CN219225189U - 一种长出瞳轻量化目镜光学系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种长出瞳轻量化目镜光学系统，包括沿光轴自眼睛向微显示屏方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜；第一透镜为玻璃正透镜，第二透镜、第三透镜、第五透镜均为塑料非球面透镜，第四透镜为玻璃负透镜。本实用新型的光学系统共包含5片镜片，结构形式简单且易于做结构镜筒；并且通过合理的透镜搭配，使得目镜出瞳距大于60mm，显著提高观察的舒适性；同时，兼具良好的环境适应性的优势，并解决了传统的观察类目镜重量高、成本高的弊端。

Description

一种长出瞳轻量化目镜光学系统

技术领域

本实用新型涉及一种光学系统，尤其涉及一种长出瞳轻量化目镜光学系统。

背景技术

随着单兵装备的不断发展，头戴眼镜类、瞄准镜等也朝着信息化、智能化、轻量化、远距离、大视场等方向拓展。特别是在战场等特殊环境条件下，士兵需要佩戴防毒面具或护目镜进行目标场景的观察与警戒。此外，重型的枪冲击力大，需要目镜和人眼之间留有足够的安全距离(40mm以上)，以防止射击时冲击力碰伤眼睛。

一般传统军用观察类的目镜要求出瞳距25mm以上，轻型瞄具类的30mm以上；然而在战场上护目镜、防毒面具等的装备使用，对出瞳距的实际要求是大大增加。但是，现有技术中，设计所得到的目镜出瞳距离或像差大多难以满足当前新形势下的需求。现有的10×的出瞳距40mm的目镜，只能配0.5的目镜，而且佩戴防毒面具后据枪很受限，并且重量相对较重，对于头戴或便携都十分不利。

实用新型内容

为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种长出瞳轻量化目镜光学系统。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种长出瞳轻量化目镜光学系统，包括沿光轴自眼睛向微显示屏方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜；

第一透镜为玻璃正透镜，第二透镜、第三透镜、第五透镜均为塑料非球面透镜，第四透镜为玻璃负透镜。

进一步地，第一透镜为平凸的玻璃正透镜，第二透镜为双凸的塑料正透镜，第三透镜为凸凹的弯月塑料正透镜，第四透镜凸凹的弯月玻璃透镜，第五透镜为双凸的塑料正透镜。

进一步地，第一透镜的焦距与整个镜头的焦距的比值满足如下关系：

3＜|f1/f|<5

其中，f为整个镜头的焦距，f1为第一透镜的焦距。

进一步地，第二透镜、第三透镜、第五透镜采用密度不大于1.25g/cm³塑料材料。

进一步地，塑料材料是PMMA、E48R、K26R、F52R、APL5014DP、PAL5514ML、 ep5000中的任一种。

进一步地，该长出瞳轻量化目镜光学系统，整体焦距为20-25mm，出瞳直径5-7mm，出瞳距长达50-65mm。

本实用新型公开了一种长出瞳轻量化目镜光学系统，包含5片镜片，结构形式简单且易于做结构镜筒；并且通过合理的透镜搭配，使得目镜出瞳距大于 60mm，显著提高观察的舒适性；同时，兼具良好的环境适应性的优势，并解决了传统的观察类目镜重量高、成本高的弊端。

附图说明

图1为本实用新型种长出瞳轻量化目镜光学系统的光学结构图。

图2为本实用新型光学系统的MTFF解像曲线图。

图3为本实用新型光学系统的畸变图。

图中：1、入瞳；2、第一透镜；3、第二透镜；4、第三透镜；5、第四透镜；6、第五透镜；7、微显示屏。

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详细的说明。

为了解决现有长出瞳目镜不能在出瞳距离、重量及效果等方面同时满足新形势下军用目镜的需求，本实用新型提供了一种长出瞳轻量化目镜光学系统，如图1所示，该光学系统包括沿光轴自眼睛向(即图1中的入瞳1)微显示屏 7方向依次设置的第一透镜2、第二透镜3、第三透镜4、第四透镜5、第五透镜6；

其中，第一透镜2为玻璃正透镜，第二透镜3、第三透镜4、第五透镜6 均为塑料非球面透镜，第四透镜5为玻璃负透镜；

具体地，第一透镜2为平凸的玻璃正透镜，第二透镜3为双凸的塑料正透镜，第三透镜4为凸凹的弯月塑料正透镜，第四透镜5凸凹的弯月玻璃透镜，第五透镜6为双凸的塑料正透镜；由此，结合微显示屏7形成本实用新型的长出瞳轻量化目镜光学系统，该长出瞳轻量化目镜光学系统，整体焦距为20- 25mm，放大倍率10-12倍，出瞳直径5-7mm，出瞳距长达48-63mm。

优选地，第一透镜2的焦距与整个镜头的焦距的比值满足如下关系：

3＜|f1/f|<5

其中，f为整个镜头的焦距，f1为第一透镜的焦距。

第一透镜2、第四透镜5采用玻璃镜片，提高了目镜的环境适应性；第二透镜3、第三透镜4、第五透镜6采用塑料镜片，塑料的材料可以是PMMA、 E48R、K26R、F52R、APL5014DP、PAL5514ML、ep5000等，这些塑料材料的光学性能优益且密度一般不大于1.25g/cm³，明显比玻璃密度小，这样显著降低了目镜光学系统的重量，且批量模压成本远低于玻璃镜片。

【实施例】

本实施例所公开的长出瞳轻量化目镜光学系统，整体焦距为25mm，放大倍率10×，出瞳直径5mm，出瞳距可长达63mm，光学总长41.2mm，重量仅44g，第一透镜f1取值为82.4mm；本实施例的长出瞳轻量化目镜光学系统共包含5 片透镜，具有十个面，按第一透镜至第五透镜的顺序，将十个面依次编号2至 11，光阑编号1；对应的曲率半径、镜片中心厚、镜片中心距、镜片折射率满足下表所示条件：

表中，面序号为4、6、10的面为非球面，非球面镜片满足如下公式：

其中，c＝1/R，R为非球面曲率半径,r为从0到最大镜片有效口径的数，k 为二次曲面参数，A为4阶系数，B为6阶系数，C为8阶系数，依次类推。

对于非球面面型的具体参数见下表：

面序号	k	A	B	C
					4	-1.665	0	0	0
6	-0.0759	0	0	0
					10	0	2.53e-007	-8.03e-008	-2.67e-010

对于所有的塑料镜片的两个面均可设为非球面，可根据系统的参数、塑料镜片材质和加工的难易程度适当调整。

进一步地，图2展示了本实施例长出瞳轻量化目镜光学系统的MTF解像曲线图，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 中可以看出，本光学系统在中心区域内30lp/mm的空间频率展现了较好的对比度，满足人眼观察的要求。

本实施例长出瞳轻量化目镜光学系统的光学畸变图如图3所示，从图3中可以看出，其最大畸变率仅为2.3％。

由此，对于本实用新型所公开的长出瞳轻量化目镜光学系统，与现有技术相比具有以下技术优势：

(1)第一透镜采用玻璃材料，提高了目镜的环境适应性。

(2)第二透镜、第三透镜、第五透镜采用塑料镜片，显著降低了目镜的重量，批量模压的成本远低于玻璃镜片。

(3)本实用新型的目镜出瞳距大于60mm，显著提高了观察的舒适性。

(4)本实用新型的目镜可支持最大0.6寸微显示屏，而且最大畸变仅为 2.3％，显著提高长时间观察人眼的疲劳性。

(5)本实用新型的目镜光学后接距大于6mm，可满足-6个视度以上的调节。

(6)整个光学系统仅采用5片镜片，结构形式简单、易于做结构镜筒。

上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种长出瞳轻量化目镜光学系统，其特征在于：该长出瞳轻量化目镜光学系统包括沿光轴自眼睛向微显示屏(7)方向依次设置的第一透镜(2)、第二透镜(3)、第三透镜(4)、第四透镜(5)、第五透镜(6)；

所述第一透镜(2)为玻璃正透镜，第二透镜(3)、第三透镜(4)、第五透镜(6)均为塑料非球面透镜，第四透镜(5)为玻璃负透镜。

2.根据权利要求1所述的长出瞳轻量化目镜光学系统，其特征在于：所述第一透镜(2)为平凸的玻璃正透镜，第二透镜(3)为双凸的塑料正透镜，第三透镜(4)为凸凹的弯月塑料正透镜，第四透镜(5)凸凹的弯月玻璃透镜，第五透镜(6)为双凸的塑料正透镜。

3.根据权利要求2所述的长出瞳轻量化目镜光学系统，其特征在于：所述第一透镜(2)的焦距与整个镜头的焦距的比值满足如下关系：

3＜|f1/f|<5

其中，f为整个镜头的焦距，f1为第一透镜的焦距。

4.根据权利要求3所述的长出瞳轻量化目镜光学系统，其特征在于：所述第二透镜(3)、第三透镜(4)、第五透镜(6)采用密度不大于1.25g/cm³塑料材料。

5.根据权利要求4所述的长出瞳轻量化目镜光学系统，其特征在于：所述塑料材料是PMMA、E48R、K26R、F52R、APL5014DP、PAL5514ML、ep5000中的任一种。

6.根据权利要求1-5任一项所述的长出瞳轻量化目镜光学系统，其特征在于：该长出瞳轻量化目镜光学系统，整体焦距为20-25mm，出瞳直径5-7mm，出瞳距长达50-65mm。

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