[發明專利]小畸變手持望雙筒望遠鏡

在審

• 申請號: 201510412043.5
• 申請日: 2015-07-15
• 公開（公告）號: CN105005142A
• 公開（公告）日: 2015-10-28
• 發明（設計）人: 陳婷;薛文慧;謝婧;邱成波;范志剛
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G02B23/02
• 分類號: G02B23/02;G02B23/18
• 代理公司: 哈爾濱龍科專利代理有限公司 23206
• 代理人: 高媛

技術領域

本發明屬于可見光學系統設計領域，涉及一種手持望雙筒望遠鏡。

背景技術

望遠系統是用于觀察遠距離目標的一種光學系統，相應的目視儀器稱為望遠鏡。由于通過望遠光學系統所成的像對眼睛的張角大于物體本身對眼睛的直觀張角，利用望遠鏡可以更清楚地看到物體的細節，擴大了人眼觀察遠距離物體的能力。望遠光學系統被廣泛應用于國民生產生活領域以及軍事領域，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，望遠鏡技術的發展出現了新趨勢。在使用功能方面也更加多元化，例如：穩像功能、方位指示功能、精密測距功能、自動調焦功能等，且在環境適應能力方面也大大提高。

目前市面上較常見的各個國家的望遠鏡參數較為一致，放大率在7~20倍，全視場角5°~7.4°，出瞳直徑2.5~7.1mm。由于目鏡系統視場角較大，畸變像差與視場角的大小成三次方關系，因此目視系統限制了整體系統的畸變，全視場畸變絕對值一般在10%以內。

發明內容

本發明的目的是提供一種小畸變手持望遠鏡光學系統，應用本系統觀察目標物體能夠達到絕對值小于5%的畸變，使得人眼察覺不出像有畸變，達到良好的觀察效果。

本發明的目的是通過如下技術方案實現的：

一種小畸變手持望遠鏡光學系統，由物鏡、轉向棱鏡和目鏡構成，目標發出的可見光信息經過物鏡聚焦后成倒立縮小的實像，通過轉向棱鏡使倒立實像正立，所得實像最后經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。

本發明中，所述目標位于無窮遠處。

本發明中，所述轉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。

本發明中，所述目鏡為修改的消畸變目鏡結構。

本發明中，在使用全視場40°的消畸變目鏡結構基礎上，增加鏡片修改結構，使用全視場擴展為60°。

本發明中，物鏡、轉向棱鏡和目鏡在實際生產中有兩組，兩組物鏡、轉向棱鏡、目鏡的結構關于平面對稱。

本發明中，適用目標源波段為可見光波段。

本發明提供的小畸變手持望遠鏡光學系統是為實現可見光小畸變成像而研制的，其核心設計為消畸變目鏡系統，以獲得大視場、小畸變的目標圖像。相比于現有技術，具有如下優點：

1、能夠用于可見光波段0.486μm<λ<0.656μm的目標；

2、能夠完成對物方全視場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、能使用較為簡單的結構夠產生畸變絕對值<5%的小畸變像；

4、系統尺寸較小，能夠隨身攜帶。

附圖說明

圖1為小畸變手持望遠鏡光學系統的結構示意圖；

圖2為小畸變手持望遠鏡光學系統的結構圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的技術方案作進一步的說明，但并不局限于此，凡是對本發明技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本發明技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本發明的保護范圍中。

如圖1-2所示，本發明提供的小畸變手持望遠鏡光學系統由物鏡1、轉向棱鏡2、目鏡3構成。可見光范圍圖像目標位于無窮遠，由圖像目標發出的平行波經過物鏡1成倒立實像于物鏡組焦平面附近，在這個過程中光線通過轉向棱鏡2將倒像轉為正立，并在一定程度上減小系統的整體長度，轉向后的像經目鏡3成正立放大的虛像與人眼明視距離處，目鏡3使用消畸變目鏡結構為基礎，修改其結構達到小畸變像質，最終經過人眼觀察到圖像目標。

上述系統中，因單透鏡物鏡色差和球差都相當嚴重，現代的折射望遠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，對兩個特定的波長完全消除位置色差，對其余波長的位置色差也可相應減弱在滿足一定設計條件時，還可消去球差和彗差。由于剩余色差和其他像差的影響，雙透鏡物鏡的相對口徑較小，一般為1/15~1/20，很少大于1/7，可用視場也不大。

上述系統中，由于雙膠物鏡不能校正像散和場曲，所以視場角一般不超過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相反，可以抵消一部分物鏡的像散，視場可達到15~20°。