电子目镜、目镜适配器及望远镜制造技术

本申请公开了一种用于望远镜的电子目镜，其包括合光镜、中继透镜和光学目镜以及设置在合光镜一侧的微显示器，中继透镜将由望远镜物镜形成的像成像到目标像平面上；合光镜和微显示器设置为使得来自望远镜物镜的光和来自微显示器的光经由合光镜混合并进入中继透镜，并且微显示器所显示的图像经由中继透镜被成像到目标像平面上。本申请还公开了望远镜和用于望远镜的目镜适配器。根据本实用新型专利技术实施例，通过提供设置于合光镜下游的中继透镜，调整了要通过光学目镜观测的实像平面的位置，使得光学目镜可以采用已有的各种不同规格的、接口标准化的目镜，极大地提高了设备的适配性能，并显著降低成本。显著降低成本。显著降低成本。

【技术实现步骤摘要】
电子目镜、目镜适配器及望远镜


[0001]本技术涉及望远镜领域，具体而言涉及望远镜以及用于望远镜的电子目镜和目镜适配器。

技术介绍

[0002]望远镜是一种利用透镜或凹面反射镜以及其他光学器件观测遥远物体的光学仪器。利用望远镜进行观测时，来自遥远物体的光线通过透镜的折射或通过凹面镜的反射，会聚成像，再经过具有一定放大倍率的目镜而被看到。对于不同的观测对象、不同的观测条件以及观测目的，人们经常需要更换望远镜目镜，例如具有不同放大倍率或者不同滤光功能的目镜。适应于上述需求，望远镜目镜已经形成为规格多样化、接口标准化的配件，能够方便地被装配到望远镜主体上并与望远镜物镜的光学系统匹配。
[0003]近年来，人们开始在望远镜上引入例如增强现实(AR,Augmented Reality)显示以及混合现实(MR,Mixed Reality)显示，其中将通过望远镜物镜获得的光学影像与例如电子显示的图像混合输出到同一光路中，最后例如可以通过目镜一起呈现给观测者。望远镜中结合增强现实或混合现实显示等功能，需要对望远镜及其配件的构造进行改造。在这样的改造过程中如何保持甚至提高望远镜的光学以及其他方面的性能还有待于人们不断探索。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是提供一种望远镜以及用于望远镜的电子目镜和目镜适配器，其在实现更加丰富的目视观测体验的情况下提高了设备的适配性能，有利于提高使用灵活性和降低成本。
[0005]根据本技术的一个方面，提供了一种用于望远镜的电子目镜，该电子目镜包括沿光路依次设置的合光镜、中继透镜和光学目镜以及设置在合光镜一侧的微显示器，其中中继透镜设置成将由望远镜物镜形成的像中继成像到光学目镜的物方焦平面附近的目标像平面上；并且合光镜和微显示器设置为使得来自望远镜物镜的光和来自微显示器的光经由合光镜混合并进入中继透镜，并且微显示器所显示的图像经由中继透镜被成像到目标像平面上。
[0006]优选地，电子目镜还包括孔径匹配用光阑，所述孔径匹配用光阑设置于中继透镜中，用于将微显示器显示的图像的孔径角缩小至与由望远镜物镜形成的像的孔径角基本上相同。
[0007]优选地，中继透镜可以包括多个透镜，所述多个透镜包括沿光路位于孔径匹配用光阑上游的上游透镜，并且孔径匹配用光阑设置在上游透镜的预定平面上，使得微显示器显示的图像上不同位置的点的孔径角基本上相同，其中以相同角度入射上游透镜的光线在经上游透镜折射之后会聚到所述预定平面上的基本上同一点。
[0008]优选地，中继透镜构造为使得上游透镜的所述预定平面位于透镜表面上或者位于透镜之间的空隙中。
[0009]优选地，微显示器为平板型显示器，合光镜为具有立方体外形的棱镜，并且微显示器设置为贴合在棱镜的一个表面上。
[0010]在一些实施例中，电子目镜还可以包括壳体，微显示器、合光镜和中继透镜设置在壳体内，光学目镜安装在壳体的一端，而壳体的另一端设置有接物端接口，用于连接至望远镜的镜筒。
[0011]优选地，电子目镜还包括二向色性分光镜和图像传感器，其中，二向色性分光镜设置在来自望远镜物镜的光所经过的光路中并位于光学目镜的上游，其根据波长选择性地进行反射和透射，使可见光进入通往光学目镜的光路中，而使至少部分非可见光进入图像传感器；图像传感器接收所述非可见光，以探测经由望远镜物镜形成的光学影像。
[0012]优选地，电子目镜还包括处理单元，其接收图像传感器所探测到的光学影像，并基于光学影像生成要通过微显示器显示的图像。
[0013]优选地，所述二向色性分光镜使红外光进入传感器探测光路中。
[0014]优选地，所述二向色性分光镜设置在中继透镜和光学目镜之间。
[0015]根据本技术另一个方面，提供一种用于望远镜的目镜适配器，所述目镜适配器包括壳体，壳体的一端设置有用于安装目镜的目镜接口，另一端设置有用于连接至望远镜镜筒的接物端接口，其中目镜适配器还包括设置在壳体内并沿从接物端接口到目镜接口的光路依次布置的合光镜和中继透镜以及设置在所述合光镜的一侧的微显示器；中继透镜设置成将由望远镜物镜形成的像中继成像到目镜接口附近的目标像平面上；并且合光镜和微显示器设置为使得来自望远镜物镜的光和来自微显示器的光经由合光镜混合并进入中继透镜，并且微显示器所显示的图像经由中继透镜被成像到目标像平面上。
[0016]优选地，目镜适配器还包括孔径匹配用光阑，孔径匹配用光阑设置于中继透镜中，用于将微显示器显示的图像的孔径角缩小至与由望远镜物镜形成的像的孔径角基本上相同。
[0017]优选地，中继透镜包括多个透镜，所述多个透镜包括沿光路位于孔径匹配用光阑上游的上游透镜，孔径匹配用光阑设置在上游透镜的预定平面上，使得微显示器显示的图像上不同位置的点的孔径角基本相同，其中以相同角度入射上游透镜的光线在经上游透镜折射之后会聚到所述预定平面上的基本上同一点。
[0018]优选地，目镜适配器还包括二向色性分光镜和图像传感器，其中，二向色性分光镜设置在来自望远镜物镜的光所经过的光路中并位于目镜接口的上游，其根据波长选择性地进行反射和透射，使可见光进入通往目镜接口的光路中，而使至少部分非可见光进入图像传感器；并且图像传感器接收所述非可见光，以探测经由望远镜物镜形成的光学影像。
[0019]优选地，目镜适配器还包括处理单元，其接收图像传感器所探测到的光学影像，并基于所述光学影像生成要通过微显示器显示的图像。
[0020]优选地，二向色性分光镜设置在中继透镜和目镜接口之间。
[0021]根据本技术的又一个方面，提供了一种望远镜，其包括镜筒、设置在镜筒内的物镜、以及安装在镜筒上的如上所述的电子目镜或如上所述的目镜适配器。
[0022]根据本技术的又一个方面，提供了一种望远镜，其包括镜筒和安装在镜筒内的物镜，镜筒上设置有目镜接口，其中，望远镜还包括设置在镜筒内并沿从物镜到目镜接口的光路依次布置的合光镜和中继透镜以及设置在合光镜的一侧的微显示器；物镜在第一实
像平面上形成实像；中继透镜设置成将第一实像平面中继成像到目镜接口附近的第二实像平面上；并且合光镜设置在第一实像平面的下游，合光镜和微显示器设置为使得来自望远镜物镜的光和来自微显示器的光经由合光镜混合并进入中继透镜，并且微显示器所显示的图像经由中继透镜被成像到第二实像平面上。
[0023]优选地，物镜包括由凹面反射镜构成的主镜。更优选地，望远镜为牛顿反射式望远镜。更优选地，合光镜与物镜沿物镜的光轴对准布置，第一实像平面垂直于物镜的光轴。
[0024]优选地，望远镜还包括设置在物镜和合光镜之间的反射镜，反射镜设置成将来自物镜的至少部分光朝向合光镜反射，从而将第一实像平面定位在合光镜的第一侧面处，并且微显示器设置在合光镜的与第一侧面垂直的第二侧面上。
[0025]优选地，目镜接口为标准接口。
[0026]优选地，望远镜还包括二向色性分光镜和图像传感器，其中，二向色性分光镜设置在合光镜与目镜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于望远镜的电子目镜，其特征在于，所述电子目镜包括沿光路依次设置的合光镜、中继透镜和光学目镜以及设置在合光镜一侧的微显示器，其中，所述中继透镜设置成将由望远镜物镜形成的像中继成像到所述光学目镜的物方焦平面附近的目标像平面上；并且所述合光镜和所述微显示器设置为使得来自望远镜物镜的光和来自所述微显示器的光经由所述合光镜混合并进入所述中继透镜，并且所述微显示器所显示的图像经由所述中继透镜被成像到所述目标像平面上。2.如权利要求1所述的电子目镜，其特征在于，所述电子目镜还包括孔径匹配用光阑，所述孔径匹配用光阑设置于所述中继透镜中，用于将所述微显示器显示的图像的孔径角缩小至与由望远镜物镜形成的像的孔径角基本上相同。3.如权利要求2所述的电子目镜，其特征在于，所述中继透镜包括多个透镜，所述多个透镜包括沿光路位于所述孔径匹配用光阑上游的上游透镜，所述孔径匹配用光阑设置在所述上游透镜的预定平面上，使得所述微显示器显示的图像上不同位置的点的孔径角基本上相同，其中以相同角度入射所述上游透镜的光线在经所述上游透镜折射之后会聚到所述预定平面上的基本上同一点。4.如权利要求3所述的电子目镜，其特征在于，所述中继透镜构造为使得所述上游透镜的所述预定平面位于透镜表面上或者位于透镜之间的空隙中。5.如权利要求1所述的电子目镜，其特征在于，所述微显示器为平板型显示器，所述合光镜为具有立方体外形的棱镜，并且所述微显示器设置为贴合在所述棱镜的一个表面上。6.如权利要求1所述的电子目镜，其特征在于，所述电子目镜还包括壳体，所述微显示器、合光镜和中继透镜设置在所述壳体内，所述光学目镜安装在所述壳体的一端，而所述壳体的另一端设置有接物端接口，用于连接至望远镜的镜筒。7.如权利要求1
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6中任一项所述的电子目镜，其特征在于，所述电子目镜还包括二向色性分光镜和图像传感器，其中，所述二向色性分光镜设置在来自望远镜物镜的光所经过的光路中并位于所述光学目镜的上游，其根据波长选择性地进行反射和透射，使可见光进入通往所述光学目镜的光路中，而使至少部分非可见光进入所述图像传感器；所述图像传感器接收所述非可见光，以探测经由望远镜物镜形成的光学影像。8.如权利要求7所述的电子目镜，其特征在于，所述电子目镜还包括处理单元，其接收所述图像传感器所探测到的光学影像，并基于所述光学影像生成要通过所述微显示器显示的图像。9.如权利要求7所述的电子目镜，其特征在于，所述二向色性分光镜使红外光进入所述图像传感器。10.如权利要求9所述的电子目镜，其特征在于，所述二向色性分光镜设置在所述中继透镜和所述光学目镜之间。11.一种用于望远镜的目镜适配器，所述目镜适配器包括壳体，所述壳体的一端设置有用于安装目镜的目镜接口，另一端设置有用于连接至望远镜镜筒的接物端接口，其特征在于所述目镜适配器还包括设置在所述壳体内并沿从所述接物端接口到所述目镜接口的
光路依次布置的合光镜和中继透镜以及设置在所述合光镜的一侧的微显示器；所述中继透镜设置成将由望远镜物镜形成的像中继成像到所述目镜接口附近的目标像平面上；并且所述合光镜和所述微显示器设置为使得来自望远镜物镜的光和来自所述微显示器的光经由所述合光镜混合并进入所述中继透镜，并且所述微显示器所显示的图像经由所述中继透镜被成像到所述目标像平面上。12.如权利要求11所述的目镜适配器，其特征在于，所述目镜适配器还包括孔径匹配用光阑，所述孔径匹配用光阑设置于所述中继透镜中，用于将所述微显示器显示的图像的孔径角缩小至与由望远镜物镜形成的像的孔径角基本上相同。13.如权利要求12所述的目镜适配器，其特征在于，所述中继透镜包括多个透镜，所述多个透镜包括沿光路位于所述孔径匹配用光阑上游的上游透镜，所述孔径匹配用光阑设置在所述上游透镜的预定平面上，使得所述微显示器显示的图像上不同位置的点的孔径角基本上相同，其中以相同角度入射所述上游透镜的光线在经所述上游透镜折射之后会聚到所述预定平面上的基本上同一点。14.如权利要求11
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13中任一项所述的目镜适配器，其特征在于，所述目镜适配器还包括二向色性分光镜和图像传感器，其中，所述二向色性分光镜设置在来自望远镜物镜的光所经过的光路中并位于所述目镜接口的上游，其根据波长选择性地进行反射和透射，使可见光进入通往所述目镜接口的光路中，而...

【专利技术属性】
技术研发人员：邱虹云，
申请(专利权)人：光速视觉北京科技有限公司，
类型：新型
国别省市：