CN109425956A - 一种星光级枪瞄物镜 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种星光级枪瞄物镜，属于光机电一体化领域。通过合理分配光学系统光焦度并辅以超低色散玻璃的应用，有效地校正以球差、色差为主的光学像差，使镜头具有较长焦距的同时其相对孔径达到F1.4，能够实现白天和低照度条件下的高清成像，能够与“星光级”超低照度摄像机一起应用于枪瞄上，使枪瞄在昼夜两种环境下都具有良好的使用效果。

Description

一种星光级枪瞄物镜

技术领域

本专利属于光机电一体化领域，涉及一种星光级枪瞄物镜，应用于昼夜合一枪用瞄准镜或夜视仪中，适合于弱光的环境中使用。

背景技术

近年来，随着图像传感器技术的进步，以及图像降噪算法的提升，可应用于照度低于0.0001Lux的“星光级”摄像机开始出现，而与此同时传统的微光枪瞄因其使用像增强管而使价格居高不下，于是大相对孔径物镜搭配“星光级”超低照度摄像机一起应用于枪瞄上的方式得到越来越广泛的应用。

为了保证让枪瞄整体有一定的放大倍率，枪瞄的物镜一般具有较长焦距，而目前市面上长焦物镜的相对孔径无法满足低照度环境下的使用要求。相应的如果能够提升枪瞄物镜的相对孔径值，使镜头获得更大通光量，将有利于提升枪瞄的夜视效果。

发明内容

本专利的目的是设计一种大相对孔径，能够在弱光环境下收集更多光通量的高分辨率镜头，用以匹配星光级感光元件，在微光环境中也能让枪瞄清晰成像以达到昼夜两用的目的。具体的，本专利镜头焦距为72mm,相对孔径为1:1.4，在保证整体放大倍率的前提下让镜头满足星光级的使用条件。

为实现上述目的，本专利采用的技术方案是：

一种星光级枪瞄物镜，从物方到像方依次包括正光焦度双凸第一透镜L1，负光焦度双凹第二透镜L2，正光焦度弯月型第三透镜L3，正光焦度双凸第四透镜L4，正光焦度双凸第五透镜L5，负光焦度双凹第六透镜L6，负光焦度双凹第七透镜L7。

本专利光学镜头中的七个光学透镜的焦距、折射率和阿贝系数满足以下条件：

85<f1<96	1.62<n1<1.65	52.3<v1<56.5
			-98<f2<-92	1.74<n2<1.78	25.3<v2<28.1
131<f3<139	1.62<n3<1.65	52.3<v3<56.5
			136<f4<143.5	1.68<n4<1.73	39.2<v4<42.5
68<f5<76	1.58<n5<1.61	66.5<v5<70.1
			-57<f6<-52	1.63<n6<1.67	56.5<v6<58.6
-113.2<f7<109	1.78<n7<1.85	23.8<v7<26.6

这里的ni表示第i个透镜的折射率，vi表示第i个透镜的阿贝系数，fi表示第i个透镜的焦距，单位为mm，i＝1,2,3，...7。

本专利通过合理的分配光学系统的光焦度，让光学像差均匀地分布在光学系统的各个面上，第一透镜L1和第二透镜L2光焦度相反，相互抵消大口径时的产生的球差，第三透镜L3为正光焦度弯月型透镜产生的球差平衡了前两片透镜组合后的剩余球差和色差。第三透镜L3和第四透镜L4以较大的空气间隔使光线入射到第四透镜L4时高度降低，减小了球差、像散和色差值。第五透镜L5采用超低色散玻璃，使透镜在分担光焦度、控制球差的同时，也减小了系统的色差。第六透镜L6与第五透镜L5胶合进一步降低球差和色差，第七透镜L7较为靠近像面，承担较小的光焦度，抵消之前镜组产生的匹兹伐和。

本专利通过上述的镜片结构的组合，使镜头的F数达到1.4，各种像差得到较好的平衡和校正，在整个焦距段内各个视场的光学传递函数MTF值在100lp/mm处都大于0.3，可实现白天和低照度条件下的高清成像，并且图像畸变控制在肉眼不易察觉的范围，能够匹配“星光级”超低照度摄像机实现昼夜两用的使用目的。

附图说明

附图1是本专利光学系统结构图

附图2是本专利光学系统传函图

附图3是本专利的实施例的像散、畸变曲线图

具体实施方式

附图1所示的一种星光级枪瞄物镜，从物方到像方依次包括正光焦度双凸第一透镜L1，负光焦度双凹第二透镜L2，正光焦度弯月型第三透镜L3，正光焦度双凸第四透镜L4，正光焦度双凸第五透镜L5，负光焦度双凹第六透镜L6，负光焦度双凹第七透镜L7。通过合理的分配光学系统光焦度，以球差、色差为主的各种光学像差在光学系统的各镜片间较均匀地分布，相互抵消。

本专利光学镜头中的七个光学透镜的焦距、折射率和阿贝系数满足以下条件：

85<f1<96	1.62<n1<1.65	52.3<v1<56.5
			-98<f2<-92	1.74<n2<1.78	25.3<v2<28.1
131<f3<139	1.62<n3<1.65	52.3<v3<56.5
			136<f4<143.5	1.68<n4<1.73	39.2<v4<42.5
68<f5<76	1.58<n5<1.61	66.5<v5<70.1
			-57<f6<-52	1.63<n6<1.67	56.5<v6<58.6
-113.2<f7<109	1.78<n7<1.85	23.8<v7<26.6

这里的ni表示第i个透镜的折射率，vi表示第i个透镜的阿贝系数，fi表示第i个透镜的焦距，单位为mm，i＝1,2,3，...7。

所述的第一透镜L1和第二透镜L2光焦度相反，相互抵消大口径时的产生的球差，第三透镜L3为正光焦度弯月型透镜产生的球差平衡了前两片透镜组合后的剩余球差和色差。第五透镜L5采用超低色散玻璃，有利于消除轴向色差，特别是加强了对短波光线轴向色差的控制，避免出现明显的紫边现象。第七透镜L7较为靠近像面，承担较小的光焦度，抵消之前镜组产生的匹兹伐和。

所述的镜头F数达到1.4，各种像差得到较好的平衡和校正，在整个焦距段内各个视场的光学传递函数MTF值在100lp/mm处都大于0.3，可实现白天和低照度条件下的高清成像，并且图像畸变控制在肉眼不易察觉的范围，能够匹配“星光级”超低照度摄像机实现昼夜两用的使用目的。

以下为本专利的一个实施例，镜头的光学系统结构数据如下:

这里，R表示对应镜面的曲率半径，d表示对应镜片的中心厚度或空气间隔，n表示对应镜片的折射率，v表示对应镜片的阿贝系数。

以上所述仅是本专利技术的一种优选实施方式，并不构成对本专利技术的限定，凡在本专利所述技术方案基础之上作出的任何修改、替换等，均应落入本专利的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种星光级枪瞄物镜，从物方到像方依次包括正光焦度双凸第一透镜L1，负光焦度双凹第二透镜L2，正光焦度弯月型第三透镜L3，正光焦度双凸第四透镜L4，正光焦度双凸第五透镜L5，负光焦度双凹第六透镜L6，负光焦度双凹第七透镜L7。

2.根据权利1所述的一种星光级枪瞄物镜，其特征在于：镜头的F数达到1.4，各种像差得到较好的平衡和校正，在整个焦距段内各个视场的光学传递函数MTF值在100lp/mm处都大于0.3，可实现白天和低照度条件下的高清成像。

3.根据权利1所述的一种星光级枪瞄物镜，其特征在于：光学镜头中的七个光学透镜的焦距、折射率和阿贝系数满足以下条件：

85<f1<96 1.62<n1<1.65 52.3<v1<56.5 -98<f2<-92 1.74<n2<1.78 25.3<v2<28.1 131<f3<139 1.62<n3<1.65 52.3<v3<56.5 136<f4<143.5 1.68<n4<1.73 39.2<v4<42.5 68<f5<76 1.58<n5<1.61 66.5<v5<70.1 -57<f6<-52 1.63<n6<1.67 56.5<v6<58.6 -113.2<f7<109 1.78<n7<1.85 23.8<v7<26.6

这里的ni表示第i个透镜的折射率，vi表示第i个透镜的阿贝系数，fi表示第i个透镜的焦距，单位为mm，i＝1,2,3，...7。