多功能天文望远镜物镜制造技术

多功能天文望远镜物镜，涉及光学镜头装置，适用于小型化高性能复消色差天文望远镜的要求，也可用于远距离监控的电视或数码摄像机。其特征在于，它是由三片式主物镜（依次是双凸正透镜１、双凹负透镜２、双凸正透镜３）和置于主物镜焦平面附近的三片反光镜（４、５、６）、分束立方棱镜（７）构成光束偏折装置及凹凸型平场透镜（８）组成。入瞳设在第（１）面上。满足条件：１．４７＜ｎ↓［１］＜１．５２，υ↓［１］＞６４；１．５３＜ｎ↓［２］＜１．６２，３５＜υ↓［２］＜４１；１．５８＜ｎ↓［３］＜１．６６，５１＜υ↓［３］＜５５；１．６５＜ｎ↓［８］＜１．７４，２８＜υ↓［８］＜３４；０．０１＜｜ｈ↓［９］／Ｒ↓［９］｜－｜ｈ↓［１０］／Ｒ↓［１０］｜＜０．０３，｜Ｒ↓［９］｜＜｜Ｒ↓［１０］｜。光学装置提供横向长度短，视距调整快速，能方便与摄像机连接，成像性能高的复消色差望远物镜。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光学装置，适用于高性能天文望远镜的需 求，也可用于与电视摄像机或数码相机相配套的远距离监控摄像光学镜头。现有技术现有折射式天文望远镜均由物镜和目镜组成，其整机结构 基本上是直筒式的，横向长度较长。整体结构配重不合适时，会影响整机 的稳定性，影响其防振性能。为了与计算机等外围设备相配套，通常只能 将数码摄像机接到目镜的后面，不能做到摄像和目视同时兼用。此外，对 远近目标的调焦，均采用目镜组件前后调节，很难实现电动调焦或自动调 隹。"、、O我们计算了国内外一些复消色差天文望远镜物镜，发现这些物镜的边 缘视场的成像质量远比中心差，其传递函数值也差，不利于大范围的观察。
技术实现思路
本技术的目的在于克服上述不足，提供横向长度短，视距调整快速，能方便地与摄像机连接，成像性能高的多功能天文望远镜 物镜。本专利技术的方案是专利技术的技术光学装置是由三片式主物镜、三片 反光镜和一组分束立方棱镜及一片平场透镜组成。三片反光镜和立方棱镜 置于主物镜焦面附近，形成纵向呈长立方形的排列，使光束向纵向偏折， 起到大幅压縮望远镜横向长度的作用。主物镜由第(l)片双凸正透镜，第(2)片双凹负透镜，第(3)片双凸正透镜构成，选用的材料顺序为Qk;，TF,和ZBaF,;第(4)、 (5)、 (6)片为平行平板反光镜，其反光面设在前表面并镀制可 见光谱区域高反射率多层膜，选用的材料为1(9或1(4;第(7)片为分束立方棱 镜，它是由两片直角棱镜胶合而成，其中一片棱镜的斜面镀银或铝反射膜， 其透反比在0. 4:0. 6或0. 3:0. 7之间，使用的材料为K9;平场透镜(8)为凹凸 负透镜，选取用的材料为ZF2，光栏设在第(l)面上。光学装置必须满足的条件如下1.47<n,<l. 52， u,>64........................(1)1.53<n2<1.62， 35<u2<41..................(2)1. 58<n3<l. 66, 51<u3<55..................(3)1. 65<n8 <1. 71， 28< u 4 <34..................(4)O.OKlH卜|鈀|<0.03， |R9|<|R,。|……(5)。 本技术的优点在于采用在主物镜焦面附近插入在纵向呈长正方形排列的三片反光镜和分 束正方棱镜的结构，使横向光束向纵向偏折的方案，由于被压縮的横向光 束的长度是纵向偏折光束高度的两倍，因此可在不增加纵向高度太多的情 况下，可大幅压縮望远镜的横向长度，能使天文望远镜的防振和稳定性能 进一步提高。当反光镜(5)和(6)同步上下移动时，可改变望远镜的像方截距， 因此新方案采用物镜方调焦方式来替代传统的目镜方式，很显然反光镜(5) 和(6)的上下同步移动值是调焦量的两倍，可实现快速调焦。由于纵向的可 用空间比较大，可实现安装电动调焦装置，和摄像机配合也可实现自动调 焦。分束立方棱镜的采用，可使一束光束经半透半反射面进入目镜，透过半透半反射面的另一束光可进入设置的摄像系统，实现目视和摄像同时进 行。引入平场透镜后，可校正场曲和像散，使边缘图象的成像质量大幅提高。平面反光镜镀制可见光谱区域高反射率多层膜，其反射率不小于98%。附图说明图1是现有常用的折射式天文望远镜的光学结构图； 图2是本技术采用的复消色差天文望远镜的光学结构方案示意图。 其中，第(l)、 (2)、 (3)片为主物镜;第(4)、 (5)、 (6)为反光镜，第(7)片为分束 棱镜；第(S)片为平场透镜；第(9)为视场光栏；第(仰为目镜组；第(ll)为直角 棱镜；第肪为摄像转接镜；第G3)为CCD或CMOS摄像器件，第(14)为物镜的入图3是本技术采用的复消色差望远物镜的光学结构计算示意图。 其中，第(l)、 (2)、 (3)片为主物镜；第(4)、 (5)、 (6)为反光镜的位置；第(7)片 为分束棱镜；第(8)片为平场透镜；R为透镜的曲率半径；d为透镜的厚度或 透镜间的空气间隔；1 '为物镜的后截距。图4是本专利技术实例取f' =570mm， Fw,=6.8，消色谱线d(g， f， e， c)时，不同视场(轴上、0.5"、 0.707"、 的几何像差曲线图。a为球差，b为像散和相对畸变，c为倍率色差，d为子午和弧矢方向的特性曲 线图。球差、象散、相对畸变、倍率色差的横坐标单位分别为mm、"百分比" 和微米。特性曲线图的最大纵坐标单位为士10微米。图5是本专利技术实例取f' =570mm， Fw=6.8，消色谱线d(g， f， e， c)时，不同视场(轴上、0.5"、 0.707"、 lw)的点列图。直径的对比标 准尺寸单位为100微米。图6是本专利技术实例取f' 二570mm， F^二6.8，消色谱线d(g， f， e， c)时，不同视场(轴上、0.5"、 0.707"、 1")的光学传递函数图。横坐 标单位是线对/ ram。实施例专利技术的新型光学装置是由三片式主物镜、三片式光束往纵向 垂直偏折的反光镜和一组分束立方棱镜及一片平场透镜组成。主物镜由第 (l)片双凸正透镜，第(2)片双凹负透镜，第(3)片双凸正透镜构成。第(4)、第 (5)、第(6)片为平行平板反光镜。第(7)片为分束立方棱镜，第(8)片为凹凸平 场负透镜。望远镜的光栏设在第一面上。光学装置必须满足的条件如下1.47<n,<1.52， u ,>64........................(1)1.53<n2<1.62， 35<u2<41..................(2)1. 58<n3<l. 66， 51<u3<55..................(3)1. 64<n8 <1. 71， 30< u 8 <34..................(4)0.01<1監H^l<0.03， |R9|<|R,。|……(5)。 设定上述必须满足条件的目的是条件(l)、 (2)、 (3)设定的目的是有效地控制主物镜的二级光谱(色球差) 条件(4)设定的目的是产生较大的负三级场曲像差系数(一S》和倍率色 差像差系数C2，而且使该片的两面曲率半径不太小且不同心。条件(5)设定的目的是在校正系统的场曲的同时，使平场透镜承担的轴上偏角很小，它不影响已校正好的像差和二极光谱。 本技术的主要特征是-本案技术的光学装置的主要特征是，在主物镜焦面附近设置由三 片反光镜和一组分束棱镜呈长立方形排列的光束偏折装置以及一片平场多 镜组成，使横向光束向纵向偏折，同时使轴外像差得到校正。表l是本技术的实例E.F.L=570mm，FNO=6.8， 2w=1.8° ， 消色谱线d(g， f， e， c) 表1 :各镜片数据<table>table see original document page 7</column></row><table><本文档来自技高网...

【技术保护点】
多功能天文望远镜物镜，包括三片式主物镜、三片反光镜和一组分束立方棱镜及一片平场透镜组成，其特征在于主物镜由第（１）片双凸正透镜，第（２）片双凹负透镜，第（３）片双凸正透镜构成，第（４）、（５）、（６）片为平行平板反光镜，第（７）片为由两片直角棱镜胶合而成的分束立方棱镜，第（８）片为凹凸负透镜平场透镜；光栏设在第（１）面上，光学装置必须满足的条件如下：１．４７＜ｎ↓［１］＜１．５２，υ↓［１］＞６４……………………（１）１．５３＜ｎ↓［２］＜１．６２，３５＜υ↓［２］＜４１………………（２）１．５８＜ｎ↓［３］＜１．６６，５１＜υ↓［３］＜５５………………（３）１．６８＜ｎ↓［８］＜１．７４，２８＜υ↓［８］＜３４………………（４）０．０１＜｜ｈ↓［９］／Ｒ↓［９］｜－｜ｈ↓［１０］／Ｒ↓［１０］｜＜０．０３，｜Ｒ↓［９］｜＜｜Ｒ↓［１０］｜……（５）。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赖爱光，王亦雄，赖英辉，
申请(专利权)人：福鼎市一雄光学仪器有限公司，赖爱光，
类型：实用新型
国别省市：35[中国|福建]