一种定焦平行光管的光学系统技术方案

本发明专利技术公开了一种定焦平行光管的光学系统，包括分别为正光焦度透镜、负光焦度透镜、负光焦度透镜、正光焦度透镜、负光焦度透镜的第一、第二、第三、第四、第五透镜。第二透镜的光束入射面与第一透镜的光束出射面、第三透镜的光束入射面与第二透镜的光束出射面、第四透镜的光束入射面与第三透镜的光束出射面、第五透镜的光束入射面与第四透镜的光束出射面分别沿中心光轴具有第一间距、第二间距、第三间距和第四间距。第三透镜设置在光学系统的中间位置。第三间距大于第一间距，第一间距大于第二间距，第二间距大于第四间距。本发明专利技术分辨率接近衍射极限，系统误差小，测试精度高。

Optical system of fixed focus parallel light tube

The invention discloses a focusing optical system including parallel light pipe, respectively positive lens, a negative lens and a negative lens, lens and negative lens of the first, second, third, fourth, fifth lens. The beam incident surface of the second lens and the first lens beam beam surface, the third lens and the second lens beam incident surface of the light beam surface, the fourth lens and the third lens beam incident surface emitting surface, fifth lens and the fourth lens beam incident surface light emitting surface respectively along the central axis of the first second third spacing, spacing, spacing and spacing of fourth. The third lens is arranged in the middle position of the optical system. The third spacing is greater than the first pitch; the first pitch is greater than the second pitch, and the second pitch is greater than the fourth spacing. The invention has the advantages that the resolution is near the diffraction limit, the system error is small, and the testing accuracy is high.

【技术实现步骤摘要】
一种定焦平行光管的光学系统
本专利技术属于光学系统
，涉及一种定焦平行光管的光学系统。
技术介绍
平行光管作为光学检测的重要仪器，应用十分广泛。通过平行光管取得来自无限远的光束，称此光束为平行光。光源发出的光照亮分划板，当分划板位于物镜的焦面上时，分划板的像在物镜像空间的无穷远处，即由平行光管发出的光是平行光。平行光管是调整光学仪器的重要工具，也是光学度量仪器中重要组成部分，如公告号为CN2639880Y的中国技术专利所公开的大口径光学元件损伤在线检测装置，其通过一照明平行光管和一接收平行光管配合目镜或显微镜系统，则可以测定透镜组的焦距、鉴别率、以及其他成像质量。现有的平行光管按其能否变焦可分为定焦平行光管和变焦平行光管，如公告号为CN2639880Y的中国技术专利中公开的照明平行光管即为一种定焦平行光管，接收平行光管即为一种变焦平行光管。而按结构形式则可以分为透射式和折反射式平行光管，也就是说，平行光管通常含有两片或者三片的透镜或折、反射镜。目前照明平行光管大多为定焦平行光管，且其光源通常取用点光源的形式，能够做到的视场角通常很小，匹配的分划板也很小，仅满足于轴上点的测试，不能满足平行光管在匹配大尺寸分划板测试使用。而模拟无穷远大尺寸目标成像时，平行光管的成像质量直接关系到无穷远目标的清晰程度，影响测试精度。
技术实现思路
(一)专利技术目的本专利技术的目的是：针对现有定焦平行光管视场小、难以满足测试需求的缺陷，提供一种分辨率接近衍射极限，确保分划板经过平行光管后形成的无穷远目标成仍为清晰，实现平行光管的高分辨率来确保光学测试精度的定焦平行光管的光学系统。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种定焦平行光管的光学系统，所述光学系统具有一中心光轴A1及一中间位置V1；光学系统包括位于中心光轴A1上且沿着中心光轴顺次设置的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4和第五透镜5；第一透镜1为正光焦度透镜，具有第一光束入射面11和第一光束出射面12；第二透镜2为负光焦度透镜，具有第二光束入射面21和第二光束出射面22，第二光束入射面21与第一光束出射面12之间沿中心光轴A1具有一第一间距；第三透镜3为负光焦度透镜，具有第三光束入射面31和第三光束出射面32，第三光束入射面31与第二光束出射面22之间沿中心光轴A1具有一第二间距；第四透镜4为正光焦度透镜，具有第四光束入射面41和第四光束出射面42，第四光束入射面41与第三光束出射面32之间沿中心光轴A1具有一第三间距；第五透镜5为负光焦度透镜，具有第五光束入射面51和第五光束出射面52，第五光束入射面51与第四光束出射面42之间沿中心光轴A1具有一第四间距，第五光束出射面52与第一光束入射面11之间沿中心光轴具有一第五间距；其中，第三透镜3设置在中间位置V1；第三间距大于第一间距，第一间距大于第二间距，第二间距大于第四间距；第五间距加上第一透镜1到焦面的距离小于预设的光学系统总长度。其中，所述第三透镜3与第四透镜4之间设置有光阑6。其中，所述光阑6贴合在第三透镜3上，贴合位置为：第三透镜3的靠近第四透镜4的一侧上贴合设置光阑6。其中，所述第三透镜3为双胶合透镜，由双凸透镜301和双凹透镜302胶合而成，光阑6与双凹透镜302相贴合。其中，所述双凸透镜301具有靠近第二透镜2设置的第一凸面3011以及与第一凸面3011相对设置的第二凸面3012，该第一凸面3011即为第三光束入射面31，双凹透镜302具有靠近光阑6设置的第一凹面3021以及与第一凹面3021相对设置的第二凹面3022，该第一凹面3021即为第三光束出射面32，第二凸面3012与第二凹面3022相贴合。其中，所述双凸透镜301与双凹透镜302分别采用不同的材质制成，且第二透镜2的折射率小于双凸透镜301的折射率且小于双凹透镜302的折射率。其中，所述第一透镜1、第二透镜2、第四透镜4和第五透镜5皆为弯月形透镜。其中，所述第一透镜1、第四透镜4和第五透镜5的折射率大于双凹透镜302的折射率，双凹透镜302的折射率大于双凸透镜301的折射率，双凸透镜301的折射率大于第二透镜2的折射率。其中，所述第一光束入射面11的曲率半径为175.68mm，第一光束出射面12的曲率半径为544.35mm；第二光束入射面21的曲率半径为151.91mm，第二光束出射面22的曲率半径为68.92mm；第三光束入射面31的曲率半径为93.67mm，第三光束出射面32的曲率半径为96.62mm；第四光束入射面41的曲率半径为-234.63mm，第四光束出射面42的曲率半径为-94.95mm；第五光束入射面51的曲率半径为-116.62mm，第五光束出射面52的曲率半径为-190.01mm。其中，所述第一透镜1选用H-ZF62光学玻璃，第二透镜2选用H-QF6A光学玻璃，双凸透镜301选用H-LAK53A光学玻璃，双凹透镜302选用H-ZF52A光学玻璃，第四透镜4选用H-ZF62光学玻璃，第五透镜5选用H-ZF62光学玻璃。(三)有益效果上述技术方案所提供的定焦平行光管的光学系统，通过五个透镜形成透射成像方式，且五个透镜光焦度分配采用正-负-负-正-负并结合合理的间距设置后，视场角可达到18度，确保平行光出射的同时，光学传递函数接近衍射极限，系统误差小，测试精度高。更，光学系统总长度小于600mm，在实际应用中更便利，平行光管的适用范围更广，且结构紧凑，体积小，便于携带或搬运，使用非常轻便。附图说明图1为本专利技术一实施例的定焦平行光管的光学系统的结构示意图；图2为图1中的第三透镜的结构示意图；图3为图1中的光学系统的光学传递函数特性图；图4为本专利技术另一实施例的定焦平行光管的光学系统的结构示意图。其中，1—第一透镜；11—第一光束入射面；12—第一光束出射面；2—第二透镜；21—第一光束入射面；22—第二光束出射面；3—第三透镜；31—第三光束入射面；32—第三光束出射面；301—双凸透镜；3011—第一凸面；3012—第二凸面；302—双凹透镜；3021—第一凹面；3022—第二凹面；4—第四透镜；41—第四光束入射面；42—第四光束出射面；5—第五透镜；51—第五光束入射面；52—第五光束出射面；6—光阑；A1—中心光轴；V1—中间位置。具体实施方式为使本专利技术的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。本专利技术的光学系统是定焦平行光管中的光学系统，具有固定的焦距，焦距是500mm，且入瞳口径是60mm。参阅图1，如图所示，本专利技术的定焦平行光管的光学系统具有一中心光轴A1及一中间位置V1。光学系统包括位于中心光轴A1上且沿着中心光轴顺次设置的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4和第五透镜5。第一透镜1为正光焦度透镜，具有第一光束入射面11和第一光束出射面12。第二透镜2为负光焦度透镜，具有第二光束入射面21和第二光束出射面22，第二光束入射面21与第一光束出射面12之间沿中心光轴A1具有一第一间距。第三透镜3为负光焦度透镜，具有第三光束入射面31和第三光束出射面32，第三光束入射面31与第二光束出射面22之间沿中心光轴A1具有一第二间距。第四本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种定焦平行光管的光学系统，其特征在于，所述光学系统具有一中心光轴(A1)及一中间位置(V1)；光学系统包括位于中心光轴(A1)上且沿着中心光轴顺次设置的第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)和第五透镜(5)；第一透镜(1)为正光焦度透镜，具有第一光束入射面(11)和第一光束出射面(12)；第二透镜(2)为负光焦度透镜，具有第二光束入射面(21)和第二光束出射面(22)，第二光束入射面(21)与第一光束出射面(12)之间沿中心光轴(A1)具有一第一间距；第三透镜(3)为负光焦度透镜，具有第三光束入射面(31)和第三光束出射面(32)，第三光束入射面(31)与第二光束出射面(22)之间沿中心光轴(A1)具有一第二间距；第四透镜(4)为正光焦度透镜，具有第四光束入射面(41)和第四光束出射面(42)，第四光束入射面(41)与第三光束出射面(32)之间沿中心光轴(A1)具有一第三间距；第五透镜(5)为负光焦度透镜，具有第五光束入射面(51)和第五光束出射面(52)，第五光束入射面(51)与第四光束出射面(42)之间沿中心光轴(A1)具有一第四间距，第五光束出射面(52)与第一光束入射面(11)之间沿中心光轴具有一第五间距；其中，第三透镜(3)设置在中间位置(V1)；第三间距大于第一间距，第一间距大于第二间距，第二间距大于第四间距；第五间距加上第一透镜(1)到焦面的距离小于预设的光学系统总长度。...

【技术特征摘要】
1.一种定焦平行光管的光学系统，其特征在于，所述光学系统具有一中心光轴(A1)及一中间位置(V1)；光学系统包括位于中心光轴(A1)上且沿着中心光轴顺次设置的第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)和第五透镜(5)；第一透镜(1)为正光焦度透镜，具有第一光束入射面(11)和第一光束出射面(12)；第二透镜(2)为负光焦度透镜，具有第二光束入射面(21)和第二光束出射面(22)，第二光束入射面(21)与第一光束出射面(12)之间沿中心光轴(A1)具有一第一间距；第三透镜(3)为负光焦度透镜，具有第三光束入射面(31)和第三光束出射面(32)，第三光束入射面(31)与第二光束出射面(22)之间沿中心光轴(A1)具有一第二间距；第四透镜(4)为正光焦度透镜，具有第四光束入射面(41)和第四光束出射面(42)，第四光束入射面(41)与第三光束出射面(32)之间沿中心光轴(A1)具有一第三间距；第五透镜(5)为负光焦度透镜，具有第五光束入射面(51)和第五光束出射面(52)，第五光束入射面(51)与第四光束出射面(42)之间沿中心光轴(A1)具有一第四间距，第五光束出射面(52)与第一光束入射面(11)之间沿中心光轴具有一第五间距；其中，第三透镜(3)设置在中间位置(V1)；第三间距大于第一间距，第一间距大于第二间距，第二间距大于第四间距；第五间距加上第一透镜(1)到焦面的距离小于预设的光学系统总长度。2.如权利要求1所述的定焦平行光管的光学系统，其特征在于，所述第三透镜(3)与第四透镜(4)之间设置有光阑6)。3.如权利要求1所述的定焦平行光管的光学系统，其特征在于，所述光阑(6)贴合在第三透镜(3)上，贴合位置为：第三透镜(3)的靠近第四透镜(4)的一侧上贴合设置光阑(6)。4.如权利要求3所述的定焦平行光管的光学系统，其特征在于，所述第三透镜(3)为双胶合透镜，由双凸透镜(301)和双凹透镜(302)胶合而成，光阑(6)与双凹透镜(302)相贴合。5.如权利要求4所述的定焦平行光管的光学系统，其特征在于，所述双凸透镜(301)具有靠近第二透镜(2)设置的第一凸面(3011)以及与第...

【专利技术属性】
技术研发人员：董冰，杨利华，韩星，徐大维，张振，孟军合，
申请(专利权)人：天津津航技术物理研究所，
类型：发明
国别省市：天津,12