专利名称：嵌入式组合物镜及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种嵌入式组合物镜，同时还涉及一种该组合物镜的制备方法，属于光学技术领域。
背景技术：
目前，在某些场合下的红外双视场光学系统所使用的物镜为单透镜，成像时，光学系统中的两个视场分别利用该单透镜和单透镜的中间部分，由于一体化结构的单透镜光学特征对宽窄视场相同，因此在宽视场成像时利用中间部分会使探测器平面上产生冷像，即黑斑，影响光学系统的成像质量。目前通常所采用电路校正的方法去除冷像，但没有从根本上解决问题，冷像消除的效果较差。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够消除红外双视场光学系统中冷像的嵌入式组合物镜。
本发明的另 一 目的是提供该嵌入式组合物镜的制备方法。为了实现以上目的，本发明嵌入式组合物镜所采用的技术方案是 一种嵌入式组合物镜，包括物镜体，所述物镜体中心设有同轴的通孔，在该通孔内固定嵌装有与物镜体光轴同轴设置的嵌入透镜，该嵌入透镜的外周壁与通孔的孔壁为紧密吻合配合；所述嵌入透镜和物镜体至少一侧的表面的曲率半
径方向相同，大小不相同，且嵌入透镜与物镜体至少一侧的表面的顶点重合。所述嵌入透镜和物镜体一侧的表面均为凸面，该嵌入透镜凸面的曲率半
径小于物镜体凸面的曲率半径。
所述嵌入透镜和物镜体一侧的表面均为凹面，该嵌入透镜凹面的曲率半
径大于物镜体凹面的曲率半径。
所述嵌入透镜与物镜体通孔的孔壁为粘结固定。所述嵌入透镜的边缘厚度小于物镜体的通孔孔壁的轴向长度。本发明的嵌入式组合物镜，在物镜体的中心嵌装有一个嵌入透镜，在红
外双视场光学系统的宽视场中，嵌入式组合物镜的中间部分由嵌入透镜提供成像，由于嵌入透镜与物镜体表面的曲率半径方向相同、大小不同，具有与 物镜体不同的光学特征，在成像时不会产生冷像，因此提高了成像的质量。
本发明的嵌入式组合物镜是由物镜体和嵌入透镜组成。透镜球面与光轴 的交点为顶点，对于嵌入透镜，其顶点为嵌入透镜球面(凸面或凹面)与光 轴的交点，该交点是一个实体交点；而对于物镜体，其顶点也为物镜体球面
(凸面或凹面)与光轴的交点，但是由于物镜体中心开设有同轴的通孔，则 该交点为一个虚体交点，因此物镜体的顶点为一个虚顶点。
由于本发明的嵌入式组合物镜的物镜体的顶点为虚顶点，在嵌入透镜进 行嵌入安装时，嵌入透镜的顶点与物镜体的虚顶点很难实现精确的重合，因 此需要采用如下安装方法进行安装。本发明针对不同的嵌入式组合物镜提供 了两个制备方法。
对于嵌入透镜和物镜体一侧的表面均为凸面且嵌入透镜凸面的曲率半径
小于物镜体凸面的曲率半径的嵌入式组合物镜，采用的制备方法如下
1) 根据具有凸面的物镜体制备光学定位样板，该光学定位样板为具有凹 面的透镜，该透镜凹面的曲率半径与物镜体凸面的曲率半径大小相等，且光 学定位样板的外径与物镜体的外径相同；
2) 将物镜体的凸面与光学定位样板的凹面同轴线相互贴合，并使物镜体 和光学定位样板的外圆对齐；
3) 将具有凸面的嵌入透镜以粘结固定方式装入物镜体的通孔内，并使嵌 入透镜凸面的顶点与光学定位样板凹面的顶点顶合；
4) 粘结固化后，即得到嵌入式组合物镜。
对于嵌入透镜和物镜体一侧的表面均为凹面且嵌入透镜凹面的曲率半径 大于物镜体凹面的曲率半径的嵌入式组合物镜，采用的制备方法如下
1) 根据具有凹面的物镜体制备光学定位样板，该光学定位样板为具有凸 面的透镜，该透镜凸面的曲率半径与物镜体凹面的曲率半径大小相等，且光 学定位样板的外径与物镜体外径相同；
2) 将物镜体的凹面与光学定位样板的凸面同轴线相互贴合，并使物镜体 和光学定位样板的外圆对齐；
3) 将具有凹面的嵌入透镜以粘结固定方式装入物镜体的通孔内，并使嵌 入透镜凹面的顶点与光学定位样板凸面的顶点顶合；4)粘结固化后，即得到嵌入式组合物镜。
上述嵌入式组合物镜的制两个备方法均利用了光学定位样板对物镜体的 虚顶点进行定位，在定位过程中，将光学定位样板与物镜体的外圆对齐，并 使物镜体和光学定位样板上的曲率半径方向互为相反的两个表面同轴线相互 贴合，就可以使物镜体的虚顶点与光学定位样板的顶点(光学定位样板的顶 点为其与物镜体贴合的表面与光轴的交点)重合，实现了物镜体虚顶点的转
换，而且物镜体的光轴也与光学定位样板的光轴同轴；然后将嵌入透镜装入
物镜体中心的通孔内，使嵌入透镜的顶点与光学定位样板的顶点顶合，顶合 后嵌入透镜的光轴随即与光学定位样板的光轴同轴，因此实现了嵌入透镜的 顶点与物镜体的虚顶点重合，并且嵌入透镜的光轴与物镜体的光轴同轴，完 成了本发明嵌入式组合物镜精确的安装，安装的精度较高，而且操作简单、 方便。另外，本发明的光学定位样板为光学透镜，在安装嵌入透镜时可以借 助万能工具显微镜对嵌入透镜及光学定位样板进行瞄准辅助定位，进一步的 提高了安装的精度。
图1为嵌入式组合物镜的结构示意图； 图2为物镜体的结构示意图； 图3为嵌入透镜的结构示意图； 图4为实施例1的示意图； 图5为实施例2的示意图。
具体实施方式
实施例1
如图l， 2， 3所示，本发明的嵌入式组合物镜包括物镜体l，该物镜体l 中心设有同轴的通孔3，在该通孔3内通过粘结方式固定嵌装有与物镜体1光 轴同轴设置的嵌入透镜2，该嵌入透镜的外周壁与通孔的孔壁为紧密吻合配 合，所述嵌入透镜2的边缘厚度小于物镜体1的通孔3孔壁的轴向长度，确 保嵌入透镜的边缘完全嵌入通孔内；所述嵌入透镜和物镜体一侧的表面均为 凸面，该嵌入透镜凸面的顶点5与物镜体凸面的虚顶点4重合，如图中10所 示；所述嵌入透镜2凸面的曲率半径小于物镜体1凸面的曲率半径。
本实施例的嵌入式组合物镜的制备方法如下
61) 制备具有凸面的物镜体和嵌入透镜，在物镜体的中心开设同轴的通孔；
2) 根据物镜体制备光学定位样板，该光学定位样板为一个单负透镜，其 凹面的曲率半径与物镜体凸面的曲率半径大小相等，且其外径与物镜体相同；
3) 将光学定位样板凹面朝上平放并且固定，再将物镜体和光学定位样板 的表面擦拭干净，将物镜体的置于光学定位样板上，使物镜体和光学定位样 板的外圆对齐，且物镜体的凸面与光学定位样板上凹面同轴线相互贴合，此 时物镜体凸面的虚顶点与光学定位样板凹面的顶点重合，实现物镜体虚顶点 的精确转换；然后固定物镜体，确保物镜体不会在光学定位样板上滑动；
4) 将嵌入透镜的凸面擦拭干净，在物镜体的通孔的孔壁上均匀涂一层环 氧树脂胶，将嵌入透镜凸面朝下缓慢、对正推入物镜体的通孔中，使嵌入透 镜凸面的顶点与光学定位样板凹面的顶点顶合，然后测量嵌入透镜外周壁与 物镜体通孔的孔壁之间的间隙是否相等，如不相等则需要再进行校正，此时 嵌入透镜的顶点即与物镜体的虚顶点重合，实现了嵌入式组合物镜精确的安 装；
5) 待环氧树脂胶自然固化后，将得到的嵌入式组合物镜从光学定位样板 上取下即可。
如图4所示，物镜体的凸面与光学定位样板6的凹面相互贴合，且物镜 体和光学定位样板的外圆对齐，此时物镜体凸面的虚顶点与光学定位样板凹 面的顶点重合，如图中7所示，然后只需要将嵌入透镜推入物镜体的通孔， 使嵌入透镜的顶点与光学定位样板的顶点顶合，如图中7所示，即可实现嵌 入透镜的精确安装。
实施例2
本实施例的嵌入式组合物镜的结构同实施例1，区别在于如图5所示， 所述嵌入透镜和物镜体一侧的表面均为凹面，嵌入透镜凹面的顶点与物镜体 凹面的虚顶点重合，所述嵌入透镜凹面的曲率半径大于物镜体凹面的曲率半 径。
本实施例的嵌入式组合物镜的制备方法如下
1) 制备物镜体及嵌入透镜，在物镜体的中心开设同轴的通孔；
2) 根据物镜体制备光学定位样板，该光学定位样板为一个单正透镜，其 凸面的曲率半径与物镜体凹面的曲率半径大小相等，且其外径与物镜体相同;3) 将光学定位样板凸面朝上平放并且固定，再将物镜体和光学定位样板 的表面擦拭干净，将物镜体置于光学定位样板上，使物镜体和光学定位样板 的外圆对齐，且物镜体的凹面与光学定位样板上凸面同轴线相互贴合，此时
物镜体的虚顶点与光学定位样板的顶点重合，实现物镜体虚顶点的精确转换; 然后固定物镜体，确保物镜体不会在光学定位样板上滑动；
4) 将嵌入透镜的凹面擦拭干净，在物镜体的通孔的孔壁上均匀涂一层环 氧树脂胶，将嵌入透镜缓慢、对正推入物镜体的通孔中，使嵌入透镜的顶点 与光学定位样板的顶点顶合，然后测量嵌入透镜外周壁与物镜体通孔的孔壁 之间的间隙是否相等，如不相等则需要再进行校正，此时嵌入透镜的顶点即 与物镜体的虚顶点重合，实现了嵌入式组合物镜精确的安装；
5) 待环氧树脂胶自然固化后，将得到的嵌入式组合物镜从光学定位样板 上取下即可。
如图5所示，物镜体的凹面与光学定位样板8的凸面相互贴合，且物镜 体和光学定位样板的外圆对齐，此时物镜体凹面的虚顶点与光学定位样板凸 面的顶点重合，如图中9所示，然后只需要将嵌入透镜推入物镜体的通孔， 使嵌入透镜的顶点与光学定位样板的顶点顶合，如图中9所示，即可实现嵌 入透镜的精确安装。
本发明的嵌入式组合物镜的嵌入透镜和物镜体中心厚度相同，则嵌入透 镜和物镜体两侧的表面的顶点可以同时重合，对于上述结构的嵌入式组合物 镜，只要满足嵌入透镜表面曲率半径与物镜体表面曲率半径的大小关系，均 可以采用本发明提供的制备方法。
本发明的实施例仅用以说明而非限定本发明的技术方案，其中嵌入透镜 和物镜体顶点重合的另一侧的表面可以为凹面，也可以为凸面，也可以为平 面，均可以实现本发明的目的，只要是嵌入透镜和物镜体一侧的表面的顶点 重合，应当落入本发明的保护范围。
权利要求
1、一种嵌入式组合物镜，包括物镜体，其特征在于所述物镜体中心设有同轴的通孔，在该通孔内固定嵌装有与物镜体光轴同轴设置的嵌入透镜，该嵌入透镜的外周壁与通孔的孔壁为紧密吻合配合；所述嵌入透镜和物镜体至少一侧的表面的曲率半径方向相同，大小不相同，且嵌入透镜与物镜体至少一侧的表面的顶点重合。
2、 根据权利要求1所述的嵌入式组合物镜，其特征在于所述嵌入透镜 和物镜体一侧的表面均为凸面，该嵌入透镜凸面的曲率半径小于物镜体凸面 的曲率半径。
3、 根据权利要求1所述的嵌入式组合物镜，其特征在于所述嵌入透镜 和物镜体一侧的表面均为凹面，该嵌入透镜凹面的曲率半径大于物镜体凹面 的曲率半径。
4、 根据权利要求1-3任一所述的嵌入式组合物镜，其特征在于所述嵌 入透镜与物镜体通孔的孔壁为粘结固定。
5、 根据权利要求1所述的嵌入式组合物镜，其特征在于所述嵌入透镜 的边缘厚度小于物镜体的通孔孔壁的轴向长度。
6、 一种如权利要求1所述嵌入式组合物镜的制备方法，其特征在于包 括以下步骤1) 根据具有凸面的物镜体制备光学定位样板，该光学定位样板为具有凹 面的透镜，该透镜凹面的曲率半径与物镜体凸面的曲率半径大小相等，且光 学定位样板的外径与物镜体的外径相同；2) 将物镜体的凸面与光学定位样板的凹面同轴线相互贴合，并使物镜体 和光学定位样板的外圆对齐；3) 将具有凸面的嵌入透镜以粘结固定方式装入物镜体的通孔内，并使嵌 入透镜凸面的顶点与光学定位样板凹面的顶点顶合；4) 粘结固化后，即得到嵌入式组合物镜。
7、 一种如权利要求1所述嵌入式组合物镜的制备方法，其特征在于包 括以下步骤1)根据具有凹面的物镜体制备光学定位样板，该光学定位样板为具有凸 面的透镜，该透镜凸面的曲率半径与物镜体凹面的曲率半径大小相等，且光学定位样板的外径与物镜体外径相同；2) 将物镜体的凹面与光学定位样板的凸面同轴线相互贴合，并使物镜体 和光学定位样板的外圆对齐；3) 将具有凹面的嵌入透镜以粘结固定方式装入物镜体的通孔内，并使嵌 入透镜凹面的顶点与光学定位样板凸面的顶点顶合；4) 粘结固化后，即得到嵌入式组合物镜。
全文摘要
本发明公开了一种嵌入式组合物镜，包括物镜体，所述物镜体中心设有同轴的通孔，在该通孔内固定嵌装有与物镜体光轴同轴设置的嵌入透镜，该嵌入透镜的外周壁与通孔的孔壁为紧密吻合配合；所述嵌入透镜和物镜体至少一侧的表面的曲率半径方向相同，大小不相同，且嵌入透镜与物镜体至少一侧的表面的顶点重合。还公开了上述嵌入式组合物镜的两种制备方法。本发明的嵌入式组合物镜，在物镜体中心嵌装有一个嵌入透镜，在红外双视场光学系统的宽视场中，嵌入式组合物镜的中间部分由嵌入透镜提供成像，由于嵌入透镜与物镜体的表面的曲率半径方向相同、大小不同，具有不同的光学特征，在成像时不会产生冷像，因此提高了成像的质量。
文档编号G02B13/00GK101630059SQ20091006575
公开日2010年1月20日 申请日期2009年8月12日 优先权日2009年8月12日
发明者孙红晓, 良 张 申请人:中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所