專利名稱：紫外變焦成像光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本范明屬于光學(xué)儀器技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種非連續(xù)兩倍變焦的紫外成像光學(xué)系統(tǒng)， 特別適用于電暈放電、森林火災(zāi)檢測與刑事偵查。
背景技術(shù)：
紫外成像技術(shù)在電力、刑事偵查與森林防火等方面的作用日益突出。作為成像器件，國內(nèi)現(xiàn)有的紫外成像鏡頭多為定焦距鏡頭，不能滿足日益增多的對光學(xué)系統(tǒng)的要求，如果需要對特定距離物體成像，則定焦距鏡頭不一定能夠滿足要求，成像質(zhì)量會較差。國內(nèi)與本發(fā)明相似的技術(shù)為實(shí)用新型CN201020563108. 9，該系統(tǒng)為固定焦距的成像系統(tǒng)，無法滿足需要變換焦距的要求。為了克服上述缺點(diǎn)，特設(shè)計一種非連續(xù)兩倍變焦的紫外成像光學(xué)系統(tǒng)，可適用于電力部門的電暈放電檢測，也可用于刑事偵查方面等，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)動部件較少，并在兩個不同焦距均有較高的調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)值。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決對不同距離處物體進(jìn)行紫外成像條件下，定焦距物鏡成像質(zhì)量不能滿足要求問題，提出一種非連續(xù)兩倍變焦的紫外成像光學(xué)系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。本發(fā)明是一種非連續(xù)兩倍變焦的紫外成像光學(xué)系統(tǒng)，包括正彎月透鏡(I)、可移動的雙凹負(fù)透鏡(2)、后固定組(3)、和探測器像面(4);在光的傳播方向上，以上各光學(xué)元件依次按順序同軸排列。其中，正彎月透鏡(I)是前表面為凸面后表面為凹面的正彎月透鏡，可移動的雙凹負(fù)透鏡(2)用于移動變倍，后固定組(3)用于對像差進(jìn)行校正。本發(fā)明具體設(shè)計方法如下I.為了使系統(tǒng)在不同成像距離處都可以較清晰成像，采用可移動的雙凹負(fù)透鏡
(2)在前后固定的軸向位置分別參與光路成像，如圖2所示，并通過后固定組(3)進(jìn)行像差校正，且后固定組(3)無需移動，即可保持像面位置固定不動。在變焦距的同時，使成像質(zhì)量較高，擁有較高的MTF值，且光圈數(shù)F的值小于I. 5，即光學(xué)系統(tǒng)擁有較大相對孔徑，適于微光成像。2.為了滿足變焦距的條件，本發(fā)明在光學(xué)成像系統(tǒng)中采用可移動的雙凹負(fù)透鏡
(2)進(jìn)行變倍，同時使像面固定，利用后固定組(3)進(jìn)行就校正像差，實(shí)現(xiàn)兩倍變焦。通過以上的設(shè)計方法，本發(fā)明的一種非連續(xù)兩倍變焦的紫外成像光學(xué)系統(tǒng)可適于不同成像距離的紫外光成像，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、運(yùn)動部件較少，并且擁有較高的調(diào)制傳遞函數(shù) (MTF)值。本發(fā)明的工作原理無窮遠(yuǎn)目標(biāo)發(fā)射的紫外輻射依次經(jīng)過正彎月透鏡(I)、可移動的雙凹負(fù)透鏡(2)、后固定組(3)、和探測器像面(4)得到最后的像。利用可移動的雙凹負(fù)透鏡(2)移動進(jìn)行變倍，并利用后固定組(3)進(jìn)行像差校正，變焦的同時保持像面位置固定。有益效果本發(fā)明對比已有技術(shù)具有以下顯著優(yōu)點(diǎn)本發(fā)明采用了移動負(fù)透鏡進(jìn)行變倍，并同時保持像面位置固定，最終得到一個非連續(xù)兩倍變焦的紫外成像光學(xué)系統(tǒng)。在改變焦距的同時，使成像質(zhì)量較高，且光圈數(shù)F的值小于I. 5，擁有較大的相對孔徑。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、 運(yùn)動組較少。特別適合于利用紫外成像進(jìn)行電暈放電檢測及火災(zāi)預(yù)防及刑事偵查等領(lǐng)域中。


圖I、圖2是本發(fā)明實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖I是系統(tǒng)在短焦距下光線走向示意圖；圖2是系統(tǒng)在長焦距下光線走向示意圖；圖3是現(xiàn)有技術(shù)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖I中，I-正彎月透鏡、2-雙凹負(fù)透鏡、3-后固定組、4-探測器像面。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。實(shí)施例如圖I、圖2所示，本發(fā)明將主要應(yīng)用于紫外光成像。可廣泛應(yīng)用于電暈放電檢測及火災(zāi)預(yù)防及刑事偵查等領(lǐng)域中。如圖I、圖2所示，本發(fā)明是一種非連續(xù)兩倍變焦的紫外成像光學(xué)系統(tǒng)，包括正彎月透鏡(I)、雙凹負(fù)透鏡(2)、后固定組(3)和探測器像面(4);在光的傳播方向上，以上各光學(xué)元件依次按順序同軸排列。實(shí)施例中，無窮遠(yuǎn)目標(biāo)發(fā)射的紫外輻射依次經(jīng)過以上各光學(xué)元件后照射到探測器元件上，得到最后的像。實(shí)施例中，正彎月透鏡(I)是前表面為凸面后表面為凹面的正彎月透鏡，雙凹負(fù)透鏡(2)用于移動變倍并使像面保持位置不變，后固定組(3)用于像差校正。實(shí)施例中，采用負(fù)透鏡移動進(jìn)行變倍，并同時使像面位置不變，采用較少移動鏡組的變焦結(jié)構(gòu)，主要有如下優(yōu)點(diǎn)I.光學(xué)系統(tǒng)可進(jìn)行非連續(xù)的兩倍變焦，對于不同距離物體可選擇較適宜焦距成像，減少單個固定焦距清晰成像距離有限的限制。2.移動負(fù)透鏡組在不同的軸向位置分別參與光路成像，在其他光學(xué)組件及后續(xù)成像系統(tǒng)不運(yùn)動的狀態(tài)下，簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。3.兩倍變焦的同時，使成像質(zhì)量較高，且光圈數(shù)F的值小于I. 5，有較大的相對孔徑，適用于微弱光成像，靈敏度更高。
權(quán)利要求
1.一種非連續(xù)兩倍變焦成像光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于包括正彎月透鏡(I)、可移動的雙凹負(fù)透鏡(2)、后固定組(3)和探測器像面(4);在光的傳播方向上，以上各光學(xué)元件依次按順序同軸排列；無窮遠(yuǎn)目標(biāo)發(fā)射的紫外輻射依次經(jīng)過各光學(xué)元件后照射到探測器元件上， 得到最后的像。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種紫外變焦成像光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于正彎月透鏡(I) 是前表面為凸面后表面為凹面的正彎月透鏡，可移動雙凹的負(fù)透鏡(2)用于移動變倍，并同時保持像面位置不變，后固定組(3)用于校正像差。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種紫外變焦成像光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于1)為了使系統(tǒng)在不同成像距離處都可以較清晰成像，利用物像交換規(guī)律，采用移動雙凹負(fù)透鏡(2)在不同的軸向位置分別參與光路成像，無需移動后固定組(3)即可保持像面位置固定不動，同時通過后固定組(3)進(jìn)行像差校正，是系統(tǒng)擁有較好的成像質(zhì)量。系統(tǒng)在變焦距的同時，成像質(zhì)量較高，擁有較高的MTF值，且光圈數(shù)F的值小于I. 5，有較大的相對孔徑，適用于微弱光成像。2)為了滿足非連續(xù)兩倍變焦距的條件，本發(fā)明在光學(xué)成像系統(tǒng)中只需要移動雙凹負(fù)透鏡(2)就可以進(jìn)行變倍，并同時使像面固定，后固定組(3)不需要移動，系統(tǒng)總長保持一定， 即可實(shí)現(xiàn)兩倍變焦。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種非連續(xù)兩倍變焦的紫外成像光學(xué)系統(tǒng)，屬于光學(xué)儀器技術(shù)領(lǐng)域。此紫外成像變焦系統(tǒng)采用負(fù)透鏡進(jìn)行變倍，同時保持像面位置固定及像差的校正，利用后固定組進(jìn)行像差校正，使系統(tǒng)成像質(zhì)量較高。本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)非連續(xù)兩倍變焦，擁有較高的調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)值，系統(tǒng)成像質(zhì)量較好，結(jié)構(gòu)簡單，運(yùn)動部件較少，靈敏度較高，可廣泛應(yīng)用于電暈放電檢測、火災(zāi)預(yù)防與刑事偵查等領(lǐng)域。
文檔編號G02B15/20GK102621677SQ20121008019
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月23日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月23日
發(fā)明者常軍, 張利飛, 曹嬌, 歐陽姣, 魏阿滿 申請人:北京理工大學(xué)