專利名稱：一種超廣角目鏡光學系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及光學目鏡，特別是一種主要用于天文觀察的超廣角目鏡光學系統(tǒng)。
背景技術：
眾所周知，天文望遠鏡由物鏡和目鏡組成，物鏡和目鏡分別做成可互換的標準部件，用不同的物鏡組和目鏡組的組合，即可組成不同倍率的滿足不同觀察目的的天文望遠鏡；天文望遠鏡的視放大率等于物鏡組和目鏡組的焦距之比，整個望遠鏡的物方視場角等于目鏡的像方視場角除以望遠鏡的視放大率；一般天文望遠鏡的視放大率為幾十倍至幾百倍，最常用的倍率為50 100倍。對望遠物鏡來說，視場角做到2°是很容易的，如果我們假定望遠物鏡的視場角為2°、整個望遠鏡的視放大率為50倍，那么，目鏡的視場角就要做到100°，但目鏡的視場角做到100°并非易事。常用的目鏡的類型主要有惠更斯目鏡 (H目鏡)、冉斯登目鏡(R目鏡)、普羅素目鏡(PL目鏡或者叫對稱式目鏡)、凱爾納目鏡(K目鏡)、阿貝目鏡(Or目鏡或者叫無畸變目鏡)、艾爾弗目鏡(Er目鏡)等，這些目鏡的視場角在 35° 70°之間；由此，我們看到制約高倍率天文望遠鏡觀察視場的主要是目鏡。因此， 為了擴大高倍率天文望遠鏡的觀察視場，各天文觀察器材制造商競相推出大角度的超廣角目鏡。美國的Televue Optics是世界上頂級的以制造天文觀察目鏡為主的天文器材制造商，它于2003年推出了視場角為82°的由四組七片玻璃鏡片組成的自己命名為“Nagler” 的超廣角目鏡，2006年推出了視場角為100°的由六組九片玻璃鏡片組成的自己命名為 “Khos”的超廣角目鏡，2010年夏季剛剛發(fā)布了第一款視場角為110°、焦距為3. 7毫米的 Ethos超廣角目鏡。
發(fā)明內(nèi)容為了盡可能地獲得大的觀察范圍，本實用新型提供了一種新型的超廣角目鏡光學系統(tǒng)，該目鏡具有高達120°的超廣視角。本實用新型的光學系統(tǒng)由8組1 2片光學鏡片組成，從人眼觀察側(cè)至像平面?zhèn)龋?依次為第一透鏡、第二透鏡、第一膠合透鏡、第五透鏡、視場光闌、第二膠合透鏡、第八透鏡、 第三膠合透鏡和第四膠合透鏡。本實用新型所述目鏡存在中間實像面(即視場光闌所在位置)，實像面位于第五透鏡和第二膠合透鏡之間，且實像面前、后的透鏡系統(tǒng)的組合光焦度ΦΖ1、ΦΖ2與目鏡的總光焦度Φ之間存在以下關系式(1) (2)(1)0. 15 ^ ΦΖ1/Φ ^ 0. 45 ；(2)-0. 2 彡 ΦΖ2/Φ 彡-0. 05。本實用新型所述目鏡光學系統(tǒng)所成的像為虛像，也就是說，所述目鏡的成像面位于第四膠合透鏡的最后一個球面頂點之前。本實用新型所述目鏡光學系統(tǒng)的第一透鏡、第二透鏡、第一膠合透鏡、第五透鏡、第二膠合透鏡、第八透鏡、第三膠合透鏡和第四膠合透鏡的光焦度Φρ Φ2、ΦΤ1、Φ5、ΦΤ2> Φ8> ΦΤ3> 與目鏡的總光焦度Φ之間存在以下關系式(1) (8)(1)0. 10 ≤ φ^φ ≤ 0. 25 ；(2) 0. 05 ≤ Φ2/Φ ≤ 0. 15 ；(3) 0. 01 ≤ ΦΤ1/Φ ≤ 0. 05 ；(4) 0. 05 ≤ Φ5/Φ ≤ 0. 20 ；(5) 0. 07≤ ΦΤ2/Φ ≤ 0. 25 ；(6)-0. 50 ≤ Φ8/Φ≤-0. 10 ；(7)-0. 35 ≤ Φ”/Φ ≤-0. 001 ；(8)-0. 20 ≤ Φτ4/Φ≤-0. 05。本實用新型所述目鏡光學系統(tǒng)的第一透鏡至第十二透鏡所用材料的折射率ndl ndl2和阿貝數(shù)vdl Vdl2滿足以下關系式(1) (12):(l)ndl ≥ 1. 6000, ν dl ≥ 45 ；(2) nd2 ≥ 1. 6000，ν d2 ≥45 ；(3)nd3 ≥ 1· 7500，vd3 ≥ 55 ；(4) nd4 ≥ 1. 7000，ν d4 ≥ 40 ；(5) nd5≥ 1. 7000，ν d5 ≥ 40 ；(6) nd6 ≥ 1· 7000，ν d6 ≥ 40 ；(7) nd7 ≥ 1. 7000，ν d7 ≥ 35 ；(8) nd8 ≥ 1· 7000，ν d8 ≥ 50 ；(9) nd9 ≥ 1. 6500，ν d9 ≥ 65 ；(10) ndl0 ≥ 1. 7000，ν dl0 ≥ 40 ；(ll)ndll ≤ 1· 7500，vdll ≤ 45 ；(12) ndl2 ≥ 1. 7000，ν dl2≥ 60。本實用新型的特別有益處從已實現(xiàn)的實例來看，本實用新型可達到120° 的超廣視角，這在某些需要特大視場的場合(比如高倍率的天文觀察望遠鏡)是非常有用的。

圖1為本實用新型(9毫米120° )超廣角目鏡的光學系統(tǒng)示意圖。圖2為本實用新型(9毫米120° )超廣角目鏡的光學系統(tǒng)光線追跡示意圖。圖3為本實用新型(9毫米120° )超廣角目鏡的光學系統(tǒng)的像散、場曲曲線。圖4為本實用新型(9毫米120° )超廣角目鏡的光學系統(tǒng)的垂軸色差曲線。圖5為本實用新型(9毫米120° )超廣角目鏡的光學系統(tǒng)的垂軸像差曲線。圖6為本實用新型(9毫米120° )超廣角目鏡的光學系統(tǒng)的MTF曲線。圖7為本實用新型(14毫米120° )超廣角目鏡的光學系統(tǒng)示意圖。圖8為本實用新型(14毫米120° )超廣角目鏡的光學系統(tǒng)的光線追跡示意圖。圖9為本實用新型(14毫米120° )超廣角目鏡的光學系統(tǒng)的像散、場曲曲線。圖10為本實用新型(14毫米120° )超廣角目鏡的光學系統(tǒng)的垂軸色差曲線。[0042]圖11為本實用新型(14毫米120° )超廣角目鏡的光學系統(tǒng)的垂軸像差曲線。圖12為本實用新型(14毫米120° )超廣角目鏡的光學系統(tǒng)的MTF曲線。圖1中，ER為眼點，Ll L12依次為第一透鏡至第十二透鏡，Jl J4依次為第一膠合透鏡至第四膠合透鏡，Zl Z2分別為中間實像面(即視場光闌)前、后透鏡的組合透鏡，Stop為視場光闌。圖7中，ER為眼點，Ll L12依次為第一透鏡至第十二透鏡，Jl J4依次為第一膠合透鏡至第四膠合透鏡，Zl Z2分別為中間實像面(即視場光闌)前、后透鏡的組合透鏡，Stop為視場光闌。
具體實施方式
實施例1 焦距f=9mm，光圈數(shù)F=5，全視場角=120°，瞳孔距=13.28，像距=-32. 987073 ；具體光學參數(shù)見下表
權利要求1.一種超廣角目鏡光學系統(tǒng)，其特征在于所述目鏡光學系統(tǒng)由8組12片光學玻璃鏡片組成；所述目鏡從人眼觀察側(cè)至目鏡像平面?zhèn)?，沿光軸方向共軸依次排列著眼點、第一透鏡、第二透鏡、第一膠合透鏡、第五透鏡、視場光闌、第二膠合透鏡、第八透鏡、第三膠合透鏡和第四膠合透鏡。
2.如權利要求1所述的超廣角目鏡光學系統(tǒng)，其特征在于所述目鏡存在中間實像面， 實像面位于第五透鏡和第二膠合透鏡之間，即視場光闌所在位置，且實像面前、后的透鏡系統(tǒng)的組合光焦度ΦΖ1、ΦΖ2與目鏡的總光焦度Φ之間存在以下關系式
3.如權利要求1所述的超廣角目鏡光學系統(tǒng)，其特征在于所述目鏡的成像面為虛像。
4.如權利要求1所述的超廣角目鏡光學系統(tǒng)，其特征在于第一透鏡、第二透鏡、第一膠合透鏡、第五透鏡、第二膠合透鏡、第八透鏡、第三膠合透鏡和第四膠合透鏡的光焦度 Φ” Φ2、ΦΤ1、Φ5、ΦΤ2、Φ8、ΦΤ3、ΦJ4與目鏡的總光焦度Φ之間存在以下關系式
5.如權利要求1所述的超廣角目鏡光學系統(tǒng)，其特征在于第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡、第八透鏡、第九透鏡、第十透鏡、第i^一透鏡和第十二透鏡所用材料的折射率ndl ndl2和阿貝數(shù)vdl Vdl2滿足以下關系式
專利摘要本實用新型公開了一種用于高倍率的天文望遠鏡的超廣角目鏡光學系統(tǒng)。本實用新型所述的目鏡由8組12片玻璃鏡片組成，從人眼觀察側(cè)至目鏡像平面?zhèn)?，沿光軸方向共軸依次排列著眼點、第一透鏡、第二透鏡、第一膠合透鏡、第五透鏡、視場光闌、第二膠合透鏡、第八透鏡、第三膠合透鏡和第四膠合透鏡。本實用新型所述目鏡在第五透鏡和第二膠合透鏡之間存在中間實像面。本實用新型所述目鏡的成像面為虛像面。本實用新型所述目鏡的視角特別大，可達120°，特別適合作為高倍率的天文望遠鏡的超廣角目鏡之用。
文檔編號G02B25/04GK202305995SQ20112041470
公開日2012年7月4日 申請日期2011年10月27日 優(yōu)先權日2011年10月27日
發(fā)明者付瑞斯 申請人:昆明晶華光學有限公司