專利名稱：分合光棱鏡組和應(yīng)用該棱鏡組的測距裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請是申請人的美國專利第6,441,887號的接續(xù)申請；該美國專利第6,441,887號發(fā)明所公開的技術(shù)在此列入?yún)⒖肌?br> 本發(fā)明涉及一種分合光棱鏡組，特別是涉及一種應(yīng)用該分合光棱鏡組的測距裝置。
背景技術(shù)：
圖1概要顯示一種已知的光學(xué)測距裝置，該光學(xué)測距裝置已公開于申請人較早之前獲準(zhǔn)的美國專利第6,441,887號中。該美國專利中的光學(xué)測距裝置10具有一觀測/發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)11和一接收系統(tǒng)12；其中，觀測/發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)11具有一棱鏡組13、一第一物鏡組14、一發(fā)射組件15、一顯示組件16和一目鏡組17。當(dāng)使用者觀測目標(biāo)物并測得使用者與目標(biāo)物之間的距離后，將顯示組件16顯示的距離告知使用者。
然而，在該已知的光學(xué)測距裝置10中，顯示組件16是一透射式液晶面板當(dāng)環(huán)境光射入該觀測/發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)11后，借助可見光束通過該顯示組件16，而使觀測者顯示距離。然而，當(dāng)量測者在陰暗環(huán)境量測目標(biāo)物的距離時，只有少量可見光束射入該觀測/發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)11。因此，透射式液晶面板顯示的數(shù)字將顯得模糊，甚至無法顯示數(shù)字。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種分合光棱鏡組，并且該分合光棱鏡組可應(yīng)用在光學(xué)測距裝置中。
根據(jù)上述目的，本發(fā)明的分合光棱鏡組包括一三棱鏡、一屋脊型棱鏡和一補(bǔ)償棱鏡。該分合光棱鏡組具有四個光輸出/輸入面；其中，屋脊型棱鏡具有一第一光輸出/輸入面，三棱鏡具有一第二光輸出/輸入面，補(bǔ)償棱鏡具有一第三光輸出/輸入面和一第四光輸出/輸入面。當(dāng)一第一波長光束自第二光輸出/輸入面射入該分合光棱鏡組后，該第一波長光束自第一光輸出/輸入面離開。當(dāng)一第二波長光束自第三光輸出/輸入面射入分合光棱鏡組后，該第二波長光束自第二光輸出/輸入面離開。當(dāng)一第三波長光束自第四光輸出/輸入面射入分合光棱鏡組后，該第三波長光束自第一光輸出/輸入面離開。
應(yīng)用本發(fā)明的分合光棱鏡組的光學(xué)測距裝置，還包括一第一物鏡、一第二物鏡、一發(fā)射組件、一檢測器、一顯示組件和一目鏡；其中，第一物鏡、分合光棱鏡組、發(fā)射組件、顯示組件和目鏡構(gòu)成一觀測/發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)，且第二物鏡和檢測器構(gòu)成一接收光學(xué)系統(tǒng)。
應(yīng)用本發(fā)明的分合光棱鏡組的光學(xué)測距裝置，還包括一第一物鏡、一第二物鏡、一發(fā)射組件、一檢測器、一顯示組件和一目鏡；其中，第一物鏡、分合光棱鏡組、檢測器、顯示組件和目鏡構(gòu)成一觀測/接收光學(xué)系統(tǒng)，且第二物鏡和發(fā)射組件構(gòu)成一發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)。
應(yīng)用本發(fā)明的分合光棱鏡組的光學(xué)測距裝置，是使用有源發(fā)光顯示組件；因此，在陰暗環(huán)境下，也可顯示目標(biāo)物與使用者之間的距離。


圖1是概要顯示公開于美國專利第6,441,887號的光學(xué)測距裝置的圖；圖2是概要顯示本發(fā)明實(shí)施例的分合光棱鏡組的圖；圖3A至圖3C是概要顯示各種波長光束在該分合光棱鏡組中的光路圖；圖4是概要顯示使用本發(fā)明的分合光棱鏡組的一光學(xué)測距裝置的圖；圖5是概要顯示三棱鏡的薄膜面的透射光譜圖；圖6是概要顯示使用本發(fā)明的分合光棱鏡組的另一光學(xué)測距裝置的圖；圖7是概要顯示使用本發(fā)明的分合光棱鏡組的另一光學(xué)測距裝置的圖；圖8是概要顯示使用本發(fā)明的分合光棱鏡組的另一光學(xué)測距裝置的圖。
附圖組件代表符號說明10......光學(xué)測距裝置 r2......第二波長光束11......觀測/發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)r3......第三波長光束12......接收光學(xué)系統(tǒng) 30......光學(xué)測距裝置13......棱鏡組 31......觀測/發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)14......第一物鏡組 32......接收光學(xué)系統(tǒng)15......發(fā)射組件 34......第一物鏡
16......顯示組件 35......顯示組件17......目鏡組36......發(fā)射組件20......分合光棱鏡組 37......目鏡21......屋脊型棱鏡38......第二物鏡22......三棱鏡39......檢測器23......補(bǔ)償棱鏡 361......激光二極管211......屋脊面 362......透鏡組212......反射面 50......光學(xué)測距裝置231......第一光輸出/輸入面51......觀測/接收光學(xué)系統(tǒng)221......全反射面 52......發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)222......薄膜面 54......第一物鏡223......第二光輸出/輸入面55......顯示組件231......第三光輸出/輸入面56......發(fā)射組件232......第四光輸出/輸入面57......目鏡r1......第一波長光束 58......第二物鏡59......檢測器95......顯示組件561......激光二極管 96......發(fā)射組件562......透鏡組 97......目鏡70......光學(xué)測距裝置 98......第二物鏡71......觀測/發(fā)射光學(xué)系統(tǒng) 99......檢測器72......接收光學(xué)系統(tǒng) 961......激光二極管74......第一物鏡 962......透鏡組75......顯示組件76......發(fā)射組件77......目鏡78......第二物鏡79......檢測器761......激光二極管762......透鏡組90......光學(xué)測距裝置91......觀測/接收光學(xué)系統(tǒng)
92......發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)94......第一物鏡具體實(shí)施方式
本發(fā)明的上述以及其它技術(shù)內(nèi)容、特點(diǎn)與優(yōu)點(diǎn)，在以下參考附圖的優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)說明中，將可清楚的明白。在進(jìn)行詳細(xì)說明之前，需要指出的是，以下的說明中，凡類似的組件均以相同的編號來表示。
圖2是概要地顯示本發(fā)明實(shí)施例的分合光棱鏡組的圖。如圖2所示，該分合光棱鏡組20包括一屋脊型棱鏡21、一三棱鏡22和一補(bǔ)償棱鏡23。該屋脊型棱鏡21具有一屋脊面211、一反射面212與一第一光輸出/輸入面213。該三棱鏡22具有一全反射面221、一薄膜面222和一第二光輸出/輸入面223，且該薄膜面222可反射一第一波長的光束。薄膜面222與第二光輸出/輸入面223的夾角為108度，全反射面221與第二光輸出/輸入面223的夾角為48度，且全反射面221與薄膜面222的夾角為24度。此外，該三棱鏡22的全反射面221與屋脊型棱鏡21的反射面212相鄰。補(bǔ)償棱鏡23具有一第三光輸出/輸入面231和一第四光輸出/輸入面232，并且該補(bǔ)償棱鏡23鄰近三棱鏡22的薄膜面222設(shè)置。第三光輸出/輸入面231與第四光輸出/輸入面232的夾角為132度，且第四光輸出/輸入面232與第二光輸出/輸入面223的夾角為132度。
參考圖3A，當(dāng)一第一波長光束r1自第二光輸出/輸入面223射入三棱鏡22后，該第一波長光束r1經(jīng)由三棱鏡22的全反射面221反射并朝向薄膜面222行進(jìn)。該薄膜面222將該第一波長光束r1反射，使得該第一波長光束r1以小于臨界角度入射且通過該全反射面221。接著，第一波長光束r1通過屋脊型棱鏡21反射面212射入該屋脊型棱鏡21。在該屋脊型棱鏡21中，該第一波長光束r1依序被第一光輸出/輸入面213、屋脊面211和反射面212產(chǎn)生三次全反射，且以小于臨界角度再次入射第一光輸出/輸入面213。最后，第一波長光束r1通過該第一光輸出/輸入面213且離開屋脊型棱鏡21。相同地，依據(jù)上述路徑，第一波長光束r1可逆向自第一光輸出/輸入面213射入該分合光棱鏡組20，且自第二光輸出/輸入面223離開該分合光棱鏡組20。
參考圖3B，當(dāng)一第二波長光束r2以既定角度入射至補(bǔ)償棱鏡23的第三光輸出/輸入面231后，第二波長光束r2將通過該補(bǔ)償棱鏡23與三棱鏡22的薄膜面222，射入該三棱鏡22。在該三棱鏡22中，第二波長光束r2將沿著上述第一波長光束r1的路徑，被全反射面221反射并自第二光輸出/輸入面223離開該分合光棱鏡組20。同樣，第二波長光束r2也可逆向地自第二光輸出/輸入面223射入該三棱鏡22，并自補(bǔ)償棱鏡23的第三光輸出/輸入面231離開。
參考圖3C，當(dāng)一第三波長光束r3以既定角度入射至補(bǔ)償棱鏡23的第四光輸出/輸入面232后，第三波長光束r3將通過該補(bǔ)償棱鏡23與三棱鏡22的薄膜面222、全反射面221，射入屋脊型棱鏡21。在該屋脊型棱鏡21中，第三波長光束r3將沿著上述第一波長光束r1的路徑，且自第一光輸出/輸入面213離開該分合光棱鏡組20。相同地，第三波長光束r3亦可逆向地自第一光輸出/輸入面213射入該屋脊型棱鏡21，并自補(bǔ)償棱鏡23的第四光輸出/輸入面232離開。
實(shí)施例一圖4是概要顯示使用本發(fā)明的分合光棱鏡組的一光學(xué)測距裝置的圖。如圖4所示，該光學(xué)測距裝置30包括一接收光學(xué)系統(tǒng)32與一觀測/發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)31。觀測/發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)31具有一第一物鏡34、上述分合光棱鏡組20、一顯示組件35、一發(fā)射組36和一目鏡37。接收光學(xué)系統(tǒng)32具有一第二物鏡38和一檢測器39。
目標(biāo)物產(chǎn)生可見光波長范圍的影像光束自第一物鏡34射入該光學(xué)測距裝置30；接著，可見光波長范圍的影像光束自第二光輸出/輸入面223射入分合光棱鏡組20。在該分合光棱鏡組20中，影像光束沿著上述第一波長光束r1的路徑行進(jìn)，并自第一光輸出/輸入面213離開。之后，影像光束通過目鏡37，使得觀測者可清晰地觀看目標(biāo)物(未顯示)。
發(fā)射組件36具有一激光二極管361與一透鏡組362，并發(fā)射一紅外波長光束。該紅外波長光束自補(bǔ)償棱鏡23的第三光輸出/輸入面231射入分合光棱鏡組20；接著，該紅外波長光束沿著上述第二波長光束r2的路徑行進(jìn)，并自第二光輸出/輸入面223離開。之后，紅外波長光束通過第一物鏡34，朝向目標(biāo)物行進(jìn)。目標(biāo)物將該紅外波長反射；其中，反射的部分紅外波長光束通過第二物鏡38，射入接收光學(xué)系統(tǒng)32。最后，檢測器39接收紅外波長光束。因此，光學(xué)測距裝置30依據(jù)紅外波長光束往返目標(biāo)物與測距裝置之間的飛行時間，計(jì)算出光學(xué)測距裝置與目標(biāo)物之間的距離。
顯示組件35，例如液晶顯示組件、LED數(shù)字顯示組件，發(fā)射既定的窄波長光束，并顯示著量測得的距離。顯示組件35發(fā)射的特定波長的光束自補(bǔ)償棱鏡23的第四光輸出/輸入面232射入分合光棱鏡組20。圖5是概要顯示三棱鏡的薄膜面的透射光譜圖。參考圖4與圖5，當(dāng)顯示組件35發(fā)射550nm的窄波長光束時，該窄波長光束沿著上述第三波長光束r3的路徑行進(jìn)，并自第一光輸出/輸入面213離開。之后，窄波長光束通過目鏡37，使得觀測者可清晰地觀看顯示組件顯示的數(shù)字。
實(shí)施例二圖6是概要顯示使用本發(fā)明的分合光棱鏡組的另一光學(xué)測距裝置的圖。如圖6所示，該光學(xué)測距裝置50包括一發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)52與一觀測/接收光學(xué)系統(tǒng)51。觀測/接收光學(xué)系統(tǒng)51具有一第一物鏡54、上述分合光棱鏡組20、一顯示組件55、一檢測器59和一目鏡57。發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)52具有一第二物鏡58和一發(fā)射組件56。
目標(biāo)物產(chǎn)生可見光波長范圍的影像光束自第一物鏡54射入該光學(xué)測距裝置50；接著，可見光波長范圍的影像光束自第二光輸出/輸入面223射入分合光棱鏡組20。在該分合光棱鏡組20中，影像光束沿著上述第一波長光束r1的路徑行進(jìn)，并自第一光輸出/輸入面213離開。之后，影像光束通過目鏡57，使得觀測者可清晰地觀看目標(biāo)物。
發(fā)射組件56具有一激光二極管561與一透鏡組562，并發(fā)射一紅外波長光束。該紅外波長光束通過第二物鏡58，朝向目標(biāo)物行進(jìn)。目標(biāo)物將該紅外波長反射；其中，反射的部分紅外波長光束通過第一物鏡54后，射入觀測/接收光學(xué)系統(tǒng)51。在觀測/接收光學(xué)系統(tǒng)51中，紅外波長光束自三棱鏡22的第二光輸出/輸入面223射入該分合光棱鏡組20；接著，該紅外波長光束沿著上述第二波長光束r2的路徑行進(jìn)，并自補(bǔ)償棱鏡23的第三光輸出/輸入面231離開。最后，檢測器59接收紅外波長光束。因此，光學(xué)測距裝置50依據(jù)紅外波長光束往返目標(biāo)物與測距裝置之間的飛行時間，計(jì)算出光學(xué)測距裝置與目標(biāo)物之間的距離。
顯示組件55，例如液晶顯示組件、LED數(shù)字顯示組件，發(fā)射既定的窄波長光束，并顯示著量測得的距離。顯示組件35發(fā)射的特定波長的光束自補(bǔ)償棱鏡23的第四光輸出/輸入面232射入分合光棱鏡組20。圖5是概要顯示三棱鏡的薄膜反射面的透射光譜圖。參考圖6和圖5，當(dāng)顯示組件發(fā)射550nm的窄波長光束時，該窄波長光束沿著上述第三波長光束r3的路徑行進(jìn)，并自第一光輸出/輸入面213離開。之后，窄波長光束通過目鏡57，使觀測者可清晰地觀看顯示組件55顯示的數(shù)字。
實(shí)施例三圖7是概要顯示使用本發(fā)明的分合光棱鏡組的另一光學(xué)測距裝置的圖。如圖7所示，該光學(xué)測距裝置70包括一接收光學(xué)系統(tǒng)72與一觀測/發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)71。觀測/發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)71具有一第一物鏡74、上述分合光棱鏡組20、一顯示組件75、一發(fā)射組件76和一目鏡77。接收光學(xué)系統(tǒng)72具有一第二物鏡78和一檢測器79。
目標(biāo)物產(chǎn)生可見光波長范圍的影像光束自第一物鏡74射入該光學(xué)測距裝置70；接著，可見光波長范圍的影像光束自第一光輸出/輸入面213射入分合光棱鏡組20。在該分合光棱鏡組20中，影像光束沿著上述第一波長光束r1的路徑行進(jìn)，并自第二光輸出/輸入面223離開。之后，影像光束通過目鏡77，使觀測者可清晰地觀看目標(biāo)物。
發(fā)射組件76具有一激光二極管761與一透鏡組762，并發(fā)射一紅外波長光束。該紅外波長光束自補(bǔ)償棱鏡23的第四光輸出/輸入面232射入分合光棱鏡組20；接著，該紅外波長光束沿著上述第三波長光束r3的路徑行進(jìn)，并自第一光輸出/輸入面213離開。之后，紅外波長光束通過第一物鏡74，朝向目標(biāo)物行進(jìn)。目標(biāo)物將該紅外波長反射；其中，反射的部分紅外波長光束通過第二物鏡78，射入接收光學(xué)系統(tǒng)72。最后，檢測器79接收紅外波長光束。因此，光學(xué)測距裝置70依據(jù)紅外波長光束往返目標(biāo)物與測距裝置之間的飛行時間，計(jì)算出光學(xué)測距裝置與目標(biāo)物之間的距離。
顯示組件75，例如液晶顯示組件、LED數(shù)字顯示組件，發(fā)射既定的窄波長光束，并顯示著量測得的距離。顯示組件75發(fā)射的特定波長的光束自補(bǔ)償棱鏡23的第三光輸出/輸入面231射入分合光棱鏡組20。圖5是概要顯示三棱鏡的薄膜面的透射光譜圖。參考圖7和圖5，當(dāng)顯示組件75發(fā)射550nm的窄波長光束時，該窄波長光束沿著上述第二波長光束r2的路徑行進(jìn)，并自第二光輸出/輸入面223離開。之后，窄波長光束通過目鏡77，使觀測者可清晰地觀看顯示組件75顯示的數(shù)字。
實(shí)施例四圖8是概要顯示使用本發(fā)明的分合光棱鏡組的另一光學(xué)測距裝置。如圖8所示，該光學(xué)測距裝置90包括一發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)92與一觀測/接收光學(xué)系統(tǒng)91。觀測/接收光學(xué)系統(tǒng)91具有一第一物鏡94、上述分合光棱鏡組20、一顯示組件95、一檢測器99和一目鏡97。發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)92具有一第二物鏡98和一發(fā)射組件96。
目標(biāo)物產(chǎn)生可見光波長范圍的影像光束自第一物鏡94射入該光學(xué)測距裝置90；接著，可見光波長范圍的影像光束自第一光輸出/輸入面213射入分合光棱鏡組20。在該分合光棱鏡組20中，影像光束沿著上述第一波長光束r1的路徑行進(jìn)，并自第二光輸出/輸入面223離開。之后，影像光束通過目鏡97，使觀測者可清晰地觀看目標(biāo)物。
發(fā)射組件96具有一激光二極管961與一透鏡組962，并發(fā)射一紅外波長光束。該紅外波長光束通過第二物鏡98，朝向目標(biāo)物行進(jìn)。目標(biāo)物將該紅外波長反射；其中，反射的部分紅外波長光束通過第一物鏡94，射入觀測/接收光學(xué)系統(tǒng)91。在觀測/接收光學(xué)系統(tǒng)91中，紅外波長光束自屋脊型棱鏡21的第一光輸出/輸入面213射入該分合光棱鏡組20；接著，該紅外波長光束沿著上述第三波長光束r3的路徑行進(jìn)，并自補(bǔ)償棱鏡23的第四光輸出/輸入面232離開。最后，檢測器99接收紅外波長光束。因此，光學(xué)測距裝置90依據(jù)紅外波長光束往返目標(biāo)物與測距裝置之間的飛行時間，計(jì)算光學(xué)測距裝置與目標(biāo)物之間的距離。
顯示組件95，例如液晶顯示組件、LED數(shù)字顯示組件，發(fā)射既定的窄波長光束，并顯示著量測得的距離。顯示組件95發(fā)射的特定波長的光束自補(bǔ)償棱鏡23的第三光輸出/輸入面231射入分合光棱鏡組20。圖5是概要顯示三棱鏡的薄膜面的透射光譜圖。參考圖8與圖5，當(dāng)顯示組件95發(fā)射550nm的窄波長光束時，該窄波長光束沿著上述第二波長光束r2的路徑行進(jìn)，并自第二光輸出/輸入面223離開。之后，窄波長光束通過目鏡97，使得觀測者可清晰地觀看顯示組件顯示的數(shù)字。
歸納上述，本發(fā)明的分合光棱鏡組可使不同方向行進(jìn)的光束構(gòu)成為同一光軸行進(jìn)。
在本發(fā)明中，有源發(fā)光的顯示組件也可采用有機(jī)發(fā)光二極管顯示器(Organic Light-Emitting Diode)。
應(yīng)用本發(fā)明的分合光棱鏡組的光學(xué)測距裝置，使發(fā)射組件與觀測者共享同一物鏡；并同時使得顯示組件與目標(biāo)物共享同一目鏡。
由于本發(fā)明使用有源發(fā)光的顯示組件，所以即使在陰暗的環(huán)境中量測目標(biāo)物的距離，也可清晰的顯示目標(biāo)物的距離。
然而。以上所述的具體實(shí)施方式
，僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，不應(yīng)以此限定本發(fā)明實(shí)施的范圍，即凡按著本發(fā)明權(quán)利要求和發(fā)明說明書內(nèi)容所作的簡單的等效變化與修飾，皆應(yīng)仍屬本發(fā)明專利涵蓋的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種分合光棱鏡組，包括一屋脊型棱鏡，該屋脊型棱鏡具有一第一光輸出/輸入面、一屋脊面與一反射面，當(dāng)一第一波長光束自第一光輸出/輸入面射入該屋脊型棱鏡后，該第一波長光束依序被該反射面、該屋脊面和該第一光輸出/輸入面全反射，并且自該反射面離開；一三棱鏡，該三棱鏡具有一第二光輸出/輸入面、一薄膜面和一全反射面，其中，來自該屋脊型棱鏡的第一波長光束自該全反射面射入該三棱鏡，并依序被該薄膜面和該全反射面反射后，自該第二光輸出/輸入面離開；和一補(bǔ)償棱鏡，該補(bǔ)償棱鏡鄰近三棱鏡的薄膜面設(shè)置，并具有一第三光輸出/輸入面和一第四光輸出/輸入面；當(dāng)一第二波長光束自該第三光輸出/輸入面射入該補(bǔ)償棱鏡后，該第二波長光束通過該薄膜面射入該三棱鏡，接著被該全反射面反射后，自該三棱鏡的第二光輸出/輸入面發(fā)射，最后，該第二波長光束的光軸與上述第一波長光束的光軸同軸；以及當(dāng)一第三波長光束自該第四光輸出/輸入面射入該補(bǔ)償棱鏡后，該第三波長光束通過該薄膜面射入該三棱鏡，接著該第三波長光束通過該反射面射入該屋脊型棱鏡，在該屋脊型棱鏡中，該第三波長光束依序被該第一光輸出/輸入面、該屋脊面和該反射面全反射，自該屋脊型棱鏡的第一光輸出/輸入面發(fā)射，最后，該第三波長光束的光軸與上述第一波長光束的光軸同軸。
2.如權(quán)利要求1所述的分合光棱鏡組，其特征在于該薄膜面可使該第一波長光束反射，且使該第二波長光束與該第三波長光束通過。
3.如權(quán)利要求1所述的分合光棱鏡組，其特征在于該第二光輸出/輸入面與該全反射面的夾角為48度，該第二光輸出/輸入面與該薄膜面的夾角為108度，該薄膜面與該全反射面的夾角為24度，該第三光輸出/輸入面與該第四光輸出/輸入面的夾角為132度，該第四光輸出/輸入面與該第二光輸出/輸入面的夾角為132度，以及該第三光輸出/輸入面與該薄膜面的夾角為24度。
4.如權(quán)利要求1所述的分合光棱鏡組，其特征在于與上述第一波長光束的光軸同軸的一第二波長光束入射該三棱鏡的該第二光輸出/輸入面，被該全反射面反射至該補(bǔ)償棱鏡，且自該補(bǔ)償棱鏡的第三光輸出/輸入面發(fā)射；以及與上述第一波長光束的光軸同軸的一第三波長光束入射該第一光輸出/輸入面，依序被該反射面、該屋脊面和該第一光輸出/輸入面全反射后，通過該三棱鏡射入該補(bǔ)償棱鏡，最后，該第三波長光束自該第四光輸出/輸入面發(fā)射。
5.一種分合光棱鏡組，包括一三棱鏡，該三棱鏡具有一第二光輸出/輸入面、一薄膜面和一全反射面，當(dāng)一第一波長光束自該第二光輸出/輸入面射入該三棱鏡后，該第一波長光束依序被該全反射面和該薄膜面反射，并且自該全反射面離開；一屋脊型棱鏡，該屋脊型棱鏡具有一第一光輸出/輸入面、一屋脊面和一反射面，其中，來自該三棱鏡的第一波長光束自該反射面射入該屋脊型棱鏡，并依序被該第一光輸出/輸入面、該屋脊面和該反射面全反射后，自該第一光輸出/輸入面離開；和一補(bǔ)償棱鏡，該補(bǔ)償棱鏡鄰近三棱鏡的薄膜面設(shè)置，并具有一第三光輸出/輸入面和一第四光輸出/輸入面；當(dāng)一第二波長光束自該第三光輸出/輸入面射入該補(bǔ)償棱鏡后，該第二波長光束通過該薄膜面射入該三棱鏡，接著被該全反射面反射后，自該三棱鏡的第二光輸出/輸入面發(fā)射，最后，該第二波長光束的光軸與上述第一波長光束的光軸同軸；且當(dāng)一第三波長光束自該第四光輸出/輸入面射入該補(bǔ)償棱鏡后，該第三波長光束通過該薄膜面射入該三棱鏡，接著該第三波長光束通過該反射面射入該屋脊型棱鏡，在該屋脊型棱鏡中，該第三波長光束依序被該第一光輸出/輸入面、該屋脊面和該反射面全反射，自該屋脊型棱鏡的第一光輸出/輸入面發(fā)射，最后，該第三波長光束的光軸與上述第一波長光束的光軸同軸。
6.如權(quán)利要求5所述的分合光棱鏡組，其特征在于該薄膜面可使該第一波長光束反射，且使該第二波長光束與該第三波長光束通過。
7.如權(quán)利要求5所述的分合光棱鏡組，其特征在于該第二光輸出/輸入面與該全反射面的夾角為48度，該第二光輸出/輸入面與該薄膜面的夾角為108度，該薄膜面與該全反射面的夾角為24度，該第三光輸出/輸入面與該第四光輸出/輸入面的夾角為132度，該第四光輸出/輸入面與該第二光輸出/輸入面的夾角為132度，以及該第三光輸出/輸入面與該薄膜面的夾角為24度。
8.如權(quán)利要求5所述的分合光棱鏡組，其特征在于與上述第一波長光束的光軸同軸的一第二波長光束入射該三棱鏡的該第二光輸出/輸入面，被該全反射面反射至該補(bǔ)償棱鏡，且自該補(bǔ)償棱鏡的第三光輸出/輸入面發(fā)射；以及與上述第一波長光束的光軸同軸的一第三波長光束入射該第一光輸出/輸入面，依序被該反射面、該屋脊面和該第一光輸出/輸入面全反射后，通過該三棱鏡射入該補(bǔ)償棱鏡，最后，該第三波長光束自該第四光輸出/輸入面發(fā)射。
9.一種用于量測一使用者與一目標(biāo)物之間的距離的測距裝置，包括一觀測/發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)，該觀測/發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)包括一用于接收來自該目標(biāo)物的影像光束的第一物鏡；如權(quán)利要求1所述的分合光棱鏡組，其中，該影像光束入射該第一光輸出/輸入面，并沿著上述第一波長光束的路徑自該第二光輸出/輸入面發(fā)射；一目鏡，該目鏡接收該影像光束，并使得該使用者觀測得該目標(biāo)物；一發(fā)射組件，該發(fā)射組件朝向該分合光棱鏡組的第四光輸出/輸入面發(fā)射一不可見光束，其中，該不可見光束沿著上述第三波長光束的路徑自該第一光輸出/輸入面發(fā)射朝向該第一物鏡行進(jìn)，接著該不可見光束自該第一物鏡發(fā)射，朝向該目標(biāo)物行進(jìn)；和一顯示組件，該顯示組件朝向該分合光棱鏡組的第三光輸出/輸入面發(fā)射一窄波段光束并顯示距離，其中，該窄波段光束沿著上述第二波長光束的路徑自該第二光輸出/輸入面發(fā)射朝向該目鏡行進(jìn)，使得該使用者看見該顯示組件顯示的距離；以及一接收光學(xué)系統(tǒng)，該接收光學(xué)系統(tǒng)包括一接收該目標(biāo)物反射的該不可見光束的第二物鏡；和一接收通過該第二物鏡的該不可見光束的檢測器。
10.如權(quán)利要求9所述的測距裝置，其特征在于上述發(fā)射組件是一激光二極管。
11.如權(quán)利要求9所述的測距裝置，其特征在于上述顯示組件是一有源發(fā)光的液晶顯示組件、一LED數(shù)字顯示組件或一有機(jī)發(fā)光二極管顯示器。
12.一種用以量測一使用者與一目標(biāo)物之間的距離的測距裝置，包括一接收光學(xué)系統(tǒng)，該接收光學(xué)系統(tǒng)包括一發(fā)射一不可見光束的發(fā)射組件；和一將上述不可見光束導(dǎo)引指向目標(biāo)物行進(jìn)的第二物鏡；以及一觀測/接收光學(xué)系統(tǒng)，該觀測/接收光學(xué)系統(tǒng)包括一接收來自該目標(biāo)物的影像光束和該目標(biāo)物反射的該不可見光束的第一物鏡；如權(quán)利要求1所述的分合光棱鏡組，其中，該影像光束入射該第一光輸出/輸入面，并沿著上述第一波長光束的路徑自該第二光輸出/輸入面發(fā)射，以及該不可見光束入射該第一光輸出/輸入面后，沿著上述第三波長光束的路徑自該第四光輸出/輸入面發(fā)射；一接收該影像光束并使得該使用者觀測得該目標(biāo)物的目鏡；一接收自該第四光輸出/輸入面發(fā)射的該不可見光束的檢測器；和一顯示組件，該顯示組件朝向該分合光棱鏡組的第三光輸出/輸入面發(fā)射一窄波段光束并顯示距離，其中，該窄波段光束沿著上述第二波長光束的路徑自該第二光輸出/輸入面發(fā)射朝向該目鏡行進(jìn)，使得該使用者看見該顯示組件顯示的距離。
13.如權(quán)利要求12所述的測距裝置，其特征在于上述發(fā)射組件是一激光二極管。
14.如權(quán)利要求12所述的測距裝置，其特征在于上述顯示組件是一有源發(fā)光的液晶顯示組件、一LED數(shù)字顯示組件或一有機(jī)發(fā)光二極管顯示器。
15.一種用于測量一使用者與一目標(biāo)物之間的距離的測距裝置，包括一觀測/發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)，該觀測/發(fā)射光學(xué)系統(tǒng)包括一接收來自該目標(biāo)物的影像光束的第一物鏡；如權(quán)利要求5所述的分合光棱鏡組，其中，該影像光束入射該第二光輸出/輸入面，并沿著上述第一波長光束的路徑自該第一光輸出/輸入面發(fā)射；一接收該影像光束并使得該使用者觀測得該目標(biāo)物的目鏡；一朝向該分合光棱鏡組的第三光輸出/輸入面發(fā)射一不可見光束的發(fā)射組件，其中，該不可見光束沿著上述第二波長光束的路徑自該第二光輸出/輸入面發(fā)射朝向該第一物鏡行進(jìn)，接著該不可見光束自該第一物鏡發(fā)射，朝向該目標(biāo)物行進(jìn)；和一朝向該分合光棱鏡組的第四光輸出/輸入面發(fā)射一窄波段光束并顯示距離的顯示組件，其中，該窄波段光束沿著上述第三波長光束的路徑自該第一光輸出/輸入面發(fā)射朝向該目鏡行進(jìn)，使得該使用者看見該顯示組件顯示的距離；以及一接收光學(xué)系統(tǒng)，該接收光學(xué)系統(tǒng)該包括一接收該目標(biāo)物反射的該不可見光束的第二物鏡；和一接收通過該第二物鏡的該不可見光束的檢測器。
16.如權(quán)利要求15所述的測距裝置，其特征在于上述發(fā)射組件是一激光二極管。
17.如權(quán)利要求15所述的測距裝置，其特征在于上述顯示組件是一有源發(fā)光的液晶顯示組件、一LED數(shù)字顯示組件或一有機(jī)發(fā)光二極管顯示器。
18.一種用于量測一使用者與一目標(biāo)物之間的距離的測距裝置，包括一接收光學(xué)系統(tǒng)，該接收光學(xué)系統(tǒng)包括一發(fā)射一不可見光束的發(fā)射組件；和一將上述不可見光束導(dǎo)引指向目標(biāo)物行進(jìn)的第二物鏡；以及一觀測/接收光學(xué)系統(tǒng)，該觀測/接收光學(xué)系統(tǒng)包括一接收來自該目標(biāo)物的影像光束和該目標(biāo)物反射的該不可見光束的第一物鏡；如權(quán)利要求5所述的分合光棱鏡組，其中，該影像光束入射該第二光輸出/輸入面，并沿著上述第一波長光束的路徑自該第一光輸出/輸入面發(fā)射，以及該不可見光束入射該第二光輸出/輸入面后，沿著上述第二波長光束的路徑自該第三光輸出/輸入面發(fā)射；一接收該影像光束并使得該使用者觀測該目標(biāo)物的目鏡；一接收自該第三光輸出/輸入面發(fā)射的該不可見光束的檢測器；和一朝向該分合光棱鏡組的第四光輸出/輸入面發(fā)射一窄波段光束并顯示距離的顯示組件，其中，該窄波段光束沿著上述第三波長光束的路徑自該第一光輸出/輸入面發(fā)射朝向該目鏡行進(jìn)，使得該使用者看見該顯示組件顯示的距離。
19.如權(quán)利要求18所述的測距裝置，其特征在于上述發(fā)射組件是一激光二極管。
20.如權(quán)利要求18所述的測距裝置，其特征在于上述顯示組件是一有源發(fā)光的液晶顯示組件、一LED數(shù)字顯示組件或一有機(jī)發(fā)光二極管顯示器。
全文摘要
一種分合光棱鏡組，具有一屋脊型棱鏡、一三棱鏡和一補(bǔ)償棱鏡；其中，屋脊型棱鏡具有第一光輸出/輸入面，三棱鏡具有第二光輸出/輸入面，而補(bǔ)償棱鏡具有第三光輸出/輸入面與第四光輸出/輸入面。當(dāng)?shù)谝徊ㄩL光束自該第二光輸出/輸入面射入該分合光棱鏡組后，將自該第一光輸出/輸入面離開。當(dāng)與該第一波長光束的光軸同軸的第二波長光束自該第二光輸出/輸入面射入該分合光棱鏡組后，將自該第三光輸出/輸入面離開。當(dāng)?shù)谌ㄩL光束自該第四光輸出/輸入面射入該分合光棱鏡組后，將自該第一光輸出/輸入面離開，且該第三波長光束的光軸與該第一波長光束的光軸同軸。該分合光棱鏡組可應(yīng)用于光學(xué)測距裝置中，即使在陰暗環(huán)境也可顯示目標(biāo)物的距離。
文檔編號G01C3/00GK1536329SQ03110519
公開日2004年10月13日 申請日期2003年4月7日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月7日
發(fā)明者高伯菘 申請人:亞洲光學(xué)股份有限公司