[发明专利]一种可以叠加显示图文信息的多光谱段多接收器分光及合像棱镜系统

说明书

技术领域

本发明属一种可以叠加显示图文信息的多光谱段多接收器分光及合像棱镜系统技术领域。

背景技术

目前，成像光学系统中棱镜主要起正像的作用。传统的正像棱镜主要有三种：普罗棱镜，施密特别汉棱镜，阿贝棱镜。在传统没有电子系统的光学系统中，他们还能起到正像的作用，而现代光学日息复杂的光电子产品，希望在较小的体积内集成多种功能，比如多光谱段的信息处理，多信号源的目标处理，这时，传统棱镜就有很大的局限，不能满足要求。 

现有的正像棱镜组应用于成像光学系统，比如目视观察或摄像的光学系统中，如图1，通常由屋脊棱镜1，等腰棱镜2组成，它在光路中起到的作用是把前方系统系统（如物镜）所成的像倒过来，传递给后方的系统（如目镜），但不能对不同光谱段的信息分别处理，比如把可见光和红外光以分别按不同通道以不同的接收器接受。不能显示附加图文信息，如准星图案和描述目标特征的字符等信息。

现有的专利如：专利号为ZL 2010 2 0133893.4，一种能显示光学虚拟准星及字符信息的正像棱镜组，描述了一种简单的合像系统。

该系统通过采用了成像透镜原理和棱镜面分光原理，虽然已经能够显示附加图文信息，但存在明显的两个不可克服的缺点。一是该棱镜提供给显示器件的空间狭小，导致显示视场小，只有另外一只光路视场的1/3.仅仅能显示简单的比如一行四位数的字符等，无法实现大视场的图文显示。二是，分光膜由于远远偏离正入射，导致系统透过率小于35%，显示图像亮度极低，产品白天无法使用。成像透镜组空间狭小，结构简单，成像质量差，附加图文信息不清晰，导致字符难以看清。 

   本发明由于显示投影的视场很大，如采用点阵式可编程显示器件，可以显示任何想显示的图文信息。

叠加图文信息的一个特例。显示可以是图形，标志，符号，文字。

这是两行文字显示，上面一行可以显示角度，或温度，或高度等，可带单位度，或英寸。下面一行四位数字显示，可待单位m或Y（码)。

发明目的

本发明的目的正是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种使光学系统可以对不同光谱段实行不同的并行处理，并在成像面叠加附加的图文信息，该图文信息能够十分清晰地大视场显示。本发明如用之于望远镜，可以使望远镜不但有观察的功能，还可以有多光谱段独立成像的功能，激光测距的功能，可以字符的方式显示光学虚拟准星及测量距离等目标特征于视场中。使观察功能与目标信息处理机及显示实现无缝拼接，成为一个有机结合的完美的产品。

本发明的目的是通过如下技术方案来实现的。

一种可以叠加显示图文信息的多光谱段多接收器分光及合像棱镜系统，包括屋脊棱镜和等腰棱镜，其特征是，将等腰棱镜设置为由等腰棱镜、直角棱镜A、直角棱镜B组合而成，其中直角棱镜A与直角棱镜B形状相同并分别对称靠接在等腰棱镜的两个等腰面上，形成分光面A和分光面B；在距等腰棱镜的反射及透射面一段距离上设有与反射及透射面平行的成像透镜，并设置一个平面反射镜和与之平行的成像透镜A；显示器设置在屋脊棱镜的反射面上方，显示器的图像沿入射光轴经由设置屋脊棱镜的反射透射面反射到成像透镜A，经过平面反射镜再通过成像透镜B将成像投至分光面A反射；在等腰棱镜的反射及透射面上方平行设有探测器B，在直角棱镜A的外侧设有探测器A, 探测器B通过出射光轴成像、探测器A通过出射光轴成像，两者相交在分光面B上。

本发明屋脊棱镜的角α为55°～64°；直角棱镜的角β为27°～32°； 等腰棱镜的角δ为110°～128°。 

本发明屋脊棱镜的角α最佳为60°；直角棱镜的角β最佳为30°；等腰棱镜的角δ最佳为120°。 

本发明叠加的图文信息为：图形，标志，符号，文字。

本发明物方复合光谱的入射光线以物方复合光谱入射光轴进入到屋脊棱镜，经过反射及透射面反射，再经过屋脊棱反射面反射，从屋脊棱镜的反射及透射面出射，进入由直角棱镜A、等腰棱镜、直角棱镜B构成的等腰棱镜组。光线在穿过分光面A，经过反射及透射面反射，到达另一个分光面B，部分光谱的光线直接穿过分光面B，从直角棱镜出射，沿出射光轴到达探测器A；另外一部分光谱的光线在分光面B被反射，从等腰棱镜的反射及透射面出射，到达探测器B；这样棱镜组能够把复合光谱的光线按一定要求使不同光谱的光线到达不同的探测器，进行不同的处理。