CN1315666A - 直筒望远镜光学系统及利用其制造的超大视场直筒式望远镜 - Google Patents

Abstract

直筒望远镜光学系统,包括物镜(1)、别汉棱镜(2)和目镜系统,其中别汉棱镜(2)包括棱镜(3)和棱镜(4),别汉棱镜(2)设置在靠近物镜(1)的位置上,别汉棱镜(2)到物镜(1)的距离a小于别汉棱镜(2)到目镜系统中的场镜(5)的距离b,调整距离b可以实现调焦,利用该光学系统制造出来的望远镜体积较小,质量较轻,同样的放大倍数时有较大的视场角,并且成本较低,结构简单,适用于观看体育比赛和文艺表演等活动上。

Description

直筒望远镜光学系统及利用其制造的超大视场直筒式望远镜

本发明涉及一种直筒望远镜光学系统及利用其制造的超大视场直筒式望远镜。

目前，一般采用别汉棱镜的直筒式望远镜光学系统，如图1所示，这种光学系统中别汉棱镜置于靠近场镜5的位置，在视场角度相同的情况下，体积增大、成本较大，而且只采用一片场镜5，视场角不够大，这也会使望远镜筒的体积增大，目镜6、物镜1一般是球面透镜，所以像差也大，该光学系统调焦的方法是调整物镜1与别汉棱镜的距离来实现的，对光轴平行度稳定性不好。

利用上述直筒式望远镜光学系统制造出来的市场上通用的直筒式望远镜，一般的视场角小于9度，要增大视场角到16至18度左右，必须增大其体积，增加成本，体积增大后，携带使用不方便，因此不适用在观看体育比赛和文艺表演和旅游观光等活动上；目镜未采用非球面技术消除色差和像差，成像质量差；通过调整物镜与别汉棱镜的距离来调焦的，所以光轴平行度稳定性不好，容易出现双像；此外，结构也较为复杂。

本发明的目的是提供一种直筒式望远镜光学系统，它在体积较小、质量较轻、不牺牲放大倍数的情况下实现较大的视场角。

本发明的另一个目的是提供一种利用上述所述的光学系统制造的超大视场直筒式望远镜，它体积较小，质量较轻，在同样的放大倍数的情况下具有较大的视场角，并且成本较低，结构简单，适用于观看体育比赛和文艺表演和旅游观光等活动上。

本发明的直筒式望远镜光学系统由如下技术方案来实现的：它包括物镜、别汉棱镜和目镜系统，其中别汉棱镜包括两块棱镜，别汉棱镜设置在靠近物镜的位置上，别汉棱镜到物镜的距离a小于别汉棱镜到目镜系统中的场镜的距离b，调整距离b实现调焦。

上述所述的物镜可以是胶合透镜。

上述所述的物镜可以是非球面镜。

上述所述的目镜系统至少包括二块目镜和一块场镜。

上述所述的目镜可以是胶合的透镜。

上述所述的调整距离b是通过整体移动目镜系统中除第一块目镜以外的所有镜片来实现。

上述所述目镜可以是非球面镜。

本发明利用上述望远镜光学系统制造的超大视场直筒式望远镜，它的镜筒结构包括望远镜筒座、调焦传动部件、物镜筒组件和别汉棱镜组件，另外它还包括视度调节组件和调焦筒座组件，其中

a)物镜筒组件包括物镜筒座和物镜筒座外套组成，其中物镜筒座通过物镜筒座外套安装在望远镜筒座上，物镜安装在物镜筒座的端部；别汉棱镜组件包括别汉棱镜和别汉棱镜筒座，别汉棱镜安装在别汉棱镜筒座上；别汉棱镜筒座安装在物镜筒座尾部；

b)调焦筒座组件包括调焦筒座和隔圈，目镜、场镜通过隔圈安装在调焦筒座里面，隔圈粘接在调焦筒座里面，调焦筒座的侧面设置有凸台，凸台置于望远镜筒座的限位槽中；

c)调焦传动部件包括钮盖、螺杆、螺杆外套和滑块，螺杆套在螺杆外套里面，螺杆外套安装在望远镜筒座里面，钮盖与螺杆的端部连接固定在一起，螺杆的尾部与滑块螺纹连接，滑块的顶端连接在凸台上。

d)视度调节组件包括视度调节圈、视度调节筒、目镜筒和套圈，目镜系统中的第一块目镜安装在目镜筒里面，目镜筒外面套有视度调节筒，目镜筒上凸块安装在视度调节筒上的螺旋槽里面，视度调节圈套在套圈外面，视度调节筒套在套圈的里面，套圈安装在望远镜筒座上，目镜筒上的其中一块凸块卡在视度调节圈上的两卡板之间。

本发明的直筒式望远镜光学系与现有技术相比具有如下优点：1)在不牺牲放大倍数的情况下具有较大的视场角，达到约16度至18度，体积较小，光学系统直径小于25mm、长度小于100mm，成本较低，成像质量好。

本发明的超大视场直筒式望远镜与现有技术相比具有如下优点：在不牺牲放大倍数的情况下具有较大的视场角，达到约16度至18度，体积较小，便于携带，成本较低，成像质量好，结构简单合理，光轴平行度较好。

下面结合附图对本发明作详细的说明：

图1是采用别汉棱镜的传统直筒式望远镜光学系统的光路图；

图2是本发明的直筒式望远镜光学系统的光路图；

图3是本发明的直筒式望远镜光学系统第一种结构图；

图4是本发明的直筒式望远镜光学系统第二种结构图；

图5是本发明的直筒式望远镜光学系统第三种结构图；

图6本发明的直筒式望远镜光学系统第四种结构图；

图7是本发明的直筒式望远镜光学系统第五种结构图；

图8是本发明的直筒式望远镜光学系统第六种结构图；

图9是本发明的直筒式望远镜光学系统第七种结构图；

图10是本发明的直筒式望远镜光学系统第八种结构图；

图11是本发明的直筒式望远镜光学系统第九种结构图；

图12是本发明的直筒式望远镜光学系统第十种结构图；

图13是本发明的直筒式望远镜光学系统第十一结构图；

图14是本发明的超大视场直筒式望远镜的结构图；

图15是本发明的超大视场直筒式望远镜的视度调节组件结构图；

图16是图15的A-A剖视图。

如图2所示，本发明的直筒望远镜光学系统包括物镜(1)、别汉棱镜(2)和目镜系统，其中别汉棱镜(2)包括棱镜(3)和棱镜(4)，另外别汉棱镜(2)设置在靠近物镜(1)的位置上，别汉棱镜(2)到物镜(1)的距离a小于别汉棱镜(2)到目镜系统中的场镜(5)的距离b，调整距离b实现调焦。本光学系统中别汉棱镜(2)到物镜(1)的距离a是相对不动的，当要调焦时，整体移动除第一块目镜(6)以外的目镜系统的其余镜片达到调整距离b的目的；当要调节视度时，调整移动第一块目镜(6)，达到调整距离c的目的。

该光学系统中目镜系统至少包括二块目镜(6)和一块场镜(5)，采用两片场镜(5)的如图2、图4、图5、图8、图9、图13所示，采用一块场镜(5)的如图3、图6、图7、图10、图11、图12所示。

物镜(1)是胶合透镜，目镜(6)是单透镜，如图2、图3、图5、图7所示。如图8、图10、图11所示，目镜(6)可以是胶合的透镜，物镜(1)是单透镜。

物镜(5)为胶合透镜、目镜(6)也为胶合透镜的如图4至图7所示。

该光学系统物镜(1)和目镜(6)制造成非球面镜。

上述光学系统在不牺牲放大倍数的情况下实现较大的视场角，传统的体积一样大的望远镜光学系统，视场角一般小于9度，而本发明的光学系统可以达到16度至18度的视场角；并且由于目镜(6)和物镜(5)是非球面透镜，消除像差和色差，目镜(6)和物镜(5)是胶合透镜的形式，消除了色差，提高了本光学系统的成像质量，本光学系统既可以应用在直筒式单筒望远镜，也可以应用在直筒式双筒望远镜。

本发明的直筒式望远镜光学系统既适用于直筒式单筒望远镜，也适用于直筒式双筒望远镜，直筒式双筒望远镜的左筒结构和右筒结构是完全对称，这样一来零件数目较小，开发费用低，成本低。

如图14、图15、图16所示，本发明一种利用上述望远镜光学系统制造的超大视场直筒式望远镜，它的镜筒结构包括望远镜筒座(7)、调焦传动部件、物镜筒组件和别汉棱镜组件，另外它还包括视度调节组件和调焦筒座组件，其中：

a)物镜筒组件包括物镜筒座(8)和物镜筒座外套(9)组成，其中物镜筒座(8)通过物镜筒座外套(9)安装在望远镜筒座(7)上，物镜(1)安装在物镜筒座(8)的端部；别汉棱镜组件包括别汉棱镜(2)和别汉棱镜筒座(10)，别汉棱镜(2)安装在别汉棱镜筒座(10)上；别汉棱镜筒座(10)安装在物镜筒座(8)尾部；

b)调焦筒座组件包括调焦筒座(11)和隔圈(12)，目镜(5)、场镜(6)通过隔圈(12)安装在调焦筒座(11)里面，隔圈(12)粘接在调焦筒座(11)上，调焦筒座(11)的侧面设置有凸台(18)，凸台(18)置于望远镜筒座(7)的限位槽(13)中；

c)调焦传动部件包括钮盖(14)、螺杆(15)、螺杆外套(16)和滑块(17)，螺杆(15)套在螺杆外套(16)里面，螺杆外套(16)安装在望远镜筒座(7)里面，钮盖(14)与螺杆(15)的端部连接固定在一起，螺杆(15)的尾部与滑块(17)螺纹连接，滑块(17)的顶端连接在凸台(18)上。

d)视度调节组件包括包括视度调节圈(19)、视度调节筒(20)、目镜筒(21)和套圈(24)，目镜系统中的第一块目镜(6)安装在目镜筒(21)里面，目镜筒(21)外面套有视度调节筒(20)，目镜筒(21)上凸块(22)安装在视度调节筒(20)上的螺旋槽(23)里面，视度调节圈(19)套在套圈(24)外面，视度调节筒(20)套在套圈(24)的里面，套圈(24)安装在望远镜筒座(7)上，目镜筒(21)上的其中一块凸块(22)卡在视度调节圈(19)上的两卡板(25)之间。

本发明的超大视场直筒式双筒望远镜，除具有上述直筒望远镜光学系统的优点之外，结构更为简单，由于望远镜左筒和右筒的结构完全对称，所以零件种类较小，开发费用低，从而降低产品成本；通过调节调焦筒座(11)的移动，达到调焦的目的，望远镜筒座(7)的制做的精度可以确保调焦筒座(11)在移动后的左筒和右筒的光轴达到比较好的平行度。

Claims (9)

1、直筒望远镜光学系统，包括物镜(1)、别汉棱镜(2)和目镜系统，其中别汉棱镜(2)包括棱镜(3)和棱镜(4)，其特征在于别汉棱镜(2)设置在靠近物镜(1)的位置上，别汉棱镜(2)到物镜(1)的距离a小于别汉棱镜(2)到目镜系统中的场镜(5)的距离b，调整距离b可以实现调焦。

2、根据权利要求1所述的直筒望远镜光学系统，其特征在于物镜(1)是胶合透镜。

3、根据权利要求1所述的直筒望远镜光学系统，其特征在于物镜(1)是非球面镜

4、根据权利要求1所述的直筒望远镜光学系统，其特征在于目镜系统至少包括二块目镜(6)和一块场镜(5)。

5、根据权利要求4所述的直筒望远镜光学系统，其特征在于目镜(6)可以是胶合透镜。

6、根据权利要求4所述的直筒望远镜光学系统，其特征在于目镜(6)可以是非球面镜。

7、根据权利要求4所述的直筒望远镜光学系统，其特征在于第一块目镜(6)与第二块目镜(6)的距离c是可以调整的。

8、根据权利要求1所述的直筒望远镜光学系统，其特征在于调整距离b是通过整体移动目镜系统中除第一块目镜(6)以外的所有镜片来实现。

9、利用上述望远镜光学系统制造的超大视场直筒式望远镜，它镜筒的结构包括望远镜筒座(7)、调焦传动部件、物镜筒组件和别汉棱镜组件，其特征在于它还包括视度调节组件和调焦筒座组件，其中

a)物镜筒组件包括物镜筒座(8)和物镜筒座外套(9)组成，其中物镜筒座(8)通过物镜筒座外套(9)安装在望远镜筒座(7)上，物镜(1)安装在物镜筒座(8)的端部；别汉棱镜组件包括别汉棱镜(2)和别汉棱镜筒座(10)，别汉棱镜(2)安装在别汉棱镜筒座(10)上；别汉棱镜筒座(10)安装在物镜筒座(8)尾部；

b)调焦筒座组件包括调焦筒座(11)和隔圈(12)，目镜(5)、场镜(6)通过隔圈(12)安装在调焦筒座(11)里面，隔圈(12)粘接在调焦筒座(11)上，调焦筒座(11)的侧面设置有凸台(18)，凸台(18)置于望远镜筒座(7)的限位槽(13)中；

c)调焦传动部件包括钮盖(14)、螺杆(15)、螺杆外套(16)和滑块(17)，螺杆(15)套在螺杆外套(16)里面，螺杆外套(16)安装在望远镜筒座(7)里面，钮盖(14)与螺杆(15)的端部连接固定在一起，螺杆(15)的尾部与滑块(17)螺纹连接，滑块(17)的顶端连接在凸台(18)上。

d)视度调节组件包括视度调节圈(19)、视度调节筒(20)、目镜筒(21)和套圈(24)，目镜系统中的第一块目镜(6)安装在目镜筒(21)里面，目镜筒(21)外面套有视度调节筒(20)，目镜筒(21)上凸块(22)安装在视度调节筒(20)上的螺旋槽(23)里面，视度调节圈(19)套在套圈(24)外面，视度调节筒(20)套在套圈(24)的里面，套圈(24)安装在望远镜筒座(7)上，目镜筒(21)上的其中一块凸块(22)卡在视度调节圈(19)上的两卡板(25)之间。

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