一种常见的光学系统是中继透镜。当用户在物理上无法接近被观察的对象(如内窥镜)或需要倒置/矫正图像(如望远镜瞄准器)时，就会使用中继镜头。在这里，我们描述了一些步骤，采取了设计一个光学中继系统的客户，需要一个定制的孔镜。
什么是孔镜
当需要检查狭窄或难以进入的位置时，通常使用孔镜。它们可以由刚性或柔性部件制成，一端是物镜，另一端是相机或目镜。图1中所示的特定孔径镜包含一个物镜和一组继电透镜。
为了设计(或选择正确的)物镜，需要考虑不同的参数，如工作距离、视场、相机传感器的分辨率、图像大小等。中继透镜将这幅图像从物镜转换到成像传感器(如图所示)。
图1所示。管道镜的概念。物镜生成中间图像，由中继镜头拾取，然后转换成图像传感器(如图所示)。
物镜是孔径镜系统的关键部件。物镜形成初始图像，并提供所需的光学参数和成像质量。我们根据客户对分辨率、视场、波长范围(900-1700 nm)和工作距离的要求设计了这款物镜。在优化阶段，我们精心挑选最好的材料来减少像差的数量。
孔径镜需要在400- 600mm之间扩展:我们将长度分成4-5个单元，而不是创建一个单一的中继镜头。也就是说，4或5个延长100-150mm的继电器镜头，一个接一个，以达到所需的孔径镜长度。所述中继镜头将图像转换为1:1，所述设计的中继镜头的孔径与物镜一致，且中继镜头允许图像平移而不会显著降低图像质量。
这种中继镜头系统的一个优点是，如果孔径镜需要进一步扩展(或缩小)，它将是一个删除中继镜头部分而不影响相机或物镜的问题。
需要实现的最后一个光学设计步骤是添加一个相机(或目镜)来观察图像。我们的客户需要一个非常具体的图像可视化，但在更一般的情况下，相机的大小和分辨率应该考虑到设计物镜。在我们的设计中，我们观察每一步的像差和MTF曲线，即在物镜后和添加继电器系统后。使用Zemax进行优化，并向客户提出了如何显示图像和调整物镜的建议。
中继镜头的光学布局
当光学和机械设计完成后，就可以进行原型设计了。相机、中继镜头和物镜的成品如下图所示
最终产品是热成像孔径镜
