CN108897119A - 一种无损放大投影系统 - Google Patents
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Abstract
本发明属于一种像面放大投影系统,特别是对OLED成像的无损放大投影系统,适用于大目镜微光驾驶仪、大目镜红外驾驶仪、大目镜微光与红外融合驾驶仪等。本发明的像面一侧设置OLED显示器,连接于后面的中继镜组一端,中继镜组的另一端接连接筒,连接筒的外侧端面固定着供目镜观察的高透过率平板玻璃和投影膜,且高透过率平板玻璃的直径为像面的2倍,中继镜组的透过率≧90%,高透过率平板玻璃的透过率为99%。本发明体积较小、重量轻、成像质量好、能量损失少,很好地解决了像面过小而导致目镜焦距过短而无法设计的问题。
Description
技术领域
本发明属于一种将像面放大的中继系统,特别是一种无损放大投影系统,主要针对在像面过小时,为了匹配整机系统的放大倍率,设计的目镜焦距过短而带来的技术难点。
背景技术
随着低照度CMOS成像器件的不断发展,其在低照度下的成像质量不断提升,而相比于微光像增强器,低照度成像器件具有更大的增益范围,使其在白天也可以正常使用。同时CMOS成像器件在批产之后的产能以及价格优势都远大于微光像增强器。
在进行大目镜微光驾驶仪的方案设计时,如果选用了低照度CMOS成像器件,就必须要采用OLED显示器件来供目镜进行观察,但是目前OLED显示器件的常见尺寸为0.97寸和0.61寸,像面尺寸均小于微光像增强器荧光屏的尺寸,为了保证产品整机视场、视距以及放大倍率等参数,在采用固体器件时,大目镜的焦距就必须设计成34mm,但对于该焦距的大目镜设计难度巨大,而且设计出的目镜口径及重量均有大幅度增加,不适用于驾驶仪系统。
目前已有的中继系统是将OLED成的像1:1投影后成像在一个1:2放大的光锥上面,通过光锥放大成像后再供目镜进行观察。但是该方案存在以下3点问题:1.通过光锥成像后,目镜观察时,人眼接收到的OLED显示亮度急剧下降,大约只有OLED原本亮度的20%左右,会损失大约80%的能量;2.通过光锥成像后,目镜观察时,由于目镜的放大作用,人眼可以清晰的分辨出光纤纤径,影响观察效果;3.由于光纤的发散角问题,在通过目镜观察时,会在视场中心观察到明显的亮斑,影响观察效果。
发明内容
本发明要解决的主要问题是:采用低照度CMOS器件和大目镜方案进行设计时,设计一款成像质量良好、体积较小且能量损失少的像面放大系统,可用于大目镜微光驾驶仪、大目镜红外驾驶仪等。
实现本发明所述目的而采取的技术方案为:像面一侧设置OLED显示器,连接于后面的中继镜组一端,中继镜组的另一端接连接筒,连接筒的外侧端面固定着供目镜观察的高透过率平板玻璃和投影膜,且高透过率平板玻璃的直径为像面的2倍,中继镜组的透过率≧90%,高透过率平板玻璃的透过率为99%,最终目镜观察到的OLED亮度损失≤25%。通过中继系统将OLED上的图像放大后成像在一片粘有投影膜的高透过率平板玻璃上,投影后的放大图像供目镜进行观察。
所述的中继镜组由透镜组、第一透镜、第二透镜、第一胶合透镜、第五透镜、第六透镜、第二胶合透镜、第九透镜、第十透镜通过对应的隔圈、套圈以及压圈装入中继镜筒内,调节好后,中继镜组通过螺纹连接装入连接筒对应的螺纹内,该所述螺纹调节中继镜组与投影膜之间的距离,中继镜组与连接筒之间设置有将两者固定的螺钉。
所述的OLED显示器通过螺钉连接在OLED连接筒上,OLED连接筒再连接在中继镜组上。
本像面放大系统的指标如下:
1)放大率:2×
2)物面:φ15mm
3)像面:φ30mm
4)总体透过率:大于75%
本发明的有益技术效果是:体积较小、重量轻、成像质量好、能量损失少,可用于大目镜微光驾驶仪、大目镜红外驾驶仪、大目镜微光与红外融合驾驶仪等,是实现采用固体器件和OLED显示器件时大目镜驾驶仪的有效解决方案。
附图说明
下面结合附图,对本发明的具体实施方式作进一步详细地描述。
图1是本发明的总体结构示意图。
图2是本发明的中继镜组结构示意图。
图3是图2中透镜组结构示意图。
图中:中继镜组(A)、高透过率平板玻璃(1)、投影膜(2)、连接筒(3)、OLED显示器(4)、OLED连接筒(5)、中继镜组紧固螺钉(6)、OLED紧固螺钉(7)、OLED连接螺钉(8)、透镜组(9)、第一胶合透镜(10)、第五透镜(11)、第六透镜(12)、第二胶合透镜(13)、第九透镜(14)、第十透镜(15)、隔圈1(16)、套圈1(17)、隔圈2(18)、隔圈3(19)、隔圈4(20)、隔圈5(21)、隔圈6(22)、前压圈(23)、后压圈(24)、中继镜筒(25)、第一透镜(26)、第二透镜(27)、套圈2(28)、隔圈7(29)、压圈(30)。
具体实施方式
参照图1,本发明的光学系统是实现像面放大的关键,由中继镜组(A)、高透过率平板玻璃(1)以及投影膜(2)组成。像面一侧设置OLED显示器(4),连接于后面的中继镜组(A)一端,中继镜组(A)的另一端接连接筒(3),连接筒(3)的外侧端面固定着供目镜观察的高透过率平板玻璃(1)和投影膜(2),且高透过率平板玻璃(1)的直径为OLED显示器(4)像面的2倍,中继镜组(A)的透过率≧90%,高透过率平板玻璃(1)的透过率为99%。投影膜(2)通过光敏胶粘在高透过率平板玻璃(1)上,然后将高透过率平板玻璃(1)粘在连接筒(3)上。中继镜组(A)通过螺纹与连接筒(3)进行连接,同时还可以利用螺纹调节中继镜组(A)与投影膜(2)之间的距离,调节完成后通过中继镜组紧固螺钉(6)将中继镜组(A)固定在连接筒(3)内。OLED显示器(4)通过OLED连接螺钉(8)固定在OLED连接筒(5)内,OLED连接筒(5)通过OLED紧固螺钉(7)连接在中继镜组(A)上,调节好OLED显示器(4)与中继镜组(A)之间的间隔后将OLED紧固螺钉(7)制紧。
参照图2,本发明的中继镜组(A)由透镜组(9)、第一胶合透镜(10)、第五透镜(11)、第六透镜(12)、第二胶合透镜(13)、第九透镜(14)、第十透镜(15)、隔圈1(16)、套圈1(17)、隔圈2(18)、隔圈3(19)、隔圈4(20)、隔圈5(21)、隔圈6(22)、前压圈(23)、后压圈(24)、中继镜筒(25)等组成。将第六透镜(12)、第二胶合透镜(13)、第九透镜(14)、第十透镜(15)和第五透镜(11)、第一胶合透镜(10)以及透镜组(9)依次装入中继镜筒(25)内,通过隔圈1(16)、套圈1(17)、隔圈2(18)、隔圈3(19)、隔圈4(20)、隔圈5(21)、隔圈6(22)保证空气间隔,并通过前压圈(23)、后压圈(24)将玻璃压紧。
参照图3,透镜组由第一透镜(26)、第二透镜(27)、套圈2(28)、隔圈7(29)、压圈(30)等组成。将第二透镜(10)、第一透镜(9)依次装入套圈1(17)内,通过隔圈1(18)保证光学间隔,然后用压圈(19)压紧。
Claims (3)
1.一种无损放大投影系统,其特征是:像面一侧设置OLED显示器,连接于后面的中继镜组一端,中继镜组的另一端接连接筒,连接筒的外侧端面固定着供目镜观察的高透过率平板玻璃和投影膜,且高透过率平板玻璃的直径为像面的2倍,中继镜组的透过率≧90%,高透过率平板玻璃的透过率为99%。
2.按权利要求1所述无损放大投影系统,其特征是:中继镜组由透镜组、第一透镜、第二透镜、第一胶合透镜、第五透镜、第六透镜、第二胶合透镜、第九透镜、第十透镜通过对应的隔圈、套圈以及压圈装入中继镜筒内,调节好后,中继镜组通过螺纹连接装入连接筒对应的螺纹内,该所述螺纹调节中继镜组与投影膜之间的距离,中继镜组与连接筒之间设置有将两者固定的螺钉。
3.按权利要求1和2所述的无损放大投影系统,其特征是:OLED显示器通过螺钉连接在OLED连接筒上,OLED连接筒再连接在中继镜组上。
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