專利名稱：用于自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)中的復(fù)合型直角棱鏡及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)儀器，具體地說，是涉及用于自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)中的復(fù)合型直角棱
鏡及其制造方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)參見圖l，其包括主物鏡1、分光棱鏡2、調(diào)焦鏡3、分光棱鏡 4、目鏡6、分化板7以及狹縫照明鏡組5、自準(zhǔn)直接收鏡組8、光電接收器9和反射鏡100'。 其中分光棱鏡是一個(gè)起透射和反射雙重作用的光學(xué)元件，其透射部分和主物鏡1、調(diào)焦鏡3 以及分化板7和目鏡6組成望遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)；其反射部分用來溝通狹縫照明組件5和自準(zhǔn)直 接收鏡組8，組成三共軸系統(tǒng)。從狹縫照明鏡組5發(fā)出的光線通過分光棱鏡4、調(diào)焦鏡3、分 光棱鏡2和經(jīng)主物鏡射出平行光束，該平行光束投射到反射鏡100'上，經(jīng)反射以平行光束 射入主物鏡1，然后沿原路返回，其中一部分通過分光棱鏡2進(jìn)入自準(zhǔn)直接收鏡組8，另一部 分經(jīng)調(diào)焦鏡3和分光棱鏡4成像在分化板7上供目視觀察。 在上述系統(tǒng)中，反射鏡100' —般采用平面反射鏡，但采用平面反射鏡存在以下問 題平面反射鏡對(duì)光線的反射具備二維的敏感特性，即當(dāng)平面反射鏡方位和俯仰發(fā)生變化 時(shí)，會(huì)相應(yīng)引起反射光線圍繞法線發(fā)生方位和俯仰的變化，此特性不利于尋找自準(zhǔn)直返回 像。而直角棱鏡對(duì)入射光線的俯仰角度變化不敏感，僅對(duì)入射光線的方位變化按照反射定 律進(jìn)行反射，因此，直角棱鏡開始被應(yīng)用于自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)中，多被用作角度變化測(cè)量時(shí)的 目標(biāo)載體使用。當(dāng)入射光線與直角棱鏡的主截面重合時(shí)，反射光線與入射光線保持平行，即 實(shí)現(xiàn)自準(zhǔn)直功能。但是，在直角棱鏡的應(yīng)用過程中，經(jīng)常會(huì)暴露出由于棱鏡的有效面積不夠 大，且當(dāng)自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境比較局促，經(jīng)常發(fā)生光學(xué)系統(tǒng)不易與直角棱鏡進(jìn)行對(duì) 準(zhǔn)的問題，目前，針對(duì)上述問題通常的解決方法是增大直角棱鏡的斜邊面積，但在增大斜邊 面積的同時(shí)，也增加了直角棱鏡的體積，直角棱鏡的重量大大增加，同時(shí)瞄準(zhǔn)過程中也容易 造成自準(zhǔn)直光能量的損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種用于自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)中的復(fù)合型直角棱
鏡，以提高直角棱鏡的反射面積，有效提高光學(xué)系統(tǒng)光源能量的利用率，從而更好地實(shí)現(xiàn)自
準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)的自準(zhǔn)直功能及提高自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)瞄準(zhǔn)時(shí)的環(huán)境適用性。 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的用于自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)中的復(fù)合型直角棱鏡，包括基
板和設(shè)置于基板上的棱鏡體，所述棱鏡體表面具有多個(gè)并排設(shè)置的直角棱鏡，所述每個(gè)直
角棱鏡的兩個(gè)直角面的其中一直角面為光入射時(shí)的反射面，另一直角面為光出射時(shí)的反射面。 上述的用于自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)中的復(fù)合型直角棱鏡，其中，所述棱鏡體為整體式棱 鏡體。 上述的用于自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)中的復(fù)合型直角棱鏡，其中，所述整體式棱鏡體表面設(shè)置有多個(gè)直角齒，以構(gòu)成所述直角棱鏡。 上述的用于自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)中的復(fù)合型直角棱鏡，其中，所述棱鏡體為分體式棱鏡體。 上述的用于自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)中的復(fù)合型直角棱鏡，其中，所述分體式棱鏡體由多個(gè)棱鏡組成，所述每個(gè)棱鏡具有相互垂直的第一直角面，且相鄰兩個(gè)棱鏡的第一直角面相互垂直，以構(gòu)成所述直角棱鏡的兩個(gè)直角面。 上述的用于自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)中的復(fù)合型直角棱鏡，其中，還包括第二棱鏡體，所述
第二棱鏡體包括多個(gè)第二直角棱鏡，所述每個(gè)第二直角棱鏡對(duì)應(yīng)一所述直角齒，且每一第
二直角棱鏡的直角面結(jié)合于各自對(duì)應(yīng)的直角齒內(nèi)，以構(gòu)成內(nèi)反射式棱鏡。 上述的用于自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)中的復(fù)合型直角棱鏡，其中，所述直角齒以并聯(lián)方式
分布于所述整體式棱鏡上。 上述的用于自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)中的復(fù)合型直角棱鏡，其中，所述多個(gè)棱鏡以串聯(lián)和并聯(lián)相結(jié)合的方式設(shè)置于所述基板上。 進(jìn)一步地，本發(fā)明還提供上述用于自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)中的復(fù)合型直角棱鏡的制造方法，該方法包括如下工藝步驟(l)設(shè)置一基板，(2)在所述基板上連接一棱鏡體，其特征在于，在所述步驟2中，還包括在所述棱鏡體表面并排設(shè)置多個(gè)直角棱鏡的步驟，在該步驟中，每個(gè)直角棱鏡的兩個(gè)直角面的其中一直角面為光入射時(shí)的反射面，另一直角面為光出射時(shí)的反射面。 上述的制造方法，其中，在所述棱鏡體表面并排設(shè)置多個(gè)直角棱鏡的步驟包括
提供一整體式棱鏡； 于所述整體式棱鏡表面設(shè)置多個(gè)直角齒以形成所述多個(gè)直角棱鏡。 上述的制造方法，其中，在所述棱鏡體表面并排設(shè)置多個(gè)直角棱鏡的步驟包括 提供多個(gè)棱鏡，每個(gè)棱鏡具有相互垂直的第一直角面； 將多個(gè)棱鏡并排連接于所述基板上，并使相鄰兩個(gè)棱鏡的第一直角面相互垂直以形成所述直角棱鏡的兩個(gè)直角面。 上述的制造方法，其中，在所述棱鏡體表面并排設(shè)置多個(gè)直角棱鏡的步驟包括
提供兩整體式棱鏡； 于每個(gè)所述整體式棱鏡體表面設(shè)置多個(gè)直角齒， 提供與所述直角齒對(duì)應(yīng)的多個(gè)第二直角棱鏡，并將多個(gè)第二直角棱鏡中的每一第
二直角棱鏡的直角面結(jié)合于每一直角齒內(nèi)，以構(gòu)成內(nèi)反射式棱鏡； 將結(jié)合有第二直角棱鏡的兩整體式棱鏡串聯(lián)連接于所述基板上。 上述的制造方法，其中，所述直角齒以并聯(lián)方式分布于所述整體式棱鏡上。 上述的制造方法，其中，所述多個(gè)棱鏡以串聯(lián)和并聯(lián)相結(jié)合的方式設(shè)置于所述基板上。 本發(fā)明的有益功效在于，采用本發(fā)明的制造方法制得的復(fù)合型直角棱鏡通過多個(gè)并排設(shè)置的直角棱鏡，使得平行的自準(zhǔn)直入射光線，無論在有效面積的任意點(diǎn)射入后，出射光線與入射光線均保持平行，且出射光線自身也保持平行，從而擴(kuò)大了棱鏡的有效反光面積，提高了自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)光能量的利用效率，從而更好地實(shí)現(xiàn)了自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)的自準(zhǔn)直功能及提高了自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)瞄準(zhǔn)時(shí)的環(huán)境適用性。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)的自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明一實(shí)施例的復(fù)合型直角棱鏡的立體圖；圖3為本發(fā)明另一實(shí)施例的復(fù)合型直角棱鏡的立體4為圖2中復(fù)合型直角棱鏡的局部側(cè)視圖；圖5為圖3中復(fù)合型直角棱鏡的局部側(cè)視圖；圖6為圖3中復(fù)合型直角棱鏡的光路圖；圖7為本發(fā)明再一實(shí)施例的復(fù)合型直角棱鏡的立體8為圖7中復(fù)合型直角棱鏡的局部側(cè)視圖；圖9為圖7中復(fù)合型直角棱鏡的光路圖。其中，附圖標(biāo)記1-主物鏡2-分光棱鏡3_調(diào)焦鏡4-分光棱鏡5-狹縫照明組件6_目鏡7_分化板8_自準(zhǔn)直接收鏡組100'-反射鏡100、200、300-復(fù)合型直角棱鏡10-基板20-棱鏡體21-棱鏡211-第一直角面22-直角齒220-第二膠層230-第二棱鏡體231-第二直角棱鏡30-膠層
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)的描述，以更進(jìn)一步了解
本發(fā)明的目的、方案及功效，但并非作為本發(fā)明所附權(quán)利要求保護(hù)范圍的限制。 本發(fā)明的復(fù)合型直角棱鏡主要用于自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)中，將主物鏡射出的平行光束
反射，以平行光束回射入主物鏡。 參閱圖2及圖4，本發(fā)明一實(shí)施例的復(fù)合型直角棱鏡100，本實(shí)施例的復(fù)合型直角
6棱鏡為外反射式，其包括基板10和設(shè)置于基板上的棱鏡體20，棱鏡體20通過膠層30膠合于基板10上，棱鏡體20為整體式棱鏡體，其為一表面設(shè)置有多個(gè)直角齒22的整體式棱鏡21，該多個(gè)直角齒22即為直角棱鏡，該每個(gè)直角棱鏡的兩個(gè)直角面的其中一直角面為光入射時(shí)的反射面，另一直角面為光出射時(shí)的反射面。較佳地，直角棱鏡22(即直角齒)以并聯(lián)方式分布于該整體式棱鏡21上。 本實(shí)施例的復(fù)合型直角棱鏡100的制造方法，包括如下工藝步驟
(1)設(shè)置基板10 ; (2)提供整體式棱鏡21，于整體式棱鏡21表面設(shè)置多個(gè)直角齒22以形成多個(gè)直角棱鏡，每個(gè)直角棱鏡的兩個(gè)直角面的其中一直角面為光入射時(shí)的反射面，另一直角面為光出射時(shí)的反射面；然后將整體式棱鏡21通過膠層30膠合于基板10上。當(dāng)然，此處基板10與整體式棱鏡21的連接方式并不局限于膠合方式，還可以通過光膠的方式實(shí)現(xiàn)。
為了保證一束平行的入射光線，在復(fù)合型直角棱鏡的任意位置入射后，其出射光線之間的方位偏差不大于3〃 ，直角棱鏡22的塔差最好不大于3〃 ，塔差之差亦不大于±1.5〃 ，直角面構(gòu)成的棱線的不平行度互差不大于30"。 參閱圖3及圖5，本發(fā)明另一實(shí)施例的復(fù)合型直角棱鏡200，本實(shí)施例的復(fù)合型直角棱鏡也為外反射式，其包括基板10和設(shè)置于基板上的棱鏡體20，棱鏡體20通過膠層30膠合于基板10上，與上一實(shí)施例不同之處在于棱鏡體20為分體式棱鏡體，其由多個(gè)棱鏡21組成，每個(gè)棱鏡21具有相互垂直的第一直角面211，且相鄰兩個(gè)棱鏡21的第一直角面211相互垂直，以構(gòu)成直角棱鏡22的兩個(gè)直角面。較佳地，多個(gè)棱鏡21以串聯(lián)和并聯(lián)相結(jié)合的方式設(shè)置于基板10上，以使構(gòu)成的直角棱鏡22以串聯(lián)和并聯(lián)相結(jié)合的方式分布于棱鏡體上。當(dāng)然，此處多個(gè)棱鏡21與基板10的連接方式并不局限于膠合方式，還可以通過光膠的方式實(shí)現(xiàn)。 另外，分體式棱鏡體的結(jié)構(gòu)也并不局限于圖5中示出的結(jié)構(gòu)，其可以是一個(gè)方形棱鏡上結(jié)合多個(gè)具有相互垂直的第一直角面的直角棱鏡的結(jié)構(gòu)，還可以是多個(gè)棱鏡體結(jié)構(gòu)，每個(gè)棱鏡體為一個(gè)方形棱鏡結(jié)合一個(gè)具有相互垂直的第一直角面的直角棱鏡，在此就不--舉例。 本實(shí)施例的復(fù)合型直角棱鏡200的光路圖可以參閱圖6，從圖6可以看出，平行的自準(zhǔn)直入射光線，無論在有效面積的任意點(diǎn)射入后，出射光線與入射光線均保持平行，且出射光線自身也保持平行。 本實(shí)施例的復(fù)合型直角棱鏡200的制造方法，包括如下工藝步驟
(1)設(shè)置基板10 ; (2)提供多個(gè)棱鏡21，每個(gè)棱鏡21具有相互垂直的第一直角面211，將多個(gè)棱鏡并排連接于基板10上，并使相鄰兩個(gè)棱鏡的第一直角面相互垂直以形成直角棱鏡22的兩個(gè)直角面，該兩個(gè)直角面的其中一直角面為光入射時(shí)的反射面，另一直角面為光出射時(shí)的反射面。 為了保證一束平行的入射光線，在復(fù)合型直角棱鏡的任意位置入射后，其出射光線之間的方位偏差不大于3〃 ，直角棱鏡22的塔差最好不大于3〃 ，塔差之差亦不大于±1.5〃 ，直角面構(gòu)成的棱線的不平行度互差不大于30"。 參閱圖7及圖8，本發(fā)明再一實(shí)施例的復(fù)合型直角棱鏡300，本實(shí)施例的復(fù)合型直角棱鏡為內(nèi)反射式，其基本結(jié)構(gòu)與第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)相同，也包括基板10和設(shè)置于基板上
的棱鏡體20，棱鏡體20通過膠層30膠合于基板10上，棱鏡體20為兩個(gè)其上設(shè)置有多個(gè)直
角齒22的整體式棱鏡21，不同之處在于還包括第二棱鏡體230，第二棱鏡體230包括多個(gè)
第二直角棱鏡231，該第二直角棱鏡231與直角齒22的對(duì)應(yīng)，且每一第二直角棱鏡231的直
角面通過第二膠層220結(jié)合于各自對(duì)應(yīng)的直角齒22內(nèi)，以構(gòu)成內(nèi)反射式棱鏡。較佳地，直
角棱鏡22(也叫直角齒22)以并聯(lián)方式分布于該整體式棱鏡21上。本實(shí)施例的光路圖可
參閱圖9，從圖9可以看出，平行的自準(zhǔn)直入射光線，無論在有效面積的任意點(diǎn)射入后，出射
光線與入射光線均保持平行，且出射光線自身也保持平行。 本實(shí)施例的復(fù)合型直角棱鏡300的制造方法，包括如下工藝步驟 (1)設(shè)置基板10 ; (2)提供兩整體式棱鏡21 ; (3)于每個(gè)整體式棱鏡21表面設(shè)置多個(gè)直角齒22， (4)提供與直角齒22對(duì)應(yīng)的多個(gè)第二直角棱鏡231，并將多個(gè)第二直角棱鏡中的
每一第二直角棱鏡的直角面結(jié)合于每一直角齒內(nèi)，以構(gòu)成內(nèi)反射式棱鏡； (5)將結(jié)合有第二直角棱鏡的兩整體式棱鏡21串聯(lián)連接于基板10上。 為了保證一束平行的入射光線，在復(fù)合型直角棱鏡的任意位置入射后，其出射光
線之間的方位偏差不大于3〃 ，直角棱鏡231的塔差最好不大于3〃 ，塔差之差亦不大于
±1.5〃 ，直角面構(gòu)成的棱線的不平行度互差不大于30"。 當(dāng)然，本發(fā)明還可有其它多種實(shí)施例，在不背離本發(fā)明精神及其實(shí)質(zhì)的情況下，熟 悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明作出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變 形都應(yīng)屬于本發(fā)明所附的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
一種用于自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)中的復(fù)合型直角棱鏡，包括基板和設(shè)置于基板上的棱鏡體，其特征在于，所述棱鏡體表面具有多個(gè)并排設(shè)置的直角棱鏡，所述每個(gè)直角棱鏡的兩個(gè)直角面的其中一直角面為光入射時(shí)的反射面，另一直角面為光出射時(shí)的反射面。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的用于自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)中的復(fù)合型直角棱鏡，其特征在于，所 述棱鏡體為整體式棱鏡體。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)中的復(fù)合型直角棱鏡，其特征在于，所 述整體式棱鏡體表面設(shè)置有多個(gè)直角齒，以構(gòu)成所述直角棱鏡。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)中的復(fù)合型直角棱鏡，其特征在于，所 述棱鏡體為分體式棱鏡體。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)中的復(fù)合型直角棱鏡，其特征在于，所 述分體式棱鏡體由多個(gè)棱鏡組成，所述每個(gè)棱鏡具有相互垂直的第一直角面，且相鄰兩個(gè) 棱鏡的第一直角面相互垂直，以構(gòu)成所述直角棱鏡的兩個(gè)直角面。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)中的復(fù)合型直角棱鏡，其特征在于，還 包括第二棱鏡體，所述第二棱鏡體包括多個(gè)第二直角棱鏡，所述每個(gè)第二直角棱鏡對(duì)應(yīng)一 所述直角齒，且每一第二直角棱鏡的直角面結(jié)合于各自對(duì)應(yīng)的直角齒內(nèi)，以構(gòu)成內(nèi)反射式 棱鏡。
7. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)中的復(fù)合型直角棱鏡，其特征在于，所 述直角齒以并聯(lián)方式分布于所述整體式棱鏡上。
8. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)中的復(fù)合型直角棱鏡，其特征在于，所述多個(gè)棱鏡以串聯(lián)和并聯(lián)相結(jié)合的方式設(shè)置于所述基板上。
9. 一種權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述用于自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)中的復(fù)合型直角棱鏡的 制造方法，包括如下工藝步驟(l)設(shè)置一基板，(2)在所述基板上連接一棱鏡體，其特征 在于，在所述步驟2中，還包括在所述棱鏡體表面并排設(shè)置多個(gè)直角棱鏡的步驟，在該步驟 中，每個(gè)直角棱鏡的兩個(gè)直角面的其中一直角面為光入射時(shí)的反射面，另一直角面為光出 射時(shí)的反射面。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于，在所述棱鏡體表面并排設(shè)置多個(gè)直 角棱鏡的步驟包括提供一整體式棱鏡；于所述整體式棱鏡表面設(shè)置多個(gè)直角齒以形成所述多個(gè)直角棱鏡。
11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于，在所述棱鏡體表面并排設(shè)置多個(gè)直 角棱鏡的步驟包括提供多個(gè)棱鏡，每個(gè)棱鏡具有相互垂直的第一直角面；將多個(gè)棱鏡并排連接于所述基板上，并使相鄰兩個(gè)棱鏡的第一直角面相互垂直以形成 所述直角棱鏡的兩個(gè)直角面。
12. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的制造方法，其特征在于，在所述棱鏡體表面并排設(shè)置多個(gè)直 角棱鏡的步驟包括提供兩整體式棱鏡；于每個(gè)所述整體式棱鏡體表面設(shè)置多個(gè)直角齒，提供與所述直角齒對(duì)應(yīng)的多個(gè)第二直角棱鏡，并將多個(gè)第二直角棱鏡中的每一第二直角棱鏡的直角面結(jié)合于每一直角齒內(nèi)，以構(gòu)成內(nèi)反射式棱鏡；將結(jié)合有第二直角棱鏡的兩整體式棱鏡串聯(lián)連接于所述基板上。
13. 根據(jù)權(quán)利要求10或12所述的制造方法，其特征在于，所述直角齒以并聯(lián)方式分布 于所述整體式棱鏡上。
14. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的制造方法，其特征在于，所述多個(gè)棱鏡以串聯(lián)和并聯(lián)相結(jié) 合的方式設(shè)置于所述基板上。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)中的復(fù)合型直角棱鏡及其制造方法，復(fù)合型直角棱鏡包括基板和設(shè)置于基板上的棱鏡體，所述棱鏡體表面具有多個(gè)并排設(shè)置的直角棱鏡，所述每個(gè)直角棱鏡的兩個(gè)直角面的其中一直角面為光入射時(shí)的反射面，另一直角面為光出射時(shí)的反射面。制作上述復(fù)合型直角棱鏡時(shí)，首先設(shè)置一基板，然后在所述基板上膠合其上并排設(shè)置多個(gè)直角棱鏡的棱鏡體。本發(fā)明提高了直角棱鏡的反射面積，有效提高光學(xué)系統(tǒng)光源能量的利用率，從而更好地實(shí)現(xiàn)了自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)的自準(zhǔn)直功能及提高自準(zhǔn)直光學(xué)系統(tǒng)瞄準(zhǔn)時(shí)的環(huán)境適用性。
文檔編號(hào)G02B5/04GK101694530SQ20091023612
公開日2010年4月14日 申請(qǐng)日期2009年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月20日
發(fā)明者劉瀟雨, 吳中華, 姜華, 鄭建新 申請(qǐng)人:北京航天發(fā)射技術(shù)研究所;