[發(fā)明專利]一種具備像平移特性的180度反射棱鏡組

在審

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• 申請日: 2022-05-19
• 公開（公告）號: CN114895445A
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設計）人: 彭堂超;林承飛;賈國偉;李海速;劉恒;艾晨
• 申請（專利權）人: 湖北久之洋紅外系統(tǒng)股份有限公司
• 主分類號: G02B17/04
• 分類號: G02B17/04;G02B5/04
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅;黃帥

本發(fā)明公開了一種具備像平移特性的180度反射棱鏡組，包括第一90度倒像棱鏡、第二90度倒像棱鏡和角錐棱鏡；其中第一90度倒像棱鏡和第二90度倒像棱鏡均為可90度倒像的180度反射棱鏡，角錐棱鏡為可對入射像實現180度旋轉的180度反射棱鏡；第一90度倒像棱鏡和第二90度倒像棱鏡并列放置，二者通光面共面，并與角錐棱鏡相對且平行；或第一90度倒像棱鏡和角錐棱鏡并列放置，二者通光面共面，并與第二90度倒像棱鏡相對且平行。本發(fā)明可對垂直于通光面的入射光線實現180度折轉反射，出射像的方位相對于入射像未發(fā)生變化，出射像的位置相對于入射像發(fā)生了平移，平移量的大小由入射光的位置及棱鏡組中各棱鏡的相對位置決定。

技術領域

本發(fā)明屬于光學元件領域，具體涉及一種具備像平移特性的180度反射棱鏡組。

背景技術

180度反射棱鏡具有將入射光線沿原方向反射的特性，在光學成像、光學測量、光學系統(tǒng)設計等領域均有廣泛的應用。常用的180度反射棱鏡主要包括直角棱鏡和角錐棱鏡，以及由多個棱鏡組合而成的棱鏡組。在光學系統(tǒng)設計中，除了需重點考慮棱鏡對光線的反射、透射等特性，棱鏡對入射像的旋轉、鏡像等特性也是影響棱鏡應用的重要因素，因此需要設計各種對入射像進行旋轉、鏡像、平移等操作的棱鏡或棱鏡組以滿足光學系統(tǒng)設計的需要。

使用單一棱鏡對光線進行反射時，反射像的方位往往難以保持，一般會發(fā)生旋轉或鏡像。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于，提供一種具備像平移特性的180度反射棱鏡組，實現對物像的平移。

本發(fā)明所采取的技術方案為：

一種具備像平移特性的180度反射棱鏡組，包括第一90度倒像棱鏡、第二90度倒像棱鏡和角錐棱鏡；其中第一90度倒像棱鏡和第二90度倒像棱鏡均為可90度倒像的180度反射棱鏡，角錐棱鏡為可對入射像實現180度旋轉的180度反射棱鏡；第一90度倒像棱鏡和第二90度倒像棱鏡并列放置，二者通光面共面，并與角錐棱鏡相對且平行；

光線由第一90度倒像棱鏡的通光面垂直入射，經第一90度倒像棱鏡內的3次全反射后從第一90度倒像棱鏡的通光面出射，然后從角錐棱鏡的通光面入射，經角錐棱鏡內的3次全反射后從角錐棱鏡的通光面出射，最后從第二90度倒像棱鏡的通光面入射，經第二90度倒像棱鏡內的3次全反射后從第二90度倒像棱鏡的通光面出射，出射光線相對于入射光線產生180度反射；

入射像經過第一90度倒像棱鏡反射后順時針方向旋轉90度，然后經過角錐棱鏡反射后旋轉180度，最后經過第二90度倒像棱鏡反射后再次順時針方向旋轉90度，最終出射像的方位相對于入射像未發(fā)生變化，出射像的位置相對于入射像發(fā)生了平移，平移量的大小由入射光的位置及該反射棱鏡組中各棱鏡的相對位置決定。

進一步，該可90度倒像的180度反射棱鏡是由通光面、第一全反射面、第二全反射面和第三全反射面組成的四面體ABCO；通光面為面ABC，第一全反射面為面ABO，第二全反射面為面BCO，第三全反射面為面ACO；

通光面為等腰直角三角形，角ABC為直角，邊AB＝BC；第一全反射面與通光面相交于邊AB，并與通光面成45度角；第二全反射面與通光面相交于邊BC，并與通光面成45度角；第三全反射面與通光面相交于邊AC，并與通光面垂直；

入射光垂直于通光面入射該反射棱鏡，并依次經第一全反射面、第三全反射面和第二全反射面三次全反射反射后垂直于通光面出射該反射棱鏡；三次全反射的入射角和反射角均為45度，出射光與入射光平行，出射像相對于入射像實現90度旋轉；

該反射棱鏡的材料折射率