CN215491649U - 激光测距双筒望远镜 - Google Patents

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CN215491649U CN202121120251.5U CN202121120251U CN215491649U CN 215491649 U CN215491649 U CN 215491649U CN 202121120251 U CN202121120251 U CN 202121120251U CN 215491649 U CN215491649 U CN 215491649U
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刘怡
黄杰峰
侴智
郑以磊
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Abstract

本申请涉及一种激光测距双筒望远镜,其包括望远光学系统、激光发射系统及激光接收系统;望远光学系统包括第一光路系统及第二光路系统;激光发射系统包括准直透镜组及激光发射器,激光发射器的测距光线通过准直透镜组及第一光路系统出射;激光接收系统包括聚焦透镜组及光电接收器,光电接收器通过聚焦透镜组及第二光路系统接收反射光线;激光发射系统的测距光路,望远光学系统的入射光路及激光接收系统的反射光路的光轴相互平行。一方面提供了两光路系统以供双眼使用,有利于便利地长时间使用;另一方面实现了测距光路、入射光路及反射光路的合理分布,因此结构紧凑体积小巧且方便携带;再一方面可对远景、近景目标物连续调焦,易于使用。

Description

激光测距双筒望远镜
技术领域
本申请涉及激光测距领域,特别是涉及激光测距双筒望远镜。
背景技术
激光测距望远镜是将激光测量技术和光学望远系统相结合的精密测距仪器,通过利用激光对目标的距离进行准确测定。激光测距望远镜一般采用脉冲法来测量距离,在工作时向目标射出一束很细的激光,由光电元件接收目标反射的激光束,计时器测定激光束从发射到接收的时间即激光往返的时间,光速和往返时间的乘积的一半,即可计算出从观测者到目标的距离,精度约为±1米,测量盲区约为15米。
激光测距望远镜广泛用于地形测量,战场测量,坦克,飞机,舰艇和火炮对目标的测距,测量云层、飞机、导弹以及人造卫星的高度等。它是提高坦克、飞机、舰艇和火炮精度的重要技术装备。由于激光测距望远镜价格不断下调,工业上也逐渐开始使用激光测距仪,可以广泛应用于工业测控、矿山、港口等领域。激光测量技术和光学望远系统的巧妙结合使得使用者能够清楚地瞄准远距离的测量目标,通过测量数据和图像关联,使测量工作变得更加直观与便捷高效,测量准确性也大大提高。
但是,传统激光测距望远镜存在两个问题,一是单筒式激光测距望远镜,使用者使用时需单眼进行目标瞄准与观测,使用极为不便,不适合长期使用。二是激光测距望远镜采用的是发射系统光路或者接收系统光路中的一组光路与望远系统一侧光路共用,导致光路结构复杂、结构不紧凑,无法对远景及近景目标连续调焦至最清晰点。
实用新型内容
基于此,有必要提供一种激光测距双筒望远镜。
一种激光测距双筒望远镜,其包括望远光学系统、激光发射系统及激光接收系统;
所述望远光学系统包括第一光路系统及第二光路系统;
所述激光发射系统包括准直透镜组及激光发射器,还共用所述第一光路系统,所述激光发射器的测距光线通过所述准直透镜组及所述第一光路系统出射;
所述激光接收系统包括聚焦透镜组及光电接收器,还共用所述第二光路系统,所述光电接收器通过所述聚焦透镜组及所述第二光路系统接收反射光线;
其中,所述激光发射系统的测距光路,所述望远光学系统的入射光路及所述激光接收系统的反射光路,三者的光轴相互平行。
上述激光测距双筒望远镜,一方面提供了两光路系统以供双眼使用,有利于便利地长时间使用;另一方面激光发射系统及激光接收系统分别与望远光学系统的两光路系统共用,配合双筒望远镜实现了测距光路、入射光路及反射光路的合理分布,因此结构紧凑体积小巧且方便携带;再一方面由于未改动双筒望远镜的望远光学系统,因此可对远景、近景目标物连续调焦,易于使用。
在其中一个实施例中,所述第一光路系统包括顺序设置的第一物镜组、第一转向棱镜组、显示模组及第一目镜组,所述第二光路系统包括顺序设置的第二物镜组、第二转向棱镜组、白玻璃平衡片及第二目镜组;
所述激光发射器的测距光线顺序通过所述准直透镜组、所述第一转向棱镜组及所述第一物镜组出射;
所述光电接收器顺序通过聚焦透镜组、所述第二转向棱镜组及所述第二物镜组接收反射光线。
在其中一个实施例中,每一物镜组设有一可调物镜透镜,两所述可调物镜透镜通过所述激光测距双筒望远镜的中轴连动系统同步进行轴向前后移动;及/或,所述激光测距双筒望远镜还包括壳体,所述望远光学系统、所述激光发射系统及所述激光接收系统均固定设置于所述壳体内。
在其中一个实施例中,所述激光发射器为红外激光发射器,用于发出红外激光作为所述测距光线。
在其中一个实施例中,所述红外激光发射器为905nm红外激光发射器。
在其中一个实施例中,每一转向棱镜组采用双半五角棱镜,且所述双半五角棱镜的棱镜贴合面处蒸镀设有分光膜用于分离入射光线及所述测距光线或者分离入射光线及所述反射光线。
在其中一个实施例中,所述双半五角棱镜胶合镜包括双半五角棱镜及屋脊棱镜;
所述双半五角棱镜包括材质相同且面贴合设置的大半五角棱镜体及小半五角棱镜体,所述激光发射器的测距光线通过所述准直透镜组进行第一次准直后进入所述第一光路系统的第一转向棱镜组,再通过第一小半五角棱镜体反射进入第一大半五角棱镜体,再经所述第一光路系统的第一物镜组进行第二次准直后出射;所述反射光线经所述第二光路系统的第二物镜组后进入所述第二光路系统的第二转向棱镜组,再通过第二大半五角棱镜体反射进入第二小半五角棱镜体,再经第二小半五角棱镜体反射进入所述聚焦透镜组,汇聚进入所述光电接收器;
所述第一小半五角棱镜体还用于将所述入射光线反射进入所述屋脊棱镜,再经所述屋脊棱镜反射后成像于所述第一光路系统的显示模组;所述第二小半五角棱镜体还用于将所述入射光线反射进入所述屋脊棱镜,再经所述屋脊棱镜反射后成像于所述第二光路系统的白玻璃平衡片。
在其中一个实施例中,所述双半五角棱镜及所述屋脊棱镜间隔设置且于间隔处具有平行的平面。
在其中一个实施例中,每一小半五角棱镜体的与大半五角棱镜体相贴合的贴合面上蒸镀设有所述分光膜,以使所述入射光线在所述贴合面反射,所述测距光线在所述贴合面透射。
在其中一个实施例中,每一小半五角棱镜体的反射所述测距光线或所述反射光线的一面蒸镀设有银质反射膜。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案,下面将对实施例或传统技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员而言,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为本申请所述激光测距双筒望远镜一实施例的结构示意图。
图2为图1所示实施例的另一方向标识示意图。
图3为图1所示实施例的另一方向标识示意图。
图4为图1所示实施例的具体应用示意图。
图5为本申请所述激光测距双筒望远镜的第一物镜组的一实施例的结构示意图。
图6为本申请所述激光测距双筒望远镜的第一转向棱镜组及激光发射系统的一实施例的结构示意图。
图7为图6所示实施例的具体应用中的光路标识示意图。
图8为图7所示实施例的所述第一转向棱镜组的光路标识示意图。
图9为图7所示实施例的所述第一转向棱镜组的所述第一双半五角棱镜的结构示意图。
图10为图9所示实施例的结构拆分示意图。
图11为本申请所述激光测距双筒望远镜的第二物镜组的一实施例的结构示意图。
图12为本申请所述激光测距双筒望远镜的第二转向棱镜组及激光接收系统的一实施例的结构示意图。
图13为图12所示实施例的具体应用中的光路标识示意图。
附图标记:
第一光路系统100、第二光路系统200、望远光学系统400、激光发射系统500、激光接收系统600、被测物体999;
第一物镜组110、第一转向棱镜组120、显示模组130、第一目镜组140、准直透镜组150、激光发射器160、第一观测位置170;
第二物镜组210、第二转向棱镜组220、白玻璃平衡片230、第二目镜组240、聚焦透镜组250、光电接收器260、第二观测位置270;
第一物镜透镜111、第二物镜透镜112、第三物镜透镜113、第三物镜透镜调节方位114、第一移动位置115、第二移动位置116;
第一双半五角棱镜121、第一屋脊棱镜122、第一大半五角棱镜体123、第一小半五角棱镜体124、第一反射棱镜体125、第一三角棱镜体126、第一间隙127;
第二双半五角棱镜221、第二屋脊棱镜222、第二大半五角棱镜体223、第二小半五角棱镜体224、第二反射棱镜体225、第二三角棱镜体226、第二间隙227;
测距光路310、入射光路320、反射光路330、测距光线340、反射光线350、入射光线360。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
需要说明的是,当组件被称为“固定于”或“设置于”另一个组件,它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件,它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。本申请的说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”、“下”可以是第一特征直接和第二特征接触,或第一特征和第二特征间接地通过中间媒介接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
除非另有定义,本申请的说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,不是旨在于限制本申请。本申请的说明书所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在本申请一个实施例中,一种激光测距双筒望远镜,其包括望远光学系统、激光发射系统及激光接收系统;所述望远光学系统包括第一光路系统及第二光路系统;所述激光发射系统包括准直透镜组及激光发射器,还共用所述第一光路系统,所述激光发射器的测距光线通过所述准直透镜组及所述第一光路系统出射;所述激光接收系统包括聚焦透镜组及光电接收器,还共用所述第二光路系统,所述光电接收器通过所述聚焦透镜组及所述第二光路系统接收反射光线;其中,所述激光发射系统的测距光路,所述望远光学系统的入射光路及所述激光接收系统的反射光路,三者的光轴相互平行。上述激光测距双筒望远镜,一方面提供了两光路系统以供双眼使用,有利于便利地长时间使用;另一方面激光发射系统及激光接收系统分别与望远光学系统的两光路系统共用,配合双筒望远镜实现了测距光路、入射光路及反射光路的合理分布,因此结构紧凑体积小巧且方便携带;再一方面由于未改动双筒望远镜的望远光学系统,因此可对远景、近景目标物连续调焦,易于使用。
在其中一个实施例中,一种激光测距双筒望远镜,其包括以下实施例的部分结构或全部结构;即,所述激光测距双筒望远镜包括以下的部分技术特征或全部技术特征。在其中一个实施例中,所述激光测距双筒望远镜包括望远光学系统、激光发射系统及激光接收系统;望远光学系统基于双筒望远镜而实现,例如采用双筒望远镜的具体结构,用于实现双筒望远功能。激光发射系统用于发射激光作为测距光线;激光接收系统用于接收被测物体漫反射回来的光线。
为了实现双筒望远功能,在其中一个实施例中,所述望远光学系统包括第一光路系统及第二光路系统;在其中一个实施例中,第一光路系统及第二光路系统相同或相异设置。进一步地,在其中一个实施例中,第一光路系统及第二光路系统对称设置。在其中一个实施例中,所述第一光路系统包括顺序设置的第一物镜组、第一转向棱镜组、显示模组及第一目镜组,所述第二光路系统包括顺序设置的第二物镜组、第二转向棱镜组、白玻璃平衡片及第二目镜组;在其中一个实施例中,所述显示模组为或包括液晶显示屏。进一步地,各实施例中,白玻璃平衡片与显示模组的位置可以互换设计,即所述第一光路系统包括白玻璃平衡片,所述第二光路系统包括显示模组。可以理解的是,各实施例中,所述显示模组设有供电模块及控制模块等。这样的设计,景物光线即相对于所述激光测距双筒望远镜的入射光线,通过第一物镜组及第一转向棱镜组于显示模组处形成实像,经第一目镜组放大后呈现给一个观测位置处的用户眼睛;同时通过第二物镜组及第二转向棱镜组于白玻璃平衡片处形成实像,经第二目镜组放大后呈现给另一个观测位置处的用户眼睛,从而形成双眼图像。
为了实现激光测距功能,在其中一个实施例中,所述激光发射系统包括准直透镜组及激光发射器,还共用所述第一光路系统,所述激光发射器的测距光线通过所述准直透镜组及所述第一光路系统出射;所述激光接收系统包括聚焦透镜组及光电接收器,还共用所述第二光路系统,所述光电接收器通过所述聚焦透镜组及所述第二光路系统接收反射光线;在其中一个实施例中,所述第一光路系统包括顺序设置的第一物镜组、第一转向棱镜组、显示模组及第一目镜组,所述第二光路系统包括顺序设置的第二物镜组、第二转向棱镜组、白玻璃平衡片及第二目镜组;所述激光发射器的测距光线顺序通过所述准直透镜组、所述第一转向棱镜组及所述第一物镜组出射;所述光电接收器顺序通过聚焦透镜组、所述第二转向棱镜组及所述第二物镜组接收反射光线。即所述激光发射系统共用所述第一光路系统中的所述第一转向棱镜组及所述第一物镜组,所述激光接收系统共用所述第二光路系统中的所述第二转向棱镜组及所述第二物镜组接收反射光线。亦即光路系统,包括第一光路系统及第二光路系统,其中的转向棱镜组及物镜组被共用,且两光路系统分别被所述激光发射系统及所述激光接收系统所共用。其余实施例以此类推,不做赘述。这样的设计,即实现了两光路系统以供双眼使用,避免了传统单筒测距望远镜的弊端;且激光发射系统及激光接收系统分别与望远光学系统的两光路系统共用,配合双筒望远镜的望远光学系统,实现了测距光路、入射光路及反射光路的合理分布,因此结构紧凑体积小巧且方便携带。
为了缩减激光测距双筒望远镜的产品体积,降低产品结构的复杂度,在其中一个实施例中,所述激光发射系统的测距光路,所述望远光学系统的入射光路及所述激光接收系统的反射光路,三者的光轴相互平行。光轴即为光路的光束的中心轴线;测距光路的光轴,入射光路的光轴,以及反射光路的光轴,这三个光轴相互平行,一方面有利于实现激光发射系统及激光接收系统分别共用两个光路系统的一部分,从而实现紧凑的激光测距双筒望远镜结构;另一方面有利于规范转向棱镜组的结构,使得两转向棱镜组,包括第一转向棱镜组及第二转向棱镜组,其结构可以通用,即可以互换使用,从而降低了结构的复杂度,减少了产品成本及库存成本。
为了便于使用及调焦,在其中一个实施例中,所述激光测距双筒望远镜还包括壳体,所述望远光学系统、所述激光发射系统及所述激光接收系统均固定设置于所述壳体内。壳体可采用双筒体结构等,壳体的具体形状及结构可参照双筒望远镜的设计。在其中一个实施例中,每一物镜组设有一可调物镜透镜,两所述可调物镜透镜通过所述激光测距双筒望远镜的中轴连动系统同步进行轴向前后移动;在其中一个实施例中,每一物镜组设有一可调物镜透镜,两所述可调物镜透镜通过所述激光测距双筒望远镜的中轴连动系统同步进行轴向前后移动;所述激光测距双筒望远镜还包括壳体,所述望远光学系统、所述激光发射系统及所述激光接收系统均固定设置于所述壳体内。其余实施例以此类推,不做赘述。这样的设计,一方面有利于双眼观察以便长时间使用,另一方面由于未改动双筒望远镜的望远光学系统,因此可对远景、近景目标物连续调焦,易于使用。
为了便于实现激光测距,在其中一个实施例中,所述激光发射器为红外激光发射器,用于发出红外激光作为所述测距光线。在其中一个实施例中,所述红外激光发射器为905nm红外激光发射器,用于发出波长为905nm的红外激光作为所述测距光线。这样的设计,有利于配合转向棱镜组实现分光处理,以分离入射光线、测距光线及反射光线。
为了便于控制光线的折射及反射,在其中一个实施例中,每一转向棱镜组采用双半五角棱镜,且所述双半五角棱镜的棱镜贴合面处蒸镀设有分光膜用于分离入射光线及所述测距光线或者分离入射光线及所述反射光线。各实施例中,棱镜贴合面可以采用平面紧密接触,亦可采用光学胶粘合。在其中一个实施例中,所述双半五角棱镜胶合镜包括双半五角棱镜及屋脊棱镜;所述双半五角棱镜包括材质相同且面贴合设置的大半五角棱镜体及小半五角棱镜体,所述激光发射器的测距光线通过所述准直透镜组进行第一次准直后进入所述第一光路系统的第一转向棱镜组,再通过第一小半五角棱镜体反射进入第一大半五角棱镜体,再经所述第一光路系统的第一物镜组进行第二次准直后出射;所述反射光线经所述第二光路系统的第二物镜组后进入所述第二光路系统的第二转向棱镜组,再通过第二大半五角棱镜体反射进入第二小半五角棱镜体,再经第二小半五角棱镜体反射进入所述聚焦透镜组,汇聚进入所述光电接收器;所述第一小半五角棱镜体还用于将所述入射光线反射进入所述屋脊棱镜,再经所述屋脊棱镜反射后成像于所述第一光路系统的显示模组;所述第二小半五角棱镜体还用于将所述入射光线反射进入所述屋脊棱镜,再经所述屋脊棱镜反射后成像于所述第二光路系统的白玻璃平衡片。在其中一个实施例中,所述双半五角棱镜及所述屋脊棱镜间隔设置且于间隔处具有平行的平面。在其中一个实施例中,每一小半五角棱镜体的与大半五角棱镜体相贴合的贴合面上蒸镀设有所述分光膜,以使所述入射光线在所述贴合面反射,所述测距光线在所述贴合面透射。在其中一个实施例中,每一小半五角棱镜体的反射所述测距光线或所述反射光线的一面蒸镀设有银质反射膜。进一步地,在其中一个实施例中,每一小半五角棱镜体的朝向大半五角棱镜体的反射所述测距光线或所述反射光线的一面蒸镀设有银质反射膜。这样的设计,一方面可采用体积较小的双半五角棱镜胶合镜,使得所述激光测距双筒望远镜具有结构紧凑的优点;另一方面有利于控制测距光线顺利出射,反射光线进入光电接收器,入射光线能够被用户所观察到;再一方面相对减少了棱镜数量及棱镜反射面数量,有利于减小光能损失,不影响望远光学系统的正常使用,这是其他同类产品所无法实现的。
在其中一个实施例中,激光发射系统共用双筒望远光学系统的一侧光路系统,激光接收系统共用双筒望远光学系统的另一侧光路系统且三者光路光轴相互平行,达到结构紧凑体积小巧的目的;棱镜组采用双半五角棱镜的胶合镜,棱镜胶合面处蒸镀分光膜;双筒中轴设置调焦结构通过移动望远系统中第三组镜片前后距离对远景及近景不同距离目标物连续对焦,保证观测画面始终清晰同时仍可保证测距精度。在其中一个实施例中,一种激光测距双筒望远镜如图1及图2所示,其包括望远光学系统400、激光发射系统500及激光接收系统600;所述望远光学系统400包括第一光路系统100及第二光路系统200;所述第一光路系统100包括顺序设置的第一物镜组110、第一转向棱镜组120、显示模组130及第一目镜组140,所述第二光路系统200包括顺序设置的第二物镜组210、第二转向棱镜组220、白玻璃平衡片230及第二目镜组240。
如图2所示,所述激光发射系统500共用所述第一光路系统100中的第一物镜组110及第一转向棱镜组120;所述激光接收系统600共用所述第二光路系统200中的第二物镜组210及第二转向棱镜组220。请一并参阅图3,所述激光发射系统500包括准直透镜组150及激光发射器160,所述激光发射系统500还共用所述第一光路系统100,所述激光发射器160的测距光线340通过所述准直透镜组150及所述第一光路系统100出射;所述激光接收系统600包括聚焦透镜组250及光电接收器260,所述激光接收系统600还共用所述第二光路系统200,所述光电接收器260通过所述聚焦透镜组250及所述第二光路系统200接收反射光线350。
请一并参阅图4,当需要对被测物体999进行测距时,用户的两个眼睛分别位于第一观测位置170及第二观测位置270处,分别看到入射光线360经第一目镜组140及第二目镜组240的放大成像。
请一并参阅图5,第一物镜组110包括顺序设置的第一物镜透镜111、第二物镜透镜112及第三物镜透镜113,其中第三物镜透镜113作为所述可调物镜透镜,用于受控在第三物镜透镜调节方位114进行轴向前后移动,例如移动到第一移动位置115或第二移动位置116,以实现望远光学系统400中的第一光路系统100的调焦功能。测距光路310顺序通过第三物镜透镜113、第二物镜透镜112及第一物镜透镜111,入射光路320顺序通过第一物镜透镜111、第二物镜透镜112及第三物镜透镜113,且测距光路310的光轴与入射光路320的光轴相平行。请一并参阅图11,入射光路320的光轴与反射光路330的光轴相平行,即所述激光发射系统500的测距光路310,所述望远光学系统400的入射光路320及所述激光接收系统600的反射光路330,三者的光轴相互平行。
请一并参阅图6,第一转向棱镜组120包括间隔设置的第一双半五角棱镜121及第一屋脊棱镜122,第一双半五角棱镜121与第一屋脊棱镜122之间存在第一间隙127,且于第一间隙127处,第一双半五角棱镜121与第一屋脊棱镜122具有平行的平面。这样的设计,有利于实现垂直入射。本实施例中,第一双半五角棱镜121为所述双半五角棱镜胶合镜;第一双半五角棱镜121包括材质相同且面贴合设置的第一大半五角棱镜体123及第一小半五角棱镜体124,第一小半五角棱镜体124的与第一大半五角棱镜体123相贴合的贴合面上蒸镀设有分光膜,即第一小半五角棱镜体124与第一大半五角棱镜体123胶合面处蒸镀设有分光膜用于分离入射光线360及测距光线340。第一屋脊棱镜122包括材质相同且面贴合设置的第一反射棱镜体125及第一三角棱镜体126;其他实施例中,第一反射棱镜体125及第一三角棱镜体126可以一体设置。
请一并参阅图7,激光发射器160所发出的测距光线340通过所述准直透镜组150进行第一次准直后进入所述第一转向棱镜组120,通过第一小半五角棱镜体124反射进入第一大半五角棱镜体123,再经第一物镜组110进行第二次准直后出射;请一并参阅图8,所述第一小半五角棱镜体124还通过具有分光膜的贴合面将所述入射光线360反射进入所述第一屋脊棱镜122,再经所述第一屋脊棱镜122反射后成像于所述第一光路系统100的显示模组130。结合图4及图5可知,所述激光发射器160的测距光线340顺序通过所述准直透镜组150、所述第一转向棱镜组120及所述第一物镜组110出射;在第一物镜组110处,测距光线340出射的测距光路310平行于入射光线360的入射光路320,亦即经转向棱镜组进行转向后的测距光路310平行于入射光路320。
各实施例中,双半五角棱镜包括第一双半五角棱镜及第二双半五角棱镜,小半五角棱镜体包括第一小半五角棱镜体及第二小半五角棱镜体,大半五角棱镜体包括第一大半五角棱镜体及第二大半五角棱镜体,对于每一所述双半五角棱镜胶合镜,其中的大半五角棱镜体,设有垂直于入射光路的光轴的一面、与小半五角棱镜体相贴合的一面、以及与屋脊棱镜相平行的一面。请一并参阅图9及图10,所述第一双半五角棱镜121中的所述第一大半五角棱镜体123设有垂直于入射光路320的光轴的AB面,与所述第一小半五角棱镜体124相贴合的AE面,及与所述第一屋脊棱镜122相平行的BC面;第一小半五角棱镜体124的FK面及/或GH面的朝向第一大半五角棱镜体123的一侧面蒸镀设有银质反射膜。本实施例中,E与K处重合设置。其他实施例中,可以省略D,此时C直连E。其他实施例中,B处可采用尖角设置。
如图12所示,第二转向棱镜组220包括间隔设置的第二双半五角棱镜221及第二屋脊棱镜222,第二双半五角棱镜221与第二屋脊棱镜222之间存在第二间隙227,且于第二间隙227处,第二双半五角棱镜221与第二屋脊棱镜222具有平行的平面。本实施例中,第二双半五角棱镜221为所述双半五角棱镜胶合镜;第二双半五角棱镜221包括材质相同且面贴合设置的第二大半五角棱镜体223和第二小半五角棱镜体224,第二小半五角棱镜体224的与第二大半五角棱镜体223相贴合的贴合面上蒸镀设有分光膜,即第二小半五角棱镜体224与第二大半五角棱镜体223胶合面处蒸镀设有分光膜用于分离入射光线360及反射光线350。第二屋脊棱镜222包括材质相同且面贴合设置的第二反射棱镜体225及第二三角棱镜体226;其他实施例中,第二反射棱镜体225及第二三角棱镜体226可以一体设置。
请一并参阅图13,所述反射光线350经第二物镜组210后进入所述第二转向棱镜组220,再通过第二大半五角棱镜体223反射进入第二小半五角棱镜体224,再经第二小半五角棱镜体224反射进入所述聚焦透镜组250,汇聚进入所述光电接收器260;所述第二小半五角棱镜体224还通过具有分光膜的贴合面将所述入射光线360反射进入所述第二屋脊棱镜222,再经所述第二屋脊棱镜222反射后成像于所述第二光路系统200的白玻璃平衡片230。结合图4及图11可知,所述光电接收器260顺序通过聚焦透镜组250、所述第二转向棱镜组220及所述第二物镜组210接收反射光线350。
结合图4、图5、图7及图13,所述望远光学系统400包括第一光路系统100及第二光路系统200,所述第一光路系统100包括顺序设置的第一物镜组110、第一转向棱镜组120、显示模组130及第一目镜组140,所述第二光路系统200包括顺序设置的第二物镜组210、第二转向棱镜组220、白玻璃平衡片230及第二目镜组240;所述激光发射系统500包括准直透镜组150及激光发射器160,还共用所述第一光路系统100中的所述第一物镜组110及所述第一转向棱镜组120,所述激光发射器160的测距光线340顺序通过所述准直透镜组150、所述第一转向棱镜组120及所述第一物镜组110出射;所述激光接收系统600包括聚焦透镜组250及光电接收器260,还共用所述第二光路系统200中的所述第二物镜组210及所述第二转向棱镜组220,所述光电接收器260顺序通过聚焦透镜组250、所述第二转向棱镜组220及所述第二物镜组210接收反射光线350;其中,所述激光发射系统500的测距光路310,所述望远光学系统400的入射光路320及所述激光接收系统600的反射光路330,三者的光轴相互平行。
其中,目标物体即被测物体999的景物光线作为入射光线360,依次通过第一物镜组110、包括第一双半五角棱镜121及第一屋脊棱镜122的第一转向棱镜组120,汇聚在显示模组130的液晶显示屏处且形成实像,然后经第一目镜组140放大进入第一观测位置170例如观测者的右眼;同样地,入射光线360还依次通过第二物镜组210、包括第二双半五角棱镜221及第二屋脊棱镜222的第二转向棱镜组220,汇聚在白玻璃平衡片230处且形成实像,然后经第二目镜组240放大进入第二观测位置270例如观测者的左眼,这样即可形成远方被测物体的视觉图像。
本实施例中,第一物镜组110、第一双半五角棱镜121、第一屋脊棱镜122、显示模组130的液晶显示屏、第一目镜组140及第一观测位置170位于同一水平光轴上组成右侧望远系统即第一光路系统100。第二物镜组210、第二双半五角棱镜221、第二屋脊棱镜222、白玻璃平衡片230、第二目镜组240及第二观测位置270位于同一水平光轴上组成左侧望远系统即第二光路系统200;左右两侧望远系统光轴平行。
激光发射系统500的激光发射器160发射激光,通过准直透镜组150进行第一次准直后,再通过第一小半五角棱镜体124进入第一大半五角棱镜体123光线转折,再经第一物镜组110二次准直后出射,发射准直透镜光轴与望远光学系统的第一光路系统100的光轴平行;发射激光经被测物体999表面漫发射后进入第二物镜组210、第二大半五角棱镜体223、第二小半五角棱镜体224后再经聚焦透镜组250,最终被汇聚在光电接收器260上产生光电信号用于测距。接收聚焦透镜组光轴与望远光学系统光轴平行。这样的设计,激光发射系统500及激光接收系统600分别共用双筒望远镜的一侧望远光学系统的光路亦即光路系统,未如传统设计一般独立望远镜体之外,三者光轴平行,此种结构大大减小测距望远镜体积,结构紧凑。
本实施例中,转向棱镜组采用屋脊棱镜和双半五角棱镜例如双半五角胶合棱镜的组合结构,体积小巧。本实施例中由于采用了双半五角棱镜的设计,此棱镜相比市面所售卖的传统产品或传统方案减少了棱镜数量及棱镜反射面数量,可减小光能损失。在其中一个实施例中,请继续参阅图7、图9、图10及图13,第一大半五角棱镜体123的AE面与第一小半五角棱镜体124的FK面胶合组成胶合棱镜。第一小半五角棱镜体124的FK面上蒸镀分光膜分离可见光和红外激光例如905nm红外激光,这样的设计,可见光在FK面上反射,905nm红外激光在FK面透射;第一小半五角棱镜体124的GH面上蒸镀银质反射膜,入射光路320的可见光由第一大半五角棱镜体123的AB面入射后在BC面发生全反射,入射至AE面上被分光膜反射后再次垂直入射BC面,透过BC面后进入第一屋脊棱镜122,然后被第一屋脊棱镜122三次全反射后形成光轴重合或接近重合于入射光线360的光线,该光线亦可被理解为反射后的入射光线360,位置与方向重合或接近重合于入射光线360,且于显示模组130例如液晶显示屏处成像。
激光发射器160的测距光线340例如905nm红外激光经准直透镜组150准直后进入第一小半五角棱镜体124的GH面,红外激光在GH面发生全反射,未达到全反射临界角的光线依靠银质反射膜实现补反射,激光光线再经过第一小半五角棱镜体124的FK面透射至第一大半五角棱镜体123,第一大半五角棱镜体123的AE面与第一小半五角棱镜体124的FK面相贴合例如胶合,棱镜材质相同,光线不发生任何偏转,然后在第一大半五角棱镜体123的BC面全反射后垂直于AB面,从AB面出射到第一物镜组110进行第二次准直后出射。
入射光线360沿第二光路系统200的入射光路320经第二物镜组210入射第二大半五角棱镜体223,漫反射的反射光线350沿第二光路系统200的反射光路330经第二物镜组210入射第二大半五角棱镜体223,反射光线350及入射光线360在第二大半五角棱镜体223的BC面全反射,然后在胶合面AE面经分光膜分离,入射光线360作为可见光发生反射,905nm红外激光透射至第二小半五角棱镜体224,再经第二小半五角棱镜体224的GH面全反射后垂直于HK面,从HK面进入聚焦透镜组250,汇聚进入光电接收器260。入射光线360在AE面反射后垂直于BC面,透过BC面后进入第二屋脊棱镜222,然后被第二屋脊棱镜222三次全反射后形成光轴重合或接近重合于入射光线360的光线,于白玻璃平衡片230处成像。
本实施例中,第一物镜组110中的第三物镜透镜113作为可调镜组,相应地第二物镜组210亦有对应于第三物镜透镜113的特定物镜透镜,亦可称为第三物镜透镜113。两个光路系统的第三物镜透镜113经望远镜中轴连动系统同步进行轴向前后移动,实现望远镜对焦功能,由于是双筒,因此测量盲区亦有所降低,基本上可视目标景物至5米近景目标景物均可清晰可见,有利于实现不同米点测距精度需求。
需要说明的是,本申请的其它实施例还包括,上述各实施例中的技术特征相互组合所形成的、能够实施的激光测距双筒望远镜。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请的专利保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种激光测距双筒望远镜,其特征在于,包括:望远光学系统、激光发射系统及激光接收系统;
所述望远光学系统包括第一光路系统及第二光路系统;
所述激光发射系统包括准直透镜组及激光发射器,还共用所述第一光路系统,所述激光发射器的测距光线通过所述准直透镜组及所述第一光路系统出射;
所述激光接收系统包括聚焦透镜组及光电接收器,还共用所述第二光路系统,所述光电接收器通过所述聚焦透镜组及所述第二光路系统接收反射光线;
其中,所述激光发射系统的测距光路,所述望远光学系统的入射光路及所述激光接收系统的反射光路,三者的光轴相互平行。
2.根据权利要求1所述激光测距双筒望远镜,其特征在于,所述第一光路系统包括顺序设置的第一物镜组、第一转向棱镜组、显示模组及第一目镜组,所述第二光路系统包括顺序设置的第二物镜组、第二转向棱镜组、白玻璃平衡片及第二目镜组;
所述激光发射器的测距光线顺序通过所述准直透镜组、所述第一转向棱镜组及所述第一物镜组出射;
所述光电接收器顺序通过聚焦透镜组、所述第二转向棱镜组及所述第二物镜组接收反射光线。
3.根据权利要求1所述激光测距双筒望远镜,其特征在于,每一物镜组设有一可调物镜透镜,两所述可调物镜透镜通过所述激光测距双筒望远镜的中轴连动系统同步进行轴向前后移动;及/或,
所述激光测距双筒望远镜还包括壳体,所述望远光学系统、所述激光发射系统及所述激光接收系统均固定设置于所述壳体内。
4.根据权利要求1所述激光测距双筒望远镜,其特征在于,所述激光发射器为红外激光发射器,用于发出红外激光作为所述测距光线。
5.根据权利要求4所述激光测距双筒望远镜,其特征在于,所述红外激光发射器为905nm红外激光发射器。
6.根据权利要求1至5中任一项所述激光测距双筒望远镜,其特征在于,每一转向棱镜组采用双半五角棱镜,且所述双半五角棱镜的棱镜贴合面处蒸镀设有分光膜用于分离入射光线及所述测距光线或者分离入射光线及所述反射光线。
7.根据权利要求6所述激光测距双筒望远镜,其特征在于,所述双半五角棱镜胶合镜包括双半五角棱镜及屋脊棱镜;
所述双半五角棱镜包括材质相同且面贴合设置的大半五角棱镜体及小半五角棱镜体,所述激光发射器的测距光线通过所述准直透镜组进行第一次准直后进入所述第一光路系统的第一转向棱镜组,再通过第一小半五角棱镜体反射进入第一大半五角棱镜体,再经所述第一光路系统的第一物镜组进行第二次准直后出射;所述反射光线经所述第二光路系统的第二物镜组后进入所述第二光路系统的第二转向棱镜组,再通过第二大半五角棱镜体反射进入第二小半五角棱镜体,再经第二小半五角棱镜体反射进入所述聚焦透镜组,汇聚进入所述光电接收器;
所述第一小半五角棱镜体还用于将所述入射光线反射进入所述屋脊棱镜,再经所述屋脊棱镜反射后成像于所述第一光路系统的显示模组;所述第二小半五角棱镜体还用于将所述入射光线反射进入所述屋脊棱镜,再经所述屋脊棱镜反射后成像于所述第二光路系统的白玻璃平衡片。
8.根据权利要求7所述激光测距双筒望远镜,其特征在于,所述双半五角棱镜及所述屋脊棱镜间隔设置且于间隔处具有平行的平面。
9.根据权利要求7所述激光测距双筒望远镜,其特征在于,每一小半五角棱镜体的与大半五角棱镜体相贴合的贴合面上蒸镀设有所述分光膜,以使所述入射光线在所述贴合面反射,所述测距光线在所述贴合面透射。
10.根据权利要求9所述激光测距双筒望远镜,其特征在于,每一小半五角棱镜体的反射所述测距光线或所述反射光线的一面蒸镀设有银质反射膜。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024065397A1 (zh) * 2022-09-29 2024-04-04 重庆海蓝川马光电科技有限公司 两个反射面构成直角的复合棱镜及其激光测距望远镜

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