一种激光测距望远镜的光学系统的制作方法

专利2022-06-29  80


本发明涉及激光测距技术领域,具体涉及一种激光测距望远镜的光学系统。



背景技术:

现有技术的激光测距仪由于受光束分束器结构的限制,存在诸多不尽人意之处。首先其大多结构较复杂,外形或体积较大,安装调试难度高,对光束分离传输的路径进行控制难度大,且稳定性不高。其次,分束器以及相关元件常需专门设计和制作,零件设计和制造周期长,成本升高。



技术实现要素:

有鉴于此,为了解决现有技术中激光测距望远镜的光学系统结构复杂、外形体积大、安装调试难度高和成本高的问题,本发明提出一种激光测距望远镜的光学系统,该光学系统结构紧凑、成本低。

本发明通过以下技术手段解决上述问题:

一种激光测距望远镜的光学系统,包括物镜、目镜及其中间的分束系统,分束系统包括在主光轴上设置的施密特棱镜组,施密特棱镜组包括第一施密特棱镜、第二施密特棱镜和补偿棱镜,第一施密特棱镜和第二施密特棱镜都包括收发面、内反射面和外反射面,补偿棱镜连接在第二施密特棱镜的外反射面上,在补偿棱镜外侧设置有apd探测器和自发光式oled显示器,第一施密特棱镜和第二施密特棱镜的内反射面相对设置,第一施密特棱镜或第二施密特棱镜的收发面,其中一个正对物镜或目镜,另一个通过反射装置使入射光线通过目镜或物镜,在入射光线的路径上设置有lcd显示器,在施密特棱镜组及补偿棱镜各反射平面镜面或透射镜面上镀有分光膜层。

进一步地,所述补偿棱镜由直角棱镜组成,或由斜角棱镜和直角棱镜组成。

进一步地,所述反射装置为反射平面镜或反射直角棱镜。

进一步地,在物镜和目镜之间沿入射光线依次设置有第一施密特棱镜、第二施密特棱镜、反射装置,入射光线经物镜进入施密特棱镜组,施密特棱镜组的出射光线经反射装置反射垂直经过lcd显示器后进入目镜,所述补偿棱镜包括激光出射面和显示器入射面,所述显示器入射面与第二施密特棱镜内反射面平行,所述激光出射射面与第二施密特棱镜内反射面成90度夹角,激光出射面与显示器入射面之间也成90度夹角,激光经激光出射面通过第一聚焦透镜组聚焦进入apd探测器,自发光式oled显示器通过第二聚焦透镜组正对显示器入射面。

进一步地,在物镜和目镜之间沿入射光线依次设置有第一施密特棱镜、第二施密特棱镜、反射装置,入射光线经物镜进入施密特棱镜组,施密特棱镜组的出射光线经反射装置反射垂直经过lcd显示器后进入目镜,所述补偿棱镜包括激光出射面和显示器入射面,激光出射面与第二施密特棱镜内反射面之间成90度夹角,激光出射面与第二施密特棱镜收发面之间成45度夹角,自发光式oled显示器通过第二聚焦透镜组正对显示器入射面,apd探测器通过第一聚焦透镜组正对激光出射面。

进一步地,在物镜和目镜之间沿入射光线依次设置有反射装置、第一施密特棱镜、第二施密特棱镜,入射光线经反射装置进入施密特棱镜组,施密特棱镜组的出射光线垂直经过lcd显示器后进入目镜,所述补偿棱镜包括激光出射面和显示器入射面,所述显示器入射面与第二施密特棱镜内反射面平行,所述激光出射射面与第二施密特棱镜内反射面成90度夹角,激光出射面与显示器入射面之间也成90度夹角,激光经激光出射面通过第一聚焦透镜组聚焦进入apd探测器,自发光式oled显示器通过第二聚焦透镜组正对显示器入射面。

进一步地,在物镜和目镜之间沿入射光线依次设置有反射装置、第一施密特棱镜、第二施密特棱镜,入射光线经反射装置进入施密特棱镜组,施密特棱镜组的出射光线垂直经过lcd显示器后进入目镜,所述补偿棱镜包括激光出射面和显示器入射面,激光出射面与第二施密特棱镜内反射面之间成90度夹角,激光出射面与第二施密特棱镜收发面之间成45度夹角,自发光式oled显示器通过第二聚焦透镜组正对显示器入射面,apd探测器通过第一聚焦透镜组正对激光出射面。

进一步地,lcd显示器设置在目镜和反射装置之间,且lcd显示器正对目镜设置,lcd显示器成像面与焦面相重合。

进一步地,补偿棱镜与第二施密特棱镜外反射面相接触的表面上、或第二施密特棱镜外反射表面上镀有分光膜层,分光膜层为以下两种膜系:

1)、λ=400nm~720nm,r/t=4:6;λ=850nm~950nm,t>98%;

2)、λ=400nm~620nm,t>98%;620nm~720nm,r/t=4:6;λ=850nm~950nm,t>98%。

与现有技术相比,本发明的有益效果至少包括:

本发明采用第一施密特和第二施密特棱镜内反射面正对的结构,使得结构更加紧凑,更有利于产品内部设计,方便布局。光线穿过物镜,经过反射平面镜反射后进入第一施密特棱镜的收发面,形成瞄准光轴。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例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仅是本发明的一些实施例,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是本发明第一种实施例的一种结构示意图;

图1a是本发明第一种实施例中望远镜瞄准光轴的一种传输路径示意图;

图1b是本发明第一种实施例中激光接收光轴的一种传输路径示意图;

图1c是本发明第一种实施例中自发光式oled显示器投射光轴和激光发射光轴的一种传输路径示意图;

图2是本发明第二种实施例的一种结构示意图;

图2a是本发明第二种实施例中望远镜瞄准光轴的一种传输路径示意图;

图2b是本发明第二种实施例中激光接收光轴的一种传输路径示意图;

图2c是本发明第二种实施例中自发光式oled显示器投射光轴和激光发射光轴的一种传输路径示意图;

图3是本发明第三种实施例的一种结构示意图;

图3a是本发明第三种实施例中望远镜瞄准光轴的一种传输路径示意图;

图3b是本发明第三种实施例中激光接收光轴的一种传输路径示意图;

图3c是本发明第三种实施例中自发光式oled显示器投射光轴和激光发射光轴的一种传输路径示意图;

图4是本发明第四种实施例的一种结构示意图;

图4a是本发明第四种实施例中望远镜瞄准光轴的一种传输路径示意图;

图4b是本发明第四种实施例中激光接收光轴的一种传输路径示意图;

图4c是本发明第四种实施例中自发光式oled显示器投射光轴和激光发射光轴的一种传输路径示意图;

图5是本发明第五种实施例的一种结构示意图;

图5a是本发明第五种实施例中望远镜瞄准光轴的一种传输路径示意图;

图5b是本发明第五种实施例中激光接收光轴的一种传输路径示意图;

图5c是本发明第五种实施例中自发光式oled显示器投射光轴和激光发射光轴的一种传输路径示意图;

图6是本发明第六种实施例的一种结构示意图;

图6a是本发明第六种实施例中望远镜瞄准光轴的一种传输路径示意图;

图6b是本发明第六种实施例中激光接收光轴的一种传输路径示意图;

图6c是本发明第六种实施例中自发光式oled显示器投射光轴和激光发射光轴的一种传输路径示意图;

图7是本发明第七种实施例的一种结构示意图;

图7a是本发明第七种实施例中望远镜瞄准光轴的一种传输路径示意图;

图7b是本发明第七种实施例中激光接收光轴的一种传输路径示意图;

图7c是本发明第七种实施例中自发光式oled显示器投射光轴和激光发射光轴的一种传输路径示意图;

图8是本发明第八种实施例的一种结构示意图;

图8a是本发明第八种实施例中望远镜瞄准光轴的一种传输路径示意图;

图8b是本发明第八种实施例中激光接收光轴的一种传输路径示意图;

图8c是本发明第八种实施例中自发光式oled显示器投射光轴和激光发射光轴的一种传输路径示意图;

附图标记说明:

11-物镜12-第一施密特棱镜13-第二施密特棱镜14-反射平面镜/反射直角棱镜15-lcd显示器16-目镜21-apd探测器22-第一聚焦透镜组23-补偿棱镜31-自发光式oled显示器32-第二聚焦透镜组33-直角棱镜41-激光器42-准直透镜121-第一施密特棱镜收发面122-第一施密特棱镜外反射面123-第一施密特棱镜内反射面131-第二施密特棱镜收发面132-第二施密特棱镜外反射表面133-第二施密特棱镜内反射面231-补偿棱镜连接面232-激光出射面233-显示器入射面

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面将结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案进行详细说明。需要指出的是,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,基于本发明中的实施例,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,都属于本发明保护的范围。

实施例1

本实施例给出了一种激光测距望远镜的光学系统第一种结构,如图1所示,在物镜11和目镜16之间沿入射光线依次设置有第一施密特棱镜12、第二施密特棱镜13和反射平面镜14,第一施密特棱镜收发面121正对物镜11,反射平面镜14位于第二施密特棱镜收发面131上侧,并呈45度倾斜设置,第二施密特棱镜收发面131穿出的入射光线经反射平面镜14反射后垂直进入目镜16。本实施例补偿棱镜23包括激光出射面232和显示器入射面233,激光出射面232与第二施密特棱镜内反射面133垂直,激光出射面232和显示器入射面233垂直。apd探测器21通过第一聚焦透镜组22正对激光出射面232,接收激光光线穿过第二施密特棱镜13与补偿棱镜23的连接面进入补偿棱镜23,经补偿棱镜激光出射面232、第一聚焦透镜组22聚焦后被apd探测器21探测,自发光式oled显示器31与显示器入射面233之间设置有第二聚焦透镜组32,自发光式oled显示器31光线穿过第二聚焦透镜组32后垂直进入显示器入射面233。lcd显示器15设置在目镜16和反射平面镜14之间,且lcd显示器15正对目镜16设置。

如图1a所示,其中光线为望远镜瞄准光轴,光线经过物镜11、第一施密特棱镜12、第二施密特棱镜13和反射平面镜14后成像到焦面fs,并且lcd显示器15的显示面与焦面fs重合,人眼经过目镜16观察lcd显示器15和上述光路对物体所成的像。

如图1b所示,其中光线为激光接收光轴,光线经过物镜11、第一施密特棱镜12、第二施密特棱镜13、补偿棱镜23和第一聚焦透镜22后被apd探测器21接收。

如图1c所示,其中光线为自发光式oled显示器31投射光轴,光线经过自发光式oled显示器31、第二聚焦透镜组32、补偿棱镜23、第二施密特棱镜13、反射平面镜14后成像,其像面与lcd显示器15、聚焦面fs重合,自发光式oled显示器31的信息以及望远镜瞄准光轴所成的像同时被人眼经过目镜16观察到。

在补偿棱镜连接面231的表面上,或第二施密特棱镜外反射表面132上镀有分光膜层,分光膜层为以下两种膜系:

1)λ=400nm~720nm,r/t=4:6;λ=850nm~950nm,t>98%;

2)λ=400nm~620nm,t>98%;620nm~720nm,r/t=4:6;λ=850nm~950nm,t>98%。

实施例2

本实施例给出了一种激光测距望远镜的光学系统第二种结构,如图2所示,在物镜11和目镜16之间沿入射光线依次设置有第一施密特棱镜12、第二施密特棱镜13和反射直角棱镜14,第一施密特棱镜收发面121正对物镜11,反射直角棱镜14位于第二施密特棱镜收发面131上侧,并呈45度倾斜设置,第二施密特棱镜收发面131穿出的入射光线经反射直角棱镜14反射后垂直进入目镜16。本实施例补偿棱镜23包括激光出射面232和显示器入射面233,激光出射面232与第二施密特棱镜内反射面133垂直,激光出射面232和显示器入射面233垂直。apd探测器21通过第一聚焦透镜组22正对激光出射面232,接收激光光线穿过第二施密特棱镜13与补偿棱镜23的连接面进入补偿棱镜23,经补偿棱镜激光出射面232、第一聚焦透镜组22聚焦后被apd探测器21探测,自发光式oled显示器31与显示器入射面233之间设置有第二聚焦透镜组32,自发光式oled显示器31光线穿过第二聚焦透镜组32后垂直进入显示器入射面233。lcd显示器15设置在目镜16和反射直角棱镜14之间,且lcd显示器15正对目镜16设置。

如图2a所示,其中光线为望远镜瞄准光轴,光线经过物镜11、第一施密特棱镜12、第二施密特棱镜13和反射直角棱镜14后成像到焦面fs,并且lcd显示器15的显示面与焦面fs重合,人眼经过目镜16观察lcd显示器15和上述光路对物体所成的像。

如图2b所示,其中光线为激光接收光轴,光线经过物镜11、第一施密特棱镜12、第二施密特棱镜13、补偿棱镜23和第一聚焦透镜22后被apd探测器21接收。

如图2c所示,其中光线为自发光式oled显示器31投射光轴,光线经过自发光式oled显示器31、第二聚焦透镜组32、补偿棱镜23、第二施密特棱镜13、反射直角棱镜14后成像,其像面与lcd显示器15、聚焦面fs重合,自发光式oled显示器31的信息以及望远镜瞄准光轴所成的像同时被人眼经过目镜16观察到。

在补偿棱镜连接面231的表面上,或第二施密特棱镜外反射表面132上镀有分光膜层,分光膜层为以下两种膜系:

1)λ=400nm~720nm,r/t=4:6;λ=850nm~950nm,t>98%;

2)λ=400nm~620nm,t>98%;620nm~720nm,r/t=4:6;λ=850nm~950nm,t>98%。

实施例3

本实施例给出了一种激光测距望远镜的光学系统第三种结构,如图3所示,在物镜11和目镜16之间沿入射光线依次设置有反射平面镜14、第一施密特棱镜12和第二施密特棱镜13,第二施密特棱镜收发面131正对目镜16,反射平面镜14位于第一施密特棱镜收发面121下侧,并呈45度倾斜设置,第二施密特棱镜收发面131穿出的入射光线垂直进入目镜16。本实施例补偿棱镜23包括激光出射面232和显示器入射面233,激光出射面232与第二施密特棱镜内反射面133垂直,激光出射面232和显示器入射面233垂直。apd探测器21通过第一聚焦透镜组22正对激光出射面232,接收激光光线穿过第二施密特棱镜13与补偿棱镜23的连接面进入补偿棱镜23,经补偿棱镜激光出射面232、第一聚焦透镜组22聚焦后被apd探测器21探测,自发光式oled显示器31与显示器入射面233之间设置有第二聚焦透镜组32,自发光式oled显示器31光线穿过第二聚焦透镜组32后垂直进入显示器入射面233。lcd显示器15设置在目镜16和反射平面镜14之间,且lcd显示器15正对目镜16设置。

如图3a所示,其中光线为望远镜瞄准光轴,光线经过物镜11、反射平面镜14、第一施密特棱镜12和第二施密特棱镜13后成像到焦面fs,并且lcd显示器15的显示面与焦面fs重合,人眼经过目镜16观察lcd显示器15和上述光路对物体所成的像。

如图3b所示,其中光线为激光接收光轴,光线经过物镜11、第一施密特棱镜12、第二施密特棱镜13、补偿棱镜23和第一聚焦透镜22后被apd探测器21接收。

如图3c所示,其中光线为自发光式oled显示器31投射光轴,光线经过自发光式oled显示器31、第二聚焦透镜组32、补偿棱镜23、第二施密特棱镜13、后成像,其像面与lcd显示器15、聚焦面fs重合,自发光式oled显示器31的信息以及望远镜瞄准光轴所成的像同时被人眼经过目镜16观察到。

在补偿棱镜连接面231的表面上,或第二施密特棱镜外反射表面132上镀有分光膜层,分光膜层为以下两种膜系:

1)λ=400nm~720nm,r/t=4:6;λ=850nm~950nm,t>98%;

2)λ=400nm~620nm,t>98%;620nm~720nm,r/t=4:6;λ=850nm~950nm,t>98%。

实施例4

本实施例给出了一种激光测距望远镜的光学系统第四种结构,如图4所示,在物镜11和目镜16之间沿入射光线依次设置有反射直角棱镜14、第一施密特棱镜12和第二施密特棱镜13,第二施密特棱镜收发面131正对目镜16,反射直角棱镜14位于第一施密特棱镜收发面121下侧,并呈45度倾斜设置,第二施密特棱镜收发面131穿出的入射光线垂直进入目镜16。本实施例补偿棱镜23包括激光出射面232和显示器入射面233,激光出射面232与第二施密特棱镜内反射面133垂直,激光出射面232和显示器入射面233垂直。apd探测器21通过第一聚焦透镜组22正对激光出射面232,接收激光光线穿过第二施密特棱镜13与补偿棱镜23的连接面进入补偿棱镜23,经补偿棱镜激光出射面232、第一聚焦透镜组22聚焦后被apd探测器21探测,自发光式oled显示器31与显示器入射面233之间设置有第二聚焦透镜组32,自发光式oled显示器31光线穿过第二聚焦透镜组32后垂直进入显示器入射面233。lcd显示器15设置在目镜16和反射直角棱镜14之间,且lcd显示器15正对目镜16设置。

如图4a所示,其中光线为望远镜瞄准光轴,光线经过物镜11、反射直角棱镜14、第一施密特棱镜12和第二施密特棱镜13后成像到焦面fs,并且lcd显示器15的显示面与焦面fs重合,人眼经过目镜16观察lcd显示器15和上述光路对物体所成的像。

如图4b所示,其中光线为激光接收光轴,光线经过物镜11、第一施密特棱镜12、第二施密特棱镜13、补偿棱镜23和第一聚焦透镜22后被apd探测器21接收。

如图4c所示,其中光线为自发光式oled显示器31投射光轴,光线经过自发光式oled显示器31、第二聚焦透镜组32、补偿棱镜23、第二施密特棱镜13、后成像,其像面与lcd显示器15、聚焦面fs重合,自发光式oled显示器31的信息以及望远镜瞄准光轴所成的像同时被人眼经过目镜16观察到。

在补偿棱镜连接面231的表面上,或第二施密特棱镜外反射表面132上镀有分光膜层,分光膜层为以下两种膜系:

1)λ=400nm~720nm,r/t=4:6;λ=850nm~950nm,t>98%;

2)λ=400nm~620nm,t>98%;620nm~720nm,r/t=4:6;λ=850nm~950nm,t>98%。

实施例5

本实施例给出了一种激光测距望远镜的光学系统第五种结构,如图5所示,在物镜11和目镜16之间沿入射光线依次设置有第一施密特棱镜12、第二施密特棱镜13和反射平面镜14,第一施密特棱镜收发面121正对物镜11,反射平面镜14位于第二施密特棱镜收发面131上侧,并呈45度倾斜设置,第二施密特棱镜收发面131穿出的入射光线经反射平面镜14反射后垂直进入目镜16。本实施例补偿棱镜23包括激光出射面232和显示器入射面,激光出射面232与第二施密特棱镜内反射面133之间成90度夹角,激光出射面232与第二施密特棱镜收发面131之间成45度夹角,apd探测器21通过第一聚焦透镜组22正对激光出射面232,接收激光光线穿过第二施密特棱镜13与补偿棱镜23的连接面进入补偿棱镜23,经补偿棱镜激光出射面232、第一聚焦透镜组22聚焦后被apd探测器21探测,自发光式oled显示器31与显示器入射面之间设置有第二聚焦透镜组32,自发光式oled显示器31光线穿过第二聚焦透镜组32后垂直进入显示器入射面。lcd显示器15设置在目镜16和反射平面镜14之间,且lcd显示器15正对目镜16设置。

如图5a所示,其中光线为望远镜瞄准光轴,光线经过物镜11、第一施密特棱镜12、第二施密特棱镜13和反射平面镜14后成像到焦面fs,并且lcd显示器15的显示面与焦面fs重合,人眼经过目镜16观察lcd显示器15和上述光路对物体所成的像。

如图5b所示,其中光线为激光接收光轴,光线经过物镜11、第一施密特棱镜12、第二施密特棱镜13、补偿棱镜23和第一聚焦透镜22后被apd探测器21接收。

如图5c所示,其中光线为自发光式oled显示器31投射光轴,光线经过自发光式oled显示器31、第二聚焦透镜组32、补偿棱镜23、第二施密特棱镜13、反射平面镜14后成像,其像面与lcd显示器15、聚焦面fs重合,自发光式oled显示器31的信息以及望远镜瞄准光轴所成的像同时被人眼经过目镜16观察到。

在补偿棱镜连接面231的表面上,或第二施密特棱镜外反射表面132上镀有分光膜层,分光膜层为以下两种膜系:

1)λ=400nm~720nm,r/t=4:6;λ=850nm~950nm,t>98%;

2)λ=400nm~620nm,t>98%;620nm~720nm,r/t=4:6;λ=850nm~950nm,t>98%。

实施例6

本实施例给出了一种激光测距望远镜的光学系统第六种结构,如图6所示,在物镜11和目镜16之间沿入射光线依次设置有第一施密特棱镜12、第二施密特棱镜13和反射直角棱镜14,第一施密特棱镜收发面121正对物镜11,反射直角棱镜14位于第二施密特棱镜收发面131上侧,并呈45度倾斜设置,第二施密特棱镜收发面131穿出的入射光线经反射直角棱镜14反射后垂直进入目镜16。本实施例补偿棱镜23包括激光出射面232和显示器入射面,激光出射面232与第二施密特棱镜内反射面133之间成90度夹角,激光出射面232与第二施密特棱镜收发面131之间成45度夹角,apd探测器21通过第一聚焦透镜组22正对激光出射面232,接收激光光线穿过第二施密特棱镜13与补偿棱镜23的连接面进入补偿棱镜23,经补偿棱镜激光出射面232、第一聚焦透镜组22聚焦后被apd探测器21探测,自发光式oled显示器31与显示器入射面之间设置有第二聚焦透镜组32,自发光式oled显示器31光线穿过第二聚焦透镜组32后垂直进入显示器入射面。lcd显示器15设置在目镜16和反射直角棱镜14之间,且lcd显示器15正对目镜16设置。

如图6a所示,其中光线为望远镜瞄准光轴,光线经过物镜11、第一施密特棱镜12、第二施密特棱镜13和反射直角棱镜14后成像到焦面fs,并且lcd显示器15的显示面与焦面fs重合,人眼经过目镜16观察lcd显示器15和上述光路对物体所成的像。

如图6b所示,其中光线为激光接收光轴,光线经过物镜11、第一施密特棱镜12、第二施密特棱镜13、补偿棱镜23和第一聚焦透镜22后被apd探测器21接收。

如图6c所示,其中光线为自发光式oled显示器31投射光轴,光线经过自发光式oled显示器31、第二聚焦透镜组32、补偿棱镜23、第二施密特棱镜13、反射直角棱镜14后成像,其像面与lcd显示器15、聚焦面fs重合,自发光式oled显示器31的信息以及望远镜瞄准光轴所成的像同时被人眼经过目镜16观察到。

在补偿棱镜连接面231的表面上,或第二施密特棱镜外反射表面132上镀有分光膜层,分光膜层为以下两种膜系:

1)λ=400nm~720nm,r/t=4:6;λ=850nm~950nm,t>98%;

2)λ=400nm~620nm,t>98%;620nm~720nm,r/t=4:6;λ=850nm~950nm,t>98%。

实施例7

本实施例给出了一种激光测距望远镜的光学系统第七种结构,如图7所示,在物镜11和目镜16之间沿入射光线依次设置有反射平面镜14、第一施密特棱镜12和第二施密特棱镜13,第二施密特棱镜收发面131正对目镜16,反射平面镜14位于第一施密特棱镜收发面121下侧,并呈45度倾斜设置,第二施密特棱镜收发面131穿出的入射光线垂直进入目镜16。本实施例补偿棱镜23包括激光出射面232和显示器入射面,激光出射面232与第二施密特棱镜内反射面133之间成90度夹角,激光出射面232与第二施密特棱镜收发面131之间成45度夹角,apd探测器21通过第一聚焦透镜组22正对激光出射面232,接收激光光线穿过第二施密特棱镜13与补偿棱镜23的连接面进入补偿棱镜23,经补偿棱镜激光出射面232、第一聚焦透镜组22聚焦后被apd探测器21探测,自发光式oled显示器31与显示器入射面之间设置有第二聚焦透镜组32,自发光式oled显示器31光线穿过第二聚焦透镜组32后垂直进入显示器入射面。lcd显示器15设置在目镜16和反射平面镜14之间,且lcd显示器15正对目镜16设置。

如图7a所示,其中光线为望远镜瞄准光轴,光线经过物镜11、反射平面镜14、第一施密特棱镜12和第二施密特棱镜13后成像到焦面fs,并且lcd显示器15的显示面与焦面fs重合,人眼经过目镜16观察lcd显示器15和上述光路对物体所成的像。

如图7b所示,其中光线为激光接收光轴,光线经过物镜11、第一施密特棱镜12、第二施密特棱镜13、补偿棱镜23和第一聚焦透镜22后被apd探测器21接收。

如图7c所示,其中光线为自发光式oled显示器31投射光轴,光线经过自发光式oled显示器31、第二聚焦透镜组32、补偿棱镜23、第二施密特棱镜13、后成像,其像面与lcd显示器15、聚焦面fs重合,自发光式oled显示器31的信息以及望远镜瞄准光轴所成的像同时被人眼经过目镜16观察到。

在补偿棱镜连接面231的表面上,或第二施密特棱镜外反射表面132上镀有分光膜层,分光膜层为以下两种膜系:

1)λ=400nm~720nm,r/t=4:6;λ=850nm~950nm,t>98%;

2)λ=400nm~620nm,t>98%;620nm~720nm,r/t=4:6;λ=850nm~950nm,t>98%。

实施例8

本实施例给出了一种激光测距望远镜的光学系统第八种结构,如图8所示,在物镜11和目镜16之间沿入射光线依次设置有反射直角棱镜14、第一施密特棱镜12和第二施密特棱镜13,第二施密特棱镜收发面131正对目镜16,反射直角棱镜14位于第一施密特棱镜收发面121下侧,并呈45度倾斜设置,第二施密特棱镜收发面131穿出的入射光线垂直进入目镜16。本实施例补偿棱镜23包括激光出射面232和显示器入射面,激光出射面232与第二施密特棱镜内反射面133之间成90度夹角,激光出射面232与第二施密特棱镜收发面131之间成45度夹角,apd探测器21通过第一聚焦透镜组22正对激光出射面232,接收激光光线穿过第二施密特棱镜13与补偿棱镜23的连接面进入补偿棱镜23,经补偿棱镜激光出射面232、第一聚焦透镜组22聚焦后被apd探测器21探测,自发光式oled显示器31与显示器入射面之间设置有第二聚焦透镜组32,自发光式oled显示器31光线穿过第二聚焦透镜组32后垂直进入显示器入射面。lcd显示器15设置在目镜16和反射直角棱镜14之间,且lcd显示器15正对目镜16设置。

如图8a所示,其中光线为望远镜瞄准光轴,光线经过物镜11、反射直角棱镜14、第一施密特棱镜12和第二施密特棱镜13后成像到焦面fs,并且lcd显示器15的显示面与焦面fs重合,人眼经过目镜16观察lcd显示器15和上述光路对物体所成的像。

如图8b所示,其中光线为激光接收光轴,光线经过物镜11、第一施密特棱镜12、第二施密特棱镜13、补偿棱镜23和第一聚焦透镜22后被apd探测器21接收。

如图8c所示,其中光线为自发光式oled显示器31投射光轴,光线经过自发光式oled显示器31、第二聚焦透镜组32、补偿棱镜23、第二施密特棱镜13、后成像,其像面与lcd显示器15、聚焦面fs重合,自发光式oled显示器31的信息以及望远镜瞄准光轴所成的像同时被人眼经过目镜16观察到。

在补偿棱镜连接面231的表面上,或第二施密特棱镜外反射表面132上镀有分光膜层,分光膜层为以下两种膜系:

1)λ=400nm~720nm,r/t=4:6;λ=850nm~950nm,t>98%;

2)λ=400nm~620nm,t>98%;620nm~720nm,r/t=4:6;λ=850nm~950nm,t>98%。

本发明采用第一施密特和第二施密特棱镜内反射面正对的结构,使得结构更加紧凑,更有利于产品内部设计,方便布局。光线穿过物镜,经过反射平面镜反射后进入第一施密特棱镜的收发面,形成瞄准光轴。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。


技术特征:

1.一种激光测距望远镜的光学系统,其特征在于,包括物镜、目镜及其中间的分束系统,分束系统包括在主光轴上设置的施密特棱镜组,施密特棱镜组包括第一施密特棱镜、第二施密特棱镜和补偿棱镜,第一施密特棱镜和第二施密特棱镜都包括收发面、内反射面和外反射面,补偿棱镜连接在第二施密特棱镜的外反射面上,在补偿棱镜外侧设置有apd探测器和自发光式oled显示器,第一施密特棱镜和第二施密特棱镜的内反射面相对设置,第一施密特棱镜或第二施密特棱镜的收发面,其中一个正对物镜或目镜,另一个通过反射装置使入射光线通过目镜或物镜,在入射光线的路径上设置有lcd显示器,在施密特棱镜组及补偿棱镜各反射平面镜面或透射镜面上镀有分光膜层。

2.根据权利要求1所述的激光测距望远镜的光学系统,其特征在于,所述补偿棱镜由直角棱镜组成,或由斜角棱镜和直角棱镜组成。

3.根据权利要求1所述的激光测距望远镜的光学系统,其特征在于,所述反射装置为反射平面镜或反射直角棱镜。

4.根据权利要求1所述的激光测距望远镜的光学系统,其特征在于,在物镜和目镜之间沿入射光线依次设置有第一施密特棱镜、第二施密特棱镜、反射装置,入射光线经物镜进入施密特棱镜组,施密特棱镜组的出射光线经反射装置反射垂直经过lcd显示器后进入目镜,所述补偿棱镜包括激光出射面和显示器入射面,所述显示器入射面与第二施密特棱镜内反射面平行,所述激光出射射面与第二施密特棱镜内反射面成90度夹角,激光出射面与显示器入射面之间也成90度夹角,激光经激光出射面通过第一聚焦透镜组聚焦进入apd探测器,自发光式oled显示器通过第二聚焦透镜组正对显示器入射面。

5.根据权利要求1所述的激光测距望远镜的光学系统,其特征在于,在物镜和目镜之间沿入射光线依次设置有第一施密特棱镜、第二施密特棱镜、反射装置,入射光线经物镜进入施密特棱镜组,施密特棱镜组的出射光线经反射装置反射垂直经过lcd显示器后进入目镜,所述补偿棱镜包括激光出射面和显示器入射面,激光出射面与第二施密特棱镜内反射面之间成90度夹角,激光出射面与第二施密特棱镜收发面之间成45度夹角,自发光式oled显示器通过第二聚焦透镜组正对显示器入射面,apd探测器通过第一聚焦透镜组正对激光出射面。

6.根据权利要求1所述的激光测距望远镜的光学系统,其特征在于,在物镜和目镜之间沿入射光线依次设置有反射装置、第一施密特棱镜、第二施密特棱镜,入射光线经反射装置进入施密特棱镜组,施密特棱镜组的出射光线垂直经过lcd显示器后进入目镜,所述补偿棱镜包括激光出射面和显示器入射面,所述显示器入射面与第二施密特棱镜内反射面平行,所述激光出射射面与第二施密特棱镜内反射面成90度夹角,激光出射面与显示器入射面之间也成90度夹角,激光经激光出射面通过第一聚焦透镜组聚焦进入apd探测器,自发光式oled显示器通过第二聚焦透镜组正对显示器入射面。

7.根据权利要求1所述的激光测距望远镜的光学系统,其特征在于,在物镜和目镜之间沿入射光线依次设置有反射装置、第一施密特棱镜、第二施密特棱镜,入射光线经反射装置进入施密特棱镜组,施密特棱镜组的出射光线垂直经过lcd显示器后进入目镜,所述补偿棱镜包括激光出射面和显示器入射面,激光出射面与第二施密特棱镜内反射面之间成90度夹角,激光出射面与第二施密特棱镜收发面之间成45度夹角,自发光式oled显示器通过第二聚焦透镜组正对显示器入射面,apd探测器通过第一聚焦透镜组正对激光出射面。

8.根据权利要求1所述的激光测距望远镜的光学系统,其特征在于,lcd显示器设置在目镜和反射装置之间,且lcd显示器正对目镜设置,lcd显示器成像面与焦面相重合。

9.根据权利要求1所述的激光测距望远镜的光学系统,其特征在于,补偿棱镜与第二施密特棱镜外反射面相接触的表面上、或第二施密特棱镜外反射表面上镀有分光膜层,分光膜层为以下两种膜系:

1)、λ=400nm~720nm,r/t=4:6;λ=850nm~950nm,t>98%;

2)、λ=400nm~620nm,t>98%;620nm~720nm,r/t=4:6;λ=850nm~950nm,t>98%。

技术总结
本发明公开了一种激光测距望远镜的光学系统,包括物镜、目镜及其中间的分束系统,分束系统包括在主光轴上设置的第一施密特棱镜、第二施密特棱镜和补偿棱镜,第一施密特棱镜和第二施密特棱镜都包括收发面、内反射面和外反射面,补偿棱镜连接在第二施密特棱镜的外反射面上,在补偿棱镜外侧设置有APD探测器和自发光式OLED显示器,第一施密特棱镜和第二施密特棱镜的内反射面相对设置,第一施密特棱镜或第二施密特棱镜的收发面,其中一个正对物镜或目镜,另一个通过反射装置使入射光线通过目镜或物镜,在入射光线的路径上设置有LCD显示器,在施密特棱镜组及补偿棱镜各反射平面镜面或透射镜面上镀多层介质膜。本发明结构更加紧凑,方便布局。

技术研发人员:周翔;俞小进
受保护的技术使用者:广州博冠光电科技股份有限公司
技术研发日:2020.01.09
技术公布日:2020.06.09

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