检测硫系玻璃均匀性的物镜以及具有其的硫系玻璃均匀性检测装置制造方法
【专利摘要】一种检测硫系玻璃均匀性的物镜，其特征在于：包括依次间隔设置的保护玻璃、第一镜片、第二镜片、第三镜片和带通滤光片，所述第一镜片、第二镜片和第三镜片均为正光焦度的粘合镜片，所述第一镜片由第一双凸透镜和第一平凹透镜粘合而成，所述第二镜片由第二双凸透镜和第二平凹透镜粘合而成，所述第三镜片由第三双凸透镜和双凹透镜粘合而成。本发明的检测硫系玻璃均匀性的物镜以及具有其的检测装置，具有较好的光学性能，实现了硫系玻璃均匀性的检测，而且成像质量佳，性能稳定。
【专利说明】检测硫系玻璃均匀性的物镜以及具有其的硫系玻璃均匀性 检测装置
【技术领域】
[0001] 本发明涉及物镜以及具有该物镜的检测装置。
【背景技术】
[0002] 硫系玻璃是一种以VIA族兀素 S、Se、Te为主并引入一定量的其它类金属或金属兀 素所形成的玻璃，硫系玻璃材料具有较小的折射率温度系数，dn/dt约为锗（Ge)单晶的五 分之一，在1 μ m?14 μ m波段有良好透过性，易于精密模压成型和大口径制备等特点。随 着焦平面阵列以及非制冷式红外探测技术的发展，硫系玻璃已成为新一代大口径无热化红 外光学镜头的优良候选材料，这种材料可与锗（Ge)、硫化锌（ZnS)和硒化锌（ZnSe)等晶体 共同应用于新型热像仪的开发。
[0003] 硫系玻璃的光谱透过范围不包含可见光，所以采用常规的光学玻璃均匀性检测装 置不能检测硫系玻璃内部的条纹分布及相关缺陷（包括杂质、裂纹等）特征。国内外也未 见大尺寸（直径φ >50_)的硫系玻璃光学均匀性检测装置和内部缺陷检测方法的相关 研究报道。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的技术问题是提供一种检测硫系玻璃均匀性的物镜，以及具有该 物镜的硫系玻璃均匀性的检测装置。
[0005] 本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种检测硫系玻璃均匀性的物 镜，其特征在于：包括依次间隔设置的保护玻璃、第一镜片、第二镜片、第三镜片和带通滤 光片，所述第一镜片、第二镜片和第三镜片均为正光焦度的粘合镜片，所述第一镜片由第一 双凸透镜和第一平凹透镜粘合而成，所述第二镜片由第二双凸透镜和第二平凹透镜粘合而 成，所述第三镜片由第三双凸透镜和双凹透镜粘合而成。
[0006] 优选地，满足以下条件：
[0007] 0. 01 < f/f!< 0. 02, |f n| > If12I ,0. 6 < f/f2< 0. 7, f 21< f 22, 0. 55 < f/f3 <0.65, If31I < If321,60 <Vdl= Vd3= V d5< 65, 25 < Vd2= Vd4= V d6< 30 ；
[0008] 其中f为整个物镜的焦距，&、&和f 3分别为第一镜片、第二镜片和第三镜片的焦 距，第一镜片中的第一双凸透镜和第一平凹透镜的焦距分别为f n和f12，第二镜片的第二双 凸透镜和第二平凹透镜的焦距分别为f21和f 22，第三镜片的第三双凸透镜和双凹透镜的焦 距分别为f31和f 32;V dl、Vd2、Vd3、Vd4、Vd5、V d6分别为第一双凸透镜、第一平凹透镜、第二双凸 透镜、第二平凹透镜、第三双凸透镜和双凹透镜的阿贝常数。
[0009] 优选地，所述六片镜片均设于一镜筒内，并且所述镜筒的两端分别设有保护支架 和带通滤光片保护支架，所述保护支架和带通滤光片保护支架上分别设有保护玻璃和带通 滤光片。
[0010] 为了便于固定镜片，所述第一镜片、第二镜片和第三镜片之间的镜筒以及第三镜 片的前后两端的镜筒上分别设有镜片固定环。
[0011] 优选地，所述带通滤光片的带宽波长为0. 95μπι?1.05μ--，透光率大于90%。
[0012] 具有上述物镜的硫系玻璃均匀性检测装置，包括依次设置的光源、扩束准直镜、测 试样品架、物镜和探测系统，光源亮度调节器连接至所述光源并且控制所述光源的亮度，一 图像采集处理器连接至所述探测系统。
[0013] 优选地，所述探测系统包括搭载了 1/2英寸CMOS的红外探测器，其响应波段为 0· 4 μ m?L 7 μ m，像素为1280 X 1040,并且该探测系统还包括x-y-z三维移动平台。
[0014] 与现有技术相比，本发明的优点在于该检测硫系玻璃均匀性的物镜以及具有其的 检测装置，具有较好的光学性能，实现了硫系玻璃均匀性的检测，而且成像质量佳，性能稳 定。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 图1是本发明实施例的检测硫系玻璃均匀性的物镜的结构图。
[0016] 图2是本发明实施例的检测硫系玻璃均匀性的检测装置。
[0017] 图3是本发明实施例的检测硫系玻璃均匀性的物镜在像高为0时的MTF曲线；
[0018] 图4是本发明实施例的检测硫系玻璃均匀性的物镜在像高为19. 25mm时的MTF曲 线.
[0019] 图5是本发明实施例的检测硫系玻璃均匀性的物镜在像高为38. 50mm时的MTF曲 线.
[0020] 图6是本发明实施例的检测硫系玻璃均匀性的物镜在像高为55. OOmm时的MTF曲 线.
[0021] 图7a是本发明实施例的检测硫系玻璃均匀性的物镜在像高为Omm时的轴向子午 像差，图7b为发明实施例的检测硫系玻璃均匀性的物镜在像高为Omm时的轴向孤矢像差； 图7c是本发明实施例的检测硫系玻璃均匀性的物镜在像高为19. 25mm时的轴向子午像 差，图7d为发明实施例的检测硫系玻璃均匀性的物镜在像高为19. 25mm时的轴向孤矢像 差；图7e是本发明实施例的检测硫系玻璃均匀性的物镜在像高为38. 50mm时的轴向子午 像差，图7f为发明实施例的检测硫系玻璃均匀性的物镜在像高为38. 50mm时的轴向孤矢像 差；图7g是本发明实施例的检测硫系玻璃均匀性的物镜在像高为55. OOmm时的轴向子午像 差，图7h为发明实施例的检测硫系玻璃均匀性的物镜在像高为55. OOmm时的轴向孤矢像差 (Maximum scale: ±50 μ m) 〇
[0022] 图8是本发明实施例的检测硫系玻璃均匀性的物镜的颜色焦距位移。
[0023] 图9a、9b、9c和9d为四个样品分别在本发明实施例的检测装置检测下所成的像。
【具体实施方式】
[0024] 以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
[0025] 本发明实施例的检测硫系玻璃均匀性的物镜，为一种近红外成像物镜，如图1所 示，包括依次设置的保护玻璃4A，第一镜片10、第二镜片20、第三镜片30和带通滤光片4B， 其中第一镜片10为正光焦度的消色差粘合镜片，第二镜片20为正光焦度的消色差粘合镜 片，第三镜片30为正光焦度的消色差粘合镜片。该第一、第二、第三镜片均采用两片镜片粘 合而成。
[0026] 该第一镜片10由第一双凸透镜Gl和第一平凹透镜G2粘合而成，该第二镜片20 由第二双凸透镜G3和第二平凹透镜G4粘合而成，第三镜片30由第三双凸透镜G5和一双 凹透镜G6粘合而成。其中该六片镜片的焦距满足以下条件：0. 01 <以&< 0. 02, I f n I > f121，0· 6 < f/f2< 0· 7, f 21< f 22,0· 55 < f/f3< 0· 65, I f 311 < I f321。其中 f 为整个物 镜的焦距，fP ；^2和f 3分别为第一镜片10、第二镜片20和第三镜片30的焦距，第一镜片10 中的第一双凸透镜Gl和第一平凹透镜G2的焦距分别为f n和f12，第二镜片20的第二双凸 透镜G3和第二平凹透镜G4的焦距分别为f21和f 22，第三镜片30的第三双凸透镜G5和双 凹透镜G6的焦距分别为f31和f 32。Vdl、V d2、Vd3、Vd4、V d5、V d6分别为第一双凸透镜G1、第 一平凹透镜G2、第二双凸透镜G3、第二平凹透镜G4、第三双凸透镜G5和双凹透镜G6的阿贝 常数，60 < Vdl= V d3= V d5< 65, 25 < V d2= V d4= V d6< 30。优选地，其中该第一双凸透镜 Gl和第二双凸透镜G3以及第三双凸透镜G5均由第一种材料制成，该第一平凹透镜G2、第 二平凹透镜G4和双凹透镜G6均由第二种材料制成，优选地，该第一种材料为H-K9L材料， 该第二种材料为H-ZF6,该保护玻璃4A也为第一种材料制成的薄片。其中带通滤光片4B的 带宽在0· 95 μ m?1. 05 μ m，且透光效率大于90 %。
[0027] 上述镜片G1-G6均设于一镜筒430内，并且镜筒430的两端分别设有保护支架410 和带通滤光片保护支架420,保护支架410和带通滤光片保护支架420上分别设有保护玻 璃4A和带通滤光片4B，第一镜片10、第二镜片20和第三镜片30依次设置在镜筒430内， 并且第一镜片10、第二镜片20和第三镜片30之间的镜筒430上以及该第三镜片30的前后 两端分别设有镜片固定环440。所述保护支架410和带通滤光片保护支架420分别与镜筒 430螺纹连接固定。
[0028] 如图2所示，为具有该物镜的硫系玻璃均匀性的检测装置，该装置包括光源1、扩 束准直镜2、测试样品架3、物镜4,搭载三维移动平台的探测系统5、光源亮度调节器6和图 像采集处理器7。其中光源亮度调节器6与光源1相连接，用于调节光源的亮度，图像采集 处理器7与探测系统5连接。优选地，其中光源1包括6V/15W的普通照明灯，光源波长为 0.4μπι?12 μ m，测试样品架3包括可移动支架和三角夹用于固定待测的样品。该物镜4、 探测系统5中的探测器、光源1均同轴设置。所述探测系统5包括搭载了 1/2英寸CMOS的 红外探测器，其响应波段为0. 4 μ m?1. 7 μ m，像素为1280 X 1040,并且该探测系统5还包 括x-y-z三维移动平台。
[0029] 实施例1 :
[0030] 该实施例中的物镜的口径为110mm，表1列出的是该物镜的口径为IIOmm时，具 有物镜的硫系玻璃均匀性检测装置的各参数，各片镜片的表面类型和材料，其中六片镜片 G1-G6中的厚度表示的是镜片中的该面到其后一个面之间的距离。SI、S2为第一双凸透镜 Gl的两个面，依次类推。
[0031] 表1:
[0032]
【权利要求】
1. 一种检测硫系玻璃均匀性的物镜，其特征在于：包括依次间隔设置的保护玻璃 (4A)、第一镜片（10)、第二镜片（20)、第三镜片（30)和带通滤光片（4B)，所述第一镜片 (10)、第二镜片（20)和第三镜片（30)均为正光焦度的粘合镜片，所述第一镜片（10)由第 一双凸透镜（G1)和第一平凹透镜（G2)粘合而成，所述第二镜片（20)由第二双凸透镜（G3) 和第二平凹透镜（G4)粘合而成，所述第三镜片（30)由第三双凸透镜（G5)和双凹透镜（G6) 粘合而成。
2. 如权利要求1所述的检测硫系玻璃均匀性的物镜，其特征在于：满足以下条件： 0. 01 < f/fi< 0. 02, |f n| > |f12| ,0. 6 < f/f2< 0. 7,f 21< f 22, 0. 55 < f/f3< 0. 65, f31| < |f32l，60<Vdl= Vd3=Vd5< 65,25 <Vd2=Vd4=Vd6< 30； 其中f为整个物镜的焦距，f\、fjP f 3分别为第一镜片（10)、第二镜片（20)和第三镜 片（30)的焦距，第一镜片（10)中的第一双凸透镜（G1)和第一平凹透镜（G2)的焦距分别 为匕和匕2，第二镜片（20)的第二双凸透镜（G3)和第二平凹透镜（G4)的焦距分别为f21和 f22，第三镜片（30)的第三双凸透镜（G5)和双凹透镜（G6)的焦距分别为f31和f 32;Vdl、Vd2、 Vd3、Vd4、Vd5、Vd6分别为第一双凸透镜（G1)、第一平凹透镜（G2)、第二双凸透镜（G3)、第二平 凹透镜（G4)、第三双凸透镜（G5)和双凹透镜（G6)的阿贝常数。
3. 如权利要求1或2所述的检测硫系玻璃均匀性的物镜，其特征在于：所述六片镜片 均设于一镜筒（430)内，并且所述镜筒（430)的两端分别设有保护支架（410)和带通滤光 片保护支架（420)，所述保护支架（410)和带通滤光片保护支架（420)上分别设有保护玻璃 (4A)和带通滤光片（4B)。
4. 如权利要求3所述的检测硫系玻璃均匀性的物镜，其特征在于：所述第一镜片（10)、 第二镜片（20)和第三镜片（30)之间的镜筒（430)以及第三镜片（30)的前后两端的镜筒 (430)上分别设有镜片固定环（440)。
5. 如权利要求1或2所述的检测硫系玻璃均匀性的物镜，其特征在于：所述带通滤光 片（4B)的带宽波长为0.95 iim?1.05 iim，透光率大于90%。
6. -种具有上述权利要求1-5中任一项所述的物镜的硫系玻璃均匀性检测装置，其特 征在于：包括依次设置的光源（1)、扩束准直镜（2)、测试样品架（3)、物镜（4)和探测系统 (5)，光源亮度调节器（6)连接至所述光源（1)并且控制所述光源（1)的亮度，一图像采集 处理器（7)连接至所述探测系统（5)。
7. 如权利要求6所述的硫系玻璃均匀性检测装置，其特征在于：所述探测系统 (5)包括搭载了 1/2英寸CMOS的红外探测器，其响应波段为0.4iim?1.7iim，像素为 1280 X 1040,并且该探测系统（5)还包括x-y-z三维移动平台。
【文档编号】G02B13/00GK104459945SQ201410808089
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月22日 优先权日:2014年12月22日
【发明者】吴越豪, 姜波, 戴世勋, 张培全, 聂秋华, 王训四, 沈祥, 张巍, 张培晴 申请人:宁波大学