专利名称：一种用于月球敏感器的紫外广角物镜的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及紫外光学成像系统，尤其涉及一种用于月球敏感器的紫外
广角物镜。
中国的科学家们在世界上首次采用了紫外敏感器在环月卫星上进行成像探
测。该广角物镜为紫外月球敏感器中的主成像测量物镜，使用波段为紫外A波 段至可见光部分，波段范围为300nm 500nm，探测器的有效成像区为13.3 X i3.3mm，要求可探测到物空间70°范围，物镜的相对孔径1/5.6，在外空间的辐 照下能正常工作。
光学系统用于成像测量时必须对畸变进行校正以提高测量精度，而光学系 统的视场角越大，对畸变的校正也就越难，因而必须有适合的光学系统结构型 式以解决光学系统畸变校正问题。
光学系统按视场角分类把60。以上的物镜称为广角物镜，实现广角物镜的结 构型式有非对称及对称型两类，常用于校正畸变的广角物镜结构型式多为对称 式结构，在对称型的广角物镜结构型式中， 一类为正光焦度在外的结构型式， 另一类为负光焦度在外的结构型式。
正光焦度在外的典型结构型式有Hypogon、 Topogon、 Double Gauss等，负 光焦度在外的典型结构型式有Pyccap物镜。
然而对用于空间成像的紫外物镜有着特殊要求， 一是要求不采用胶合透镜， 二是所用材料能够适应月球探测的空间环境。普通光学玻璃难以用在紫外波段 的透射光学系统中，当波长短于350nm时折射式光学系统的材料主要以透紫外 的光学晶体材料为主。尤其在空间探测中，需要探测的波段有一定宽度，因而 必须解决材料的配对消色差问题以使系统有良好的光学性能，但在紫外波段可 选用的消色差材料非常少，同时可用材料的折射率低，使得上述己知的几种结构型式难以实现紫外月球敏感器广角成像物镜的消像差设计，因而必须研究发
展适合于在该谱段成像应用的广角物镜结构以满足要求。
实用新型内容
为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种可校正 了色差、畸变的紫外广角物镜。
本实用新型的技术解决方案是本实用新型提供了一种用于月球敏感器的 紫外广角物镜，其特殊之处在于所述广角物镜是包括前端负光焦度透镜l、后 端负光焦度透镜7以及具有正光焦度的中间透镜组，所述前端负光焦度透镜1、 中间透镜组和后端负光焦度透镜7依次置于同一光轴8上。
上述正光焦度的中间透镜组由复杂化三片式镜组9和光栏2组成，所述复 杂化三片式镜组9包括第一正光焦度透镜片3、第二正光焦度透镜片4、负光焦 度镜片5和第三正光焦度透镜片6，所述第一正光焦度透镜片3、第二正光焦度 透镜片4、负光焦度透镜片5和第三正光焦度透镜片6依次设置在同一光轴8上； 所述光栏2置于第一正光焦度透镜片3的前部。
上述前端负光焦度透镜1和后端负光焦度透镜7弯向光栏2。 上述前端负光焦度透镜1和后端负光焦度透镜7采用石英玻璃材料制成。 上述第一正光焦度透镜片3、第二正光焦度透镜片4、第三正光焦度透镜片 6由高色散系数的晶体材料mgf2或caf2制成。
上述负光焦度透镜片5由低色散系数的材料石英或有高透过率的光学玻璃 材料制成。
上述第一正光焦度透镜片3、第二正光焦度透镜片4、第三正光焦度透镜片 6由mgf2制成时，负光焦度镜片5采用石英材料制成；第一正光焦度透镜片3、 第二正光焦度透镜片4、第三正光焦度透镜片6由caf2制成时，负光焦度镜片5 采用光学玻璃材料Bak2制成。
上述第一正光焦度透镜片3、第二正光焦度透镜片4、第三正光焦度透镜片 6为双凸的正光焦度透镜片。
上述负光焦度镜片5为双凹的负光焦度镜片。本实用新型的优点是-
1、 在300nm 500nm的紫外-可见波段校正了色差。本实用新型提供的弯向 光栏的负弯月形镜片，采用石英玻璃材料，有着良好的空间环境适应性，中间 光组镜片中的双凸的正光焦度镜片，以及双凹的负光焦度镜片组成正光焦度， 系统的光焦度按照"一 + —"的方式进行排列，正负分离的光焦度能够校正 场曲，同时这种光焦度的分配通过对材料的选择还兼顾校正位置色差，分布于 外侧的负光焦度透镜弯向光栏有利于校正像散，中间组的透镜具有正的光焦度， 这组正光焦度的镜片要能够校正球差彗差以及色差，因而中间组的正光焦度透 镜采用"+ — +"的一组将前片分裂为二片的复杂化的三片式结构来进行色 差的校正。目前已有的负光焦度在外的对称式广角物镜的结构型式采用的消色 差结构为胶合型式的基于光栏对称的镜片组，而本实用新型所采用的基于三片 式组合的结构型式在对称式的广角物镜中具有自身的特点。
2、 校正了畸变。本实用新型所采用的中间组复杂化的三片式结构型式为一 种基本对称式的结构，因而有利于校正大视场物镜的畸变。物镜的应用需要小 的入瞳距，因而这种基本对称式的结构型式不是相对于光栏对称的，为了减小 物镜的入瞳距，光栏被置于中间组的前端，形成了非光栏对称的基于三片式结 构的校正了畸变的广角物镜结构型式，在70°的视场内畸变校正到了0.3%。
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
参见图1，本实用新型提供了一种用于月球敏感器的紫外广角物镜，包括前 端负光焦度透镜1、后端负光焦度透镜7、光栏2、第一正光焦度透镜片3、第 二正光焦度透镜片4、负光焦度镜片5、第三正光焦度透镜片6。第一正光焦度 透镜片3、第二正光焦度透镜片4、负光焦度透镜片5和第三正光焦度透镜片6 依次设置在同一光轴8上；光栏2置于正光焦度透镜片3的前部，前端负光焦 度透镜1和后端负光焦度透镜7弯向光栏2。
前端负光焦度透镜l、后端负光焦度透镜7采用石英玻璃材料制成。第一正光焦度透镜片3、第二正光焦度透镜片4、第三正光焦度透镜片6可以由高色散 系数的晶体材料mgG或caf2制成。负光焦度透镜片5可以由低色散系数的材料 石英或有高透过率的光学玻璃材料制成。第一正光焦度透镜片3、第二正光焦度 透镜片4、第三正光焦度透镜片6由mgf2制成时，负光焦度镜片5采用石英材 料制成；第一正光焦度透镜片3、第二正光焦度透镜片4、第三正光焦度透镜片 6由caf2制成时，负光焦度镜片5采用光学玻璃材料制成，可以是bak2或其它。 前端负光焦度透镜l、后端负光焦度透镜7为弯月形状的镜片。第一正光焦度透 镜片3、第二正光焦度透镜片4、第三正光焦度透镜片6为双凸形状的镜片。负 光焦度镜片5为双凹形状的镜片。
这种型式的结构，其宏观的光焦度分配为"一+ —"的方式，正负分离 的光焦度用来校正场曲，同时这种光焦度的分配通过对材料的选择还兼顾校正 位置色差，分布于外侧的前端负光焦度透镜1、后端负光焦度透镜7弯向光栏2 有利于校正像散，中间组的透镜具有正的光焦度，这组第一正光焦度透镜片3、 第二正光焦度透镜片4、第三正光焦度透镜片6要能够校正球差彗差及色差，由 于系统不能采用胶合透镜的型式，因而中间组的正光焦度透镜采用"+ — +" 的-一组三片式组合来进行色差的校正，但由于能应用在紫外波段的光学材料其 折射率较低，因而用多个镜片来分散光焦度。
结构型式的大致对称使得畸变和倍率色差易于校正，其畸变的校正在70° 的视场内达到了0.3%。这种基本对称的结构型式并非是基于光栏对称的，中间 组的正光焦度镜片是基于三片式的对称结构，光栏2没有放置在三片式结构的 中部而是被前置以获得较小的入瞳距。因而这种新型的广角物镜结构型式不是 基于光栏对称的结构。
权利要求1、一种用于月球敏感器的紫外广角物镜，其特征在于所述广角物镜包括前端负光焦度透镜(1)、后端负光焦度透镜(7)以及具有正光焦度的中间组透镜，所述前端负光焦度透镜(1)、中间组透镜和后端负光焦度透镜(7)依次置于同一光轴(8)上。
2、 根据权利要求l所述的用于月球敏感器的紫外广角物镜，其特征在于所述正光焦度的中间组透镜由复杂化三片式镜组(9)和光栏(2)组成，所述 复杂化三片式镜组(9)包括第一正光焦度透镜片(3)、第二正光焦度透镜片(4) 负光焦度镜片(5)和第三正光焦度透镜片(6)，所述第一正光焦度透镜片(3)、 第二正光焦度透镜片(4)负光焦度透镜片(5)和第三正光焦度透镜片(6)依 次设置在同一光轴(8)上；所述光栏(2)置于第一正光焦度透镜片(3)前部。
3、 根据权利要求1或2所述的用于月球敏感器的紫外广角物镜，其特征在 于所述前端负光焦度透镜(1)和后端负光焦度透镜(7)弯向光栏(2)。
4、 根据权利要求3所述的用于月球敏感器的紫外广角物镜，其特征在于 所述前端负光焦度透镜(1)和后端负光焦度透镜(7)采用石英玻璃材料制成。
5、 根据权利要求4所述的用于月球敏感器的紫外广角物镜，其特征在于 所述第一正光焦度透镜片(3)、第二正光焦度透镜片(4)、第三正光焦度透镜 片(6)可以由高色散系数的晶体材料mgf2或caf2制成。
6、 根据权利要求2所述的用于月球敏感器的紫外广角物镜，其特征在于 所述负光焦度透镜片(5)可以由有高透过率的低色散系数的材料石英或光学玻
7、 根据权利要求5所述的用于月球敏感器的紫外广角物镜，其特征在于 所述第一正光焦度透镜片(3)、第二正光焦度透镜片(4)、第三正光焦度透镜 片(6)由mgf2制成时，负光焦度镜片(5)采用石英材料制成；第一正光焦度 透镜片(3)、第二正光焦度透镜片(4)、第三正光焦度透镜片(6)由caf2制成 时，负光焦度镜片(5)采用光学玻璃材料制成。
8、 根据权利要求5所述的用于月球敏感器的紫外广角物镜，其特征在于所述第一正光焦度透镜片(3)、第二正光焦度透镜片(4)、第三正光焦度透镜 片(6)为双凸的正光焦度透镜片。
9、根据权利要求6所述的用于月球敏感器的紫外广角物镜，其特征在于 所述负光焦度镜片(5)为双凹的负光焦度镜片。
专利摘要本实用新型涉及一种用于月球敏感器的紫外广角物镜，包括前端负光焦度透镜(1)、后端负光焦度透镜(7)以及具有正光焦度的中间组透镜，前端负光焦度透镜(1)、中间组透镜和后端负光焦度透镜(7)依次置于同一光轴(8)上，本实用新型提供了一种可校正了色差、畸变的紫外广角物镜。
文档编号G02B1/00GK201229431SQ20082002972
公开日2009年4月29日 申请日期2008年7月24日 优先权日2008年7月24日
发明者白清兰, 苗兴华 申请人:中国科学院西安光学精密机械研究所