[發(fā)明專利]一種用于線陣探測器的變焦光學(xué)鏡頭

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010190602.3
• 申請日: 2020-03-18
• 公開（公告）號: CN111399201B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王麗麗;陳建樹;趙國鵬;張維林;李永富;趙顯;房常峰
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué)
• 主分類號: G02B15/167
• 分類號: G02B15/167
• 代理公司: 青島華慧澤專利代理事務(wù)所(普通合伙) 37247
• 代理人: 劉娜

本發(fā)明公開了一種用于線陣探測器的變焦光學(xué)鏡頭，包括依次排列的七個透鏡，透鏡一、透鏡三和透鏡五為凸柱透鏡，所述透鏡二、透鏡四為凹柱透鏡，所述透鏡六為凹透鏡，所述透鏡七為凸透鏡；縱向視場的變焦組成部分包括前固定組、變倍組、補償組和后固定組，所述前固定組包括透鏡一、透鏡二和透鏡三，所述變倍組包括透鏡四，所述補償組包括透鏡五，所述后固定組包括透鏡六和透鏡七，所述鏡頭包括狀態(tài)一和狀態(tài)二兩種狀態(tài)，并且各組件之間滿足相關(guān)約束條件，本發(fā)明所公開的變焦光學(xué)鏡頭針對特定場景，在實現(xiàn)平滑換根，不改變系統(tǒng)長度的基礎(chǔ)上，進一步擴展變焦范圍。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種光學(xué)鏡頭，特別涉及一種用于線陣探測器的變焦光學(xué)鏡頭。

背景技術(shù)

變焦鏡頭是在一定范圍內(nèi)可以變換焦距、從而得到不同寬窄的視場角，不同大小的影像和不同景物范圍的照相機鏡頭。變焦鏡頭在不改變拍攝距離的情況下，可以通過變動焦距來改變拍攝范圍，因此非常有利于畫面構(gòu)圖。由于一個變焦鏡頭可以兼擔(dān)當(dāng)起若干個定焦鏡頭的作用，外出工作時不僅減少了攜帶攝影器材的數(shù)量，也節(jié)省了更換鏡頭的時間。

搭配濾光片的近紅外探測器無需清晰成像，僅需接受一定范圍的光照即可。在室外進行近紅外光譜采集時，有時需要根據(jù)不同情況變化焦距，改變視場，使得采樣區(qū)域更精確合理，為此需要變焦鏡頭。

變焦鏡頭的一般由前固定組、變倍組、補償組和后固定組組成，核心部分為變倍組和補償組。前后固定組的放大倍率不變，變倍組的主要作用為調(diào)整整個鏡頭的焦距變化，而補償組的作用是保持相面的穩(wěn)定，使相點位置不發(fā)生改變。

一般的，變焦鏡頭為減少不必要的長度，通常需要滿足平滑“換根條件“，因物象共軛關(guān)系，如圖1所示，對于變倍組的放大率變化(圖中線A)，補償組通常存在兩條雙曲線的運動軌跡(圖中線B)達(dá)到補償目的，其中一條曲線補償組放大率始終大于等于1，另一條曲線補償組放大率始終小于等于1，變焦鏡頭的焦距為

F＝F_前固定β_變倍β_補償β_后固定

其中，F(xiàn)-系統(tǒng)焦距，F(xiàn)_前固定-前固定組焦距，β_變倍-變倍組放大率，β_補償-補償組放大率，β_后固定-后固定組放大率。

由于前后固定組的焦距不變，因此補償組放大率與變倍組放大率乘積的變化范圍決定了變焦鏡頭的焦距變化范圍。在平滑換根條件下，可以如圖2，放大率若能使補償組兩曲線相切(相切位置在變倍組放大率為1的位置)，使變倍組放大率大于1時(假設(shè)變倍組上半段放大率大于1，下半段放大率小于1)，補償組使用左側(cè)黑色粗線條的運動軌跡，變倍組放大率小于1時使用右側(cè)黑色粗線條的運動軌跡，則能在擴展變焦范圍的同時減小不必要的系統(tǒng)長度。這被稱為“平滑換根“。

現(xiàn)有技術(shù)中，在實現(xiàn)平滑換根時，變焦范圍無法實現(xiàn)擴展，限制了變焦鏡頭在線陣探測器上的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種用于線陣探測器的變焦光學(xué)鏡頭，以達(dá)到在實現(xiàn)平滑換根，不改變系統(tǒng)長度的基礎(chǔ)上，進一步擴展變焦范圍的目的。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種用于線陣探測器的變焦光學(xué)鏡頭，包括依次排列的七個透鏡，透鏡一、透鏡三和透鏡五為凸柱透鏡，所述透鏡二、透鏡四為凹柱透鏡，所述透鏡六為凹透鏡，所述透鏡七為凸透鏡；縱向視場的變焦組成部分包括前固定組、變倍組、補償組和后固定組，所述前固定組包括透鏡一、透鏡二和透鏡三，所述變倍組包括透鏡四，所述補償組包括透鏡五，所述后固定組包括透鏡六和透鏡七；

所述鏡頭包括狀態(tài)一和狀態(tài)二兩種狀態(tài)，所述狀態(tài)一的縱向視場的前固定組為長焦距，所述狀態(tài)二的縱向視場的前固定組為短焦距，所述狀態(tài)一和狀態(tài)二是由透鏡一和透鏡二繞光軸旋轉(zhuǎn)90°得到；