适配大靶面的大出瞳直径目镜系统技术方案

本发明专利技术提供了一种适配大靶面的大出瞳直径目镜系统，该目镜系统从物方到像方依次包括第一胶合镜组、第一单透镜、第二单透镜、第三单透镜和第二胶合镜组；其中：第一胶合镜组包括相胶合的双凸正透镜和双凹负透镜，第一单透镜为双凹负透镜，第二单透镜为双凸正透镜、第三单透镜为双凸正透镜，第二胶合镜组包括相胶合的双凸正透镜和双凹负透镜。本发明专利技术的目镜系统具有出瞳直径大、透镜数量少、体积小、重量轻和分辨率高等特点，且具有良好的成像质量。且具有良好的成像质量。且具有良好的成像质量。

【技术实现步骤摘要】
适配大靶面的大出瞳直径目镜系统


[0001]本专利技术属于可见光光学系统
，具体涉及一种适配大靶面的大出瞳直径目镜系统。

技术介绍

[0002]目镜作为目视光学仪器的基本且重要的组成之一，其作用是把前方物镜所成的像再次放大，以满足人眼对目标识别的要求，一般来说目镜的成像在无穷远处，或在眼睛的明视距离上，因此研究目镜与人眼的特性具有重要意义。考虑不同角度光线在不同环境下人眼中被接收，目镜系统设计时，出瞳直径通常设置在5mm左右。出瞳距，即出瞳与目镜最后一片透镜之间的距离一般为10mm～20mm。随着科技创新能力的提高和军用仪器需求量的增多，针对目镜系统提出的要求呈现严格化的趋势。
[0003]而目前国内外大部分研究集中在对于长出瞳距目镜或者视场放大率目镜系统上，较少研究大出瞳直径目镜系统。
[0004]一般目镜的轴外像差都比较大，在轴外像差校正问题上存在一定的困难。这是因为目镜通常都用比较大的视场，并且光阑在目镜光学系统外部，这种结构造成光线在镜片上的投射高度比较大，从而使轴外产生很大的像差。想要很好的平衡这些像差，通常会导致目镜的光学结构较复杂。传统球面折射透镜都有一定的厚度和重量，而非球面光学元件通常能够以折射透镜为基底，增加系统优化设计参数的自由度，同时实现对像差有效校正。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于，提供一种适配大靶面的大出瞳直径目镜系统，出瞳直径大、体积小、重量轻、分辨率高。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供了一种适配大靶面的大出瞳直径目镜系统，从物方到像方依次包括第一胶合镜组、第一单透镜、第二单透镜、第三单透镜和第二胶合镜组；其中：
[0007]第一胶合镜组包括相胶合的双凸正透镜和双凹负透镜，第一单透镜为双凹负透镜，第二单透镜为双凸正透镜、第三单透镜为双凸正透镜，第二胶合镜组包括相胶合的双凸正透镜和双凹负透镜。
[0008]接上述技术方案，第一胶合镜组和第二胶合镜组均采用阿贝数差值在20以上的材料。
[0009]接上述技术方案，第三单透镜为偶次非球面。
[0010]接上述技术方案，第三单透镜为镧冕基底的偶次非球面。
[0011]接上述技术方案，透镜材料为HLAF10LA、HZF62、HLAK53B、HZLAF92和HQF6A。
[0012]本专利技术与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：
[0013]1、本专利技术的目镜系统具有出瞳直径大、透镜数量少、体积小、重量轻和分辨率高等特点，且具有良好的成像质量。
[0014]2、胶合透镜材料阿贝数之差大于20，有效降低高级球差、降低入射角偏折度。
[0015]3、第三单透镜加入偶次非球面面型，有利于校正系统的高级球差和畸变，减少大靶面图像因畸变导致图像变形风险，能够获得更好成像效果；同时极大的简化了系统，减少了光学系统的透镜数量，提高了系统透过率。
附图说明
[0016]图1为本专利技术的目镜系统的结构示意图；
[0017]图2为本专利技术的目镜系统的光线示意图；
[0018]图3为本专利技术的人眼光差出瞳距示意图；
[0019]图4为本专利技术的目镜系统的20lp/mm时MTF图；
[0020]图5为本专利技术的目镜系统的光学系统弥散斑图；
[0021]图6为本专利技术的目镜系统的场曲与畸变图；
[0022]图7为本专利技术的目镜系统的公差分配曲线图。
[0023]图中：1
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第一胶合镜组、2
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第一单透镜、3
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第二单透镜、4
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第三单透镜、5
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第二胶合镜组。
具体实施方式
[0024]为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0025]本专利技术实施例的适配大靶面的大出瞳直径目镜系统，共包括2组胶合透镜和3组单透镜。如图1所示，从物方到像方依次包括第一胶合镜组1、第一单透镜2、第二单透镜3、第三单透镜4和第二胶合镜组5。如图2所示，光线入射方向为物方，光线出射方向为像方，物方成像光束依次经过第一胶合镜组1、第一单透镜2、第二单透镜3、第三单透镜4和第二胶合镜组5成像在LCD上。
[0026]其中，第一胶合镜组1包括相胶合的双凸正透镜和双凹负透镜，第一单透镜2为双凹负透镜，第二单透镜3为双凸正透镜、第三单透镜4为双凸正透镜，第二胶合镜组5包括相胶合的双凸正透镜和双凹负透镜。
[0027]进一步地，两组胶合透镜需用阿贝数差值在20以上的材料，能够有效降低球差影响，减小入射偏折角度。
[0028]进一步地，系统在优化过程中引入偶次非球面，在第三单透镜4加入偶次非球面，该非球面为镧冕基底，校正系统的高级球差和畸变，减少大靶面图像因畸变导致图像变形风险，能够获得更好成像效果；同时，非球面面型的加入减少光学系统的透镜数量，减少光学系统缩短系统长度，减轻系统重量，提高系统透过率。
[0029]进一步地，光学透镜材料均取可见光系统常用的材料，如：HLAF10LA、HZF62、HLAK53B、HZLAF92、HQF6A等。
[0030]具体地，本实施例的适配大靶面的大出瞳直径目镜系统的出瞳直径为68mm，出瞳距为27mm的目镜，焦距为75mm，适配2.1英寸LCD靶面；并在设计中创造性在可见光镜头中使
用特殊面型，系统成像清晰。
[0031]成像时，物方的成像光束依次经过胶合镜组一、单透镜一、单透镜二、单透镜三、胶合镜组二成像在LCD上。同时系统在优化过程中引入偶次非球面，校正系统的高级球差和畸变，能够获得更好成像效果。非球面面型的加入极大的简化系统，减少光学系统的透镜数量，提高系统透过率。胶合镜组一为一片双凸正透镜与一个双凹负透镜，单透镜一为双凹负透镜，单透镜二为一个双凸正透镜，单透镜三为一个双凸的正透镜，胶合镜组二为一个双凸正透镜和一个双凹负透镜。
[0032]设计时，根据查询资料显示，人眼瞳孔距：成年男性60mm～73mm(平均为66.5mm)，女性：53mm～68mm(平均为60.5mm)。考虑军用设备观测舒适性，本实施例的目镜按D＝68mm设计出瞳直径，出瞳距L＝27mm，透镜材料全为可见光光学系统常用材料。目镜视放大倍率：3.3
×
，焦距为75mm，适配目镜靶面为2.1英寸LCD，其分辨率为：1600
×
1600@24μm，靶面H
×
V为38.4mm
×
38.4mm。
[0033]如图3所示，根据几何关系可知出瞳距与目镜口径成正比，与出瞳直径成反比，同时考虑系统外形尺寸以等因素，人眼光差出瞳距满足以下公式：
[0034]L＝(D
目...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适配大靶面的大出瞳直径目镜系统，其特征在于，从物方到像方依次包括第一胶合镜组、第一单透镜、第二单透镜、第三单透镜和第二胶合镜组；其中：第一胶合镜组包括相胶合的双凸正透镜和双凹负透镜，第一单透镜为双凹负透镜，第二单透镜为双凸正透镜、第三单透镜为双凸正透镜，第二胶合镜组包括相胶合的双凸正透镜和双凹负透镜。2.根据权利要求1所述的适配大靶面的大出瞳直径目镜系统，其特征在于，第一胶合镜组和第二胶合镜组均...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋程，梁娟，熊涛，李勇，朱广亮，柴炎，
申请(专利权)人：湖北久之洋红外系统股份有限公司，
类型：发明
国别省市：