专利名称：紫外变焦成像光学系统的制作方法
技术领域：
本范明属于光学仪器技术领域，涉及一种非连续两倍变焦的紫外成像光学系统， 特别适用于电晕放电、森林火灾检测与刑事侦查。
背景技术：
紫外成像技术在电力、刑事侦查与森林防火等方面的作用日益突出。作为成像器件，国内现有的紫外成像镜头多为定焦距镜头，不能满足日益增多的对光学系统的要求，如果需要对特定距离物体成像，则定焦距镜头不一定能够满足要求，成像质量会较差。国内与本发明相似的技术为实用新型CN201020563108. 9，该系统为固定焦距的成像系统，无法满足需要变换焦距的要求。为了克服上述缺点，特设计一种非连续两倍变焦的紫外成像光学系统，可适用于电力部门的电晕放电检测，也可用于刑事侦查方面等，系统结构简单、运动部件较少，并在两个不同焦距均有较高的调制传递函数(MTF)值。
发明内容
本发明的目的是解决对不同距离处物体进行紫外成像条件下，定焦距物镜成像质量不能满足要求问题，提出一种非连续两倍变焦的紫外成像光学系统。本发明的目的是通过下述技术方案实现的。本发明是一种非连续两倍变焦的紫外成像光学系统，包括正弯月透镜(I)、可移动的双凹负透镜(2)、后固定组(3)、和探测器像面(4);在光的传播方向上，以上各光学元件依次按顺序同轴排列。其中，正弯月透镜(I)是前表面为凸面后表面为凹面的正弯月透镜，可移动的双凹负透镜(2)用于移动变倍，后固定组(3)用于对像差进行校正。本发明具体设计方法如下I.为了使系统在不同成像距离处都可以较清晰成像，采用可移动的双凹负透镜
(2)在前后固定的轴向位置分别参与光路成像，如图2所示，并通过后固定组(3)进行像差校正，且后固定组(3)无需移动，即可保持像面位置固定不动。在变焦距的同时，使成像质量较高，拥有较高的MTF值，且光圈数F的值小于I. 5，即光学系统拥有较大相对孔径，适于微光成像。2.为了满足变焦距的条件，本发明在光学成像系统中采用可移动的双凹负透镜
(2)进行变倍，同时使像面固定，利用后固定组(3)进行就校正像差，实现两倍变焦。通过以上的设计方法，本发明的一种非连续两倍变焦的紫外成像光学系统可适于不同成像距离的紫外光成像，系统结构简单、运动部件较少，并且拥有较高的调制传递函数 (MTF)值。本发明的工作原理无穷远目标发射的紫外辐射依次经过正弯月透镜(I)、可移动的双凹负透镜(2)、后固定组(3)、和探测器像面(4)得到最后的像。利用可移动的双凹负透镜(2)移动进行变倍，并利用后固定组(3)进行像差校正，变焦的同时保持像面位置固定。有益效果本发明对比已有技术具有以下显著优点本发明采用了移动负透镜进行变倍，并同时保持像面位置固定，最终得到一个非连续两倍变焦的紫外成像光学系统。在改变焦距的同时，使成像质量较高，且光圈数F的值小于I. 5，拥有较大的相对孔径。系统结构简单、 运动组较少。特别适合于利用紫外成像进行电晕放电检测及火灾预防及刑事侦查等领域中。
图I、图2是本发明实施例的结构示意图；图I是系统在短焦距下光线走向示意图；图2是系统在长焦距下光线走向示意图；图3是现有技术的结构示意图；图I中，I-正弯月透镜、2-双凹负透镜、3-后固定组、4-探测器像面。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。实施例如图I、图2所示，本发明将主要应用于紫外光成像。可广泛应用于电晕放电检测及火灾预防及刑事侦查等领域中。如图I、图2所示，本发明是一种非连续两倍变焦的紫外成像光学系统，包括正弯月透镜(I)、双凹负透镜(2)、后固定组(3)和探测器像面(4);在光的传播方向上，以上各光学元件依次按顺序同轴排列。实施例中，无穷远目标发射的紫外辐射依次经过以上各光学元件后照射到探测器元件上，得到最后的像。实施例中，正弯月透镜(I)是前表面为凸面后表面为凹面的正弯月透镜，双凹负透镜(2)用于移动变倍并使像面保持位置不变，后固定组(3)用于像差校正。实施例中，采用负透镜移动进行变倍，并同时使像面位置不变，采用较少移动镜组的变焦结构，主要有如下优点I.光学系统可进行非连续的两倍变焦，对于不同距离物体可选择较适宜焦距成像，减少单个固定焦距清晰成像距离有限的限制。2.移动负透镜组在不同的轴向位置分别参与光路成像，在其他光学组件及后续成像系统不运动的状态下，简化系统结构。3.两倍变焦的同时，使成像质量较高，且光圈数F的值小于I. 5，有较大的相对孔径，适用于微弱光成像，灵敏度更高。
权利要求
1.一种非连续两倍变焦成像光学系统，其特征在于包括正弯月透镜(I)、可移动的双凹负透镜(2)、后固定组(3)和探测器像面(4);在光的传播方向上，以上各光学元件依次按顺序同轴排列；无穷远目标发射的紫外辐射依次经过各光学元件后照射到探测器元件上， 得到最后的像。
2.根据权利要求I所述的一种紫外变焦成像光学系统，其特征在于正弯月透镜(I) 是前表面为凸面后表面为凹面的正弯月透镜，可移动双凹的负透镜(2)用于移动变倍，并同时保持像面位置不变，后固定组(3)用于校正像差。
3.根据权利要求I所述的一种紫外变焦成像光学系统，其特征在于1)为了使系统在不同成像距离处都可以较清晰成像，利用物像交换规律，采用移动双凹负透镜(2)在不同的轴向位置分别参与光路成像，无需移动后固定组(3)即可保持像面位置固定不动，同时通过后固定组(3)进行像差校正，是系统拥有较好的成像质量。系统在变焦距的同时，成像质量较高，拥有较高的MTF值，且光圈数F的值小于I. 5，有较大的相对孔径，适用于微弱光成像。2)为了满足非连续两倍变焦距的条件，本发明在光学成像系统中只需要移动双凹负透镜(2)就可以进行变倍，并同时使像面固定，后固定组(3)不需要移动，系统总长保持一定， 即可实现两倍变焦。
全文摘要
本发明涉及一种非连续两倍变焦的紫外成像光学系统，属于光学仪器技术领域。此紫外成像变焦系统采用负透镜进行变倍，同时保持像面位置固定及像差的校正，利用后固定组进行像差校正，使系统成像质量较高。本发明可实现非连续两倍变焦，拥有较高的调制传递函数(MTF)值，系统成像质量较好，结构简单，运动部件较少，灵敏度较高，可广泛应用于电晕放电检测、火灾预防与刑事侦查等领域。
文档编号G02B15/20GK102621677SQ20121008019
公开日2012年8月1日 申请日期2012年3月23日 优先权日2012年3月23日
发明者常军, 张利飞, 曹娇, 欧阳姣, 魏阿满 申请人:北京理工大学