CN112162388B - 一种大相对孔径大视场的日盲紫外光学*** - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大相对孔径大视场的日盲紫外光学***，适用于光学仪器技术领域，包括沿着光轴由物侧至像侧依次间隔设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、滤光片组、第四透镜、第五透镜、第六透镜以及第七透镜；所述第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为双凹负透镜，第三透镜为双凸正透镜；所述第四透镜为双凸正透镜，第五透镜为双凸正透镜，第六透镜为平凹负透镜，第七透镜为弯月正透镜。该光学***适用于日盲紫外光谱区的能量探测***。
Description
技术领域
本发明涉及一种大相对孔径大视场的日盲紫外光学***，适用于光学仪器技术领域。
背景技术
输电线路和变电站高压电力设备大多在大气环境下工作。随着设备自身绝缘性能的降低，或者表面污秽和湿度的增加，电力设备会产生电晕放电现象。电晕放电不仅会造成线路的功率损失，而且还能使空气发生化学反应，产生臭氧及氧化氮等产物，引起输电线路、电气设备的绝缘腐蚀和损坏。因此，及时准确地检测出电晕放电的位置和强弱对保证电力***的可靠运行，减少人身事故和设备损坏有重要意义。
电晕放电在可见光波段能量非常微弱，观测困难。但是电晕放电会发出日盲紫外波段（250～280nm）的光，而太阳光进入大气时250～280nm的紫外光会被臭氧层吸收，因此在地面对日盲紫外波段的目标进行检测，即使晴朗的白天也可以避免太阳光的背景干扰，检测的准确度极高。
由于紫外能量探测***属于弱光探测，需要有大相对孔径、高透过率、高像面均匀度的特点。鉴于常用的紫外波段光学材料较少，主要有熔石英、氟化钙和氟化镁，***的色差对***成像性能有较大影响，因而，现有大部分日盲紫外光学***难以兼具大相对孔径、高透过率、高像面均匀度的特征。
发明内容
本发明的目的在于提供一种大相对孔径大视场的日盲紫外光学***，该光学***适用于日盲紫外光谱区的能量探测***。
本发明的技术方案在于：一种大相对孔径大视场的日盲紫外光学***，包括沿着光轴由物侧至像侧依次间隔设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、滤光片组、第四透镜、第五透镜、第六透镜以及第七透镜；所述第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为双凹负透镜，第三透镜为双凸正透镜；所述第四透镜为双凸正透镜，第五透镜为双凸正透镜，第六透镜为平凹负透镜，第七透镜为弯月正透镜。
进一步地，所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为14mm～14.2mm；所述第二透镜与第三透镜之间的空气间隔为4.8mm～5mm；所述第三透镜与滤光片组之间的空气间隔为1.8mm～2.1mm；所述滤光片组与第四透镜之间的空气间隔为3.2mm～3.5mm；所述第四透镜与第五透镜之间的空气间隔为0.05mm～0.15mm；所述第五透镜与第六透镜之间的空气间隔为0.3mm～0.5mm；所述第六透镜与第七透镜之间的空气间隔为0.05mm～0.15mm。
进一步地，所述第一透镜至第三透镜三者构成光焦度为负的前镜组；所述第四透镜至第七透镜四者构成光焦度为正的后镜组。
进一步地，所述前镜组中，第一透镜、第二透镜、第三透镜焦距分别为f1、f2、 f3，f1、f2、f3 满足：-95＜f1＜-105，-25＜f2＜-20，50＜f3＜55。
进一步地，所述后镜组中，第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜的焦距分别为f4、f5、f6、f7， f4、f5、f6、f7满足：40＜f4＜45，20＜f5＜25，-40＜f6＜-35，70＜f7＜80。
进一步地，所述第一透镜至第七透镜的材质为熔石英或者氟化钙，且至少有一个非球面。
与现有技术相比较，本发明具有以下优点：
a）大相对孔径，F数＜1.3；
b）大视场角，2w＞115°；
c）高能量集中度，全视场0.18mm成像圆内能量集中度＞80%；
d）高透过率，透过率＞90%；
e）高像面均匀度，相对照度＞90%；
d）大靶面，成像圆＞17.5mm；
f）该光学***具有高能量集中度，高透过率，高像面均匀度，大靶面等优点，适用于日盲紫外光谱区的能量探测***。
附图说明
图1为本发明的光学***图；
图2为本发明的能量集中度图；
图3为本发明的相对照度图；
图中：A-前镜组，A1-第一透镜，A2-第二透镜，A3-第三透镜，B-滤光片组，C-后镜组，C1-第四透镜，C2-第五透镜，C3-第六透镜，C4-第七透镜。
具体实施方式
为让本发明的上述特征和优点能更浅显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本发明并不限于此。
参考图1至图3
一种大相对孔径大视场的日盲紫外光学***，包括沿着光轴由物侧至像侧依次间隔设置的第一透镜A1、第二透镜A2、第三透镜A3、滤光片组B、第四透镜C1、第五透镜C2、第六透镜C3以及第七透镜C4；所述第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为双凹负透镜，第三透镜为双凸正透镜；所述第四透镜为双凸正透镜，第五透镜为双凸正透镜，第六透镜为平凹负透镜，第七透镜为弯月正透镜。
本实施例中，所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为14mm～14.2mm；所述第二透镜与第三透镜之间的空气间隔为4.8mm～5mm；所述第三透镜与滤光片组之间的空气间隔为1.8mm～2.1mm；所述滤光片组与第四透镜之间的空气间隔为3.2mm～3.5mm；所述第四透镜与第五透镜之间的空气间隔为0.05mm～0.15mm；所述第五透镜与第六透镜之间的空气间隔为0.3mm～0.5mm；所述第六透镜与第七透镜之间的空气间隔为0.05mm～0.15mm。
本实施例中，所述第一透镜至第三透镜三者构成光焦度为负的前镜组A；所述第四透镜至第七透镜四者构成光焦度为正的后镜组C。
本实施例中，所述前镜组中，第一透镜、第二透镜、第三透镜焦距分别为f1、f2、 f3，f1、f2、f3 满足：-95＜f1＜-105，-25＜f2＜-20，50＜f3＜55。
本实施例中，所述后镜组中，第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜的焦距分别为f4、f5、f6、f7， f4、f5、f6、f7满足：40＜f4＜45，20＜f5＜25，-40＜f6＜-35，70＜f7＜80。
本实施例中，所述第一透镜至第七透镜的材质为熔石英或者氟化钙，且至少有一个非球面。
通过对本发明形成的光学***的光焦度按照以上比例进行合理分配，各镜片相对于***焦距f成一定比例，使本发明形成的光学***的像差得到合理的校正与平衡。
具体的：前镜组中第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为14.1mm，第二透镜与第三透镜之间的空气间隔为4.9mm，第三透镜与滤光片组之间的空气间隔为1.9mm，滤光片组与后镜组中第四透镜之间的空气间隔为3.3mm，第四透镜与第五透镜之间的空气间隔为0.1mm，第五透镜与第六透镜之间的空气间隔为0.3mm，第六透镜与第七透镜之间的空气间隔为0.1mm；所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜为球面透镜、第七透镜为单面非球面透镜。
下表1列出了上述实施例中光学镜组参数：
表1。
下表2为S15非球面相关数据：
 |
 |
 |
 |
|
| 非球面S15 | -3.8306E-005 | 9.5125E-008 | -1.3153E-009 | 6.1596E-012 |
表2。
非球面表达式为：
Z代表光轴方向的位置，r代表相对光轴的垂直方向上的高度，c代表曲率半径，k代表圆锥系数，
、
、
、
代表非球面系数。在非球面数据中，E-n代表“
”，例如2.2722E-009代表
。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出不同形式的大相对孔径大视场的日盲紫外光学***并不需要创造性的劳动，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。
Claims (6)
1.一种大相对孔径大视场的日盲紫外光学***，其特征在于，由沿着光轴由物侧至像侧依次间隔设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、滤光片组、第四透镜、第五透镜、第六透镜以及第七透镜组成；所述第一透镜为弯月负透镜，第二透镜为双凹负透镜，第三透镜为双凸正透镜；所述第四透镜为双凸正透镜，第五透镜为双凸正透镜，第六透镜为平凹负透镜，第七透镜为弯月正透镜；该光学***的F数＜1.3；2w＞115°。
2.根据权利要求1所述的一种大相对孔径大视场的日盲紫外光学***，其特征在于，所述第一透镜与第二透镜之间的空气间隔为14mm～14.2mm；所述第二透镜与第三透镜之间的空气间隔为4.8mm～5mm；所述第三透镜与滤光片组之间的空气间隔为1.8mm～2.1mm；所述滤光片组与第四透镜之间的空气间隔为3.2mm～3.5mm；所述第四透镜与第五透镜之间的空气间隔为0.05mm～0.15mm；所述第五透镜与第六透镜之间的空气间隔为0.3mm～0.5mm；所述第六透镜与第七透镜之间的空气间隔为0.05mm～0.15mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种大相对孔径大视场的日盲紫外光学***，其特征在于，所述第一透镜至第三透镜三者构成光焦度为负的前镜组；所述第四透镜至第七透镜四者构成光焦度为正的后镜组。
4.根据权利要求3所述的一种大相对孔径大视场的日盲紫外光学***，其特征在于，所述前镜组中，第一透镜、第二透镜、第三透镜焦距分别为f1、f2、 f3， f1、f2、f3 满足：-95＜f1＜-105，-25＜f2＜-20，50＜f3＜55。
5.根据权利要求3所述的一种大相对孔径大视场的日盲紫外光学***，其特征在于，所述后镜组中，第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜的焦距分别为f4、f5、f6、f7， f4、f5、f6、f7满足：40＜f4＜45，20＜f5＜25，-40＜f6＜-35，70＜f7＜80。
6.根据权利要求1所述的一种大相对孔径大视场的日盲紫外光学***，其特征在于，所述第一透镜至第七透镜的材质为熔石英或者氟化钙，且至少有一个非球面。
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