为了满足目镜轻小的功能需求,优化设计了三种不同结构的长出瞳距目镜。三种目镜的系统参数相同,在出瞳直径为7 mm的前提下实现了40 mm的出瞳距,焦距为26 mm,视场为32°。首先,设计了由折射球面构成的纯折射式目镜,由五片透镜组成。其次,添加一个非球面优化设计得到了含有非球面的折射式目镜,由四片透镜组成。最后,添加一个衍射元件优化设计得到了折衍射目镜,由三片透镜组成。结果表明:在40 lp/mm频率处,含有非球面的折射式目镜的所有视场MTF都超过0.35,其中,0°的中心视场MTF达到0.67;对比第一种纯折射式结构目镜,其长度减小了16.66%,重量减轻了35.88%,成像质量更好。折衍射目镜所有视场的MTF都高于0.40;对比第二种目镜,第三种目镜的长度减小了15.43%,重量减轻了37.40%,像质也得到改善。