CN216718697U - 一种光收发共轴的激光测距器件及光学模组 - Google Patents

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Abstract

本实用新型属于光学器械技术领域，本实用新型提供了一系列与现有技术结构不同的技术方案替代现有技术，具体是指一种光收发共轴的激光测距器件及光学模组。本实用新型通过对镜筒、物镜、目镜、光学模组、激光发射器、激光接收器等零部件结构及位置的优化设计，将激光发射器、激光接收器设置在主光路侧面，但将物镜、目镜及光学模组中的两个分光棱镜设置在主光路上，利用分光棱镜改变发射光路、接收光路的路径，并使发射光路、接收光路在主光路共轴，能更精确的对准靶标并测量距离，且使用者能直接目视观测。

Description

一种光收发共轴的激光测距器件及光学模组
技术领域
本实用新型涉及光学器械技术领域，具体的说，是一种光收发共轴的激光测距器件及光学模组。
背景技术
激光测距器件，是将观望镜和激光测距仪结合的一种集观察和测量于一体的测量仪器，通常包括镜筒、目镜、物镜、激光发射器、激光接收器、微处理模块，其中微处理模块主要用于激光收发控制、测距数据处理等。激光测距器件的激光发射器发出的光源经靶标反射后又被激光接收器接收，微处理模块根据激光发射器、激光接收器的相对位置关系以及收发时间差等参数即可计算出测量仪器与靶标的距离。
激光测距器件已经广泛应用于枪支的观靶镜、建筑测量、道路测绘、户外运动勘测等方面，且通常分为单镜筒的单筒激光测距器件、双镜筒的双筒激光测距器件两大类。单镜筒相对于双镜筒而言，占空间较小、质量较轻，更便携。
如“申请（专利）号为202111090519.X；发明创造名称为：一种单筒测距望远镜和测距成像方法”的中国发明专利，公开了一种单筒测距望远镜，包括壳体、望远模块、发射模块、接收模块、成像模块和控制模块；所述望远模块包括目镜组和物镜，所述目镜组和所述物镜分别设置在壳体的望远镜筒内。其中，所述物镜对应所述发射镜筒设置有缺口，所述发射镜筒穿过所述缺口。此类技术方案中，一方面，发射光路、接收光路并非共轴，二者之间存在一定的偏差，会对测量精度有一定的影响，而且比较适用于小视场的光学系统；另一方面，需要在物镜设置缺口，因此提高了物镜的加工要求。
又如“申请（专利）号为202110824859.4；发明创造名称为：一种远程变焦紫外拉曼与荧光光谱探测模组及光谱仪”的中国发明专利，公开了一种光谱探测模组，包括红外可见光相机、测距模块、光学系统、调焦模块、激发模块、探测模块。其中，所述测距模块具体包括测距激光器、第一二向色镜、半透半反镜和探测器；所述测距激光器在所述红外可见光相机对准被测物体后，发射脉冲调频激光；所述脉冲调频激光通过所述第一二向色镜后，将所述脉冲调频激光的紫外光反射后照射到所述被测物体；从所述被测物体反射的光通过所述半透半反膜后分成两路，一路光被所述红外可见光相机接收，另一路光被所述探测器接收用于计算所述被测物体的距离信息。此类技术方案中，必须利用相机成像，而使用者不能直接目视观测。
实用新型内容
本实用新型提供了一系列与现有技术结构不同的技术方案替代现有技术，具体是指一种光收发共轴的激光测距器件及光学模组。本实用新型通过对镜筒、物镜、目镜、光学模组、激光发射器、激光接收器等零部件结构及位置的优化设计，将激光发射器、激光接收器设置在主光路侧面，但将物镜、目镜及光学模组中的两个分光棱镜设置在主光路上，利用分光棱镜改变发射光路、接收光路的路径，并使发射光路、接收光路在主光路共轴，能更精确的对准靶标并测量距离，且使用者能直接目视观测。
具体技术方案如下：
一种光收发共轴的激光测距器件，包括镜筒以及安装在镜筒上的物镜、目镜、光学模组、测距组件，所述测距组件包括激光发射器、激光接收器和同时与激光发射器、激光接收器连接的微处理模块；沿主光路设置在物镜与目镜之间的光学模组包括分光棱镜组，所述分光棱镜组由沿主光路一前一后共轴设置的两个分光棱镜组成，且两个分光棱镜分别与设置在主光路侧面的激光发射器、激光接收器位置对应。
所述激光发射器发出的发射激光束经一个分光棱镜部分折射后汇入主光路并从镜筒的物镜射出，发射激光束照射在物体表面后反射的反射激光束以及外部可见光束从镜筒的物镜端射入，沿主光路经过另一个分光棱镜时，反射激光束折射向激光接收器并被激光接收器接收；成像的可见光从两个分光棱镜透射后在目镜前的目视成像面成像。
所述分光棱镜组包括两个分光棱镜：两个分光棱镜均对可见光绝大部份透射；对激光按一定比例折射与透射。常见的，远离物镜、靠近目镜的分光棱镜对激光的折射比例大于透射比例，尽可能小的透射激光，甚至透射激光比例可以小到被忽略，视为不透射激光。
所述微处理模块，主要用于控制激光发射器、激光接收器，并获取同一组激光束收发的时间差，再结合光速计算激光测距器件与靶标或待测物体表面某局部位置的距离。通常，进行长距离测距时可以忽略激光发射器、激光接收器二者相对位置关系，但是进行较短距离测距时或精度要求较高的测距时，还需要考虑激光发射器、激光接收器二者相对位置关系。通过激光发射器、激光接收器及测距运算模块进行测距属于现有技术，本实用新型的改进点不在于此，故不再赘述。本实用新型的改进点主要在于激光学模组自身结构以及激光学模组与物镜、目镜、激光发射器，激光接收器彼此之间的位置关系，下文重点说明。
本实用新型所提供的激光测距器件，通过两个分别与激光发射器、激光接收器位置对应的分光棱镜，使得激光发射器、激光接收器能够设置在主光路侧面，但发射光路、接收光路经分光棱镜折射后在主光路共轴，在视场角度超过2度的大视场中光学质量损失较低，因此能更好的满足大视场产品的性能要求。而且，本实用新型中物镜、两个分光棱镜、目镜沿主光路共轴设置，使用者可以直接目视观察。
为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述分光棱镜的分光斜面设置有可见光束能透射、激光束能透射能反射的分光膜。设置在所述激光发射器发射端的分光棱镜记为第一分光棱镜，设置在所述激光接收器接收端的分光棱镜记为第二分光棱镜；所述物镜、第一分光棱镜、第二分光棱镜、目镜依次沿主光路共轴设置，或者所述物镜、第二分光棱镜、第一分光棱镜、目镜依次沿主光路共轴设置。
为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述分光膜为半透半反膜。
为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述第一分光棱镜远离激光发射器的工作面为减少棱镜内反射激光光束的降干扰面；所述降干扰面为涂覆消光漆的磨砂面，或者所述降干扰面为倾斜设置的高透面。
为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述激光学模组还包括与分光棱镜组共轴设置的换向/变倍/调焦镜组；所述换向/变倍/调焦镜组包括用于正像的换向棱镜、用于变倍的变倍透镜、用于调焦的调焦透镜、用于正像及变倍的换向变倍透镜中的任意一种。
更进一步地，所述换向/变倍/调焦镜组设置在物镜与分光棱镜组之间。
更进一步地，所述换向/变倍/调焦镜组设置在分光棱镜组与目镜之间。
更进一步地，所述换向/变倍/调焦镜组设置在分光棱镜组的两个分光棱镜之间。
为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述激光测距器件还包括与分光棱镜组共轴设置的透明显示器，且所述透明显示器位于目视成像面上；所述透明显示器与所述微处理模块通信连接，直接显示测距信息。
为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述激光测距器件还包括不与分光棱镜组共轴设置的投影组件；所述投影组件包括投影装置和投影成像镜，所述投影装置与所述微处理模块通信连接，所述投影装置显示的测距信息通过所述投影成像镜投影显示在目视成像面上。
为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述激光发射器发射端、所述激光接收器接收端、所述投影装置显示端任意一处或多处设置有调焦透镜。
为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述测距组件为激光测距组件，此时激光发射器为激光发射器、激光接收器为激光接收器。
本实用新型的目的之二在于提供一种与现有技术结构不同的光学模组，通过两个与物镜、目镜共轴设置的分光棱镜就能使发射光路、接收光路共轴。所述光学模组适用于光收发共轴的单镜筒产品，如：枪瞄、测距单筒望远镜等。
具体技术方案如下：
一种光学模组，包括由两个沿主光路共轴设置的分光棱镜组成的分光棱镜组；一个分光棱镜与外部的激光发射端位置对应，将不在主光路中的激光发射端发出的发射激光束折射后汇入主光路，另一个分光棱镜与外部的激光接收端位置对应，将主光路中的反射激光束折射向不在主光路中的激光接收端。
为了更好地实现本实用新型，进一步地，与激光发射端位置对应的分光棱镜记为第一分光棱镜；所述第一分光棱镜远离激光发射端的工作面为减少棱镜内反射激光光束的降干扰面；所述降干扰面为涂覆消光漆的磨砂面，或者所述降干扰面为倾斜设置的高透面。
为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述光学模组还包括与分光棱镜组共轴设置的换向/变倍/调焦镜组；所述换向/变倍/调焦镜组包括用于正像的换向棱镜、用于变倍的变倍透镜、用于调焦的调焦透镜、用于正像及变倍的换向变倍透镜中的任意一种。所述换向/变倍/调焦镜组设置在物镜与分光棱镜组之间，或者所述换向/变倍/调焦镜组设置在分光棱镜组与目镜之间，或者所述换向/变倍/调焦镜组设置在分光棱镜组的两个分光棱镜之间。
为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述换向棱镜包括半五棱镜和屋脊棱镜。
为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述分光棱镜组中两个分光棱镜的分光斜面同向或反向设置。
为了更好地实现本实用新型，进一步地，所述分光棱镜组中两个分光棱镜分开布置或胶合成整体。
本实用新型所述的光学模组可以广泛应用于上述激光测距器件，例如观望镜、观靶镜、枪瞄镜、测距仪、光谱仪等类似产品中。
需要说明的是，本实用新型中“物镜”、“目镜”、“分光棱镜”、“换向棱镜”、“变倍透镜”、“调焦棱镜”、“换向变倍透镜”、“缩焦透镜”均是广义概念，并不是特指实现某功能的单一镜片，而是指能实现对应功能的一片镜片或多片镜片的模组。
本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果。
（1）本实用新型公开的激光测距器件，激光发射器、激光接收器设置在主光路侧面，而不占用主光路的空间，且利用分光棱镜使得发射光路、接收光路在主光路共轴，因此能够更精确的对准靶标并测量距离。
（2）本实用新型公开的激光测距器件，采用的发射光路、接收光路在主光路共轴的结构，相对于发射光路、接收光路异轴的光路结构，一是共轴结构下采用常规结构的物镜即可而不需要定制留有缺口的异形物镜，二是避免主轴光线与轴外光线复杂的像差校正，三是更有利于缩小整个产品的径向尺寸。
（3）本实用新型公开的激光测距器件，采用分光棱镜进行分光，使用者可以在不使用投影装置的情况下直接目视观测，还能够在观察物像的同时观察到观靶镜与被测物之间的距离，具有良好的实用性。
（4）本实用新型公开的激光学模组的基础光学元件仅为两个分光棱镜，结构极为简单，却能适用于较为广泛的应用场景，有较大的市场推广及应用前景。
（5）本实用新型在视场角度超过2度的大视场中光学质量损失较低，能满足8度视场产品要求。
附图说明
图1为激光测距器件中仅设置分光棱镜组且物镜、发射模组、接收模组、目镜依次同轴设置的激光测距器件光学结构示意图。
图2为激光测距器件中仅设置分光棱镜组且物镜、接收模组、发射模组、目镜依次同轴设置的激光测距器件光学结构示意图。
图3为激光测距器件中设置分光棱镜组及换向/变倍/调焦镜组的第一种光学结构示意图。
图4为激光测距器件中设置分光棱镜组及换向/变倍/调焦镜组的第二种光学结构示意图。
图5为激光测距器件中设置分光棱镜组及换向/变倍/调焦镜组的第三种光学结构示意图。
图6为采用换向变倍透镜时，第一种激光测距器件光学结构示意图。
图7为采用换向变倍透镜时，第二种激光测距器件光学结构示意图。
图8为采用换向变倍透镜时，第三种激光测距器件光学结构示意图。
图9为实施例2中采用换向棱镜时，各个光学元件对应模块示意图。
图10为实施例2中采用换向变倍透镜时，各个光学元件对应模块示意图。
图11为采用透明显示器时，激光测距器件光学结构示意图。
图12为一种典型结构的分光棱镜在使用状态下光路示意图。
图13为另一种典型结构的分光棱镜在使用状态下光路示意图。
图14为一种典型结构的换向棱镜结构示意图。
图15为分光斜面同向且两个分光棱镜分开布置的分光棱镜组结构示意图。
图16为分光斜面反向且两个分光棱镜分开布置的分光棱镜组结构示意图。
图17为分光斜面同向且两个分光棱镜胶合成整体的分光棱镜组结构示意图。
图18为分光斜面反向且两个分光棱镜胶合成整体的分光棱镜组结构示意图。
其中：1、激光发射器；2、激光接收器；3、物镜；4、目镜；51、第一分光棱镜；52、第二分光棱镜；6、换向/变倍/调焦镜组；61、换向棱镜；62、换向变倍透镜；7、缩焦透镜；8、投影装置；9、透明显示器；
10、目视成像面；11、第一像面；12、第二像面；100、降干扰面；200、分光斜面；300、整体胶合面。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
下面结合附图1-图18对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。
实施例1：
本实施例公开一组光收发共轴的激光测距器件。如图1、图2所示，所述光收发共轴的激光测距器件，包括镜筒以及安装在镜筒上的物镜3、目镜4、光学模组、测距组件，所述测距组件包括激光发射器1、激光接收器2和同时与激光发射器1、激光接收器2连接的微处理模块。所述微处理模块图中未示出。所述光学模组，沿主光路设置在物镜3与目镜4之间。所述光学模组包括分光棱镜组，所述分光棱镜组由沿主光路一前一后共轴设置的两个分光棱镜组成，且两个分光棱镜分别与设置在主光路侧面的激光发射器1、激光接收器2位置对应。
本实施例中，所述分光棱镜组作为所述光学模组最基础的组成元件。所述激光发射器1发出的发射激光束经一个分光棱镜部分折射后汇入主光路并从镜筒的物镜3射出，发射激光束照射在物体表面后反射的反射激光束以及外部可见光束从镜筒的物镜端射入，沿主光路经过另一个分光棱镜时，反射激光束折射向激光接收器2并被激光接收器2接收；成像的可见光从两个分光棱镜透射后在目镜4前的目视成像面10成像。
为了方便说明各个部件的位置关系，令设置在所述激光发射器1发射端的分光棱镜记为第一分光棱镜51，令设置在所述激光接收器2接收端的分光棱镜记为第二分光棱镜52。物镜3、目镜4、第一分光棱镜51、第二分光棱镜52排列方式分为两大类：
排列方式A1：如图1所示，物镜3、第一分光棱镜51、第二分光棱镜52、目镜4沿主光路依次共轴设置；
排列方式A2：如图2所示，物镜3、第二分光棱镜52、第一分光棱镜51、目镜4沿主光路依次共轴设置。
当采用排列方式A1时，所述激光发射器1发出的发射激光束经第一分光棱镜51折射后汇入主光路，透过物镜3，从镜筒的物镜端射出；发射激光束照射在物体表面后反射的反射激光束以及外部的可见光束从物镜3射入，沿主光路经过第一分光棱镜51透射到第二分光棱镜52，在第二分光棱镜52处，反射激光束基本全部折射到激光接收器2并被激光接收器2接收，成像的可见光则基本全部通过并在目镜4前的目视成像面10成像。
当采用排列方式A2时，所述激光发射器1发出的发射激光束经第一分光棱镜51折射后汇入主光路，依次透过第二分光棱镜52、物镜3后，从镜筒的物镜端射出；发射激光束照射在物体表面后反射的反射激光束以及外部的可见光束从物镜3射入，沿主光路经过第二分光棱镜52时，反射激光束基本全部折射到激光接收器2并被激光接收器2接收，成像的可见光则基本全部依次通过第二分光棱镜52、第一分光棱镜51后在目镜4前的目视成像面10成像。
本实施例中，激光发射器1、激光接收器2设置主光路侧面，但物镜3、目镜4及光学模组中的两个分光棱镜设置在主光路上，利用分光棱镜改变发射光路、接收光路的路径，并使发射光路、接收光路在主光路共轴，能更精确的对准靶标并测量距离，且使用者能直接从目镜4目视观测。而且，共轴结构能使得整个镜筒的径向尺寸得到有效压缩，便于加工尺寸更小的产品。
实施例2：
本实施例是在实施例1的基础上对所述激光测距器件的结构进行优化。本实施例公开的一组光收发共轴的激光测距器件，包括镜筒以及安装在镜筒上的物镜3、目镜4、光学模组、测距组件，所述测距组件包括激光发射器1、激光接收器2和同时与激光发射器1、激光接收器2连接的微处理模块。
如图3-图5所示，所述光学模组包括共轴设置的分光棱镜组和换向/变倍/调焦镜组6。所述光学模组和换向/变倍/调焦镜组6，均沿主光路设置在物镜3与目镜4之间。所述分光棱镜组由沿主光路一前一后共轴设置的两个分光棱镜组成，且两个分光棱镜分别与设置在主光路侧面的激光发射器1、激光接收器2位置对应。
一、在分光棱镜组的基础上增设用于正像的换向棱镜61。
由于实施例1中光束经过分光棱镜组在目镜4之前成的像是倒像，为了更方便使用者直接目视观测，需要通过结构优化进行正像。
如图9所示，先以所述换向/变倍/调焦镜组6采用换向棱镜61为例，物镜3标记为WJ，目镜4标记为MJ，换向棱镜61标记为HXLJ，发射模组标记为FS，接收模组标记为JS，目视成像面10标记为XM；光学模组中换向棱镜61、第一分光棱镜51、第二分光棱镜52以及物镜3、目镜4的排列方式为以下几种之中的一种：
排列方式B1：物镜3、换向棱镜61、第一分光棱镜51、第二分光棱镜52、目镜4沿主光路依次共轴设置；此时WJ-HXLJ-FS-JS-XM-MJ；
排列方式B2：物镜3、第一分光棱镜51、换向棱镜61、第二分光棱镜52、目镜4沿主光路依次共轴设置；此时WJ-FS-HXLJ-JS-XM-MJ；
排列方式B3：物镜3、第一分光棱镜51、第二分光棱镜52、换向棱镜61、目镜4沿主光路依次共轴设置；此时WJ-FS-JS-HXLJ-XM-MJ；
排列方式B4：物镜3、换向棱镜61、第二分光棱镜52、第一分光棱镜51、目镜4沿主光路依次共轴设置；此时WJ-HXLJ-JS-FS-XM-MJ；
排列方式B5：物镜3、第二分光棱镜52、换向棱镜61、第一分光棱镜51、目镜4沿主光路依次共轴设置；此时WJ-JS-HXLJ-FS-XM-MJ；
排列方式B6：物镜3、第二分光棱镜52、第一分光棱镜51、换向棱镜61、目镜4沿主光路依次共轴设置；此时WJ-JS-FS-HXLJ-XM-MJ。
进一步地，换向棱镜61作为倒置成像的成熟产品，可直接采购符合设计要求的市售产品。当然，比较典型的换向棱镜61结构是由一个半五棱镜和一个屋脊棱镜共同组成的，由于换向棱镜61内部光路较为复杂且通过棱镜倒置成像技术非常成熟，因此附图中并未对换向棱镜61内光路进行详细示意，而仅用主光路简单示意。
二、在分光棱镜组的基础上增设用于变倍的变倍透镜。
选用变倍透镜与分光棱镜组搭配使用。相对于同类产品，本设计轴向尺寸较小。由于变倍透镜技术成熟，本实用新型的改进点不在于此，采用符合设计要求的市售产品即可，故不再赘述。附图中也未对其内部光路进行详细示意，而仅用主光路简单示意。
三、在分光棱镜组的基础上增设用于调焦的调焦透镜。
对于有调焦需求的产品，选用调焦透镜与分光棱镜组搭配使用。由于调焦透镜技术成熟，本实用新型的改进点不在于此，采用符合设计要求的市售产品即可，故不再赘述。附图中也未对其内部光路进行详细示意，而仅用主光路简单示意。
四、在分光棱镜组的基础上增设用于正像及变倍的换向变倍透镜62。
选用既能正像又能变倍的换向变倍透镜62与分光棱镜组搭配使用。如图10及图6-图8所示，采用换向变倍透镜62，此结构中存在倒置的第一像面11XM1和正向后的第二像面12XM2，第二像面12XM2即为目视成像面10。换向变倍透镜62标记为HXBB。
光学模组中换向变倍透镜62、第一分光棱镜51、第二分光棱镜52以及物镜3、目镜4的排列方式为以下几种之中的一种：
排列方式C1：物镜3、换向变倍透镜62、第一分光棱镜51、第二分光棱镜52、目镜4沿主光路依次共轴设置；此时WJ-XM1-HXBB-XM2-FS-JS-MJ，或者WJ-XM1-HXBB-FS-XM2-JS-MJ，或者WJ-XM1-HXBB-FS-JS-XM2-MJ；
排列方式C2：物镜3、第一分光棱镜51、换向变倍透镜62、第二分光棱镜52、目镜4沿主光路依次共轴设置；此时WJ-FS-XM1-HXBB-JS-XM2-MJ，或者WJ-FS-XM1-HXBB-XM2-JS-MJ，或者WJ-FS-XM1-HXBB-JS-XM2-MJ；
排列方式C3：物镜3、第一分光棱镜51、第二分光棱镜52、换向变倍透镜62、目镜4沿主光路依次共轴设置；此时WJ-FS-JS-XM1-HXBB-XM2-MJ，或者WJ-FS-XM1-JS-HXBB-XM2-MJ，或者WJ-XM1-FS-JS-HXBB-XM2-MJ；
排列方式C4：物镜3、换向变倍透镜62、第二分光棱镜52、第一分光棱镜51、目镜4沿主光路依次共轴设置；此时WJ-XM1-HXBB-XM2-JS-FS-MJ，或者WJ-XM1-HXBB-JS-XM2-FS-MJ，或者WJ-XM1-HXBB-JS-FS-XM2-MJ；
排列方式C5：物镜3、第二分光棱镜52、换向变倍透镜62、第一分光棱镜51、目镜4沿主光路依次共轴设置；此时WJ-JS-XM1-HXBB-FS-XM2-MJ，或者WJ-JS-XM1-HXBB-XM2-FS-MJ，或者WJ-JS-XM1-HXBB-FS-XM2-MJ；
排列方式C6：物镜3、第二分光棱镜52、第一分光棱镜51、换向变倍透镜62、目镜4沿主光路依次共轴设置；此时WJ-JS-FS-XM1-HXBB-XM2-MJ，或者WJ-JS-XM1-FS-HXBB-XM2-MJ，或者WJ-XM1-JS-FS-HXBB-XM2-MJ。
其中，几种较为有代表性的排列方式如下：
如图6所示，为WJ-JS-FS-XM1-HXBB-XM2-MJ的排列方式；
如图7所示，为WJ-JS-XM1-HXBB-FS-XM2-MJ的排列方式；
如图8所示，为WJ-XM1-HXBB-JS-FS-XM2-MJ的排列方式。
由上述各种棱镜选择及多个部件的多种排列方式可以归纳为：所述换向/变倍/调焦镜组6设置在物镜3与分光棱镜组之间，或者所述换向/变倍/调焦镜组6设置在分光棱镜组与目镜4之间，或者所述换向/变倍/调焦镜组6设置在分光棱镜组的两个分光棱镜之间。
本实施例的其他部分与实施例1相同，故不再赘述。
实施例3：
本实施例在实施例1或实施例2的基础上进一步优化，进一步对激光测距器件外形尺寸进行压缩设计。此时，本实施例在激光发射器1和/或与对应的分光棱镜之间设置能够缩短焦距的缩焦透镜7。根据实际需求，可以采用以下三种方案中的任意一种：一是所述激光发射器1发射端与第一分光棱镜51之间设置有缩短焦距的缩焦透镜7且所述激光接收器2接收端与第二分光棱镜52之间无缩焦透镜7；二是所述激光发射器1发射端与第一分光棱镜51之间无缩焦透镜7且所述激光接收器2接收端与第二分光棱镜52之间设置有缩短焦距的缩焦透镜7，如图6所示；三是所述激光发射器1发射端与第一分光棱镜51之间设置有缩短焦距的缩焦透镜7且所述激光接收器2接收端与第二分光棱镜52之间设置有缩短焦距的缩焦透镜7，如图7所示。设置缩焦透镜7后可以根据设计需要，缩短激光测距器件的外形尺寸。
本实施例的其他部分与实施例1或实施例2相同，故不再赘述。
实施例4：
本实施例在实施例1-实施例3任一项基础上进一步优化，采用在光学镜片上按设计要求进行镀膜的方式，提高成像质量。
两个斜面贴合且贴合后入光面与出光面相互平行的棱镜块组成一个分光棱镜，两个棱镜块的胶合面即为分光斜面200。以如图1、图2所示的结构为例进行说明，由两个斜面贴合的直角棱镜块组成的分光棱镜是一种较为典型的结构，两个直角棱镜块的胶合面即为分光斜面200。如图12所示，由两个斜面贴合的直角梯形棱镜组成分光棱镜。如图13所示，在图12基础上，一块棱镜块远离激光发射器1的一个面倾斜设置，但依然保证入射光束在分光斜面200发射向主光路且反射激光束汇聚到主光路。
也就是说，分光棱镜的具体结构不限，只要能实现本实施例所述功能的分光棱镜结构都可以使用。如图12、图13所示，满足条件的分光棱镜都具有分光斜面200。
镀膜设计1：所述分光棱镜的分光斜面200镀可见光束能透射、激光束能透射能反射的分光膜。较为常见的是，组成该分光棱镜的一个直角棱镜块的斜面镀膜且另一个直角棱镜块的斜面不镀膜。
通过分光膜控制激光束透射反射的比率。通常，两个分光棱镜中更靠近物镜3的分光棱镜的分光膜为半透半反膜，即：50%透+50%反为最大功率。
镀膜设计2：所述第一分光棱镜51远离激光发射器1的工作面为减少棱镜内反射激光光束的降干扰面100；所述降干扰面100为涂覆消光漆的磨砂面。
镀膜设计3：所述第一分光棱镜51远离激光发射器1的工作面为减少棱镜内反射激光光束的降干扰面100；所述降干扰面100为倾斜设置的、设置有增透膜的高透面。
镀膜设计4：所述物镜3表面设置有FMC镀膜。
镀膜设计1是在分光棱镜的分光斜面200设置半透半反膜，即射到分光棱镜的分光斜面200的光束50%穿透+50%反射。当然穿透率/反射率也可以根据实际需求进行调整。而通过镀膜改变分光棱镜分光斜面200的穿透率/反射率，属于现有技术，并非本实用新型的改进点，故不再赘述。
镀膜设计2、镀膜设计3能减少分光棱镜工作面处多种光束干涉影响。减少光束干扰的一个思路是将所述降干扰面100设计成涂覆消光漆的磨砂面。第一分光棱镜51与激光发射器1发射方向相对的一侧面记为降干扰面100。如图13所示，对降干扰面100做磨砂处理形成磨砂面，可以将反射率降到5%以下，同时在磨砂面涂消光漆，可以把光尽量吸收。
通过上述消光处理，可以把发射激光束穿透分光斜面200并在降干扰面100反射回分光棱镜的激光降到千分之一以下，当光束反射回分光棱镜会有分光50%，则反射到激光接收器2的激光能量占发出激光能量的比例小于0.0005, 这个能量基本小于自然界的激光，从而减少干扰。
进一步地，减少光束干扰的另一个思路是将所述降干扰面100设计成倾斜设置的高透面。如图13所示，让激光从倾斜设置的高透面逃逸。
进一步地，分光棱镜的降干扰面100也可以不做任何处理，通过对运算电路的特殊设计，也可以排除这部分反射激光信号的干扰。此为现有技术，且仅为本实施例优选方案的选择之一，而非本实施例的改进点，故不再赘述。
镀膜设计4是在物镜3上镀FMC膜。FMC膜，又叫全表面多层镀膜。在物镜3接触空气的表面设置多层减反增透镀膜，可以减少反光、增加透光率，使激光测距器件等产品具有更明亮的视野，很好的控制炫光和重影。
本实施例的其他部分与实施例1-实施例3任一项相同，故不再赘述。
实施例5：
实施例1-实施例4所述激光测距器件均能直接目视观察。本实施例在实施例1-实施例4任一项基础上进一步优化。如图11所示，所述激光测距器件还包括与分光棱镜组共轴设置的透明显示器9，且所述透明显示器9位于目视成像面10上；所述透明显示器9与所述微处理模块通信连接，直接显示测距信息。
通常，工作状态下透明显示器9可以同时看到实物及显示信息。使用者透过目镜4既能在信息显示区看到测距信息、激光测距器件产品参数信息等信息，又能在实物观测区看到目视成像面10上的像。
本实施例的其他部分与实施例1-实施例4任一项相同，故不再赘述。
实施例6：
实施例1-实施例4所述激光测距器件均能直接目视观察。本实施例在实施例1-实施例4任一项基础上进一步优化。所述激光测距器件还包括不与分光棱镜组共轴设置的投影组件；所述投影组件包括投影装置8和投影成像镜，所述投影装置8与所述微处理模块通信连接，所述投影装置8显示的测距信息通过所述投影成像镜投影及分光棱镜的折射后显示在目视成像面10上。
所述投影组件与两个分光棱镜中任意一个分光棱镜位置对应设置，具体是指投影装置8通过投影成像镜将影像投影经一个分光棱镜的分光斜面200反射到目视成像面10，便于使用者从目镜4观看到影像投影。
如图8、图10所示，投影装置8与第一分光棱镜51位置对应，此时所述投影组件与所述激光发射器1共用一个分光棱镜。
此时，产品在工作状态下，可见光束在目镜4前的目视成像面10成像。投影装置8对着第一分光棱镜51的分光斜面200，投影装置8发送的投影图像经第一分光棱镜51的分光斜面200也落在目镜4前的目视成像面10上。
如图9所示，投影装置8与第二分光棱镜52位置对应，此时所述投影组件与所述激光接收器2共用一个分光棱镜。
此时，产品在工作状态下，可见光束在目镜4前的目视成像面10成像。投影装置8对着第二分光棱镜52的分光斜面200，投影装置8发送的投影图像经第二分光棱镜52的分光斜面200也落在目镜4前的目视成像面10上。
进一步地，所述投影装置8为用于将标尺、测量参数、测量距离等任意一种或多种信息投射到分光棱镜分光斜面200的显示屏。显示屏显示信息经折射后成像于目镜4前的目视成像面10上。此时，使用者从目镜4既能观测到靶标或待测物体，也能看到显示屏投影显示的信息。
进一步地，所述投影成像镜可以是投影透镜、投影反射镜中的任意一种。采用投影透镜时，投影装置8呈现的投影信息通过投影透镜投射至位置对应的分光棱镜。此时，投影装置8投影方向直接朝向位置对应的分光棱镜。采用投影反射镜时，投影装置8呈现的投影信息通过投影反射镜反射至位置对应的分光棱镜。此时，投影装置8投影方向不限于朝向位置对应的分光棱镜，也就是说此结构设计时投影装置8的安装位置可以更灵活。
更进一步地，所述投影成像镜同时包括投影透镜和投影反射镜。所述投影装置8呈现的投影信息先通过投影透镜再经过投影反射镜反射至位置对应的分光棱镜。
当所述投影成像镜包括投影反射镜时，比较典型的结构是：投影装置8的投影方向与主光路平行，倾斜45°设置的投影反射镜将投影发射到位置对应的分光棱镜。
本实施例的其他部分与实施例1-实施例4任一项相同，故不再赘述。
实施例7：
本实施例提供一种用于光收发共轴激光测距器件的光学模组，所述的光学模组的结构如实施例1-6任一项所述。具体的，所述光学模组包括由两个沿主光路共轴设置的分光棱镜组成的分光棱镜组；一个分光棱镜与外部的激光发射端位置对应，将不在主光路中的激光发射端发出的发射激光束折射后汇入主光路，另一个分光棱镜与外部的激光接收端位置对应，将主光路中的反射激光束折射向不在主光路中的激光接收端。
本实施例中光学模组主要用于光收发共轴的单镜筒式光学产品，如：枪瞄、观鸟镜、激光测距仪等。
进一步地，与光发射端位置对应的分光棱镜记为第一分光棱镜51；所述第一分光棱镜51远离激光发射器1的工作面为减少棱镜内反射激光光束的降干扰面100；所述降干扰面100为涂覆消光漆的磨砂面，或者所述降干扰面100为倾斜设置的、设置有增透膜的高透面。
进一步地，所述光学模组还包括与分光棱镜组共轴设置的换向/变倍/调焦镜组6；所述换向/变倍/调焦镜组6包括用于正像的换向棱镜61、用于变倍的变倍透镜、用于调焦的调焦透镜、用于正像及变倍的换向变倍透镜62中的任意一种；所述换向/变倍/调焦镜组6设置在物镜3与分光棱镜组之间，或者所述换向/变倍/调焦镜组6设置在分光棱镜组与目镜4之间，或者所述换向/变倍/调焦镜组6设置在分光棱镜组的两个分光棱镜之间。
进一步地，如图14所示，所述换向棱镜61包括半五棱镜和屋脊棱镜。当然，还可以选择阿贝棱镜等其他正像棱镜作为本实施例中的换向棱镜61。由于换向棱镜技术成熟，本实用新型的改进点不在于此，采用符合设计要求的市售产品即可，故不再赘述。附图中也未对其内部光路进行详细示意，而仅用主光路简单示意。
进一步地，所述物镜3设置有FMC镀膜。
进一步地，如图15-图18所示，所述分光棱镜组中两个分光棱镜的分光斜面200同向或反向设置。
进一步地，如图15-图18所示，所述分光棱镜组中两个分光棱镜分开布置或胶合成整体。两个分光棱镜胶合成整体时形成整体胶合面300。
以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种光收发共轴的激光测距器件，包括镜筒以及安装在镜筒上的物镜（3）、目镜（4）、光学模组、测距组件，所述测距组件包括激光发射器（1）、激光接收器（2）和同时与激光发射器（1）、激光接收器（2）连接的微处理模块；其特征在于：沿主光路设置在物镜（3）与目镜（4）之间的光学模组包括分光棱镜组，所述分光棱镜组由沿主光路一前一后共轴设置的两个分光棱镜组成，且两个分光棱镜分别与设置在主光路侧面的激光发射器（1）、激光接收器（2）位置对应；
所述激光发射器（1）发出的发射激光束经一个分光棱镜部分折射后汇入主光路并从镜筒的物镜（3）射出，发射激光束照射在物体表面后反射的反射激光束以及外部可见光束从镜筒的物镜端射入，沿主光路经过另一个分光棱镜时，反射激光束折射向激光接收器（2）并被激光接收器（2）接收；成像的可见光从两个分光棱镜透射后在目镜（4）前的目视成像面（10）成像。
2.根据权利要求1所述的一种光收发共轴的激光测距器件，其特征在于：所述分光棱镜的分光斜面（200）设置有可见光束能透射、激光束能透射能反射的分光膜；设置在所述激光发射器（1）发射端的分光棱镜记为第一分光棱镜（51），设置在所述激光接收器（2）接收端的分光棱镜记为第二分光棱镜（52）；
所述物镜（3）、第一分光棱镜（51）、第二分光棱镜（52）、目镜（4）依次沿主光路共轴设置，或者所述物镜（3）、第二分光棱镜（52）、第一分光棱镜（51）、目镜（4）依次沿主光路共轴设置。
3.根据权利要求2所述的一种光收发共轴的激光测距器件，其特征在于：所述分光膜为半透半反膜。
4.根据权利要求2所述的一种光收发共轴的激光测距器件，其特征在于：所述第一分光棱镜（51）远离激光发射器（1）的工作面为减少棱镜内反射激光光束的降干扰面（100）；所述降干扰面（100）为涂覆消光漆的磨砂面，或者所述降干扰面（100）为倾斜设置的高透面。
5.根据权利要求2所述的一种光收发共轴的激光测距器件，其特征在于：所述光学模组还包括与分光棱镜组共轴设置的换向/变倍/调焦镜组（6）；所述换向/变倍/调焦镜组（6）包括用于正像的换向棱镜（61）、用于变倍的变倍透镜、用于调焦的调焦透镜、用于正像及变倍的换向变倍透镜（62）中的任意一种；
所述换向/变倍/调焦镜组（6）设置在物镜（3）与分光棱镜组之间，或者所述换向/变倍/调焦镜组（6）设置在分光棱镜组与目镜（4）之间，或者所述换向/变倍/调焦镜组（6）设置在分光棱镜组的两个分光棱镜之间。
6.根据权利要求1所述的一种光收发共轴的激光测距器件，其特征在于：所述激光测距器件还包括与分光棱镜组共轴设置的透明显示器（9），且所述透明显示器（9）位于目视成像面（10）上；所述透明显示器（9）与所述微处理模块通信连接，直接显示测距信息。
7.根据权利要求1所述的一种光收发共轴的激光测距器件，其特征在于：所述激光测距器件还包括不与分光棱镜组共轴设置的投影组件；所述投影组件包括投影装置（8）和投影成像镜，所述投影装置（8）与所述微处理模块通信连接，所述投影装置（8）显示的测距信息通过所述投影成像镜并经分光棱镜折射后成像在目视成像面（10）上。
8.根据权利要求7所述的一种光收发共轴的激光测距器件，其特征在于：所述激光发射器（1）发射端、所述激光接收器（2）接收端、所述投影装置（8）显示端任意一处或多处设置有调焦透镜。
9.一种用于光收发共轴激光测距器件的光学模组，其特征在于：所述光学模组包括由两个沿主光路共轴设置的分光棱镜组成的分光棱镜组；一个分光棱镜与外部的激光发射端位置对应，将不在主光路中的激光发射端发出的发射激光束折射后汇入主光路，另一个分光棱镜与外部的激光接收端位置对应，将主光路中的反射激光束折射向不在主光路中的激光接收端。
10.根据权利要求9所述的光学模组，其特征在于：与激光发射端位置对应的分光棱镜记为第一分光棱镜（51）；所述第一分光棱镜（51）远离激光发射端的工作面为减少棱镜内反射激光光束的降干扰面（100）；所述降干扰面（100）为涂覆消光漆的磨砂面，或者所述降干扰面（100）为倾斜设置的高透面。
11.根据权利要求9所述的光学模组，其特征在于：所述光学模组还包括与分光棱镜组共轴设置的换向/变倍/调焦镜组（6）；所述换向/变倍/调焦镜组（6）包括用于正像的换向棱镜（61）、用于变倍的变倍透镜、用于调焦的调焦透镜、用于正像及变倍的换向变倍透镜（62）中的任意一种；
所述换向/变倍/调焦镜组（6）设置在物镜（3）与分光棱镜组之间，或者所述换向/变倍/调焦镜组（6）设置在分光棱镜组与目镜（4）之间，或者所述换向/变倍/调焦镜组（6）设置在分光棱镜组的两个分光棱镜之间。
12.根据权利要求11所述的光学模组，其特征在于：所述换向棱镜（61）包括半五棱镜和屋脊棱镜。
13.根据权利要求9-12任一项所述的光学模组，其特征在于：所述分光棱镜组中两个分光棱镜的分光斜面（200）同向或反向设置。
14.根据权利要求9-12任一项所述的光学模组，其特征在于：所述分光棱镜组中两个分光棱镜分开布置或胶合成整体。
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