[实用新型]一种日盲紫外波段大靶面双焦距镜头光学系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学技术领域，特别是一种基于日盲紫外波段大靶面双焦距镜头光学系统。

背景技术

240nm-280nm波段是一种非常特殊的光谱，肉眼看不见，属于紫外波段，被称为“太阳盲区”（即“日盲”）。太阳发出的光谱在进入大气层的时候这一波段的紫外辐射就全部被臭氧层吸收。这样在测量过程中最大的干扰——来自太阳紫外辐射的干扰就已经被排除。日盲紫外探测技术充分利用了这一特点，可灵敏探测到高压线路故障点电火花产生的微弱紫外信号，有着良好的工作背景,干扰小，信号对比度好，虚假信号少,可全天候清晰探测成像并进行实时监测。日盲紫外镜头可以通过架设云台或安装在无人驾驶飞机上，对变电站、森林等的安全隐患进行远距离、全方位实时监测；也可以车载进行流动监测。

现有的日盲紫外镜头都是单一焦距、单一视场监测，如果需要监测二个视场，需要用二个镜头。

发明内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种基于日盲紫外波段大靶面双焦距镜头光学系统，可以在不增加镜头数量的前提下，用一个镜头实现双焦距双视场的切换，整个系统仅为二组元，结构简单，成像质量优良。

本实用新型采用以下方案实现：一种日盲紫外波段大靶面双焦距镜头光学系统，为二组元变焦透射式结构，从物方向到像方沿轴向光线自左向右入射依次同轴设置有变倍组、光阑、补偿组、日盲紫外带通滤光片以及日盲紫外CCD；所述变倍组自左向右依次设有第一正光焦度的双凸透镜A1、第一正光焦度的月牙透镜A2、第一负光焦度的双凹透镜A3、第二正光焦度的月牙透镜A4、第二正光焦度的双凸透镜A5；所述补偿组自左向右依次设有第三正光焦度的双凸透镜C1、第二负光焦度的双凹透镜C2、第一负光焦度的月牙透镜C3、第四正光焦度的双凸透镜C4。

较佳的，光阑设置在变倍组和补偿组之间，构成双高斯的变形结构，使轴外像差很大程度上相互抵消。光阑到日盲紫外CCD之间的位置固定不变，通过移动变倍组和补偿组来实现焦距的变化。

进一步的，所述第一负光焦度的双凹透镜A3、第二负光焦度的双凹透镜C2和第一负光焦度的月牙透镜C3材料折射率的范围为1.40-1.50，阿贝数范围为65-70；所述第一正光焦度的双凸透镜A1、第一正光焦度的月牙透镜A2、第二正光焦度的月牙透镜A4、第二正光焦度的双凸透镜A5、第三正光焦度的双凸透镜C1以及第四正光焦度的双凸透镜C4的材料折射率的范围为1.40-1.45，阿贝数范围为90-95。

进一步的，所述第一正光焦度的双凸透镜A1的焦距为132.7mm，第一正光焦度的月牙透镜A2的焦距为277.1mm，第一负光焦度的双凹透镜A3的焦距为-49.2mm，第二正光焦度的月牙透镜A4的焦距为130.1mm，第二正光焦度的双凸透镜A5的焦距为163.2mm；所述第三正光焦度的双凸透镜C1的焦距为51.6mm，第二负光焦度的双凹透镜C2的焦距为-23.44mm，第一负光焦度的月牙透镜C3的焦距为-64.21mm，第四正光焦度的双凸透镜C4的焦距为27.08mm。

进一步的，所述变倍组的焦距为197.8mm，所述补偿组的焦距为108.3mm。

进一步的，所述日盲紫外带通滤光片的基片上镀制有中心波长为260nm、光谱范围为240-280nm的高透过、其余光谱深度截止的带通滤光膜；所述第一正光焦度的双凸透镜A1、第一正光焦度的月牙透镜A2、第一负光焦度的双凹透镜A3、第二正光焦度的月牙透镜A4、第二正光焦度的双凸透镜A5、第三正光焦度的双凸透镜C1、第二负光焦度的双凹透镜C2、第一负光焦度的月牙透镜C3、第四正光焦度的双凸透镜C4的表面均镀制有中心波长为260nm、光谱范围为240-280nm的增透膜。

特别的，所述日盲紫外波段大靶面双焦距镜头光学系统技术指标如下：

中心波长：260nm，光谱范围：240nm-280nm；

有效相对孔径：1：3.5；

焦距：91mm、165mm；

日盲紫外CCD尺寸：Φ18mm；

日盲紫外CCD像元直径：Φ25微米；

20lp/mm（线对/毫米），全视场MTF（调制传递函数）≥0.65；

全视场弥散斑均方根直径小于20微米，小于像元直径。