[發(fā)明專利]小畸變手持望雙筒望遠(yuǎn)鏡

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510273084.0
• 申請(qǐng)日: 2015-05-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN104834083A
• 公開(kāi)（公告）日: 2015-08-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳婷;薛文慧;謝婧;邱成波
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B23/02
• 分類號(hào): G02B23/02;G02B25/00
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于可見(jiàn)光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)領(lǐng)域，涉及一種手持望雙筒望遠(yuǎn)鏡。

背景技術(shù)

望遠(yuǎn)系統(tǒng)是用于觀察遠(yuǎn)距離目標(biāo)的一種光學(xué)系統(tǒng)，相應(yīng)的目視儀器稱為望遠(yuǎn)鏡。由于通過(guò)望遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)所成的像對(duì)眼睛的張角大于物體本身對(duì)眼睛的直觀張角，利用望遠(yuǎn)鏡可以更清楚地看到物體的細(xì)節(jié)，擴(kuò)大了人眼觀察遠(yuǎn)距離物體的能力。望遠(yuǎn)光學(xué)系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于國(guó)民生產(chǎn)生活領(lǐng)域以及軍事領(lǐng)域，例如：天文觀察、旅游、比賽觀看、航海、哨所警戒、潛艇潛望等等。

最近幾年，望遠(yuǎn)鏡技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)了新趨勢(shì)。在使用功能方面也更加多元化，例如：穩(wěn)像功能、方位指示功能、精密測(cè)距功能、自動(dòng)調(diào)焦功能等，且在環(huán)境適應(yīng)能力方面也大大提高。

目前市面上較常見(jiàn)的各個(gè)國(guó)家的望遠(yuǎn)鏡參數(shù)較為一致，放大率在7~20倍，全視場(chǎng)角5°~7.4°，出瞳直徑2.5~7.1mm。由于目鏡系統(tǒng)視場(chǎng)角較大，畸變像差與視場(chǎng)角的大小成三次方關(guān)系，因此目視系統(tǒng)限制了整體系統(tǒng)的畸變，全視場(chǎng)畸變絕對(duì)值一般在10%以內(nèi)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種小畸變手持望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)，應(yīng)用本系統(tǒng)觀察目標(biāo)物體能夠達(dá)到絕對(duì)值小于5%的畸變，使得人眼察覺(jué)不出像有畸變，達(dá)到良好的觀察效果。

本發(fā)明的目的是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種小畸變手持望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)，由物鏡、轉(zhuǎn)向棱鏡和目鏡構(gòu)成，目標(biāo)發(fā)出的可見(jiàn)光信息經(jīng)過(guò)物鏡聚焦后成倒立縮小的實(shí)像，通過(guò)轉(zhuǎn)向棱鏡使倒立實(shí)像正立，所得實(shí)像最后經(jīng)目鏡組成像于人眼明視距離處的正立放大的虛像，被人眼接收觀察。

本發(fā)明中，所述目標(biāo)位于無(wú)窮遠(yuǎn)處。

本發(fā)明中，所述轉(zhuǎn)向棱鏡為普羅型棱鏡，每組普羅型棱鏡的兩塊直角棱鏡間距不為0。

本發(fā)明中，所述目鏡為修改的消畸變目鏡結(jié)構(gòu)。

本發(fā)明中，在使用全視場(chǎng)40°的消畸變目鏡結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，增加鏡片修改結(jié)構(gòu)，使用全視場(chǎng)擴(kuò)展為60°。

本發(fā)明中，物鏡、轉(zhuǎn)向棱鏡和目鏡在實(shí)際生產(chǎn)中有兩組，兩組物鏡、轉(zhuǎn)向棱鏡、目鏡的結(jié)構(gòu)關(guān)于平面對(duì)稱。

本發(fā)明中，適用目標(biāo)源波段為可見(jiàn)光波段。

本發(fā)明提供的小畸變手持望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)是為實(shí)現(xiàn)可見(jiàn)光小畸變成像而研制的，其核心設(shè)計(jì)為消畸變目鏡系統(tǒng)，以獲得大視場(chǎng)、小畸變的目標(biāo)圖像。相比于現(xiàn)有技術(shù)，具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、能夠用于可見(jiàn)光波段0.486μm<λ<0.656μm的目標(biāo)；

2、能夠完成對(duì)物方全視場(chǎng)ω=±3.25°，放大率Γ=10×，入瞳直徑Do=40mm，出瞳距16mm充滿人眼入瞳的像；

3、能使用較為簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)夠產(chǎn)生畸變絕對(duì)值<5%的小畸變像；

4、系統(tǒng)尺寸較小，能夠隨身攜帶。

附圖說(shuō)明

圖1為小畸變手持望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為小畸變手持望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的說(shuō)明，但并不局限于此，凡是對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍中。

如圖1-2所示，本發(fā)明提供的小畸變手持望遠(yuǎn)鏡光學(xué)系統(tǒng)由物鏡1、轉(zhuǎn)向棱鏡2、目鏡3構(gòu)成。可見(jiàn)光范圍圖像目標(biāo)位于無(wú)窮遠(yuǎn)，由圖像目標(biāo)發(fā)出的平行波經(jīng)過(guò)物鏡1成倒立實(shí)像于物鏡組焦平面附近，在這個(gè)過(guò)程中光線通過(guò)轉(zhuǎn)向棱鏡2將倒像轉(zhuǎn)為正立，并在一定程度上減小系統(tǒng)的整體長(zhǎng)度，轉(zhuǎn)向后的像經(jīng)目鏡3成正立放大的虛像與人眼明視距離處，目鏡3使用消畸變目鏡結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)，修改其結(jié)構(gòu)達(dá)到小畸變像質(zhì)，最終經(jīng)過(guò)人眼觀察到圖像目標(biāo)。

上述系統(tǒng)中，因單透鏡物鏡色差和球差都相當(dāng)嚴(yán)重，現(xiàn)代的折射望遠(yuǎn)鏡常用兩塊或兩塊以上的透鏡組作物鏡。其中以雙透鏡物鏡應(yīng)用最普遍。它由相距很近的一塊冕牌玻璃制成的凸透鏡和一塊火石玻璃制成的凹透鏡組成，對(duì)兩個(gè)特定的波長(zhǎng)完全消除位置色差，對(duì)其余波長(zhǎng)的位置色差也可相應(yīng)減弱在滿足一定設(shè)計(jì)條件時(shí)，還可消去球差和彗差。由于剩余色差和其他像差的影響，雙透鏡物鏡的相對(duì)口徑較小，一般為1/15~1/20，很少大于1/7，可用視場(chǎng)也不大。

上述系統(tǒng)中，由于雙膠物鏡不能校正像散和場(chǎng)曲，所以視場(chǎng)角一般不超過(guò)8~10°。如果物鏡后面有很多光路的棱鏡，由于棱鏡的像散和物鏡的像散符號(hào)相反，可以抵消一部分物鏡的像散，視場(chǎng)可達(dá)到15~20°。