CN105676440B - 一种便携式大视场高清明亮望远变焦镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种便携式大视场高清明亮望远变焦镜头，由前组透镜、别汉棱镜组和三组元变倍目镜组成，所述变焦镜头的三组元变倍目镜的变倍焦距为7.6‑15.6mm，变倍比为2X，物方视场范围为5.7‑11.8°，像方视场为58.8°，变焦镜头的光学系统工作波段为0.486‑0.656μm；变焦镜头的光学系统中沿光线入射方向依次设置有前组透镜、别汉棱镜组、补偿组、变倍组和固定镜，补偿组和变倍组之间设置有视场光阑；前组透镜包括前胶合组、半五棱镜、屋脊棱镜、双凹透镜、弯月透镜、双凸透镜和后胶合组。本发明可对不同距离、不同天气条件下随意改变镜头焦距，可视面积比普通标准望远镜增加30%以上，视场超宽，明亮清晰度。

Description

一种便携式大视场高清明亮望远变焦镜头
技术领域
本发明属于光学技术领域，具体涉及一种便携式大视场高清明亮望远变焦镜头。
背景技术
目前，国内各种类型的望远镜成千上万，而传统的望远镜由于笨重和体积过大给观察和旅游带来不便，在观察系统中，决定仪器技术特性的主要因素是它的功能和所要解决任务的性质。在望远系统中，物空间的角视场决定着搜索目标的时间，仪器的放大率决定着能见距离，而入瞳直径和光学系统的像差校正则影响着分辨率和明亮的清晰度。而目前的变倍望远镜，在设计中延续传统望远系统设计理念，盲目追求大口径、高变倍比，其重量和外形直接给观察者带来不便，望远系统是人用来观察的，根据人眼极限分辨力和人眼观察最适宜的亮度和放大率，再考虑到空气对流和手的抖动等影响，为使观察者长期观察眼睛不易疲劳、头昏，需要选择恰当倍率和物镜口径来决定系统的结构形式，设计出性价比较高而小巧、轻便、易于携带的大视场高清明亮望远系统。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种便携式大视场高清明亮望远变焦镜头，该镜头可针对不同距离、不同天气条件随意改变镜头焦距，变焦快捷，且可视面积比普通标准望远镜增加30%以上，视场超宽，明亮清晰度。
本发明所采用的技术方案是：一种便携式大视场高清明亮望远变焦镜头，由前组透镜、别汉棱镜组和三组元变倍目镜组成，所述变焦镜头的三组元变倍目镜的变倍焦距为7.6mm-15.6mm，变倍比为2X，物方视场范围为5.7°-11.8°，像方视场为58.8°，变焦镜头的光学系统工作波段为0.486μm-0.656μm；
所述变焦镜头的光学系统中沿光线入射方向依次设置有前组透镜、别汉棱镜组、补偿组、变倍组和固定镜，补偿组和变倍组之间设置有视场光阑；所述前组透镜与别汉棱镜组之间的空气间隔为23mm,别汉棱镜组和补偿组之间的空气间隔为6.467mm-10.901mm，补偿组和变倍组之间的空气间隔为28.06mm-9.625mm，变倍组和固定组之间的空气间隔为4.5mm-18.5mm；
所述变焦镜头沿光轴方向依次包括前胶合组、半五棱镜、屋脊棱镜、双凹透镜、弯月透镜、双凸透镜和后胶合组，半五棱镜和屋脊棱镜之间的空气间隔是1.2mm,弯月透镜和双凸透镜之间的空气间隔是0.5mm。
作为本发明一种便携式大视场高清明亮望远变焦镜头的进一步优化，所述的前胶合组透镜由H-K9L和H-F4光学材料制成。
作为本发明一种便携式大视场高清明亮望远变焦镜头的进一步优化，所述的半五棱镜和屋脊棱镜由H-K9L光学材料制成。
作为本发明一种便携式大视场高清明亮望远变焦镜头的进一步优化，所述的双凹透镜、弯月透镜和双凸透镜由H-ZK3光学材料制成。
作为本发明一种便携式大视场高清明亮望远变焦镜头的进一步优化，所述的后胶合组透镜由H-ZK9A和H-ZF6光学材料制成。
作为本发明一种便携式大视场高清明亮望远变焦镜头的进一步优化，所述前胶合组透镜的直径为26mm。
与现有技术相比，本发明至少具有下述优点及有益效果：
本发明的大视场高清明亮望远变焦镜头实现了观察者可对不同距离物体、不同天气条件下，可以随意改变镜头焦距，它通过旋转变焦环来实现镜头焦距的变换，即镜头在变焦范围内，焦距可无极变换，变焦快捷，且可视面积比普通标准望远镜增加30%以上，视场超宽；本发明设计了适用于人眼的宽带膜系，使色彩更逼真还原、清晰明亮，广角的大视场设计，所观察的目标根本不会丢失，而观察者对不同距离物体、景物，依然具有较高明亮的清晰度和对比度，给人一种舒适、心旷神怡的感觉。
本发明提供的便携式大视场高清明亮望远变焦镜头，一方面，该高清变焦镜头中前组透镜的胶合组直径为26mm，结构尺寸小、重量轻，具有便携、灵活的优点。另一方面，镜头光学件膜系设计采用与人眼感光度相适应的超宽频谱多角度抗反射镀膜，它将有利于其杂散光和鬼影的消除，这样将大大提高镜头的分辨率和反差能力，它不仅提高系统观察景物细节能力，而且人眼所能直观看到景物低反差细节，其反差越高，景物轮廓光鲜，边缘锐利，层次丰硕，质感强烈，影调明朗。第三方面，镜头采用前组胶合透镜和别汉棱镜固定，而三组元变倍目镜是通过补偿组和变倍组相对移动来达到变倍目的，在变倍过程中没有越过像面的活动组元，从而改善了光学加工的工艺性能，降低成本。
附图说明
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明光焦度的分配对镜筒凸轮曲线形状的影响示意图；
附图标记： 1、前组透镜，2、别汉棱镜组，3、补偿组，4、视场光阑，5、变倍组，6、固定组，7、出瞳位置。
具体实施方式
为使本发明的内容更明显易懂，以下结合具体实施例，对本发明进行详细描述。
如图1所示，一种便携式大视场高清明亮望远变焦镜头，由前组透镜、别汉棱镜组和三组元变倍目镜组成，所述变焦镜头的三组元变倍目镜的变倍焦距为7.6mm-15.6mm，变倍比为2X，物方视场范围为5.7°-11.8°，像方视场为58.8°，变焦镜头的光学系统工作波段为0.486μm-0.656μm；所述变焦镜头的光学系统中沿光线入射方向依次设置有前组透镜、别汉棱镜组、补偿组、变倍组和固定镜，补偿组和变倍组之间设置有视场光阑；所述前组透镜与别汉棱镜组之间的空气间隔为23mm,别汉棱镜组和补偿组之间的空气间隔为6.467mm-10.901mm，补偿组和变倍组之间的空气间隔为28.06mm-9.625mm，变倍组和固定组之间的空气间隔为4.5mm-18.5mm；所述变焦镜头沿光轴方向依次包括前胶合组、半五棱镜、屋脊棱镜、双凹透镜、弯月透镜、双凸透镜和后胶合组，半五棱镜和屋脊棱镜之间的空气间隔是1.2mm,弯月透镜和双凸透镜之间的空气间隔是0.5mm。
为了使本发明具有更好的实施效果，所述的前胶合组透镜由H-K9L和H-F4光学材料制成，半五棱镜和屋脊棱镜由H-K9L光学材料制成，双凹透镜、弯月透镜和双凸透镜由H-ZK3光学材料制成，所述的后胶合组透镜由H-ZK9A和H-ZF6光学材料制成。
作为一种优选方式，所述前胶合组透镜的直径为26mm。
本发明的变焦镜头在使用的过程中，胶合组和半五棱镜及屋脊棱镜是固定的，采用三组元变倍目镜通过镜组（变倍组和补偿组）的相对移动来达到变焦目的，变焦的过程固定组是固定不动的，采用变焦设计使目标的搜索和观察时可不必进行镜头转换，直接变焦就行，另由于它的倍率可以在一定的范围内以不同的速度，不间断的进行改变，因此它能在物体不变的情况下，人眼可观察到可缓可急并连续地改变物面大小的效果，从而产生强烈的真实感和艺术上的不同表现力，而高清大视场变焦镜头小型化，轻便、小巧。本发明的光焦度分配合理，如下表1和图 2所示，因此整个系统的像差合理平衡，可以得到理想的像质。由图2可知，本发明的凸轮曲线的形状合理，加工工艺性强，能够加工和应用，且不会出现卡死等情况，其中，补偿组和变倍组之间的空气间隔为a2，变倍组和固定组之间的空气间隔为a3，ob3=弯月透镜与双凸透镜的厚度（9.9mm）+ a2。
表1：光焦度的分配对镜筒凸轮曲线形状的影响

Claims (1)

1.一种便携式大视场高清明亮望远变焦镜头，其特征在于：所述变焦镜头的三组元变倍目镜的变倍焦距为7.6mm-15.6mm，变倍比为2X，物方视场范围为5.7°-11.8°，像方视场为58.8°，变焦镜头的光学系统工作波段为0.486μm-0.656μm；
所述变焦镜头的光学系统中沿光线入射方向依次设置有前组透镜、别汉棱镜组、补偿组、变倍组和固定镜，补偿组和变倍组之间设置有视场光阑；所述前组透镜与别汉棱镜组之间的空气间隔为23mm,别汉棱镜组和补偿组之间的空气间隔为6.467mm-10.901mm，补偿组和变倍组之间的空气间隔为28.06mm-9.625mm，变倍组和固定组之间的空气间隔为4.5mm-18.5mm；
所述前组透镜为前胶合透镜，别汉棱镜组由半五棱镜和屋脊棱镜构成，补偿组为双凹透镜，变倍组由弯月透镜和双凸透镜构成，固定镜为后胶合透镜，前胶合组透镜的直径为26mm，半五棱镜和屋脊棱镜之间的空气间隔是1.2mm,弯月透镜和双凸透镜之间的空气间隔是0.5mm，前胶合透镜由H-K9L和H-F4光学材料制成，半五棱镜和屋脊棱镜由H-K9L光学材料制成，双凹透镜、弯月透镜和双凸透镜由H-ZK3光学材料制成，后胶合透镜由H-ZK9A和H-ZF6光学材料制成。
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