[发明专利]一种长焦距的大视场内调焦光学系统

说明书

本发明公开了一种长焦距的大视场内调焦光学系统。该系统包括沿光传播方向依次设置在同一光轴上的光学窗口玻璃、固定光学组件以及调焦光学组件；光学窗口玻璃的前、后表面的曲率半径均为无穷大；固定光学组件的光出射面与像面之间的距离恒定；调焦光学组件位于固定光学组件与像面之间，且固定光学组件的光出射面与调焦光学组件的光入射面之间的距离可沿光传播方向进行调节；固定光学组件焦距与调焦光学组件焦距比值为0.21～0.25，通过使用该系统大大提升观察、测量目标的分辨率以及测试效率。

技术领域

本发明属于光学系统技术领域，具体涉及一种长焦距的大视场内调焦光学系统。

背景技术

随着现代光学仪器在各行各业的广泛应用，为了能够清晰的观察、测量、瞄准远近不同的目标，要求光学仪器均带调焦功能。而光学系统的调焦分为内调焦和外调焦。

传统测量均采用外调焦结构，其光学系统筒长普遍偏长、重量较大，在调焦过程中会产生较大的误差性，系统长度发生变化，长时间的手动调焦会导致仪器密封性下降。此外，外调焦光学系统架构复杂，色差较大，视场角小。而内调焦光学系统是在光学系统后增加一组负透镜，使其能够在一定范围内沿光轴来回移动，进而使整个光学系统焦距连续变化达到调焦目的。调焦过程中系统总长保持不变，调节范围灵活，机械结构简单。而现有内调焦光学系统焦距较短、视场角较小，使得观察、测量目标分辨率较差，同时观察、测量效率低下。

发明内容

为解决上述背景技术中所提出的外调焦光学系统结构复杂，色差大视场小，以及现有内调焦光学系统存在的焦距较短、视场角较小，使得观察、测量目标分辨率较差的问题，本发明提供一种长焦距的大视场内调焦光学系统，其中，长焦距可提高观察、测量目标的分辨率，大视场可以提高观察、测试效率。

本发明的具体技术方案是：

本发明提供的一种长焦距的大视场内调焦光学系统，包括沿光传播方向依次设置在同一光轴上的光学窗口玻璃、固定光学组件以及调焦光学组件；光学窗口玻璃的前、后表面的曲率半径均为无穷大；固定光学组件的光出射面与像面之间的距离恒定；调焦光学组件位于固定光学组件与像面之间，且固定光学组件的光出射面与调焦光学组件的光入射面之间的距离可沿光传播方向进行调节；固定光学组件焦距与调焦光学组件焦距比值为0.21～0.25；

固定光学组件包括沿光传播方向依次设置的第一负透镜、第二负透镜、第三负透镜、第一正透镜、第二正透镜以及第四负透镜；

第一负透镜的材料折射率为1.422～1.555，阿贝数为70.4，第一负透镜前、后表面的曲率半径分别为：81mm～82mm和44mm～ 45mm，厚度为15mm，第一负透镜前表面距离光学窗口玻璃后表面的距离为2mm；

第二负透镜的材料折射率为1.5～1.6，阿贝数为47.5，第二负透镜前、后表面的曲率半径分别为：101mm～102mm和49mm～50mm，厚度为8mm～12mm；第二负透镜前表面与第一负透镜后表面的距离为6.5mm～7.5mm；

第三负透镜的材料折射率为1.63～1.65，阿贝数为58.3，第三负透镜前、后表面的曲率半径分别为：-70mm～-71.1mm和-85mm～-87mm，厚度为11.2mm～12.3mm；第三负透镜前表面与第二负透镜后表面的距离为9.5mm～11.2mm；

第一正透镜的材料折射率为1.67～1.682，阿贝数为51.6，第四透镜前、后表面的曲率半径分别为：112mm～113mm和-248mm～ -251mm，厚度为11mm～13mm；第一正透镜前表面与第三负透镜后表面的距离为0.75mm～1.22mm；

第二正透镜的材料折射率为1.7～1.725，阿贝数为47.5，第二正透镜前、后表面的曲率半径分别为：-1272mm～-1273mm和-66mm～ -67.4mm，厚度为7.85mm～8.12mm；第二正透镜前表面与第一正透镜后表面的距离为56mm～58mm；