CN210072199U - 一种非制冷型手持红外观测仪的目镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种非制冷型手持红外观测仪的目镜，包括沿光轴从物方至像方依次设置第一组透镜、第二组透镜和第三组透镜，第一组透镜为平面朝物侧的具有正光焦度的平凸透镜，第二组透镜是具有正光焦度的双凸形透镜，第三组透镜是具有负光焦度的胶合镜；本实用新型能够满足军用手持红外观测仪的较长出瞳距的要求。

Description

一种非制冷型手持红外观测仪的目镜

技术领域

本实用新型属于光学目镜的技术领域，具体涉及一种非制冷型手持红外观测仪的目镜。

背景技术

对于军用手持观测和瞄准望远系统，为了满足军用瞄准镜及手持观测望远系统使用中需要配备护眼罩和防毒面具等的要求，因此要求目镜的出瞳距离足够大。出瞳距离是目镜的主要光学特性之一，一般的长出瞳距目镜出瞳距离为20～25mm，远达不到军用目视光学系统的使用要求。因此，研究长出瞳距目镜的设计具有重要意义。

目镜具有小孔径，大视场的光学特性，因此其设计难点在于轴外像差的平衡。由于目镜是倒置光路设计，要求其入瞳在系统外部，这就增加了像差的平衡难度。对于长出瞳距目镜而言，其主光线在系统中的投射高度很大，造成严重的轴外非对称性像差。为了解决这一问题，采用正正负透镜组的结构型式，降低了入射光线的高度，减轻了偏角的负担，避免产生较大的高级像差，同时对一定的焦距而言，由于物方主平面H前移，使出瞳距离增大，并有利于场曲的校正。

国内外对长出瞳距目镜的研究较少，P.Kallo研究了有三组元薄透镜组构成的长出瞳距目镜的初始结构和像差校正；林银森提出了等晕代数法用于三组元长出瞳距目镜的初始结构求解及像差设计；闫雪纯等人在实用新型专利中介绍了长出瞳距离及长工作距离目镜的设计。但是根据以上方法设计得到的相对镜目距很难大于1，仍然不满足使用要求。李玉瑶等人根据像差理论得到了相对镜目距大于1的长出瞳距目镜，但是光学系统中使用了两个胶合镜，增加了设计的成本和加工的难度。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种非制冷型手持红外观测仪的目镜，能够满足军用手持红外观测仪的较长出瞳距的要求。

实现本实用新型的技术方案如下：

一种非制冷型手持红外观测仪的目镜，包括沿光轴从物方至像方依次设置第一组透镜、第二组透镜和第三组透镜，第一组透镜为平面朝物侧的具有正光焦度的平凸透镜，第二组透镜是具有正光焦度的双凸形透镜，第三组透镜是具有负光焦度的胶合镜；

其中，第一组透镜的焦距f1＝75.32mm，厚度为4.3mm，材料为成都光明型号为HZK9A的玻璃，其凸面为半径为-46.915的球面；第二组透镜的焦距f2＝44.59mm，厚度为6mm，材料为成都光明型号为HQK3的玻璃，其两个凸面是半径分别为29.31mm和-79.5mm的球面；第三组透镜焦距f3＝-67.0252，第三组透镜由厚度分别为7mm和6mm的两个透镜胶合得到，其中一个透镜的材料为成都光明型号为HZK9A的玻璃，另一个透镜的材料为成都光明型号为HZF6的玻璃，第三组透镜的两个面为半径分别为17.947mm和-40.04的球面；

第一组透镜与第二组透镜的间距为0.5mm，第二组透镜与第三组透镜的间距为0.5mm。

进一步地，第一组透镜两个面的口径均为22mm，第二组透镜两个面的口径分别为23mm和22mm，第三组透镜两个面的口径分别为20mm和18mm。

附图说明

图1是本实用新型目镜的结构示意图。

图2是本实用新型具体实施例目镜的点列图。

图3是本实用新型具体实施例目镜的畸变曲线图。

图4是本实用新型具体实施例目镜的MTF曲线图。

其中，1-第一组透镜，2-第二组透镜，3-第三组透镜。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例，对本实用新型进行详细描述。

本实用新型提供了一种非制冷型手持红外观测仪的目镜，如图1所示，包括沿光轴从物方至像方依次设置第一组透镜1、第二组透镜2和第三组透镜3，第一组透镜1为平面朝物侧的具有正光焦度的平凸透镜，第二组透镜2是具有正光焦度的双凸形透镜，第三组透镜3是具有负光焦度的胶合镜；第三组透镜3采用胶合的结构形式，有利于校正色差和出瞳中心的光阑球差。

为了简化光焦度分配过程，首先设第一组透镜1和第二组透镜2为组合透镜，其光焦度为

第三组透镜3光焦度为两者(第二组透镜和第三组透镜)间空气间隔为d，目镜系统总光焦度为工作距离为l′_F，其中工作距离是光学系统最后透镜像方主点到整个光学系统的像方焦点的距离，由公式(1)、公式(2)

得到公式(3)、公式(4)

已知组合透镜组和第三组透镜3选用玻璃材料的阿贝数分别为γ₁₂和γ₃，为了满足消倍率色差条件，则由公式(5)：

得到公式(6)

出瞳距离公式(7)为

在保证组合透镜组光焦度

前提下，将其分裂为第一组透镜1和第二组透镜2，其光焦度分别为

和

两镜组间的空气间隔为d₁。第一组透镜1采用平凸透镜，为了满足等晕成像，其凸面的球心指向入瞳中心。

在本实施例中，目镜总焦距f为25mm，出瞳直径为5.5mm，出瞳距离为40mm。在下表一中，面序号1是光阑位置；面序号8是像面，第一组透镜1的两个面的序号分别为2和3，第一组透镜的焦距f1＝75.32mm，厚度为4.3mm，材料为成都光明型号为HZK9A的玻璃，其凸面为半径为-46.915的球面；第二组透镜2的两个面的序号分别为4和5，第二组透镜的焦距f2＝44.59mm，厚度为6mm，材料为成都光明型号为HQK3的玻璃，其两个凸面是半径分别为29.31mm和-79.5mm的球面；第三组透镜3的两个面的序号分别为6和7，第三组透镜焦距f3＝-67.0252，第三组透镜由厚度分别为7mm和6mm的两个透镜胶合得到，其中一个透镜的材料为成都光明型号为HZK9A的玻璃，另一个透镜的材料为成都光明型号为HZF6的玻璃，第三组透镜的两个面为半径分别为17.947mm和-40.04的球面；

第一组透镜与第二组透镜的间距为0.5mm，第二组透镜与第三组透镜的间距为0.5mm。

第一组透镜两个面的口径均为22mm，第二组透镜两个面的口径分别为23mm和22mm，第三组透镜两个面的口径分别为20mm和18mm。

本实施例目镜系统参数请参见表一。

表一光学元件参数表

需要注意的是，上述表格中的具体参数仅仅是例示性的，各透镜的参数不限于由上述各数值实施例所示出的值，可以采用其他的值，都可以达到类似的技术效果。

图2至图4为本实施例目镜的光学特性曲线图，其中图2是本实施例目镜的点列图，各个视场均小于17um，等于OLED屏像元的大小，说明此目镜系统分辨细节能力较高；图3为本实施例目镜的畸变曲线图，表示不同视场角下的畸变大小值，畸变均小于3％；图4为本实施例目镜的MTF曲线图，代表目镜系统的综合解像水平，在40lp/mm处各个视场的传递函数均在0.3以上。

有益效果：

1、本实用新型通过小口径和常见的材料，满足手持红外观测仪对量产化的需求。

2、本实用新型通过较小的体积和重量，满足手持红外观测仪对体积和重量的需求。

3、本实用新型通过较少的镜片，实现较高的放大率和较高的分辨率，最终满足手持红外观测仪的需求。

4、本实用新型通过较少的镜片，实现目镜的长出瞳距离，最终满足手持红外观测仪对长出瞳距的需求。

5、本实用新型可应用于非制冷手持红外观测仪、瞄准镜等多种设备上。

综上所述，以上仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用于限定本实用新型的保护范围。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种非制冷型手持红外观测仪的目镜，其特征在于，包括沿光轴从物方至像方依次设置第一组透镜、第二组透镜和第三组透镜，第一组透镜为平面朝物侧的具有正光焦度的平凸透镜，第二组透镜是具有正光焦度的双凸形透镜，第三组透镜是具有负光焦度的胶合镜；

其中，第一组透镜的焦距f1＝75.32mm，厚度为4.3mm，材料为成都光明型号为HZK9A的玻璃，其凸面为半径为-46.915的球面；第二组透镜的焦距f2＝44.59mm，厚度为6mm，材料为成都光明型号为HQK3的玻璃，其两个凸面是半径分别为29.31mm和-79.5mm的球面；第三组透镜焦距f3＝-67.0252，第三组透镜由厚度分别为7mm和6mm的两个透镜胶合得到，其中一个透镜的材料为成都光明型号为HZK9A的玻璃，另一个透镜的材料为成都光明型号为HZF6的玻璃，第三组透镜的两个面为半径分别为17.947mm和-40.04的球面；

第一组透镜与第二组透镜的间距为0.5mm，第二组透镜与第三组透镜的间距为0.5mm。

2.如权利要求1所述的一种非制冷型手持红外观测仪的目镜，其特征在于，第一组透镜两个面的口径均为22mm，第二组透镜两个面的口径分别为23mm和22mm，第三组透镜两个面的口径分别为20mm和18mm。

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