[发明专利]电子目镜、目镜适配器及望远镜

说明书

本申请公开了一种用于望远镜的电子目镜，其包括合光镜、中继透镜和光学目镜以及设置在合光镜一侧的微显示器，中继透镜将由望远镜物镜形成的像成像到目标像平面上；合光镜和微显示器设置为使得来自望远镜物镜的光和来自微显示器的光经由合光镜混合并进入中继透镜，并且微显示器所显示的图像经由中继透镜被成像到目标像平面上。本申请还公开了望远镜和用于望远镜的目镜适配器。根据本发明实施例，通过提供设置于合光镜下游的中继透镜，调整了要通过光学目镜观测的实像平面的位置，使得光学目镜可以采用已有的各种不同规格的、接口标准化的目镜，极大地提高了设备的适配性能，并显著降低成本。

技术领域

本发明涉及望远镜领域，具体而言涉及望远镜以及用于望远镜的电子目镜和目镜适配器。

背景技术

望远镜是一种利用透镜或凹面反射镜以及其他光学器件观测遥远物体的光学仪器。利用望远镜进行观测时，来自遥远物体的光线通过透镜的折射或通过凹面镜的反射，会聚成像，再经过具有一定放大倍率的目镜而被看到。对于不同的观测对象、不同的观测条件以及观测目的，人们经常需要更换望远镜目镜，例如具有不同放大倍率或者不同滤光功能的目镜。适应于上述需求，望远镜目镜已经形成为规格多样化、接口标准化的配件，能够方便地被装配到望远镜主体上并与望远镜物镜的光学系统匹配。

近年来，人们开始在望远镜上引入例如增强现实(AR,Augmented Reality)显示以及混合现实(MR,Mixed Reality)显示，其中将通过望远镜物镜获得的光学影像与例如电子显示的图像混合输出到同一光路中，最后例如可以通过目镜一起呈现给观测者。望远镜中结合增强现实或混合现实显示等功能，需要对望远镜及其配件的构造进行改造。在这样的改造过程中如何保持甚至提高望远镜的光学以及其他方面的性能还有待于人们不断探索。

发明内容

本发明的目的是提供一种望远镜以及用于望远镜的电子目镜和目镜适配器，其在实现更加丰富的目视观测体验的情况下提高了设备的适配性能，有利于提高使用灵活性和降低成本。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于望远镜的电子目镜，该电子目镜包括沿光路依次设置的合光镜、中继透镜和光学目镜以及设置在合光镜一侧的微显示器，其中中继透镜设置成将由望远镜物镜形成的像中继成像到光学目镜的物方焦平面附近的目标像平面上；并且合光镜和微显示器设置为使得来自望远镜物镜的光和来自微显示器的光经由合光镜混合并进入中继透镜，并且微显示器所显示的图像经由中继透镜被成像到目标像平面上。

优选地，电子目镜还包括孔径匹配用光阑，所述孔径匹配用光阑设置于中继透镜中，用于将微显示器显示的图像的孔径角缩小至与由望远镜物镜形成的像的孔径角基本上相同。

优选地，中继透镜可以包括多个透镜，所述多个透镜包括沿光路位于孔径匹配用光阑上游的上游透镜，并且孔径匹配用光阑设置在上游透镜的预定平面上，使得微显示器显示的图像上不同位置的点的孔径角基本上相同，其中以相同角度入射上游透镜的光线在经上游透镜折射之后会聚到所述预定平面上的基本上同一点。

优选地，中继透镜构造为使得上游透镜的预定平面位于透镜表面上或者位于透镜之间的空隙中。

优选地，微显示器为平板型显示器，合光镜为具有立方体外形的棱镜，并且微显示器设置为贴合在棱镜的一个表面上。

在一些实施例中，电子目镜还可以包括壳体，微显示器、合光镜和中继透镜设置在壳体内，光学目镜安装在壳体的一端，而壳体的另一端设置有接物端接口，用于连接至望远镜的镜筒。

优选地，电子目镜还包括二向色性分光镜和图像传感器，其中，二向色性分光镜设置在来自望远镜物镜的光所经过的光路中并位于光学目镜的上游，其根据波长选择性地进行反射和透射，使可见光进入通往光学目镜的光路中，而使至少部分非可见光进入图像传感器；图像传感器接收所述非可见光，以探测经由望远镜物镜形成的光学影像。