CN213069244U - 一种复合棱镜及其激光测距望远镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复合棱镜及其激光测距望远镜。本实用新型所述复合棱镜，包括第一棱镜、第二棱镜、第三棱镜和补偿棱镜。第一棱镜采用具有三个反射面的等腰棱镜，第二棱镜采用屋脊棱镜，第三棱镜采用半五棱镜，补偿棱镜采用楔形棱镜。通过该复合棱镜将望远观察系统、激光发射系统、激光接收系统、瞄准及显示系统合理组合，使望远镜的性能和结构形式多样，体积小，便于携带。

Description

一种复合棱镜及其激光测距望远镜

技术领域

本实用新型涉及望远测距领域，具体是一种复合棱镜，以及使用该复合棱镜的激光测距望远镜。

背景技术

现在的望远镜不仅是一种时尚消费品，用于望远观察；有些望远镜还具有快速发射激光测定目标距离、目标速度等功能，成为一种不可或缺的测量工具。公开号为CN105806308A和CN107219621A的专利申请，所公开的双筒测距望远镜，其棱镜组的第一棱镜均只有两个反射面，由此所决定的光束的传输方向，不利于激光发射和激光接收器件与投影装置的安装。激光发射和激光接收器件难以安装在望远镜筒靠近中轴一侧，从而限制了测距望远镜结构形式和功能的多样性。

发明内容

为了获得结构紧凑，体积小，功能和结构形式多样的测距望远镜，本实用新型提供了一种复合棱镜，以及利用该复合棱镜的激光测距望远镜。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种复合棱镜，包括第一棱镜、第二棱镜、第三棱镜和括补偿棱镜，第三棱镜的第三面Ⅲ与第一棱镜的第三面Ⅰ胶合，胶合面镀分光膜，所述补偿棱镜的第二面Ⅳ与第三棱镜的第二面Ⅲ胶合，胶合面镀分光膜；第一波长光从第一棱镜的第一面Ⅰ进入，依次经第一棱镜的第二面Ⅰ、第三面Ⅰ及第一面Ⅰ反射后，从第一棱镜的第二面Ⅰ出射，进入第二棱镜的第一面Ⅱ，再经第二棱镜的屋脊面和第一面Ⅱ反射，从第三面Ⅱ射出。

第二波长光从第一棱镜的第一面Ⅰ进入，经第一棱镜的第二面Ⅰ反射，穿过第三面Ⅰ进入第三棱镜，再经第三棱镜的第二面Ⅲ反射，从第三棱镜的第一面Ⅲ射出。

所述第二波长光从第三棱镜的第一面Ⅲ进入，经第三棱镜的第二面Ⅲ反射后，经第三面Ⅲ进入第一棱镜，经第一棱镜的第二面Ⅰ反射后从第一棱镜的第一面Ⅰ射出。

进一步，本实用新型的补偿棱镜还可以这样设置，补偿棱镜的第二面Ⅳ与第一棱镜的第三面Ⅰ胶合，补偿棱镜的第一面Ⅳ与第三棱镜的第三面Ⅲ胶合，并使补偿棱镜与第三棱镜的胶合面成为与第二波长光束光轴垂直的平面。

利用上述复合棱镜的激光测距望远镜，还包括物镜，目镜，激光器，激光接收器和投影装置。所述激光器和激光接收器设置在第二波长光进/出第三棱镜的光路上。

物镜、复合棱镜和目镜构成望远镜。激光器、复合棱镜和物镜构成激光发射系统。物镜、复合棱镜和激光接收器构成激光接收系统。投影装置由反射镜和透镜组成。显示器置于第一棱镜侧面。

显示器用于显示激光测距望远镜的分划图案和测量信息。显示器发出的第三波长光，经过第一反射镜反射后穿过透镜，再经第二反射镜反射进入右侧镜筒的补偿棱镜，再穿过补偿棱镜和第三棱镜进入第一棱镜，然后汇入第一棱镜的第一波长光束中，最终在右侧镜筒的物镜焦面位置形成显示器的图像。

来自物体的第一波长光从物镜进入望远镜，经复合棱镜正像后，将物体成像于物镜焦面位置。在右侧镜筒中物体成像与上述显示器图像重叠。再通过目镜放大，实现对物体望远观察和瞄准。

来自激光器的第二波长光从第三棱镜的第一面Ⅲ进入激光发射系统。经物镜准直后射向被望远镜瞄准的物体。

被瞄准物体反射的第二波长光，被另一镜筒物镜汇集进入激光接收系统。激光测距望远镜从其向物体发出激光到接收激光之过程计算出物体距离，并通过上述显示器显示相关信息。

上述测距望远镜当不采用投影装置时，可以在目镜和复合棱镜之间设置分划显示镜。分划显示镜为透射型LCD或OLED。将投影装置的显示器更换成照明光源，用于夜间照明LCD分划显示镜。

将补偿棱镜胶合在第一棱镜和第三棱镜之间，补偿棱镜与第一棱镜的胶合面镀反射第一波长光、透射第二和第三波长光的分光膜。并使补偿棱镜与第三棱镜的胶合面垂直于第二波长光的光轴。第三棱镜与补偿棱镜可采用不同的玻璃材料。因第三棱镜的第二面Ⅲ成为非胶合面，不需镀反射膜或分光膜，故可进一步提高第二波长光传输效率。

在激光测距望远镜光学系统中，复合棱镜对望远观察系统、激光发射系统、激光接收系统、瞄准及显示系统合理组合，使激光器和激光接收器均可安装在靠近望远镜中轴一侧，从而使激光测距望远镜性能和结构形式多样化，并减小体积。

附图说明

图1为本实用新型的双筒激光测距望远镜光学系统示意图；

图2为本实用新型的复合棱镜及投影装置示意图；

图3为启用LCD分划显示镜的双筒激光测距望远镜光学系统示意图；

图4为单筒激光测距望远镜光学系统示意图。

具体实施方式

实施例1：参见图1、图2。一种双筒测距望远镜包括两物镜6，两目镜1，两复合棱镜，激光器7，激光接收器8和投影装置。它们通过复合棱镜组合成双筒测距望远镜光学系统。

所述复合棱镜，包括第一棱镜2、第二棱镜3、第三棱镜4和补偿棱镜5，所述第一棱镜2采用等腰棱镜，第二棱镜3采用屋脊棱镜，第三棱镜4采用半五棱镜，补偿棱镜5采用楔形棱镜。第三棱镜4的第三面Ⅲ403与第一棱镜2的第三面Ⅰ203面胶合，胶合面镀反射第一波长光，透射第二波长光和第三波长光的分光膜。补偿棱镜5的第二面Ⅳ502与第三棱镜4的第二面Ⅲ402胶合，胶合面镀反射第二波长光并透射第三波长光的分光膜。补偿棱镜5的第一面Ⅳ501垂直于第三波长光束的光轴。

物镜、复合棱镜和目镜构成一个单筒望远镜。两个单筒望远镜并列，通过中轴连接使两镜筒光轴平行构成双筒望远镜。在其中一个镜筒内，激光器、复合棱镜和物镜构成激光发射系统，激光发射系统与望远镜共用复合棱镜和物镜。在另一镜筒内，物镜、复合棱镜和激光接收器构成激光接收系统，激光接收系统与该单筒望远镜共用物镜和复合棱镜。投影装置由显示器9-1、第一反射镜9-2、第二反射镜9-4和透镜9-3组成。第一反射镜9-2、第二反射镜9-4和透镜9-3置于右镜筒的复合棱镜底部，显示器9-1则置于右镜筒的复合棱镜侧面。

投影装置的显示器9-1发出的第三波长光，经过第一反射镜9-2反射后穿过透镜9-3，再经第二反射镜9-4反射进入右侧镜筒的补偿棱镜5，再穿过补偿棱镜5、第三棱镜4的第三面Ⅲ403进入第一棱镜2，然后汇入第一棱镜2的第一波长光束中，最终在右侧镜筒的物镜焦面位置(图1中F所示的位置)形成显示器的图像，该图像含有激光测距望远镜的分划图案和用于显示测量信息的图案。

来自物体的第一波长光从物镜6进入望远镜，再进入第一棱镜2的第一面Ⅰ201，经第一棱镜2的第二面Ⅰ202和第三面Ⅰ203反射后，再经其第一面Ⅰ201反射，从其第二面Ⅰ202出射，然后进入第二棱镜3，依次经第二棱镜的屋脊面302和第一面Ⅱ301反射，从第三面Ⅱ303射出，将物体成像于物镜焦面位置，物体成像在右侧镜筒中与上述显示器图像重叠。再通过目镜放大，实现对物体望远观察和瞄准。

来自激光器的第二波长光从第三棱镜4的第一面Ⅲ401进入，经第三棱镜4的第二面Ⅲ402反射后，经第三面Ⅲ403进入第一棱镜2，经第一棱镜2的第二面Ⅰ202反射后从该棱镜第一面Ⅰ201出射，再经物镜准直后射向被望远镜瞄准的物体。

被瞄准物体反射的第二波长光，被另一镜筒的物镜汇集后从第一棱镜2的第一面Ⅰ202进入，经第一棱镜2的第二面Ⅰ202反射，穿过第三面Ⅰ203进入第三棱镜4，经第三棱镜第二面Ⅲ402反射，从该棱镜的第一面Ⅲ401射出进入激光接收器。激光测距望远镜从其向物体发出激光到接收激光之过程计算出物体距离，并通过上述显示器显示测量信息。再通过目镜观察显示器的投影图像获取相关信息。

实施例2：参见图3，激光测距望远镜在右侧镜筒的目镜1和复合棱镜之间设置分划显示镜10。分划显示镜10采用透射式LCD分划显示镜或OLCD分划显示镜，安装在物镜焦面位置。

复合棱镜中的补偿棱镜5的第二面Ⅳ502与第一棱镜2的第三面Ⅰ203胶合，胶合面镀反射第一波长光、透射第二和第三波长光的分光膜。补偿棱镜5的第一面Ⅳ501与第三棱镜4的第三面Ⅲ403胶合，此胶合面垂直于第二波长光束光轴。第三棱镜4可与补偿棱镜5采用不同的玻璃材料。

此时显示器改为照明光源9-1后，投影装置转变成照明装置。照明光源9-1发出的第三波长光，经过第一反射镜9-2反射后穿过透镜9-3，再经第二反射镜9-4反射进入右侧镜筒的第三棱镜4，再穿过补偿棱镜5进入第一棱镜2，然后汇入第一棱镜2的第一波长光束中，给LCD分划显示镜提供夜间照明。

来自物体的第一波长光从物镜6进入望远镜，再进入第一棱镜2的第一面Ⅰ201，经第一棱镜2的第二面Ⅰ202和第三面Ⅰ203反射后，再经其第一面Ⅰ201反射，从其第二面Ⅰ202出射，然后进入第二棱镜3，依次经第二棱镜的屋脊面302和第一面Ⅱ301反射，从第三面Ⅱ303射出，将物体成像于物镜焦面位置。在右侧镜筒中物体成像与分划显示镜重叠。再通过目镜放大，实现对物体望远观察和瞄准。

来自激光器的第二波长光从第三棱镜4的第一面Ⅲ401进入，经第三棱镜4的第二面Ⅲ402反射后，经第三面Ⅲ403进入补偿棱镜5，穿过补偿棱镜5进入第一棱镜2，经第一棱镜2的第二面Ⅰ202反射后从该棱镜第一面Ⅰ201出射，再经物镜准直后射向被望远镜瞄准的物体。

被瞄准物体反射的第二波长光，被另一镜筒的物镜汇集后从第一棱镜2的第一面Ⅰ202进入，经第一棱镜2的第二面Ⅰ202反射，穿过第三面Ⅰ203进入补偿棱镜5，并穿过补偿棱镜5进入第三棱镜4，经第三棱镜第二面Ⅲ402反射，从该棱镜的第一面Ⅲ401射出进入激光接收器。

激光测距望远镜从其向物体发出激光到接收激光之过程计算出物体距离，并将测量信息显示在分划显示镜上。通过目镜观察分划显示镜获取相关信息。

实施例3：参见图4为单目观察激光测距望远镜光学系统。本实用新型适用于双筒激光测距望远镜的技术，均适用于单目观察激光测距望远镜。

Claims (10)

1.一种复合棱镜，包括第一棱镜（2）、第二棱镜（3）和第三棱镜（4），其特征在于：还包括补偿棱镜（5），所述第三棱镜（4）的第三面Ⅲ（403）与第一棱镜（2）的第三面Ⅰ（203）胶合，胶合面镀分光膜，所述补偿棱镜（5）的第二面Ⅳ（502）与第三棱镜（4）的第二面Ⅲ（402）胶合，胶合面镀分光膜；

第一波长光从第一棱镜（2）的第一面Ⅰ（201）进入，依次经第一棱镜（2）的第二面Ⅰ（202）、第三面Ⅰ（203）及第一面Ⅰ（201）反射后，从第一棱镜（2）的第二面Ⅰ（202）出射，进入第二棱镜（3）的第一面Ⅱ（301），再经第二棱镜（3）的屋脊面（302）和第一面Ⅱ（301）反射，从第三面Ⅱ（303）射出；

第二波长光从第一棱镜（2）的第一面Ⅰ（201）进入，经第一棱镜（2）的第二面Ⅰ（202）反射，穿过第三面Ⅰ（203）进入第三棱镜（4），再经第三棱镜（4）的第二面Ⅲ（402）反射，从第三棱镜（4）的第一面Ⅲ（401）射出。

2.根据权利要求1所述一种复合棱镜，其特征在于：所述第二波长光从第三棱镜（4）的第一面Ⅲ（401）进入，经第三棱镜（4）的第二面Ⅲ（402）反射后，经第三面Ⅲ（403）进入第一棱镜（2），经第一棱镜（2）的第二面Ⅰ（202）反射后从第一棱镜（2）的第一面Ⅰ（201）射出。

3.一种激光测距望远镜，其特征在于：包括权利要求1或2所述的复合棱镜、目镜（1）、物镜（6）、激光器（7）和激光接收器（8），所述激光器（7）和激光接收器（8）设置在第二波长光进/出第三棱镜（4）的光路上。

4.根据权利要求3所述激光测距望远镜，其特征在于：还包括投影装置，所述投影装置包括显示器（9-1）、第一反射镜（9-2）、透镜（9-3）和第二反射镜（9-4），所述显示器（9-1）发出的第三波长光经过第一反射镜（9-2）反射后穿过透镜（9-3），再经过第二反射镜（9-4）反射进入补偿棱镜（5），再穿过补偿棱镜（5）和第三棱镜（4）进入第一棱镜（2），然后汇入第一棱镜（2）的第一波长光束中，最终成像于复合棱镜到目镜（1）之间位置。

5.一种复合棱镜，包括第一棱镜（2）、第二棱镜（3）和第三棱镜（4），其特征在于：还包括补偿棱镜（5），所述补偿棱镜（5）的第二面Ⅳ（502）与第一棱镜（2）的第三面Ⅰ（203）胶合，胶合面镀分光膜，补偿棱镜（5）的第一面Ⅳ（501）与第三棱镜（4）的第三面Ⅲ（403）胶合；

第一波长光从第一棱镜（2）的第一面Ⅰ（201）进入，依次经第一棱镜（2）的第二面Ⅰ（202）、第三面Ⅰ（203）及第一面Ⅰ（201）反射后，从第一棱镜（2）的第二面Ⅰ（202）出射，进入第二棱镜（3）的第一面Ⅱ（301），再经第二棱镜（3）的屋脊面（302）和第一面Ⅱ（301）反射，从第三面Ⅱ（303）射出；

第二波长光从第一棱镜（2）的第一面Ⅰ（201）进入，经第一棱镜（2）的第二面Ⅰ（202）反射，穿过第三面Ⅰ（203）进入补偿棱镜（5），穿过补偿棱镜（5）从第三棱镜（4）的第三面Ⅲ（403）进入第三棱镜（4），再经第三棱镜的第二面Ⅲ（402）反射，从第三棱镜（4）的第一面Ⅲ（401）射出。

6.根据权利要求5所述复合棱镜，其特征在于：所述第二波长光从第三棱镜（4）的第一面Ⅲ（401）进入，经第三棱镜（4）的第二面Ⅲ（402）反射后，经第三面Ⅲ（403）进入第一棱镜（2），经第一棱镜（2）的第二面Ⅰ（202）反射后从第一棱镜（2）的第一面Ⅰ（201）射出。

7.一种激光测距望远镜，其特征在于：包括权利要求5或6所述的复合棱镜、目镜（1）、物镜（6）、激光器（7）和激光接收器（8），所述激光器（7）和激光接收器（8）设置在第二波长光进/出第三棱镜（4）的光路上。

8.根据权利要求7所述激光测距望远镜，其特征在于：还包括在目镜（1）和复合棱镜之间设置分划显示镜（10）。

9.根据权利要求8所述激光测距望远镜，其特征在于：所述分划显示镜（10）为透射型LCD或OLED。

10.根据权利要求7-9任一项所述激光测距望远镜，其特征在于：还包括照明光源、第一反射镜（9-2）、透镜（9-3）和第二反射镜（9-4），照明光源发出的光经过第一反射镜（9-2）反射后穿过透镜（9-3），再经过第二反射镜（9-4）反射进入第三棱镜（4），再穿过补偿棱镜（5）进入第一棱镜（2），然后汇入第一棱镜（2）的第一波长光束中，给LCD分划显示镜提供夜间照明。

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