[發(fā)明專利]一種日盲紫外波段大靶面雙焦距鏡頭光學系統(tǒng)及其成像方法

有效

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• 申請日: 2017-04-18
• 公開（公告）號: CN106842525B
• 公開（公告）日: 2022-08-12
• 發(fā)明（設計）人: 梁秀玲;徐苗;林正;郭王凱;馮浩男
• 申請（專利權）人: 福建師范大學
• 主分類號: G02B15/15
• 分類號: G02B15/15;G03B11/00;G02B1/11
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

本發(fā)明涉及一種日盲紫外波段大靶面雙焦距鏡頭光學系統(tǒng)及其成像方法，為二組元變焦透射式結構，從物方向到像方沿軸向光線自左向右入射依次同軸設置有變倍組、光闌、補償組、日盲紫外帶通濾光片以及日盲紫外CCD；所述變倍組自左向右依次設有第一正光焦度的雙凸透鏡A1、第一正光焦度的月牙透鏡A2、第一負光焦度的雙凹透鏡A3、第二正光焦度的月牙透鏡A4、第二正光焦度的雙凸透鏡A5；所述補償組自左向右依次設有第三正光焦度的雙凸透鏡C1、第二負光焦度的雙凹透鏡C2、第一負光焦度的月牙透鏡C3、第四正光焦度的雙凸透鏡C4。本發(fā)明可以在不增加鏡頭數(shù)量的前提下，用一個鏡頭實現(xiàn)雙焦距雙視場的切換，整個系統(tǒng)僅為二組元，結構簡單，成像質量優(yōu)良。

技術領域

本發(fā)明涉及光學技術領域，特別是一種基于日盲紫外波段大靶面雙焦距鏡頭光學系統(tǒng)的成像方法。

背景技術

240nm-280nm波段是一種非常特殊的光譜，肉眼看不見，屬于紫外波段，被稱為“太陽盲區(qū)”（即“日盲”）。太陽發(fā)出的光譜在進入大氣層的時候這一波段的紫外輻射就全部被臭氧層吸收。這樣在測量過程中最大的干擾——來自太陽紫外輻射的干擾就已經(jīng)被排除。日盲紫外探測技術充分利用了這一特點，可靈敏探測到高壓線路故障點電火花產(chǎn)生的微弱紫外信號，有著良好的工作背景,干擾小，信號對比度好，虛假信號少,可全天候清晰探測成像并進行實時監(jiān)測。日盲紫外鏡頭可以通過架設云臺或安裝在無人駕駛飛機上，對變電站、森林等的安全隱患進行遠距離、全方位實時監(jiān)測；也可以車載進行流動監(jiān)測。

現(xiàn)有的日盲紫外鏡頭都是單一焦距、單一視場監(jiān)測，如果需要監(jiān)測二個視場，需要用二個鏡頭。

發(fā)明內容

有鑒于此，本發(fā)明的目的是提出一種基于日盲紫外波段大靶面雙焦距鏡頭光學系統(tǒng)的成像方法，可以在不增加鏡頭數(shù)量的前提下，用一個鏡頭實現(xiàn)雙焦距雙視場的切換，整個系統(tǒng)僅為二組元，結構簡單，成像質量優(yōu)良。

本發(fā)明采用以下方案實現(xiàn)：一種日盲紫外波段大靶面雙焦距鏡頭光學系統(tǒng)，為二組元變焦透射式結構，從物方向到像方沿軸向光線自左向右入射依次同軸設置有變倍組、光闌、補償組、日盲紫外帶通濾光片以及日盲紫外CCD；所述變倍組自左向右依次設有第一正光焦度的雙凸透鏡A1、第一正光焦度的月牙透鏡A2、第一負光焦度的雙凹透鏡A3、第二正光焦度的月牙透鏡A4、第二正光焦度的雙凸透鏡A5；所述補償組自左向右依次設有第三正光焦度的雙凸透鏡C1、第二負光焦度的雙凹透鏡C2、第一負光焦度的月牙透鏡C3、第四正光焦度的雙凸透鏡C4。

較佳的，光闌設置在變倍組和補償組之間，構成雙高斯的變形結構，使軸外像差很大程度上相互抵消。光闌到日盲紫外CCD之間的位置固定不變，通過移動變倍組和補償組來實現(xiàn)焦距的變化。

進一步的，所述第一負光焦度的雙凹透鏡A3、第二負光焦度的雙凹透鏡C2和第一負光焦度的月牙透鏡C3材料折射率的范圍為1.40-1.50，阿貝數(shù)范圍為65-70；所述第一正光焦度的雙凸透鏡A1、第一正光焦度的月牙透鏡A2、第二正光焦度的月牙透鏡A4、第二正光焦度的雙凸透鏡A5、第三正光焦度的雙凸透鏡C1以及第四正光焦度的雙凸透鏡C4的材料折射率的范圍為1.40-1.45，阿貝數(shù)范圍為90-95。

進一步的，所述第一正光焦度的雙凸透鏡A1的焦距為132.7mm，第一正光焦度的月牙透鏡A2的焦距為277.1mm，第一負光焦度的雙凹透鏡A3的焦距為-49.2mm，第二正光焦度的月牙透鏡A4的焦距為130.1mm，第二正光焦度的雙凸透鏡A5的焦距為163.2mm；所述第三正光焦度的雙凸透鏡C1的焦距為51.6mm，第二負光焦度的雙凹透鏡C2的焦距為-23.44mm，第一負光焦度的月牙透鏡C3的焦距為-64.21mm，第四正光焦度的雙凸透鏡C4的焦距為27.08mm。

進一步的，所述變倍組的焦距為197.8mm，所述補償組的焦距為108.3mm。