專利名稱：：一種大口徑折返鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本實(shí)用新型涉及一種大口徑折返鏡頭，特別是涉及一種大口徑、短焦比折返夜視鏡頭。
背景技術(shù)：
：一般來說，現(xiàn)有的夜視技術(shù)包括紅外夜視和微光夜視兩方面。紅外夜視技術(shù)分為主動(dòng)紅外夜視技術(shù)和被動(dòng)紅外夜視技術(shù)。主動(dòng)紅外夜視技術(shù)是通過主動(dòng)照射并利用目標(biāo)反射紅外源的紅外光來實(shí)施觀察的夜視技術(shù)，對(duì)應(yīng)裝備為主動(dòng)紅外夜視儀。被動(dòng)紅外夜視技術(shù)是借助于目標(biāo)自身發(fā)射的紅外輻射來實(shí)現(xiàn)觀察的紅外技術(shù)，它根據(jù)目標(biāo)與背景或目標(biāo)各部分之間的溫差或熱輻射差來發(fā)現(xiàn)目標(biāo)。其裝備為熱像儀。熱成像儀具有不同于其它夜視儀的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，如可在霧、雨、雪的天氣下工作，作用距離遠(yuǎn)，能識(shí)別偽裝和抗干擾等。但其成本也非常高。另一種微光夜視技術(shù)，所面臨的首要問題就是要使用大口徑的望遠(yuǎn)鏡，盡可能多地得到光能量?，F(xiàn)在一般成熟的大口徑的望遠(yuǎn)鏡鏡頭都源于馬卡Makesutov-Cassegrain)系統(tǒng)天文望遠(yuǎn)鏡，其構(gòu)成如圖1的成像圖所示。厚彎月面透鏡1的凹面朝著入射光線一側(cè)，在其后方配置凹面主鏡3。厚彎月面透鏡1的凸側(cè)的一部分鏡面實(shí)施真空蒸鍍，以形成副鏡2。入射光線從厚彎月面透鏡l的凹面射入，并通過副鏡2和主鏡3而在焦點(diǎn)f所在的焦平面上成像。因?yàn)槠浜軓?qiáng)的集光力以及高放大倍率是天文愛好者觀看行星等天體的利器。對(duì)于在夜視觀察情況下，我們搜尋的目標(biāo)可能比星星要暗好多，也不可能背著類似天文望遠(yuǎn)鏡這種龐然大物進(jìn)行工作。但是，該馬卡(Makesutov-Cassegrain)系統(tǒng)因?yàn)橐ＷC成像質(zhì)量以及高放大倍率，必須要使焦距做的很長(zhǎng)，這樣不僅焦比很大，集光能力仍然略顯不足而且鏡筒長(zhǎng)度較長(zhǎng)，增加了重量，不利于方便攜帶。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于提供一種成像質(zhì)量高，放大分辨率高并且重量輕、成本低的夜視鏡頭。為達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型提供了這樣一種短焦比、大口徑折返鏡頭，其從物端到成像端同光軸地依次設(shè)置具有單面負(fù)折射能力及單面反射能力的第一透鏡；具有正折射能力及彎月形狀的第二透鏡；具有單面負(fù)折射能力及單面反射能力及彎月形狀的第三透鏡。其中第一透鏡的折射面第二透鏡的凸面在一起，第二透鏡的凹面與第三透鏡的凹面相對(duì)。當(dāng)光線首先從第二透鏡的凸面入射，再?gòu)钠浒济娉錾?，完成第一次折射，再?gòu)牡谌哥R的凹面入射，其凸面反射，然后再?gòu)钠浒济娉錾洌诙哥R凹面入射，第二透鏡凸面出射，完成第二次折射，然后從第一透鏡反射面反射，第二透鏡凸面入射，從第二透鏡的凹面出射，完成第三次折射。由于本實(shí)用新型對(duì)第一透鏡與第二透鏡的膠合設(shè)計(jì)，加上第三透鏡的作用，為光路提供了多次的折射與反射，有效的折疊了光路，在不增加鏡頭系統(tǒng)長(zhǎng)度和采用少量鏡組的前提下，有效的縮小了焦比值，提高了成像質(zhì)量，而且成本較低，方便于攜帶。圖1是現(xiàn)有技術(shù)中馬克蘇托夫望遠(yuǎn)鏡的成像圖；圖2是大口徑，短焦比折返夜視鏡頭系統(tǒng)的透鏡布局示意圖；圖3是大口徑，短焦比折返夜視鏡頭系統(tǒng)的MTF曲線；圖4是大口徑，短焦比折返夜視鏡頭系統(tǒng)的軸上像差曲線；圖5是大口徑，短焦比折返夜視鏡頭系統(tǒng)的軸外像差曲線。具體實(shí)施方式以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的描述。圖1所示為馬克蘇托夫望遠(yuǎn)鏡的成像圖，厚彎月面透鏡1的凹面朝著入射光線一側(cè)，在其后方配置凹面主鏡3。厚彎月面透鏡1的凸側(cè)的一部分鏡面實(shí)施真空蒸鍍，以形成副鏡2。入射光線從厚彎月面透鏡l的凹面射入，并通過副鏡2和主鏡3而在焦點(diǎn)f所在的焦平面4上成像。圖2是大口徑，短焦比折返夜視鏡頭系統(tǒng)的透鏡布局示意圖。在該實(shí)用新型中，從物端到成像端同光軸地依次設(shè)置具有單面負(fù)折射能力及單面反射能力的第一透鏡4;具有正折射能力及彎月形狀的第二透鏡5;具有正折射能力及雙凸形外表面的第四透鏡7;具有負(fù)折射能力及彎月形狀的第五透鏡8;具有單面負(fù)折射能力及單面反射能力及彎月形狀的第三透鏡6;具有大焦距正折射能力及彎月形狀的第六透鏡9;具有負(fù)折射能力及彎月形狀的第七透鏡10。其中第一透鏡的折射面第二透鏡的凸面在一起，第二透鏡的凹面與第三透鏡的凹面相對(duì)。如上所述的大口徑，短焦比折返夜視鏡頭系統(tǒng)，第一透鏡與第二透鏡外膠合設(shè)計(jì)，第四透鏡與第五透鏡膠合，第六透鏡與第七透鏡膠合。如上所述的大口徑，短焦比折返夜視鏡頭系統(tǒng)，滿足下面條件0.5F<L<0.8F1.2F<D<2F3.5F<IRlI<4.5F1.5F<IR5I<2.5F0.3F<F3<0.6F0.9F<IF4I<1.4FF4<0其中L為系統(tǒng)總長(zhǎng)，D為系統(tǒng)入瞳口徑，F(xiàn)為整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的后焦距，Rl是所述第一透鏡的反射面的曲率半徑，R5是所述第五透鏡的反射面的曲率半徑，F(xiàn)3為第三透鏡組的焦距，F(xiàn)4為第四透鏡組的焦距。下面就本實(shí)用新型的光路進(jìn)行簡(jiǎn)要的描述首先光線首先從第二透鏡的凸面入射，再?gòu)钠浒济娉錾?，完成第一次折射，再?gòu)牡谌哥R的凹面入射，其凸面反射，然后再?gòu)钠浒济娉錾?，第二透鏡凹面入射，第二透鏡凸面出射，完成第二次折射，然后從第一透鏡反射面反射，第二透鏡凸面入射，從第二透鏡的凹面出射，完成第三次折射。對(duì)于完成三次折射后，出射光線依次經(jīng)過第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡，經(jīng)過多次折射后，縮短了系統(tǒng)焦距，有利于校正系統(tǒng)的各種軸外像差。作為本實(shí)用新型的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，選用鏡頭焦距f為200mm，焦比值(f/d)為1.6，全鏡頭系統(tǒng)總長(zhǎng)為135mm，半視場(chǎng)角為2.2°，對(duì)照?qǐng)D2，通過選取一系列較優(yōu)數(shù)據(jù)，如下表所示曲率半徑透鏡厚度及間距折射率ABBE數(shù)R2=206.375D2=15Nl=l.51680064.167336R3=360.985D3=48.667R4=-435.432D6=12N2=1.51680064.167336R5=-383.007D6，=-12MIRRORR4，=_435.432D3，=-48.667R3'=360.985D2，=-15N3=1.51680064.167336R2，=206.375Dl=-5.4N4=1.51680064.167336Rl=-799.998Dl，=5.4MIRRORR2"=206.375D2"=15N5=1.51680064.167336R3"=360.985D4=40R6=129.997D5=15N6=1.51680064.167336R7=-42.73D7=4N7=l.67270132.1732627<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>表中R1~R11表示光線第一次經(jīng)過該曲面的曲率半徑，R2'、R3'、R4'、表示光線第二次經(jīng)過該曲面的曲率半徑，R2"、R3"表示光線第三次經(jīng)過該曲面的曲率半徑。Dl、D2、D6、D5、D7、D9、DIO、分別表示第一至第七透鏡的厚度，D3表示第二透鏡與第三透鏡的距離，D4表示第三透鏡與第四透鏡的距離，D8表示第三透鏡與第第六透的距離，Dll表示第七透鏡到系統(tǒng)焦點(diǎn)的距離。N1N9分別代表其所對(duì)應(yīng)面的折射率。圖2、圖3、圖4分別示出了具有上述數(shù)值的優(yōu)選實(shí)施例的大口徑，短焦比折返夜視鏡頭系統(tǒng)的像差特性。通過使用了大量的K9普通玻璃作為大口徑折返部件，BK7與ZF2膠合玻璃，SF10與ZK7膠合玻璃2個(gè)小鏡組減小了鏡頭系統(tǒng)的總長(zhǎng)度且有效校正了球差及色差。在MTF像質(zhì)評(píng)價(jià)中具有較高的分辨率及反差。權(quán)利要求1.一種大口徑折返鏡頭，其特征在于其構(gòu)成是，從物端到成像端同光軸地依次設(shè)置具有單面負(fù)折射能力及單面反射能力的第一透鏡(4)；具有正折射能力及彎月形狀的第二透鏡(5)；具有單面負(fù)折射能力及單面反射能力及彎月形狀的第三透鏡(6)，其中第一透鏡(4)的折射面第二透鏡(5)的凸面在一起，第二透鏡(5)的凹面與第三透鏡(6)的凹面相對(duì)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大口徑折返鏡頭，其特征在于還包括一個(gè)光路折疊模塊。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的大口徑折返鏡頭，其特征在于所述光路折疊模塊包括具有正折射能力及雙凸形外表面的第四透鏡(7);具有負(fù)折射能力及彎月形狀的第五透鏡(8);具有大焦距正折射能力及彎月形狀的第六透鏡(9);具有負(fù)折射能力及彎月形狀的第七透鏡(10);從物端到成像端依次為第四透鏡(7)、第五透鏡(8)、第六透鏡(9)、第七透鏡(10)，第三透鏡(6)位于第五透鏡(8)與第六透鏡(9)之間。4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的大口徑折返鏡頭，其特征在于第一透鏡(4)與第二透鏡(5)外膠合設(shè)計(jì)，第四透鏡(7)與第五透鏡(8)膠合，第六透鏡(9)與第七透鏡(10)膠合。5.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的大口徑折返鏡頭，共特征在于，還滿足下面條件0.5F<L<0.8F1.2F<D<2F其中L為系統(tǒng)總長(zhǎng)，D為系統(tǒng)入瞳口徑，F(xiàn)為整個(gè)光學(xué)系統(tǒng)的后焦距。6.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的大口徑折返鏡頭，其特征在于，還滿足以下條件:<formula>formulaseeoriginaldocumentpage0</formula>其中Rl是所述第一透鏡(4)的反射面的曲率半徑，R5是所述第五透鏡(8)的反射面的曲率半徑，F(xiàn)3為第四透鏡(7)與第五透鏡(8)在一起的焦距，F(xiàn)4為第六透鏡(9)與第七透鏡(10)在一起的焦距。專利摘要本實(shí)用新型提供了這樣一種短焦比、大口徑折返夜視鏡頭，其從物端到成像端同光軸地依次設(shè)置具有單面負(fù)折射能力及單面反射能力的第一透鏡；具有正折射能力及彎月形狀的第二透鏡；具有單面負(fù)折射能力及單面反射能力及彎月形狀的第三透鏡。其中第一透鏡的折射面第二透鏡的凸面在一起，第二透鏡的凹面與第三透鏡的凹面相對(duì)。該設(shè)計(jì)為光路提供了多次的折射與反射，有效的折疊了光路，在不增加鏡頭系統(tǒng)長(zhǎng)度和采用少量鏡組的前提下，有效的縮小了焦比值，提高了成像質(zhì)量，而且成本較低，方便于攜帶。文檔編號(hào)G02B13/00GK201408285SQ200920057080公開日2010年2月17日申請(qǐng)日期2009年5月22日優(yōu)先權(quán)日2009年5月22日發(fā)明者賀一勛申請(qǐng)人:廣州博冠企業(yè)有限公司