本實(shí)用新型涉及光學(xué)成像領(lǐng)域，具體而言，涉及一種變倍筒鏡，以及一種采用該變倍筒鏡的光學(xué)成像系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前光學(xué)成像系統(tǒng)中的變倍光路通常是通過(guò)切換不同倍率的物鏡來(lái)實(shí)現(xiàn)變倍，這種光路結(jié)構(gòu)的原理簡(jiǎn)單，但需要配備多種不同倍率的物鏡，且在切換物鏡后通常還需要調(diào)整各光學(xué)元件的間距，而物鏡本身的價(jià)格很高，對(duì)實(shí)現(xiàn)切換功能的法蘭盤(pán)精度的要求也很高，并且整個(gè)光路結(jié)構(gòu)的空間占用體積和重量都比較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于提供一種變倍筒鏡及光學(xué)成像系統(tǒng)，能夠在不切換物鏡的情況下，輸出不同倍率的成像光。

本實(shí)用新型的實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

第一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種變倍筒鏡，其包括筒鏡前組、分束組件、可移動(dòng)的折光組件和具有不同放大倍率的至少兩組變倍光路，入射到所述筒鏡前組的物光由所述筒鏡前組出射后射入所述分束組件，被所述分束組件分束成至少兩束分束光，每束所述分束光入射到與其對(duì)應(yīng)的一組所述變倍光路，所述折光組件用于從第一位置移動(dòng)到第二位置，以使經(jīng)其中至少一組所述變倍光路處理后的所述分束光出射。

在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，所述至少兩組變倍光路包括第一變倍光路和第二變倍光路，所述至少兩束分束光包括第一分束光和第二分束光，所述第一變倍光路包括第一反射鏡和第一筒鏡后組，所述第二變倍光路包括第二筒鏡后組，所述第一分束光經(jīng)過(guò)所述第一反射鏡反射再通過(guò)所述第一筒鏡后組形成第一成像光，所述第二分束光通過(guò)所述第二筒鏡后組形成第二成像光，當(dāng)所述折光組件處于所述第一位置時(shí)，所述第二成像光出射并成像與于第一預(yù)設(shè)位置，當(dāng)所述折光組件處于所述第二位置時(shí)，所述第一成像光經(jīng)所述折光組件出射并成像于所述第一預(yù)設(shè)位置。

在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，所述折光組件為可旋轉(zhuǎn)的反射鏡組，當(dāng)所述可旋轉(zhuǎn)的反射鏡組處于所述第一位置，且所述可旋轉(zhuǎn)的反射鏡組旋轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)方向時(shí)，所述第一成像光經(jīng)所述可旋轉(zhuǎn)的反射鏡組出射并成像于第二預(yù)設(shè)位置，由所述第二變倍光路輸出的所述第二成像光出射并成像于所述第一預(yù)設(shè)位置。

在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，所述分束組件為半透半反鏡，所述折光組件包括第二反射鏡和第三反射鏡，當(dāng)所述折光組件處于所述第一位置時(shí)，所述第二成像光出射并成像于所述第一預(yù)設(shè)位置，當(dāng)所述折光組件處于所述第二位置時(shí)，所述第一成像光經(jīng)所述第二反射鏡反射再經(jīng)所述第三反射鏡反射并成像于所述第一預(yù)設(shè)位置。

在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，所述分束組件為半透半反鏡，所述第二反射鏡的背面與所述第三反射鏡的背面設(shè)置有消光層，所述消光層用于吸收入射到所述第二反射鏡背面和所述第三反射鏡背面的光。

在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，所述分束組件為第一二向色鏡，所述折光組件包括第四反射鏡和第二二向色鏡，當(dāng)所述折光組件處于所述第二位置時(shí)，所述第一成像光經(jīng)所述第四反射鏡反射，再經(jīng)所述第二二向色鏡反射并成像于所述第一預(yù)設(shè)位置，所述第二成像光經(jīng)所述第二二向色鏡透射并成像于所述第一預(yù)設(shè)位置。

在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，所述筒鏡前組為單片式透鏡、雙膠合透鏡、單片式透鏡的組合、雙膠合透鏡的組合、單片式透鏡和雙膠合透鏡的組合中的一種；所述第一筒鏡后組為單片式透鏡、雙膠合透鏡、單片式透鏡的組合、雙膠合透鏡的組合、單片式透鏡和雙膠合透鏡的組合中的一種；所述第二筒鏡后組為單片式透鏡、雙膠合透鏡、單片式透鏡的組合、雙膠合透鏡的組合、單片式透鏡和雙膠合透鏡的組合中的一種。

在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，所述至少兩組變倍光路的像平面均位于同一平面。

在本實(shí)用新型較佳的實(shí)施例中，所述變倍筒鏡還包括消色差組件，所述消色差組件設(shè)置于所述筒鏡前組到所述折光組件之間的光路中。

第二方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供一種光學(xué)成像系統(tǒng)，其包括物鏡、成像裝置和如上所述的變倍筒鏡，所述變倍筒鏡設(shè)置于所述物鏡與所述成像裝置之間的光路中，從物鏡出射的物光入射到所述變倍筒鏡，由所述變倍筒鏡出射后被所述成像裝置接收。

本實(shí)用新型提供的變倍筒鏡，把筒鏡結(jié)構(gòu)分成筒鏡前組和具有不同放大倍率的至少兩組變倍光路，通過(guò)改變折光組件的位置，可使得變倍筒鏡輸出不同放大倍率的光。本實(shí)用新型提供的變倍筒鏡應(yīng)用于光學(xué)成像系統(tǒng)時(shí)，只需通過(guò)調(diào)節(jié)變倍筒鏡內(nèi)的折光組件的位置即可得到不同倍率的像。相比于現(xiàn)有技術(shù)，不需要切換不同倍率的物鏡，也不需要調(diào)整各光學(xué)元件的間距，易于調(diào)節(jié)，有利于簡(jiǎn)化光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，降低成本。其次，實(shí)現(xiàn)多光組的變倍成像需要移動(dòng)的光學(xué)元件較少，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)各透鏡組件的口徑更小，不僅使得整個(gè)筒鏡結(jié)構(gòu)的體積縮小，還提供了更多的光路結(jié)構(gòu)優(yōu)化自由度。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本實(shí)用新型的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的變倍筒鏡的光路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的光學(xué)成像系統(tǒng)單短焦成像時(shí)的光路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為本實(shí)用新型第一實(shí)施例提供的光學(xué)成像系統(tǒng)單長(zhǎng)焦成像時(shí)的光路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為本實(shí)用新型第二實(shí)施例提供的光學(xué)成像系統(tǒng)雙成像裝置雙光路成像時(shí)的光路結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為本實(shí)用新型第三實(shí)施例提供的光學(xué)成像系統(tǒng)單成像裝置雙光路成像時(shí)的光路結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標(biāo)：100-光學(xué)成像系統(tǒng)；120-物鏡；140-第一成像裝置；142-第二成像裝置；200-變倍筒鏡；210-筒鏡前組；220-半透半反鏡；230-第一筒鏡后組；232-第二筒鏡后組；240-第一反射鏡；242-第二反射鏡；244-第三反射鏡；246-第四反射鏡；250-第一二向色鏡；252-第二二向色鏡。

具體實(shí)施方式

為使本實(shí)用新型實(shí)施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本實(shí)用新型實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。

因此，以下對(duì)在附圖中提供的本實(shí)用新型的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本實(shí)用新型的范圍，而是僅僅表示本實(shí)用新型的選定實(shí)施例?；诒緦?shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說(shuō)明的是，術(shù)語(yǔ)“中”、“上”、“下”、“前”、“后”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該實(shí)用新型產(chǎn)品使用時(shí)慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

此外，術(shù)語(yǔ)“水平”、“豎直”、“平行”、“垂直”等術(shù)語(yǔ)并不表示要求部件絕對(duì)水平或豎直，而是可以稍微傾斜。如“水平”僅僅是指其方向相對(duì)“豎直”而言更加水平，并不是表示該結(jié)構(gòu)一定要完全水平，而是可以稍微傾斜。

在本實(shí)用新型的描述中，還需要說(shuō)明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“設(shè)置”、“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

另外，術(shù)語(yǔ)“射入”、“通過(guò)”、“經(jīng)過(guò)”、“形成”等術(shù)語(yǔ)并不表示要求光束完全穿透或是分束，而是描述一種光學(xué)變化或光學(xué)處理。如“通過(guò)”僅僅是指光束經(jīng)過(guò)該光學(xué)元件之后發(fā)生了光學(xué)上的變化，使光束受到處理進(jìn)而獲得實(shí)施技術(shù)方案或解決技術(shù)問(wèn)題所需要的光束，根據(jù)具體實(shí)施方案中光學(xué)元件的不同，可能是反射也可能是透射。另外，“透射”是指光束入射到某一物質(zhì)分界面發(fā)生折射并穿透該分界面的現(xiàn)象，與“反射”相對(duì)。

本實(shí)施例提供了一種變倍筒鏡，該變倍筒鏡包括筒鏡前組、分束組件、可移動(dòng)的折光組件和具有不同放大倍率的至少兩組變倍光路。入射到筒鏡前組的物光由筒鏡前組出射后射入分束組件，并被分束成至少兩束分束光。每束分束光入射到與其對(duì)應(yīng)的一組變倍光路，折光組件用于從第一位置移動(dòng)到第二位置，以使經(jīng)其中至少一組變倍光路處理后的分束光出射，以得到相應(yīng)放大倍率的像。

其中，變倍光路的具體數(shù)量，可以按照需求的不同，通過(guò)改變分束組件的結(jié)構(gòu)來(lái)從兩組開(kāi)始擴(kuò)展，例如可以在第一個(gè)分束組件分束過(guò)后形成的一條變倍光路中，加入第二個(gè)分束組件，即可提升變倍光路的總數(shù)量，依次類推。所使用的分束組件可以是半透半反鏡、二向色鏡、光學(xué)棱鏡等具有分束功能的光學(xué)元件或光學(xué)元件組。當(dāng)變倍光路的數(shù)量大于兩組時(shí)，還可以針對(duì)筒鏡前組為各變倍光路搭配合適的光學(xué)元件，并通過(guò)法蘭盤(pán)結(jié)構(gòu)進(jìn)行變倍光路間的切換，以滿足變倍成像的條件。優(yōu)選的，分束光的數(shù)量等于變倍光路的數(shù)量。當(dāng)然，分束光的數(shù)量也可以大于變倍光路的數(shù)量。

需要說(shuō)明的是，第一位置和第二位置是一種示例性描述。當(dāng)變倍光路有兩組時(shí)，第一位置對(duì)應(yīng)于其中一組變倍光路，第二位置對(duì)應(yīng)于另一組變倍光路。當(dāng)變倍光路有兩組以上時(shí)，第一位置可以對(duì)應(yīng)于一組變倍光路，第二位置可以對(duì)應(yīng)于其余任意一組變倍光路。

在本實(shí)用新型的描述中，折光組件指的是一種光調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)，主要用于調(diào)節(jié)光的方向、光強(qiáng)或光譜參數(shù)等。折光組件的具體結(jié)構(gòu)可以根據(jù)用戶的需要設(shè)置，作為一種實(shí)施方式，折光組件可以是由多個(gè)反射鏡組成的反射鏡組。例如，當(dāng)上述變倍光路有兩組時(shí)，折光組件可以包括第二反射鏡和第三反射鏡，用于改變光束前進(jìn)的方向。作為另一種實(shí)施方式，折光組件還可以是由反射鏡與二向色鏡組成的光學(xué)元件組，二向色鏡用于改變光束的方向，同時(shí)將一束寬光譜光束分離成兩路光譜參數(shù)不同的分束光，或?qū)陕凡煌庾V參數(shù)的光束合為一條光路。

本實(shí)施例中，變倍光路由透鏡或透鏡與其他光學(xué)元件如反射鏡的組合構(gòu)成，能夠使得入射的物光經(jīng)過(guò)處理成所需放大倍率的像。通過(guò)設(shè)置不同放大倍率的透鏡即可得到具有不同放大倍率的變倍光路。而不同變倍光路之間的切換即可實(shí)現(xiàn)變倍成像的功能。另外，在本實(shí)用新型提供的變倍筒鏡結(jié)構(gòu)中，變倍光路的各光學(xué)元件可以根據(jù)各變倍光路的實(shí)際需求進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)和位置的設(shè)置，來(lái)配合各變倍光路焦距的設(shè)置。

在本實(shí)用新型的描述中，各筒鏡組，例如筒鏡前組、第一筒鏡后組和第二筒鏡后組，可以是單片式透鏡、雙膠合透鏡、單片式透鏡的組合、雙膠合透鏡的組合、單片式透鏡和雙膠合透鏡的組合中的一種。

在本實(shí)用新型的描述中，第一預(yù)設(shè)位置與第二預(yù)設(shè)位置用于設(shè)置成像裝置，其位于與其對(duì)應(yīng)的變倍光路的像平面(像方焦平面)內(nèi)。在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中，在確保切換變倍光路時(shí)齊焦的情況下，第一預(yù)設(shè)位置與第二預(yù)設(shè)位置是在設(shè)計(jì)本實(shí)用新型提供的變倍筒鏡時(shí)就設(shè)定好的，在具體實(shí)施方案中，第一預(yù)設(shè)位置與第二預(yù)設(shè)位置不會(huì)改變，在本實(shí)用新型具體實(shí)施例的光學(xué)成像系統(tǒng)中，物鏡和成像裝置的位置也不會(huì)改變。值得注意的是，在不需要齊焦的條件下，也可能通過(guò)其他的實(shí)施方式，例如調(diào)節(jié)成像裝置的位置，或者調(diào)節(jié)物鏡與成像裝置之間的距離等來(lái)完成像質(zhì)的優(yōu)化。

在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中，所使用的各平面反射鏡可以是金屬膜平面反射鏡，如第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡和第四反射鏡的反射率約為90％，則通過(guò)一片反射鏡反射會(huì)使光束(能量)衰減至90％，通過(guò)兩片反射鏡反射會(huì)使光束衰減至81％，通過(guò)三片反射鏡反射會(huì)使光束衰減至73％；例如，在相同的照明條件下，筒鏡前組和第一筒鏡后組組成的40倍光路的像面照度是筒鏡前組和第二筒鏡后組組成的20倍光路的四分之一，為了保持兩組變倍光路的像面照度基本相同，本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中使用的半透半反鏡的反射與透射比例可以優(yōu)選為85:15，即反射率約為85％，透射率約為15％。

在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中，為了使實(shí)施方案的描述變得更為清楚、光路結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單，變倍筒鏡結(jié)構(gòu)中的各光學(xué)元件，例如反射鏡、半透半反鏡或二向色鏡，當(dāng)光入射到反射鏡、半透半反鏡或二向色鏡的反射面上時(shí)入射夾角為45°。但是在實(shí)際實(shí)施該技術(shù)方案的時(shí)候，只要能夠確保本實(shí)用新型提供的變倍筒鏡能夠達(dá)成必要的技術(shù)效果，或者為了達(dá)成更優(yōu)的效果，上述各光學(xué)元件的擺放方向可以根據(jù)不同的實(shí)施方案進(jìn)行調(diào)整。

在本實(shí)用新型的描述中，所使用的成像裝置可以是相機(jī)，也可以是目鏡。在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例中，所使用的物鏡為無(wú)窮遠(yuǎn)共軛距物鏡，根據(jù)具體實(shí)施方案的不同，所選用的物鏡和成像裝置的型號(hào)及參數(shù)是不固定的。

在本實(shí)用新型的具體實(shí)施例附圖中，為了更好、更清楚的描述該光束取樣系統(tǒng)的工作原理，只是明顯區(qū)分了其光學(xué)元件之間的相對(duì)位置關(guān)系，并不能構(gòu)成對(duì)于光路的方向、光學(xué)元件的尺寸、光學(xué)透鏡的孔徑以及光學(xué)元件之間的間距的嚴(yán)格限制。為了更清楚地區(qū)分經(jīng)過(guò)分束組件分束的光束，分束光的方向也并沒(méi)有嚴(yán)格的按照反射定律或折射定律所限定的角度來(lái)表示。

第一實(shí)施例

請(qǐng)參照?qǐng)D1，本實(shí)施例提供一種變倍筒鏡200，其包括筒鏡前組210、半透半反鏡220、第一變倍光路、第二變倍光路及折光組件。第一變倍光路及第二變倍光路具有不同的放大倍率。

其中，第一變倍光路包括第一反射鏡240和第一筒鏡后組230。第二變倍光路可以包括第二筒鏡后組232。分束組件可以是半透半反鏡220。

筒鏡前組210、半透半反鏡220、第一反射鏡240與第一筒鏡后組230組合成具有第一放大倍率的長(zhǎng)焦成像光路，筒鏡前組210、半透半反鏡220與第二筒鏡后組232組合成具有第二放大倍率的短焦成像光路。長(zhǎng)焦成像光路的具體放大倍率由筒鏡前組210和第一筒鏡后組230的具體結(jié)構(gòu)決定，短焦成像光路的具體放大倍率由筒鏡前組210和第二筒鏡后組232的具體結(jié)構(gòu)決定。例如，第一放大倍率可以為40倍，第二放大倍率可以為20倍。本實(shí)施例中的筒鏡前組210、第一筒鏡后組230、第二筒鏡后組232，都可以為雙膠合透鏡。

筒鏡前組210、半透半反鏡220與第二筒鏡后組232設(shè)置于同一主軸內(nèi)，半透半反鏡220到第一反射鏡240之間的反射光路與半透半反鏡220到第二筒鏡后組232之間的透射光路垂直，第一反射鏡240到第一筒鏡后組230之間的反射光路與半透半反鏡220到第二筒鏡后組232之間的透射光路平行。

在本實(shí)施例中，折光組件包括第二反射鏡242和第三反射鏡244。第二反射鏡242與第三反射鏡244構(gòu)成的折光組件設(shè)置于第一筒鏡后組230與第二筒鏡后組232之后，并且可在第一位置與第二位置之間切換。

進(jìn)一步的，第二反射鏡242與第三反射鏡244的背面設(shè)置有消光層，可吸收入射到第二反射鏡242和第三反射鏡244背面的光。具體的，消光層可以是涂覆在第二反射鏡242和第三反射鏡244背面的消光漆。

另外，本實(shí)施例還提供了一種光學(xué)成像系統(tǒng)100。如圖2所示，該光學(xué)成像系統(tǒng)100包括物鏡120、第一成像裝置140和本實(shí)施例提供的變倍筒鏡200。變倍筒鏡200設(shè)置在物鏡120和第一成像裝置140之間，第一成像裝置140安裝在第一預(yù)設(shè)位置上，所述第一預(yù)設(shè)位置位于變倍筒鏡200的像平面內(nèi)，且物鏡120、變倍筒鏡200以及第一成像裝置140光學(xué)共軸。

當(dāng)所述折光組件設(shè)置于所述第一位置時(shí)，如圖2所示，第二反射鏡242的位置位于第一筒鏡后組230遠(yuǎn)離第二筒鏡后組232的一側(cè)，第三反射鏡244的位置位于第一筒鏡后組230的光軸方向上，從物鏡120輸出的平行光被筒鏡前組210接收并會(huì)聚，入射到半透半反鏡220上，被分為兩束互相垂直的反射光和透射光。反射光經(jīng)過(guò)第一反射鏡240的反射面反射之后，進(jìn)入第一筒鏡后組230出射，并入射到第三反射鏡244背面，被設(shè)置在第三反射鏡244背面的消光層吸收；透射光直接入射到第二筒鏡后組232，由第二筒鏡后組232出射后進(jìn)入第一成像裝置140內(nèi)成像。

當(dāng)所述折光組件設(shè)置于所述第二位置時(shí)，如圖3所示，第二反射鏡242移動(dòng)到原第三反射鏡244的位置，第三反射鏡244移動(dòng)到第二筒鏡后組232的主軸方向上，第二反射鏡242到第三反射鏡244之間的光路方向與第二筒鏡后組232到第三反射鏡244之間的光路方向垂直，且第二反射鏡242與第三反射鏡244的擺放方向和位于第一位置時(shí)相同。從物鏡120輸出的平行光被筒鏡前組210接收并會(huì)聚，入射到半透半反鏡220上，被分為兩束互相垂直的反射光和透射光。透射光直接通過(guò)第二筒鏡后組232，并入射到第三反射鏡244背面的消光層上被吸收；反射光經(jīng)過(guò)第一反射鏡240的反射面反射之后，進(jìn)入第一筒鏡后組230出射，并入射到第二反射鏡242的反射面上，被反射后入射到第三反射鏡244的反射面上，最后以與筒鏡前組210到第二筒鏡后組232的光路方向共軸的方向入射到第一成像裝置140內(nèi)成像。

在本實(shí)施例的描述中，特別的，同步改變半透半反鏡220和第一反射鏡240的距離、第二反射鏡242和第三反射鏡244的距離，可以改變第一變倍光路的光程和齊焦距離；變更第一筒鏡后組230，可以在滿足齊焦要求的情況下改變第一變倍光路的焦距。

優(yōu)選的，第一筒鏡后組230到第二反射鏡242、第二反射鏡242到第三反射鏡244、第三反射鏡244到第一成像裝置140的距離之和與第一筒鏡后組230的焦距相等，第二筒鏡后組232到第一成像裝置140的距離與第二筒鏡后組232的焦距相等，即第一筒鏡后組230與第二筒鏡后組232齊焦。

在本實(shí)施例提供的兩組不同倍率的變倍光路使用單成像裝置成像情形下，可通過(guò)簡(jiǎn)單平移由第二反射鏡242與第三反射鏡244組成的折光組件，來(lái)實(shí)現(xiàn)變倍筒鏡200不同成像倍率的切換。在變倍筒鏡200中設(shè)置第二反射鏡242與第三反射鏡244的最大優(yōu)勢(shì)在于，一般多光組結(jié)構(gòu)中各光學(xué)元件的間隔大多是固定的，難以直接實(shí)現(xiàn)不同倍率的光路齊焦，此時(shí)通過(guò)加入由第二反射鏡242與第三反射鏡244構(gòu)成的可移動(dòng)的折光組件對(duì)通過(guò)第一筒鏡后組230的長(zhǎng)焦光束進(jìn)行折轉(zhuǎn)，并同時(shí)延長(zhǎng)40倍長(zhǎng)焦光路的光程，使得最后由筒鏡前組210與第一筒鏡后組230構(gòu)成的40倍長(zhǎng)焦成像光路的像平面，與由筒鏡前組210與第二筒鏡后組232構(gòu)成的20倍短焦成像光路的像平面在同一個(gè)平面上，即可實(shí)現(xiàn)變倍筒鏡200內(nèi)不同倍率的光路之間的齊焦變倍。滿足了單成像裝置優(yōu)質(zhì)成像所需要的條件的同時(shí)，增加了整個(gè)光學(xué)成像系統(tǒng)100結(jié)構(gòu)上的優(yōu)化自由度，縮小了占用的空間，節(jié)約了成本。

第二實(shí)施例

請(qǐng)參照?qǐng)D4，本實(shí)施例提供一種變倍筒鏡200，其與本實(shí)用新型第一實(shí)施例最大的不同在于，折光組件為可旋轉(zhuǎn)的反射鏡組，即第二反射鏡242和第三反射鏡244的安裝角度均可以旋轉(zhuǎn)。

于本實(shí)施例的一種具體實(shí)施方式中，第二反射鏡242與第三反射鏡244的旋轉(zhuǎn)可通過(guò)簡(jiǎn)單的旋轉(zhuǎn)卡接機(jī)構(gòu)或手動(dòng)調(diào)節(jié)來(lái)完成。

假設(shè)將上述第一實(shí)施例中第二反射鏡242和第三反射鏡244的設(shè)置方向定義為初始方向。當(dāng)?shù)诙瓷溏R242和第三反射鏡244組成的折光組件調(diào)節(jié)至第一位置時(shí)，將第二反射鏡242與第三反射鏡244的方向從初始方向旋轉(zhuǎn)至預(yù)設(shè)方向，所述初始方向到所述預(yù)設(shè)方向的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)角度為90°。此時(shí)，第一筒鏡后組230出射的光依次經(jīng)過(guò)第二反射鏡242和第三反射鏡244出射，第二筒鏡后組232出射的光直接出射，實(shí)現(xiàn)兩種不同放大倍率的成像光同時(shí)輸出，分別成像在第一預(yù)設(shè)位置和第二預(yù)設(shè)位置處。

在第一實(shí)施例的基礎(chǔ)上，本實(shí)施例相對(duì)于本實(shí)用新型第一實(shí)施例中提供的變倍筒鏡200結(jié)構(gòu)而言，最大的優(yōu)點(diǎn)在于使用了可旋轉(zhuǎn)的折光組件，在不影響單獨(dú)一條變倍光路輸出光的同時(shí)，可使不同倍率的兩條光路同時(shí)輸出。

另外，本實(shí)施例還提供了一種光學(xué)成像系統(tǒng)100。該光學(xué)成像系統(tǒng)100包括物鏡120、第一成像裝置140、第二成像裝置142和本實(shí)施例提供的變倍筒鏡200。

當(dāng)由第二反射鏡242與第三反射鏡244組成的折光組件位于所述第一位置且旋轉(zhuǎn)至所述預(yù)設(shè)方向時(shí)，從物鏡120輸出的平行光被筒鏡前組210接收并會(huì)聚，入射到半透半反鏡220上，被分為互相垂直的反射光和透射光。透射光直接通過(guò)第二筒鏡后組232，并入射到第一成像裝置140內(nèi)成像；反射光經(jīng)過(guò)第一反射鏡240的反射面反射之后，進(jìn)入第一筒鏡后組230出射，并入射到第三反射鏡244的反射面上，被反射后入射到第二反射鏡242的反射面上，最后以與所述透射光平行的方向射入第二成像裝置142內(nèi)成像。

本實(shí)施例相對(duì)于本實(shí)用新型第一實(shí)施例中提供的使用單成像裝置成像的光學(xué)成像系統(tǒng)100結(jié)構(gòu)而言，最大的優(yōu)點(diǎn)在于使用了包括第一成像裝置140和第二成像裝置142的雙成像裝置成像結(jié)構(gòu)，在不影響單獨(dú)一條變倍光路成像的同時(shí)，可使不同倍率的兩條光路同時(shí)成像。

第三實(shí)施例

請(qǐng)參照?qǐng)D5，本實(shí)施例提供一種變倍筒鏡200，其與本實(shí)用新型第一實(shí)施例最大的不同在于，變倍筒鏡200結(jié)構(gòu)中，分束組件由半透半反鏡220替換為第一二向色鏡250，折光組件則由第二反射鏡242與第三反射鏡244構(gòu)成的反射鏡后組替換為由第四反射鏡246與第二二向色鏡252構(gòu)成的逆分色后組。其中，第四反射鏡246與第二反射鏡242作用相同，第二二向色鏡252與第一二向色鏡250的正反兩面對(duì)光束光譜的選擇性相同，也就是對(duì)相同光譜參數(shù)的光的透射率與反射率相同。

當(dāng)所述折光組件設(shè)置于所述第二位置時(shí)，從物鏡120輸出的平行光被筒鏡前組210接收并會(huì)聚，以45°夾角入射到第一二向色鏡250上，被分為互相垂直且光譜參數(shù)互不相同的的反射光和透射光。透射光直接通過(guò)第二筒鏡后組232，入射到第二二向色鏡252的背面透射，并進(jìn)入第一成像裝置140內(nèi)成像；反射光經(jīng)過(guò)第一反射鏡240的反射面反射之后，進(jìn)入第一筒鏡后組230出射，并以45°夾角入射到第四反射鏡246的反射面上，被反射后同樣以45°夾角入射到第二二向色鏡252的正面上被反射，最后和透射光匯為一束光入射到第一成像裝置140內(nèi)成像。

本實(shí)施例提供的變倍筒鏡200相對(duì)于本實(shí)用新型第一實(shí)施例及第二實(shí)施例的優(yōu)勢(shì)在于，在不增加成像裝置數(shù)量即不增加光學(xué)成像系統(tǒng)100整體結(jié)構(gòu)占用空間的前提下，能夠?qū)崿F(xiàn)兩組不同倍率的光路同時(shí)成像。利用第一二向色鏡250將寬光譜的物光分色，再利用第二二向色鏡252將兩束不同倍率的成像光合為一束，由于兩束光攜帶的光譜信息和倍率信息不同，在成像裝置的成像系統(tǒng)中可呈現(xiàn)兩幅不同的圖像，即實(shí)現(xiàn)了使用單成像裝置的兩組不同倍率的變倍光路同時(shí)成像。

本實(shí)施例中提供的第一二向色鏡250與第二二向色鏡252的組合，在滿足優(yōu)質(zhì)成像的條件下，可替換為對(duì)應(yīng)的其他分色器件與逆分色器件的組合。

本實(shí)用新型提供的以上三個(gè)具體實(shí)施例中，筒鏡前組210、第一筒鏡后組230、第二筒鏡后組232的具體結(jié)構(gòu)都可以擴(kuò)展，比如擴(kuò)展為雙膠合消色差透鏡，或在變倍筒鏡200的整個(gè)光路中增加消色差組件，以減小光路中新增的像差，改善光學(xué)成像系統(tǒng)100的像質(zhì)。

綜上所述，本實(shí)用新型提供的變倍筒鏡，把筒鏡結(jié)構(gòu)分成筒鏡前組和具有不同放大倍率的至少兩組變倍光路，通過(guò)改變折光組件的位置，可使得變倍筒鏡輸出不同放大倍率的成像光。本實(shí)用新型提供的變倍筒鏡應(yīng)用于光學(xué)成像系統(tǒng)時(shí)，只需通過(guò)調(diào)節(jié)變倍筒鏡內(nèi)的折光組件的位置即可得到不同倍率的像。相比于現(xiàn)有技術(shù)，不需要切換不同倍率的物鏡，也不需要調(diào)整各光學(xué)元件的間距，易于調(diào)節(jié)，有利于簡(jiǎn)化光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，降低成本。其次，實(shí)現(xiàn)多光組的變倍成像需要移動(dòng)的光學(xué)元件較少，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)各透鏡組件的口徑更小，不僅使得整個(gè)筒鏡結(jié)構(gòu)的體積縮小，還提供了更多的光路結(jié)構(gòu)優(yōu)化自由度。以上所述僅為本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本實(shí)用新型，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本實(shí)用新型可以有各種更改和變化。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。