激光测距分束系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种激光测距分束系统，涉及光束分离【技术领域】。意在提供一种结构简单紧凑，分光种类多，测量范围广，稳定性好，测量精度高的一种激光测距分束系统。包括一个屋脊半五棱镜，一个等腰棱镜和一个补偿棱镜；由于补偿棱镜的不同，共有四种分光组合；一定波长的光从屋脊半五棱镜的一边进入，在里面经过几次反射以后，最后出射进入到等腰棱镜中，同样经过几次反射以后，最后和入射光轴一致的方向出射；还另一波长的光从补偿棱镜的一边入射，并最终从屋脊半五棱镜一边或者等腰棱镜一边出射，由于棱镜放置位置和数据显示LCD位置的不同会造成分光方式的不同；激光测距仪使用不同的分光组合将有多种不同的测距光学系统。
【专利说明】激光测距分束系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及光束分离【技术领域】，尤其涉及一种激光测距分束系统。
【背景技术】
[0002]目前，激光测距仪的光分束器结构复杂，体积大，安装调试难度大，不易对光束分离传输的路径进行很好的控制，稳定性不高。
【发明内容】
[0003]本发明是为了克服现有激光测距仪的光分束器结构复杂，体积大，安装调试难度大，稳定性不高的不足，提供一种结构简单紧凑、体积小、易于安装调试、稳定性好、测量精度高的一种激光测距分束系统。
[0004]为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案:
[0005]—种激光测距分束系统,包括:一个屋脊半五棱镜、一个等腰棱镜和一个补偿棱镜，屋脊半五棱镜包括:屋脊收发面、屋脊外反射面、屋脊内反射面和屋脊顶面，屋脊收发面的两端分别与屋脊外反射面的一端和屋脊内反射面的一端相交，屋脊顶面的两端分别与屋脊外反射面的另一端和屋脊内反射面的另一端相交，并且屋脊外反射面与屋脊收发面的夹角为112.5度，屋脊收发面与屋脊内反射面的夹角为45度，屋脊内反射面与屋脊顶面的夹角为90度；等腰棱镜的两个等腰面分别为等腰一号腰面和等腰二号腰面，等腰棱镜的底面为等腰底面，并且等腰一号腰面与等腰二号腰面的夹角为45度；等腰棱镜的等腰一号腰面与屋脊半五棱镜的屋脊内反射面平行布置，并且等腰一号腰面与屋脊内反射面之间的间距为0.8-lmm ;所述补偿棱镜或者为一号补偿棱镜、或者为二号补偿棱镜、或者为三号补偿棱镜、或者为四号补偿棱镜；(I)当补偿棱镜为一号补偿棱镜时，一号补偿棱镜包括一个一号补偿收发面和一个一号补偿胶合面，并且一号补偿收发面和一号补偿胶合面的夹角为22.5度，一号补偿棱镜的一号补偿胶合面通过胶合连接的方式与等腰棱镜的等腰底面连接在一起，并且一号补偿收发面与等腰一号腰面的夹角为90度；(II)当补偿棱镜为二号补偿棱镜时，二号补偿棱镜包括一个二号补偿第一收发面、一个二号补偿第二收发面和一个二号补偿胶合面，并且二号补偿第一收发面和二号补偿胶合面的夹角为22.5度，二号补偿第二收发面和二号补偿胶合面的夹角为22.5度，二号补偿第一收发面和二号补偿第二收发面的夹角为135度，二号补偿棱镜的二号补偿胶合面通过胶合连接的方式与等腰棱镜的等腰底面连接在一起，并且二号补偿第一收发面与等腰一号腰面的夹角为90度；(III)当补偿棱镜为三号补偿棱镜时，三号补偿棱镜包括一个三号补偿第一收发面、一个三号补偿第二收发面、一个三号补偿反射面和一个三号补偿胶合面，并且三号补偿第一收发面和三号补偿胶合面的夹角为112.5度，三号补偿第一收发面和三号补偿第二收发面的夹角为90度，三号补偿第二收发面与三号补偿反射面的夹角为112.5度，三号补偿第二收发面与三号补偿胶合面的夹角为22.5度，三号补偿反射面与三号补偿胶合面的夹角为45度，三号补偿棱镜的三号补偿胶合面通过胶合连接的方式与等腰棱镜的等腰底面连接在一起，并且三号补偿第一收发面与等腰一号腰面的夹角为45度；(IV)当补偿棱镜为四号补偿棱镜时，四号补偿棱镜包括一个四号补偿收发面、一个四号补偿反射面和一个四号补偿胶合面，并且四号补偿收发面和四号补偿胶合面的夹角为112.5度，四号补偿收发面和四号补偿反射面的夹角为45度，四号补偿反射面与四号补偿胶合的夹角为22.5度，四号补偿棱镜的四号补偿胶合面通过胶合连接的方式与等腰棱镜的等腰底面连接在一起，并且四号补偿收发面与等腰一号腰面的夹角为45度。
[0006]本方案共有四种补偿棱镜，每种补偿棱镜的补偿胶合面与等腰棱镜的等腰底面胶合连接在一起，因此共有四种不同组合的光分束器。屋脊半五棱镜和等腰棱镜的连接方式是这四种不同组合的光分束器的通用连接方式，如果补偿棱镜不同，则将实现不同的光路分光方式，每种光路分光方式的光分束器就能作为一套激光测距仪的光分束器使用，这样能够制作出四套光分束器分光方式不同的激光测距仪，便于不同场合使用，提高了激光测距仪的使用范围和测量精度。本方案中，如果从发射器发出的光束是从屋脊半五棱镜的屋脊收发面进入到光分束器中，该光束会依次经过屋脊内反射面反射和屋脊外反射面反射后垂直入射到等腰棱镜中，再依次经过等腰二号腰面反射、等腰底面反射和等腰一号腰面反射后，该光束以垂直于等腰二号腰面从光分束器中出射出去。如果从发射器发出的光束是从补偿棱镜进入到光分束器中，那么一部分光束传播情况是，若该光束在等腰棱镜和屋脊半五棱镜中的传播路径与从屋脊收发面进入到光分束器中的光束的传播路径相同且传播方向相反，最后垂直于屋脊半五棱镜的屋脊收发面从光分束器出射出去；另一部分光束传播情况是，若该光束只在等腰棱镜中传播，该光束经过等腰棱镜的等腰一号腰面反射后沿着从屋脊收发面进入到光分束器中的光束在等腰棱镜中出射传播的路径从等腰二号腰面垂直出射出去。本方案结构简单紧凑，体积�。止庵掷喽啵饬糠段Ч悖子诎沧暗魇裕榷ㄐ院茫饬烤雀�。
[0007]作为优�。诘妊饩瞪仙栌械妊们忻妫妊们忻娴牧蕉朔直鹩氲妊叛娴囊欢撕偷妊酌娴囊欢讼嘟唬坏妊叛婧偷妊们忻娴募薪俏�135度。等腰裁切面把不影响光束分光的部分等腰棱镜切除，减小了光分束器的提交，能有效节省了激光测距仪的空间。等腰二号腰面和等腰裁切面的夹角为135度，使得等腰裁切面与等腰一号腰面平行，这种结构稳定性高，便于安装和调试，结构紧凑，体积小。
[0008]作为优�。缓挪钩ダ饩档那忻嫖切危忻嫖切蔚囊缓挪钩ダ饩蛋ㄒ桓鲆缓挪钩ゲ们忻妫⑶乙缓挪钩ナ辗⒚嬗胍缓挪钩ゲ们忻娴募薪俏�90度。这种结构简单，使得补偿裁切面与等腰一号腰面平行，这种结构稳定性高，便于安装和调试，一号补偿裁切面不仅减小了发光分束器的体积，而且还降低了裁切面处的透光体对光束的影响，稳定性和可靠性较高，结构紧凑，体积小。
[0009]作为优选，二号补偿棱镜的切面为五边形，切面为五边形的二号补偿棱镜包括一个二号补偿第一裁切面和一个二号补偿第二裁切面，并且二号补偿第一裁切面与二号补偿胶合面的夹角为112.5度，二号补偿第一裁切面与二号补偿第一收发面的夹角为90度，二号补偿第一裁切面的两端分别与二号补偿胶合面的一端和二号补偿第一收发面的一端相交；二号补偿第二裁切面与二号补偿胶合面的夹角为112.5度，二号补偿第二裁切面与二号补偿第二收发面的夹角为90度，二号补偿第二裁切面的两端分别与二号补偿胶合面的另一端和二号补偿第二收发面的一端相交。二号补偿第一裁切面和二号补偿第二裁切面不仅减小了发光分束器的体积，而且还降低了裁切面处的透光体对光束的影响，稳定性和可靠性较高，结构紧凑，体积小。
[0010]作为优�。挪钩ダ饩档那忻嫖灞咝危忻嫖灞咝蔚娜挪钩ダ饩蛋ㄒ桓鋈挪钩ゲ们忻妫⑶胰挪钩ゲ们忻嬗肴挪钩ソ汉厦娴募薪俏�112.5度，三号补偿裁切面与三号补偿反射面的夹角为112.5度，三号补偿裁切面的两端分别与三号补偿胶合面的一端和三号补偿反射面一端相交。三号补偿切面不仅减小了发光分束器的体积，而且还降低了裁切面处的透光体对光束的影响，稳定性和可靠性较高，结构紧凑，体积小。
[0011]作为优�。暮挪钩ダ饩档那忻嫖灞咝危忻嫖灞咝蔚乃暮挪钩ダ饩蛋ㄒ桓鏊暮挪钩サ谝徊们忻婧鸵桓鏊暮挪钩サ诙们忻妫⑶宜暮挪钩サ谝徊们忻嬗胨暮挪钩ナ辗⒚娴募薪俏�90度，四号补偿第一裁切面与四号补偿反射面的夹角为135度，四号补偿第一裁切面的两端分别与四号补偿收发面的一端和四号补偿反射面的一端相交；四号补偿第二裁切面与四号补偿胶合面的夹角为112.5度，四号补偿第二裁切面与四号补偿反射面的夹角为90度，四号补偿第二裁切面的两端分别与四号补偿胶合面的另一端和四号补偿反射面另一端相交。四号补偿第一裁切面和四号补偿第二裁切面不仅减小了发光分束器的体积，而且还降低了裁切面处的透光体对光束的影响，稳定性和可靠性较高，结构紧凑，体积小。
[0012]作为优�。缓挪钩ゲ们忻嬗氲妊们忻嬖谕桓銎矫婺冢缓挪钩ナ辗⒚娴囊欢�、一号补偿胶合面的一端和等腰一号腰面的一端相交于同一条直线上。结构紧凑，体积�。榷ㄐ愿�。
[0013]作为优�。挪钩サ谝徊们忻嬗氲妊缓叛嬖谕桓銎矫婺冢挪钩ソ汉厦娴牧硪欢�、二号补偿第二裁切面的一端和等腰裁切面的一端相交于同一条直线上。结构紧凑，体积�。榷ㄐ愿�。
[0014]作为优�。挪钩ゲ们忻嬗氲妊缓叛嬖谕桓銎矫婺冢挪钩ソ汉厦娴牧硪欢�、三号补偿第一收发面的一端和等腰裁切面的一端相交于同一条直线上。结构紧凑，体积�。榷ㄐ愿�。
[0015]作为优�。暮挪钩サ诙们忻嬗氲妊缓叛嬖谕桓銎矫婺冢暮挪钩ソ汉厦娴囊欢恕⑺暮挪钩ナ辗⒚娴牧硪欢撕偷妊们忻娴囊欢讼嘟挥谕惶踔毕呱�。结构紧凑，体积�。榷ㄐ愿�。
[0016]本发明能达到如下效果:
[0017]本发明结构简单紧凑，体积�。止庵掷喽啵饬糠段Ч悖子诘魇裕榷ㄐ院茫饬烤雀�。
【专利附图】
【附图说明】
[0018]图1是本发明例1或例2当光分束器的补偿棱镜为一号补偿棱镜时的一种连接结构示意图。
[0019]图2是本发明例1或例2当光分束器的补偿棱镜为一号补偿棱镜时，光束1*1从屋脊半五棱镜的屋脊收发面进入到光分束器，该光束4在光分束器中的光路传播路径示意图。
[0020]图3是本发明例1或例2当光分束器的补偿棱镜为一号补偿棱镜时,光束1*2从一号补偿棱镜的一号补偿收发面进入到光分束器，该光束1*2在光分束器中的光路传播路径示意图。
[0021]图4是本发明例1当光分束器的补偿棱镜为一号补偿棱镜时，由二号收发系统发射激光，然后由一号收发系统接收激光的一种激光测距仪装配后的使用状态连接结构示意图。
[0022]图5是本发明例2当光分束器的补偿棱镜为一号补偿棱镜时，由一号收发系统发射激光，然后由二号收发系统接收激光的一种激光测距仪装配后的使用状态连接结构示意图。
[0023]图6是本发明例3或例4当光分束器的补偿棱镜为二号补偿棱镜时的一种连接结构示意图。
[0024]图7是本发明例3或例4当光分束器的补偿棱镜为二号补偿棱镜时，光束1*3从屋脊半五棱镜的屋脊收发面进入到光分束器，该光束巧在光分束器中的光路传播路径示意图。
[0025]图8是本发明例3或例4当光分束器的补偿棱镜为二号补偿棱镜时，光束1*4从二号补偿棱镜的二号补偿第一收发面进入到光分束器，该光束1*4在光分束器中的光路传播路径不意图。
[0026]图9是本发明例3或例4当光分束器的补偿棱镜为二号补偿棱镜时，光束1*5从二号补偿棱镜的二号补偿第二收发面进入到光分束器，该光束技在光分束器中的光路传播路径不意图。
[0027]图10是本发明例3当光分束器的补偿棱镜为二号补偿棱镜时，由二号收发系统发射激光，然后由一号收发系统接收激光的一种激光测距仪装配后的使用状态连接结构示意图。
[0028]图11是本发明例4当光分束器的补偿棱镜为二号补偿棱镜时，由一号收发系统发射激光，然后由二号收发系统接收激光的一种激光测距仪装配后的使用状态连接结构示意图。
[0029]图12是本发明例5或例6当光分束器的补偿棱镜为三号补偿棱镜时的一种连接结构示意图。
[0030]图13是本发明例5或例6当光分束器的补偿棱镜为三号补偿棱镜时，光束1*6从屋脊半五棱镜的屋脊收发面进入到光分束器，该光束％在光分束器中的光路传播路径示意图。
[0031]图14是本发明例5或例6当光分束器的补偿棱镜为三号补偿棱镜时，光束1*7从三号补偿棱镜的三号补偿第一收发面进入到光分束器，该光束—在光分束器中的光路传播路径不意图。
[0032]图15是本发明例5或例6当光分束器的补偿棱镜为三号补偿棱镜时，光束1*8从三号补偿棱镜的三号补偿第二收发面进入到光分束器，该光束#在光分束器中的光路传播路径不意图。
[0033]图16是本发明例5当光分束器的补偿棱镜为三号补偿棱镜时，由二号收发系统发射激光，然后由一号收发系统接收激光的一种激光测距仪装配后的使用状态连接结构示意图。
[0034]图17是本发明例6当光分束器的补偿棱镜为三号补偿棱镜时，由一号收发系统发射激光，然后由二号收发系统接收激光的一种激光测距仪装配后的使用状态连接结构示意图。
[0035]图18是本发明例7或例8当光分束器的补偿棱镜为四号补偿棱镜时的一种连接结构示意图。
[0036]图19是本发明例7或例8当光分束器的补偿棱镜为四号补偿棱镜时，光束1*9从屋脊半五棱镜的屋脊收发面进入到光分束器，该光束!'9在光分束器中的光路传播路径示意图。
[0037]图20是本发明例7或例8当光分束器的补偿棱镜为四号补偿棱镜时，光束『10从四号补偿棱镜的四号补偿收发面进入到光分束器，该光束!'10在光分束器中的光路传播路径示意图。
[0038]图21是本发明例7当光分束器的补偿棱镜为四号补偿棱镜时，由二号收发系统发射激光，然后由一号收发系统接收激光的一种激光测距仪装配后的使用状态连接结构示意图。
[0039]图22是本发明例8当光分束器的补偿棱镜为四号补偿棱镜时，由一号收发系统发射激光，然后由二号收发系统接收激光的一种激光测距仪装配后的使用状态连接结构示意图。
【具体实施方式】
[0040]下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。
[0041]例1:一种激光测距分束系统，参见图1、图2、图3所示，包括:一个屋脊半五棱镜
(1)、一个等腰棱镜(2)和一个补偿棱镜(3),并且该补偿棱镜为一号补偿棱镜⑷。
[0042]屋脊半五棱镜包括:屋脊收发面(11)、屋脊外反射面(12)、屋脊内反射面(13)和屋脊顶面(14),屋脊收发面的两端分别与屋脊外反射面的一端和屋脊内反射面的一端相交，屋脊顶面的两端分别与屋脊外反射面的另一端和屋脊内反射面的另一端相交，并且屋脊外反射面与屋脊收发面的夹角为112.5度，屋脊收发面与屋脊内反射面的夹角为45度，屋脊内反射面与屋脊顶面的夹角为90度。
[0043]等腰棱镜的两个等腰面分别为等腰一号腰面(21)和等腰二号腰面(22)，等腰棱镜的底面为等腰底面(23),并且等腰一号腰面与等腰二号腰面的夹角为45度；在等腰棱镜上设有等腰裁切面(24)，等腰裁切面的两端分别与等腰二号腰面的一端和等腰底面的一端相交；等腰二号腰面和等腰裁切面的夹角为135度。等腰棱镜的等腰一号腰面与屋脊半五棱镜的屋脊内反射面平行布置，并且等腰一号腰面与屋脊内反射面之间的间距为0.8-1！^。
[0044]当光分束器(100)的补偿棱镜(3)为一号补偿棱镜(八)时，一号补偿棱镜的切面为三角形，切面为三角形的一号补偿棱镜包括一个一号补偿裁切面(八3)、一个一号补偿收发面(八2)和一个一号补偿胶合面(八1),并且一号补偿收发面和一号补偿胶合面的夹角为22.5度，一号补偿收发面与一号补偿裁切面的夹角为90度，一号补偿棱镜的一号补偿胶合面通过胶合连接的方式与等腰棱镜的等腰底面连接在一起，并且一号补偿收发面与等腰一号腰面的夹角为90度，一号补偿裁切面与等腰裁切面在同一个平面内，一号补偿收发面的一端、一号补偿胶合面的一端和等腰一号腰面的一端相交于同一条直线上。
[0045]参见图2所示，光束1*1在光分束器(100)中的传播路径为:光束1*1首先从屋脊收发面进入屋脊半五棱镜中，然后依次经过屋脊内反射面反射和屋脊外反射面反射后垂直入射到等腰棱镜中，再依次经过等腰二号腰面反射、等腰底面反射和等腰一号腰面反射后，该光束1*1以垂直于等腰二号腰面出射出去。
[0046]参见图3所不，光束1*2在光分束器(100)中的传播路径为:光束！'2从一号补偿棱镜的一号补偿收发面垂直入射进入一号补偿棱镜中，光束!'2通过一号补偿胶合面和等腰底面后进入到等腰棱镜中，光束1*2在等腰棱镜中经过等腰二号腰面反射后垂直进入屋脊半五棱镜中，光束1*2在屋脊半五棱镜中依次经过屋脊外反射面反射和屋脊内反射面反射后，光束以垂直于屋脊收发面出射出去。
[0047]在安装时，参见图1、图4所示，当用带有一号补偿棱镜㈧的光分束器(100)来装配激光测距仪时，激光测距仪包括一号收发系统(107)和二号收发系统(108),—号收发系统包括物镜(104),光分束器(100),液晶1X0 (101),接收器(102),目镜(106), 二号收发系统包括收发镜(105)和发射器(103).其中，物镜(104)布置在光分束器(100)的屋脊半五棱镜(1)的屋脊收发面(11)正对面方，目镜(106)布置在光分束器(100)的等腰棱镜(2)的腰二号腰面(22)正对面方，液晶[0)(101)布置在目镜(106)和等腰棱镜(2)的等腰二号腰面(22)之间,接收器(102)布置在光分束器(100)的一号补偿棱镜的一号补偿收发面正对面方，在接收器(102)与一号补偿棱镜的一号补偿收发面之间设有组合镜(110^
[0048]在要测量时，参见图4所示，可以先在被测目标物体上安装一个反光靶。反光靶反光的效果好，且能够准确知道测量地到被测目标物体上的实际测量点之间的实际距离，这样测量的数据准确性较高。
[0049]在测量时，参见图4所示，由二号收发系统(108)发射激光，然后由一号收发系统(107)接收激光。本例1先由发射器(103)发射红外光束，红外光束通过收发镜(105)射向被测目标物体上的反光靶(109)，被测目标物体上的反光靶反射的一部分红外光束会进入物镜，进入物镜的这部分光束，参见图2所示，一部分光束会沿着光束1*1在光分束器(100)中的传播路径进行传播，这部分光束从等腰二号腰面出射出去后在液晶1X0上显示光图像，用户就能通过目镜清楚观看到被测目标物体上的反光靶了。参见图3所示，另一部分光束会沿着光束1*2在光分束器(100)中的逆向传播路径传播，这部分光束从一号补偿棱镜的一号补偿收发面(八2)出射出去，然后通过组合透镜(110)后被接收器(102)接收。根据激光测距仪红外光束的往返时间和光速，即可测得该激光测距仪到被测目标物体上的反光靶之间的距离，并将测量距离的数据显示在液晶1X0上。本例1的结构简单紧凑，使用方便，稳定性好，测量精度高。
[0050]例2:参见图5所示，在安装时，图5和图4的区别在于，把图4中一号收发系统(107)中的接收器(102)换成了发射器(103),把图4中二号收发系统(108)中的发射器
(103)换成了接收器(102),图5的其它结构与图4的结构完全相同。例2在使用时，由一号收发系统(107)发射激光，然后由二号收发系统(108)接收激光。参见图1、图2、图3所示，例2中激光束的传播方向正好与例1中激光束的传播方向相反，例2的工作原理与例1的工作原理相同，具体安装过程和工作过程请参见例1。
[0051]例3:参见图10所示，图10和图4的区别在于:一是把图4中一号收发系统(107)中的光分束器(100)换成了光分束器(200),并且光分束器(200)的补偿棱镜(3)为二号补偿棱镜(8),该二号补偿棱镜包括一个二号补偿第一收发面(83)和一个二号补偿第二收发面(84) ；二是把组合透镜(110)和接收器(102)布置在二号补偿棱镜(8)的二号补偿第一收发面正对面方，并且把组合透镜(110)布置在二号补偿第一收发面(83)和接收器(102)之间；三是在二号补偿棱镜(8)的二号补偿第二收发面正对面方布置有一组组合反光镜
(111),并把液晶1^0(101)布置在组合反光镜的反光面前方。图10中的其它连接结构与图4中的其它连接结构相同。
[0052]参见图6所示，当补偿棱镜(3)为二号补偿棱镜(8)时，二号补偿棱镜的切面为五边形，切面为五边形的二号补偿棱镜包括一个二号补偿第一裁切面(82)、一个二号补偿第二裁切面(85)、一个二号补偿第一收发面(83)、一个二号补偿第二收发面(84)和一个二号补偿胶合面(81)，并且二号补偿第一收发面和二号补偿胶合面的夹角为22.5度，二号补偿第二收发面和二号补偿胶合面的夹角为22.5度，二号补偿第一收发面和二号补偿第二收发面的夹角为135度，二号补偿第一裁切面与二号补偿胶合面的夹角为112.5度，二号补偿第一裁切面与二号补偿第一收发面的夹角为90度，二号补偿第一裁切面的两端分别与二号补偿胶合面的一端和二号补偿第一收发面的一端相交；二号补偿第二裁切面与二号补偿胶合面的夹角为112.5度，二号补偿第二裁切面与二号补偿第二收发面的夹角为90度，二号补偿第二裁切面的两端分别与二号补偿胶合面的另一端和二号补偿第二收发面的一端相交。二号补偿棱镜的二号补偿胶合面通过胶合连接的方式与等腰棱镜的等腰底面连接在一起，并且二号补偿第一收发面与等腰一号腰面的夹角为90度；二号补偿第一裁切面与等腰一号腰面在同一个平面内，二号补偿胶合面的另一端、二号补偿第二裁切面的一端和等腰裁切面的一端相交于同一条直线上。
[0053]在测量时，参见图10所示，由二号收发系统(108)发射激光，然后由一号收发系统(107)接收激光。本例3先由发射器(103)发射红外光束，红外光束通过收发镜(105)射向被测目标物体上的反光靶(109)，被测目标物体上的反光靶反射的一部分红外光束会进入物镜，进入物镜的这部分光束，参见图7所示，一部分光束会沿着光束1*3在光分束器(200)中的传播路径进行传播，这部分光束从等腰二号腰面出射出去后在液晶1X0上显示光图像，用户就能通过目镜清楚观看到被测目标物体上的反光靶了。参见图8、图9所示，另一部分光束会沿着光束1*4和!'5在光分束器(200)中的逆向传播路径传播，这部分光束从二号补偿棱镜的二号补偿第一收发面(83)出射出去，然后通过组合透镜(110)后被接收器(102)接收。根据激光测距仪红外光束的往返时间和光速，即可测得该激光测距仪到被测目标物体上的反光靶之间的距离，并将测量距离的数据显示在液晶1X0上。本例3的结构简单紧凑，使用方便，稳定性好，测量精度高。
[0054]例4:参见图11所示，在安装时，图11和图10的区别在于，把图10中一号收发系统(107)中的接收器(102)换成了发射器(103),把图10中二号收发系统(108)中的发射器(103)换成了接收器(102),图11的其它结构与图10的结构完全相同。例4在使用时，由一号收发系统(107)发射激光，然后由二号收发系统(108)接收激光。参见图7、图8、图9所示，例4中激光束的传播方向正好与例3中激光束的传播方向相反，例4的工作原理与例3的工作原理相同，具体安装过程和工作过程请参见例3。
[0055]例5:参见图16所不，图16和图10的区别在于:一是把图10中一号收发系统
(107)中的光分束器(200)换成了光分束器(300),并且光分束器(300)的补偿棱镜(3)为三号补偿棱镜(0,该三号补偿棱镜包括一个三号补偿第一收发面￠2)和一个三号补偿第二收发面￠3) ；二是把组合透镜(110)和接收器(102)布置在三号补偿棱镜(0的三号补偿第二收发面￠3)正对面方，并且把组合透镜(110)布置在三号补偿第二收发面￠3)和接收器(102)之间；三是在三号补偿棱镜(0的三号补偿第一收发面正对面方布置有一组组合反光镜(111),并把液晶1^0(101)布置在组合反光镜的反光面前方。图16中的其它连接结构与图10中的其它连接结构相同。
[0056]参见图12所示，当补偿棱镜⑶为三号补偿棱镜⑵时，三号补偿棱镜的切面为五边形，切面为五边形的三号补偿棱镜包括一个三号补偿裁切面(⑶)、一个三号补偿第一收发面￠2)、一个三号补偿第二收发面￠3)、一个三号补偿反射面￠4)和一个三号补偿胶合面￠1),并且三号补偿第一收发面和三号补偿胶合面的夹角为112.5度，三号补偿第一收发面和三号补偿第二收发面的夹角为90度，三号补偿第二收发面与三号补偿反射面的夹角为112.5度，三号补偿第二收发面与三号补偿胶合面的夹角为22.5度，三号补偿反射面与三号补偿胶合面的夹角为45度，三号补偿裁切面与三号补偿胶合面的夹角为112.5度，三号补偿裁切面与三号补偿反射面的夹角为112.5度，三号补偿裁切面的两端分别与三号补偿胶合面的一端和三号补偿反射面一端相交。三号补偿棱镜的三号补偿胶合面通过胶合连接的方式与等腰棱镜的等腰底面连接在一起，并且三号补偿第一收发面与等腰一号腰面的夹角为45度；三号补偿裁切面与等腰一号腰面在同一个平面内，三号补偿胶合面的另一端、三号补偿第一收发面的一端和等腰裁切面的一端相交于同一条直线上。
[0057]在测量时，参见图16所示，由二号收发系统(108)发射激光，然后由一号收发系统(107)接收激光。本例5先由发射器(103)发射红外光束，红外光束通过收发镜(105)射向被测目标物体上的反光靶(109)，被测目标物体上的反光靶反射的一部分红外光束会进入物镜，进入物镜的这部分光束，参见图13所示，一部分光束会沿着光束1*6在光分束器(300)中的传播路径进行传播，这部分光束从等腰二号腰面出射出去后在液晶1X0上显示光图像，用户就能通过目镜清楚观看到被测目标物体上的反光靶了。参见图14、图15所示，另一部分光束会沿着光束1*7和！'8在光分束器(300)中的逆向传播路径传播，这部分光束从三号补偿棱镜的三号补偿第二收发面￠2)出射出去，然后通过组合透镜(110)后被接收器(102)接收。根据激光测距仪红外光束的往返时间和光速，即可测得该激光测距仪到被测目标物体上的反光靶之间的距离，并将测量距离的数据显示在液晶1X0上。本例5的结构简单紧凑，使用方便，稳定性好，测量精度高。
[0058]例6:参见图17所示，在安装时，图17和图16的区别在于，把图16中一号收发系统(107)中的接收器(102)换成了发射器(103),把图16中二号收发系统(108)中的发射器(103)换成了接收器(102),图17的其它结构与图16的结构完全相同。例6在使用时，由一号收发系统(107)发射激光，然后由二号收发系统(108)接收激光。参见图13、图14、图15所示，例6中激光束的传播方向正好与例5中激光束的传播方向相反，例6的工作原理与例5的工作原理相同，具体安装过程和工作过程请参见例5。
[0059]例7:参见图21所示，图21和图4的区别在于:一是把图4中一号收发系统(107)中的光分束器(100)换成了光分束器(400),并且光分束器(400)的补偿棱镜(3)为四号补偿棱镜(0)，该四号补偿棱镜包括一个四号补偿收发面(02) ；二是把组合透镜(110)和接收器(102)布置在四号补偿棱镜(0)的四号补偿收发面正对面方，并且把组合透镜(110)布置在四号补偿收发面(02)和接收器(102)之间。图21中的其它连接结构与图4中的其它连接结构相同。
[0060]参见图18所示，当补偿棱镜⑶为四号补偿棱镜⑶时，四号补偿棱镜的切面为五边形，切面为五边形的四号补偿棱镜包括一个四号补偿第一裁切面(03)、一个四号补偿第二裁切面(05),—个四号补偿收发面(02),—个四号补偿反射面(04)和一个四号补偿胶合面(01),并且四号补偿收发面和四号补偿胶合面的夹角为112.5度，四号补偿收发面和四号补偿反射面的夹角为45度，四号补偿反射面与四号补偿胶合的夹角为22.5度，四号补偿第一裁切面与四号补偿收发面的夹角为90度，四号补偿第一裁切面与四号补偿反射面的夹角为135度，四号补偿第一裁切面的两端分别与四号补偿收发面的一端和四号补偿反射面的一端相交；四号补偿第二裁切面与四号补偿胶合面的夹角为112.5度，四号补偿第二裁切面与四号补偿反射面的夹角为90度，四号补偿第二裁切面的两端分别与四号补偿胶合面的另一端和四号补偿反射面另一端相交。四号补偿棱镜的四号补偿胶合面通过胶合连接的方式与等腰棱镜的等腰底面连接在一起，并且四号补偿收发面与等腰一号腰面的夹角为45度。四号补偿第二裁切面与等腰一号腰面在同一个平面内，四号补偿胶合面的一端、四号补偿收发面的另一端和等腰裁切面的一端相交于同一条直线上。
[0061]在测量时，参见图21所示，由二号收发系统(108)发射激光，然后由一号收发系统(107)接收激光。本例1先由发射器(103)发射红外光束，红外光束通过收发镜(105)射向被测目标物体上的反光靶(109)，被测目标物体上的反光靶反射的一部分红外光束会进入物镜，进入物镜的这部分光束，参见图19所示，一部分光束会沿着光束1*9在光分束器(400)中的传播路径进行传播，这部分光束从等腰二号腰面出射出去后在液晶1X0上显示光图像，用户就能通过目镜清楚观看到被测目标物体上的反光靶了。参见图20所示，另一部分光束会沿着光束110在光分束器(400)中的逆向传播路径传播，这部分光束从四号补偿棱镜的四号补偿收发面(02)出射出去，然后通过组合透镜(110)后被接收器(102)接收。根据激光测距仪红外光束的往返时间和光速，即可测得该激光测距仪到被测目标物体上的反光靶之间的距离，并将测量距离的数据显示在液晶1X0上。本例7的结构简单紧凑，使用方便，稳定性好，测量精度高。
[0062]例8:参见图22所示，在安装时，图22和图21的区别在于，把图21中一号收发系统(107)中的接收器(102)换成了发射器(103),把图21中二号收发系统(108)中的发射器(103)换成了接收器(102)，图22的其它结构与图21的结构完全相同。例8在使用时，由一号收发系统(107)发射激光，然后由二号收发系统(108)接收激光。参见图19、图20所示，例8中激光束的传播方向正好与例7中激光束的传播方向相反，例8的工作原理与例7的工作原理相同，具体安装过程和工作过程请参见例7。
[0063]上面结合附图描述了本发明的实施方式，但实现时不受上述实施例限制，本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变化或修改。
【权利要求】
1.一种激光测距分束系统,其特征在于,包括:一个屋脊半五棱镜(I)、一个等腰棱镜(2)和一个补偿棱镜(3), 屋脊半五棱镜包括:屋脊收发面(11)、屋脊外反射面(12)、屋脊内反射面(13)和屋脊顶面(14)，屋脊收发面的两端分别与屋脊外反射面的一端和屋脊内反射面的一端相交，屋脊顶面的两端分别与屋脊外反射面的另一端和屋脊内反射面的另一端相交，并且屋脊外反射面与屋脊收发面的夹角为112.5度，屋脊收发面与屋脊内反射面的夹角为45度，屋脊内反射面与屋脊顶面的夹角为90度； 等腰棱镜的两个等腰面分别为等腰一号腰面(21)和等腰二号腰面(22)，等腰棱镜的底面为等腰底面(23)，并且等腰一号腰面与等腰二号腰面的夹角为45度； 等腰棱镜的等腰一号腰面与屋脊半五棱镜的屋脊内反射面平行布置，并且等腰一号腰面与屋脊内反射面之间的间距为0.8-lmm ； 所述补偿棱镜(3)或者为一号补偿棱镜(A)、或者为二号补偿棱镜(B)、或者为三号补偿棱镜(C)、或者为四号补偿棱镜(D)； (I)当补偿棱镜(3)为一号补偿棱镜(A)时，一号补偿棱镜包括一个一号补偿收发面(A2)和一个一号补偿胶合面(Al)，并且一号补偿收发面和一号补偿胶合面的夹角为22.5度，一号补偿棱镜的一号补偿胶合面通过胶合连接的方式与等腰棱镜的等腰底面连接在一起，并且一号补偿收发面与等腰一号腰面的夹角为90度； (II)当补偿棱镜(3)为二号补偿棱镜(B)时，二号补偿棱镜包括一个二号补偿第一收发面(B3)、一个二号补偿第二收发面(B4)和一个二号补偿胶合面(BI)，并且二号补偿第一收发面和二号补偿胶合面的夹角为22.5度，二号补偿第二收发面和二号补偿胶合面的夹角为22.5度，二号补偿第一收发面和二号补偿第二收发面的夹角为135度，二号补偿棱镜的二号补偿胶合面通过胶合连接的方式与等腰棱镜的等腰底面连接在一起，并且二号补偿第一收发面与等腰一号腰面的夹角为90度； (III)当补偿棱镜(3)为三号补偿棱镜(C)时，三号补偿棱镜包括一个三号补偿第一收发面(C2)、一个三号补偿第二收发面(C3)、一个三号补偿反射面(C4)和一个三号补偿胶合面(Cl)，并且三号补偿第一收发面和三号补偿胶合面的夹角为112.5度，三号补偿第一收发面和三号补偿第二收发面的夹角为90度，三号补偿第二收发面与三号补偿反射面的夹角为112.5度，三号补偿第二收发面与三号补偿胶合面的夹角为22.5度，三号补偿反射面与三号补偿胶合面的夹角为45度，三号补偿棱镜的三号补偿胶合面通过胶合连接的方式与等腰棱镜的等腰底面连接在一起，并且三号补偿第一收发面与等腰一号腰面的夹角为45度； (IV)当补偿棱镜(3)为四号补偿棱镜(D)时，四号补偿棱镜包括一个四号补偿收发面(D2)、一个四号补偿反射面(D4)和一个四号补偿胶合面(Dl)，并且四号补偿收发面和四号补偿胶合面的夹角为112.5度，四号补偿收发面和四号补偿反射面的夹角为45度，四号补偿反射面与四号补偿胶合的夹角为22.5度，四号补偿棱镜的四号补偿胶合面通过胶合连接的方式与等腰棱镜的等腰底面连接在一起，并且四号补偿收发面与等腰一号腰面的夹角为45度。
2.根据权利要求1所述的一种激光测距分束系统，其特征在于，在等腰棱镜上设有等腰裁切面(24)，等腰裁切面的两端分别与等腰二号腰面的一端和等腰底面的一端相交；等腰二号腰面和等腰裁切面的夹角为135度。
3.根据权利要求2所述的一种激光测距分束系统，其特征在于，一号补偿棱镜的切面为三角形，切面为三角形的一号补偿棱镜包括一个一号补偿裁切面(A3)，并且一号补偿收发面与一号补偿裁切面的夹角为90度。
4.根据权利要求2所述的一种激光测距分束系统，其特征在于，二号补偿棱镜的切面为五边形，切面为五边形的二号补偿棱镜包括一个二号补偿第一裁切面(B2)和一个二号补偿第二裁切面(B5)，并且二号补偿第一裁切面与二号补偿胶合面的夹角为112.5度，二号补偿第一裁切面与二号补偿第一收发面的夹角为90度，二号补偿第一裁切面的两端分别与二号补偿胶合面的一端和二号补偿第一收发面的一端相交；二号补偿第二裁切面与二号补偿胶合面的夹角为112.5度，二号补偿第二裁切面与二号补偿第二收发面的夹角为90度，二号补偿第二裁切面的两端分别与二号补偿胶合面的另一端和二号补偿第二收发面的一端相交。
5.根据权利要求所述2的一种激光测距分束系统，其特征在于，三号补偿棱镜的切面为五边形，切面为五边形的三号补偿棱镜包括一个三号补偿裁切面(C5),并且三号补偿裁切面与三号补偿胶合面的夹角为112.5度，三号补偿裁切面与三号补偿反射面的夹角为112.5度，三号补偿裁切面的两端分别与三号补偿胶合面的一端和三号补偿反射面一端相交。
6.根据权利要求所述2的一种激光测距分束系统，其特征在于，四号补偿棱镜的切面为五边形，切面为五边形的四号补偿棱镜包括一个四号补偿第一裁切面(D3)和一个四号补偿第二裁切面(D5)，并且四号补偿第一裁切面与四号补偿收发面的夹角为90度，四号补偿第一裁切面与四号补偿反射面的夹角为135度，四号补偿第一裁切面的两端分别与四号补偿收发面的一端和四号补偿反射面的一端相交；四号补偿第二裁切面与四号补偿胶合面的夹角为112.5度，四号补偿第二裁切面与四号补偿反射面的夹角为90度，四号补偿第二裁切面的两端分别与四号补偿胶合面的另一端和四号补偿反射面另一端相交。
7.根据权利要求所述3的一种激光测距分束系统，其特征在于，一号补偿裁切面与等腰裁切面在同一个平面内，一号补偿收发面的一端、一号补偿胶合面的一端和等腰一号腰面的一端相交于同一条直线上。
8.根据权利要求所述4的一种激光测距分束系统，其特征在于，二号补偿第一裁切面与等腰一号腰面在同一个平面内，二号补偿胶合面的另一端、二号补偿第二裁切面的一端和等腰裁切面的一端相交于同一条直线上。
9.根据权利要求所述5的一种激光测距分束系统，其特征在于，三号补偿裁切面与等腰一号腰面在同一个平面内，三号补偿胶合面的另一端、三号补偿第一收发面的一端和等腰裁切面的一端相交于同一条直线上。
10.根据权利要求所述6的一种激光测距分束系统，其特征在于，四号补偿第二裁切面与等腰一号腰面在同一个平面内，四号补偿胶合面的一端、四号补偿收发面的另一端和等腰裁切面的一端相交于同一条直线上。
【文档编号】G01S7/481GK104297742SQ201410285655
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年6月24日 优先权日:2014年6月24日
【发明者】左罗, 钱向伟 申请人:金华市蓝海光电技术有限公司
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