據(jù)本發(fā)明的第一實施例的觀察器。
[0053]觀察器包括物鏡3，用于產(chǎn)生位于物平面OP的物體的像，在本實施例中由孔徑光闌5限定。
[0054]在本實施例中，物鏡3位于沿光軸離物平面OP的100毫米距離處，并且孔徑光闌5具有35毫米的孔徑。
[0055]觀察器還包括半透明反射鏡11，用于允許光從物鏡3通過其透射至反射鏡裝置12，并為從反射鏡裝置12返回至其的光提供反射作用。在本實施例中，半透明反射鏡11包括半鏈銀平面鏡。
[0056]觀察器還包括反射鏡裝置12，其接收來自半透明反射鏡11的光分量，在此實施例中光分量穿過半透明反射鏡11，并且反射鏡裝置12被定位成使得物體的聚焦圖像14在反射鏡產(chǎn)生裝置12中產(chǎn)生并且由反射鏡裝置12接收的光被反射回至半透明反射鏡11并被中繼，在本實施例中如由半透明反射鏡11反射，以產(chǎn)生物鏡3的孔徑光闌5的圖像。
[0057]在本實施例中，反射鏡裝置12包括平面或非球面反射鏡15和在反射鏡15的表面上的球面透鏡17。
[0058]在一個替代實施例中，反射鏡裝置12可以包括凹面反射鏡。
[0059]觀察器還包括用于中繼出射光瞳到視平面VP的觀察透鏡裝置31，以便可由觀察者的眼睛觀看。
[0060]在本實施例中，反射鏡裝置12被配置成與觀察透鏡31結(jié)合，以產(chǎn)生物鏡3的孔徑5的圖像作為觀察者的眼睛處的出射瞳孔。
[0061 ]在本實施例中，觀察器的光學(xué)中心，如由在半透明反射鏡11處的光軸所表示的，位于沿光軸離視平面VP 300毫米的距離處，到虛像的距離是500毫米，并且在視平面VP上的出射光瞳的直徑為25毫米。
[0062]用上述設(shè)置，相對于觀察器的光學(xué)中心，觀察者的視角β的一個非常小的變化會導(dǎo)致正被中繼到觀察者的圖像14的一部分在反射鏡裝置12中的非常顯著的偏移，這通過從物體到物鏡3的光束路徑角α來表示。
[0063]在本實施例中，最大視角β為1.43度，其對應(yīng)于9.93度的光束路徑角α，使得光束路徑角α對視角β的位移比為6.94: I ο
[0064]在優(yōu)選的實施例中，光束路徑角α對視角β的位移比為至少3:1，可選地為至少4:1，更可選地為至少5: I，還更可選地為至少6: I。
[0065]因此，提供給觀察者來自觀察者的頭部的一個非常小的位移而產(chǎn)生的非常明顯的深度感知，為觀察者提供顯著的深度感知而不會對正被觀察的圖像部分失去焦點，如同當(dāng)需要頭部有較大位移時會發(fā)生的那樣。
[0066]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的觀察器。
[0067]本實施例的觀察器非常類似于第一實施例的觀察器。為了避免不必要的重復(fù)描述，僅對不同之處進行詳細描述，相同的部件用相同的附圖標(biāo)記指定。
[0068]本實施例的觀察器與第一實施例的觀察器的不同在于包括照明器41，照明器41包括多個光源43，用于照明從觀察器的光軸偏移的物體。
[0069]在本實施例中，光源43包括點光源，這里為LED，其被設(shè)置成圍繞光軸。在本實施例中，光源43基本上設(shè)置在環(huán)形域上。
[0070]用這種設(shè)置，由觀察器的光學(xué)部件的結(jié)構(gòu)構(gòu)造達到的深度感知被增強，因為離軸照明傾向于強化在物體的表面上的任何邊特征或方面，從而當(dāng)觀察者移動他或她的頭部時促進了深度感知，邊緣特征或方面通過反射率的變化被突出顯示。
[0071]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的觀察器。
[0072]本實施例的觀察器非常類似于第一實施例的觀察器。為了避免不必要的重復(fù)描述，僅對不同之處進行詳細描述，相同的部件用相同的附圖標(biāo)記指定。
[0073]本實施例的觀察器與第一實施例中的觀察器的不同在于包括變焦物鏡51，其包括物鏡3和多個附加透鏡53、55，并且在于該物鏡3位于更接近物平面OP處，在本實施例中位于沿光軸離物平面OP 50毫米的距離處。
[0074]用這種配置，達到了進一步增強的深度感知，因為光束路徑角是19.86度，由此光束路徑角α對視角β的位移比為13.88:1。
[0075]在優(yōu)選的實施方案中，光束路徑角α對視角β的位移比為至少8:1，可選地為至少10:1，更可選地至少12:1，還更可選地為至少13:1。
[0076]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第四實施例的觀察器。
[0077]本實施例的觀察器與第一實施例中的觀察器的不同之處在于是立體觀察器，由此為用戶的各個眼睛提供擴大的出射光瞳，以進一步增強深度感知。為了避免不必要的重復(fù)描述，僅對不同之處進行詳細描述，相同的部件用相同的附圖標(biāo)記指定。
[0078]在本實施例中，半透明反射鏡11是光束分離器，用于分離來自物鏡3的光，以產(chǎn)生第一光分量和第二光分量。
[0079]在本實施例中，第一反射鏡裝置12從光束分離器11接收第一光分量，這里第一光分量穿過光束分離器11，并且被定位成使得物體的第一聚焦圖像14在第一反射鏡裝置12處產(chǎn)生并且由第一反射鏡裝置12接收的光被反射回至光束分離器11并被中繼，這里光由光束分離器11反射，以產(chǎn)生物鏡3的孔徑光闌5的圖像。
[0080]在本實施例中，觀察器進一步包括第二反射鏡裝置21，其從光束分離器11接收第二光分量，這里第二光分量由光束分離器11反射，并且第二反射鏡裝置21被定位成使得物體的第二聚焦圖像23在第二反射鏡裝置21處產(chǎn)生并且由第二反射鏡裝置21接收的光被反射回至光束分離器11并被中繼，這里光穿過光束分離器U，以產(chǎn)生物鏡3的孔徑光闌5的圖像。
[0081 ]在本實施例中，第二反射鏡裝置21包括平面或非球面反射鏡25和在反射鏡25的表面的球面透鏡27。
[0082]在一個替代實施例中，第二反射鏡裝置21可以包括凹面反射鏡。
[0083]在本實施例中，反射鏡裝置12、21被定向成使得由各個反射鏡裝置12、21中繼的出射光瞳的光瞳中心偏移，對應(yīng)于觀察者的瞳孔間間隔，由此使得來自各個反射鏡裝置12、21的出射光瞳被中繼到觀察者的各個眼睛，并且由此為每個眼睛提供所述物體的不同的立體視差的視圖。
[0084]在本實施例中，觀察透鏡裝置31將兩個出射光瞳都中繼到視平面VP，以便可由觀察者的各個眼睛觀看。
[0085]用這種配置，出射光瞳被提供給各個眼睛，并且觀察者被提供有立體圖像的感知。
[0086]最后，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明已經(jīng)在其優(yōu)選實施例中進行了描述，并且可以以許多不同的方式進行修改而并不脫離本發(fā)明由所附權(quán)利要求所定義的范圍。
[0087]在一個修改中，觀察器可進一步包括圖像變換器，典型地在物鏡3和半透明反射鏡11之間，用于重新定向由物鏡3提供的物體的圖像。在一個實施例中，圖像變換器可以包括雙普羅棱鏡。
【主權(quán)項】
1.一種用于觀察放大物體的觀察器，所述觀察器包括: 物鏡，用于產(chǎn)生位于物平面的物體的圖像，并具有由孔徑光闌定義的徑向范圍； 部分透射反射器，用于允許光從所述物鏡通過所述部分透射反射器透射到反射鏡裝置，并為從所述反射鏡裝置返回至所述部分透射反射器的光提供反射作用； 反射鏡裝置，所述反射鏡裝置接收來自所述部分透射反射器的光分量，并且定位成使得所述物體的聚焦圖像在所述反射鏡裝置中產(chǎn)生并且由所述反射鏡裝置接收的光被反射回至所述部分透射反射器并被中繼以產(chǎn)生所述物體的圖像； 觀察透鏡裝置，用于產(chǎn)生可由觀察者在視平面上的出射光瞳處觀察的所述物體的光學(xué)圖像； 其中所述物鏡具有由從所述物平面至所述物鏡的距離和所述孔徑光闌的徑向范圍限定的光束路徑角(a); 其中所述觀察器具有由沿光軸從所述反射鏡裝置至所述視平面的距離和在所述視平面上的所述出射光瞳的徑向范圍限定的視角⑴)； 其中所述觀察器被配置