一种大数值孔径分色双远心光学系统技术方案

本发明专利技术提供了一种大数值孔径分色双远心光学系统，包括从物面至聚焦面依次设有前组准直透镜组、分色棱镜、第一聚焦透镜后组，第二聚焦透镜后组，第三聚焦透镜后组；前组准直透镜组包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜；分色棱镜包括第一子棱镜、第二子棱镜、第三子棱镜；第一聚焦透镜后组包括第三透镜、第四透镜、第五透镜；第二聚焦透镜后组包括第六透镜、第七透镜、第八透镜；第三聚焦透镜后组包括第九透镜、第十透镜、第十一透镜。本发明专利技术在物距发生微小变化时接收端的能量不变，可以均匀的得到相等能量，具有重复性稳定的优点；可快速获得连续不间断的不同色度的信息，有效提高色度测试仪工作效率，检测精度高。检测精度高。检测精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种大数值孔径分色双远心光学系统


[0001]本专利技术涉及一种大数值孔径分色双远心光学系统。

技术介绍

[0002]目前用于自动检测屏幕色度、亮度等瑕疵的色度测试仪，采用的光学系统都是采用色轮的方式获取色度测试仪所需的三基色（红、绿、蓝）信号。通过在镜头与聚焦面之间安装色轮，通过切换色轮不同滤波片获取光学系统采集到被测屏幕的三基色的色度和亮度，再经过一分三的光纤分别传输给探测器来检测屏幕的色度和亮度，具有准确性高，测试数据稳定的优势。
[0003]色度测试仪采用色轮方式虽然有以上的优点，但是目前市面上的色度测试仪的光学系统的数值孔径NA都小于0.18，对屏幕光亮度的利用率比较低；同时很多色度测试仪上使用的光学系统是非远心系统或者仅物方远心，造成能量不均匀降低了色度测试仪的检测精度；而且需要在光学系统最后一个镜面到聚焦之间装有滤光片的色轮，将三基色的光信号传输到光纤中，再由一分三的光纤传输到探测器。为了尽可能高的提高光纤的耦合效率，镜头的最后一个镜片到聚焦面都会有较大的入射角度，入射角度的加大就会降低光在色轮的滤光片中的透过率，降低光信号的使用效率，由于需要色轮不断的切换滤光片的获取不同的三基色进行分析检测，在利用率和测试效率无法达到最佳效果，而且色轮的价格也比较贵。随着电脑、电视、手机、汽车对屏幕的运用越来越多，要求越来越高，对色度测试仪的需求也越来越大，工作效率也越来越高。因此专利技术设计一种用于色度测试仪上的大数值孔径无色轮结构的双远心光学系统极为迫切。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的是提出一种大数值孔径分色双远心光学系统。
[0005]本专利技术采用以下方案实现：一种大数值孔径分色双远心光学系统，包括从物面至聚焦面依次设有前组准直透镜组、分色棱镜、第一聚焦透镜后组，第二聚焦透镜后组，第三聚焦透镜后组；所述前组准直透镜组包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜，第一透镜与第二透镜胶合密接成第一胶合组；所述分色棱镜包括第一子棱镜、第二子棱镜、第三子棱镜，第一子棱镜、第二子棱镜、第三子棱镜依次胶合密接；所述第一聚焦透镜后组包括第三透镜、第四透镜、第五透镜，第三透镜与第四透镜胶合密接成第二胶合组；所述第二聚焦透镜后组包括第六透镜、第七透镜、第八透镜，第六透镜与第七透镜胶合密接成第三胶合组；所述第三聚焦透镜后组包括第九透镜、第十透镜、第十一透镜，第九透镜与第十透镜胶合密接成第四胶合组。
[0006]进一步的，所述第一子棱镜的光线分色面与第二子棱镜的光线入射面胶合，第一子棱镜的光线出射面朝向第三聚焦透镜后组；第二子棱镜的光线分色面与第三子棱镜的光线入射面胶合，第二子棱镜的光线出射面朝向第一聚焦透镜后组、第三子棱镜的光线出射面朝向第二聚焦透镜后组；第一子棱镜、第二子棱镜、第三子棱镜分别与第一聚焦透镜后
组，第二聚焦透镜后组，第三聚焦透镜后组之间设置有光阑。
[0007]进一步的，所述前组准直透镜组的焦距为fa，所述第一聚焦透镜后组，第二聚焦透镜后组，第三聚焦透镜后组的焦距相同均为fb，所述第一透镜、第二透镜的焦距分别为f1、f2，所述第三透镜、第六透镜、第九透镜的焦距相同均为f3，所述第四透镜、第七透镜、第十透镜的焦距相同均为f4，所述第五透镜、第八透镜、第十一透镜的焦距相同均为f5。其中fa、fb、f1、f2、f3、f4、f5满足以下（1）~（7）关系式：25mm<fa<40mm（1）；20mm <fb<30mm（2）；
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1<f1/fa<
‑
0.5（3）；0.2<f2/fa<0.8（4）； 0.7<f3/fb<1.2（5）；
‑
1.8<f4/fb<
‑
1.2（6）；1.2<f5/fb<1.8（7）。
[0008]进一步的，所述第一胶合组与第一子棱镜的光线入射面之间的空气间隔为：2mm~3mm，第一子棱镜、第二子棱镜、第三子棱镜的光线出射面与对应的光阑之间的空气间隔为0.2mm~1mm，对应的光阑与第二胶合组、第三胶合组、第四胶合组之间的空气间隔为15mm~22mm；第二胶合组、第三胶合组、第四胶合组分别与第五透镜、第八透镜、第十一透镜之间的空气间隔为3.5mm~5.5mm，第五透镜、第八透镜、第十一透镜分别与相应聚焦面之间的空气间隔为15mm~30mm。
[0009]进一步的，所述的第一透镜满足关系式：1.85<Nd<1.95，28<Vd<45；所述的第二透镜满足关系式：1.68<Nd<1.83，40<Vd<55；所述的第三透镜满足关系式：1.45<Nd<1.65，60<Vd<80；所述的第四镜满足关系式：1.75<Nd<1.95，20<Vd<40；所述的第五透镜满足关系式：1.72<Nd<1.95，33<Vd<50；所述的第六透镜满足关系式：1.45<Nd<1.65，60<Vd<80；所述的第七透镜满足关系式：1.75<Nd<1.95，20<Vd<40；所述的第八透镜满足关系式：1.72<Nd<1.95，33<Vd<50；所述的第九透镜满足关系式：1.45<Nd<1.65，60<Vd<80；所述的第十透镜满足关系式：1.75<Nd<1.95，20<Vd<40；所述的第十一透镜满足关系式：1.72<Nd<1.95，33<Vd<50；其中，Nd为折射率，Vd为阿贝系数。
[0010]进一步的，所述的第一透镜满足关系式：0.9<D<2.5，50<R1<70，10<R2<25；所述的第二透镜满足关系式：4.5<D<6.5，10<R1<25，
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35<R2<
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15；所述的第三透镜满足关系式：5.5<D<7.2，80<R1<110，
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30<R2<
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10；所述的第四镜满足关系式： 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大数值孔径分色双远心光学系统，其特征在于，包括从物面至聚焦面依次设有前组准直透镜组、分色棱镜、第一聚焦透镜后组，第二聚焦透镜后组，第三聚焦透镜后组；所述前组准直透镜组包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜，第一透镜与第二透镜胶合密接成第一胶合组；所述分色棱镜包括第一子棱镜、第二子棱镜、第三子棱镜，第一子棱镜、第二子棱镜、第三子棱镜依次胶合密接；所述第一聚焦透镜后组包括第三透镜、第四透镜、第五透镜，第三透镜与第四透镜胶合密接成第二胶合组；所述第二聚焦透镜后组包括第六透镜、第七透镜、第八透镜，第六透镜与第七透镜胶合密接成第三胶合组；所述第三聚焦透镜后组包括第九透镜、第十透镜、第十一透镜，第九透镜与第十透镜胶合密接成第四胶合组。2.根据权利要求1所述的大数值孔径分色双远心光学系统，其特征在于，所述第一子棱镜的光线分色面与第二子棱镜的光线入射面胶合，第一子棱镜的光线出射面朝向第三聚焦透镜后组；第二子棱镜的光线分色面与第三子棱镜的光线入射面胶合，第二子棱镜的光线出射面朝向第一聚焦透镜后组、第三子棱镜的光线出射面朝向第二聚焦透镜后组；第一子棱镜、第二子棱镜、第三子棱镜分别与第一聚焦透镜后组，第二聚焦透镜后组，第三聚焦透镜后组之间设置有光阑。3.根据权利要求1所述的大数值孔径分色双远心光学系统，其特征在于，所述前组准直透镜组的焦距为fa，所述第一聚焦透镜后组，第二聚焦透镜后组，第三聚焦透镜后组的焦距相同均为fb，所述第一透镜、第二透镜的焦距分别为f1、f2，所述第三透镜、第六透镜、第九透镜的焦距相同均为f3，所述第四透镜、第七透镜、第十透镜的焦距相同均为f4，所述第五透镜、第八透镜、第十一透镜的焦距相同均为f5:其中fa、fb、f1、f2、f3、f4、f5满足以下（1）~（7）关系式：25mm<fa<40mm（1）； 20mm <fb<30mm（2）；
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1<f1/fa<
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0.5（3）； 0.2<f2/fa<0.8（4）； 0.7<f3/fb<1.2（5）；
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1.8<f4/fb<
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1.2（6）； 1.2<f5/fb<1.8（7）。4.根据权利要求3所述的大数值孔径分色双远心光学系统，其特征在于，所述第一胶合组与第一子棱镜的光线入射面之间的空气间隔为：2mm~3mm，第一子棱镜、第二子棱镜、第三子棱镜的光线出射面与对应的光阑之间的空气间隔为0.2mm~1mm，对应的光阑与第二胶合组、第三胶合组、第四胶合组之间的空气间隔为15mm~22mm；第二胶合组、第三胶合组、第四胶合组分别与第五透镜、第八透镜、第十一透镜之间的空气间隔为3.5mm~5.5mm，第五透镜、第八透镜、第十一透镜分别与相应聚焦面之间的空气间隔为15mm~30mm。5.根据权利要求4所述的大数值孔径分色双远心光学系统，其特征在于，所述的第一透镜满足关系式：1.85<Nd<1.95，28<Vd<45；所述的第二透镜满足关系式：1.68<Nd<1.83，40<Vd<55；所述的第三透镜满足关系式：1.45<Nd<1.65，60<Vd<80；所述的第四镜满足关系式：1.75<Nd<1.95，20<Vd<40；所述的第五透镜满足关系式：1.72<Nd<1.95，33<Vd<50；所述的第六透镜满足关系式：1.45<Nd<1.65，60<Vd<80；所述的第七透镜满足关系式：1.75<Nd<1.95，20<Vd<40；所述的第八透镜满足关系式：1.72<Nd<1.95，33<Vd<50；所述的第九透镜满足关系式：1.45<Nd<1.65，60<Vd<80；所述的第十透镜满足关系式：1.75<Nd<1.95，20&...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗联镜，林孝同，郑华炜，汪兆永，张哨峰，
申请(专利权)人：福建海创光电有限公司，
类型：发明
国别省市：