[發明專利]一種紫外連續變焦望遠光學系統

有效

• 申請號: 202110017171.5
• 申請日: 2021-01-07
• 公開（公告）號: CN112817135B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 葉井飛;馬夢聰;朱潤徽;丁天宇;宋真真;曹兆樓
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: G02B15/14
• 分類號: G02B15/14;G02B13/02
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

本發明公開了一種紫外連續變焦望遠光學系統，包括從物空間到像空間依次設置的前固定透鏡組、變倍透鏡組、補償透鏡組和后固定透鏡組，孔徑光闌設置在補償透鏡組和后固定透鏡組之間，且靠近后固定透鏡組。本發明可實現連續變焦，焦距變化范圍為120mm～480mm，變焦范圍大，在不同焦距下實現系統分辨率的一致性與成像性能的穩定性；提供了一種固定F數且大變倍比的紫外望遠光學系統，系統F數為4.5，變倍比為4；所有透鏡均為球面透鏡。

技術領域

本發明涉及紫外望遠光學系統，特別涉及一種紫外連續變焦望遠光學系統。

背景技術

隨著紫外探測技術的不斷發展，紫外光波段作為一種重要的探測光譜窗口，在民用、工業及軍事等領域有廣泛的應用前景，可應用在遠距離大范圍的高壓電暈檢測、導彈位置告警以及航空航天遙感等場合。現有大部分紫外光學系統都屬于定焦型光學系統，難以實現不同位置、不同距離的紫外目標檢測。相比于紫外定焦光學系統，紫外變焦光學系統能夠同時實現大區域目標搜索和小區域目標定位。

專利申請CN102621677A公開了紫外變焦成像光學系統，可實現非連續兩倍變焦，但變焦范圍小且無法連續變焦。

張鴻佳等人于2014年在激光與光電學進展中提出“日盲”紫外電暈檢測變焦光學系統設計，其中采用非球面與球面透鏡相結合的方式，設計了一個兩倍連續變焦的日盲紫外電暈檢測光學系統，但光學系統的變倍比相對較小。

朱海宇等人于2015年在激光技術期刊提出刑偵日盲紫外折衍混合變焦光學系統設計，設計了一個用于刑偵現場探測的短焦型兩倍變焦日盲紫外光學系統，變倍比小。

專利CN107589533B公開了用于電暈檢測的3.5倍連續變焦日盲紫外光學系統，采用的二元衍射元件、非球面透鏡增加了加工難度。

現有技術主要存在以下缺點：為提高紫外變焦系統的變焦比，采用非球面或二元衍射光學元件，增加了加工與檢測難度；部分紫外光學系統采用兩檔式變焦，變倍比小，且無法實現連續變焦。

發明內容

發明目的：針對以上問題，本發明目的是提供一種紫外連續變焦望遠光學系統，采用全球面透鏡實現系統的連續變焦，具有較大的變焦范圍與變倍比。

技術方案：本發明所述的一種紫外連續變焦望遠光學系統，包括從物空間到像空間依次設置的前固定透鏡組、變倍透鏡組、補償透鏡組和后固定透鏡組，孔徑光闌設在補償透鏡組和后固定透鏡組之間，且靠近后固定透鏡組；

所述前固定透鏡組包括由物空間到像空間依次設置的第一透鏡和第二透鏡，第一透鏡為負光焦度凸凹透鏡，第二透鏡為正光焦度雙凸透鏡，前固定透鏡組具有正光焦度；

所述變倍透鏡組包括由物空間到像空間依次設置的第三透鏡、第四透鏡和第五透鏡，第三透鏡為負光焦度雙凹透鏡，第四透鏡為正光焦度凸凹透鏡，第五透鏡為正光焦度凸凹透鏡，變倍透鏡組具有負光焦度；

所述補償透鏡組包括由物空間到像空間依次設置的第六透鏡、第七透鏡和第八透鏡，第六透鏡為負光焦度凸凹透鏡，第七透鏡為正光焦度雙凸透鏡，第八透鏡為負光焦度凹凸透鏡，補償透鏡組具有正光焦度；

所述后固定透鏡組包括由物空間到像空間依次設置的第九透鏡、第十透鏡、第十一透鏡和第十二透鏡，第九透鏡為正光焦度雙凸透鏡，第十透鏡為負光焦度雙凹透鏡，第十一透鏡為正光焦度凸凹透鏡，第十二透鏡為負光焦度凸凹透鏡，后固定透鏡組具有正光焦度。

所述光學系統的四個透鏡組中各個透鏡均為球面透鏡，透鏡之間為空氣。

所述光學系統，從短焦端到長焦端或從長焦端到短焦端焦距變化范圍為120mm～480mm，固定F數為4.5，變倍比為4。

所述變倍透鏡組和補償透鏡組在前固定透鏡組和孔徑光闌之間沿著光軸同步相向或相對移動，實現從短焦到長焦或從長焦到短焦變化。