[发明专利]360度全反射棱镜及其排列方法

说明书

本发明公开了一种360度全反射棱镜及其排列方法，其包括环形排列设置在同一基准球体上的上、下圆柱棱镜阵列，所述上圆柱棱镜阵列与下圆柱棱镜阵列以所述基准球体的赤道线对称设置，且所述上、下圆柱棱镜阵列的回转中心轴与基准球体的中心轴相重合，其中，所述上、下圆柱棱镜阵列中的圆柱棱镜具有三个相互垂直的反射面及与反射面倾斜设置的入射面，每一圆柱棱镜的入射面均与基准球体的球面相切，且所述圆柱棱镜入射面的棱镜轴线均相交于基准球体的球心。本发明所述360度全反射棱镜及其排列方法，即避免了单排360度棱镜存在测量死角的缺陷，又解决了多排360度棱镜中不同排棱镜的中心高不一样，存在测量误差的问题。

技术领域

本发明及一种光学测量仪器，具体涉及一种360度全反射棱镜及其排列方法。

背景技术

随着工程测量的精度和自动化程度不断提高，具有自动照准、锁定跟踪功能的全站仪或测距仪在动态跟踪测量、自动测量和变形监测等方面有着广阔的应用前景。反射棱镜是全站仪或测距仪测量系统的重要组成部分，其作用是测角、测距精确照准目标和信号反射目标，以实现系统的角度、距离和位置的测量。目前反射棱镜的主要类型有单棱镜和棱镜组，在使用时将全站仪望远镜的准星精确对准棱镜中心，由全站仪发射的激光经棱镜的反射，由仪器接收。现有普通反射棱镜的能够接受的入射光线角度小，只有±45°，测量时，需要调整到正对光源方向，不能实现任意全方位照准，为跟踪测量工作带来不便。

在此基础上研发的镀铬钢球虽然能够360度反射光线，但是由于其反射的光线强度会大大降低，所以只能用在非常近距离的测量上，单排360度棱镜依然存在测量死角，不是真正的360度棱镜，而多排360度棱镜中，不同排棱镜的中心高不一样，存在测量误差，只能测量10m以上的距离。因此，研发一种能够实现360度无死角反射、且保障光线强度的反射装置是本领域技术人员急待解决的问题。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种能够实现360度无死角反射、且保障光线强度的反射装置。

一种360度全反射棱镜，其包括环形排列设置在同一基准球体上的上、下圆柱棱镜阵列，所述上圆柱棱镜阵列与下圆柱棱镜阵列以所述基准球体的赤道线对称设置，且所述上、下圆柱棱镜阵列的回转中心轴与基准球体的中心轴相重合，其中，所述上、下圆柱棱镜阵列中的圆柱棱镜具有三个相互垂直的反射面及与反射面倾斜设置的入射面，每一圆柱棱镜的入射面均与基准球体的球面相切，且所述圆柱棱镜入射面的棱镜轴线均相交于基准球体的球心。

优选的，同一阵列的圆柱棱镜均匀的环形排列在基准球体的同一纬线上。

优选的，所述上、下圆柱棱镜阵列中分别至少包括6个圆柱棱镜，所述同一阵列的圆柱棱镜在圆周上以60°的间距均匀分布。

优选的，所述上圆柱棱镜阵列中圆柱棱镜与下圆柱棱镜阵列中圆柱棱镜对称交错设置。

优选的，所述上圆柱棱镜阵列与下圆柱棱镜阵列之间的交错角度为30°。

优选的，所述圆柱棱镜入射面的棱镜轴线与基准球体的赤道线所在的平面成23.16°夹角。

优选的，任意三个相邻所述圆柱棱镜的入射面形心的直线距离相等。

优选的，所述圆柱棱镜的反射面上均涂覆有金属膜。

一种360度全反射棱镜的排列方法，其包括以下步骤：

在一基准球体上，以赤道线为中心线对称设置上、下环形排列设置的圆柱棱镜阵列，所述上、下圆柱棱镜阵列中的圆柱棱镜具有三个相互垂直的反射面及与反射面倾斜设置的入射面；

将所述上、下圆柱棱镜阵列的回转中心轴调整至与基准球体的中心轴相重合；

将每一圆柱棱镜的入射面调整至与基准球体的球面相切，且使每一圆柱棱镜入射面的棱镜轴线均相交于基准球体的球心。