CN211826716U - 一种手持红外观测仪目镜 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种手持红外观测仪目镜，属于光学系统成像技术领域。所述目镜中选用四片三组元的结构形式，沿光轴从物方至像方依次设置有第一组透镜、第二组透镜、第三组透镜，第一组透镜和第二组透镜均采用双凸透镜，改变传统四片三组元结构形式中第一组透镜和第二组透镜所采用的凹凸透镜，可以有效地减小目镜的整体口径，缩小体积，减轻重量，也减小了目镜的焦距，提高目镜的放大倍率；同时，通过三组透镜的相互配合，实现目镜较大视场以及较高分辨率，该目镜的焦距为17mm、放大倍率为16倍、视场角为41°、口径不大于19mm以及重量不大于14.5g，满足手持红外观测仪对物相观测的需求。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种手持红外观测仪目镜，属于光学系统成像技术领域。
背景技术
目前国内外对目镜的结构类型研究情况有：Olympus的七片四组元结构形式，Omura Y的五片四组元结构形式，萧泽新的四片三组元结构形式等多种结构形式。
手持红外观测仪中的目镜是用来放大物镜所成的像，为了使看到的物镜的像更大、分辨率更高、更全面，这时就需要一款放大倍率高、像质好、视场大的目镜，又因为是手持观测仪，因此需要目镜重量轻、体积小。
因为目镜的一些性质对光学产品的功能非常重要，需要比较以决定最合适需求的目镜。常用的目镜放大倍数有：8倍、10倍、12.5倍等多种，然而目镜的放大倍率越高，焦距就越小，体积就越大，视场就越小。因此需要研制一种放大倍率高、焦距小、视场大并、质量轻且体积小的目镜。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提供一种手持红外观测仪目镜，该目镜具有放大倍率高、视场大、口径小以及重量轻的特点，能够满足手持红外观测仪对物像观测的需求。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的。
一种手持红外观测仪目镜，所述目镜的焦距为17mm，放大倍率为16倍，视场角为41°，口径不大于19mm，以及重量不大于14.5g。
所述目镜选用四片三组元的结构形式，沿光轴从物方至像方依次设置有第一组透镜、第二组透镜、第三组透镜，其中，第一组透镜是具有正光焦度的双凸形透镜，改变了传统四片三组元结构形式中的第一组透镜的凹凸透镜；第二组透镜是具有正光焦度的双凸形透镜，改变了传统四片三组元结构形式中的第二组透镜的凹凸透镜；第三组透镜是具有负光焦度的胶合镜，由两个透镜胶合形成，其中一个透镜优选色散系数不大于27.5的玻璃材料，有利于校正色差和出瞳中心的光阑球差。
第一组透镜的焦距32mm＜f1＜32.83mm，厚度3.5mm＜d1＜4.5mm，材料选用中国型号为BAK8的玻璃，其朝物方凸面1的球面半径215.65mm＜r1 ＜263.65mm，另一个朝像方凸面1'的球面半径20mm＜r1'＜20.2mm。
第二组透镜的焦距33.6mm＜f2＜34.8mm，厚度3mm＜d2＜4mm，材料选用中国型号为BAK8的玻璃，其朝物方凸面2的球面半径24mm＜r2＜30mm，另一个朝像方凸面2'的球面半径90mm＜r2'＜100mm。
第三组透镜焦距33mm＜f3＜35mm，它由朝物方的透镜Ⅰ和朝像方的透镜Ⅱ胶合得到，透镜Ⅰ的厚度5.8mm＜d3＜5.9mm，透镜Ⅱ的厚度1.1mm＜d3' ＜1.2mm，透镜Ⅰ的材料选用中国型号为ZK8的玻璃，透镜Ⅱ的材料选用中国型号为ZF6的玻璃，透镜Ⅰ的球面半径12.4mm＜r3＜12.6mm，透镜Ⅱ的球面半径8.1mm＜r3'＜8.2mm。
进一步地，第一组透镜中凸面1的口径为18mm，凸面1'的口径为19mm；第二组透镜中凸面2和凸面2'的口径均为19mm；第三组透镜中透镜Ⅰ的口径为17mm，透镜Ⅱ的口径12mm。
有益效果：
本实用新型中第一组透镜和第二组透镜均采用双凸透镜，改变传统四片三组元结构形式中第一组透镜和第二组透镜所采用的凹凸透镜，可以有效地减小目镜的整体口径，缩小体积，减轻重量，也减小了目镜的焦距，提高目镜的放大倍率；同时，通过三组透镜的相互配合，实现目镜较大视场以及较高分辨率，满足手持红外观测仪对物相观测的需求。
附图说明
图1为实施例中所述目镜的结构示意图。
图2为实施例中所述目镜的畸变曲线图。
图3为实施例中所述目镜的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
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步阐述。
实施例1
如图1所示，一种手持红外观测仪目镜，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、第三组透镜3；该目镜的焦距f＝17mm，出瞳直径为5.5mm，出瞳距离为16.8mm，放大倍率为16倍，视场角41o，口径不大于 19mm，重量为14g；
第一组透镜1是具有正光焦度的双凸透镜，焦距f1＝32.43mm，厚度 d1＝4.3mm，材料选用中国型号为BAK8的玻璃，其朝物方凸面1的球面半径 r1＝239.65mm，另一个朝像方凸面1'的球面半径r1'＝-20.09mm(负号仅代表方向，下同)，凸面1的口径为18mm，凸面1'的口径为19mm，如表1所示；
第二组透镜2是具有正光焦度的双凸形透镜，焦距f2＝34.47mm，厚度 d2＝3.55mm，材料选用中国型号为BAK8的玻璃，其朝物方凸面2的球面半径 r2＝24.6mm，另一个朝像方凸面2'的球面半径r2'＝-96.48mm，凸面2和凸面2' 的口径均为19mm，如表1所示；
第三组透镜3是具有负光焦度的胶合镜，由朝物方的透镜Ⅰ和朝像方的透镜Ⅱ胶合得到，焦距f3＝-33.24mm，透镜Ⅰ的厚度d3＝5.87mm，透镜Ⅱ的厚度 d3'＝1.2mm，透镜Ⅰ的材料选用中国型号为ZK8的玻璃，透镜Ⅱ的材料选用中国型号为ZF6的玻璃，透镜Ⅰ的球面半径r3＝12.503mm，透镜Ⅱ的球面半径 r3'＝8.166mm，透镜Ⅰ的口径为17mm，透镜Ⅱ的口径12mm，如表1所示。
表1是本实施例所述目镜中各光学元件的参数，表1中面序号1是光阑位置，面序号9是像面，面序号2～8是对第一组透镜至第三组透镜方向所涉及的镜面按顺序依次编号，间距是相邻两个面之间的距离。
表1
| 面序号 | 面型 | 半径(mm) | 间距(mm) | 材料 | 口径(mm) |
| 1 | 球面 | 无限 | 16.8 | 5.5 | |
| 2 | 球面 | 239.65 | 4 | BAK8_CHINA | 18 |
| 3 | 球面 | -20.09 | 0.2 | 19 | |
| 4 | 球面 | 24.6 | 3.55 | BAK8_CHINA | 19 |
| 5 | 球面 | -96.48 | 0.1 | 19 | |
| 6 | 球面 | 12.503 | 5.87 | ZK8_CHINA | 17 |
| 7 | 球面 | -21 | 1.2 | ZF6_CHINA | 16 |
| 8 | 球面 | 8.166 | 7.27 | 12 | |
| 9 | 像面 | 无限 | 0 | 12 |
从图2中可以看出，在常温下，视场角为5.4°时畸变为-0.62％，视场角为 10.7°时畸变为-1.20％，视场角为15.82°时畸变为-2.50％，视场角为20.7°时畸变为-2.99％，说明该目镜在不同视场角下的畸变值均小于3％。
从图3中可以看出，视场角为0°时MTF为0.583，视场角为10.35°时MTF 为0.514，视场角为14.5°时MTF为0.413，视场角为16.56°时MTF为0.410，视场角为20.7°时MTF为0.301，说明该目镜在30l p/mm各视场处的MTF值均在 0.3以上。
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 (5)
1.一种手持红外观测仪目镜，其特征在于：所述目镜的焦距为17mm，放大倍率为16倍，视场角为41°，口径不大于19mm，以及重量不大于14.5g；
其中，所述目镜沿光轴从物方至像方依次设置有第一组透镜、第二组透镜、第三组透镜，第一组透镜和第二组透镜是具有正光焦度的双凸形透镜，第三组透镜是由朝物方的透镜Ⅰ和朝像方的透镜Ⅱ胶合形成的具有负光焦度的胶合镜。
2.根据权利要求1所述的手持红外观测仪目镜，其特征在于：第三组透镜中的透镜Ⅰ或透镜Ⅱ选用色散系数不大于27.5的玻璃材料。
3.根据权利要求1或2所述的手持红外观测仪目镜，其特征在于：第一组透镜的焦距32mm＜f1＜32.83mm，厚度3.5mm＜d1＜4.5mm，其朝物方凸面1的球面半径215.65mm＜r1＜263.65mm，另一个朝像方凸面1'的球面半径20mm＜r1'＜20.2mm；第二组透镜的焦距33.6mm＜f2＜34.8mm，厚度3mm＜d2＜4mm，其朝物方凸面2的球面半径24mm＜r2＜30mm，另一个朝像方凸面2'的球面半径90mm＜r2'＜100mm；第三组透镜焦距33mm＜f3＜35mm，透镜Ⅰ的厚度5.8mm＜d3＜5.9mm，透镜Ⅱ的厚度1.1mm＜d3'＜1.2mm，透镜Ⅰ的球面半径12.4mm＜r3＜12.6mm，透镜Ⅱ的球面半径8.1mm＜r3'＜8.2mm。
4.根据权利要求1或2所述的手持红外观测仪目镜，其特征在于：第一组透镜中，其朝物方凸面1的口径为18mm，另一个朝像方凸面1'的口径为19mm；第二组透镜中，其朝物方凸面2和朝像方凸面2'的口径均为19mm；第三组透镜中，透镜Ⅰ的口径为17mm，透镜Ⅱ的口径12mm。
5.根据权利要求1或2所述的手持红外观测仪目镜，其特征在于：第一组透镜和第二组透镜的材料选用中国型号为BAK8的玻璃，第三组透镜中透镜Ⅰ的材料选用中国型号为ZK8的玻璃，第三组透镜中透镜Ⅱ的材料选用中国型号为ZF6的玻璃。
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