[发明专利]一种基于瞄准接收共孔径的免调试光学系统及使用方法

说明书

本发明公开了一种基于瞄准接收共孔径的免调试光学系统及使用方法，包括瞄准/接收物镜、瞄准目镜和棱镜部件，棱镜部件设置在瞄准/接收物镜与瞄准目镜之间，棱镜部件包括斯密特屋脊棱镜、半五棱镜、分光镜、等腰棱镜、过渡块、直角棱镜及接收小孔光阑，分光镜连接在半五棱镜的外反射面上，等腰棱镜与过渡块相邻连接在分光镜的外表面，过渡块的外侧连接有直角棱镜和接收小孔光阑，接收小孔光阑的外侧设置有光电探测器；本发明采用瞄准/接收共光路设计并且免调试，使得多种不同波长的光线达到共轭目的，保证白光瞄准光轴与激光接收光轴重合，接收小孔光阑始终在焦面上，降低了调试难度，提升了工作效率。

技术领域

本发明涉及激光观瞄测距技术领域，更具体的说是涉及一种基于瞄准接收共孔径的免调试光学系统。

背景技术

随着武器装备轻量化要求越来越高，特别是在便携式激光观瞄测距领域对轻量化要求更为严苛，而在该领域的大多数装备，白光观瞄系统、激光发射系统以及激光接收系统通常采用多光路、多孔径的设计方式，使得整机体积和重量难以得到控制，同时由于多孔径设计，造成整机装调难度大，仪器精度易受到环境变化产生的结构应力的影响。

激光观瞄测距装备在使用前应对白光观瞄光轴、激光发射光轴以及激光接收光轴进行一致性校正，通常以白光瞄准光轴作为调校基准，调整激光发射光轴与激光接收光轴，确保三光轴的平行性或交汇于某一距离上的点。因此，为了使瞄准光轴和激光接收光轴平行或交汇于某一距离上的点，通常的校正方法是以瞄准光轴作为基准，利用机械方法调节激光接收系统视差，调整接收小孔光阑位置，使小孔光阑处于激光接收系统焦平面上，保证分划瞄准标志与小孔光阑同时清晰。

为实现瞄准光轴和激光接收光轴重合，需要为激光接收系统设计独立的调整结构，径向调节接收小孔光阑位置，确保分划瞄准标志中心与接收小孔光阑中心重合；然而校正瞄准光轴与激光接收光轴的重合，需要经过长时间的试验、摸索和总结，并且对光学零件及机械零件提出了较高的加工精度要求。同时，由于校正所必须的调试机构较多，以及使用环境的变化而引起的机械应力等原因，使得激光观瞄测距装备在使用过程中，无法保证激光接收光轴与白光瞄准光轴始终重合或接收小孔光阑始终保持在焦面上，接收小孔光阑离开了焦面，光学系统就会产生视差，视差的产生直接影响测距精度；光轴偏离可能导致激光测距机失效或提供错误的目标距离信息，最终对作战效率造成影响。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种基于瞄准接收共孔径的免调试光学系统及使用方法。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种基于瞄准接收共孔径的免调试光学系统，包括瞄准/接收物镜、瞄准目镜和棱镜部件，所述棱镜部件设置在所述瞄准/接收物镜与所述瞄准目镜之间，所述棱镜部件包括斯密特屋脊棱镜、半五棱镜、分光镜、等腰棱镜、过渡块、直角棱镜及接收小孔光阑，所述斯密特屋脊棱镜和所述半五棱镜都包括收发面、内反射面、外反射面和底面，所述分光镜连接在所述半五棱镜的外反射面上，所述等腰棱镜与所述过渡块相邻连接在所述分光镜的外表面，所述过渡块的外侧连接有所述直角棱镜和所述接收小孔光阑，所述接收小孔光阑的外侧设置有光电探测器；

在所述斯密特屋脊棱镜的外侧设置有激光器，所述斯密特屋脊棱镜和所述半五棱镜的内反射面相对设置，所述斯密特屋脊棱镜的收发面正对所述瞄准/接收物镜，所述半五棱镜的收发面与所述瞄准目镜相对，且收发面上由内到位分别设置防护镜和分划板。

通过上述方案，本发明中目标的自然光反射信息经由瞄准/接收物镜部件进行采集，白光瞄准的出入射光轴由棱镜部件中斯密特屋脊棱镜和半五棱镜进行调整，保证白光瞄准出入射光轴同轴，消除光线经过棱镜组反射后瞄准/接收物镜与分划瞄准标志产生的中心偏可能对瞄准精度和测距性能的影响；通过设计使接收小孔光阑和分划板瞄准标志的视差值符合使用要求，同时使分划板的分划瞄准标志与接收小孔光阑中心重合，最终使得接收小孔光阑中心和分划板瞄准标志中心共轭；调整瞄准目镜部件位置，使目镜焦平面与物镜焦平面重合，可清晰观察分划瞄准标志；防护镜可防止漫反射进入的激光损伤人眼。