CN217932273U - 一种90度转像的目镜光学系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及光学技术领域，具体为一种90度转像的目镜光学系统，包括光阑、第一透镜、转折棱镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和像方，所述光阑、第一透镜、转折棱镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和像方沿光轴方向自前向后依次设置，所述第二透镜和第三透镜沿光轴方向自上向下依次设置组合成胶合透镜，所述第一透镜和第三透镜具有正光焦度，所述第二透镜和第四透镜具有负光焦度，有着视场大、畸变小、遮挡小、光学结构简单等特点，成像质量能够满足当前需求。

Description

一种90度转像的目镜光学系统

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，具体为一种90度转像的目镜光学系统。

背景技术

随着光电技术在单兵装备上的广泛应用，大量手持、头戴、枪瞄、无人载荷等光电装备不断研制和配发部队。基于像增强器的微光夜视眼镜已由二代半升级到三代乃至四代，结构形式也包括单目单筒、双目单筒、双目双筒等多种多样。同时，随着对光电装备数字化、信息化、智能化的要求，近年来基于低照度成像技术的夜视眼镜大放异彩，并已扩展应用到手持观测、枪械瞄准等装备上。但基于微光和低照度技术的单兵装备在烟尘、云雾等能见度低的环境及地下空间等全黑条件下，对目标的发现和识别能力大幅下降。对微光、低照度装备增加红外或短波红外光学通道，将能够大大提升恶劣环境下的全天候侦察、伪装识别、激光感知等能力。

但对于已有的微光或低照度的观察设备，如何将获得的红外或短波红外图像与微光或低照度图像融合显示成为现实问题。需要一种新技术，使观察者能够观察到所要的红外或短波红外图像，同时又不影响对微光或低照度图像的观察。

基于此，本实用新型提供一种90度转像的目镜光学系统，可以将红外或短波红外图像通过该光学系统耦合到微光或低照度观察设备中，作为一种有效的技术手段实现融合显示，增强对目标的识别效果。

实用新型内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术的不足，本实用新型提供了一种90度转像的目镜光学系统。

(二)技术方案

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种90度转像的目镜光学系统，包括光阑、第一透镜、转折棱镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和像方，所述光阑、第一透镜、转折棱镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜和像方沿光轴方向自前向后依次设置，所述第二透镜和第三透镜沿光轴方向自上向下依次设置组合成胶合透镜，所述第一透镜和第三透镜具有正光焦度，所述第二透镜和第四透镜具有负光焦度，所述胶合透镜具有正光焦度，所述第一透镜最外侧设置有出瞳，该目镜光学系统视场角在25度至52度之间。

优选的，本实用新型的改进有，所述出瞳直径处于0.8-1.5mm之间。

优选的，本实用新型的改进有，所述出瞳与第一透镜之间的距离小于2mm。

优选的，本实用新型的改进有，所述转折棱镜中心到像方之间的距离处于13-20mm之间。

优选的，本实用新型的改进有，所述第一透镜焦距为f1，且与该目镜光学系统焦距f’的比值满足如下关系：2＜|f1/f’|＜3.5。

优选的，本实用新型的改进有，所述胶合透镜焦距为fj，且与该目镜光学系统焦距f’的比值满足如下关系：0.5＜|fj/f’|＜0.9。

(三)有益效果

与现有技术相比，本实用新型提供了一种90度转像的目镜光学系统，具备以下有益效果：

该90度转像的目镜光学系统，有着视场大、畸变小、遮挡小、光学结构简单等特点，成像质量能够满足当前需求。

附图说明

图1为本实用新型结构与光路示意图；

图2为本实用新型MTF曲线图；

图3为本实用新型畸变图；

图中：1、入瞳；2、第一透镜；3、转折棱镜；4、第二透镜；5、第三透镜；6、第四透镜；7、像方。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1-3，一种90度转像的目镜光学系统，包括光阑、第一透镜2、转折棱镜3、第二透镜4、第三透镜5、第四透镜6和像方7，所述光阑、第一透镜2、转折棱镜3、第二透镜4、第三透镜5、第四透镜6和像方7沿光轴方向自前向后依次设置，所述第二透镜4和第三透镜5沿光轴方向自上向下依次设置组合成胶合透镜，所述第一透镜2和第三透镜5具有正光焦度，所述第二透镜4和第四透镜6具有负光焦度，所述胶合透镜具有正光焦度，所述第一透镜2最外侧设置有出瞳，该目镜光学系统视场角在25度至52度之间。

优选的，所述出瞳直径处于0.8-1.5mm之间。

优选的，所述出瞳与第一透镜2之间的距离小于2mm。

优选的，所述转折棱镜3中心到像方7之间的距离处于13-20mm之间。

优选的，所述第一透镜2焦距为f1，且与该目镜光学系统焦距f’的比值满足如下关系：2＜|f1/f’|＜3.5。

优选的，所述胶合透镜焦距为fj，且与该目镜光学系统焦距f’的比值满足如下关系：0.5＜|fj/f’|＜0.9。

本申请内容中f1为所述第四透镜6的焦距25mm，f’为该目镜光学系统的焦距9mm。

第一透镜2为正光焦度透镜，其作用是将像方7过来的光线最终转成平行光出射。

转折棱镜3是将光路折转90度，本申请中转折棱镜3可以替换为反射镜。

第二透镜4与第三透镜5胶合成正光焦度的胶合透镜，其作用是将像方7过来的光线汇聚，同时改善该目镜光学系统的像差、畸变等。

第四透镜6为负光焦度透镜，其作用是将像方7过来的光进行整形。

整个目镜光学系统使用的光学材料均是常用的玻璃，加工成本低。

本实施例的光学系统图如图1所示；

本实施例的MTF解像曲线如图2所示，其中，横坐标表示线对/毫米的空间频率，纵坐标表示MTF值。从图2可以可看出，本实施例在整个成像区域内66lp/mm的空间频率内展现了较好的对比度、满足人眼观察的要求。

本实施例的光学畸变图如图3所示，其最大畸变仅为1.03％。

本实用新型的一种90度转像的目镜光学系统共有4片透镜一个棱镜，共十个面，其曲率半径、镜片中心厚、镜片中心距、镜片折射率满足以下条件：

在该文中的描述中，需要说明的是，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种90度转像的目镜光学系统，包括光阑、第一透镜(2)、转折棱镜(3)、第二透镜(4)、第三透镜(5)、第四透镜(6)和像方(7)，其特征在于：所述光阑、第一透镜(2)、转折棱镜(3)、第二透镜(4)、第三透镜(5)、第四透镜(6)和像方(7)沿光轴方向自前向后依次设置，所述第二透镜(4)和第三透镜(5)沿光轴方向自上向下依次设置组合成胶合透镜，所述第一透镜(2)和第三透镜(5)具有正光焦度，所述第二透镜(4)和第四透镜(6)具有负光焦度，所述胶合透镜具有正光焦度，所述第一透镜(2)最外侧设置有出瞳，该目镜光学系统视场角在25度至52度之间。

2.根据权利要求1所述的一种90度转像的目镜光学系统，其特征在于：所述出瞳直径处于0.8-1.5mm之间。

3.根据权利要求2所述的一种90度转像的目镜光学系统，其特征在于：所述出瞳与第一透镜(2)之间的距离小于2mm。

4.根据权利要求3所述的一种90度转像的目镜光学系统，其特征在于：所述转折棱镜(3)中心到像方(7)之间的距离处于13-20mm之间。

5.根据权利要求4所述的一种90度转像的目镜光学系统，其特征在于：所述第一透镜(2)焦距为f1，且与该目镜光学系统焦距f’的比值满足如下关系：2＜|f1/f’|＜3.5。

6.根据权利要求5所述的一种90度转像的目镜光学系统，其特征在于：所述胶合透镜焦距为fj，且与该目镜光学系统焦距f’的比值满足如下关系：0.5＜|fj/f’|＜0.9。

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