一种观靶镜光学系统转让专利

申请号 : CN202310788362.0

文献号 : CN116520552B

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发明人 : 黄凌云廖军

申请人 : 昆明朗特光学仪器有限公司

摘要 :

本发明提供一种观靶镜光学系统,其特征在于:从物方到像方依次设计有物镜第一透镜,物镜第二透镜,物镜第三透镜,调焦第一透镜,调焦第二透镜,屋脊棱镜,目镜第一透镜,目镜第二透镜,目镜第三透镜,目镜第四透镜,目镜第五透镜,目镜第六透镜,目镜第七透镜,目镜第八透镜,满足焦距544mm,场曲5%,入瞳直径(有效口径)82mm。

权利要求 :

1.一种观靶镜光学系统,其特征在于:从物方到像方依次设计有物镜第一透镜(1),物镜第二透镜(2),物镜第三透镜(3),调焦第一透镜(4),调焦第二透镜(5),屋脊棱镜(6),目镜第一透镜(7),目镜第二透镜(8),目镜第三透镜(9),目镜第四透镜(10),目镜第五透镜(11),目镜第六透镜(12),目镜第七透镜(13),目镜第八透镜(14);所述观靶镜光学系统只有上述13片透镜具有光焦度;

物镜第一透镜(1)和物镜第二透镜(2)为双凸型透镜,物镜第三透镜(3)为双凹型透镜,调焦第一透镜(4)为双凸型透镜,调焦第二透镜(5)为双凹型透镜,调焦第一透镜(4)和调焦第二透镜(5)组成胶合透镜实现调焦;

目镜第一透镜(7)为凹透镜,凹面朝向物方,目镜第二透镜(8)为凸透镜,凸面朝向像方,目镜第三透镜(9)为双凹透镜,目镜第二透镜(8)和目镜第三透镜(9)组成胶合透镜,目镜第四透镜(10)为凸透镜,凸面朝向像方,目镜第五透镜(11)为双凸型透镜,目镜第六透镜(12)为凹透镜,凹面朝向物方,目镜第五透镜(11)和目镜第六透镜(12)组成胶合透镜,目镜第七透镜(13)为双凸型透镜,目镜第八透镜(14)为凸透镜,凸面朝向物方。

2.根据权利要求1所述的一种观靶镜光学系统,其特征在于:所述物镜第一透镜(1)的中心厚度为10.5mm,左侧曲率半径为163.68mm,右侧曲率半径为478.6mm,直径为86mm,材料采用玻璃H‑FK61;物镜第二透镜(2)中心厚度为11mm,左侧曲率半径为173.43mm,右侧曲率半径为268.11mm,直径为81mm,材料采用玻璃H‑FK61;物镜第三透镜(3)中心厚度为3mm,左侧曲率半径为238.8mm,右侧曲率半径为238.8mm,直径为81mm,材料采用玻璃H‑LAF2;

调焦第一透镜(4)中心厚度为4.5mm,左侧曲率半径为147.28mm,右侧曲率半径为

147.28mm,直径为40mm,材料采用玻璃HF1;调焦第二透镜(5)中心厚度为2mm,左侧曲率半径为147.28mm,右侧曲率半径为65.31mm,直径为40mm,材料采用玻璃HBAK71;

屋脊棱镜(6)的光轴长度为94.2mm,相当于空气层厚度为52.13mm,镀增透膜430‑

680mm,顶角为45度,两个底角为67.5度,屋脊棱镜6为等腰三角形,两条等边长为48mm,底边长为34mm;

目镜第一透镜(7)的中心厚度为1.2mm,左侧曲率半径为13.183mm,右侧为非球面,直径为22mm,材料采用玻璃D‑ZK3;

目镜第二透镜(8)的中心厚度为4.05mm,左侧曲率半径为255.9mm,右侧曲率半径

22.65mm,直径为23mm,材料采用玻璃H‑ZF7LA;目镜第三透镜(9)的中心厚度为1.25mm,左侧曲率半径为22.65mm,右侧曲率半径106.66mm,直径为24.6mm,材料采用玻璃H‑QK3;

目镜第四透镜(10)的中心厚度为3.98mm,左侧曲率半径为66.07mm,右侧曲率半径

32.06mm,直径为32mm,材料采用玻璃H‑LAK53A;目镜第五透镜(11)的中心厚度为14.6mm,左侧曲率半径为43.65mm,右侧曲率半径19.055mm,直径为33mm,材料采用玻璃H‑K9L;目镜第六透镜(12)的中心厚度为2mm,左侧曲率半径为19.055mm,右侧曲率半径55.98mm,直径为

33mm,材料采用玻璃H‑ZF5;目镜第七透镜(13)的中心厚度为5.3mm,左侧曲率半径为

111.17mm,右侧曲率半径77.27mm,直径为36mm,材料采用玻璃H‑LAK53A;目镜第八透镜(14)的中心厚度为5.5mm,左侧曲率半径为29.79mm,右侧曲率半径448.7mm,直径为28.5mm,材料采用玻璃H‑ZK3,所述左侧为观靶镜光学系统的物方侧,所述右侧为观靶镜光学系统的像方侧。

3.根据权利要求1所述的一种观靶镜光学系统,其特征在于:沿光轴方向物镜第一透镜(1)与物镜第二透镜(2)之间的距离为0.5mm,物镜第二透镜(2)与物镜第三透镜(3)之间的距离为4mm,物镜第三透镜(3)与调焦第一透镜(4)之间的距离为160mm,调焦第二透镜(5)与屋脊棱镜(6)之间的距离为94.2mm,屋脊棱镜(6)与目镜第一透镜(7)之间的距离为20.2mm,目镜第一透镜(7)与目镜第二透镜(8)之间的距离为0.3mm,目镜第三透镜(9)与目镜第四透镜(10)之间的距离为12.5mm,目镜第四透镜(10)与目镜第五透镜(11)之间的距离为0.3mm,目镜第六透镜(12)与目镜第七透镜(13)之间的距离为0.5mm,目镜第七透镜(13)与目镜第八透镜(14)之间的距离为17mm。

说明书 :

一种观靶镜光学系统

技术领域

[0001] 本发明涉及有望远镜生产技术领域,具体涉及一种观靶镜光学系统。

背景技术

[0002] 观靶镜是一种用来进行远距离观察的光学仪器,现在市场上绝大多数传统的观靶镜,仅仅只具有望远镜功能,为了追求光通量和成像,所以物镜直径比较大,相应的质量已较大,但是即便如此,观靶镜依然存在严重的畸变和成像模糊的问题。

发明内容

[0003] 本发明的目的在于提供一种观靶镜光学系统,利用三组胶合透镜的使用,缩短整个光学系统的总长,在保证成像质量的前提下,满足轻便、小巧的指标。
[0004] 为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
[0005] 一种观靶镜光学系统,其特征在于:从物方到像方依次设计有物镜第一透镜,物镜第二透镜,物镜第三透镜,调焦第一透镜,调焦第二透镜,屋脊棱镜,目镜第一透镜,目镜第二透镜,目镜第三透镜,目镜第四透镜,目镜第五透镜,目镜第六透镜,目镜第七透镜,目镜第八透镜;
[0006] 物镜第一透镜和物镜第二透镜为双凸型透镜,物镜第三透镜为双凹型透镜,调焦第一透镜为双凸型透镜,调焦第二透镜为双凹型透镜,调焦第一透镜和调焦第二透镜组成胶合透镜实现调焦;
[0007] 目镜第一透镜为凹透镜,凹面朝向物方,目镜第二透镜为凸透镜,凸面朝向像方,目镜第三透镜为双凹透镜,目镜第二透镜和目镜第三透镜组成胶合透镜,目镜第四透镜为凸透镜,凸面朝向像方,目镜第五透镜为双凸型透镜,目镜第六透镜为凹透镜,凹面朝向物方,目镜第七透镜为双凸型透镜,目镜第八透镜为凸透镜,凸面朝向物方。
[0008] 作为本发明的进一步改进,所述物镜第一透镜的中心厚度为10.5mm,左侧曲率半径为163.68mm,右侧曲率半径为478.6mm,直径为86mm,材料采用玻璃H‑FK61;物镜第二透镜中心厚度为11mm,左侧曲率半径为173.43mm,右侧曲率半径为268.11mm,直径为81mm,材料采用玻璃H‑FK61;物镜第三透镜中心厚度为3mm,左侧曲率半径为238.8mm,右侧曲率半径为238.8mm,直径为81mm,材料采用玻璃H‑LAF2;
[0009] 调焦第一透镜中心厚度为4.5mm,左侧曲率半径为147.28mm,右侧曲率半径为147.28mm,直径为40mm,材料采用玻璃HF1;调焦第二透镜中心厚度为2mm,左侧曲率半径为
147.28mm,右侧曲率半径为65.31mm,直径为40mm,材料采用玻璃HBAK71;
[0010] 屋脊棱镜的光轴长度为94.2mm,相当于空气层厚度为52.13mm,镀增透膜430‑680mm,顶角为45度,两个底角为67.5度,屋脊棱镜为等腰三角形,两条等边长为48mm,底边长为34mm;
[0011] 目镜第一透镜的中心厚度为1.2mm,左侧曲率半径为13.183mm,右侧为非球面,直径为22mm,材料采用玻璃D‑ZK3;
[0012] 非球面公式如下:
[0013]
[0014] 其中:c=1/‑143.936,k=0,A2=0, A4=‑5.7052E‑05, A6=‑1.1083E‑07, A8=‑1.0431E‑10, A10=‑1.1277E‑12;
[0015] 目镜第二透镜的中心厚度为4.05mm,左侧曲率半径为255.9mm,右侧曲率半径22.65mm,直径为23mm,材料采用玻璃H‑ZF7LA;目镜第三透镜的中心厚度为1.25mm,左侧曲率半径为22.65mm,右侧曲率半径106.66mm,直径为24.6mm,材料采用玻璃H‑QK3;
[0016] 目镜第四透镜的中心厚度为3.98mm,左侧曲率半径为66.07mm,右侧曲率半径32.06mm,直径为32mm,材料采用玻璃H‑LAK53A;目镜第五透镜的中心厚度为14.6mm,左侧曲率半径为43.65mm,右侧曲率半径19.055mm,直径为33mm,材料采用玻璃玻璃H‑K9L;目镜第六透镜的中心厚度为2mm,左侧曲率半径为19.055mm,右侧曲率半径55.98mm,直径为33mm,材料采用玻璃玻璃H‑ZF5;目镜第七透镜的中心厚度为5.3mm,左侧曲率半径为111.17mm,右侧曲率半径77.27mm,直径为36mm,材料采用玻璃H‑LAK53A;目镜第八透镜的中心厚度为
5.5mm,左侧曲率半径为29.79mm,右侧曲率半径448.7mm,直径为28.5mm,材料采用玻璃H‑ZK3。
[0017] 作为本发明的进一步改进,沿光轴方向物镜第一透镜与物镜第二透镜之间的距离为0.5mm,物镜第二透镜与物镜第三透镜之间的距离为4mm,物镜第三透镜与调焦第一透镜之间的距离为160mm,调焦第二透镜与屋脊棱镜之间的距离为94.2mm,屋脊棱镜与目镜第一透镜之间的距离为20.2mm,目镜第一透镜与目镜第二透镜之间的距离为0.3mm,目镜第三透镜与目镜第四透镜之间的距离为12.5mm,目镜第四透镜与目镜第五透镜之间的距离为0.3mm,目镜第六透镜与目镜第七透镜之间的距离为0.5mm,目镜第七透镜与目镜第八透镜之间的距离为17mm。
[0018] 本发明的有益效果集中体现在:
[0019] 通过增加目镜透镜数量和胶合透镜的使用进行光学系统设计,满足焦距544mm,场曲5%,入瞳直径(有效口径)82mm,放大率为30倍时,视场为2°,出瞳直径为2.7mm,出瞳距离为16mm。
[0020] 放大倍率为60倍时,视场为1.3°,出瞳直径为1.4mm,出瞳距离为13mm。

附图说明

[0021] 图1是本发明的光学系统示意图;
[0022] 图2是本发明场曲畸变图;
[0023] 图3是本发明的像差图;
[0024] 图4是本发明的点列图;
[0025] 图5是本发明的轴向色差图;
[0026] 图6是本发明的MTF图;
[0027] 图7是本发明的中心点亮度图。

具体实施方式

[0028] 下面结合附图进一步阐述本发明。
[0029] 其中在图6中,横坐标SPATIAL FREQUENCY IN CYCLES PER MILLIMETER表示线对/每毫米(lp/mm)的空间频率,图中简写为PER MM,纵坐标MODULUS OF THE OTF为光学调制传递函数,简写为OTF,POLYCHROMATIC OIFFRACTION也就是我们所说的MTF,表示多色衍射MTF,曲线越高,表示成像质量越好。
[0030] 一种观靶镜光学系统,其特征在于:从物方到像方依次设计有物镜第一透镜1,物镜第二透镜2,物镜第三透镜3,调焦第一透镜4,调焦第二透镜5,屋脊棱镜6,目镜第一透镜7,目镜第二透镜8,目镜第三透镜9,目镜第四透镜10,目镜第五透镜11,目镜第六透镜12,目镜第七透镜13,目镜第八透镜14;
[0031] 物镜第一透镜1和物镜第二透镜2为双凸型透镜,物镜第三透镜3为双凹型透镜,调焦第一透镜4为双凸型透镜,调焦第二透镜5为双凹型透镜,调焦第一透镜4和调焦第二透镜5组成胶合透镜实现调焦;
[0032] 目镜第一透镜7为凹透镜,凹面朝向物方,目镜第二透镜8为凸透镜,凸面朝向像方,目镜第三透镜9为双凹透镜,目镜第二透镜8和目镜第三透镜9组成胶合透镜,目镜第四透镜10为凸透镜,凸面朝向像方,目镜第五透镜11为双凸型透镜,目镜第六透镜12为凹透镜,凹面朝向物方,目镜第五透镜11和目镜第六透镜12组成胶合透镜,目镜第七透镜13为双凸型透镜,目镜第八透镜14为凸透镜,凸面朝向物方。
[0033] 作为本发明的进一步改进,所述物镜第一透镜1的中心厚度为10.5mm,左侧曲率半径为163.68mm,右侧曲率半径为478.6mm,直径为86mm,材料采用玻璃H‑FK61;物镜第二透镜2中心厚度为11mm,左侧曲率半径为173.43mm,右侧曲率半径为268.11mm,直径为81mm,材料采用玻璃H‑FK61;物镜第三透镜3中心厚度为3mm,左侧曲率半径为238.8mm,右侧曲率半径为238.8mm,直径为81mm,材料采用玻璃H‑LAF2;
[0034] 调焦第一透镜4中心厚度为4.5mm,左侧曲率半径为147.28mm,右侧曲率半径为147.28mm,直径为40mm,材料采用玻璃HF1;调焦第二透镜5中心厚度为2mm,左侧曲率半径为
147.28mm,右侧曲率半径为65.31mm,直径为40mm,材料采用玻璃HBAK71;
[0035] 屋脊棱镜6的光轴长度为94.2mm,相当于空气层厚度为52.13mm,镀增透膜430‑680mm,顶角为45度,两个底角为67.5度,屋脊棱镜6为等腰三角形,两条等边长为48mm,底边长为34mm;
[0036] 目镜第一透镜7的中心厚度为1.2mm,左侧曲率半径为13.183mm,右侧为非球面,直径为22mm,材料采用玻璃D‑ZK3;
[0037] 非球面公式如下:
[0038]
[0039] 其中:c=1/‑143.936,k=0,A2=0, A4=‑5.7052E‑05, A6=‑1.1083E‑07, A8=‑1.0431E‑10, A10=‑1.1277E‑12;
[0040] 目镜第二透镜8的中心厚度为4.05mm,左侧曲率半径为255.9mm,右侧曲率半径22.65mm,直径为23mm,材料采用玻璃H‑ZF7LA;目镜第三透镜9的中心厚度为1.25mm,左侧曲率半径为22.65mm,右侧曲率半径106.66mm,直径为24.6mm,材料采用玻璃H‑QK3;
[0041] 目镜第四透镜10的中心厚度为3.98mm,左侧曲率半径为66.07mm,右侧曲率半径32.06mm,直径为32mm,材料采用玻璃H‑LAK53A;目镜第五透镜11的中心厚度为14.6mm,左侧曲率半径为43.65mm,右侧曲率半径19.055mm,直径为33mm,材料采用玻璃H‑K9L;目镜第六透镜12的中心厚度为2mm,左侧曲率半径为19.055mm,右侧曲率半径55.98mm,直径为33mm,材料采用玻璃H‑ZF5;目镜第七透镜13的中心厚度为5.3mm,左侧曲率半径为111.17mm,右侧曲率半径77.27mm,直径为36mm,材料采用玻璃H‑LAK53A;目镜第八透镜14的中心厚度为
5.5mm,左侧曲率半径为29.79mm,右侧曲率半径448.7mm,直径为28.5mm,材料采用玻璃H‑ZK3。
[0042] 作为本发明的进一步改进,沿光轴方向物镜第一透镜1与物镜第二透镜2之间的距离为0.5mm,物镜第二透镜2与物镜第三透镜3之间的距离为4mm,物镜第三透镜3与调焦第一透镜4之间的距离为160mm,调焦第二透镜5与屋脊棱镜6之间的距离为94.2mm,屋脊棱镜6与目镜第一透镜7之间的距离为20.2mm,目镜第一透镜7与目镜第二透镜8之间的距离为0.3mm,目镜第三透镜9与目镜第四透镜10之间的距离为12.5mm,目镜第四透镜10与目镜第五透镜11之间的距离为0.3mm,目镜第六透镜12与目镜第七透镜13之间的距离为0.5mm,目镜第七透镜13与目镜第八透镜14之间的距离为17mm。
[0043] 通过增加目镜透镜数量和胶合透镜的使用进行光学系统设计,满足焦距544mm,场曲5%,入瞳直径(有效口径)82mm,放大率为30倍时,视场为2°,出瞳直径为2.7mm,出瞳距离为16mm。
[0044] 放大倍率为60倍时,视场为1.3°,出瞳直径为1.4mm,出瞳距离为13mm。
[0045] 通过三组胶合透镜的使用,减少反射损失形成较好的中心成像;利用非球面设计的思路满足高光度下也能清晰成像,整个设计思路和加工要求都优于普通观靶镜,相较于普通观靶镜而言,解决了成像模糊,出瞳距离短的问题。