一種近紅外譜段中繼成像鏡組的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種近紅外譜段中繼成像鏡組，包括置于光譜成像光路中的前置成像鏡頭與光電探測器之間的中繼成像鏡組，中繼成像鏡組包括位于同一光軸且呈鏡像對稱布置的前組鏡頭和后組鏡頭，前組鏡頭和后組鏡頭由鏡像側(cè)向外側(cè)依次包括第一單鏡片、第一雙膠合鏡片、第二雙膠合鏡片和第二單鏡片,中繼成像鏡組應用的近紅外光譜范圍是650～1100nm。本實用新型可與不同后工作距的前置光學鏡頭組合使用；中繼成像鏡組前組鏡頭和后組鏡頭之間為平行光路且之間的距離可根據(jù)分光組件的厚度靈活調(diào)整；通過抑制二級光譜，有效減小系統(tǒng)的色差。由于采用的完全對稱的設計，前后鏡組只用一種鏡頭，加工成本更低，裝配調(diào)試更加容易。
【專利說明】一種近紅外譜段中繼成像鏡組
【技術領域】
[0001] 本實用新型涉及光學鏡頭【技術領域】，特別涉及一種近紅外譜段中繼成像鏡組。
【背景技術】
[0002] 在光譜成像中為了得到多個譜段的光譜圖像，需要在光譜成像光路中的成像鏡頭 和光電探測器之間加入分光組件，如濾光片、干涉儀等。發(fā)明人在研宄的過程中發(fā)現(xiàn)，將普 通光學成像系統(tǒng)升級為光譜成像系統(tǒng)時會遇到兩個問題：
[0003]第一個問題成像鏡頭的后工作距不夠，也就是成像鏡頭的最后端與光電探測器之 間的距離太短，不足以放置分光組件。
[0004]第二個問題是成像鏡頭和光電探測器之間不是平行光路，將濾光片或干涉儀等分 光組件放置其中時會破壞原有成像鏡頭的成像性能，最為明顯的是色差，也就是不同波長 的光的成像點位置不一致，從而導光譜圖像出現(xiàn)不通譜段圖像不一致，影響光譜成像效果。
[0005] 雖然付強等（付強等，用于液晶可調(diào)諧濾光片型過光譜成像儀的中繼成像系統(tǒng)設 計，光子學報，2011，31(10)，1022002)設計了一種中繼成像鏡頭，使得鏡頭后工作距足夠 長，可以放置分光組件，前端可以使用不同后工作距的前置成像鏡頭，但是這種方法只對鏡 頭自身進行了像差校正，但由于分光組件仍然在非平行光路中，分光組件仍然會引起一定 的像差，造成成像質(zhì)量下降。
[0006] 又如KohzoHomma.等(KohzoHomma.,HirokimiShingu,HiromichiYamamoto. Applicationofanimagingspectropolarimetertoagro-environmental sciences[J]·ProceedingsofSPIE, 2004, 5234:638 ?647)采用了一套中繼系統(tǒng)，包括前 后兩組，使分光組件放置在中繼鏡組之間的平行光路中，這樣可以使得成像性能提高。但是 由于該中繼鏡采用了通用鏡頭，會出現(xiàn)光學參數(shù)不匹配的問題，成像質(zhì)量難以控制，像面亮 度不均勻，仍然會產(chǎn)生較為嚴重的色差。
[0007]在其他的一些設計中采用了中繼鏡組的方式，但是該中繼鏡組只對與之配套的前 置成像鏡頭有效，采用其它前置成像鏡頭時，成像質(zhì)量就難以保證。 實用新型內(nèi)容
[0008] 為了解決上述問題，本實用新型提供了一種近紅外譜段中繼成像鏡組，解決了現(xiàn) 有光譜系統(tǒng)中成像鏡頭后工作距不夠和插入分光組件后出現(xiàn)的成像質(zhì)量下降的問題。
[0009] 本實用新型提供的一種近紅外譜段中繼成像鏡組，包括置于光譜成像光路中的前 置成像鏡頭與光電探測器之間的中繼成像鏡組，所述中繼成像鏡組包括位于同一光軸且呈 鏡像對稱布置的前組鏡頭和后組鏡頭，所述前組鏡頭和后組鏡頭由鏡像側(cè)向外側(cè)依次包括 第一單鏡片、第一雙膠合鏡片、第二雙膠合鏡片和第二單鏡片；所述第一單鏡片為凸面朝 向鏡像側(cè)的正彎月透鏡，所述第一雙膠合鏡片為雙凸透鏡與雙凹鏡片膠合的鏡片；所述第 二雙膠合鏡片為雙凹鏡片與雙凸鏡片膠合的鏡片，所述第二單鏡片為凸面朝向鏡像側(cè)的 正彎月鏡片，所述中繼成像鏡組中的第一單鏡片的凸面半徑為40mm、厚度為6±0· 2mm、 折射率為I. 60881、散射系數(shù)為58. 86 ;第一單鏡片的第二面半徑為平面，后面空氣間隔為 2±0· 02 ;第一雙膠合鏡片的凸面半徑為24. 2mm、厚度為8±0· 02mm、折射率為L60881、 散射系數(shù)為58. 86 ;第一雙膠合鏡片的第二面的半徑為-39. 54mm，厚度為3. 57±0. 02mm、 折射率為1.61242、散射系數(shù)為44. 09、第一雙膠合鏡片的第三面的半徑為15. 14mm，后面 空氣間隔為5±0· 02mm、第二雙膠合鏡片的凹面半徑為-42. 1mm、厚度為3. 5±0· 02mm、折 射率為1. 61242、散射系數(shù)為44. 09 ;第二雙膠合鏡片的第二面的半徑為17. 86mm，厚度 為7±0. 02mm、折射率為1. 60881、散射系數(shù)為56. 86、第二雙膠合鏡片的第三面的半徑 為-190. 69mm，后面空氣間隔為43. 4±0. 02mm和第二單鏡片的凸面半徑為33mm，厚度為 5. 3±0. 02mm、折射率為1. 60881、散射系數(shù)為56. 65、第二單鏡片的第二面半徑為130mm。
[0010] 進一步的，所述前組鏡頭的焦面與所述前置成像鏡頭成像的一次像面重合；所述 后組鏡頭的像面與所述光電探測器的感光面重合。
[0011] 進一步的，所述前組鏡頭和后組鏡頭之間為平行光路，所述前組鏡頭和后組鏡頭 之間設有放置分光組件的預留空間。
[0012] 進一步的，所述前組鏡頭和后組鏡頭之間的預留空間的距離可調(diào)。
[0013] 進一步的，所述中繼成像鏡組置于近紅外光譜范圍是650?llOOnm。
[0014] 進一步的，所述中繼成像鏡組的放大率為1，線視場為±5. 6mm，且為有限共軛光 學成像鏡組。
[0015] 進一步的，所述中繼成像鏡組為物方遠心設計和像方遠心設計。
[0016] 所述中繼成像鏡組，內(nèi)部不設置光闌，與其它前置成像鏡頭匹配時，前置鏡頭的光 闌可在一定范圍內(nèi)移動而不嚴重影響成像質(zhì)量，因此可以適應不同的前置鏡頭；
[0017] 所述的中繼成像鏡組，將兩個完全一樣的鏡組進行組合，組合后的光學中繼系統(tǒng) 完全對稱，垂軸像差互相抵消，可進一步完善中繼鏡組成像質(zhì)量。
[0018] 所述的中繼成像鏡組，設計中通過抑制二級光譜，使得色差進一步減小，提高光譜 成像質(zhì)量。
[0019] 與現(xiàn)有技術相比，本實用新型的有益效果是：可與不同后工作距的前置光學鏡頭 組合使用；中繼成像鏡組前鏡組和后鏡組之間為平行光路，可放置分光組件，前鏡組和后鏡 組之間的距離可根據(jù)分光組件的厚度靈活調(diào)整；通過抑制二級光譜，有效減小系統(tǒng)的色差。 由于采用的完全對稱的設計，前后鏡組只用一種鏡頭，加工成本更低，裝配調(diào)試更加容易。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020] 圖1為近紅外譜段中繼成像鏡組示意圖；
[0021] 圖2為單組示意圖；
[0022] 圖3為近紅外譜段中繼成像鏡組的點列圖。
【具體實施方式】
[0023] 下面將對本實用新型進一步說明：
[0024] 如圖1-2所示，本實用新型實施例提供的一種近紅外譜段中繼成像鏡組，優(yōu)選為 一種近紅外譜段復消色差中繼成像鏡組，包括至于光譜成像光路中的前置成像鏡頭與光電 探測器之間的中繼成像鏡組，所述中繼成像鏡組包括位于同一光軸且呈鏡像對稱布置的前 組鏡頭1和后組鏡頭2,所述前組鏡頭1和后組鏡頭2由鏡像側(cè)向外側(cè)依次包括第一單鏡片 11、第一雙膠合鏡片12、第二雙膠合鏡片13和第二單鏡片14 ;所述第一單鏡片11為凸面朝 向鏡像側(cè)的正彎月透鏡，所述第一雙膠合鏡片12為雙凸透鏡與雙凹鏡片膠合的鏡片；所述 第二雙膠合鏡片13為雙凹鏡片與雙凸鏡片膠合的鏡片，所述第二單鏡片14為凸面朝向鏡 像側(cè)的正彎月鏡片。
[0025] 進一步的，所述前組鏡頭1的焦面與所述前置成像鏡頭成像的一次像面重合；所 述后組鏡頭2的像面與所述光電探測器的感光面重合。
[0026] 進一步的，所述前組鏡頭1和后組鏡頭2之間為平行光路，所述前組鏡頭和后組鏡 頭之間設有放置分光組件3的預留空間。
[0027] 進一步的，所述前組鏡頭1和后組鏡頭2之間的預留空間的距離可調(diào)。
[0028] 實施例一近紅外譜段復消色差中繼成像鏡組的光譜范圍是650?IlOOnm的近紅 外范圍；
[0029] 本實施例所用的玻璃材料均為國產(chǎn)普通光學玻璃，具體參數(shù)如下表所示：
[0030]
【權利要求】
1. 一種近紅外譜段中繼成像鏡組，包括置于光譜成像光路中的前置成像鏡頭與光電 探測器之間的中繼成像鏡組，其特征在于，所述中繼成像鏡組包括位于同一光軸且呈鏡像 對稱布置的前組鏡頭和后組鏡頭，所述前組鏡頭和后組鏡頭由鏡像側(cè)向外側(cè)依次包括第 一單鏡片、第一雙膠合鏡片、第二雙膠合鏡片和第二單鏡片；所述第一單鏡片為凸面朝向 鏡像側(cè)的正彎月透鏡，所述第一雙膠合鏡片為雙凸透鏡與雙凹鏡片膠合的鏡片；所述第二 雙膠合鏡片為雙凹鏡片與雙凸鏡片膠合的鏡片，所述第二單鏡片為凸面朝向鏡像側(cè)的正 彎月鏡片，所述中繼成像鏡組中的第一單鏡片的凸面半徑為40mm、厚度為6±0. 2mm、折 射率為1. 60881、散射系數(shù)為58.86 ;第一單鏡片的第二面半徑為平面，后面空氣間隔為 2±0. 02 ;第一雙膠合鏡片的凸面半徑為24. 2mm、厚度為8±0. 02mm、折射率為1. 60881、 散射系數(shù)為58. 86 ;第一雙膠合鏡片的第二面的半徑為-39. 54mm，厚度為3. 57±0. 02mm、 折射率為1.61242、散射系數(shù)為44. 09、第一雙膠合鏡片的第三面的半徑為15. 14mm，后面 空氣間隔為5±0. 02mm、第二雙膠合鏡片的凹面半徑為-42. 1mm、厚度為3. 5±0. 02mm、折 射率為1. 61242、散射系數(shù)為44. 09 ;第二雙膠合鏡片的第二面的半徑為17. 86mm，厚度 為7±0. 02mm、折射率為1. 60881、散射系數(shù)為56. 86、第二雙膠合鏡片的第三面的半徑 為-190. 69mm，后面空氣間隔為43. 4±0. 02mm和第二單鏡片的凸面半徑為33mm，厚度為 5. 3±0. 02mm、折射率為1. 60881、散射系數(shù)為56. 65、第二單鏡片的第二面半徑為130mm。
2. 如權利要求1所述的近紅外譜段中繼成像鏡組，其特征在于，所述前組鏡頭的焦面 與所述前置成像鏡頭成像的一次像面重合；所述后組鏡頭的像面與所述光電探測器的感光 面重合。
3. 如權利要求1所述的近紅外譜段中繼成像鏡組，其特征在于，所述前組鏡頭和后組 鏡頭之間為平行光路，所述前組鏡頭和后組鏡頭之間設有放置分光組件的預留空間。
4. 如權利要求3所述的近紅外譜段中繼成像鏡組，其特征在于，所述前組鏡頭和后組 鏡頭之間的預留空間的距離可調(diào)。
5. 如權利要求1所述的近紅外譜段中繼成像鏡組，其特征在于，所述中繼成像鏡組應 用的近紅外光譜范圍是650?llOOnm。
6. 如權利要求5所述的近紅外譜段中繼成像鏡組，其特征在于，所述中繼成像鏡組的 放大率為1，線視場為±5. 6mm，且為有限共軛光學成像鏡組。
7. 如權利要求1所述的近紅外譜段中繼成像鏡組，其特征在于，所述中繼成像鏡組為 物方遠心設計和像方遠心設計。
【文檔編號】G02B13/14GK204256249SQ201420738301
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年11月28日 優(yōu)先權日:2014年11月28日
【發(fā)明者】王新全, 張 林 申請人:青島市光電工程技術研究院