一种超轻型数字化瞄具光学系统技术方案

本发明专利技术公开了一种超轻型数字化瞄具光学系统，采用物镜组、CMOS图像传感器、OLED显示器、以及目镜组的组织架构，所述物镜组包括物镜第一透镜、物镜第二透镜、物镜第三透镜和物镜第四透镜；所述物镜第三透镜为非球面元件，物镜第三透镜的第1面为球面，第2面为非球面；所述目镜组包括目镜第一透镜和目镜第二透镜，所述目镜第二透镜的两个面均为非球面；所述物镜第一透镜的前表面及目镜第二透镜的后表面镀制导电膜，光学件的其余表面均镀制增透膜。本发明专利技术光学系统中的物镜组和目镜组采用非球面设计，实现轻量化，提高瞄具的零位稳定性。提高瞄具的零位稳定性。提高瞄具的零位稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种超轻型数字化瞄具光学系统


[0001]本专利技术专利属于光学仪器
，具体涉及一种超轻型数字化瞄具的光学系统。

技术介绍

[0002]数字化瞄具是一款集中了光学、电子、软件等技术于一体的观瞄装备。随着科学研究的发展和军事技术需求的增加，对应用于军用观瞄光电系统提出了越来越高的要求。然而现有的瞄具系统结构复杂，体积大，重量高，并且出瞳距离较短，一般为20～30mm，不宜于观察者快速搜索、识别目标，已经不能满足使用要求。

技术实现思路

[0003]为了克服现有瞄具系统的不足，本专利技术的目的是提供一种超轻型数字化瞄具光学系统。
[0004]为了实现上述目的，本技术采用的技术方案是：一种超轻型数字化瞄具光学系统，采用物镜组、CMOS图像传感器、OLED显示器、以及目镜组的组织架构，其特征在于，所述物镜组包括物镜第一透镜1、物镜第二透镜2、物镜第三透镜3和物镜第四透镜4；所述物镜第三透镜3为非球面元件，物镜第三透镜3的第1面为球面，曲率半径为21.78，第2面为非球面；所述目镜组包括目镜第一透镜7和目镜第二透镜8，所述目镜第二透镜8的两个面均为非球面；所述物镜第一透镜1的前表面及目镜第二透镜8的后表面镀制导电膜，光学件的其余表面均镀制增透膜。
[0005]进一步地，所述物镜组的光学参数如下：焦距为86mm，视场不小于8.8
°×
6.6
°
，F#为1.2，光学总长125mm，重量不大于200g；所述目镜组的光学参数如下：焦距为22.5mm，出瞳直径不小于5mm，出瞳距离不小于为60mm，光学总长为33.9mm，重量不大于50g。
[0006]进一步地，所述物镜第一透镜1的曲率半径分别为73.68及430.42，中心厚为10.1mm，材料为冕牌玻璃，光焦度为正。
[0007]进一步地，所述物镜第二透镜2为胶合元件，曲率半径分别为37.39、
‑
102.75及76.22，中心厚分别为10.3mm及1.3mm，材料分别为火石玻璃和冕牌玻璃，光焦度为正和负。
[0008]进一步地，所述物镜第三透镜3的第2面的非球面参数为：R=
‑
98.62、k=0.7196573、A=7.486403E
‑
008、B=
‑
3.5854772E
‑
012、C=4.2791589E
‑
016、D=1.6011961E
‑
019；中心厚为7mm,材料为D
‑
ZK3,光焦度为正。
[0009]进一步地，所述物镜第四透镜4为双凹透镜，曲率半径分别为
‑
21.54及31.98，中心厚为2mm，材料为火石玻璃，光焦度为负。
[0010]进一步地，所述物镜组中各光学元件之间的间隔分别为44.45mm、39.64mm和3.88mm，后截距为6.33mm。
[0011]进一步地，所述目镜第一透镜7为胶合元件，曲率半径分别为
‑
177.07、
‑
18.19及
‑
46.43，中心厚分别为9mm及2.5mm，材料均为火石玻璃，光焦度为正和负。
[0012]进一步地，所述目镜第二透镜8的第1面的非球面参数为：R=143.35、k=6.736111、A=
‑
1.1315436E
‑
005、B=2.4497096E
‑
009、C=
‑
3.5379367E
‑
011、D=1.6043689E
‑
013；所述目镜第二透镜8的第2面的非球面参数为：R=
‑
27.9、k=0、A=
‑
1.0249345E
‑
005、B=1.9606188E
‑
009、C=2.0532369E
‑
011、D=7.811632E
‑
014；中心厚为9.5mm,材料为石英,光焦度为正。
[0013]进一步地，所述目镜组中各光学元件之间的间隔分别为0.5mm，后截距为14mm。
[0014]所述CMOS图像传感器感光面尺寸为1吋，像素数1024
×
768，像元大小13μm
×
13μm，同时也适用于800
×
600@18μm、1280
×
1024@9.7μm、800
×
600@8μm、1920
×
1080@13μm等不同规格的CMOS传感器。
[0015]所述OLED显示器感光面尺寸为0.71吋，像素数1440
×
1080，像元大小8.24μm
×
8.24μm，也可适用于0.61吋，像素数为800
×
600，像元大小为15μm。
[0016]与现有技术相比，本专利技术的有益效果体现在以下几个方面：（1）物镜组采用非球面设计，与传统玻璃球面系统来比，其重量可减少75%，实现轻量化，提高瞄具的零位稳定性。
[0017]（2）目镜组采用单
‑
双结构，选择高折射低色散的玻璃材料，并引入非球面，实现放大倍率11倍，出瞳距离不小于60mm，出瞳直径不小于5mm。
[0018]（3）数字化瞄具可通用于多款CMOS图像传感器和OLED显示器，适配性强。
[0019]（4）光学系统尺寸布局及公差合理，单个光学零件公差冗余较大，光学零件间的间隔允差均达到了
±
0.1mm，有利于光学零件的大批量生产和瞄具的结构设计与总体布局。
附图说明
[0020]图1是本专利技术数字化瞄具光学系统示意图；图2是本专利技术物镜组光学系统MTF曲线；图3是本专利技术物镜组光学系统弥散斑分布图；图4是本专利技术物镜光学系统像散畸变曲线；图5是本专利技术目镜组光学系统MTF曲线；图6是本专利技术目镜组光学系统弥散斑分布图；图7是本专利技术目镜光学系统像散畸变曲线；图1中的标记为：1、物镜第一透镜，2、物镜第二透镜，3、物镜第三透镜，4、物镜第四透镜，5、CMOS图像传感器，6、OLED显示器，7、目镜第一透镜，8、目镜第二透镜。
具体实施方式
[0021]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作以下具体的详细说明。
[0022]如图1所示，本实施例的一种超轻型数字化瞄具光学系统，采用物镜组+CMOS图像传感器+OLED显示器+目镜组的组织架构，技术设计成熟可靠，景物通过物镜组生成的光学图像投射到CMOS图像传感器上，通过图像处理板进行视频生成及处理后传递给OLED显示器，然后通过OLED显示器显示成像，人眼再通过目镜组进行观察。
[0023]本实施例中，物镜组包括物镜第一透镜1、物镜第二透镜2、物镜第三透镜3、物镜第四透镜4；物镜第一透镜1的曲率半径分别为73.68及430.42，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超轻型数字化瞄具光学系统，采用物镜组、CMOS图像传感器、OLED显示器、以及目镜组的组织架构，其特征在于，所述物镜组包括物镜第一透镜（1）、物镜第二透镜（2）、物镜第三透镜（3）和物镜第四透镜（4）；所述物镜第三透镜（3）为非球面元件，物镜第三透镜（3）的第1面为球面，曲率半径为21.78，第2面为非球面；所述目镜组包括目镜第一透镜（7）和目镜第二透镜（8），所述目镜第二透镜（8）的两个面均为非球面；所述物镜第一透镜（1）的前表面及目镜第二透镜（8）的后表面镀制导电膜，光学件的其余表面均镀制增透膜。2.如权利要求1所述的超轻型数字化瞄具光学系统，其特征在于，所述物镜组的光学参数如下：焦距为86mm，视场不小于8.8
°×
6.6
°
，F#为1.2，光学总长125mm，重量不大于200g；所述目镜组的光学参数如下：焦距为22.5mm，出瞳直径不小于5mm，出瞳距离不小于为60mm，光学总长为33.9mm，重量不大于50g。3.如权利要求1或2所述的超轻型数字化瞄具光学系统，其特征在于，所述物镜第一透镜（1）的曲率半径分别为73.68及430.42，中心厚为10.1mm，材料为冕牌玻璃，光焦度为正。4.如权利要求3所述的超轻型数字化瞄具光学系统，其特征在于，所述物镜第二透镜（2）为胶合元件，曲率半径分别为37.39、
‑
102.75及76.22，中心厚分别为10.3mm及1.3mm，材料分别为火石玻璃和冕牌玻璃，光焦度为正和负。5.如权利要求4所述的超轻型数字化瞄具光学系统，其特征在于，所述物镜第三透镜（3）的第2面的非球面参数为：R=
‑
98.62、k=0.7196573、A=7.486403E
‑
008、B=
‑
3.5854772E
‑
012、C=4.2791589E
‑
016、D=1.6011961E
‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈静，黄天智，胡春松，李继泉，龙炎，黄泽菁，张凯荣，姜立伟，任松林，周厚友，谭祖安，孙攀，王著，
申请(专利权)人：湖南华南光电集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：