CN203012231U - 一种非球面目镜观靶镜及非球面镜片的制备模具 - Google Patents

一种非球面目镜观靶镜及非球面镜片的制备模具 Download PDF

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徐光华
余景池
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Suzhou SMO Optical Co., Ltd.
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SUZHOU SUDA MINGSHI OPTICS CO Ltd
Suzhou Rigao Weina Optical Precision Machinery Co Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种非球面目镜观靶镜，所述非球面目镜观靶镜的目镜使用了一非球面镜片，所述非球面镜片包括前表面和后表面，所述前表面和后表面的曲面至少其中之一为偶数非球面折射面，所述偶数非球面折射面由以下函数确定： m=1,2 n=2,3,4…8式中，Zm为非球面折射面上某点（X，Y）处的矢高，Cm为非球面折射面顶点中心处的曲率，且
Figure 679012DEST_PATH_IMAGE002
，
Figure 621560DEST_PATH_IMAGE003
，
Figure 59495DEST_PATH_IMAGE004
为离开非球面折射面顶点中心处的距离，A2n即A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16是非球面高次项系数，所述非球面观靶镜的目镜同时兼备厚度薄、重量轻、成像质量好和易于加工的优点，本实用新型还提供了所述非球面镜片的制备模具。

Description

一种非球面目镜观靶镜及非球面镜片的制备模具
技术领域
本实用新型涉及一种非球面目镜观靶镜，特别是涉及一种非球面镜片的制备模具。
背景技术
    传统的观靶镜目镜使用的球面镜片，即镜片的所有表面都是球面，参见图3和图5，分别为球面目镜观靶镜的目镜的结构示意图和球面目镜观靶镜的目镜的光学系统像差图，球面镜片的缺点是：结构复杂，体积和重量大，特别是成像清晰度差，因此非球面镜片的概念被提出，非球面镜片具有体积小，重量轻，成像质量好等优点，因此需要一种同时兼备体积小、重量轻、成像质量好和易于加工的非球面目镜观靶镜。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型提供一种兼备厚度薄、重量轻、成像质量好和易于加工的非球面目镜观靶镜。
为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案：一种非球面目镜观靶镜，所述非球面目镜观靶镜的目镜使用了一非球面镜片，所述非球面镜片包括前表面和后表面，所述前表面和后表面的曲面至少其中之一为偶数非球面折射面，所述偶数非球面折射面由以下函数确定：
Figure 719515DEST_PATH_IMAGE001
  m=1,2  n=2,3,4…8
式中，Zm为非球面折射面上某点（X，Y）处的矢高，
Cm为非球面折射面顶点中心处的曲率，且
Figure 781012DEST_PATH_IMAGE002
，
Figure 127679DEST_PATH_IMAGE003
 ，
Figure 540206DEST_PATH_IMAGE004
为离开非球面折射面顶点中心处的距离，
     A2n即A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16是非球面高次项系数。
优选的，所述非球面镜片的后表面为球面折射面，所述非球面镜片的前表面为偶数非球面折射面。
优选的，所述非球面镜片后表面为偶数非球面折射面,所述非球面镜片的前表面为球面折射面。
优选的，所述非球面镜片的后表面和前表面均为偶数非球面折射面。
优选的，所述非球面镜片表面任意坐标点处，其面屈光度改变量不大于0.25*Dyq，所述Dyq是所述非球面镜片中心的面屈光度。
优选的，所述非球面镜片表面任意坐标点处，其面散光度的改变量不大于0.25*Dyq，所述Dyq是所述非球面镜片中心的面屈光度。
优选的，所述目镜的中心厚度为42.25mm以内。
本发明还提供另一个技术方案：一种非球面镜片的制备模具，包括上模座和下模座，所述上模座和下模座分别具有用于成型如上所述前表面和后表面的凹曲面和凸曲面。
优选的，所述凹曲面和凸曲面分别与如上所述的前表面和后表面的形状相匹配。
    采用以上技术方案的有益效果是：前表面和／或后表面采用进行优化的非球面函数加工制作非球面观靶镜的目镜，优化变量的成倍增加，因此可以达到更高的成象质量和更大的减薄量，另外，非球面均为偶次非球面，因而保证了镜片的全对称性质，有利于加工制造，检测和一般球面镜片一样，不影响镜片度数的测量。前表面和后表面采用完全相反的非球面设计，使得镜片的各种设计误差和加工误差互相补偿，因而镜片的稳定性很突出，不会因为各种误差造成观测者的不适感，因此使非球面观靶镜的目镜同时兼备厚度薄、重量轻、成像质量好和易于加工等优点。
附图说明
图1为非球面镜片的结构示意图；
图2为非球面目镜观靶镜的目镜的结构示意图；
图3为球面目镜观靶镜的目镜的结构示意图；
图4为非球面目镜观靶镜的目镜的光学系统像差图；
图5为球面目镜观靶镜的目镜的光学系统像差图；
图6为非球面镜片的制备模具的结构示意图。
其中，1.前表面  2.后表面  3.上模座  31.凹曲面  4.下模座  41.凸曲面。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的优选实施方式。
实施例1
参见图1，如其中的图例所示，一种非球面观靶镜的目镜，该非球面观靶镜的目镜的目镜使用了一非球面镜片，该非球面镜片包括一前表面1和一后表面2，前表面1和后表面2的曲面均偶数非球面折射面，该非球面折射面由以下函数确定：
Figure 568205DEST_PATH_IMAGE001
  m=1,2  n=2,3,4…8
式中，Zm为非球面折射面上某点（X，Y）处的矢高，
Cm为非球面折射面顶点中心处的曲率，且
Figure 749788DEST_PATH_IMAGE002
，
Figure 752510DEST_PATH_IMAGE003
 ，
Figure 652333DEST_PATH_IMAGE004
为离开非球面折射面顶点中心处的距离，
     A2n即A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16是非球面高次项系数。
    为了根据上述起始条件求出非球面观靶镜的目镜中非球面镜片前后表面的非球面系数，我们采取了优化算法，我们在优化设计中不但选取了要求斜散像差（子午场曲(FCGT)，弧矢场曲(FCGS)，象散(FCGT-FCGS)），畸变(DISG)，点列图(RSRE)，还加入表面光顺性要求(用非球面表面的屈光度改变量(QGD＜0.25*Dyq)和散光度改变量(SGD＜0.25*Dyq)的值表示光顺性的好坏)作为控制设计质量的优化操作数，在ZEMAX程序的Merit Function Editor中健入上述的优化操作数的数值，运行zemax.exe 可以得到以下设计结果：”
前表面：
Coeff on r  2  :                0
 Coeff on r  4  :   -0.00011197143
 Coeff on r  6  :   1.4221899e-006
 Coeff on r  8  :  -3.3380635e-009
 Coeff on r 10  :                0
 Coeff on r 12  :                0
 Coeff on r 14  :                0
 Coeff on r 16  :                0
后表面：
 Coeff on r  2  :                0
 Coeff on r  4  :  -5.5897224e-005
 Coeff on r  6  :  -2.2990196e-007
 Coeff on r  8  :   3.7197367e-009
 Coeff on r 10  :                0
 Coeff on r 12  :                0
 Coeff on r 14  :                0
 Coeff on r 16  :                0
参见图2和图3，分别为为非球面目镜观靶镜的目镜的结构示意图和球面目镜观靶镜的目镜的结构示意图，通过对比从中可以看出，对于同样的焦距，入瞳距，视场的目镜而言：非球面目镜是三片型结构，而球面目镜是五片型结构。非球面目镜的总长是42.25mm,而球面目镜的总长是45.98mm，由此可见，非球面目镜对比球面目镜来说是结构简单，体积小，重量轻。
 参见图4和图5，分别为非球面目镜观靶镜的目镜的光学系统像差图和球面目镜观靶镜的目镜的光学系统像差图，通过对比从中可以看出：对于同样的焦距，入瞳距，视场的目镜而言：非球面目镜的像差比球面目镜的像差小很多。其中，在视场边缘，非球面目镜的xt’=-0.08，xs’=-0.114，xt’-xs’=0.034  dist=0.073%，而对应球面目镜的xt’=0.344，xs’=-0.455，  xt’-xs’=0.799 ，dist= -8.43%，非球面观靶镜的目镜的成像质量比球面眼镜片的成像质量有很大改善，具体表现在斜散像差有很大改善，具体参见下表，为非球面目镜和球面目镜的斜散像差的对比，具体为子午场曲，弧矢场曲和象散的数值对比。
Figure 218443DEST_PATH_IMAGE005
    非球面目镜观靶镜的目镜具有镜片薄，重量轻，成像质量好等优点，非球面观靶镜的目镜具有成像质量好的优点，首先看一下成像质量，从图4和图5的像差曲线图就可以看出，非球面目镜观靶镜的目镜的成像质量比球面目镜眼镜片的成像质量有很大改善，具体表现在斜散像差有很大改善。
    再对比一下非球面观靶镜的目镜和球面观靶镜的目镜重量：从图二和图三的对比中，我们可以看出非球面目镜观靶镜的目镜是由三片镜片组成的，而球面目镜观靶镜的目镜是由五片镜片组成的，镜片的外径是相同的，所以非球面目镜观靶镜的目镜比球面目镜观靶镜的目镜薄很多，也就轻很多。
参见图6，一种非球面镜片的制备模具，包括一上模座3和一下模座4，上模座3和下模座4分别具有用于成型如上所述前表面1和后表面2的凹曲面31和凸曲面41。
凹曲面31和凸曲面41分别与如上所述前表面1和后表面2的形状相匹配。
采用以上技术方案的有益效果是：前表面和／或后表面采用进行优化的非球面函数加工制作非球面观靶镜的目镜，优化变量的成倍增加，因此可以达到更高的成象质量和更大的减薄量，另外，非球面均为偶次非球面，因而保证了镜片的全对称性质，有利于加工制造，检测和一般球面镜片一样，不影响镜片度数的测量。前表面和后表面采用完全相反的非球面设计，使得镜片的各种设计误差和加工误差互相补偿，因而镜片的稳定性很突出，不会因为各种误差造成观测者的不适感，因此使非球面观靶镜的目镜同时兼备厚度薄、重量轻、成像质量好和易于加工等优点。
    以上所述的仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种非球面目镜观靶镜，其特征在于，所述非球面目镜观靶镜的目镜使用了一非球面镜片，所述非球面镜片包括前表面和后表面，所述前表面和后表面的曲面至少其中之一为偶数非球面折射面，所述偶数非球面折射面由以下函数确定：
Figure 813791DEST_PATH_IMAGE001
  m=1,2  n=2,3,4…8
式中，Zm为非球面折射面上某点（X，Y）处的矢高，
Cm为非球面折射面顶点中心处的曲率，且
Figure 286361DEST_PATH_IMAGE002
， ，
Figure 200407DEST_PATH_IMAGE004
为离开非球面折射面顶点中心处的距离，
     A2n即A4、A6、A8、A10、A12、A14、A16是非球面高次项系数。
2.如权利要求1所述的非球面目镜观靶镜，其特征在于，所述非球面镜片的后表面为球面折射面，所述非球面镜片的前表面为偶数非球面折射面。
3.如权利要求1所述的非球面目镜观靶镜，其特征在于，所述非球面镜片后表面为偶数非球面折射面,所述非球面镜片的前表面为球面折射面。
4.如权利要求1所述的非球面目镜观靶镜，其特征在于，所述非球面镜片的后表面和前表面均为偶数非球面折射面。
5.如权利要求1到4任一所述的非球面目镜观靶镜，其特征在于，所述非球面镜片表面任意坐标点处，其面屈光度改变量不大于0.25*Dyq，所述Dyq是所述非球面镜片中心的面屈光度。
6.如权利要求5所述的非球面目镜观靶镜，其特征在于，所述非球面镜片表面任意坐标点处，其面散光度的改变量不大于0.25*Dyq，所述Dyq是所述非球面镜片中心的面屈光度。
7.如权利要求6所述的非球面目镜观靶镜，其特征在于，所述目镜的中心厚度为42.25mm以内。
8.一种非球面镜片的制备模具，其特征在于，包括上模座和下模座，所述上模座和下模座分别具有用于成型如权利要求7所述前表面和后表面的凹曲面和凸曲面。
9.如权利要求8所述的非球面镜片的制备模具，其特征在于，所述凹曲面和凸曲面分别与如权利要求7所述的前表面和后表面的形状相匹配。
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Patentee after: Suzhou SMO Optical Co., Ltd.

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