CN116560065B - 一种大视场望远镜光学系统 - Google Patents

一种大视场望远镜光学系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种大视场望远镜光学系统，其特征在于：物镜第一透镜为凸透镜，凸面朝向物方，物镜第二透镜和物镜第三透镜组成胶合透镜，以校正物镜的色差，物镜第二透镜为双凸型透镜，物镜第三透镜为双凹型透镜，调焦镜为弯月型透镜，凸面朝向像方，半五棱镜、屋脊棱镜沿光轴布置，目镜第一透镜为双凹型透镜，目镜第二透镜为凹透镜，凹面朝向物方，目镜第三透镜和目镜第四透镜组成胶合透镜，目镜第三透镜为双凸型透镜，目镜第四透镜为凹透镜，凹面朝向物方，目镜第五透镜为双凸型透镜，光学系统的视场是6.5°，出瞳距离是18.3mm，出瞳直径是4.2mm，眼点距离16mm。

Description

一种大视场望远镜光学系统
技术领域
本发明涉及望远镜生产技术领域，具体涉及一种大视场望远镜光学系统。
背景技术
望远镜光学领域内，随着市场的不断发展，普通望远镜以很难满足市场需要，为了能够得到更加清晰的成像，更大视场，更低的畸变，现有厂商都在不断进行新的光路设计和结构设计。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大视场望远镜光学系统，利用多组胶合透镜的使用，有效的提高光学系统的视场，降低光学系统结构装配难度，缩短整个光学系统总长。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种大视场望远镜光学系统，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、调焦镜，半五棱镜、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；
物镜第一透镜为凸透镜，凸面朝向物方，物镜第二透镜和物镜第三透镜组成胶合透镜，以校正物镜的色差，物镜第二透镜为双凸型透镜，物镜第三透镜为双凹型透镜，调焦镜为弯月型透镜，凸面朝向像方，半五棱镜、屋脊棱镜沿光轴布置，目镜第一透镜为双凹型透镜，目镜第二透镜为凹透镜，凹面朝向物方，目镜第三透镜和目镜第四透镜组成胶合透镜，目镜第三透镜为双凸型透镜，目镜第四透镜为凹透镜，凹面朝向物方，目镜第五透镜为双凸型透镜，光学系统的视场是6.5°，出瞳距离是18.3mm，出瞳直径是4.2mm，眼点距离16mm。
作为本发明的进一步改进，所述物镜第一透镜最左端到目镜第五透镜最右端距离为128.5mm。
作为本发明的进一步改进，所述物镜第一透镜左侧曲率半径为91.2mm，右侧为平面，中心厚度为4.9mm，物镜第二透镜左侧曲率半径61.8mm，右侧曲率半径-174.98mm，中心厚度7.2mm，物镜第三透镜左侧曲率半径-174.98mm，右侧曲率半径174.98mm，中心厚度3.3mm，调焦镜左侧曲率半径66.68mm，右侧曲率半径38.9mm，中心厚度2.4mm，目镜第一透镜左侧曲率半径-38.37mm，右侧曲率半径38.37mm，中心厚度1.5mm，目镜第二透镜左侧曲率半径-25.23mm，右侧曲率半径-13.092mm，中心厚度6.5mm，目镜第三透镜左侧曲率半径63.1mm，右侧曲率半径-16.711mm，中心厚度8.6mm，目镜第四透镜左侧曲率半径-16.711mm，右侧为平面，中心厚度1.5mm，目镜第五透镜左侧曲率半径24.36mm，右侧曲率半径24.36mm，中心厚度7.2mm，半五棱镜光轴长度34.75mm，左侧宽度为20mm，屋脊棱镜光轴长度54.74mm。
作为本发明的进一步改进，沿光轴方向，所述物镜第一透镜到物镜第二透镜之间的距离为0.5mm，物镜第三透镜到调焦镜之间的距离为29.29mm，调焦镜到半五棱镜之间的距离为19mm，屋脊棱镜到目镜第一透镜之间的距离为7.7mm，目镜第一透镜和目镜第二透镜的边缘为平面，二者紧靠在一起，目镜第二透镜到目镜第三透镜之间的距离为0.2mm，目镜第四透镜到目镜第五透镜之间的距离为0.2mm。
作为本发明的进一步改进，所述物镜第一透镜外形轮廓直径为44mm，物镜第二透镜和物镜第三透镜外形轮廓直径为42.5mm，调焦镜外形轮廓直径为27mm，目镜第一透镜和目镜第二透镜的外形轮廓直径为23mm，目镜第三透镜、目镜第四透镜和目镜第五透镜的外形轮廓直径为25mm，目镜第一透镜和目镜第二透镜的弧面直径为16.82mm。
本发明的有益效果集中体现在：
1、通过在物镜组和目镜组都采用胶合透镜，有效的缩短整个光学系统的总长，将整个光学系统压缩到128.5mm的长度，这样在整个光学系统装配完成后能实现更小的体积与重量，实现10倍光学变焦，达到6.5°视场，满足18.3mm的出瞳距离，调焦镜后移11.1mm就能实现2m视距的调整，调焦镜前移1mm，对应-5视度；
2、本发明采用半五棱镜与屋脊棱镜的相互配合，有效的控制棱镜位置的镜身直径，满足整个望远镜携带的便捷性；
3、物镜第一透镜和物镜第二透镜组成物镜前组，焦距为102.55mm,物镜前组和调焦镜组成物镜组，物镜组的焦距为148mm，整个目镜的焦距为14.8mm。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的场曲畸变图；
图3是本发明的点列图。
具体实施方式
下面结合附图进一步阐述本发明。
一种大视场望远镜光学系统，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、调焦镜4，半五棱镜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；
物镜第一透镜1为凸透镜，凸面朝向物方，物镜第二透镜2和物镜第三透镜3组成胶合透镜，以校正物镜的色差，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，调焦镜4为弯月型透镜，凸面朝向像方，半五棱镜5、屋脊棱镜6沿光轴布置，目镜第一透镜7为双凹型透镜，目镜第二透镜8为凹透镜，凹面朝向物方，目镜第三透镜9和目镜第四透镜10组成胶合透镜，目镜第三透镜9为双凸型透镜，目镜第四透镜10为凹透镜，凹面朝向物方，目镜第五透镜11为双凸型透镜，光学系统的视场是6.5°，出瞳距离是18.3mm，出瞳直径是4.2mm，眼点距离16mm。
作为本发明的进一步改进，所述物镜第一透镜1最左端到目镜第五透镜11最右端距离为128.5mm，利用更加紧凑的布局，降低整个望远镜的镜身长度，集约成本，而且还携带方便。
作为本发明的进一步改进，所述物镜第一透镜1左侧曲率半径为91.2mm，右侧为平面，中心厚度为4.9mm，物镜第二透镜2左侧曲率半径61.8mm，右侧曲率半径-174.98mm，中心厚度7.2mm，物镜第三透镜3左侧曲率半径-174.98mm，右侧曲率半径174.98mm，中心厚度3.3mm，调焦镜4左侧曲率半径66.68mm，右侧曲率半径38.9mm，中心厚度2.4mm，目镜第一透镜7左侧曲率半径-38.37mm，右侧曲率半径38.37mm，中心厚度1.5mm，目镜第二透镜8左侧曲率半径-25.23mm，右侧曲率半径-13.092mm，中心厚度6.5mm，目镜第三透镜9左侧曲率半径63.1mm，右侧曲率半径-16.711mm，中心厚度8.6mm，目镜第四透镜10左侧曲率半径-16.711mm，右侧为平面，中心厚度1.5mm，目镜第五透镜11左侧曲率半径24.36mm，右侧曲率半径24.36mm，中心厚度7.2mm，半五棱镜5光轴长度34.75mm，左侧宽度为20mm，屋脊棱镜6光轴长度54.74mm；
沿光轴方向，所述物镜第一透镜1到物镜第二透镜2之间的距离为0.5mm，物镜第三透镜3到调焦镜4之间的距离为29.29mm，调焦镜4到半五棱镜5之间的距离为19mm，屋脊棱镜6到目镜第一透镜7之间的距离为7.7mm，目镜第一透镜7和目镜第二透镜8的边缘为平面，二者紧靠在一起，目镜第二透镜8到目镜第三透镜9之间的距离为0.2mm，目镜第四透镜10到目镜第五透镜11之间的距离为0.2mm，各镜片之间的距离限制，优化光路的传播途径，成像更清晰稳定，平场效果较强。
作为本发明的进一步改进，所述物镜第一透镜1外形轮廓直径为44mm，物镜第二透镜2和物镜第三透镜外形轮廓直径为42.5mm，调焦镜3外形轮廓直径为27mm，目镜第一透镜7和目镜第二透镜8的外形轮廓直径为23mm，目镜第三透镜9、目镜第四透镜10和目镜第五透镜11的外形轮廓直径为25mm，目镜第一透镜7和目镜第二透镜8的弧面直径为16.82mm，目镜组后三片镜片轮廓尺寸相同，制造过程稳定可靠，各镜片尺寸结构的优化，能满足设计及制造要求，采用常规生产模式即可进行生产。

Claims (5)

1.一种大视场望远镜光学系统，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）、调焦镜（4），半五棱镜（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）；具有光焦度的光学元件仅为上述9个透镜；
物镜第一透镜（1）为凸透镜，凸面朝向物方，物镜第二透镜（2）和物镜第三透镜（3）组成胶合透镜，以校正物镜的色差，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，调焦镜（4）为弯月型透镜，凸面朝向像方，半五棱镜（5）、屋脊棱镜（6）沿光轴布置，目镜第一透镜（7）为双凹型透镜，目镜第二透镜（8）为凹透镜，凹面朝向物方，目镜第三透镜（9）和目镜第四透镜（10）组成胶合透镜，目镜第三透镜（9）为双凸型透镜，目镜第四透镜（10）为凹透镜，凹面朝向物方，目镜第五透镜（11）为双凸型透镜，光学系统的视场是6.5°，出瞳距离是18.3mm，出瞳直径是4.2mm，眼点距离16mm。
2.根据权利要求1所述的一种大视场望远镜光学系统，其特征在于：所述物镜第一透镜（1）最左端到目镜第五透镜（11）最右端距离为128.5mm，所述左端为光学元件的物侧，所述右端为光学元件的像侧。
3.根据权利要求1所述的一种大视场望远镜光学系统，其特征在于：所述物镜第一透镜（1）左侧曲率半径为91.2mm，右侧为平面，中心厚度为4.9mm，物镜第二透镜（2）左侧曲率半径61.8mm，右侧曲率半径-174.98mm，中心厚度7.2mm，物镜第三透镜（3）左侧曲率半径-174.98mm，右侧曲率半径174.98mm，中心厚度3.3mm，调焦镜（4）左侧曲率半径66.68mm，右侧曲率半径38.9mm，中心厚度2.4mm，目镜第一透镜（7）左侧曲率半径-38.37mm，右侧曲率半径38.37mm，中心厚度1.5mm，目镜第二透镜（8）左侧曲率半径-25.23mm，右侧曲率半径-13.092mm，中心厚度6.5mm，目镜第三透镜（9）左侧曲率半径63.1mm，右侧曲率半径-16.711mm，中心厚度8.6mm，目镜第四透镜（10）左侧曲率半径-16.711mm，右侧为平面，中心厚度1.5mm，目镜第五透镜（11）左侧曲率半径24.36mm，右侧曲率半径24.36mm，中心厚度7.2mm，半五棱镜（5）光轴长度34.75mm，左侧宽度为20mm，屋脊棱镜（6）光轴长度54.74mm，所述左侧为光学元件的物侧，所述右侧为光学元件的像侧。
4.根据权利要求1所述的一种大视场望远镜光学系统，其特征在于：沿光轴方向，所述物镜第一透镜（1）到物镜第二透镜（2）之间的距离为0.5mm，物镜第三透镜（3）到调焦镜（4）之间的距离为29.29mm，调焦镜（4）到半五棱镜（5）之间的距离为19mm，屋脊棱镜（6）到目镜第一透镜（7）之间的距离为7.7mm，目镜第一透镜（7）和目镜第二透镜（8）的边缘为平面，二者紧靠在一起，目镜第二透镜（8）到目镜第三透镜（9）之间的距离为0.2mm，目镜第四透镜（10）到目镜第五透镜（11）之间的距离为0.2mm。
5.根据权利要求1所述的一种大视场望远镜光学系统，其特征在于：所述物镜第一透镜（1）外形轮廓直径为44mm，物镜第二透镜（2）和物镜第三透镜外形轮廓直径为42.5mm，调焦镜（3）外形轮廓直径为27mm，目镜第一透镜（7）和目镜第二透镜（8）的外形轮廓直径为23mm，目镜第三透镜（9）、目镜第四透镜（10）和目镜第五透镜（11）的外形轮廓直径为25mm，目镜第一透镜（7）和目镜第二透镜（8）的弧面直径为16.82mm。
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