CN101825761B - 广角镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单的并具有更大的视场角的广角镜头。广角镜头，从物体侧起沿光路依次为半椭球镜、半球镜、场镜和目镜，所述半椭球镜和半球镜之间的平面采用光学胶结。本发明采用由半椭球镜、半球镜、场镜和目镜构成的广角镜头，光束通过半椭球镜和半球镜后，光束与主光轴的夹角减小很多，并成象在场镜的焦平面上，通过目镜观看场镜的焦平面，可以看到视场角为180°的方向上的物体。本发明可广泛应用在日常生活、气象、医疗和军事等领域。
Description
技术领域
本发明涉及光学成像技术，特别是涉及一种广角镜头。
背景技术
广角镜头因为可以产生很独特的视觉效应、容纳更宽广的场景，因此被广泛应用在日常生活、医疗和军事等方面。200810215996.2公开了一种广角镜头，结构简单并且具有超过90°低于120°的视场角，但对于一些特殊领域来说，其视场角还是不够的。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构简单的并具有更大的视场角的广角镜头。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：广角镜头，从物体侧起沿光路依次为半椭球镜、半球镜、场镜和目镜，所述半椭球镜和半球镜之间的平面采用光学胶结。
本发明的有益效果是：本发明采用由半椭球镜、半球镜、场镜和目镜构成的广角镜头，光束通过半椭球镜和半球镜后，光束与主光轴的夹角减小很多，并成象在场镜的焦平面上，通过目镜观看场镜的焦平面，可以看到视场角为180°的方向上的物体。本发明可广泛应用在日常生活、气象、医疗和军事等领域。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明的另一种结构的示意图。
具体实施方式
如图1和图2所示，本发明的广角镜头从物体侧起沿光路依次为半椭球镜1、半球镜2、场镜3和目镜4。半椭球镜1采用折射率小于1.55的光学玻璃，表面光学抛光，采用小折射率的半椭球镜1才能使焦距足够长，焦平面才能在半球镜2外。半椭球镜1上通过短轴的横截面构成胶结面5。半椭球镜1各处的曲率半径R是变量，在长轴方向上曲率半径R最小，在短轴方向上曲率半径R最大。半椭球镜1的长轴和短轴之比小于3/2但大于4/3，这样长轴的焦距最短，随视场角增大焦距变长，180°视场角时焦距最大，光束经胶结面5、半球镜2的半球面折射后，所有焦点才能在一平面上，即焦平面。
半椭球镜1和半球镜2之间的平面采用光学胶结，即半椭球镜1和半球镜2之间采用光学结构胶直接胶结，胶结处半椭球镜1和半球镜2的横截面的圆心重合。半球镜2的直径大于半椭球镜1的1/2短轴，这样可以保证收集到所有光束。半球镜2采用折射率大于1.6的光学玻璃，表面光学抛光，大折射率的半球镜2才能使光束在胶结面5、半球镜2的半球面折射产生足够大的偏转，从而使180°的光束会聚在焦平面6上。半椭球镜1和半球镜2的组合构成本发明的物镜。
场镜3置于物镜的焦平面6处，即场镜3的主面与物镜焦平面叠合。场镜3采用凸透镜、双凸透镜或等效组合镜，场镜3的直径等于或大于半椭球镜1的短轴的长度，这样足够包含所有焦点。图1所示的是由一块双凸透镜构成的场镜3，图2所示的是由两块双凸透镜构成的场镜3，其焦平面6处于两块双凸透镜之间。
目镜4置于场中心，场中心是所有光束的会聚处(近似为点)，目镜4的焦距等于场镜3到场中心的距离。目镜4采用凸透镜、双凸透镜或等效组合镜。
本发明的工作原理是：光束先后经半椭球镜1的椭球面、胶结面5、半球镜2的半球面折射后会聚于一点，称为焦点。视场角为180°的方向上发出的光束会聚的焦点的集合构成焦平面6。入射光在胶结面5发生折射，折射后光束的夹角减小很多，光束经半球镜2的半球面后再发生折射，光束的夹角进一步减小。主光轴的焦距最短，光束随视场角增大焦距增大，180°视场角时焦距最大。光束经胶结面5、半球镜2的半球面折射后所有焦点汇集在焦平面上。场镜3改变光束行进方向，使所有光束会聚于场中心。场镜3改变视场角，而不影响成象光束的焦点。场镜3还将目镜4光瞳成象到物镜一侧，在椭球面上划割出小面积，即入射端光瞳，控制入射光束。目镜4作放大镜使用，目镜4的光瞳控制成象光束，通过目镜4观看场镜3的焦平面6，可以看到视场角为180°的方向上的物体，从而实现观察180°的视场角的物体的目的。
Claims (4)
1.广角镜头，其特征在于：从物体侧起沿光路依次为半椭球镜(1)、半球镜(2)、场镜(3)和目镜(4)，所述半椭球镜(1)和半球镜(2)之间的平面采用光学胶结，所述半椭球镜(1)的长轴和短轴之比小于3/2但大于4/3，所述半椭球镜(1)采用折射率小于1.55的光学玻璃，所述半椭球镜(1)上通过短轴的横截面构成胶结面(5)，在胶结处半椭球镜(1)和半球镜(2)的横截面的圆心重合，所述半球镜(2)的直径大于半椭球镜(1)的1/2短轴，所述半球镜(2)采用折射率大于1.6的光学玻璃，所述半椭球镜(1)和半球镜(2)的组合构成物镜，所述场镜(3)置于物镜的焦平面(6)处。
2.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于：所述场镜(3)采用凸透镜、双凸透镜或等效组合镜，所述场镜(3)的直径等于或大于半椭球镜(1)的短轴的长度。
3.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于：所述目镜(4)置于场中心，目镜(4)的焦距等于场镜(3)到场中心的距离。
4.如权利要求1所述的广角镜头，其特征在于：所述目镜(4)采用凸透镜、双凸透镜或等效组合镜。
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