[发明专利]一种复合透镜及光谱仪

说明书

本发明提供了一种复合透镜及光谱仪，该复合透镜包括：依次排布的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜；所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜均为非球面透镜；按照从所述第一透镜指向所述第四透镜的方向，所述第一透镜两侧的面型分别为凹型和凸型，所述第二透镜两侧的面型分别为平面型和凸型，所述第三透镜两侧的面型分别为凸型和平面型，所述第四透镜两侧的面型分别为凸型和凹型。该光谱仪包括：光栅和两个上述复合透镜。该方案能够增大光谱仪的视场。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，特别涉及一种复合透镜及光谱仪。

背景技术

光谱仪又称分光仪，是一种对复色光进行分解的科学仪器。通过光谱仪可以测量光线的光谱，进而根据所测量的结果可以确定物体中所包括的成分，因此光谱仪被广泛应用于颜色测量、化学成分浓度测量、辐射度学分析、膜厚测量、气体成分分析等领域。光谱仪的主要元件包括光栅和两个复合透镜，其中，一个复合透镜将复合光线准直后投射到光栅上，另一个复合透镜将光栅色散后的光汇聚在探测平面上。复合透镜作为光谱仪的重要元件，其性能直接决定了光谱仪的性能。

目前，应用于光谱仪的复合透镜通常由多个球面透镜组合而成，而由球面透镜组合而成的复合透镜对像差进行消除的效果较弱，因此在较大视场的情况下像差较大，从而导致光谱仪的视场较小。

发明内容

本发明实施例提供了一种复合透镜及光谱仪，能够增大光谱仪的视场。

第一方面，本发明实施例提供了一种复合透镜，依次排布的第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜，其中，

所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜均为非球面透镜；

按照从所述第一透镜指向所述第四透镜的方向，所述第一透镜两侧的面型分别为凹型和凸型，所述第二透镜两侧的面型分别为平面型和凸型，所述第三透镜两侧的面型分别为凸型和平面型，所述第四透镜两侧的面型分别为凸型和凹型。

可选地，

所述第一透镜两侧的面型分别与所述第四透镜两侧的面型相同；

所述第二透镜两侧的面型分别与所述第三透镜两侧的面型相同。

可选地，

所述第一透镜的厚度与所述第四透镜的厚度相同，所述第二透镜的厚度与所述第三透镜的厚度相同；

所述第一透镜与所述第二透镜相对两侧面中心之间的距离等于所述第三透镜与所述第四透镜相对两侧面中心之间的距离。

可选地，

所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的材质均为玻璃。

可选地，

所述第一透镜与所述第四透镜的材质为相同类型的第一模压玻璃，所述第二透镜与所述第三透镜的材质为相同类型的第二模压玻璃，且所述第一模压玻璃与所述第二模压玻璃的类型不同。

可选地，

在所述第二透镜上与所述第三透镜相对一侧的曲面上，靠近主光轴区域的曲率半径大于远离主光轴区域的曲率半径；

在所述第三透镜上与所述第二透镜相对一侧的曲面上，靠近主光轴区域的曲率半径大于远离主光轴区域的曲率半径。

可选地，

针对所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜中的每一个透镜，在通过所述透镜的轴线的切面上，所述透镜两侧面所对应曲线均满足如下方程：

其中，所述i表征变量，所述轴线方向为沿所述透镜的轴线由所述第一透镜指向所述第四透镜的方向；