CN104503075A - 一种高放大倍率的目镜 - Google Patents

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杨琰
徐明泉
濮悦
陆小建
申兆红
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Abstract

本发明提供一种高放大倍率的目镜，包括双胶合透镜和单透镜，所述双胶合透镜由一片正透镜和一片负透镜胶合而成，所述双胶合透镜具有负屈光度的凸面为观察面，另一侧凹面贴合单透镜的凸面，单透镜的另一侧对准被观察物体。本发明结构简单、放大效果好，可达到放大倍率达到65倍，相对孔径达到4倍以上，成像端面大小在0.34毫米左右,输出图像分辨率在150线对左右的效果。

Description

一种高放大倍率的目镜
技术领域
本发明是有关于一种高放大倍率的目镜。
背景技术
目前市场上为传统望远镜、显微镜以及内窥镜所提供的规格化的目镜的放大倍率一般在25倍以内，鲜有超过30倍放大倍率的量产目镜，而新兴的光学成像设备诸如医用内窥镜之类已然展现出了对放大倍率在30到80倍之间的高放大倍率目镜的迫切市场需求。
发明内容
本发明的目的是提供一种高放大倍率的目镜，其结构要简单便于加工，材料的选择上要考虑到降低成本的因素，同时要保证高分辨率。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种高放大倍率的目镜，包括双胶合透镜和单透镜，所述双胶合透镜由一片正透镜和一片负透镜胶合而成，所述双胶合透镜具有负屈光度的凸面为观察面，另一侧凹面贴合单透镜的凸面，单透镜的另一侧对准被观察物体。本方案的基础结构是双胶合透镜，其具有低色差的特性，但是在放大倍率接近60倍的情况下，现有的双胶合透镜会出现了较大的正球差，为了矫正同时保证结构简单便于加工，所以添加了带有负球差的单正透镜。
双胶合透镜的正透镜Nd>1.75，40<Vd<55，双胶合透镜的负透镜Nd<1.5, Vd>60, 单透镜Nd>1.7, 40<Vd<60。 Nd是折射率，Vd是阿贝数，材料的折射率越大，光线折射越明显，同时造成色散越厉害，即阿贝数越低，这个数值范围的玻璃材料成本较低、放大效果好。
为了进一步提高目镜的放大倍率，并同时保证短成像距离的效果，单透镜采用平凸透镜，其平面的一侧接近观察物体。放大倍率的提高是通过双胶合透镜的参数调整来完成的，但是放大倍率越高双胶合透镜的球差也越大，会影响成像质量。现在添加了平面朝向被观察物体的平凸透镜（即单正透镜），能降低球差，使得目镜整体放大倍率在设计时能够进一步的提高；此外，目镜的一端供肉眼直接观察，另一端的被观察物体是成像光纤，两端的距离实际情况是肉眼与目镜端不可能太近，至少要保持5mm以上的距离，而成像光纤与目镜端距离则不能太远，考虑到固定、防尘，距离应该在1~2mm之间。选择平凸透镜，并将平面朝向被观察物体，于是，人眼面对的是凸镜面，焦点离镜面较远，被观察物体面对的是平镜面，焦点离镜面较近，符合了目镜实际使用情况的距离需求。
本发明的有益效果是：结构简单、放大效果好，可达到放大倍率达到65倍，相对孔径达到4倍以上，成像端面大小在0.34毫米左右,输出图像分辨率在150线对左右的效果。
附图说明
图1是本发明目镜镜片组的示意图。
图2是本发明目镜传递函数分析图表。
图3是本发明目镜成像像差分析图表。
具体实施方式
为了更好地理解本发明，下面结合实例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。
实施例1
如图1所示，本发明目镜的光学镜片组由双胶合透镜1与单透镜2构成，双胶合透镜1由两片透镜胶合而成，其中的正透镜材料选择Nd>1.75，40<Vd<55的玻璃，负透镜材料选择Nd<1.5, Vd>60的玻璃，单透镜2材料选择Nd>1.7, 40<Vd<60的玻璃；使用时，单透镜2靠近被观察物体，人眼靠近双胶合透镜1观察成像。
选择三种可视光（蓝光、绿光、红光）,按照4个视场（IMA：0.000mm、0.100mm、0.150mm、0.165mm）对本发明产品进行分析时。
如图2所示，是成像传递函数分析图表，横坐标是空间频率lp/mm(每毫米线对)，纵坐标是对比度，最大是1，曲线越高表明成像质量越好，图3显示可见光在每毫米150线对处的对比度最低值依旧高于0.5，表明本发明目镜的输出图像分辨率在150线对左右。
如图3所示，是像差分析图表。每个视场有两幅图，左边是子午垂轴像差，右边是弧矢垂轴像差，同一幅图中不同曲线越重合代表不同颜色光的色差越小，曲线整体越贴近X轴，代表慧差越小，曲线在原点处的斜率越小，代表场曲越小。
图3表明本发明目镜的输出图像的像差非常小。

Claims (3)

1.一种高放大倍率的目镜，其特征在于：包括双胶合透镜和单透镜，所述双胶合透镜由一片正透镜和一片负透镜胶合而成，所述双胶合透镜具有负屈光度的凸面为观察面，另一侧凹面贴合单透镜的凸面，单透镜的另一侧对准被观察物体。
2.根据权利要求1所述的一种高放大倍率的目镜，其特征是：双胶合透镜的正透镜Nd>1.75，40<Vd<55，双胶合透镜的负透镜Nd<1.5,Vd>60,单透镜Nd>1.7,40<Vd<60。
3.根据权利要求1或2所述的一种高放大倍率的目镜，其特征是：单透镜采用平凸透镜，其平面的一侧接近观察物体。
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Title
杨甦田、林茂智、春光: "《光学镜头手册第8册》", 30 April 1986 *

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