一種激光測(cè)距機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種激光測(cè)距機(jī)，具體涉及的是一種機(jī)載激光測(cè)距機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 激光測(cè)距機(jī)具有操作簡(jiǎn)單、測(cè)量精度高、作用距離遠(yuǎn)、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在軍 事和民事上均有廣泛應(yīng)用。激光測(cè)距機(jī)一般包括激光測(cè)距系統(tǒng)和可見(jiàn)光瞄準(zhǔn)系統(tǒng)。激光測(cè) 距系統(tǒng)又包括激光發(fā)射系統(tǒng)和激光接收系統(tǒng)。激光測(cè)距機(jī)在工作時(shí)，首先利用可見(jiàn)光瞄準(zhǔn) 光學(xué)系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)被測(cè)目標(biāo)，然后利用激光發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射一束激光至被測(cè)目標(biāo)，散射后的激光 回波被激光接收系統(tǒng)接收，從而利用光速和時(shí)間差等測(cè)量參數(shù)確定被測(cè)目標(biāo)和觀察點(diǎn)之間 的距離。
[0003] 由于機(jī)載激光測(cè)距機(jī)的特殊性，機(jī)載激光測(cè)距機(jī)通常采用的測(cè)距系統(tǒng)是由激光發(fā) 射系統(tǒng)、激光接收系統(tǒng)和可見(jiàn)光瞄準(zhǔn)系統(tǒng)三個(gè)獨(dú)立的光學(xué)系統(tǒng)所組成，三個(gè)獨(dú)立的光學(xué)系 統(tǒng)分別具有各自的光軸。因此在光束傳輸?shù)倪^(guò)程中，激光發(fā)射、激光接收、可見(jiàn)光瞄準(zhǔn)三個(gè) 獨(dú)立的光學(xué)系統(tǒng)需要分別占據(jù)相應(yīng)的傳輸通道，三者各自具有一定的體積，所以三個(gè)獨(dú)立 的光學(xué)系統(tǒng)能夠占據(jù)較大的空間，而且降低了該測(cè)距光學(xué)系統(tǒng)的靈活性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種激光測(cè)距機(jī)，用以解決傳統(tǒng)的機(jī)載激光測(cè)距機(jī)占據(jù)較大 的空間的問(wèn)題。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的方案包括一種激光測(cè)距機(jī)，包括公共光學(xué)系統(tǒng)、激光測(cè) 距系統(tǒng)和可見(jiàn)光瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，所述公共光學(xué)系統(tǒng)包括從物方到像方沿光路依次設(shè)置的共用物 鏡鏡組、共用轉(zhuǎn)像鏡組和分光棱鏡，分光棱鏡用于實(shí)現(xiàn)激光和可見(jiàn)光的分光，所述激光測(cè)距 系統(tǒng)包括沿所述激光的光路依次設(shè)置的激光匯聚透鏡和探測(cè)器，所述可見(jiàn)光瞄準(zhǔn)系統(tǒng)包括 沿所述可見(jiàn)光的光路依次設(shè)置的可見(jiàn)光轉(zhuǎn)像鏡組和目鏡鏡組；
[0006] 所述激光測(cè)距系統(tǒng)的光學(xué)焦距為500. 8mm，激光光學(xué)系統(tǒng)的F數(shù)為3~3. 2 ;
[0007] 所述可見(jiàn)光瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的光學(xué)焦距為221. 8mm，可見(jiàn)光光學(xué)系統(tǒng)的F數(shù)為1. 3~ 1. 5〇
[0008] 所述共用物鏡鏡組的焦距為380~420mm，共用轉(zhuǎn)像鏡組的焦距為180~220mm， 激光匯聚透鏡的焦距為36~45mm，可見(jiàn)光轉(zhuǎn)像鏡組的焦距為66~71mm，目鏡鏡組的焦距 為 18 ~23mm。
[0009] 所述分光棱鏡與所述激光匯聚透鏡之間的激光光路上設(shè)置有窄帶干涉濾光片，所 述激光匯聚透鏡與探測(cè)器之間的激光光路上設(shè)置有視場(chǎng)光闌。
[0010] 所述分光棱鏡與所述可見(jiàn)光轉(zhuǎn)像鏡組之間的可見(jiàn)光光路上設(shè)置有可見(jiàn)光光闌，所 述可見(jiàn)光轉(zhuǎn)像鏡組與所述目鏡鏡組之間的可見(jiàn)光光路上設(shè)置有分劃板。
[0011] 所述共用物鏡鏡組由從物方到像方沿光路依次設(shè)置的第一物鏡和第二物鏡構(gòu)成； 所述共用轉(zhuǎn)像鏡組由從物方到像方沿光路依次設(shè)置的第一轉(zhuǎn)像鏡和第二轉(zhuǎn)像鏡構(gòu)成；所述 可見(jiàn)光轉(zhuǎn)像鏡組由從物方到像方沿光路依次設(shè)置的第三轉(zhuǎn)像鏡和第四轉(zhuǎn)像鏡構(gòu)成；所述目 鏡鏡組由從物方到像方沿光路依次設(shè)置的第一目鏡、第二目鏡和第三目鏡構(gòu)成；
[0012] 所述第一轉(zhuǎn)像鏡和第二轉(zhuǎn)像鏡構(gòu)成第一膠合透鏡組，所述第三轉(zhuǎn)像鏡和第四轉(zhuǎn)像 鏡構(gòu)成第二膠合透鏡組，所述第二目鏡和第三目鏡構(gòu)成第三膠合透鏡組。
[0013] 所述共用物鏡鏡組為正透鏡鏡組，所述第一物鏡和第二物鏡均為正凸透鏡；所述 共用轉(zhuǎn)像鏡組為正透鏡鏡組，所述第一轉(zhuǎn)像鏡為正凸透鏡，第二轉(zhuǎn)像鏡為負(fù)凹透鏡；所述激 光匯聚透鏡為正凸透鏡；所述可見(jiàn)光轉(zhuǎn)像鏡組為正透鏡鏡組，所述第三轉(zhuǎn)像鏡為正凸透鏡， 第四轉(zhuǎn)像鏡為負(fù)凹透鏡；所述目鏡鏡組為正透鏡鏡組，所述第一目鏡為正凸透鏡、第二目鏡 為正凸透鏡，第三目鏡為負(fù)凹透鏡。
[0014] 所述第一物鏡的材料為熔融石英，第二物鏡的材料為K9,第一轉(zhuǎn)像鏡的材料為 K9,第二轉(zhuǎn)像鏡的材料為F2,所述分光棱鏡的材料為ZF6,所述激光匯聚透鏡的材料為ZF6， 所述第三轉(zhuǎn)像鏡的材料為K9,第四轉(zhuǎn)像鏡的材料為F2,第一目鏡的材料為BaK3,第二目鏡 的材料為ZF2，第三目鏡的材料為ZF2。
[0015] 所述第一物鏡的靠近物方的表面的半徑為236mm，靠近像方的表面的半徑為 1895mm ;所述第二物鏡的靠近物方的表面的半徑為202mm，靠近像方的表面的半徑為 546mm ;第一轉(zhuǎn)像鏡的靠近物方的表面的半徑為-156mm，靠近像方的表面的半徑為223mm ; 第二轉(zhuǎn)像鏡的靠近物方的表面的半徑為223mm，靠近像方的表面的半徑為-142mm ;第三轉(zhuǎn) 像鏡的靠近物方的表面的半徑為123_，靠近像方的表面的半徑為-265mm ;第四轉(zhuǎn)像鏡的 靠近物方的表面的半徑為-265mm，靠近像方的表面的半徑為-83mm ;激光匯聚透鏡的靠 近物方的表面為非球面，半徑為166mm，靠近像方的表面的半徑為-48mm ;第一目鏡的靠 近物方的表面的半徑為-18mm，靠近像方的表面的半徑為-22mm ;第二目鏡的靠近物方的 表面的半徑為57_，靠近像方的表面的半徑為-33mm ;第三目鏡的靠近物方的表面的半徑 為-33mm，靠近像方的表面的半徑為-41mm。
[0016] 所述第一物鏡的焦距為536mm，第二物鏡的焦距為216mm，第一轉(zhuǎn)像鏡的焦距 為-57mm，第二轉(zhuǎn)像鏡的焦距為26mm，所述激光匯聚透鏡的焦距為178mm，所述第三轉(zhuǎn)像鏡 的焦距為78mm，第四轉(zhuǎn)像鏡的焦距為-22mm，第一目鏡的焦距為-15mm，所述第三膠合透鏡 組的焦距為26. 8mm。
[0017] 所述激光測(cè)距系統(tǒng)的有效通光口徑為160_，所述可見(jiàn)光瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的有效通光口 徑為158_。
[0018] 本發(fā)明提供的激光測(cè)距機(jī)包括激光測(cè)距系統(tǒng)和可見(jiàn)光瞄準(zhǔn)系統(tǒng)，這兩個(gè)光學(xué)系統(tǒng) 共用一個(gè)公共光學(xué)系統(tǒng)，即在該公共光學(xué)系統(tǒng)中激光和可見(jiàn)光共光路，然后通過(guò)分光棱鏡 實(shí)現(xiàn)激光和可見(jiàn)光的分光，可見(jiàn)光由可見(jiàn)光瞄準(zhǔn)系統(tǒng)接收，激光由激光測(cè)距系統(tǒng)發(fā)射和接 收，所以，該激光測(cè)距機(jī)為一個(gè)激光發(fā)射、接收和瞄準(zhǔn)共軸式的光學(xué)系統(tǒng)，將激光發(fā)射系統(tǒng)、 激光接收系統(tǒng)和可見(jiàn)光瞄準(zhǔn)系統(tǒng)三個(gè)獨(dú)立的光學(xué)系統(tǒng)整合到一個(gè)系統(tǒng)中，占用空間較小， 滿足機(jī)載的占用空間小的要求，在顯著地減少機(jī)載激光測(cè)距機(jī)的空間尺寸和整機(jī)重量的前 提下，仍能夠保證光學(xué)系統(tǒng)高的光軸指向精度和高的光學(xué)透過(guò)率。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1是激光測(cè)距機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。
[0021] 如圖1所示，該激光測(cè)距機(jī)整體上包括三部分：公共光學(xué)系統(tǒng)、激光測(cè)距系統(tǒng)和可 見(jiàn)光瞄準(zhǔn)系統(tǒng)。其中，激光接收系統(tǒng)為激光測(cè)距機(jī)接收外界目標(biāo)反射的激光回波，通過(guò)解算 獲得外界目標(biāo)的距離信息?？梢?jiàn)光瞄準(zhǔn)系統(tǒng)為工作波段位于人眼可見(jiàn)范圍的一種瞄準(zhǔn)光學(xué) 系統(tǒng)，激光為人眼不可見(jiàn)且對(duì)人眼具有灼傷傷害，這就給激光測(cè)距機(jī)的瞄準(zhǔn)軸線的調(diào)試帶 來(lái)極大的不便。通過(guò)可見(jiàn)光瞄準(zhǔn)系統(tǒng)將激光測(cè)距機(jī)的瞄準(zhǔn)軸線調(diào)試轉(zhuǎn)換為將外界目標(biāo)與激 光接收系統(tǒng)的光軸調(diào)為一致，這樣便間接地實(shí)現(xiàn)了激光測(cè)距機(jī)的瞄準(zhǔn)軸線的調(diào)試。
[0022] 公共光學(xué)系統(tǒng)中的光路組成為激光和可見(jiàn)光的混合光，然后在該公共光學(xué)系統(tǒng)的 末端利用分光棱鏡實(shí)現(xiàn)激光和可見(jiàn)光的分光，可見(jiàn)光部分射入到可見(jiàn)光瞄準(zhǔn)系統(tǒng)中，激光 部分由激光測(cè)距系統(tǒng)發(fā)射和接收。
[0023] 激光測(cè)距系統(tǒng)的光學(xué)焦距為500. 8mm，F(xiàn)數(shù)為3~3. 2 ;可見(jiàn)光瞄準(zhǔn)系統(tǒng)的光學(xué)焦 距為 221. 8mm，F(xiàn) 數(shù)為 1. 3 ~1. 5。
[0024] 如圖1所示，公共光學(xué)系統(tǒng)包括從物方到像方沿光軸依次設(shè)置的共用物鏡鏡組1、 共用轉(zhuǎn)像鏡組2和分光棱鏡3,分光棱鏡實(shí)現(xiàn)激光和可見(jiàn)光的分光。在本實(shí)施例中，分光棱 鏡為一個(gè)立方棱鏡，內(nèi)部設(shè)置有與光軸呈45°夾角的膠合面，在該膠合面上鍍有一層可見(jiàn) 光透射及激光反射膜，混合光通過(guò)該膠合面時(shí)，可見(jiàn)光反射出去，激光進(jìn)行透射，實(shí)現(xiàn)可見(jiàn) 光和激光的分光。
[0025] 激光測(cè)距系統(tǒng)包括沿激光的光路依次設(shè)置的窄帶干涉濾光片4、激光匯聚透鏡5、 激光接收視場(chǎng)光闌6和雪崩光電探測(cè)器7?？梢?jiàn)光瞄準(zhǔn)系統(tǒng)包括沿可見(jiàn)光的光路依次設(shè)置 的可見(jiàn)光轉(zhuǎn)像鏡組9、分劃板10和目鏡鏡組11。
[0026] 該激光測(cè)距機(jī)中的透鏡或者透鏡組均有一定的焦距范圍，其中，共用物鏡鏡組1 的焦距為380~420mm，共用轉(zhuǎn)像鏡組2的焦距為180~220mm，激光匯聚透鏡5的焦距為 36~45_，可見(jiàn)光轉(zhuǎn)像鏡組9的焦距為66~71_，目鏡鏡組11的焦距為18~23_。
[0027] 在本實(shí)施例中，共用物鏡鏡組1由從物方到像方沿光路依次設(shè)置的第一物鏡和第 二物鏡構(gòu)成；共用轉(zhuǎn)像鏡組2由從物方到像方沿光路依次設(shè)置的第一轉(zhuǎn)像鏡和第二轉(zhuǎn)像鏡 構(gòu)成；可見(jiàn)光轉(zhuǎn)像鏡組9由從物方到像方沿光路依次設(shè)置的第三轉(zhuǎn)像鏡和第四轉(zhuǎn)像鏡構(gòu) 成；目鏡鏡組11由從物方到像方沿光路依次設(shè)置的第一目鏡、第二目鏡和第三目鏡構(gòu)成； 其中，第一轉(zhuǎn)像鏡和第二轉(zhuǎn)像鏡構(gòu)成第一膠合透鏡組，第三轉(zhuǎn)像鏡和第四轉(zhuǎn)像鏡構(gòu)成第二 膠合透鏡組，第二目鏡和第三目鏡構(gòu)成第三膠合透鏡組。
[0028] 共用物鏡鏡組1為正透鏡鏡組，第一物鏡和第二物鏡均為正凸透鏡；共用轉(zhuǎn)像鏡 組2為正透鏡鏡組，第一轉(zhuǎn)像鏡為正凸透鏡，第二轉(zhuǎn)像鏡為負(fù)凹透鏡；激光匯聚透鏡5為正 凸透鏡；可見(jiàn)光轉(zhuǎn)像鏡組9為正透鏡鏡組，第三轉(zhuǎn)像鏡為正凸透鏡，第四轉(zhuǎn)像鏡為負(fù)凹透 鏡；目鏡鏡組11為正透鏡鏡組，第一目鏡為正凸透鏡、第二目鏡為正凸透鏡，第三目鏡為負(fù) 凹透鏡。
[0029] 第一物鏡的材料為熔融石英，第二物鏡的材料為K9,第一轉(zhuǎn)像鏡的材料為K9,第 二轉(zhuǎn)像鏡的材料為F2,分光棱鏡的材料為ZF6,所述激光匯聚透鏡的材料為ZF6,第三轉(zhuǎn)像 鏡的材料為K9,第四轉(zhuǎn)像鏡的材料為F2 ;第一目鏡的材料為BaK3,第二目鏡的材料為ZF2， 第三目鏡的材料為ZF2。
[0030] 第一物鏡的靠近物方的表面的半徑為236mm，靠近像方的表面的半徑為1895mm ; 第二物鏡的靠近物方的表面的半徑為202mm，靠近像