[发明专利]一种无衍射光大景深成像光学系统

摘要

本发明公开了一种无衍射光大景深成像光学系统，包括依次位于同一光路上的物镜、准直镜、圆锥透镜和像屏面；物体经物镜成像形成中间像，中间像再经准直镜和圆锥透镜后形成近似无衍射光束，该光束在沿光轴任一位置处的屏面上的投影都是一个同样大小的同心环衍射斑，其中心焦斑的直径基本由圆锥透镜的锥角决定，不存在普通成像系统的在不同位置处焦斑大小会变化的离焦模糊问题，于是在所需景深范围内，任一位置处的物体所成的像都有基本同样的清晰度。本发明中远景物体和近景物体之间的距离可以很大，远景物体甚至可以在无限远，因此，本发明的光学系统可以实现大景深物体的同时清晰成像。

主权项

1、一种无衍射光大景深成像光学系统，该系统包括依次位于同一光路上的物镜(1)、准直镜(2)和像屏面(4)，其特征在于：在准直镜(2)和像屏面(4)之间设置有圆锥透镜(3)，其中，圆锥透镜(3)的锥角θ按式(I)计算：$\theta =2.4048\frac{\lambda }{\pi (N-1)p_x}---\left(I\right)$ 其中，px为要求的成像分辨率，n为圆锥透镜的折射率；圆锥透镜(3)的孔径D3满足式(II)要求： D3＞4(n-1)θL2 (II)其中，L2为像屏面(4)到圆锥透镜(3)的距离；准直镜(2)的孔径D2大于圆锥透镜(3)的孔径D3；物镜(1)用于将近景物体(B)成像到准直镜(2)的前焦面(T)上，物镜(1)的孔径D1满足式(III)要求：$\frac{D1}{M}\ge \frac{D2}{f_2}---\left(\mathrm{III}\right)$ 其中，f2为准直镜(2)的焦距，M为物镜(1)到准直镜(2)的前焦面T的距离。