一种大视场连续变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大视场连续变焦平行光管的光学系统，包括第一物镜组件、第二物镜组件、第三物镜组件、第四物镜组件、第五物镜组件。所述第一物镜组件为前固定组、第二物镜组件为变倍组、第三物镜组件为中间固定组、第四物镜组件为补偿组、第五物镜组件为后固定。系统通过改变第二物镜组及第四物镜组的位置实现光学系统的连续变焦，从而产生无限远目标，为成像光学系统调试及检测提供高效、高精度、方便的检测手段。本发明专利技术的变焦平行光管的光学系统，在满足变焦范围及提高像质的基础上，结构简单紧凑，并且光学分辨率高，能达到极高的检测精度。检测精度。检测精度。

【技术实现步骤摘要】
一种大视场连续变焦平行光管的光学系统


[0001]本专利技术属于光学系统
，具体涉及一种大视场连续变焦平行光管的光学系统。

技术介绍

[0002]平行光管作为光学检测的重要仪器，应用十分广泛。通过平行光管可以产生准直平行光束，模拟无穷远目标。在其焦面上放置星点板、分辨率板等检测元件，可实现精密测定光学系统的参数、标定被测光学系统的性能指标、产品的装调、模拟星等目标等功能。所以要求平行光管具有足够的光学精度而且稳定性好，校准容易，操作简便。
[0003]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，不同焦距的平行光管适用于不同光学产品参数的检测，因此不同产品的检测需要更换不同的平行光管，且这些平行光管不能同时满足大视场、低畸变的要求。

技术实现思路

[0004]为了解决不同产品需要更换不同的平行光管，同时满足大视场、低畸变的平行光管技术需求，本专利技术提供了一种大视场连续变焦平行光管的光学系统。本专利技术能够定量标定待检成像光学产品的像质参数。
[0005]本专利技术的技术方案如下：
[0006]一种大视场连续变焦平行光管的光学系统，包括位于同一光路上的第一物镜组件、第二物镜组件、第三物镜组件、第四物镜组件、第五物镜组件；所述第一物镜组件为前固定组、第二物镜组件为变倍组、第三物镜组件为中间固定组、第四物镜组件为补偿组、第五物镜组件为后固定组；
[0007]所述前固定组、变倍组、中间固定组、后固定组的焦距满足如下条件：
[0008]f1/f/>l
＜
‑
0.75，
[0009]‑
1＜f2/f
l
＜
‑
0.1，
[0010]‑
1＜f3/f
l
＜
‑
0.2，
[0011]f4/f
l
＞0.1，
[0012]其中，f1表示前固定组的焦距、f2表示变倍组的焦距、f3表示中间前固定组的焦距、f5表示后固定组的焦距，f
l
表示变焦光学系统处于长焦状态时的焦距；
[0013]所述光学系统通过改变第二物镜组及第四物镜组的位置进行光学系统的连续变焦。
[0014]进一步的，所述第一物镜组件的组合光焦度、第二物镜组件的组合光焦度、第三物镜组件的组合光焦度、第四物镜组件的组合光焦度均为正，所述第五物镜组件的组合光焦度为负。
[0015]进一步的，所述平行光管的出光口与第一物镜组件之间包括有平行光管的出瞳位置。
[0016]进一步的，所述第五物镜组件的像方侧最外点至成像面的距离BFL与所述光学系统的焦距EFL之间的关系满足：0.14≤BFL/EFL≤0.38。
[0017]进一步的，所述第一物镜组件包括四片透镜，分别为第一物镜组件透镜一，第一物镜组件透镜二，第一物镜组件透镜三，第一物镜组件透镜四，四片透镜的Nd和Vd分别满足以下条件：
[0018](1)1.55＜Nd11＜1.68，56＜Vd11＜68；
[0019](2)1.63＜Nd12＜1.75，20＜Vd12＜42；
[0020](3)1.64＜Nd13＜1.74，20＜Vd13＜42；
[0021](4)1.61＜Nd14＜1.72，22＜Vd14＜45。
[0022]进一步的，所述第二物镜组件包括两片透镜，分别为第二物镜组件透镜一，第二物镜组件透镜二，两片透镜的Nd和Vd分别满足以下条件：
[0023](1)1.68＜Nd21＜1.8，42＜Vd21＜64；
[0024](2)1.64＜Nd22＜1.74，45＜Vd22＜58。
[0025]进一步的，所述第三物镜组件包括三片透镜，分别为第三物镜组件透镜一，第三物镜组件透镜二，第三物镜组件透镜三，三片透镜的Nd和Vd分别满足以下条件：
[0026](1)1.66＜Nd31＜1.76，24＜Vd31＜44；
[0027](2)1.53＜Nd32＜1.69，50＜Vd32＜71；
[0028](3)1.60＜Nd33＜1.71，42＜Vd33＜65。
[0029]进一步的，所述第四物镜组件包括三片透镜，分别为第四物镜组件透镜一，第四物镜组件透镜二，第四物镜组件透镜三，三片透镜的Nd和Vd分别满足以下条件：
[0030](1)1.62＜Nd41＜1.73，45＜Vd41＜68；
[0031](2)1.65＜Nd42＜1.72，20＜Vd42＜42；
[0032](3)1.54＜Nd43＜1.64，54＜Vd43＜75。
[0033]进一步的，所述第五物镜组件包括四片透镜，分别为第五物镜组件透镜一，第五物镜组件透镜，第五物镜组件透镜，第五物镜组件透镜，四片透镜的Nd和Vd分别满足以下条件：
[0034](1)1.60＜Nd51＜1.71，30＜Vd51＜42；
[0035](2)1.61＜Nd52＜1.72，25＜Vd52＜45；
[0036](3)1.63＜Nd53＜1.72，45＜Vd53＜65；
[0037](4)1.55＜Nd54＜1.65，28＜Vd54＜50。
[0038]所述平行光管的光学透镜均采用球面，选用材料均为普通光学材料。
[0039]本专利技术的技术效果如下：
[0040]1、本专利技术提供一种大视场连续变焦平行光管的光学系统，该系统通过五组物镜组件的组合，每组光学组件进行光焦度的合理分配，最终采用正
‑
正
‑
正
‑
正
‑
负的分配方式；选用合适的光学材料组合；选择合适的固定组和补偿组，其中第二物镜组件为变倍组，第四物镜组件为补偿组；结合合理的间距设置，最终优化为连续变焦距、大视场、低畸变的光学系统，满足测试需求的的光学结构。
[0041]2、平行光管的焦距可实现连续变焦，满足使用波长0.4um～0.9um的范围内实现视场角变化范围20
°
～50
°
，焦距在160mm～425mm连续变化，光学传递函数在所有指标下均优
于0.47@7lp/mm。
[0042]3、使用该变焦平行光管，避免了测试不同产品需要更换不同的平行光管，从而提高产品的调试手段和测试效率，提高测试水平。光学系统总长小于765mm，在实际应用中更便利，结构紧凑，体积小，便于携带或搬运，使用轻便。
附图说明
[0043]图1为一种大视场连续变焦平行光管的光学系统长焦结构示意图；
[0044]图2为一种大视场连续变焦平行光管的光学系统中焦结构示意图；
[0045]图3为一种大视场连续变焦平行光管的光学系统短焦结构示意图；
[0046]图4为本专利技术所提供的光学系统的长焦MTF曲线；
[0047]图5为本专利技术所提供的光学系统的中焦MTF曲线；
[00本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大视场连续变焦平行光管的光学系统，其特征在于：包括位于同一光路上的第一物镜组件(1)、第二物镜组件(2)、第三物镜组件(3)、第四物镜组件(4)、第五物镜组件(5)；所述第一物镜组件(1)为前固定组、第二物镜组件(2)为变倍组、第三物镜组件(3)为中间固定组、第四物镜组件(4)为补偿组、第五物镜组件(5)为后固定组；所述前固定组、变倍组、中间固定组、后固定组的焦距满足如下条件：f1/f
l
＜
‑
0.75，
‑
1＜f2/f
l
＜
‑
0.1，
‑
1＜f3/f
l
＜
‑
0.2，f5/f
l
＞0.1，其中，f1表示前固定组的焦距、f2表示变倍组的焦距、f3表示中间前固定组的焦距、f5表示后固定组的焦距，f
l
表示变焦光学系统处于长焦状态时的焦距；所述光学系统通过改变第二物镜组及第四物镜组的位置进行光学系统的连续变焦。2.根据权利要求1所述的一种大视场连续变焦平行光管的光学系统，其特征在于，所述第一物镜组件(1)的组合光焦度、第二物镜组件(2)的组合光焦度、第三物镜组件(3)的组合光焦度、第四物镜组件(4)的组合光焦度均为正，所述第五物镜组件(5)的组合光焦度为负。3.根据权利要求1所述的一种大视场连续变焦平行光管的光学系统，其特征在于，所述平行光管的出光口与第一物镜组件(1)之间包括有平行光管的出瞳位置。4.根据权利要求1所述的一种大视场连续变焦平行光管的光学系统，其特征在于，所述第五物镜组件(5)的像方侧最外点至成像面的距离BFL与所述光学系统的焦距EFL之间的关系满足：0.14≤BFL/EFL≤0.38。5.根据权利要求1所述的一种大视场连续变焦平行光管的光学系统，其特征在于，所述第一物镜组件(1)包括四片透镜，分别为第一物镜组件透镜一(11)，第一物镜组件透镜二(12)，第一物镜组件透镜三(13)，第一物镜组件透镜四(14)，四片透镜满足以下条件：(1)1.55＜Nd11＜1.68，56＜Vd11＜68；(2)1.63＜Nd12＜1.75，20＜Vd12＜42；(3)1.64＜Nd13＜1.74，20＜Vd13＜42；(4)1.61＜Nd14＜1.72，22＜Vd14＜45；其中Nd11、Nd12、Nd13、Nd14分别表示第一物镜组件透镜一(11)、第一物镜组件透镜二(12)、第一物镜组件透镜三(13)、第一物镜组件透镜四(14)光学元件材料的d光折射率，Vd11，Vd12，Vd13，Vd14分别表示第一物镜组件透镜一(11)、第一物镜组件透镜二(12)、第一物镜组件透镜三(13)、第一物镜组件透镜四(14)光学元件材料的d光阿贝常数，d光是波长为588nm的可见光。6.根据权利要求1所述的一种大视场连续变焦平行光管的光学系统，其特征在于，所述第二物镜组件(2)包括两片透镜，分别为第二物镜组件透镜一(21)，第二物镜组件透镜二(22)，两片透镜分别满足以下条件：(1)1.68＜Nd21...

【专利技术属性】
技术研发人员：李利，黄宇柯，赖新华，彭润富，李志，
申请(专利权)人：中科院南京天文仪器有限公司，
类型：发明
国别省市：