本發(fā)明涉及一種變倍瞄準鏡的轉像組，在結構上足夠緊湊以及擁有高光學性能的前提下，這種變倍瞄準鏡的轉像組能實現(xiàn)12倍到14倍的變倍比。
背景技術：
：目前的瞄準鏡普遍采用雙正組移動實現(xiàn)變倍的傳統(tǒng)方式，其中靠物側的第一透鏡組移動用于補償像面漂移，靠像側的第二透鏡組移動實現(xiàn)變倍，這種變倍轉像系統(tǒng)可以為瞄準鏡提供足夠長的出瞳距離，也能實現(xiàn)較好的光學性能，但這種傳統(tǒng)的變倍轉像系統(tǒng)無法實現(xiàn)7倍以上的變倍比，也就無法像高變焦比的變焦照相鏡頭那樣能實現(xiàn)許多用戶需要的強大功能。美國專利NO.US2007/0019289A1和歐洲專利EP1746451(A2)中提出了一種6×變倍比的變倍轉像系統(tǒng)，該變倍轉像系統(tǒng)從物側起依次是具有正折射光焦度的第一透鏡組、具有正折射光焦度的第二透鏡組和具有負折射光焦度的第三透鏡組，即正—正—負三透鏡組式變倍轉像系統(tǒng)。當透鏡組的位置狀態(tài)從低倍變?yōu)楦弑稌r，第一正透鏡組和第二正透鏡組按各自運行軌跡同時移動，第三負透鏡組固定不動。在實現(xiàn)較高變倍比的同時，還擁有極高光學性能以及很大的視場角，但由于采用的還是雙正透鏡組移動變倍的傳統(tǒng)方式，這種光學型式實現(xiàn)更高變倍比的潛力已經非常有限，要達到7×都已經非常困難。中國專利(CN101609204B)提出了一種8×變倍比的變倍轉像系統(tǒng)，該變倍轉像系統(tǒng)從物側起依次是具有正折射光焦度的第一透鏡組、具有負折射光焦度的第二透鏡組和具有正折射光焦度的第三透鏡組，即正—負—正三透鏡組式變倍轉像系統(tǒng)。當透鏡組的位置狀態(tài)從低倍變?yōu)楦弑稌r，第一正透鏡組和向物側移動，第二負透鏡組向像側移動，第三正透鏡組向物側移動。這種轉像系統(tǒng)具備實現(xiàn)更高變倍比的潛力，但總長度超過普通轉像系統(tǒng)近一倍，結構不夠緊湊，視場角也小。中國專利申請(公開號CN101713621A)提供了另一種用二組移動實現(xiàn)連續(xù)變倍的瞄準鏡轉像系統(tǒng)，該轉像系統(tǒng)從物側起依次是具有正折射光焦度的第一透鏡組、具有正折射光焦度的第二透鏡組和具有負折射光焦度的第三透鏡組，通過沿光軸移動具有正光焦度的第二透鏡組和具有負光焦度的第三透鏡組來實現(xiàn)連續(xù)變倍，即“正—負”二透鏡組變倍轉像系統(tǒng)。其結構緊湊，視場角大，缺陷是當要實現(xiàn)12倍及以上變倍比時，變倍曲線槽高倍段的軸向傾角太小，轉換到高倍段時透鏡組會出現(xiàn)卡滯甚至完全鎖死的現(xiàn)象，實現(xiàn)更高變倍比的潛力有限。技術實現(xiàn)要素：本發(fā)明所要解決的技術問題是針對上述現(xiàn)有技術的不足而提供一種變倍比更高的用于變倍瞄準鏡的轉像組及變倍瞄準鏡。這種變倍瞄準鏡的轉像組可以實現(xiàn)12倍或更高的變倍比，且結構緊湊，各項光學性能優(yōu)良。為解決上述問題，本發(fā)明采用的技術方案是：一種變倍瞄準鏡的轉像組，包括具有變倍曲線槽的變倍筒以及設置在變倍筒上沿曲線槽移動的三個透鏡組，所述變倍曲線槽包括靠物側的第一曲線槽和靠像側的第二曲線槽，所述第一曲線槽在所述變倍筒的軸向上從上端向下端沿第一方向延伸；所述第二曲線槽在所述變倍筒的軸向上從上端向中部沿所述第一方向延伸，所述第二曲線槽在所述變倍筒的軸向上從中部向下端沿第二方向延伸，所述三個透鏡組包括第一負折射率透鏡組、正折射率透鏡組及第二負折射率透鏡組；所述第一負折射率透鏡組和正折射率透鏡組位于所述第一曲線槽內，所述第二負折射率透鏡組位于所述第二曲線槽內。所述第一曲線槽為一條，在靠物側的一條第一曲線槽上設置所述第一負折射率透鏡組和所述正折射率透鏡組固定在一起并位于一條第一曲線槽內。所述第一曲線槽由位于低倍率端的直線段和位于高倍率端的曲線段組成。所述第一曲線槽為兩條，在靠物側的一條第一曲線槽上設置所述第一負折射率透鏡組，在另一條第一曲線槽上設置所述正折射率透鏡組。所述第一曲線槽和第二曲線槽的首端在平行于變倍筒軸向的一條直線上，所述第一曲線槽和第二曲線槽的末端在平行于變倍筒軸向的另一直線上。所述第一負折射率透鏡組由一個負彎月透鏡組成；所述正折射率透鏡組由一個正透鏡和一個膠合正透鏡組成；所述第二負折射率透鏡組由一個膠合負透鏡組成。一種變倍瞄準鏡，其特征在于：采用上述任一方案的轉像組。本發(fā)明中，變倍瞄準鏡的轉像組從物側開始依序包括：具有負折射率本領的第一透鏡組，具有正折射率本領的第二透鏡組，具有負折射率本領的第三透鏡組，即“負—正—負”三透鏡組移動式變倍轉像組，其中第三透鏡組在第一透鏡組和第二透鏡組沿單一方向移動時可正反兩個方向移動，這種變倍瞄準鏡的轉像組具有很高的變倍效率，而且變倍筒的長度尺寸小，便于產品的小型化。具有負折射率本領的第一透鏡組和具有正折射率本領的第二透鏡組聯(lián)動、具有負折射率本領的第三透鏡組單獨移動的變倍方式，其設計、零件加工和裝配工藝都更簡單。由這種轉像組構成的變倍瞄準鏡能夠獲得更大的視場，第一透鏡組和第二透鏡組的間隔可以很小，同時將具有負折射率本領的第一透鏡組向物側大幅度彎曲，做成碗形負彎月透鏡，使得第一透鏡組依然能夠分擔第三透鏡組的部分像面補償功能，還能降低轉像系統(tǒng)的數(shù)值孔徑，減小球差。但由于第一透鏡組和第二透鏡組聯(lián)動后，第一透鏡組分擔的像面補償功能變弱，加重了第三透鏡組在變倍過程中進行像面補償?shù)呢摀?，導致轉換到高倍段時第三透鏡組的移動加速度陡增，使得第二曲線槽高倍段的軸向傾角太小，會造成連續(xù)變倍過程中透鏡組卡滯的問題。為了解決第二曲線槽高倍段軸向傾角太小造成連續(xù)變倍過程中透鏡組卡滯的問題，本發(fā)明將平面展開圖上的第一曲線槽的高倍段由直線改為二次曲線，經過樣品試制和批量生產，證明已成功克服此弊端。本發(fā)明提供的轉像組，具有更高的變倍比，且具有緊湊性和高光學性能的變倍瞄準鏡的轉像組，同時還能保證變倍手輪全程轉動平滑無卡滯。附圖說明圖1表示出了在低倍端(L)和高倍端(H)中，根據(jù)本發(fā)明實施例1的轉像光學系統(tǒng)的截面圖。圖2表示出了在低倍端(L)和高倍端(H)中，根據(jù)本發(fā)明實施例2的轉像光學系統(tǒng)的截面圖。圖3是本發(fā)明實施例1的變倍瞄準鏡轉像組的結構截面圖。圖4是本發(fā)明實施例1的變倍筒的結構示意圖。圖5是本發(fā)明實施例2的變倍瞄準鏡轉像組的結構截面圖。圖6是本發(fā)明實施例2的變倍筒的結構示意圖。圖7是本發(fā)明實施例2的變倍筒的平面展開示意圖。圖8是本發(fā)明實施例2的變倍筒第一曲線槽中心線的平面展開坐標圖。圖中：1.前移動組，2.中移動組，3.后透鏡組，4.變倍導向管，5.變倍筒，51.第一曲線槽，511.第一條第一曲線槽，512.第二條第一曲線槽，52.第二曲線槽，6.調節(jié)圈，7.定位圈，8.螺釘，9.壓圈，10.墊圈，11.波形墊圈，12.變倍銷釘，13.銷釘套。具體實施方式實施例一根據(jù)本發(fā)明的變倍瞄準鏡的轉像組的光學系統(tǒng)從物側開始依序包括：具有負折射率本領的第一透鏡組G1，具有正折射率本領的第二透鏡組G2，具有負折射率本領的第三透鏡組G3。其中靠物側的第一透鏡組G1設置在變倍筒5上的第一條第一曲線槽511內，中間的第二透鏡組G2設置在第二條第一曲線槽512內，靠像側的第三透鏡組G3則設置在第二曲線槽52內。將前移動組1、中移動組2和后移動組3分別裝配到位，裝入變倍導向管4內，與變倍筒5一起選配，保證各零部件之間的配合間隙≤0.01mm；按圖3所示將調節(jié)圈6、定位圈7、螺釘8、壓圈9、墊圈10、波形墊圈11裝配到位，定位圈7和變倍導向管4之間的螺紋涂少量環(huán)氧膠粘牢；將三個具有銷釘套13的變倍銷釘12穿過變倍筒5和變倍導向管4的槽，分別裝入前移動組1、中移動組2和后移動組3的螺孔內并點蟲膠，所有接觸且要轉動的部位涂少量光學儀器潤滑脂；轉動變倍筒5時，前移動組1、中移動組2、后移動組3、變倍導向管4應全程平滑運動無卡滯。本發(fā)明的變倍瞄準鏡的轉像組裝配完成后所形成的光學系統(tǒng)，從左到右分別是具有負折射率本領的第一透鏡組G1、具有正折射率本領的第二透鏡組G2、具有負折射率本領的第三透鏡組G3，采用“負—正—負”三透鏡組移動實現(xiàn)連續(xù)變倍。當沿逆時針方向轉動變倍筒5，變倍瞄準鏡轉像組的狀態(tài)由低倍端往高倍端變換的過程中，前移動組1中的第一透鏡組G1和中移動組2中的第二透鏡組G2分別按不同的步長從右到左移動；后移動組3中的第三透鏡組G3先從右到左移動，移動到一定位置時變?yōu)閺淖蟮接乙苿樱员ＷC在整個連續(xù)變倍過程中轉像組前像面和后像面的位置始終保持不變。本發(fā)明極大地擴展了變倍瞄準鏡在變倍比上受到的限制，通過后面實施例中的數(shù)據(jù)可以看出，雖然擁有如此高的變倍比，上述三個透鏡組的移動量都不大，對合理平衡和校正各個倍率時的象差，尤其是離軸象差非常有利，使得用這種轉像組構造的變倍瞄準鏡可以獲得很高的成像質量，總長度也比較短，結構緊湊，極大地提高了便攜性。本實施例是將本發(fā)明應用于2—24×44變倍瞄準鏡的情況。圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例1的變倍瞄準鏡轉像組的透鏡分布圖。其中：三根線條分別表示前移動組、中移動組和后移動組的移動軌跡。第一透鏡組G1由一個向像側彎曲的負彎月透鏡組成。第二透鏡組G2由一個正透鏡和一個膠合正透鏡組成。第三透鏡組G3由一個膠合負透鏡組成。圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例1的變倍瞄準鏡轉像組的結構截面圖。圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例1的變倍筒的結構示意圖。與實施例1有關的各種數(shù)據(jù)列于表1。在[主要參數(shù)]中，變倍比＝變倍系統(tǒng)最大放大率/最小放大率。在[透鏡數(shù)據(jù)]中，第一欄是從物側算起的表面數(shù)，第二欄R是透鏡表面的曲率半徑，第三欄D是相鄰透鏡表面之間的距離，第四欄N是在d線(λ＝587.6nm)的折射率，第五欄ν是阿貝數(shù)。曲率半徑為0時表示是平面。BF表示系統(tǒng)后截距。在[可變距離數(shù)據(jù)]中，B表示變倍瞄準鏡的放大倍率。在數(shù)值表中，mm一般用于長度如直徑、焦距、曲率半徑、相鄰表面之間的距離的單位。但因為光學系統(tǒng)成比例的放大或縮小其尺寸可以獲得類似的光學性能，所以單位不必限定在mm，并且可以使用任何其他合適的單位。表1[主要參數(shù)]變倍比最小倍率最大倍率物鏡口徑視場角出瞳直徑出瞳距離12×2×24×Φ4410.2°—0.85°11.3—1.83113—92[透鏡數(shù)據(jù)][可變距離數(shù)據(jù)]以上可變距離數(shù)據(jù)之和D1+D3+D8+BF＝136.682在各倍率保持恒定，說明在變倍過程中像面得到完全補償，沒有產生像面漂移。實施例二根據(jù)本發(fā)明的變倍瞄準鏡的轉像組的光學系統(tǒng)從物側開始依序包括：具有負折射率本領的第一透鏡組G1，具有正折射率本領的第二透鏡組G2，具有負折射率本領的第三透鏡組G3。與本發(fā)明實施例一不同的是變倍筒5上的第一曲線槽只有一條，而第一透鏡組G1和第二透鏡組G2共同設置在變倍筒5上的第一曲線槽51內保持聯(lián)動，靠像側的第三透鏡組G3則設置在第二曲線槽52內。轉像組是變倍瞄準鏡最核心的部件，要求在超凈車間內組裝，操作工人必須穿防護衛(wèi)生服、衛(wèi)生帽和衛(wèi)生鞋。將前移動組1和后移動組3分別安裝好后，裝入變倍內管4內，與變倍筒5一起選配，保證各零部件之間的配合間隙≤0.01mm；按圖5所示將調節(jié)圈6、定位圈7、螺釘8、壓圈9、墊圈10、波形墊圈11裝配到位，定位圈7和變倍內管4之間的螺紋涂少量JH-1環(huán)氧膠粘牢；將兩個具有銷釘套13的變倍銷釘12穿過變倍筒5和變倍導向管4的槽，分別裝入前移動組1和后移動組3的螺孔內并點蟲膠，所有接觸且要轉動的部位涂少量光學儀器潤滑脂；轉動變倍筒5時，前移動組1、后移動組3、變倍導向管4應全程平滑運動無卡滯。本發(fā)明的變倍瞄準鏡的轉像組裝配完成后所形成的光學系統(tǒng)，從左到右分別是具有負折射率本領的第一透鏡組G1、具有正折射率本領的第二透鏡組G2、具有負折射率本領的第三透鏡組G3。雖然第一透鏡組G1和第二透鏡組G2保持聯(lián)動，但仍屬于“負—正—負”三透鏡組移動變倍的模式，是本發(fā)明實施例一中的一個特例。圖8是本發(fā)明的變倍筒5的第一曲線槽51中心線的平面展開坐標圖，其中的高倍段由常規(guī)的直線改為二次曲線，使得第一曲線槽和第二曲線槽位于高倍段的軸向傾角同時得到加大，解決了變倍過程中透鏡組卡滯的問題，也是本發(fā)明的一大創(chuàng)新。圖中直線段的坐標為(X，Y1)：其中X＝0～37.725Y1＝-70.346×X/37.725圖中高倍段的二次曲線的坐標為(X，Y2)：：其中X＝37.725～45.2Y2＝-SQR(162-(X-51.826)2)-62.784這里取負號的根。為保證直線和曲線平滑過度，曲線和直線相切。當沿逆時針方向轉動變倍筒5，變倍瞄準鏡轉像組的狀態(tài)由低倍端往高倍端變換的過程中，前移動組1中的第一透鏡組G1和第二透鏡組G2保持同步聯(lián)動，從右到左先做線性移動，到高倍段平滑過渡為非線性移動；后移動組3中的第三透鏡組G3先從右到左移動，移動到一定位置時變?yōu)閺淖蟮接乙苿?，以保證在整個連續(xù)變倍過程中轉像組前像面和后像面的位置始終保持不變。本實施例是將本發(fā)明應用于2.5—35×56變倍瞄準鏡的情況。圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例2的變倍瞄準鏡轉像組的透鏡分布圖。其中：兩根線條分別表示前移動組和后移動組的移動軌跡。第一透鏡組G1由一個向物側彎曲的碗形負彎月透鏡組成。第二透鏡組G2由一個正透鏡和一個膠合正透鏡組成。第三透鏡組G3由一個向像側彎曲的膠合負透鏡組成。圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例2的變倍瞄準鏡轉像組的結構截面圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例2的變倍筒的結構示意圖。圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例2的變倍筒的平面展開示意圖。圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例2的變倍筒第一曲線槽中心線的平面展開坐標圖。與實施例2有關的各種數(shù)據(jù)列于表2。在[主要參數(shù)]中，變倍比＝變倍系統(tǒng)最大放大率/最小放大率。在[透鏡數(shù)據(jù)]中，第一欄是從物側算起的表面數(shù)，第二欄R是透鏡表面的曲率半徑，第三欄D是相鄰透鏡表面之間的距離，第四欄N是在d線(λ＝587.6nm)的折射率，第五欄ν是阿貝數(shù)。曲率半徑為0時表示是平面。BF表示系統(tǒng)后截距。在[可變距離數(shù)據(jù)]中，B表示變倍瞄準鏡的放大倍率。在數(shù)值表中，mm一般用于長度如直徑、焦距、曲率半徑、相鄰表面之間的距離的單位。但因為光學系統(tǒng)成比例的放大或縮小其尺寸可以獲得類似的光學性能，所以單位不必限定在mm，并且可以使用任何其他合適的單位。表2[主要參數(shù)]變倍比最小倍率最大倍率物鏡口徑視場角出瞳直徑出瞳距離14×2.5×35×Φ567.2°—0.52°10.9—1.6112—87[透鏡數(shù)據(jù)][可變距離數(shù)據(jù)]在本實施例中第一透鏡組和第二透鏡組保持聯(lián)動，D3取恒定值，所以在可變距離數(shù)據(jù)欄中沒有了D3這一項。以上可變距離數(shù)據(jù)之和D1+D8+BF＝146.373在各倍率保持恒定，說明在變倍過程中像面得到完全補償，沒有產生像面漂移。如上所述，由本發(fā)明描述的轉像組所構造的變倍瞄準鏡能實現(xiàn)12×—14×或更高的變倍比，還能獲得大視場角、長出瞳距離以及高成像質量，各項技術指標都能等同甚至超過市場上變倍比較低的變倍瞄準鏡，而且結構緊湊攜帶方便。本領域普通技術人員將很容易知道它的優(yōu)點和修正。因此，本發(fā)明的范圍不限于在此所展示并描述的具體細節(jié)和具有代表性的裝置。在不脫離本發(fā)明由所附的權利要求及其等價物所限定的實質和范圍的前提下，可以做各種改型，都在本發(fā)明所涵蓋的范圍內。在本發(fā)明中，承擔變倍功能的三個透鏡組G1、G2和G3各自由哪些光學元件構成并不僅限于實施例所例舉的構成型式。本發(fā)明的主要特征在于，承擔變倍任務的三個透鏡組G1、G2和G3，其光焦度分布是具有創(chuàng)新意義的“負—正—負”組合，并且變倍時，G1、G2和G3三個透鏡組同時按各自的運行軌跡沿光軸移動。因此所有具備這種主要特征的變倍瞄準鏡轉像組都在本發(fā)明所涵蓋的范圍內。當前第1頁1 2 3