CN113138436A - 测距仪及其棱镜模块 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种棱镜模块,包括第一棱镜、第二棱镜、第三棱镜以及第四棱镜。该第一棱镜包括第一面。该第二棱镜包括第三面以及第五面,其中,该第二棱镜的该第三面邻近于该第一棱镜的该第一面。该第三棱镜包括第六面以及第七面,其中,该第三棱镜的该第六面邻近于该第二棱镜的该第五面。该第四棱镜包括第九面,其中,该第四棱镜的该第九面邻近于该第三棱镜的该第七面。其中,第一光束通过该棱镜模块,且进入该棱镜模块前的该第一光束与离开该棱镜模块的该第一光束并非同轴。本发明更提供一种测距仪,其包括上述的棱镜模块。
Description
技术领域
本发明有关于一种测距仪及其棱镜模块,特别是指一种雷射测距仪及其棱镜模块。
背景技术
请参阅图1,传统的测距仪10包括物镜组(未绘示)、棱镜模块11、显示单元12、光发射单元13、光接收单元(未绘示)以及目镜组(未绘示)。棱镜模块11设置于该物镜组与该目镜组之间,并包括第一棱镜14、第二棱镜15以及第三棱镜16,其中,第一棱镜14贴合于第二棱镜15,而第三棱镜16邻近于第二棱镜15。显示单元12与光发射单元13则设置于靠近第一棱镜14的一侧。
操作时,一物体(未绘示)所发出的第一光束A依序通过该物镜组、第二棱镜15、第三棱镜16与该目镜组,以供用户观看该物体的影像。显示单元12所发出的第二光束B被一反射镜17反射,并依序通过第一棱镜14、第二棱镜15、第三棱镜16与该目镜组,以供用户观看显示单元12所产生的影像。光发射单元13所发出的第三光束C藉由另一反射镜18、第一棱镜14、第二棱镜15与该物镜组到达该物体,并被该物体反射回该接收单元,以计算出该物体距离测距仪10的距离。
于上述结构中,由于棱镜模块11在如图1所示的Y方向上具有较大的尺寸,导致搭载棱镜模块11的测距仪10的体积太大。第二光束B在通过棱镜模块11时被反射的次数较多,导致显示单元12所产生的影像的亮度被降低。此外,光发射单元13所发出的第三光束C的有效径与显示单元12所发出的第二光束B的有效径相互干涉,导致光发射单元13所发出的第三光束C的能量减弱。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于,针对现有技术的上述缺陷,提供一种测距仪及其棱镜模块,其藉由新颖结构的棱镜模块,来缩减体积,同时保证显示单元所产生的影像的亮度与光收发器所发出的光束的能量是足够高的。
本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是,提供一种棱镜模块,包括第一棱镜、第二棱镜、第三棱镜以及第四棱镜。该第一棱镜包括屋脊面、第一面以及第二面。该第二棱镜包括第三面、第四面以及第五面,其中,该第二棱镜的该第三面邻近于该第一棱镜的该第一面。该第三棱镜包括第六面以及第七面,其中,该第三棱镜的该第六面邻近于该第二棱镜的该第五面。该第四棱镜包括第九面,其中,该第四棱镜的该第九面邻近于该第三棱镜的该第七面。其中,一物体所发出的第一光束从该第二面进入该第一棱镜,依序被该第一面与该屋脊面反射,从该第一面离开该第一棱镜,从该第三面进入该第二棱镜,依序被该第四面、该第五面与该第三面反射,并从该第四面离开该第二棱镜。
在另一实施例中,该棱镜模块更包括一镀膜层,设置于该第二棱镜的该第五面与该第三棱镜的该第六面之间,并用以反射该第一光束。
本发明的其中一实施例的测距仪包括物镜组、前述的棱镜模块以及目镜组。其中,该棱镜模块设置于该物镜组与该目镜组之间,该第一光束依序通过该物镜组、该棱镜模块与该目镜组,且该物镜组的中心轴与该目镜组的中心轴相互平行而不重迭。
在另一实施例中,该第三棱镜更包括第八面,该测距仪更包括显示单元,设置于该第三棱镜的该第八面的一侧,并用以发出第二光束。
在另一实施例中,该第二光束从该第八面进入该第三棱镜,被该第七面反射,依序通过该第六面与该第五面进入该第二棱镜,被该第三面反射,从该第四面离开该第二棱镜,并通过该目镜组。
在另一实施例中,该第三棱镜更包括第八面,该第四棱镜更包括第十面以及第十一面,该测距仪更包括光接收单元或光发射单元,且该光发射单元或该光接收单元设置于该第四棱镜的该第十面的一侧,并用以发出或接收第三光束。
在另一实施例中,由该光发射单元发射之该第三光束从该第十面进入该第四棱镜,依序被该第九面与该第十一面反射,依序通过该第九面与该第七面进入该第三棱镜,被该第八面反射,依序通过该第六面与该第五面进入该第二棱镜,被该第四面反射,依序通过该第三面与该第一面进入该第一棱镜,依序被该屋脊面与该第一面反射,从该第二面离开该第一棱镜,并通过该物镜组,以到达该物体。
在另一实施例中,被该物体反射的该第三光束通过该物镜组,从该第二面进入该第一棱镜,依序被该第一面与该屋脊面反射,依序通过该第一面与该第三面进入该第二棱镜,被该第四面反射,依序通过该第五面与该第六面进入该第三棱镜,被该第八面反射,依序通过该第七面与该第九面进入该第四棱镜,依序被该第十一面与该第九面反射,并从该第十面离开该第四棱镜,以到达该光接收单元。
在另一实施例中,该棱镜模块更包括一镀膜层,设置于该第二棱镜的该第五面与该第三棱镜的该第六面之间,并用以反射该第一光束同时容许该第二光束通过。
在另一实施例中,该棱镜模块更包括镀膜层,设置于该第二棱镜的该第五面与该第三棱镜的该第六面之间,并用以反射该第一光束同时容许该第三光束通过。
实施本发明的测距仪及其棱镜模块,具有以下有益效果:其藉由新颖结构的棱镜模块,来缩减体积,同时保证显示单元所产生的影像的亮度与光收发器所发出的光束的能量是足够高的。
附图说明
图1为传统的测距仪的结构示意图。
图2A~2C为本发明的第一实施例的测距仪的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图2A~2C,本发明的第一实施例的测距仪20包括物镜组(未绘示)、棱镜模块21、显示单元22、光发射单元23、光接收单元(未绘示)以及目镜组(未绘示)。其中,一物体(未绘示)所发出的第一光束A依序通过该物镜组、棱镜模块21与该目镜组,显示单元22所发出的第二光束B依序通过棱镜模块21与该目镜组,而光发射单元23所发出的一第三光束C藉由该物镜组与棱镜模块21到达该物体,并被该物体反射回该光接收单元。如此设置的话,使用者藉由该目镜组可观看该物体的影像与显示单元22所产生的影像,并得知该物体距离测距仪20的距离。
棱镜模块21设置于该物镜组与该目镜组之间,且包括第一棱镜24、第二棱镜25、第三棱镜26以及第四棱镜27。于第一实施例中,第一棱镜24为一屋脊棱镜,且包括屋脊面241、第一面242以及第二面243,其中,屋脊面241上形成全反膜,而第一面242与第二面243上则形成减反膜。第二棱镜25为一四角棱镜,且包括第三面251、第四面252以及第五面253。第三棱镜26为一三角棱镜,且包括第六面261、第七面262以及第八面263,其中,第七面262与第八面263上形成减反膜。第四棱镜27为一四角棱镜,且包括第九面271、第十面272以及第十一面273,其中,第九面271的上半部(即高于第三光束C在第九面271上的反射点的部分)形成减反膜,第九面271的下半部(即除了第九面271的上半部之外的其余部分)形成全反膜,第十面272上形成减反膜,而第十一面273上则形成全反膜。
具体而言,第一棱镜24的第二面243朝向该物镜组,第二棱镜25的第三面251邻近于第一棱镜24的第一面242,第三棱镜26的第六面261邻近于第二棱镜25的第五面253,更进一步说明,第三棱镜26的第六面261贴合于第二棱镜25的第五面253,第四棱镜27的第九面271邻近于第三棱镜26的第七面262,而第二棱镜25的第四面252朝向该目镜组。值得注意的是,第二棱镜25的第五面253与第三棱镜26的第六面261之间还形成一镀膜层(未绘示),且该镀膜层用以反射第一光束A,同时又容许第二光束B与第三光束C通过。其中,第一光束A为可见光束,第二光束B为影像光束,而第三光束C则为激光束或不可见光束。相较于现有的棱镜模块,本发明的棱镜模块21在如图2A~2C所示的Y方向上具有较小的尺寸,且本发明的第三棱镜26与第四棱镜27也具有较小的尺寸。如此设置的话,也能保证设置有棱镜模块21的测距仪20具有较小的体积。
此外,显示单元22设置于第三棱镜26的第八面263的一侧,而光发射单元23则设置于第四棱镜27的第十面272的一侧。于本实施例中,显示单元22可为有机发光二极管(OLED)、发光二极管(LED)或液晶显示器(LCD)。
如图2A所示,当该物体所发出的第一光束A进入测距仪20后,第一光束A通过该物镜组,从第二面243进入第一棱镜24,依序被第一面242与屋脊面241反射,并从第一面242离开第一棱镜24。第一光束A接着从第三面251进入第二棱镜25,依序被第四面252、第五面253与第三面251反射,并从第四面252离开第二棱镜25。最终,离开棱镜模块21的第一光束A会通过该目镜组,以供用户观看该物体的影像。值得注意的是,进入棱镜模块21前的第一光束A与离开棱镜模块21的第一光束A并非同轴,因此,测距仪20的该物镜组与该目镜组的设置也为非同轴。换言之,该物镜组的一中心轴(未绘示)与该目镜组的一中心轴(未绘示)仅仅相互平行而不重迭。如此设置的话,测距仪20(例如双筒测距仪)的眼幅得以缩小。
如图2B所示,显示单元22所发出的第二光束B从第八面263进入第三棱镜26,被第七面262反射,依序通过第六面261与第五面253进入第二棱镜25,被第三面251反射,并从第四面252离开第二棱镜25。最终,离开棱镜模块21的第二光束B会通过该目镜组,以供用户观看显示单元22所产生的影像。相较于现有的棱镜模块,第二光束B在通过棱镜模块21时被反射的次数较少,进而避免显示单元22所产生的影像的亮度被降低。
如图2C所示,光发射单元23所发出的第三光束C从第十面272进入第四棱镜27,依序被第九面271与第十一面273反射,并从第九面271离开第四棱镜27。第三光束C从第七面262进入第三棱镜26,被第八面263反射,依序通过第六面261与第五面253进入第二棱镜25,被第四面252反射,并从第三面251离开第二棱镜25。第三光束C接着从第一面242进入第一棱镜24,依序被屋脊面241与第一面242反射,并从第二面243离开第一棱镜24。离开棱镜模块21的第三光束C会通过该物镜组,以到达该物体。最终,第三光束C会被该物体反射,并到达该光接收单元。该光接收单元接收被该物体反射的第三光束C,使得测距仪20得以计算出该物体距离测距仪20的距离。藉由棱镜模块21的帮助,得以避免光发射单元23所发出的第三光束C的有效径与显示单元22所发出的第二光束B的有效径相互干涉。相较于现有的棱镜模块,光发射单元23所发出的第三光束C的能量较高。
于第二实施例中,光发射单元23与该光接收单元的位置互换。也就是说,该光接收单元设置于第四棱镜27的第十面272的一侧。操作时,光发射单元23发出的第三光束C被该物体反射,依序通过该物镜组与棱镜模块21,以到达该光接收单元。具体而言,通过该物镜组的第三光束C从第二面243进入第一棱镜24,依序被第一面242与屋脊面241反射,并从第一面242离开第一棱镜24。第三光束C从第三面251进入第二棱镜25,被第四面252反射,依序通过第五面253与第六面261进入第三棱镜26,被第八面263反射,并从第七面262离开第三棱镜26。第三光束C接着从第九面271进入第四棱镜27,依序被第十一面273与第九面271反射,从第十面272离开第四棱镜27,并到达该光接收单元。该光接收单元接收被该物体反射的第三光束C,使得测距仪得以计算出该物体距离测距仪的距离。其余设置与操作与第一实施例相似,在此不赘述。
Claims (10)
1.一种棱镜模块,其特征在于,包括:
第一棱镜,包括屋脊面、第一面以及第二面;
第二棱镜,包括第三面、第四面以及第五面,其中,该第二棱镜的该第三面邻近于该第一棱镜的该第一面;
第三棱镜,包括第六面以及第七面,其中,该第三棱镜的该第六面邻近于该第二棱镜的该第五面;以及
第四棱镜,包括第九面,其中,该第四棱镜的该第九面邻近于该第三棱镜的该第七面;
其中,一物体所发出的第一光束从该第二面进入该第一棱镜,依序被该第一面与该屋脊面反射,从该第一面离开该第一棱镜,从该第三面进入该第二棱镜,依序被该第四面、该第五面与该第三面反射,并从该第四面离开该第二棱镜。
2.如权利要求1所述的棱镜模块,其特征在于,更包括镀膜层,设置于该第二棱镜的该第五面与该第三棱镜的该第六面之间,并用以反射该第一光束。
3.一种测距仪,其特征在于,包括:
物镜组;
如权利要求1所述的棱镜模块;以及
目镜组;
其中,该棱镜模块设置于该物镜组与该目镜组之间,该第一光束依序通过该物镜组、该棱镜模块与该目镜组,且该物镜组的中心轴与该目镜组的中心轴相互平行。
4.如权利要求3所述的测距仪,其特征在于,该第三棱镜更包括第八面,该测距仪更包括显示单元,设置于该第三棱镜的该第八面的一侧,并用以发出第二光束。
5.如权利要求4所述的测距仪,其特征在于,该第二光束从该第八面进入该第三棱镜,被该第七面反射,依序通过该第六面与该第五面进入该第二棱镜,被该第三面反射,从该第四面离开该第二棱镜,并通过该目镜组。
6.如权利要求3或4所述的测距仪,其特征在于,该第三棱镜更包括第八面,该第四棱镜更包括第十面以及第十一面,该测距仪更包括光接收单元或光发射单元,且该光发射单元或该光接收单元设置于该第四棱镜的该第十面的一侧,并用以发出或接收第三光束。
7.如权利要求6所述的测距仪,其特征在于,由该光发射单元发射之该第三光束从该第十面进入该第四棱镜,依序被该第九面与该第十一面反射,依序通过该第九面与该第七面进入该第三棱镜,被该第八面反射,依序通过该第六面与该第五面进入该第二棱镜,被该第四面反射,依序通过该第三面与该第一面进入该第一棱镜,依序被该屋脊面与该第一面反射,从该第二面离开该第一棱镜,并通过该物镜组,以到达该物体。
8.如权利要求6所述的测距仪,其特征在于,被该物体反射的该第三光束通过该物镜组,从该第二面进入该第一棱镜,依序被该第一面与该屋脊面反射,依序通过该第一面与该第三面进入该第二棱镜,被该第四面反射,依序通过该第五面与该第六面进入该第三棱镜,被该第八面反射,依序通过该第七面与该第九面进入该第四棱镜,依序被该第十一面与该第九面反射,并从该第十面离开该第四棱镜,以到达该光接收单元。
9.如权利要求4所述的测距仪,其特征在于,该棱镜模块更包括镀膜层,设置于该第二棱镜的该第五面与该第三棱镜的该第六面之间,并用以反射该第一光束同时容许该第二光束通过。
10.如权利要求6所述的测距仪,其特征在于,该棱镜模块更包括镀膜层,设置于该第二棱镜的该第五面与该第三棱镜的该第六面之间,并用以反射该第一光束同时容许该第三光束通过。
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