反射式镜头能够不能把视场做超大？

leomessiii

想问问大家，反射式镜头，离轴反射式镜头，或者折反射式镜头不考虑成本、装调的话，仅从原理上说能不能把视场做到80°，F数做到1.85，总长还要小于30mm。我看了很多论文，要么就是视场角非常小，不超过10°，要么就是视场角稍大一点30--60°的样子，相应的F数会变得非常大5--10左右。给老师说了不可行，但是老师说只是现有的论文没有做出来，让我从原理上分析不可行的原因。实在找不到。有人有相关的资料或者书籍吗？求助求助！！

yucheng

感觉受限于体积，成本和加工能力吧。体积上，用反射式，首先得考虑到光阑的位置，光阑处各视场光束汇聚通常是通光口径最小的地方，但是其他反射表面处各视场光线都分开了，由于光线多次反射必然其他反射表面的口径要很大很大。反射式器件要是做大了，面型精度肯定不好控，成本也贼高，而且装调也不好弄。综上

leomessiii

yucheng 发表于 2023-11-7 11:15
感觉受限于体积，成本和加工能力吧。体积上，用反射式，首先得考虑到光阑的位置，光阑处各视场光束汇聚通常 ...

主要成本这些我也给他说了，现在就是不考虑成本，就是想知道从原理上考虑，反射式能不能做到80°的同时把F数做到1.85

yucheng

leomessiii 发表于 2023-11-7 15:41
主要成本这些我也给他说了，现在就是不考虑成本，就是想知道从原理上考虑，反射式能不能做到80°的同时把 ...

你看我这个思路可不可行：
先不考虑色差校正等这些因素，我觉得反射式镜头的意义在于通过折叠光路，可以在相对较小的物理尺寸实现较长的焦距。这个是该结构的意义。因为反射式折叠光路，系统总长很长，所以焦距通常不会短！！！反射式镜头不是用于实现短焦距的光学设计，它的入瞳通常很大。
但也如你所说，你找不到F数又小，视场又大的结构，这是由于反射式结构本身决定的：其一，因为反射式结构通常具有很长的焦距，如果F数小了，那么其入瞳就大了，即需要的每一个反射面的口径就更大，以100mm焦距为例，要做2的F数，就需要50mm的入瞳直径，这还仅仅是光阑处的光斑尺寸，其他反射面上的光斑只会更大；其二，视场一定会受到限制，因为反射式结构本身焦距就大，视场越大，要求非光阑面的反射镜口径就越大，你要做80度视场，如果焦距是100 mm，你可以推测下非光阑面的反射镜得多大的口径。所以F数变小以及视场变大，都会增加系统口径，通常只能满足一个。
我也不是做反射式光学系统的，如果有哪里说的不妥，也恳请大家批评指正。

海绵宝宝

可以参考下超短焦投影镜头

亦安

可以查找一些自由曲面反射系统的专利和文献作为参考。除了上述朋友们提到的通光口径，成本这些，也可以从像差入手，像差是更核心的评价指标，本身反射式系统的焦距就长，视场大了之后物面和像面也大，通光口径也大，像差当然更大。自由曲面面型校正像差的文献很多，可以从光学原理上分析一下，借助他们的分析工具。我看了很多自由曲面反射系统的文献，也做过几个自由曲面离轴三反的设计，能在一定程度上增大视场，不过也就四五十度，再大就做不了了，像质太差，一般F也就3，F越小对自由曲面来说像差更难控制。

leomessiii

海绵宝宝 发表于 2023-11-7 18:51
可以参考下超短焦投影镜头

超短焦投影镜头我也注意到了，但是感觉投影系统和摄影系统的光路区别还是比较大的，好像是相反的光路。后续的MTF评价差距也很大，投影镜头相同的参数指标在安防镜头下可以适用吗？

海绵宝宝

leomessiii 发表于 2023-11-8 10:48
超短焦投影镜头我也注意到了，但是感觉投影系统和摄影系统的光路区别还是比较大的，好像是相反的光路。后 ...

光路可逆，主要是看用在什么场景下了

清澈时光

反射可控参数太少，要达到你的要求目前的主流方向是加复杂的自由曲面