[发明专利]一种紫外连续变焦望远光学系统

说明书

本发明公开了一种紫外连续变焦望远光学系统，包括从物空间到像空间依次设置的前固定透镜组、变倍透镜组、补偿透镜组和后固定透镜组，孔径光阑设置在补偿透镜组和后固定透镜组之间，且靠近后固定透镜组。本发明可实现连续变焦，焦距变化范围为120mm～480mm，变焦范围大，在不同焦距下实现系统分辨率的一致性与成像性能的稳定性；提供了一种固定F数且大变倍比的紫外望远光学系统，系统F数为4.5，变倍比为4；所有透镜均为球面透镜。

技术领域

本发明涉及紫外望远光学系统，特别涉及一种紫外连续变焦望远光学系统。

背景技术

随着紫外探测技术的不断发展，紫外光波段作为一种重要的探测光谱窗口，在民用、工业及军事等领域有广泛的应用前景，可应用在远距离大范围的高压电晕检测、导弹位置告警以及航空航天遥感等场合。现有大部分紫外光学系统都属于定焦型光学系统，难以实现不同位置、不同距离的紫外目标检测。相比于紫外定焦光学系统，紫外变焦光学系统能够同时实现大区域目标搜索和小区域目标定位。

专利申请CN102621677A公开了紫外变焦成像光学系统，可实现非连续两倍变焦，但变焦范围小且无法连续变焦。

张鸿佳等人于2014年在激光与光电学进展中提出“日盲”紫外电晕检测变焦光学系统设计，其中采用非球面与球面透镜相结合的方式，设计了一个两倍连续变焦的日盲紫外电晕检测光学系统，但光学系统的变倍比相对较小。

朱海宇等人于2015年在激光技术期刊提出刑侦日盲紫外折衍混合变焦光学系统设计，设计了一个用于刑侦现场探测的短焦型两倍变焦日盲紫外光学系统，变倍比小。

专利CN107589533B公开了用于电晕检测的3.5倍连续变焦日盲紫外光学系统，采用的二元衍射元件、非球面透镜增加了加工难度。

现有技术主要存在以下缺点：为提高紫外变焦系统的变焦比，采用非球面或二元衍射光学元件，增加了加工与检测难度；部分紫外光学系统采用两档式变焦，变倍比小，且无法实现连续变焦。

发明内容

发明目的：针对以上问题，本发明目的是提供一种紫外连续变焦望远光学系统，采用全球面透镜实现系统的连续变焦，具有较大的变焦范围与变倍比。

技术方案：本发明所述的一种紫外连续变焦望远光学系统，包括从物空间到像空间依次设置的前固定透镜组、变倍透镜组、补偿透镜组和后固定透镜组，孔径光阑设在补偿透镜组和后固定透镜组之间，且靠近后固定透镜组；

所述前固定透镜组包括由物空间到像空间依次设置的第一透镜和第二透镜，第一透镜为负光焦度凸凹透镜，第二透镜为正光焦度双凸透镜，前固定透镜组具有正光焦度；

所述变倍透镜组包括由物空间到像空间依次设置的第三透镜、第四透镜和第五透镜，第三透镜为负光焦度双凹透镜，第四透镜为正光焦度凸凹透镜，第五透镜为正光焦度凸凹透镜，变倍透镜组具有负光焦度；

所述补偿透镜组包括由物空间到像空间依次设置的第六透镜、第七透镜和第八透镜，第六透镜为负光焦度凸凹透镜，第七透镜为正光焦度双凸透镜，第八透镜为负光焦度凹凸透镜，补偿透镜组具有正光焦度；

所述后固定透镜组包括由物空间到像空间依次设置的第九透镜、第十透镜、第十一透镜和第十二透镜，第九透镜为正光焦度双凸透镜，第十透镜为负光焦度双凹透镜，第十一透镜为正光焦度凸凹透镜，第十二透镜为负光焦度凸凹透镜，后固定透镜组具有正光焦度。

所述光学系统的四个透镜组中各个透镜均为球面透镜，透镜之间为空气。

所述光学系统，从短焦端到长焦端或从长焦端到短焦端焦距变化范围为120mm～480mm，固定F数为4.5，变倍比为4。

所述变倍透镜组和补偿透镜组在前固定透镜组和孔径光阑之间沿着光轴同步相向或相对移动，实现从短焦到长焦或从长焦到短焦变化。