CN208270843U - 测距仪光学系统及望远镜测距仪 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种测距仪光学系统及望远镜测距仪，涉及光学仪器的技术领域，该测距仪光学系统，包括：半五角棱镜、发射透镜、光发射元件和光接收元件，且发射透镜一端与半五角棱镜表面胶合，发射透镜的另一端朝向光发射元件，以使光发射元件发出的发射光经过发射透镜后再通过半五角棱镜转向射向被测目标形成反射光，反射光照射在光接收元件上。将发射透镜和半五角棱镜胶合在一起，成为一个部件，同时取消补偿棱镜，装调时就能容易调整观察光轴和发射光轴重合，确保测量精度，节约工时，降低成本，同时，也不会因为环境温度的变化而造成半五角棱镜和发射透镜发生结构上的错位。

Description

测距仪光学系统及望远镜测距仪

技术领域

本实用新型涉及光学仪器的技术领域，尤其是涉及一种测距仪光学系统及望远镜测距仪。

背景技术

在望远镜领域，激光测距一般应用TOF测距原理，即利用光飞行时间与光飞行速度的乘积等于光飞行距离的原理(S＝CT)；具体应用即记录激光发射时的时间点及激光打在目标物上后返回来被接收系统接收到的时间点，二者时间点的差即为光飞行时间，然后利用光飞行时间与光在空气中的速度C相乘即得到激光发射点距目标物的距离的两倍。一般地，带有激光测距的望远镜包括有激光发射光路系统，它对从激光管(激光器)发射出来的激光进行扩束、准直然后向目标物射出激光，还包括望远系统，它主要由物镜系统及目镜系统构成，物镜系统的作用是将远处的景物清晰的成像在其焦平面上，眼睛通过目镜系统对物镜系统所成的像进行观察，准确地讲，望远系统即为望远镜中对远处目标成清晰实像的光学系统。

现有的望远镜测距仪光学系统，大部分都是由观察系统、发射系统和接收系统等三部分组成。而观察系统和发射系统往往都是用别汉棱镜加补偿棱镜来进行合分部件，如图1所示。但由于这种结构发射透镜、别汉棱镜、补偿棱镜均是分离的，因此，在光学元件组装的时，要使观察光轴和发射光轴重合以保证测量精度就要调整别汉棱镜和发射透镜，这样调整十分困难和耗时。同时受环境的影响也会破坏调整好的质量，测量精度就会受影响。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种测距仪光学系统及望远镜测距仪，以缓解了现有的望远镜测距仪光学系统在光学元件组装的时，要使观察光轴和发射光轴重合以保证测量精度就要调整别汉棱镜和发射透镜，这样调整十分困难和耗时。同时受环境的影响也会破坏调整好的质量，测量精度就会受影响的技术问题。

第一方面，本实用新型实施例提供的一种测距仪光学系统，包括：半五角棱镜、发射透镜、光发射元件和光接收元件，且所述发射透镜一端与所述半五角棱镜表面胶合，所述发射透镜的另一端朝向所述光发射元件，以使光发射元件发出的发射光经过所述发射透镜后再通过所述半五角棱镜转向射向被测目标形成反射光，所述反射光照射在光接收元件上；

或者，所述发射透镜的另一端朝向所述光接收元件，以使光发射元件发出的发射光经过被测目标反射后形成反射光，所述反射光经过所述半五角棱镜转向后通过所述发射透镜照射在光接收元件上。

进一步的，所述发射透镜为双胶合透镜，且所述发射透镜包括第一球面透镜和第二球面透镜。

进一步的，所述测距仪光学系统还包括望远物镜、施密特屋脊棱镜、液晶分划板和目镜，所述施密特屋脊棱镜与所述半五角棱镜间隔设置以形成别汉棱镜，以使被测目标所反射的光依次经所述望远物镜、半五角棱镜、施密特屋脊棱镜后成像在所述液晶分划板上。

进一步的，所述望远物镜、别汉棱镜、液晶分划板和目镜形成观察系统；

所述望远物镜、别汉棱镜中的半五角棱镜、发射透镜和光发射元件形成发射系统。

进一步的，所述测距仪光学系统还包括接收物镜和滤色片，所述接收物镜用于将被测目标反射的光汇聚至滤色片后发射到光接收元件上。

进一步的，所述半五角棱镜朝向所述发射透镜的一面上镀有与发射光波长匹配的增透膜；所述半五角棱镜朝向所述发射透镜的一面上还镀有与从被测目标反射回来的可见光波长的高反膜。

进一步的，所述半五角棱镜的朝向所述施密特屋脊棱镜的一面要镀有可见光波长的增透膜；所述半五角棱镜的朝向所述施密特屋脊棱镜的一面还要镀有与发射光波长匹配的高反膜。

进一步的，所述滤色片与所述光发射元件匹配，以使所述滤色片只能透过所述光发射元件发射的光。

进一步的，所述发射透镜朝向所述半五角棱镜的一面为一个斜面，所述斜面的倾斜程度与所述半五角棱镜朝向所述发射透镜的面的倾斜角度相同，且所述倾斜角度为22.5度。

第二方面，本实用新型实施例提供的一种望远镜测距仪，包括壳体和上述的测距仪光学系统。

本实用新型实施例带来了以下有益效果：

本实用新型实施例提供的一种测距仪光学系统及望远镜测距仪，所述测距仪光学系统包括：半五角棱镜、发射透镜、光发射元件和光接收元件，光发射元件发出的发射光照射在被测目标后，反射光被光接收元件接收，而半五角棱镜和发射透镜位于光路中间，且所述发射透镜一端与所述半五角棱镜表面胶合，成为一个部件，所述发射透镜的另一端朝向所述光发射元件，以使光发射元件发出的发射光经过所述发射透镜后再通过所述半五角棱镜转向射向被测目标形成反射光，所述反射光照射在光接收元件上；或者，所述发射透镜的另一端朝向所述光接收元件，以使光发射元件发出的发射光经过被测目标反射后形成反射光，所述反射光经过所述半五角棱镜转向后通过所述发射透镜照射在光接收元件上。将发射透镜和半五角棱镜胶合在一起，成为一个部件，同时取消补偿棱镜，装调时就能容易调整观察光轴和发射光轴重合，确保测量精度，节约工时，降低成本，同时，也不会因为环境温度的变化而造成半五角棱镜和发射透镜发生结构上的错位。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有的望远镜测距仪光学系统的示意图；

图2为本实用新型实施例1提供的测距仪光学系统的示意图；

图3为本实用新型实施例1提供的测距仪光学系统的发射系统的示意图；

图4为本实用新型实施例1提供的测距仪光学系统的观察系统的示意图；

图5为本实用新型实施例1提供的测距仪光学系统的接收系统的示意图；

图6为本实用新型实施例2提供的测距仪光学系统的示意图。

图标：100-望远物镜；210-半五角棱镜；220-施密特屋脊棱镜；310-液晶分划板；320-目镜；500-发射透镜；600-光发射元件；710-接收物镜；720-滤色片；730-光接收元件；800-被测目标；900-补偿棱镜。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

另外，在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实用新型提供了一种测距仪光学系统，下面给出多个实施例对本实用新型提供的测距仪光学系统的结构进行详细描述。

实施例1

如图2-图5所示，本实用新型实施例1提供的测距仪光学系统，所述测距仪光学系统包括：半五角棱镜210、发射透镜500、光发射元件600和光接收元件730，光发射元件600发出的发射光照射在被测目标800后，反射光被光接收元件730接收，而半五角棱镜210和发射透镜500位于光路中间，且所述发射透镜500一端与所述半五角棱镜210表面胶合，成为一个部件，所述发射透镜500的另一端朝向所述光发射元件600，以使光发射元件600发出的发射光经过所述发射透镜500后再通过所述半五角棱镜210转向射向被测目标800形成反射光，所述反射光照射在光接收元件730上。将发射透镜500和半五角棱镜210胶合在一起，成为一个部件，同时取消补偿棱镜，装调时就能容易调整观察光轴和发射光轴重合，确保测量精度，节约工时，降低成本，同时，也不会因为环境温度的变化而造成半五角棱镜210和发射透镜500发生结构上的错位。

其中，发射透镜500和半五角棱镜210胶合成一体，这样，利用光学冷加工精度比较高这一优势，克服现有技术发射系统中的发射透镜500和别汉棱镜及补偿棱镜分离而造成调整观察光轴和发射光轴重合困难这一缺点，避免由于观察光轴和发射光轴不重合造成的测量误差，不但装调方便，节约工时，降低成本。

传统的测距仪光学系统在进行元件安装时，需要同时调整光发射元件600，发射透镜500和半五角棱镜210，三者的改变都会影响光轴的变换，三者固定在壳体后，因为磕碰或者环境温度的改变，会造成三者相对位置的改变，相对位置改变后，观察光轴和发射光轴的重合度必然会降低。而本申请中，通过光学冷加工技术，将发射透镜500与半五角棱镜210胶合在一起，减少了变量，降低了观察光轴和发射光轴的相对位置改变几率，并且，装调方便，节约工时。

所述发射透镜500为双胶合透镜，且所述发射透镜500包括第一球面透镜和第二球面透镜，发射透镜500为双胶合结构，整个发射系统的光学质量有很大的提升。

此外，由于关键部件胶合在一起，为智能化自动装配生产提供基础。

进一步的，所述测距仪光学系统还包括望远物镜100、施密特屋脊棱镜220、液晶分划板310和目镜320，所述施密特屋脊棱镜220与所述半五角棱镜210间隔设置以形成别汉棱镜，以使被测目标800所反射的光依次经所述望远物镜100、半五角棱镜210、施密特屋脊棱镜220后成像在所述液晶分划板310上。

测距仪光学系统还包括接收物镜710和滤色片720，所述接收物镜710用于将被测目标800反射的光汇聚至滤色片720后发射到光接收元件730上。

望远物镜100、别汉棱镜、液晶分划板310和目镜320形成观察系统；所述望远物镜100、别汉棱镜中的半五角棱镜210、发射透镜500和光发射元件600形成发射系统。其中，观察系统和发射系统共用一个望远物镜100。接收物镜710、滤色片720和光接收元件730组成接收系统。

上述的发射系统，由光发射元件600发出的光束通过发射透镜500进入半五胶棱镜，经过半五角棱镜210反射转90度通过望远物镜100投射到被测目标800进行测量。被测目标800反射回来的测量光束进入接收物镜710，经滤光片聚会到光接收元件730上。而被测目标800反射回来的可见光束，又通过望远物镜100进入半五角棱镜210，通过半五角棱镜210内部的一系列反射后进入别汉棱镜的施密特屋脊棱镜220中，经三次反射聚焦到液晶分划板310上，再由目镜320来观察并读出测量数据。

进一步的，所述半五角棱镜210朝向所述发射透镜500的一面上镀有与发射光波长匹配的增透膜，从而使光发射单元发出的光最大程度的透过半五角棱镜210；所述半五角棱镜210朝向所述发射透镜500的一面上还镀有与从被测目标800反射回来的可见光波长的高反膜，排出可见光对光发射元件600的影响。所述半五角棱镜210的朝向所述施密特屋脊棱镜220的一面要镀有可见光波长的增透膜；所述半五角棱镜210的朝向所述施密特屋脊棱镜220的一面还要镀有与发射光波长匹配的高反膜，这些膜系要消偏振。

进一步的，所述滤色片720与所述光发射元件600匹配，以使所述滤色片720只能透过所述光发射元件600发射的光，具体的，光发射元件600发出的为红外光波，接收系统的滤色片720只能透过光发射元件600发射的红外光波长，减少杂光对接收系统的影响。

望远物镜100和别汉棱镜中的半五角棱镜210作像差平衡，保证发射光束的质量。双胶合透镜的后端面是一个斜面，它与双胶合透镜的光轴有一个夹角22.5度，其角度值应与别汉棱镜中的半五角棱镜210小角22.5度相同。

发射透镜500和别汉棱镜中的半五角棱镜210胶合成一体，保证从发射元件发出的光束通过半五角棱镜210的多层膜面进入半五棱镜，经半五角棱镜210的面反射转90度射入望远物镜100到达被测目标800上，进行测量。

实施例2

如图6所示，根据光路可逆返原理，本实用新型实施例2提供的测距仪光学系统，所述测距仪光学系统包括：半五角棱镜210、发射透镜500、光发射元件600和光接收元件730，光发射元件600发出的发射光照射在被测目标800后，反射光被光接收元件730接收，而半五角棱镜210和发射透镜500位于光路中间，且所述发射透镜500一端与所述半五角棱镜210表面胶合，成为一个部件，所述发射透镜500的另一端朝向所述光接收元件730，以使光发射元件600发出的发射光经过被测目标800反射后形成反射光，所述反射光经过所述半五角棱镜210转向后通过所述发射透镜500照射在光接收元件730上。将发射透镜500和半五角棱镜210胶合在一起，成为一个部件，同时取消补偿棱镜，装调时就能容易调整观察光轴和发射光轴重合，确保测量精度，节约工时，降低成本，同时，也不会因为环境温度的变化而造成半五角棱镜210和发射透镜500发生结构上的错位。

由光发射元件600发射的红外光束，经接收物镜710射向被测目标800。从被测目标800反射回来的红外光束通过望远物镜100进入别汉棱镜的半五角棱镜210，然后进入发射透镜500，再通过滤色片720被光接收元件730接收，进行数据处理。而从被测目标800反射回来的可见光，又通过望远物镜100进入半五角棱镜210，经过多次反射进入别汉棱镜的施密特屋脊棱镜220中，在屋脊棱镜经中三次反射聚焦到液晶分划板310上，再由目镜320来观察，并读出测量的数据。

本实用新型实施例提供的一种望远镜测距仪，包括壳体和上述的测距仪光学系统。壳体内可以设置对应的安装槽，用于安装测距仪光学系统。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本实用新型的具体实施方式，用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制，本实用新型的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种测距仪光学系统，其特征在于，包括：半五角棱镜、发射透镜、光发射元件和光接收元件，且所述发射透镜一端与所述半五角棱镜表面胶合，所述发射透镜的另一端朝向所述光发射元件，以使光发射元件发出的发射光经过所述发射透镜后再通过所述半五角棱镜转向射向被测目标形成反射光，所述反射光照射在光接收元件上；

或者，所述发射透镜的另一端朝向所述光接收元件，以使光发射元件发出的发射光经过被测目标反射后形成反射光，所述反射光经过所述半五角棱镜转向后通过所述发射透镜照射在光接收元件上。

2.根据权利要求1所述的测距仪光学系统，其特征在于，所述发射透镜为双胶合透镜，且所述发射透镜包括第一球面透镜和第二球面透镜。

3.根据权利要求1所述的测距仪光学系统，其特征在于，所述测距仪光学系统还包括望远物镜、施密特屋脊棱镜、液晶分划板和目镜，所述施密特屋脊棱镜与所述半五角棱镜间隔设置以形成别汉棱镜，以使被测目标所反射的光依次经所述望远物镜、半五角棱镜、施密特屋脊棱镜后成像在所述液晶分划板上。

4.根据权利要求3所述的测距仪光学系统，其特征在于，所述望远物镜、别汉棱镜、液晶分划板和目镜形成观察系统；

所述望远物镜、别汉棱镜中的半五角棱镜、发射透镜和光发射元件形成发射系统。

5.根据权利要求1所述的测距仪光学系统，其特征在于，所述测距仪光学系统还包括接收物镜和滤色片，所述接收物镜用于将被测目标反射的光汇聚至滤色片后发射到光接收元件上。

6.根据权利要求1所述的测距仪光学系统，其特征在于，所述半五角棱镜朝向所述发射透镜的一面上镀有与发射光波长匹配的增透膜；所述半五角棱镜朝向所述发射透镜的一面上还镀有与从被测目标反射回来的可见光波长的高反膜。

7.根据权利要求3所述的测距仪光学系统，其特征在于，所述半五角棱镜的朝向所述施密特屋脊棱镜的一面要镀有可见光波长的增透膜；所述半五角棱镜的朝向所述施密特屋脊棱镜的一面还要镀有与发射光波长匹配的高反膜。

8.根据权利要求5所述的测距仪光学系统，其特征在于，所述滤色片与所述光发射元件匹配，以使所述滤色片只能透过所述光发射元件发射的光。

9.根据权利要求1所述的测距仪光学系统，其特征在于，所述发射透镜朝向所述半五角棱镜的一面为一个斜面，所述斜面的倾斜程度与所述半五角棱镜朝向所述发射透镜的面的倾斜角度相同，且所述倾斜角度为22.5度。

10.一种望远镜测距仪，其特征在于，包括壳体和权利要求1-9任意一项所述的测距仪光学系统。