用于多功能望远镜的复合棱镜及其双目望远镜光学系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种用于多功能望远镜的复合棱镜及其双目望远镜光学系统。该复合棱镜包括第一半五棱镜、屋脊棱镜和第二半五棱镜，第一半五棱镜和第二半五棱镜的长直角面均与屋脊棱镜的底面胶合，屋脊棱镜的光线入射面和出射面为同一平面，且平行于屋脊棱，使复合棱镜的入射光轴与出射光轴平行。在双目望远镜光路系统中包括物镜、复合棱镜、分划镜和目镜。可具有观察、瞄准、激光发射接收和显示的功能。

【技术实现步骤摘要】
用于多功能望远镜的复合棱镜及其双目望远镜光学系统
本技术涉及光学系统领域，具体是一种用于多功能望远镜的复合棱镜及其双目望远镜光学系统。
技术介绍
望远镜已成为一种大众的时尚消费品。但现有望远镜一般只具备望远观察功能，而通常的激光测距望远镜为单目观察，对使用者来说具有不便于观察的缺陷。设计一种望远镜不仅具有双目观察功能，还能够通过发射激光快速测定目标距离、目标速度，能够同时或选择性测定自身经纬度、方位角、高低角以及海拔高度、水平度、北向方位等，能够在视场内将测得数据通过透射式液晶（LCD）或OLED直接显示或通过OLED、LED投影显示，当能弥补这一遗憾。其中光学系统是技术难点之一。
技术实现思路
鉴于此，本技术提供了一种具有测距测速和投影显示功能的双目望远镜光学系统，以及该系统中采用的复合棱镜。本双目望远镜系统不仅具有双目望远、观察功能，还能够通过发射激光快速测定目标距离、目标速度，能够在视场内将测得数据通过透射式液晶（LCD）或OLED直接显示、或通过OLED、LED投影显示，并通过中轴调节焦距和瞳距，左右目镜分别调节视度。为了实现本技术中的技术目的，本技术采用的技术方案是：用于多功能望远镜的复合棱镜，包括第一半五棱镜、屋脊棱镜和第二半五棱镜，第一半五棱镜和第二半五棱镜的长直角面均与屋脊棱镜的底面胶合，屋脊棱镜的光线入射面和出射面为同一平面，且平行于屋脊棱镜的屋脊棱，使复合棱镜的入射光轴与出射光轴平行。鉴于以上复合棱镜的结构，还可以将所述第二半五棱镜替换为由三角形棱镜与楔形棱镜或等腰棱镜胶合而成，三角形棱镜的一钝角面与屋脊棱镜底面胶合，另一钝角面与楔形棱镜或等腰棱镜胶合，其余结构不变。在上述两种结构中，屋脊棱镜的两个端面可以是不与复合棱镜入射光轴垂直的非透光面，也可以是与复合棱镜入射光轴垂直的透光面。基于以上复合棱镜的双目望远镜光学系统，采用了如下技术方案：双目望远镜光学系统，包括物镜、复合棱镜和目镜，光线经过物镜进入复合棱镜的第一半五棱镜，经其斜面反射后，从第一半五棱镜与屋脊棱镜的胶合面进入屋脊棱镜，经屋脊棱镜的屋脊面反射后由屋脊棱镜的底面射出，进入第二半五棱镜，经第二半五棱镜的斜面反射后，经第二半五棱镜的另一直角面进入目镜，再从目镜出射，通过目镜进行观察。在上述双目望远镜光学系统的物镜焦面处可以加入用平板玻璃或透射式LCD或OLED制作的分划镜，使其具有瞄准、测量及信息显示功能。进一步，在所述第一半五棱镜与屋脊棱镜胶合面镀反射激光并透射可见光的分光膜。在垂直于第一半五棱镜斜边的光路上设置有激光器或激光接收器，或者在三角形棱镜与楔形棱镜或等腰棱镜胶合面镀反射激光并透射可见光的分光膜，并在与三角形棱镜大反射面垂直的光路上设置有激光器或激光接收器，则可以使其具有激光测距、测速功能。当所述屋脊棱镜的两个端面是与复合棱镜的入射光轴垂直的透光面时，在所述三角形棱镜与等腰棱镜胶合面镀反射激光和红光并透射其余可见光的分光膜，并在垂直于屋脊棱镜端面的光路上设置显示器，则显示器发出的光穿过屋脊棱镜的两个端面，经透镜成像和反射镜反射进入等腰棱镜，再经等腰棱镜胶合面上分光膜反射从等腰棱镜射出，将显示器显示内容投影到物镜焦面上。所述多功能望远镜的复合棱镜及其双目望远镜光学系统的优点是：⑴复合棱镜的各部分胶合为一整体有利于提高光学透过率，保持光路的稳定性。⑵复合棱镜的各部分虽然胶合为一整体，但各部分可根据需要灵活变动，不仅可通用于不同物镜孔径和倍率的双目望远镜光学系统，也可以使双目望远镜光学系统实现多种功能或选择性实现不同功能。⑶光线在复合棱镜的分光面上入射角较小（不大于30°），因此偏振很小，可以大大降低分光膜的镀制难度或提高分光膜性能。⑷显示器投影系统与复合棱镜巧妙组合，减小了占用空间，使结构紧凑。⑸既可以在物镜焦面处安装由平板玻璃或透射式LCD或OLED制作的分划镜，也可以用投影系统将各种数码和图案投影到物镜焦面处代替分划镜，从而提高光学系统透过率。尤其是投影系统代替透过率较低的透射式LCD或OLED时，透过率提升效果更为显著。附图说明图1为实施例1的光路系统示意图；图2为实施例2的光路系统示意图；图3为实施例3的光路系统示意图；图4为实施例4的光路系统示意图；图5为实施例5的光路系统示意图；图6为实施例6的光路系统示意图；图7为实施例7的光路系统示意图。具体实施方式本技术在多功能望远镜光学系统中应用一种独特设计的复合棱镜，本技术中记为HYLON棱镜，HYLON棱镜是几种棱镜的胶合体。其主体棱镜是屋脊棱镜。该屋脊棱镜的入射面与出射面为同一平面且平行于屋脊棱，当光轴与其入射和出射面垂直时等同于直角棱镜，因此，应用中光轴与其入射和出射面处于非垂直状态。其两个端面可以是不与复合棱镜入射光轴垂直的非透光面，也可以是与入射面垂直的透光面。HYLON棱镜有六种具体表现形式，分别为HYLON-A、HYLON-A1、HYLON-A2、HYLON-B、HYLON-B1、HYLON-B2。采用不同的HYLON棱镜而设计的望远镜光学系统具有不同的功能，其具体形状及对应的光学系统如下：实施例1，HYLON-A棱镜及应用范例HYLON-A棱镜由第一半五棱镜2、屋脊棱镜3和第二半五棱镜4三件胶合而成，见图1。物镜1、HYLON-A棱镜和目镜6构成双目望远镜光学系统。在其中一个镜筒内加入分划镜5，则具有与不同分划对应的测量或瞄准功能。实施例2，HYLON-A1棱镜及应用范例此实施例中，HYLON-A1棱镜由第一半五棱镜2、屋脊棱镜3和第二半五棱镜4三件胶合而成。它与HYLON-A棱镜的不同之处在于：半五棱镜2的长直角面镀有反射激光并透射可见光的分光膜。见图2。物镜1、HYLON-A1棱镜、分划镜5和目镜6构成具有瞄准及双目观察功能的望远光学系统。激光器7和激光接收器9与透镜8、棱镜HYLON-A1、和物镜1分别构成激光发射系统和激光接收系统。上述四个系统组成双目激光测距望远镜，见图2。其所测激光信号，经信号处理电路转变为数据信息，再由透射式液晶（LCD）或OLED构成的分划镜5显示在望远镜视场内。实施例3，HYLON-A2棱镜及应用范例此实施例中，HYLON-A2棱镜由第一半五棱镜2、屋脊棱镜3、三角形棱镜10和楔形棱镜11四件胶合而成。它与HYLON-A的不同之处在于第二半五棱镜由三角形棱镜10和楔形棱镜11胶合而成，胶合面上镀有反射激光并透射可见光的分光膜。见图3。物镜1、HYLON-A2棱镜、分划镜5和目镜6构成具有瞄准及双目观察功能的望远光学系统。激光器7和激光接收器9分别与HYLON-A2棱镜、物镜1构成激光发射系统和激光接收系统。上述四个系统组成双目激光测距望远镜，见图3。其所测激光信号，经信号处理电路转变为数据信息，再由透射式液晶（LCD）或OLED构成的分划镜5显示在望远镜视场内。实施例4，HYLON-B棱镜及应用范例此实施例中，HYLON-B棱镜由第一半五棱镜2、屋脊棱镜3、三角形棱镜10和等腰棱镜12四件胶合而成。三角形棱镜10与等腰棱镜12的胶合面镀反射红光并透射其余可见光的分光膜。屋脊棱镜3的两个端面P1、P2为透光面，且垂直于复合棱镜的入射光轴，形成一个透光平板。见图4。物镜1、HY本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于多功能望远镜的复合棱镜，其特征在于：包括第一半五棱镜（2）、屋脊棱镜（3）和第二半五棱镜（4），第一半五棱镜（2）和第二半五棱镜（4）的长直角面均与屋脊棱镜（3）的底面胶合；屋脊棱镜（3）的光线入射面和出射面为同一平面，且平行于屋脊棱镜（3）的屋脊棱，使复合棱镜的入射光轴与出射光轴平行。

【技术特征摘要】
1.用于多功能望远镜的复合棱镜，其特征在于：包括第一半五棱镜（2）、屋脊棱镜（3）和第二半五棱镜（4），第一半五棱镜（2）和第二半五棱镜（4）的长直角面均与屋脊棱镜（3）的底面胶合；屋脊棱镜（3）的光线入射面和出射面为同一平面，且平行于屋脊棱镜（3）的屋脊棱，使复合棱镜的入射光轴与出射光轴平行。2.根据权利要求1所述用于多功能望远镜的复合棱镜，其特征在于：在所述第一半五棱镜（2）的长直角面镀有反射激光并透射可见光的分光膜。3.根据权利要求1所述用于多功能望远镜的复合棱镜，其特征在于：将所述第二半五棱镜（4）替换为三角形棱镜（10）和楔形棱镜（11），三角形棱镜（10）的一钝角面与屋脊棱镜（3）底面胶合，另一钝角面与楔形棱镜（11）胶合，三角形棱镜（10）与楔形棱镜（11）胶合面镀有反射激光并透射可见光的分光膜。4.根据权利要求1所述用于多功能望远镜的复合棱镜，其特征在于：所述屋脊棱镜（3）的两个端面为透光面，且与复合棱镜的入射光轴垂直，将所述第二半五棱镜（4）替换为三角形棱镜（10）和等腰棱镜（12）；三角形棱镜（10）的一钝角面与屋脊棱镜（3）底面胶合，另一钝角面与等腰棱镜（12）胶合；在三角形棱镜（10）与等腰棱镜（12）胶合面镀有反射红光并透射其余可见光的分光膜。5.根据权利要求4所述用于多功能望远镜的复合棱镜，其特征在于：在所述第一半五棱镜（2）的长直角面镀有反射激光并透射可见光的分光膜；在三角形棱镜（10）与等腰棱镜（12）胶合面镀有反射红光并透射其余可见光的分光膜。6.根据权利要求4所述用于多功能望远镜的复合棱镜，其特征在于：在所述三角形棱镜（10）与等腰棱镜（12）胶合面镀有反射激光和红光并透射其余可见光的分光膜。7.利用权利要求1所述复合棱镜的双目望远镜光学系统，其特征在于：包括物镜（1）、复合棱镜、分划镜（5）和目镜（6），分划镜（5）可以是刻制瞄准或测量分划的玻璃平板，也可以是透射型LCD或OLED，光线经过物镜（1）进入第一半五棱镜（2），经第一半五棱镜（2）的斜面反射后，从第一半五棱镜（2）与屋脊棱镜（3）的胶合面进入屋脊棱镜（3），经屋脊棱镜（3）的屋脊面反射后从屋脊棱镜（3）的底面进入第二半五棱镜（4），经第二半五棱镜（4）的斜面反射后，从第二半五棱镜（4）的另一直角...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱杰，高明晓，
申请(专利权)人：重庆海蓝川马光电科技有限公司，
类型：新型
国别省市：重庆,50