CN219676368U - 一种具有长出瞳距离目镜的光学*** - Google Patents
一种具有长出瞳距离目镜的光学*** Download PDFInfo
- Publication number
- CN219676368U CN219676368U CN202320138787.2U CN202320138787U CN219676368U CN 219676368 U CN219676368 U CN 219676368U CN 202320138787 U CN202320138787 U CN 202320138787U CN 219676368 U CN219676368 U CN 219676368U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lens
- optical system
- exit pupil
- pupil distance
- curvature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 84
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 title claims abstract description 42
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 18
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 claims description 8
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 6
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 6
- 239000005304 optical glass Substances 0.000 claims description 4
- 230000004075 alteration Effects 0.000 abstract description 10
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 5
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 2
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000004424 eye movement Effects 0.000 description 1
- 230000001815 facial effect Effects 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 230000001502 supplementing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001931 thermography Methods 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
本实用新型公开了一种具有长出瞳距离目镜的光学***，所述光学***沿其光轴从物侧到像侧方向依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜；所述第一透镜和所述第二透镜胶合为胶合透镜，所述第一透镜的光焦度为负，所述第二透镜的光焦度为正，所述第三透镜的光焦度为正，所述第四透镜的光焦度为正。本实用新型实施例通过胶合透镜矫正光学***的像差，再经过第三透镜为光学***提供大部分的光焦度，然后通过第四透镜矫正光学***像差并为光学***补充光焦，具有更大出瞳直径、更长出瞳距离，适合手持观测设备的应用，可广泛应用于光学技术领域。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学技术领域，尤其涉及一种具有长出瞳距离目镜的光学***。
背景技术
随着技术的发展，显示器上的像素做得越来越小，因此相同分辨率的显示器也可以做得越来越小。同时OLED(Organic Light Emitting Diode，有机发光二极管)显示器不需要背光、每个像素点自发光的特性也使得显示器功耗越来越低且显示效果越来越好。便携式的热成像仪、瞄准镜等手持观测设备为了便携性往往只能把体积做小，因此需要使用目镜对小体积的显示器成像。手持观测设备相比于固定的相对更大的观测设备来说，其使用环境更加恶劣，会面临颠簸抖动、高低温等影响因素，且使用者可能会佩戴眼镜、护目镜等装备，有时还会在目镜后部设置一个眼罩，因此这些设备对目镜的出瞳距离有更高的要求。
现有技术中，手持观测设备的目镜光学***往往有出瞳距离短的缺陷。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型实施例的目的是提供一种具有长出瞳距离目镜的光学***，通过合理的光学结构设计，使得光学***具有更大出瞳直径、更长出瞳距离。
本实用新型实施例提供一种具有长出瞳距离目镜的光学***，所述光学***沿其光轴从物侧到像侧方向依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜；所述第一透镜和所述第二透镜胶合为胶合透镜；所述第一透镜的光焦度为负，所述第二透镜的光焦度为正；所述第三透镜的光焦度为正；所述第四透镜的光焦度为正。
可选地，所述第一透镜包括双凸透镜，所述第二透镜包括弯月凹透镜，所述第三透镜包括弯月透镜，所述第四透镜包括非球面透镜。
可选地，所述胶合透镜的第一表面、胶合面和第二表面均为球面，所述第一表面的曲率半径为85～95mmmm，所述胶合面的曲率半径为-25～-15mm，所述第二表面的曲率半径为-55～-45mmmm。
可选地，所述第三透镜的第三表面和第四表面均为球面，所述第三表面的曲率半径为15～25mm，所述第四表面的曲率半径为60～70mm。
可选地，所述第一透镜、第二透镜和第三透镜的材料均包括光学玻璃材料，所述第四透镜的材料包括光学树脂材料。
可选地，所述第四透镜的第五表面和第六表面均为偶次非球面，所述第五表面的曲率半径为-25～-15mm，所述第六表面的曲率半径为-15～-5mm。
可选地，所述光学***的焦距f与第一透镜的焦距f1具有如下关系：9.5<|f/f1|<10.5。
可选地，所述光学***的焦距f与第二透镜的焦距f2具有如下关系：8.5<|f/f2|<9.5。
可选地，所述光学***的焦距f与第三透镜的焦距f3具有如下关系：1<|f/f3|<2。
可选地，所述光学***的焦距f与第四透镜的焦距f4具有如下关系：1.2<|f/f4|<2.2。
实施本实用新型实施例包括以下有益效果：本实用新型实施例提供了一种具有长出瞳距离目镜的光学***，所述光学***沿其光轴从物侧到像侧方向依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，所述第一透镜和所述第二透镜胶合为胶合透镜，所述第一透镜的光焦度为负，所述第二透镜的光焦度为正，所述第三透镜的光焦度为正，所述第四透镜的光焦度为正；通过胶合透镜矫正光学***的像差，再经过第三透镜为光学***提供大部分的光焦度，然后通过第四透镜矫正光学***像差并为光学***补充光焦，具有大出瞳直径、长出瞳距离，适合手持观测设备的应用。
附图说明
图1是本实用新型实施例提供的一种具有长出瞳距离目镜的光学***的结示意图；
图2是本实用新型实施例提供的一种具有长出瞳距离目镜的光学***的MTF曲线图；
图3是本实用新型实施例提供的一种具有长出瞳距离目镜的光学***的场曲与畸变曲线图。
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。
在本实用新型实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本实用新型实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
参照图1，本实用新型实施例提供一种具有长出瞳距离目镜的光学***，所述光学***沿其光轴从物侧到像侧方向依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜；所述第一透镜和所述第二透镜胶合为胶合透镜；所述第一透镜的光焦度为负，所述第二透镜的光焦度为正；所述第三透镜的光焦度为正；所述第四透镜的光焦度为正。
可选地，所述第一透镜包括双凸透镜，所述第二透镜包括弯月凹透镜，所述第三透镜包括弯月透镜，所述第四透镜包括非球面透镜。
具体的，光线从光阑(STO)射入到通过紫外光光敏胶胶合为胶合透镜的第一透镜(1)和第二透镜(2)，其中，第一透镜为双凸透镜，光焦度为负，第二透镜为弯月凹透镜，光焦度为正，第二透镜的胶合面(S2)为凹面，后表面(S3)为凸面；光线通过胶合透镜的矫正像差后射入第三透镜(3)，其中，第三透镜为弯月透镜并具有正的光焦度，第三透镜为光学***提供大部分的光焦度；通过第三透镜的光焦度补偿后射入第四透镜(4)，其中，第四透镜的前表面(S6)和后表面(S7)均是偶次非球面，第四透镜对光线进行矫正像差和补充光焦度后射入保护玻璃(5)，随后射入显示器(6)，完成成像。
参照图1，可选地，所述胶合透镜的第一表面、胶合面和第二表面均为球面，所述第一表面的曲率半径为85～95mmmm，所述胶合面的曲率半径为-25～-15mm，所述第二表面的曲率半径为-55～-45mmmm。所述第三透镜的第三表面和第四表面均为球面，所述第三表面的曲率半径为15～25mm，所述第四表面的曲率半径为60～70mm。
可选地，所述第四透镜的第五表面和第六表面均为偶次非球面，所述第五表面的曲率半径为-25～-15mm，所述第六表面的曲率半径为-15～-5mm。
其中，偶次非球面满足公式：
其中，f为偶次非球面沿光轴方向在高度为h的位置时，距离偶次非球面顶点的矢高，R为偶次非球面的曲率，k为圆锥系数，A、B、C、D、E、均为高次项系数。
具体的，参照图1，参照表1本实用新型长出瞳距离目镜的光学***的参数，参照表2偶次非球面的圆锥系数及高次项系数：
表1本实用新型长出瞳距离目镜的光学***的参数
在一个具体的实施例中，第一透镜和第二透镜胶合而成的胶合透镜的第一表面(S1)的曲率半径为80mm、厚度为7.0mm、折射率为1.69Nd以及阿贝数为54.5Vd；所述胶合面(S2)的曲率半径为-20mm、厚度为2.5mm、折射率为1.92Nd以及阿贝数为18.9Vd；所述第二表面(S3)的曲率半径为-51mm、厚度为1.0mm；第三透镜的前表面(S4)为球面，其曲率半径为20.9mm、厚度为5.5mm、折射率为1.91Nd以及阿贝数为35.3Vd；第三透镜的后表面(S5)为球面，其曲率半径为65.0mm、厚度为8.4mm；第四透镜的前表面(S6)为偶次非球面，其曲率半径为-18.5mm、厚度为4.5mm、折射率为1.64Nd以及阿贝数为23.5Vd；第四透镜的后表面(S7)为偶次非球面，其曲率半径为-11.0mm、厚度为5.8mm。
表2偶次非球面的圆锥系数及高次项系数
| 面序 | 圆锥系数k | A | B | C | D | E | F |
| S6 | 1.5<|k|<2 | 5E-5～5.5E-5 | 2E-6～2.5E-6 | -3.3E-8～-2.7E-8 | 2E-10～2.5E-10 | -9.3E-13～-8.8E-13 | 1E-15～1.5E-15 |
| S7 | 0<|k|<0.05 | 4E-4～4.5E-4 | -1.5E-6～-1E-6 | 6E-8～6.5E-8 | -1.5E-11～-1E-11 | 1E-11～1.5E-11 | -4.3E-14～-3.8E-14 |
可选地，所述光学***的焦距f与第一透镜的焦距f1、第二透镜的焦距f2、第三透镜的焦距f3以及第四透镜的焦距f4具有如下关系：9.5<|f/f1|<10.5；8.5<|f/f2|<9.5；1<|f/f3|<2；1.2<|f/f4|<2.2。
参照图1，可选地，所述第一透镜、第二透镜和第三透镜的材料均包括光学玻璃材料，所述第四透镜的材料包括光学树脂材料。
具体的，第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3采用光学玻璃材料，第四透镜4使用采用光学树脂材料，通过材料的合理选择，使得目镜具有质量轻、易加工、成本低的特点。
其中，出瞳距离为光阑至第一透镜1的前表面S1的距离。
在一个具体的实施例中，光学***的出瞳距离与所述光学***的总焦距的比值为1.9-2.1，光学***的放大倍率为10-15倍，光学***的出瞳距离为40-45mm，光学***的出瞳直径为6mm，光学***的总焦距为20-25mm，出瞳距离为40-45mm，允许的眼动范围：±5D，工作波长为480-650nm，显示器尺寸为1024*768 7.8um 0.4英寸。
参照图2，本实用新型实施例提供的一种具有长出瞳距离目镜的光学***的MTF(Modulation Transfer Function，调制传递函数)曲线图：MTF曲线图的横坐标为空间频率，单位为每毫米线对数，纵坐标为MTF值，MTF可以反映光学***的成像质量，MTF曲线过渡越平滑越高，那么光学***的成像质量就越好。从图中可以看出该光学***的MTF在边缘视场时40lp/mm空间频率的MTF达到0.11，可以满足人眼观察的要求。
参照图3，本实用新型实施例提供的一种具有长出瞳距离目镜的光学***的场曲与畸变曲线图：畸变曲线图为光学***分别在486nm(A)、587nm(B)、656nm(C)三种不同波长的光时的场曲与畸变曲线，纵坐标为视场角。场曲是物平面形成曲面像的一种像差，以子午和弧矢场曲来表征，二者过大会严重影响光学***的轴外光线成像质量。当***的畸变小于4％时，人眼很难察觉，从图中可以看出，该光学***在587nm波长时场曲最大值约为0.64，畸变最大值约为2.5％，因此畸变较小，比较难察觉。
实施本实用新型实施例包括以下有益效果：本实用新型实施例提供了一种具有长出瞳距离目镜的光学***，所述光学***沿其光轴从物侧到像侧方向依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜；所述第一透镜和所述第二透镜胶合为胶合透镜；所述第一透镜的光焦度为负，所述第二透镜的光焦度为正；所述第三透镜的光焦度为正；所述第四透镜的光焦度为正。通过胶合透镜矫正光学***的像差，再经过第三透镜为光学***提供大部分的光焦度，然后通过第四透镜矫正光学***像差并为光学***补充光焦，具有大出瞳直径、长出瞳距离，适合手持观测设备的应用。
本实用新型实施例使用树脂材料的成本更低、质量更轻，可以使得整个镜头的质量更轻、价格更低；玻璃材料制造非球面的成本通常较高，而树脂材料可以使用模具压制成型，开模之后批量生产的成本低；本实用新型的光学***出瞳距离达到40～45mm，为长出瞳距离目镜，且光学***的畸变较小、成像质量好，在安装眼罩、佩戴眼镜或护目镜等场景时使用更方便和更舒适。
以上是对本实用新型的较佳实施进行了具体说明，但本实用新型创造并不限于所述实施例，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可做作出种种的等同变形或替换，这些等同的变形或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。
Claims (10)
1.一种具有长出瞳距离目镜的光学***，其特征在于，所述光学***沿其光轴从物侧到像侧方向依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜；所述第一透镜和所述第二透镜组成为胶合透镜，所述第一透镜的光焦度为负，所述第二透镜的光焦度为正，所述第三透镜的光焦度为正，所述第四透镜的光焦度为正。
2.根据权利要求1所述的具有长出瞳距离目镜的光学***，其特征在于，所述第一透镜包括双凸透镜，所述第二透镜包括弯月凹透镜，所述第三透镜包括弯月透镜，所述第四透镜包括非球面透镜。
3.根据权利要求1所述的具有长出瞳距离目镜的光学***，其特征在于，所述胶合透镜的第一表面、胶合面和第二表面均为球面，所述第一表面的曲率半径范围为85～95mmmm，所述胶合面的曲率半径范围为-25～-15mm，所述第二表面的曲率半径范围为-55～-45mmmm。
4.根据权利要求1所述的具有长出瞳距离目镜的光学***，其特征在于，所述第三透镜的第三表面和第四表面均为球面，所述第三表面的曲率半径范围为15～25mm，所述第四表面的曲率半径范围为60～70mm。
5.根据权利要求1所述的具有长出瞳距离目镜的光学***，其特征在于，所述第一透镜、第二透镜或第三透镜的材料均包括光学玻璃材料，所述第四透镜的材料包括光学树脂材料。
6.根据权利要求1所述的具有长出瞳距离目镜的光学***，其特征在于，所述第四透镜的第五表面和第六表面均为偶次非球面，所述第五表面的曲率半径范围为-25～-15mm，所述第六表面的曲率半径范围为-15～-5mm。
7.根据权利要求1-5任一项所述的具有长出瞳距离目镜的光学***，其特征在于，所述光学***的焦距f与第一透镜的焦距f1具有如下关系：9.5<|f/f1|<10.5。
8.根据权利要求1-5任一项所述的具有长出瞳距离目镜的光学***，其特征在于，所述光学***的焦距f与第二透镜的焦距f2具有如下关系：8.5<|f/f2|<9.5。
9.根据权利要求1-5任一项所述的具有长出瞳距离目镜的光学***，其特征在于，所述光学***的焦距f与第三透镜的焦距f3具有如下关系：1<|f/f3|<2。
10.根据权利要求1-5任一项所述的具有长出瞳距离目镜的光学***，其特征在于，所述光学***的焦距f与第四透镜的焦距f4具有如下关系：1.2<|f/f4|<2.2。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202320138787.2U CN219676368U (zh) | 2023-01-31 | 2023-01-31 | 一种具有长出瞳距离目镜的光学*** |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202320138787.2U CN219676368U (zh) | 2023-01-31 | 2023-01-31 | 一种具有长出瞳距离目镜的光学*** |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN219676368U true CN219676368U (zh) | 2023-09-12 |
Family
ID=87895976
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202320138787.2U Active CN219676368U (zh) | 2023-01-31 | 2023-01-31 | 一种具有长出瞳距离目镜的光学*** |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN219676368U (zh) |
-
2023
- 2023-01-31 CN CN202320138787.2U patent/CN219676368U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109828368B (zh) | 目镜以及包括该目镜的显示装置 | |
| CN101887166B (zh) | 目镜 | |
| CN105388609B (zh) | 一种光学目镜镜头及头戴显示设备 | |
| CN106501943B (zh) | 一种头戴显示设备的目镜光学*** | |
| CN104718484B (zh) | 目镜光学***，光学装置，和制造目镜光学***的方法 | |
| US10215978B2 (en) | Eyepiece optical system with large field-of-view angle and head-mounted display apparatus | |
| KR20180110158A (ko) | 근안 디스플레이용 색수차 보정 광학계 | |
| US11300792B2 (en) | Eyepiece optical system and head-mounted display | |
| CN106199926B (zh) | 光学镜头 | |
| US8169717B2 (en) | Large aperture imaging optical systems | |
| US7733581B2 (en) | Large aperture imaging optical system | |
| CN108957730B (zh) | 一种目镜及微显示屏头戴显示设备 | |
| CN110068910B (zh) | 镜头组 | |
| CN207020389U (zh) | 一种变焦透镜***和变焦镜头 | |
| CN201740920U (zh) | 目镜 | |
| CN111258053A (zh) | 一种目镜镜头及近眼显示*** | |
| CN218158566U (zh) | 目镜镜头 | |
| CN102043229A (zh) | 定焦镜头 | |
| CN208654427U (zh) | 小体积广角光学***及其应用的摄像模组 | |
| CN219676368U (zh) | 一种具有长出瞳距离目镜的光学*** | |
| CN116125668A (zh) | 光学*** | |
| CN111103675A (zh) | 一种定焦镜头 | |
| CN219320570U (zh) | 一种轻量化长出瞳目镜 | |
| CN107861226A (zh) | 一种大视场低畸变摄像镜头 | |
| KR20140009948A (ko) | 촬상렌즈 유닛 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |