[發明專利]一種大變倍比遠距離變焦系統和激光照明系統

有效

• 申請號: 201810022275.3
• 申請日: 2018-01-10
• 公開（公告）號: CN108267849B
• 公開（公告）日: 2020-07-28
• 發明（設計）人: 陳偉;王建平;魏書貴;蘇耀年;龍偉華;謝俊敏;劉勇;謝寧;王森聯
• 申請（專利權）人: 佛山華國光學器材有限公司
• 主分類號: G02B15/173
• 分類號: G02B15/173
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 鄭澤萍;譚英強

本發明公開了一種大變倍比遠距離變焦系統及激光照明系統，該變焦系統沿光線的傳播方向依次設有：具有正屈光度的第三透鏡組、具有負屈光度的第二透鏡組以及具有正屈光度的第一透鏡組，第一透鏡組為固定設置，第二透鏡組為變倍組，第三透鏡組為對焦組，且第二透鏡組和第三透鏡組通過聯動機構連接。本發明通過沿光線的傳播方向依次設置具有正屈光度的第三透鏡組、具有負屈光度的第二透鏡組以及具有正屈光度的第一透鏡組，并通過第二透鏡組和第三透鏡組的聯動移動，可以實現80倍的焦距變化，保證在大變倍比的變焦范圍內，實現光束的均勻照明，變焦效果好，滿足光束的遠距離照明需求，適用于各種照明系統中，可廣泛應用于激光照明行業中。

技術領域

本發明涉及激光照明領域，特別是涉及一種大變倍比遠距離變焦系統和激光照明系統。

背景技術

在安防監控領域，遠距離近紅外照明以成為一項重要技術。目前比較常用的近紅外主動照明光源以近紅外LED和近紅外激光器居多。雖然近紅外LED相比于近紅外激光器功耗低、價格便宜，但其在遠距離照明時，例如150M以上時，LED照明效果不佳，而激光器由于其單色性好，方向性好，體積小等優勢更適合作為遠距離照明光源。因此遠距離近紅外主動照明通常采用808-980nm波長的近紅外激光器作為照明光源。

為了有效利用激光出射光束，并使其照明角度可根據使用要求在某一范圍連續可調，通常將激光出射光經光纖耦合整型輸出，光纖出射光再通過一光學系統進行擴束使得出射光束的最終出射光束角度可調，并實現對出射光束的均勻化，最終在物體表面得到一個均勻的照明光斑。因此，遠距離激光照明系統需要滿足以下要求：一、滿足一定的變焦范圍，即滿足一定的角度變化范圍；二、需要較小的F數，以便達到對光源能量的充分利用；三、需滿足使出射光束在物體表面得到一個均勻的光斑，即在光束的照明范圍內各點能量比較均勻。

目前，遠距離近紅外激光照明鏡頭的常見變焦倍數一般在60-80倍F1.8，應用到目前的照明系統中，存在照明角度變化范圍不夠合理的問題，實際使用時要么變化范圍內照明角度整體偏大，要么偏小。變化范圍內照明角度整體偏小時，造成在其最小照明角度時畫面易過曝，在其最大照明角度時照明范圍偏??；變化范圍內照明角度整體偏大時，在其最小照明角度時，照明角度相對其他系統較大這樣就導致其能夠實現的照明距離相應的減小，在其最大照明角度時理論上照明范圍較大，而實際使用時激光器能量一定，在超過一定照明范圍時照明效果較差，甚至達不到照明的效果。

總的來說，目前的遠距離激光照明系統在其變化范圍內的照明效果較差，難以滿足應用需求。

發明內容

為了解決上述的技術問題，本發明的目的是提供一種大變倍比遠距離變焦系統和激光照明系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種大變倍比遠距離變焦系統，沿光線的傳播方向依次設有：具有正屈光度的第三透鏡組、具有負屈光度的第二透鏡組以及具有正屈光度的第一透鏡組，所述第一透鏡組為固定設置，所述第二透鏡組為變倍組，所述第三透鏡組為對焦組，且所述第二透鏡組和第三透鏡組通過聯動機構連接。

進一步，所述第一透鏡組包括第一鏡片和第二鏡片，所述第一鏡片和第二鏡片均具有正屈光度，所述第二透鏡組采用雙凹的具有副屈光度的第三鏡片，所述第三透鏡組采用雙凸的具有正屈光度的第四鏡片。

進一步，所述第一鏡片為平凸透鏡，且第一鏡片位于光線入射側的一面為平面，位于光線出射側的一面為曲面，該曲面的曲率半徑為：150～160mm；所述第二鏡片為彎月形狀。

進一步，所述第三鏡片位于光線入射側的曲面的曲率半徑為：18～22mm，位于光線出射側的曲面的曲率半徑為：-22～-18mm；

所述第四鏡片位于光線入射側的曲面的曲率半徑為：-13.4～-13mm，位于光線出射側的曲面的曲率半徑為：2.6～3mm。