一种高倍率放大成像目镜结构的制作方法

1.本实用新型涉及目镜技术领域，具体涉及一种高倍率放大成像目镜结构。


背景技术：

2.红外热像仪是利用红外探测器和光学成像物镜接收到被测目标的红外辐射能量分布图形，反映到红外探测器的光敏元件上，再将信号传递给显示屏，形成和物体表面热分布场相对应的热像图。显示屏上的热像图不能直接被人眼观察，需要通过目镜放大以后才能被人眼观察到，目镜能帮助人眼提高鉴别能力。
3.放大倍率作为目镜关键的光学参数之一，目前需要一种对于提升图像的鉴别能力和高分辨率像质具有重大的意义，并且可调视度，能适用各个人眼的屈光度的目镜结构。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于克服上述技术不足，提供一种高倍率放大成像目镜结构，解决背景技术中提出的至少一个技术问题。
5.为达到上述技术目的，本实用新型的技术方案提供一种高倍率放大成像目镜结构，其设置于孔径光阑与显示屏之间的光路上，所述的高倍率放大成像目镜结构包括：沿同一光路方向依次布置的第一透镜、胶合透镜、第四透镜，所述第一透镜、胶合透镜、第四透镜之间的位置相对固定，所述的高倍率放大成像目镜结构包括调节所述第一透镜/胶合透镜/第四透镜与所述显示屏之前间距的调节机构。
6.进一步的，所述孔径光阑的入光面与所述第一透镜的出光面之间设置有第一预定距离，第一透镜的入光面与胶合透镜的出光面之间设置有第二预定距离，所述胶合透镜的入光面与所述第四透镜的出光面之间设置有第三预定距离，所述第四透镜的入光面与所述显示屏的出光面之间设置有第四预定距离。
7.进一步的，所述的高倍率放大成像目镜结构还包括保护窗，所述保护窗设置于所述第四透镜于所述显示屏之间，所述第四透镜的入光面与所述保护窗的出光面之间设置有第五预定距离，所述保护窗的入光面与所述显示屏的出光面之间设置有第六预定距离。
8.进一步的，所述第一透镜为双凸形或者弯月形镜片。
9.进一步的，所述胶合透镜的包括胶合固定的左侧镜片及右侧镜片，所述左侧镜片为双凸形或者弯月形镜片，所述右侧镜片为双凹形或弯月形镜片。
10.进一步的，所述第四透镜为双凸形或弯月形镜片。
11.进一步的，所述保护窗为圆形或方形。
12.进一步的，所述的高倍率放大成像目镜结构还包括接口座、主镜筒、压圈，所述主镜筒内至少设置有三个阶梯面，三个所述阶梯面可一一对应给所述第一透镜、胶合透镜、第四透镜进行定位，所述主镜筒与所述第一透镜、胶合透镜、第四透镜相对固定，所述压圈同轴螺纹连接于所述主镜筒的一端，并限制所述第一透镜、胶合透镜、第四透镜滑出所述主镜筒，所述接口座滑动套设于所述主镜筒，所述接口座开设有贯穿其内外周面的腰型孔，并且
所述腰型孔的腰与所述第一透镜的光轴平行，所述接口座的外周面滑动套设有导向环，所述腰型孔内设置有连接部，所述连接部的两端分别与所述导向环、主镜筒固定连接，并且所述连接部仅可沿所述腰型孔的腰滑动，所述导向环的外周面设置有外螺纹，所述调节机构为转动套设于所述接口座的调焦环，所述调焦环相对所述接口座轴向固定，所述调焦环内周面设置有与所述导向环的外周面的外螺纹相配合的内螺纹。
13.进一步的，所述接口座的外周面的一侧设置有与其固定连接的限位环，所述接口座的外周面的另一侧设置有与其同轴螺纹连接的压环，所述调焦环的两端均设置有一环形卡槽，一所述环形卡槽与所述限位环转动卡接，另一所述环形卡槽与所述压环转动卡接，所述导向环在所述限位环、压环、调焦环、接口座合围形成的环形空腔内滑动。
14.进一步的，所述第一透镜、胶合透镜、第四透镜之间的腔体内均充有惰性气体。
15.与现有技术相比，本实用新型的有益效果包括：本实用新型在工作时，显示屏的光信息依次通过保护窗、第四透镜、胶合透镜、第一透镜及孔径光阑，并在孔径光阑处呈现放大的图像，帮助人眼提高鉴别能力，本实用新型的结构特殊之处在于用一片胶合透镜来压缩光线，从而获得大出瞳直径、大眼点距的目镜系统，可对接oled显示屏或lcos显示屏，具有体积小、质量轻、分辨率较高，放大倍率较大的特点。
附图说明
16.图1是本实用新型提供的高倍率放大成像目镜结构一种实施方式的透镜位置示意图；
17.图2是本实用新型提供的高倍率放大成像目镜结构一种实施方式的立体结构示意图；
18.图3是图2中去除调焦环后的结构示意图；
19.图4是图3中去除导向环后的结构示意图；
20.图5是本实用新型提供的高倍率放大成像目镜结构第一种调节位置的剖面结构示意图；
21.图6是本实用新型提供的高倍率放大成像目镜结构第二种调节位置的剖面结构示意图。
具体实施方式
22.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
23.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
24.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相
关的所列项目的任意的和所有的组合。
25.请参阅图1～图6，本实施例提供了一种高倍率放大成像目镜结构，其设置于孔径光阑1与显示屏6之间的光路上，所述的高倍率放大成像目镜结构包括：沿同一光路方向依次布置的第一透镜2、胶合透镜3、第四透镜4，所述第一透镜2、胶合透镜3、第四透镜4之间的位置相对固定，所述的高倍率放大成像目镜结构包括调节所述第一透镜2/胶合透镜3/第四透镜4与所述显示屏6之前间距的调节机构。
26.本实施例中，所述孔径光阑1的入光面与所述第一透镜2的出光面之间设置有第一预定距离，第一透镜2的入光面与胶合透镜3的出光面之间设置有第二预定距离，所述胶合透镜3的入光面与所述第四透镜4的出光面之间设置有第三预定距离，所述第四透镜4的入光面与所述显示屏6的出光面之间设置有第四预定距离，所述的高倍率放大成像目镜结构还包括保护窗5，所述保护窗5设置于所述第四透镜4于所述显示屏6之间，所述第四透镜4的入光面与所述保护窗5的出光面之间设置有第五预定距离，所述保护窗5的入光面与所述显示屏6的出光面之间设置有第六预定距离。
27.具体的，根据oled显示屏设计的出瞳直径为5.5mm，眼点距为20mm的目镜系统，对于本实用新型，要求具有高放大倍率和大眼点距的目镜，且还要求匹配lcos显示屏。lcos显示屏一般采用长焦光学系统，而大出瞳和大眼点距的目镜一般要求采用短焦距的光学系统，在这样的情况下，必然会导致很大的入射角，从而引起较大的像差，所以本实用新型采用的结构特殊之处就在于用一片胶合透镜3来压缩光线，从而获得大出瞳直径、大眼点距的目镜系统。
28.所述第一透镜2为双凸形或者弯月形镜片，所述胶合透镜3的包括胶合固定的左侧镜片及右侧镜片，所述左侧镜片为双凸形或者弯月形镜片，所述右侧镜片为双凹形或弯月形镜片，所述第四透镜4为双凸形或弯月形镜片，所述保护窗5为圆形或方形。
29.本实用新型工作波段为可见光波段，设计时采用0.656μm的c光，0.587μm的d光和0.486μm的f光；产品出瞳距离20mm，系统总长40
‑
50mm(包括出瞳距离)；
30.在设计时，本实用新型将放大倍率确定为20倍，根据所确定的放大倍率，确定本实用新型的焦距约在12.5mm附近。采用反向设计，即从远端的放大虚拟图像开始，到达孔径光阑，再从孔径光阑按正方向传播，经过第一透镜2、胶合透镜3及第四透镜4后，到达窗口(保护窗5)。其中，用孔径光阑1表示人眼，在本产品中，孔径光阑1直径设置为5.5mm。
31.为了便于读者理解和充分实施，需要说明的是，本实用新型在设计时采用反向设计，与正常使用时的光路相反，以下光运动方向均为反向描述：
32.孔径光阑1的出光面与第一透镜2的入光面间，有20mm的距离。第一透镜2为弯月形镜片。
33.第一透镜2的出光面与胶合透镜3的入光面间，有0.2
‑
1mm的距离，胶合透镜3左侧镜片为弯月形镜片，右侧镜片为弯月形镜片。
34.胶合透镜3的出光面与第四透镜4的入光面间，有1mm
‑
2mm的距离，第四透镜4为不规则球面镜片。
35.第四透镜4的出光面与窗口(保护窗5)的入光面间，有1.3mm
‑
4mm的距离，窗口形状为圆形，后截距满足
±
5d可调。
36.第一透镜2选择折射率为1.7
‑
2.0、阿贝数20
‑
50的重镧火石玻璃；胶合透镜3左侧
镜片选择折射率为1.7
‑
2.0、阿贝数20
‑
50的重镧火石玻璃；胶合透镜3右侧镜片选择折射率为1.7
‑
2.0、阿贝数10
‑
30的重火石玻璃；第四透镜4选择折射率为1.8
‑
2.0、阿贝数30
‑
50的镧火石玻璃。
37.第一透镜2的镜片，可选择h
‑
zlaf51、h
‑
zlaf52a、h
‑
zlaf52e、h
‑
zlaf52d等重镧火石玻璃；胶合透镜3的左侧镜片，可选择h
‑
zlaf51、h
‑
zlaf52a、h
‑
zlaf52e、h
‑
zlaf52d等重镧火石玻璃；胶合透镜3的右侧镜片，可选择h
‑
zf88、h
‑
zf72a、h
‑
zf62等重火石玻璃；第四透镜4镜片，可选择d
‑
laf52la、d
‑
laf50、d
‑
laf61等镧火石玻璃。为了保证可以满足欧洲检测标准，产品镜片所选用材料，均通过rohs测试。
38.本实用新型，按虚拟像到人眼，再到显示屏6的方向进行设计。第一透镜2采用高折射率透射，为了不产生过大的高级像差，胶合透镜3的两个镜片，采用折射率较大的重镧火石玻璃和重火石玻璃相配合，同时为了减少场曲，将原本独立的两片镜片进行胶合；第四透镜4用来消除像差及将光线平缓输出。
39.本实施例中，所述的高倍率放大成像目镜结构还包括接口座a1、主镜筒a2、压圈a3，所述主镜筒a2内至少设置有三个阶梯面，三个所述阶梯面可一一对应给所述第一透镜2、胶合透镜3、第四透镜4进行定位，所述主镜筒a2与所述第一透镜2、胶合透镜3、第四透镜4相对固定，所述压圈a3同轴螺纹连接于所述主镜筒a2的一端，并限制所述第一透镜2、胶合透镜3、第四透镜4滑出所述主镜筒a2，所述接口座a1滑动套设于所述主镜筒a2，所述接口座a1开设有贯穿其内外周面的腰型孔c，并且所述腰型孔c的腰与所述第一透镜2的光轴平行，所述接口座a1的外周面滑动套设有导向环a4，所述腰型孔c内设置有连接部a5，所述连接部a5的两端分别与所述导向环a4、主镜筒a2固定连接，并且所述连接部a5仅可沿所述腰型孔c的腰滑动，所述导向环a4的外周面设置有外螺纹，所述调节机构为转动套设于所述接口座a7的调焦环a6，所述调焦环a6相对所述接口座a1轴向固定，所述调焦环a1内周面设置有与所述导向环a4的外周面的外螺纹相配合的内螺纹，具体的，所述腰型孔c设置有两个，两个所述腰型孔c在所述接口座a1呈180度分布设置，所述连接部a5为定位用的螺钉，所述连接部a5的螺尾与所述主镜筒a2外周面开设的螺纹孔螺纹连接，所述连接部a5的螺头内嵌于所述导向环a4上开设的圆孔内。
40.具体的，所述接口座a1的外周面的一侧设置有与其固定连接的限位环a11，所述接口座a1的外周面的另一侧设置有与其同轴螺纹连接的压环a7，所述调焦环a6的两端均设置有一环形卡槽，一所述环形卡槽与所述限位环a11转动卡接，另一所述环形卡槽与所述压环a7转动卡接，所述导向环a4在所述限位环a11、压环a7、调焦环a6、接口座a1合围形成的环形空腔内滑动。所述第一透镜2、胶合透镜3、第四透镜4之间的腔体内均充有惰性气体或者氮气，所述第一透镜2与胶合透镜3之间设置有铝合金材质制成的第一垫圈b1，所述胶合透镜3、第四透镜4之间设置有铝合金材质制成的第二垫圈b2，上述结构组装方便，大大提高了目镜结构的组装和维修的便捷性。
41.以上所述本实用新型的具体实施方式，并不构成对本实用新型保护范围的限定。任何根据本实用新型的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围内。