一种折反射式光学镜头的制作方法

本发明涉及一种折反射式光学镜头。

背景技术：

对于小视场大相对孔径长焦距的需求，一般采用折反射式结构，其突出特点是摄远比(机械筒长与焦距的比值)小，通常为0.5左右。此结构形式的优势是体积小重量轻。随着光电系统的发展，摄远比0.5的镜头在体积和重量方面优势已经不太明显，影响其在轻小型光电系统当中的应用。

技术实现要素：

本发明的目的是：在保证成像质量前提下，提供一种摄远比＜0.4的折反射式光学镜头，体积更小重量更轻，更加适用于轻小型光电系统。

为了实现以上目的，本发明给出以下解决方案：

该折反射式光学镜头，设光线从左到右入射，包括在空间上从左到右在光轴上依次设置的无焦组件、次镜组件、第一胶合件、第二胶合件、主反射镜以及第三透镜；

光线传播路径为：光线透过无焦组件至主反射镜，经主反射镜反射至次镜组件，光线进入次镜组件并趋近光轴再次反射，然后依次透过第一胶合件、第二胶合件以及第三透镜后到达像面；

所述无焦组件由依次设置的两块透镜组成，其中第一块透镜焦距为正，第二块透镜焦距为负，用于补偿系统中其余透镜(即除无焦组件之外的全部透镜)的球差、正弦差和位置色差；

所述次镜组件整体位于无焦组件中的第二块透镜留出的中心贯通孔处，用于补偿主反射镜的球差、正弦差；

所述主反射镜为凹面反射镜，工作表面镀外反射膜；

所述第一胶合件和第二胶合件整体用于补偿主反射镜、次镜组件的球差和正弦差；所述第三透镜位于主反射镜留出的中心贯通孔处并靠右端设置，用于补偿系统残余球差、正弦差和位置色差；

记所述折反射式光学镜头的焦距为f，所述无焦组件的焦距为fa，主反射镜的焦距为fb，次镜组件的焦距为fc，第一胶合件的焦距为fd，第二胶合件的焦距为fe，第三透镜的焦距为ff，则有：|fa|＞10000；

基于以上方案，本发明还进一步作了如下优化：

上述次镜组件由依次设置的三块透镜采用光敏胶胶合而成，其中第一块透镜焦距为负，第二块透镜焦距为正，第三块透镜焦距为负，其中第一块透镜裸露在空气中的工作表面镀内反射膜，工作光线方向经由此面反向。

上述第一胶合件由依次设置的两块透镜采用光敏胶胶合而成，其中第一块透镜焦距为正，第二块透镜焦距为负；所述第二胶合件由依次设置的两块透镜采用光敏胶胶合而成，其中第一块透镜焦距为正，第二块透镜焦距为负；所述第三透镜焦距为正。

记次镜组件的三块透镜依次为c‐1、c‐2以及c‐3，第一胶合件d的两块透镜为d‐1、d‐2，第二胶合件的两块透镜为e‐1、e‐2，则配置的各个透镜焦距分别有如下关系：

要求折反射式光学镜头工作波段范围是0.4um‐1.2um，则所述主反射镜的外反射膜的反射波段范围0.4um‐1.2um；次镜组件的内反射膜的反射波段范围0.4um‐1.2um；其他透镜的非胶合的工作面均镀增透膜，增透波段范围0.4um‐1.2um。

所有透镜的工作表面均为球面。

上述主反射镜所用基底材料为无色光学玻璃、铜、铝或者sic，其余透镜材料均采用无色光学玻璃。

本发明的有益效果如下：

有效控制了无焦组件a与主反射镜b之间的间隔，达到缩小摄远比的目的；胶合件d、胶合件e、透镜f有效地补偿无焦组件a、主镜b和次镜组件c的残余像差，使得折反射光学镜头的像质满足使用要求。

附图说明

图1本发明光学系统示意图。

图2本发明光学系统mtf图(mtf@145lp/mm)。

具体实施方式

下面结合附图并举实施例对本发明做详细描述。

如图1所示，该折反式光学镜头主要包括在空间上从左到右在光轴上依次设置的无焦组件a、次镜组件c、第一胶合件d、第二胶合件e、主反射镜b以及第三透镜f；像面g位置放置成像探测器光敏面。其中：

主反射镜b的反射面为凹面，本身无色差，但产生大量的球差和正弦差。其作用是使得工作光线方向反向，减小系统的摄远比。

无焦组件a，由无色光学玻璃透镜a‐1、a‐2组成，无色光学玻璃透镜a‐1焦距为正，无色光学玻璃透镜a‐2焦距为负，作用是补偿系统余透镜的球差、正弦差和位置色差。

次镜组件c，由无色光学玻璃透镜c‐1、c‐2、c‐3组成，无色光学玻璃透镜c‐1焦距为负，无色光学玻璃透镜c‐2焦距为正，无色光学玻璃透镜c‐3焦距为负，其中无色光学玻璃透镜c‐1裸露在空气中的工作表面镀反射膜，工作光线方向经由此面反向。次镜组件c本身消色差，补偿主反射镜b的球差、正弦差。

第一胶合件d，由无色光学玻璃透镜d‐1、d‐2组成，无色光学玻璃透镜d‐1焦距为正，无色光学玻璃透镜d‐2焦距为负。第一胶合件d本身消色差，主要补偿主反射镜b、次镜组件c的球差、正弦差。

第二胶合件e由无色光学玻璃透镜e‐1、e‐2组成，无色光学玻璃透镜e‐1焦距为正，无色光学玻璃透镜e‐2焦距为负。第二胶合件e本身消色差，主要补偿主反射镜b、次镜组件c的球差、正弦差。

第三透镜f是焦距为正的光学无色玻璃透镜。其作用是补偿系统残余球差、正弦差和位置色差。

折反射式光学镜头f数范围：5‐10；折反射式光学镜头摄远比范围：0.15‐0.3。记折反射式光学镜头的焦距为f，则有：|fa|＞10000；

具体各个透镜焦距分别有如下关系：

实施例的光学指标：

焦距：500mm

波长：0.4um‐1.2um

fno：6

成像面：φ1.843mm

摄远比：0.2

实施例的光学镜头参数如下：

从图2中，可以看出，实施例各视场光学传递曲线逼近理论光学传递函数位置，且mtf@145lpmm接近0.3，完全满足实际使用需求。