一种紫外到可见光波段的宽光谱镜头制造技术

本发明专利技术公开了一种紫外到可见光波段的宽光谱镜头，包括沿光路传播方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、孔径光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜；第一透镜和第二透镜胶合在一起形成胶合透镜，第五透镜和第六透镜胶合在一起形成胶合透镜；第三透镜为负双凹厚透镜；第一透镜、第四透镜、第五透镜和第七透镜均为双凸正透镜；第二透镜、第六透镜和第八片透镜均为负双凹薄透镜。上述镜头的宽光谱色差、轴上和轴外像差得到较好的平衡，系统的光学传递函数得到提升，成像质量高，满足紫外到可见光的宽光谱成像实际使用要求。满足紫外到可见光的宽光谱成像实际使用要求。满足紫外到可见光的宽光谱成像实际使用要求。

【技术实现步骤摘要】
一种紫外到可见光波段的宽光谱镜头


[0001]本专利技术涉及一种紫外到可见光波段的宽光谱镜头，属于宽光谱镜头


技术介绍

[0002]波长在250～380nm称为近紫外区，一般的紫外光谱是指这一区域。波长在400～650nm范围的称为可见光谱。
[0003]紫外镜头适合用于各种应用有：如高压电路电弧检测、半导体材料的质量控制、空气污染监测、寻找出原油污染或泄漏、导弹预警、刑侦指纹拍照取证等；其他的应用还包括法鉴定、制药、生物医学成像、荧光、安全及伪造零件检测等。可见光镜头是常用的成像镜头，如手机镜头、监控镜头、相机镜头、显微镜头等都是用于可见光波段。由于紫外波段可用的光学材料较少，消色差设计困难，导致目前尚无紫外到可见光波段的宽光谱镜头。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种紫外到可见光波段的宽光谱镜头，为从紫外波段250nm到可见光波段550nm之间的宽光谱消色差光学成像镜头，接受紫外到可见光光谱范围内的光谱信号。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案如下：
[0006]一种紫外到可见光波段的宽光谱镜头，包括沿光路传播方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、孔径光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜；第一透镜和第二透镜胶合在一起形成胶合透镜，第五透镜和第六透镜胶合在一起形成胶合透镜；第三透镜为负双凹厚透镜；第一透镜、第四透镜、第五透镜和第七透镜均为双凸正透镜；第二透镜、第六透镜和第八片透镜均为负双凹薄透镜。
[0007]上述镜头为从紫外波段250nm到可见光波段550nm之间的宽光谱消色差光学成像镜头，接受紫外到可见光光谱范围内的光谱信号，充分利用从紫外到可见光波段光谱内的信息，处理这些数据信息，满足各种科研使用需求，如：宽光谱遥感扫描、医疗诊断、食品安全检测、无人机信息扫描、紫外可见光融合图像等场景。
[0008]专利技术人经研究发现，将孔径光阑放置在镜头中间，近似对称的结构形式，有利于校正垂轴像差，如彗差、畸变、倍率色差等；采用2组胶合面可以校正位置色差；采用厚透镜可以校正场曲；采用厚透镜、薄透镜混合组合光路，可以进一步校正场曲，互相补偿减小系统球差。
[0009]本申请采用两种色散系数不同的材料进行组合消色差。优选，两种色散系数不同的材料分别为A材料和B材料，A材料的色散系数为94～96，B材料的色散系数为60～68。
[0010]为了提高成像质量，上述A材料的折射率为1.430
‑
1.436，B材料的折射率为1.455
‑
1.460。
[0011]进一步优选，第一透镜、第四透镜、第五透镜和第七透镜均采用A材料；第二透镜、第三透镜、第六透镜和第八透镜均采用B材料。
[0012]沿光路传播方向，第一透镜的两面依次为第一入射面和第一出射面，第二透镜的
两面依次为第二入射面和第二出射面，第三透镜的两面依次为第三入射面和第三出射面，第四透镜的两面依次为第四入射面和第四出射面，第五透镜的两面依次为第五入射面和第五出射面，第六透镜的两面依次为第六入射面和第六出射面，第七透镜的两面依次为第七入射面和第七出射面，第八透镜的两面依次为第八入射面和第八出射面；为了进一步确保成像质量，第一入射面的曲率半径为22.67
±
0.02mm，第一出射面的曲率半径为
‑
25.98
±
0.02mm；第二入射面的曲率半径为
‑
25.98
±
0.02mm，第二出射面的曲率半径为82.32
±
0.02mm；第三入射面的曲率半径为
‑
22.19
±
0.02mm，第三出射面的曲率半径为37.06
±
0.02mm；第四入射面的曲率半径为14.79
±
0.02mm，第四出射面的曲率半径为
‑
24.45
±
0.02mm；第五入射面的曲率半径为11.63
±
0.02mm，第五出射面的曲率半径为
‑
13.24
±
0.02mm；第六入射面的曲率半径为
‑
13.24
±
0.02mm，第六出射面的曲率半径为8.23
±
0.02mm；第七入射面的曲率半径为9.84
±
0.02mm，第七出射面的曲率半径为
‑
34.47
±
0.02mm；第八入射面的曲率半径为
‑
11.45
±
0.02mm，第八出射面的曲率半径为28.32
±
0.02mm。
[0013]为了更好地校正轴上像差，第四出射面采用非球面。非球面采用偶次非曲面方程；
[0014][0015]方程中各量的含义如下：
[0016]Z(Y)是非球面沿光轴方向的透镜失高；
[0017]R是透镜的曲率半径；
[0018]Y是透镜垂直与光轴方向的半口径；
[0019]K是圆锥系数；
[0020]A、B、C、D、E是非球面系数。
[0021]为了更好地确保成像质量，上述第一透镜的中心厚度为5.65
±
0.02mm；第二透镜的中心厚度为1.5
±
0.02mm；第三透镜的中心厚度为10
±
0.02mm；第四透镜的中心厚度为4.65
±
0.02mm；第五透镜的中心厚度为4.8
±
0.02mm；第六透镜的中心厚度为1.5
±
0.02mm；第七透镜的中心厚度为2.85
±
0.02mm；第八透镜的中心厚度为4.2
±
0.02mm。进一步优选，第二透镜和第三透镜之间的中心间隔为3
±
0.02mm；第三透镜和第四透镜之间的中心间隔为2.35
±
0.02mm；第四透镜和第五透镜之间的中心间隔为0.3
±
0.02mm；第六透镜和第七透镜之间的中心间隔为0.9
±
0.02mm；第七透镜和第八透镜之间的中心间隔为1.35
±
0.02mm。
[0022]上述紫外到可见光波段的宽光谱镜头，使用波长为250nm
‑
550nm，F数为2.0，焦距为28mm。
[0023]本专利技术未提及的技术均参照现有技术。
[0024]本专利技术紫外到可见光波段的宽光谱镜头，孔径光阑放置在镜头中间，近似对称的结构形式，有利于校正垂轴像差，如彗差、畸变、倍率色差等；采用2组胶合面可以校正位置色差；采用厚透镜校正场曲；采用厚透镜、薄透镜混合组合光路，可以进一步校正场曲，互相补偿减小系统球差；采用两组胶合面校正位置色差；采用两种色散系数不同的材料进行组合消色差设计；系统的宽光谱色差、轴上和轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种紫外到可见光波段的宽光谱镜头，其特征在于：包括沿光路传播方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、孔径光阑、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜；第一透镜和第二透镜胶合在一起形成胶合透镜，第五透镜和第六透镜胶合在一起形成胶合透镜；第三透镜为负双凹厚透镜；第一透镜、第四透镜、第五透镜和第七透镜均为双凸正透镜；第二透镜、第六透镜和第八片透镜均为负双凹薄透镜。2.如权利要求1所述的紫外到可见光波段的宽光谱镜头，其特征在于：各透镜采用两种色散系数不同的材料进行组合消色差。3.如权利要求2所述的紫外到可见光波段的宽光谱镜头，其特征在于：两种色散系数不同的材料分别为A材料和B材料，A材料的色散系数为94～96，B材料的色散系数为60～68。4.如权利要求3所述的紫外到可见光波段的宽光谱镜头，其特征在于：A材料的折射率为1.430
‑
1.436，B材料的折射率为1.455
‑
1.460。5.如权利要求4所述的紫外到可见光波段的宽光谱镜头，其特征在于：第一透镜、第四透镜、第五透镜和第七透镜均采用A材料；第二透镜、第三透镜、第六透镜和第八透镜均采用B材料。6.如权利要求1
‑
5任意一项所述的紫外到可见光波段的宽光谱镜头，其特征在于：沿光路传播方向，第一透镜的两面依次为第一入射面和第一出射面，第二透镜的两面依次为第二入射面和第二出射面，第三透镜的两面依次为第三入射面和第三出射面，第四透镜的两面依次为第四入射面和第四出射面，第五透镜的两面依次为第五入射面和第五出射面，第六透镜的两面依次为第六入射面和第六出射面，第七透镜的两面依次为第七入射面和第七出射面，第八透镜的两面依次为第八入射面和第八出射面；第一入射面的曲率半径为22.67
±
0.02mm，第一出射面的曲率半径为
‑
25.98
±
0.02mm；第二入射面的曲率半径为
‑
25.98
±
0.02mm，第二出射面的曲率半径为82.32
±
0.02mm；第三入射面的曲率半径为
‑
22.19
±
0.02mm，第三出射面的曲率半径为37.06
±
0.02mm；第四入射面的曲率半径为14.79
±
0.02mm，第四出射面的曲率半径为
‑
24.45
±
0.02mm；第五入射面的曲率半径为11.63
±
0.02mm，第五出射面的曲率...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国力，吴玉堂，朱敏，刘超，
申请(专利权)人：南京波长光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：