[发明专利]连续变倍目镜

说明书

技术领域

本发明涉及光学元件技术领域，尤其是一种用来观察前方光学系统所成图像的目视光学器件。 

背景技术

目镜是光学目视仪器的一个组成部分，其作用是把物镜形成的像通过它成像在无限远(或明视距离)，在观察者的视网膜上成一放大的像。传统的目镜是固定倍数的，也就是说焦距是一个定值，如10倍、20倍目镜，它们的焦距分别是25mm、12.5mm。在使用这类安装了定倍目镜的目视光学仪器进行观察时，想要获得不同的放大倍数则需要更换不同倍数的目镜来实现，这给操作上带来相对的不方便。变焦目镜的焦距是可以连续变化的，这样能获得连续变化的倍数，当然在变焦过程中像面是基本稳定的，也就是说当目镜变焦时不需要重新调焦都可以观察到较为清晰的像，这给操作上带来了极大的便利，也为操作者提供了更多的倍率选择。变焦目镜的出现为操作者带来了便利，这种目镜可在一定范围内可以变换焦距。变焦目镜的光学系统具有以下一些特点：(1)相对孔径较小，用于显微系统的目镜，最大相对孔径小于1/12.5。(2)视场角较大。常用目镜的视场角在40°左右，而广角目镜视场角在60°左右，有些超广角目镜的视场角甚至达到了100°。(3)入瞳和出瞳远离目镜。由于出瞳位于目镜外使轴外像差，尤其是畸变难以校正。因此，目镜是典型的大视场小孔径光学系统。现有的变焦目镜一般包括镜筒和由多个不同的透镜沿光轴排列组成的光学系统，镜筒具有固定筒和调节筒，调节筒套设于固定筒外，调节筒上螺纹连接有若干调焦环，固定筒上沿轴线方向开设有直线槽，调节筒上涉及有变焦曲线，其中一个透镜固定于固定筒上，其它的透镜分别安装于固定筒内的移动套体上，套体外壁固定有导杆，导杆穿过直线槽和曲线槽与相应的调焦环相连接。使用时，转动调节环通过导杆带动套体移动，从而移动透镜的位置，以改变透镜间的相对距离，来实现连续变化放大倍率。但是变焦目镜的像质一直以来都不如定倍目镜的好。现有的10倍至20倍的变焦目镜大多存在像差校正不佳，清晰度仍不够理想以及出瞳距离较短的问题。 

发明内容

本发明的目的是提供一种连续变倍目镜，这种连续变倍目镜可以解决现有的10倍至20倍的变焦目镜存在像差校正不佳，清晰度不够理想以及出瞳距离较短的问题。 

为了解决上述问题，本发明采用的技术方案是：这种连续变倍目镜包括有从观察侧沿光轴依次排列的正光焦度的固定组、正光焦度的变倍组和负光焦度的补偿组，所述变倍组和所述补偿组为活动的组元，所述固定组和所述变倍组设置于孔径光栏和视场光栏之间，所述变倍组由两个相同的正透镜构成，所述补偿组为一个负透镜，并且满足条件：37mm< f_I<42mm、28mm<f_II<33mm、-51mm<f_III<-47mm，其中，f_I为所述固定组的焦距，f_II为所述变倍组的焦距，f_III为所述补偿组的焦距。 

上述连续变倍目镜的技术方案中，更具体的技术方案还可以是：所述固定组与所述变倍组在光轴方向的间距为6.8～22.64mm。 

进一步的，系统短焦时，所述变倍组与所述补偿组在光轴方向的间距为40mm< d<45mm。 

进一步的，所述补偿组与所述视场光栏在光轴方向的间距为2.76～33.6mm。 

进一步的，所述固定组、所述变倍组和所述补偿组的透镜选用冕玻璃、火石玻璃、重冕玻璃、重火石玻璃中的任一种光学玻璃。 

所述正光焦度的固定组焦距满足条件37mm< f_I<42mm，结构上采用一个胶合组即可满像差校正要求。 

焦距小于37mm时，它所提供的像太过于靠近自己，限制了变倍组的移动范围，从而制约较大的变倍比取值，另外它也需要将结构复杂化才能较好地校正像差。焦距大于42mm时，体系的结构将变得太庞大，影响使用。 

所述变倍组焦距满足条件28mm<f_II<33mm，由两片相同的单正透镜组成，提高生产工艺性，同时可以较好地平衡整个系统的像差。所述补偿组焦距满足条件-51mm<f_III<-47mm，采用一片单负透镜构成，并且凹面向光栏方向，可以很好地平衡整个系统的场曲，且能将物方主面向左移，保证整个系统的出瞳距离大于15mm，获得舒适的目视观察效果。