CN115166962B - 一种用于目视观测的透射式单筒望远镜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于目视观测的透射式单筒望远镜，包括沿光线入射方向依次设置的物镜A、转像棱镜B、场镜C和目镜D；物镜A包括相胶合的双凸正透镜A1和弯月负透镜A2；场镜C包括相胶合的月牙正透镜C1和弯月负透镜C2；目镜D包括弯月负透镜D1、月牙正透镜D2、双凸正透镜D3、弯月负透镜D4和月牙正透镜D5；其中，弯月负透镜D1和月牙正透镜D2相胶合，形成第一胶合透镜组，双凸正透镜D3和弯月负透镜D4相胶合，形成第二胶合透镜组。本发明全视场角度大，能够满足大范围目视观测的需求。

Description

一种用于目视观测的透射式单筒望远镜
技术领域
本发明涉及一种用于目视观测的透射式单筒望远镜，属于目视光学仪器技术领域。
背景技术
望远镜是一种用于观察远距离物体的目视光学仪器，能把远物很小的张角按一定倍率放大，使之在像空间具有较大的张角，使本来无法用肉眼看清或分辨的物体变清晰可辨。常规的望远镜分为两种类型：由凹透镜作目镜的称伽利略望远镜和由凸透镜作目镜的称开普勒望远镜。开普勒望远镜的体积小且视场角比伽利略望远镜大，是最常用的望远镜模型。通常设计的开普勒望远镜有一个中间实像面，在这个实像面上可方便的安装分划板，并且各种性能优良，所以军用望远镜，小型天文望远镜等专业级的望远镜都采用此种结构。但是，即使是开普勒望远镜，大部分的全视场角度小于15°，不能满足大范围目视观测的需求。
发明内容
为了克服上述问题，本发明提供一种用于目视观测的透射式单筒望远镜，该望远镜全视场角度大，能够满足大范围目视观测的需求。
本发明的技术方案如下：
一种用于目视观测的透射式单筒望远镜，包括沿光线入射方向依次设置的物镜A、转像棱镜B、场镜C和目镜D；所述物镜A包括相胶合的双凸正透镜A1和弯月负透镜A2；所述场镜C包括相胶合的月牙正透镜C1和弯月负透镜C2；所述目镜D包括弯月负透镜D1、月牙正透镜D2、双凸正透镜D3、弯月负透镜D4和月牙正透镜D5；其中，所述弯月负透镜D1和所述月牙正透镜D2相胶合，形成第一胶合透镜组，所述双凸正透镜D3和所述弯月负透镜D4相胶合，形成第二胶合透镜组。
进一步的，所述物镜A的焦距FA满足：
60.00mm≤FA≤100.00mm；
所述场镜C的焦距FC满足：
FC≥70.00mm；
所述弯月负透镜C2朝向出射光线的曲率半径RC2-2满足：
RC2-2≤9.00mm；
所述目镜D的焦距FD满足：
10.00mm≤FD≤15.00mm；
所述弯月负透镜D1朝向入射光线的曲率半径RD1-1满足：
RD1-1≤9.00mm。
进一步的，所述第一胶合透镜组和所述第二胶合透镜组的中心间隔CTD23可变动，且满足以下条件：
2.00mm≤CTD23≤7.00mm。
进一步的，所述物镜A的焦距FA为81.28mm，所述场镜C的焦距FC为70.37mm，所述弯月负透镜C2朝向出射光线的曲率半径RC2-2为8.90mm，所述目镜D的焦距FD为11.49mm，所述弯月负透镜D1朝向入射光线的曲率半径RD1-1为8.02mm。
进一步的，所述物镜A和转像棱镜B的间隔为2.00mm，所述转像棱镜B和所述场镜C的间隔为3.50mm，所述场镜C和所述目镜D的间隔为10.01mm。
进一步的，所述转像棱镜B为屋脊棱镜。
进一步的，所述转像棱镜B的玻璃材料为H-BAK7。
本发明具有如下有益效果：
该望远镜具备以下参数：
放大倍率：3.5×
出瞳直径:≥4mm
出瞳距:≥15mm
物方视场:≥20°
屈光度调节:±4D
分辨率:模拟人眼0.7视场MTF@30lp/mm大于0.3
相对亮度:30％
光学畸变:≤5％
本发明在满足其他指标的前提下，将视场角提升至20°。
附图说明
图1为本发明实施例的结构示意图。
图2为本发明实施例在屈光度-4D时的传递函数。
图3为本发明实施例在屈光度0时的传递函数。
图4为本发明实施例在屈光度+4D时的传递函数。
图5为本发明实施例在屈光度-4D、0D和+4D条件下的畸变。
图6为本发明实施例在屈光度-4D、0D和+4D条件下的相对照度。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例来对本发明进行详细的说明。
实施例一
一种用于目视观测的透射式单筒望远镜，包括沿光线入射方向依次设置的物镜A、转像棱镜B、场镜C和目镜D；所述物镜A包括相胶合的双凸正透镜A1和弯月负透镜A2；所述场镜C包括相胶合的月牙正透镜C1和弯月负透镜C2；所述目镜D包括弯月负透镜D1、月牙正透镜D2、双凸正透镜D3、弯月负透镜D4和月牙正透镜D5；其中，所述弯月负透镜D1和所述月牙正透镜D2相胶合，形成第一胶合透镜组，所述双凸正透镜D3和所述弯月负透镜D4相胶合，形成第二胶合透镜组。
实施例二
一种用于目视观测的透射式单筒望远镜，在实施例一的基础上，所述物镜A的焦距FA满足：
60.00mm≤FA≤100.00mm；
所述场镜C的焦距FC满足：
FC≥70.00mm；
所述弯月负透镜C2朝向出射光线的曲率半径RC2-2满足：
RC2-2≤9.00mm；
所述目镜D的焦距FD满足：
10.00mm≤FD≤15.00mm；
所述弯月负透镜D1朝向入射光线的曲率半径RD1-1满足：
RD1-1≤9.00mm。
实施例三
一种用于目视观测的透射式单筒望远镜，在实施例二的基础上，所述第一胶合透镜组和所述第二胶合透镜组的中心间隔CTD23可变动，且满足以下条件：
2.00mm≤CTD23≤7.00mm。
在本发明的一种具体实施方式中，所述转像棱镜B为屋脊棱镜。
在本发明的一种具体实施方式中，所述转像棱镜B的玻璃材料为H-BAK7。
实施例四
一种用于目视观测的透射式单筒望远镜，所述物镜A的焦距FA为81.28mm，所述场镜C的焦距FC为70.37mm，所述弯月负透镜C2朝向出射光线的曲率半径RC2-2为8.90mm，所述目镜D的焦距FD为11.49mm，所述弯月负透镜D1朝向入射光线的曲率半径RD1-1为8.02mm。
在本发明的一种具体实施方式中，所述物镜A和转像棱镜B的间隔为2.00mm，所述转像棱镜B和所述场镜C的间隔为3.50mm，所述场镜C和所述目镜D的间隔为10.01mm。
表一为本发明一实施例各镜片的详细参数。
表一镜片详细参数
在该实施例中，屈光度调节对应数据如表二。
表二屈光度调节对应数据
屈光度 +D4 0D -4D
表面11/mm 0.48 6.94 12.73
根据以上数据，采用光学设计软件例如ZEMAX、CODEV、SYNOPSYS、OSLO和SIGMA等，设置光学系统参数建立光学系统模型，并在出瞳位置设置一个近轴焦距为23.00mm的理想透镜模拟人眼，即可对望远镜进行系统评价。如图2、图3和图4所示，分别表示屈光度-4D、0D和+4D条件下的传递函数，可以看出在可调屈光度范围内，0.7视场的MTF@30lp/mm大于0.3，特别是0至+4D范围内0.7视场的MTF@30lp/mm接近0.5，满足眼睛的分辨率要求。如图5所示，是不同屈光度下的畸变，可以看出三个屈光度条件下，整个目视系统的畸变都小于2.0％，满足望远镜的技术要求。如图6所示是本发明实施例在屈光度-4D、0D和+4D条件下的相对照度，可以看出三个屈光度下的相对照度基本相等，而且都大于0.4，满足目视系统应用要求。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.一种用于目视观测的透射式单筒望远镜，其特征在于，由沿光线入射方向依次设置的物镜A、转像棱镜B、场镜C和目镜D组成；所述物镜A由相胶合的双凸正透镜A1和弯月负透镜A2组成；所述场镜C由相胶合的月牙正透镜C1和弯月负透镜C2组成；所述目镜D由弯月负透镜D1、月牙正透镜D2、双凸正透镜D3、弯月负透镜D4和月牙正透镜D5组成；其中，所述弯月负透镜D1和所述月牙正透镜D2相胶合，形成第一胶合透镜组，所述双凸正透镜D3和所述弯月负透镜D4相胶合，形成第二胶合透镜组；
所述物镜A的焦距F A为81.28mm，所述场镜C的焦距为70.37mm，所述弯月负透镜C2朝向出射光线的曲率半径R C2-2为8.90mm，所述目镜D的焦距F D为11.49mm，所述弯月负透镜D1朝向入射光线的曲率半径R D1-1为-8.02mm；
所述物镜A和转像棱镜B的间隔为2.00mm，所述转像棱镜B和所述场镜C的间隔为3.50mm，所述场镜C和所述目镜D的间隔为10.01mm。
2.根据权利要求1所述用于目视观测的透射式单筒望远镜，其特征在于，所述转像棱镜B为屋脊棱镜。
3.根据权利要求2所述用于目视观测的透射式单筒望远镜，其特征在于，所述转像棱镜B的玻璃材料为H-BAK7。
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