[发明专利]一种超广角目镜光学系统

说明书

技术领域

本发明涉及光学目镜，特别是一种主要用于天文观察的超广角目镜光学系统。 

背景技术

众所周知，天文望远镜由物镜和目镜组成，物镜和目镜分别做成可互换的标准部件，用不同的物镜组和目镜组的组合，即可组成不同倍率的满足不同观察目的的天文望远镜；天文望远镜的视放大率等于物镜组和目镜组的焦距之比，整个望远镜的物方视场角等于目镜的像方视场角除以望远镜的视放大率；一般天文望远镜的视放大率为几十倍至几百倍，最常用的倍率为50～100倍。对望远物镜来说，视场角做到2°是很容易的，如果我们假定望远物镜的视场角为2°、整个望远镜的视放大率为50倍，那么，目镜的视场角就要做到100°，但目镜的视场角做到100°并非易事。常用的目镜的类型主要有：惠更斯目镜（H目镜）、冉斯登目镜（R目镜）、普罗素目镜（PL目镜或者叫对称式目镜）、凯尔纳目镜（K目镜）、阿贝目镜（Or目镜或者叫无畸变目镜）、艾尔弗目镜（Er目镜）等，这些目镜的视场角在35°～70°之间；由此，我们看到制约高倍率天文望远镜观察视场的主要是目镜。因此，为了扩大高倍率天文望远镜的观察视场，各天文观察器材制造商竞相推出大角度的超广角目镜。美国的Televue Optics是世界上顶级的以制造天文观察目镜为主的天文器材制造商，它于2003年推出了视场角为82°的由四组七片玻璃镜片组成的自己命名为“Nagler”的超广角目镜，2006年推出了视场角为100°的由六组九片玻璃镜片组成的自己命名为“Ethos”的超广角目镜，2010年夏季刚刚发布了第一款视场角为110°、焦距为3.7毫米的Ethos超广角目镜。

发明内容

为了尽可能地获得大的观察范围，本发明提供了一种新型的超广角目镜光学系统，该目镜具有高达120°的超广视角。

本发明的光学系统由８组１２片光学镜片组成，从人眼观察侧至像平面侧，依次为第一透镜、第二透镜、第一胶合透镜、第五透镜、视场光阑、第二胶合透镜、第八透镜、第三胶合透镜和第四胶合透镜。

本发明所述目镜存在中间实像面（即视场光阑所在位置），实像面位于第五透镜和第二胶合透镜之间，且实像面前、后的透镜系统的组合光焦度Ф_Z1、Ф_Z2与目镜的总光焦度Ф之间存在以下关系式（1）～（2）：

（1）0.15≤Ф_Z1/Ф≤0.45；

（2）-0.2≤Ф_Z2/Ф≤-0.05。

本发明所述目镜光学系统所成的像为虚像，也就是说，所述目镜的成像面位于第四胶合透镜的最后一个球面顶点之前。

本发明所述目镜光学系统的第一透镜、第二透镜、第一胶合透镜、第五透镜、第二胶合透镜、第八透镜、第三胶合透镜和第四胶合透镜的光焦度Ф₁、Ф₂、Ф_J1、Ф₅、Ф_J2、Ф₈、Ф_J3、Ф_J4与目镜的总光焦度Ф之间存在以下关系式（1）～（8）：

（1）0.10≤Ф₁/Ф≤0.25；

（2）0.05≤Ф₂/Ф≤0.15；

（3）0.01≤Ф_J1/Ф≤0.05；

（4）0.05≤Ф₅/Ф≤0.20；

（5）0.07≤Ф_J2/Ф≤0.25；

（6）-0.50≤Ф₈/Ф≤-0.10；

（7）-0.35≤Ф_J3/Ф≤-0.001；

（8）-0.20≤Ф_J4/Ф≤-0.05。

本发明所述目镜光学系统的第一透镜至第十二透镜所用材料的折射率n_d1～n_d12和阿贝数ν_d1～ν_d12满足以下关系式（1）～（12）：

（1）n_d1≥1.6000，ν_d1≥45；

（2）n_d2≥1.6000，ν_d2≥45；

（3）n_d3≤1.7500，ν_d3≥55；