镜组进入到目镜组，显示器组件的投射光路在分光棱镜组内光程较短，有效降低了光能量的衰减，从而不需要显示器亮度很高，降低了对显示器的技术要求。且由于投射光路在棱镜内光程较短，则像距也较短，从而使得物距也很短，有利于光路的结构空间排布。由于本发明像距较短，根据物距和像距的关系，有足够空间保证物距，可以将显示器的显示内容尺寸设计较大一点，有利于显示器的制作，另外也有利于产品的外观设计小巧。
作为一种优选方案，所述第一分光面或第二分光面上镀有分光膜层，该分光膜层为以下两种膜系：
(1).入= 400nm-720nm，R/T=4:6，R+T>99%；入= 850nm – 950nm,R>99%。
(2).入= 400nm-620nm, T>99%；入= 620nm – 720nm，R/T=4:6，R+T>99%；入=850nm – 950nm,R>99%；
所述第一反射面上镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，R>99%；入= 850nm – 950nm,R>99%；
所述第一收发面上镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，T>99%；入= 850nm – 950nm,T>99%；
设置显示器组件的棱镜组的第三收发面上镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，T>99%；
出射面镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，T>99%。
作为一种优选方案，所述第一分光面或第二分光面上镀有分光膜层，该分光膜层为：
入= 400nm-720nm，T>99%；入= 850nm – 950nm,R>99%；
设置显示器组件的棱镜组的第一反射面或第三分光面上镀有分光膜层，该分光膜层为以下两种膜系：
(1).入= 400nm-720nm, R/T=6:4，R+T>99%；入= 850nm – 950nm，R>99%。
(2).入= 400nm-620nm， R>99%；入= 620nm – 720nm，R/T=6:4，R+T>99%； 入=850nm – 950nm，R>99%；
所述第一收发面上镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，T>99%；入= 850nm – 950nm,T>99%；
所述出射面上镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，T>99%。
作为一种优选方案，所述第一分光面或设置显示器组件的棱镜组的第二分光面上镀有分光膜层，该膜层为以下两种膜系：
(1).入= 400nm-720nm，R/T=4:6,R+T>99%；入= 850nm – 950nm,R>99%；
(2).入= 400nm-620nm, T>99%；入= 620nm – 720nm,，R/T=4:6, R+T>99%；入= 850nm– 950nm，R>99%；
所述第一反射面上镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，R>99%；入= 850nm – 950nm,R>99%；
所述第一收发面上镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，T>99%；入= 850nm – 950nm,T>99%；
设置显示器组件的棱镜组的第三收发面镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，R>99%；
所述出射面上镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，T>99%。
因此，本发明的优点是：
1.结构设计合理，显示器组件投射光路在棱镜中的光程较短，有效降低了光能量的衰减，从而不需要将显示器亮度很高，降低了对显示器的技术要求。
2.显示器组件的投射光路的设计，像距很短，从而使得物距也很短，有利于光路的结构空间排布；且由于像距较短，根据物距和像距的关系，有足够空间保证物距，可以将显示器的尺寸比较设计较大一点，有利于显示器的制作。
3.通过对屋脊型棱镜和第一棱镜的巧妙位移，将第一收发面靠近第一分光面一端的面作为入射面或出射面，所形成的入射光路或出射光路合理利用了棱镜组的结构空间，光路多次折叠，使得在棱镜内光路更长，减少了在空气中的光路，使得更有利于光路结构的布局。
附图说明
图1是本发明实施例1的一种结构示意图；
图2是本发明实施例1显示器组件的一种立体结构示意图；
图3是本发明实施例1激光器组件和探测器组件的一种结构示意图；
图4是本发明实施例2的一种结构示意图；
图5是本发明实施例2显示器组件的一种立体结构示意图；
图6是本发明实施例3的一种结构示意图；
图7是本发明实施例3显示器组件、激光器组件、探测器组件的一种结构示意图。
100-物镜组 210-屋脊型棱镜 220-第一棱镜 230-第二棱镜 240-第三棱镜 211-第二反射面 212-屋脊面 213-第二收发面 221-第一收发面 222-第一反射面 223-第一分光面 231-第二分光面 232-出射面 233-第三收发面 241-入射面 242-第三分光面 310-自发光式OLED显示器 320-第一平面反射镜 330-第二平面反射镜 340-第一聚焦透镜350-第三平面反射镜 360-第四平面反射镜 410-第五平面反射镜 420-第二聚焦透镜430-激光器 510-第三聚焦透镜 520-窄带滤光片 530-探测器 540-第六平面反射镜 600-目镜组。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
实施例1：
本实施例给出了一种测距双筒望远镜光学系统的结构，如图1所示，包括物镜组100和目镜组600，在物镜组和目镜组之间设置有镜像对称的第一棱镜组和第二棱镜组，每个棱镜组都分别对应一个物镜组和一目镜组。
第一棱镜组和第二棱镜组都包括第一棱镜220、第二棱镜230和屋脊型棱镜210，屋脊型棱镜和第二棱镜分别设置在第一棱镜的两侧，屋脊型棱镜面向物镜组，第二棱镜面向目镜组，第二棱镜与第一棱镜相胶合，共同构成分光棱镜组，第一棱镜组和第二棱镜组其中一组的第一棱镜外侧设置有激光器组件，另一组的第一棱镜外侧设置有探测器组件，在分光棱镜组的外侧设置有显示器组件，本实施例中以第一棱镜组第一棱镜外侧设置激光器组件，第二棱镜组第一棱镜外侧设置探测器组件，在第一棱镜组分光棱镜组外侧设置显示器组件为例。
屋脊型棱镜210包括第二收发面213、第二反射面211和屋脊面212，屋脊为市场上标准45度施密特屋脊棱镜，第二反射面与第二收发面之间成45°夹角，第二反射面与屋脊面之间成67.5°夹角，屋脊面与第二收发面之间成67.5°夹角。
第一棱镜220包括第一收发面221、第一分光面223和第一反射面222，第一棱镜采用半五边形棱镜，其中第一分光面与第一反射面相邻，第一分光面通过顶面连接第一收发面，第一反射面通过底面连接第一收发面，这样形成了第一收发面位于一侧，第一分光面和第一反射面位于另一侧的结构。其中第一收发面与第一分光面之间成22.5°夹角，第一收发面与第一反射面之间成22.5°夹角，第一分光面与第一反射面之间成135°夹角。
第二棱镜230包括第二分光面231、第三收发面233和出射面232，其中第二分光面与第三收发面之间成112.5°夹角，第三收发面与出射面之间成45°，第二分光面与出射面之间成22.5°夹角。
具体的结构设置为，第一棱镜220倾斜设置，其中第一收发面221面向物镜组方向，第一分光面223和第一反射面222面向目镜组方向，且由靠近目镜组至远离目镜组方向依次设置第一分光面和第一反射面。屋脊型棱镜第二反射面211与第一棱镜第一收发面221相对设置，第二收发面213正对物镜组，且第二反射面靠第一收发面近第一反射面的一端设置，第一收发面长度大于第二反射面长度，则空出的第一收发面的部分与屋脊面之间形成第一凹部，若为第一棱镜组，在第一凹部上设置激光器组件，若为第二棱镜组，在第一凹部上设置探测器组件。第二棱镜第二分光面231与第一棱镜第一分光面223相胶合，即第一棱镜与第二棱镜相胶合，共同构成分光棱镜组，第二棱镜出射面232正对目镜组，该出射面与第二收发面相平行，这样在第三收发面与第一反射面之间形成第二凹部，若为第一棱镜组，在第二凹部上设置有显示器组件。本方案中屋脊型棱镜、第一棱镜和第二棱镜共同构成一Z型结构，整体结构更加紧凑，同时第一棱镜与屋脊型棱镜、第二棱镜之间形成容纳激光器组件、探测器组件的凹部，使得激光器组件、探测器组件安装所占空间更少，安装结构更加紧凑，使得望远镜体积更小。
在第一分光面或第二分光面上镀有分光膜层，该分光膜层为以下两种膜系：
(1).入= 400nm-720nm，R/T=4:6，R+T>99%；入= 850nm – 950nm,R>99%。
(2).入= 400nm-620nm, T>99%；入= 620nm – 720nm，R/T=4:6，R+T>99%；入=850nm – 950nm,R>99%；
第一反射面上镀有分光膜层，该分光膜层为：
入= 400nm-720nm，R>99%；入= 850nm – 950nm,R>99%；
第一收发面上镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，T>99%；入= 850nm – 950nm,T>99%；
第一棱镜组的第三收发面上镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，T>99%；
出射面镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，T>99%。
如图1中1A所示，为望远镜瞄准光轴路径，入射光通过物镜组后，由第二收发面213垂直入射进入屋脊型棱镜，在屋脊型棱镜内经过第二反射面211、屋脊面212、第二收发面213反射后，通过第二反射面、第一收发面进入第一棱镜，在第一棱镜内经过第一反射面222、第一收发面221的反射后，通过第一分光面、第二分光面进入第二棱镜，再由第二棱镜的出射面离开进入目镜组。
如图2所示，显示器组件包括自发光式OLED显示器310，第一平面反射镜320、第二平面反射镜330、第一聚焦透镜340、第三平面反射镜350、第四平面反射镜360，该自发光式OLED显示器310平放设置在物镜组与屋脊型棱镜之间，靠屋脊型棱镜的位置，且自发光式OLED显示器位于低于第一棱镜组水平位置处，自发光式OLED显示器显示面朝上，在自发光式OLED显示器上方高于第一棱镜组水平位置处设置第一平面反射镜，在第二棱镜出射面上方处设置与第一平面反射镜相对的第二平面反射镜，在第二棱镜第三收发面上方出设置与第二平面反射镜相对的第三平面反射镜，第一聚焦透镜设置在第二平面反射镜与第三平面反射镜之间，第三平面反射镜设置在相对第三收发面的前方，第四平面反射镜与第三平面反射镜相对，各反射器角度通过设置后，自发光式OLED显示器的光线经过第一平面反射镜320、第二平面反射镜330、第三平面反射镜350、第四平面反射镜360的反射后垂直进入第三收发面。
如图1中1D所示，为望远镜的自发光式OLED显示器在棱镜组中投射光轴路径，显示器组件入射光线经出射面232和第二分光面231反射后，由出射面离开垂直进入目镜组。自发光式OLED显示器投射光轴路径在棱镜中的光程端，有效减少了光能量的衰减，从而不需要OLED的显示亮度很高，降低了对OLED显示器的技术要求。另外自发光式OLED显示器投射光路更有利于光学系统结构设计，因为像距（像距为成聚焦透镜340到投射光路的像面FP的距离，这里投射光路为自发光式OLED显示器到目镜组的光路径）很短，从而物距（物距为聚焦透镜340到投射光路的物面即自发光式OLED显示器310的距离）也很短，非常利于光路的结构空间排布。
如图3所示，激光器组件包括激光器430、第五平面反射镜410、第二聚焦透镜420，激光器位于第一凹部上方且朝下设置，在第一凹部内相对第一收发面前方设置第五平面反射镜，且第五平面发射镜与激光器相对，第二聚焦透镜设置在激光器与第五平面反射镜之间，激光器光线经过第五平面反射镜反射后垂直进入第一收发面。如图1中1C所示，为激光器在棱镜中的激光发射光轴路径，激光器发射光由第一收发面221进入第一棱镜，经过第一分光面223、第一收发面221、第一反射面222的反射后，通过第一收发面221、第二反射面211进入屋脊型棱镜，然后在经过第二收发面213、屋脊面212、第二反射面211的反射后，由第二收发面离开，进入物镜组。
探测器组件包括第三聚焦透镜510、窄带滤光片520、探测器530、第六平面反射镜540，在第二凹部内相对第一收发面前方设置第六平面反射镜，且第六平面发射镜与探测器相对，由探测器至第六平面发射镜之间依次设置窄带滤管片、第三聚焦透镜。激光入射光线由第二棱镜组第一收发面垂直出射，经过第六平面反射镜反射后进入探测器。如图1中1B所示，为探测器在棱镜组中接收光轴路径，激光发射光通过物镜组后，垂直入射第二棱镜组第二收发面进入屋脊型棱镜，经过第二反射面211、屋脊面212、第二收发面213的反射后，通过第二反射面211、第一收发面221进入第一棱镜，在第一棱镜内经过第一反射面222、第一收发面221、第一分光面223的反射后，由第一收发面221离开进入探测器组件。
实施例2
本实施例给出了一种测距双筒望远镜光学系统的第二种结构，与实施例1相比存在不同的地方在于显示器组件的设置。如图4所示，第一棱镜组还包括第三棱镜240，第三棱镜包括入射面241和第三分光面242，入射面与第三分光面之间成22.5°角，第三分光面与第一棱镜第一反射面相胶合，入射面分别与第二收发面、出射面相垂直，显示器组件正对入射面。
第一分光面或第二分光面上镀有分光膜层，该分光膜层为：
入= 400nm-720nm，T>99%；入= 850nm – 950nm,R>99%；
第一棱镜组的第一反射面或第三分光面上镀有分光膜层，该分光膜层为以下两种膜系：
(1).入= 400nm-720nm, R/T=6:4，R+T>99%；入= 850nm – 950nm，R>99%。
(2).入= 400nm-620nm， R>99%；入= 620nm – 720nm，R/T=6:4，R+T>99%； 入=850nm – 950nm，R>99%；
第一收发面上镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，T>99%；入= 850nm – 950nm,T>99%；
出射面上镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，T>99%。
如图5所示，显示器组件包括自发光式OLED显示器310，第一平面反射镜320、第二平面反射镜330、第一聚焦透镜340、第三平面反射镜350、第四平面反射镜360，自发光式OLED显示器310平放设置在物镜组与屋脊型棱镜之间，靠屋脊型棱镜的位置，且自发光式OLED显示器位于低于第一棱镜组水平位置处，自发光式OLED显示器显示面朝上，在自发光式OLED显示器上方高于第一棱镜组水平位置处设置第一平面反射镜，在第一棱镜上方处设置与第一平面反射镜相对的第二平面反射镜，在第三棱镜第入射面上方处设置与第二平面反射镜相对的第三平面反射镜，第一聚焦透镜设置在第二平面反射镜与第三平面反射镜之间，第三平面反射镜设置在相对入射面的前方，第四平面反射镜与第三平面反射镜相对，各反射器角度通过设置后，自发光式OLED显示器的光线经过第一平面反射镜、第二平面反射镜、第三平面反射镜、第四平面反射镜的反射后垂直进入第三棱镜的入射面。如图4中2D所示，为望远镜的自发光式OLED显示器在棱镜组中投射光轴路径，显示器组件入射光线由入射面进入第三棱镜，通过第三分光面、第一反射面后进入第一棱镜，在第一棱镜中经过第一收发面反射后，通过第一分光面、第二分光面进入第二棱镜，然后由出射面离开垂直进入目镜组。自发光式OLED显示器投射光轴路径在棱镜中的光程端，有效减少了光能量的衰减，从而不需要OLED的显示亮度很高，降低了对OLED显示器的技术要求。另外自发光式OLED显示器投射光路更有利于光学系统结构设计，因为像距（像距为成聚焦透镜340到投射光路的像面FP的距离）很短，从而物距（物距为聚焦透镜340到投射光路的物面即自发光式OLED显示器310的距离）也很短，非常利于光路的结构空间排布。
本实施例中其他结构与实施例1中结构相同。
实施例3
本实施例给出了一种测距双筒望远镜光学系统的第三种结构，与实施例1相比存在不同的地方在于显示器组件的设置。如图7所示，显示器组件包括自发光式OLED显示器310，第一平面反射镜320、第一聚焦透镜340，自发光式OLED显示器设置在目镜组与第二棱镜之间靠第二棱镜的位置，且自发光式OLED显示器位于第二棱镜靠第二分光面的一侧处，自发光式OLED显示器的显示面垂直出射面，第一平面反射镜设置在相对第二棱镜出射面靠第三收发面所在一侧的前方，第一平面反射镜与自发光式OLED显示器相对，第一聚焦透镜设置在第一平面反射镜和出射面之间，自发光式OLED显示器的光线经过第一平面反射镜的反射后垂直入射出射面。
另外，为了使得显示器组件的光线由出射面进入，经过反射后再由出射面离开，对第二棱镜结构进行了改动，该第二棱镜仍然包括第二分光面231、第三收发面233和出射面232，但其中第二分光面与第三收发面之间成135°夹角，第三收发面与出射面之间成22.5°，第二分光面与出射面之间成22.5°夹角。
第一分光面或设置显示器组件的棱镜组的第二分光面上镀有分光膜层，该膜层为以下两种膜系：
(1).入= 400nm-720nm，R/T=4:6,R+T>99%；入= 850nm – 950nm,R>99%；
(2).入= 400nm-620nm, T>99%；入= 620nm – 720nm,，R/T=4:6, R+T>99%；入= 850nm– 950nm，R>99%；
第一反射面上镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，R>99%；入= 850nm – 950nm,R>99%；
第一收发面上镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，T>99%；入= 850nm – 950nm,T>99%；
第一棱镜组的第三收发面镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，R>99%；
出射面上镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，T>99%。
如图6中3D所示，为望远镜的自发光式OLED显示器在棱镜组中投射光轴路径，显示器组件入射光线通过出射面进入第二棱镜，在第二棱镜内经过第三收发面233、出射面232、第二分光面231反射后，由出射面232离开垂直进入目镜组。自发光式OLED显示器投射光轴路径在棱镜中的光程端，有效减少了光能量的衰减，从而不需要OLED的显示亮度很高，降低了对OLED显示器的技术要求。另外自发光式OLED显示器投射光路更有利于光学系统结构设计，因为像距（像距为成聚焦透镜340到投射光路的像面FP的距离）很短，从而物距（物距为聚焦透镜340到投射光路的物面即自发光式OLED显示器310的距离）也很短，非常利于光路的结构空间排布。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管本文较多地使用了物镜组、屋脊型棱镜、第一棱镜、第二棱镜、第三棱镜等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
Claims (9)
1.一种测距双筒望远镜光学系统，包括物镜组和目镜组，在物镜组和目镜组之间设置有镜像对称的第一棱镜组和第二棱镜组，其特征在于：第一棱镜组和第二棱镜组都包括第一棱镜、第二棱镜和屋脊型棱镜，所述屋脊型棱镜和第二棱镜分别设置在第一棱镜的两侧，屋脊型棱镜面向物镜组，第二棱镜面向目镜组，所述第二棱镜与第一棱镜相胶合，共同构成分光棱镜组，第一棱镜组和第二棱镜组其中一组的第一棱镜外侧设置有激光器组件，另一组的第一棱镜外侧设置有探测器组件，在分光棱镜组的外侧设置有显示器组件，显示器组件光线通过分光棱镜组进入目镜组。
2.根据权利要求1所述的一种测距双筒望远镜光学系统，其特征是所述第一棱镜包括第一收发面、第一分光面和第一反射面，所述屋脊型棱镜包括第二收发面、第二反射面和屋脊面，所述第二收发面正对物镜组，所述第二反射面与第一收发面相对设置，所述第二棱镜包括第二分光面、第三收发面和出射面，所述出射面正对目镜组，所述第二分光面与第一分光面相连接，第一棱镜组和第二棱镜组其中一组的第一收发面外侧设置有激光器组件，激光器组件正对第一收发面，另一组在第一收发面外侧设有探测器组件，探测器组件正对第一收发面，在第一棱镜组或第二棱镜组的分光棱镜组外侧设置有显示器组件。
3.根据权利要求2所述的一种测距双筒望远镜光学系统，其特征是所述第一棱镜中面向目镜组一侧，由靠近目镜组至远离目镜组方向设置所述第一分光面和第一反射面，所述第一收发面位于面向物镜组一侧， 所述第一收发面长度大于第二反射面长度，所述屋脊型棱镜的第二反射面靠第一收发面近第一反射面的一端设置，在空出的第一收发面与屋脊面之间形成容纳激光器组件/探测器组件的第一凹部，所述第二棱镜的第二分光面靠第一分光面近第一收发面一端设置，在第三收发面与第一反射面之间形成容纳显示器组件的第二凹部。
4.根据权利要求2或3所述的一种测距双筒望远镜光学系统，其特征是所述显示器组件正对第二棱镜的第三收发面设置，显示器组件入射光线经出射面和第二分光面反射后，由出射面离开垂直进入目镜组。
5.根据权利要求2或3所述的一种测距双筒望远镜光学系统，其特征是第一棱镜组或第二棱镜组还包括第三棱镜，所述第三棱镜包括入射面和第三分光面，第三分光面连接在第一棱镜第一反射面上，所述显示器组件正对入射面，显示器组件入射光线经第一收发面反射，经过第一分光面、第二分光面后，由出射面离开垂直进入目镜组。
6.根据权利要求2或3所述的一种测距双筒望远镜光学系统，其特征是所述显示器组件正对第二棱镜的出射面设置，显示器组件入射光线经过第三收发面、出射面、第二分光面反射后，由出射面离开垂直进入目镜组。
7.根据权利要求4所述的一种测距双筒望远镜光学系统，其特征是所述第一分光面或第二分光面上镀有分光膜层，该分光膜层为以下两种膜系：
(1).入= 400nm-720nm，R/T=4:6，R+T>99%；入= 850nm – 950nm,R>99%；
(2).入= 400nm-620nm, T>99%；入= 620nm – 720nm，R/T=4:6，R+T>99%；入= 850nm –950nm,R>99%；
所述第一反射面上镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，R>99%；入= 850nm – 950nm,R>99%；
所述第一收发面上镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，T>99%；入= 850nm – 950nm,T>99%；
设置显示器组件的棱镜组的第三收发面上镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，T>99%；
出射面镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，T>99%。
8.根据权利要求5所述的一种测距双筒望远镜光学系统，其特征是所述第一分光面或第二分光面上镀有分光膜层，该分光膜层为：
入= 400nm-720nm，T>99%；入= 850nm – 950nm,R>99%；
设置显示器组件的棱镜组的第一反射面或第三分光面上镀有分光膜层，该分光膜层为以下两种膜系：
(1).入= 400nm-720nm, R/T=6:4，R+T>99%；入= 850nm – 950nm，R>99%；
(2).入= 400nm-620nm， R>99%；入= 620nm – 720nm，R/T=6:4，R+T>99%； 入= 850nm –950nm，R>99%；
所述第一收发面上镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，T>99%；入= 850nm – 950nm,T>99%；
所述出射面上镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，T>99%。
9.根据权利要求6所述的一种测距双筒望远镜光学系统，其特征是所述第一分光面或设置显示器组件的棱镜组的第二分光面上镀有分光膜层，该膜层为以下两种膜系：
(1).入= 400nm-720nm，R/T=4:6,R+T>99%；入= 850nm – 950nm,R>99%；
(2).入= 400nm-620nm, T>99%；入= 620nm – 720nm,，R/T=4:6, R+T>99%；入= 850nm– 950nm，R>99%；
所述第一反射面上镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，R>99%；入= 850nm – 950nm,R>99%；
所述第一收发面上镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，T>99%；入= 850nm – 950nm,T>99%；
设置显示器组件的棱镜组的第三收发面镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，R>99%；
所述出射面上镀有膜层，该膜层为：
入= 400nm-720nm，T>99%。
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|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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