[發(fā)明專利]一種結(jié)構(gòu)緊湊的開普勒光學(xué)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510090857.1
• 申請日: 2015-02-28
• 公開（公告）號: CN104597600A
• 公開（公告）日: 2015-05-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 辜長明
• 申請（專利權(quán)）人: 青島奧美克醫(yī)療科技有限公司
• 主分類號: G02B27/00
• 分類號: G02B27/00;G02B23/00;G02B7/04;G02B7/18
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種結(jié)構(gòu)緊湊的開普勒光學(xué)系統(tǒng)，屬于望遠光學(xué)的技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

開普勒望遠系統(tǒng)是應(yīng)用最為廣泛的望遠系統(tǒng)，采用別漢棱鏡組轉(zhuǎn)像的開普勒望遠系統(tǒng)由于在成正像的同時具有結(jié)構(gòu)較為緊湊的優(yōu)點更是被普遍采用。近年來，一些新型的應(yīng)用要求整個望遠系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)更為緊湊，如在醫(yī)療領(lǐng)域用于牙科檢查，一些外科手術(shù)中應(yīng)用的放大鏡或者是一些袖珍型的望遠鏡，對整個系統(tǒng)的整體長度提出了更短的要求，采用目前普遍使用的別漢棱鏡組開普勒望遠系統(tǒng)很難滿足應(yīng)用的要求，美國專利US7719765B2提出了一種改進型的開普勒望遠系統(tǒng)，在相同的放大率，視場角和數(shù)值孔徑條件下，可以進一步縮短望遠系統(tǒng)的整體長度，應(yīng)用到外科手術(shù)和牙科檢查中，但該專利有一個缺點，由于中間實像面在別漢棱鏡組內(nèi)部，無法加入實際的視場光闌，在觀察時沒有明顯的視場邊界。因此，有必要研究既能保持較短的系統(tǒng)整體長度又能加入視場光闌的開普勒望遠系統(tǒng)，以改善應(yīng)用體驗和擴大系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種結(jié)構(gòu)緊湊的開普勒光學(xué)系統(tǒng)，在一定的放大率，視場角和通光孔徑條件下，既保證較短的望遠系統(tǒng)整體長度，又克服US7719765B2專利不能加入視場光闌的缺陷。采用的方法是，改進傳統(tǒng)棱鏡組轉(zhuǎn)像的開普勒光學(xué)系統(tǒng)，在轉(zhuǎn)像棱鏡組的兩個棱鏡之間加入聚焦透鏡組，以縮短成像的距離，使整個開普勒光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)緊湊，并使成像面位于轉(zhuǎn)像組件和目鏡組之間，在成像面上加入視場光闌。

現(xiàn)結(jié)合附圖詳細說明本發(fā)明的技術(shù)方案：

一種結(jié)構(gòu)緊湊的開普勒光學(xué)系統(tǒng)，含物鏡組1，轉(zhuǎn)像組件2，視場光闌3和目鏡組4，其特征在于，轉(zhuǎn)像組件2含轉(zhuǎn)像棱鏡一21，聚焦透鏡22，轉(zhuǎn)像棱鏡二23，聚焦透鏡22是單透鏡或者膠合透鏡，轉(zhuǎn)像棱鏡一21的入射面與物鏡組1的光軸垂直，轉(zhuǎn)像棱鏡一21的入射光軸與物鏡組1的光軸重合，轉(zhuǎn)像棱鏡一21的出射面與聚焦透鏡22的光軸垂直，轉(zhuǎn)像棱鏡一21的出射光軸與聚焦透鏡22的光軸重合，轉(zhuǎn)像棱鏡二23的入射面與聚焦透鏡22的光軸垂直，轉(zhuǎn)像棱鏡二23的入射光軸與聚焦透鏡22的光軸重合，轉(zhuǎn)像棱鏡二23的出射面與目鏡組4的光軸垂直，轉(zhuǎn)像棱鏡二23的出射光軸與目鏡組4的光軸重合，轉(zhuǎn)像棱鏡一21的入射面與轉(zhuǎn)像棱鏡二23的出射面平行，轉(zhuǎn)像棱鏡一21的出射面與轉(zhuǎn)像棱鏡二23的入射面平行，轉(zhuǎn)像組件2含奇數(shù)（通常3個或5個）個反射面，其中一個反射面為屋脊反射面，聚焦透鏡22位于轉(zhuǎn)像棱鏡一21的出射面和轉(zhuǎn)像棱鏡二23的入射面之間，視場光闌3與聚焦透鏡22的成像面重合，位于轉(zhuǎn)像棱鏡二23的出射面與目鏡組4之間，視場光闌3的中心位于目鏡組4的光軸上。

根據(jù)上述的一種結(jié)構(gòu)緊湊的開普勒光學(xué)系統(tǒng)，其進一步技術(shù)特征在于，轉(zhuǎn)像棱鏡一21的入射光軸與轉(zhuǎn)像棱鏡二23的出射光軸重合。

根據(jù)上述的一種結(jié)構(gòu)緊湊的開普勒光學(xué)系統(tǒng)，其進一步技術(shù)特征在于，轉(zhuǎn)像組件2的轉(zhuǎn)像棱鏡組是別漢棱鏡組，轉(zhuǎn)像棱鏡一21是半五角棱鏡或斯密特屋脊棱鏡，對應(yīng)的轉(zhuǎn)像棱鏡二23是斯密特屋脊棱鏡或半五角棱鏡。

本發(fā)明的積極進步效果在于，能有效縮短傳統(tǒng)開普勒光學(xué)系統(tǒng)的整體長度，使整個望遠系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比典型系統(tǒng)更緊湊，實現(xiàn)輕量化的同時能加入視場光闌；增加聚焦透鏡，能減小整個光學(xué)系統(tǒng)的像差，提高系統(tǒng)的分辨率，增大視場角和景深。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖一。

圖2為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖二。

具體實施方式

現(xiàn)結(jié)合附圖和實施例詳細說明本發(fā)明的技術(shù)方案和工作原理。

所有實施例都具有與發(fā)明內(nèi)容所述的結(jié)構(gòu)完全相同的結(jié)構(gòu)。為避免重復(fù)，以下實施例僅羅列關(guān)鍵的技術(shù)數(shù)據(jù)。

實施例1：聚焦透鏡22是單透鏡，轉(zhuǎn)像棱鏡一21是半五角棱鏡，轉(zhuǎn)像棱鏡二23是斯密特屋脊棱鏡，施密特屋脊棱鏡的出射光軸與半五角棱鏡的入射光軸重合。

工作原理為：從遠處物體反射的光進入物鏡組1，經(jīng)物鏡組1匯聚進入半五角棱鏡，從半五角棱鏡的出射面出射進入聚焦透鏡22，在物鏡組1和聚焦透鏡22的雙重匯聚作用下，像距將縮短，從斯密特屋脊棱鏡出射后將成像在視場光闌處，通過目鏡后成虛像，人眼可在出瞳處觀察放大的虛像，由于轉(zhuǎn)像組件2中半五角棱鏡包含2個反射面，斯密特屋脊棱鏡包含3個反射面，其中有一個屋脊反射面，即轉(zhuǎn)像組件2包含了5反射面，其中一個反射面為屋脊反射面，所以物鏡組1和聚焦透鏡22所成的倒像將變成正像，通過目鏡后人眼所觀察到的也是正的虛像。由于在實像面上有視場光闌，觀察視野將有清晰的邊界，同時整個開普勒光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)也比較緊湊，適宜整個系統(tǒng)的小型化，輕量化。