專利名稱：一種廣角光學(xué)鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于光學(xué)鏡頭結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。
在遠(yuǎn)距離目標(biāo)定位系統(tǒng)中需要有一種廣角鏡頭，其使用要求很高，設(shè)計的技術(shù)難度很大，國內(nèi)尚無此類鏡頭。加拿大科學(xué)協(xié)會物理所與加拿大應(yīng)用物理公司曾合作研制這種鏡頭，由于其設(shè)計結(jié)構(gòu)的缺陷，使得成像質(zhì)量不高、使用效果不佳。本實用新型的目的在于設(shè)計一種高質(zhì)量的廣角光學(xué)鏡頭，使之能配套用于遠(yuǎn)距離目標(biāo)的定位系統(tǒng)中。
本實用新型的設(shè)計構(gòu)思為，采用象方遠(yuǎn)心光路和多組元反遠(yuǎn)距的結(jié)構(gòu)設(shè)計。因使用波長范圍很窄，需要相應(yīng)的窄帶濾光片，而在此大視場光學(xué)系統(tǒng)中，濾光片只能放在入射角很小的位置上，所以只有設(shè)計成象方遠(yuǎn)心光路才能滿足定位系統(tǒng)中總體結(jié)構(gòu)的要求；另外，鏡頭所要求的焦距較小，視場角又大，其結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，而后截距卻要求較大，因此采用多組元反遠(yuǎn)距的設(shè)計構(gòu)思。選用高透過率的光學(xué)玻璃，使用盡量少的光學(xué)元件來滿足成像質(zhì)量的要求，其負(fù)透鏡選用低折射率的玻璃材料，正透鏡選用高折射率的玻璃材料，同時利用光欄象差增加了軸外孔徑角，還考慮了象面彎曲及象散的高度校正。
附


圖1為本實用新型所設(shè)計的廣角光學(xué)鏡頭的光學(xué)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，附圖2為所設(shè)計的光學(xué)系統(tǒng)中各透鏡的焦距、曲率半徑和折射率的列表。圖中1負(fù)透鏡、2負(fù)透鏡、3正透鏡、4負(fù)透鏡、5正透鏡、6負(fù)透鏡、7正透鏡、8正透鏡、9光欄、10保護(hù)玻璃；圖表中f′為光學(xué)系統(tǒng)的焦距，f1′、f2′……f8′分別為八個透鏡的焦距，R1、R2……R16分別為八個透鏡的十六個面的曲率半徑，n1、n2……n8分別為八個透鏡的折射率。
從圖中可以看出，本實用新型的特征在于，所設(shè)計的廣角光學(xué)鏡頭有八個光學(xué)透鏡，為四正四負(fù)，其光學(xué)系統(tǒng)的排列次序為保護(hù)玻璃(10)、負(fù)透鏡(1)、負(fù)透鏡(2)、正透鏡(3)、負(fù)透鏡(4)、正透鏡(5)、光欄(9)、負(fù)透鏡(6)、正透鏡(7)、正透鏡(8)；其中保護(hù)玻璃為光學(xué)玻璃與濾光玻璃膠合組成；其光學(xué)系統(tǒng)中八個透鏡的焦距和折射率及其十六個面的曲率半徑分別由附圖2的表列出。下面用實例來說明一些具體情況。
飛機降落在艦艇時所使用的目標(biāo)定位系統(tǒng)中的廣角電視光學(xué)鏡頭，其使用波長范圍814nm－826nm，因而濾光玻璃選用HB780紅外濾光玻璃，保護(hù)玻璃中的光學(xué)玻璃采用K9光學(xué)玻璃，膠合后的保護(hù)玻璃的兩個空氣面的反射率小于0.25％，所有正透鏡采用LaK2光學(xué)玻璃，所有負(fù)透鏡采用K9光學(xué)玻璃，按上述結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)進(jìn)行制作要求其光學(xué)系統(tǒng)的焦距5.72mm、視場角大于88°、后工作距離大于4mm、光譜透過率大于87％(在820nm)。附圖3為所制作的廣角電視光學(xué)鏡頭檢測的技術(shù)數(shù)據(jù)列表。從附圖3中可以看出，所制作的象差校正十分理想、軸外孔徑降低很少，成像質(zhì)量很高，達(dá)到了設(shè)計的目的。這種大視場、長后工作距離、高成像質(zhì)量的光學(xué)鏡頭，還適宜于強光直接照射和惡劣的環(huán)境中使用。
權(quán)利要求1.一種由鏡筒、保護(hù)玻璃、光欄和光學(xué)透鏡組成的廣角光學(xué)鏡頭，本實用新型的特征在于有八個光學(xué)透鏡，為四正四負(fù)，其光學(xué)系統(tǒng)的排列次序為保護(hù)玻璃(10)、負(fù)透鏡(1)、負(fù)透鏡(2)、正透鏡(3)、負(fù)透鏡(4)、正透鏡(5)、光欄(9)、負(fù)透鏡(6)、正透鏡(7)、正透鏡(8)；其中保護(hù)玻璃為光學(xué)玻璃與濾光玻璃膠合組成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鏡頭，其特征在于光學(xué)系統(tǒng)中八個光學(xué)透鏡的焦距和折射率及其十六個面的曲率半徑分別如下－6f′＜f1′＜－5.5f′ 1.5＜n1＜1.60.5f1′＜R1＜f1′ R2＜0.5f1′－3f′＜f2′＜－2.5f′ 1.5＜n2＜1.61.5f2′＜R3＜1.6f2′ R4＜0.5f2′9f′＜f3′＜10.5f′ 1.6＜n3＜1.7R5＜0.5f3′ R6＜0.5f3′－4.5f′＜f4′＜－4f′ 1.5＜n4＜1.60.3f4′＜R7＜0.5f4′ R8＜0.5f4′1.5f′＜f5′＜2f′ 1.6＜n5＜1.71.5f5′＜R9＜2f5′ 0.7f5′＜R10＜1.2f5′－3.5f′＜f6′＜－3f′ 1.5＜n6＜1.63f6′＜R11＜3.5f6′ R12＜0.5f6′3f′＜f7′＜3.5f′ 1.6＜n7＜1.76.5f7′＜R13＜7f7′ 0.5f7′＜R14＜f7′3f′＜f8′＜3.5f′ 1.6＜n8＜1.70.5f8′＜R15＜f8′ 15f8′＜R16＜16f8′。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鏡頭，其特征在于其光學(xué)系統(tǒng)的焦距約5.72mm，視場角大于88°，后截距大于4mm。
專利摘要一種廣角光學(xué)鏡頭，本實用新型的特征在于其光學(xué)系統(tǒng)的排列次序為保護(hù)玻璃、負(fù)透鏡、負(fù)透鏡、正透鏡、負(fù)透鏡、正透鏡、光欄、負(fù)透鏡、正透鏡、正透鏡，其中保護(hù)玻璃為光學(xué)玻璃與濾光玻璃膠合組成，具有大視場、長的后截距、成像質(zhì)量高的優(yōu)點，能在強光直接照射和惡劣環(huán)境中使用，適用于遠(yuǎn)距離目標(biāo)定位系統(tǒng)中。
文檔編號G02B13/06GK2109580SQ9123326
公開日1992年7月8日 申請日期1991年12月29日 優(yōu)先權(quán)日1991年12月29日
發(fā)明者薛鳴球, 張耀明, 苗興華, 梁志毅, 劉新平, 陳良一 申請人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機械研究所