一种宽波段光纤-ccd耦合成像镜头的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种宽波段光纤-CCD耦合成像镜头，其光学结构为物方远心，物像共轭总长为l＝71.5mm；其中物方视场8mm×8mm，物方数值孔径NA＝0.063。本镜头放大倍率β＝-0.4×，即缩小2.5倍成倒像于英寸CCD靶面上且成像质量较好，分辨力σ＜10μm。该镜头设计工作波段为460nm到近红外1064nm，全部采用国产成都光明光电有限公司的玻璃材料，可以很好的适用于各波段光纤与CCD的耦合，体积较小同时降低成本。
【专利说明】一种宽波段光纤-CCD耦合成像镜头
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种宽波段光纤-CCD耦合成像镜头，属于光纤成像的光机系统设计 领域。
【背景技术】
[0002] 随着各行各业对成像光纤的需求不断扩大，如何实现成像光纤清晰成像也成为各 行各业关注的焦点。而目前对成像光纤与CCD的耦合研究并不多，通常将成像光纤直接成 像于CCD的靶面，其输出的成像质量将会很差，得到的图像很模糊，从而无法到达预期的效 果。成像光纤与CCD耦合可以提高CCD的成像质量，如何实现光纤-CCD耦合成像迅速成了 各行业关注的焦点，对光纤-CCD耦合成像也提出了更高的要求，主要体现在对光纤-CCD耦 合成像镜头分辨力的要求越来越大，对光波波长范围的要求也越来越宽，同时镜头的成像 质量必须得到保证。这样可以有效地提升成像光纤的使用价值。
[0003] 美国专利US2010315723-A1公布了一种CXD耦合成像镜头，镜头总体是由4个镜 头单元，每个镜头单元包含5块镜片，总共20块镜片组成，能实现一部分可见光的耦合成 像，能实现较宽视场成像，成像对比度较好，但是其波宽范围很有限，整个镜头镜片过多，体 积较大。
[0004] 由于目前国内大多采用光纤面板，但由于各光纤透过率的差异，会导致入射到 CCD光敏面上的光场存在差异，利用光纤锥则无法实现宽波长光的变换，且会严重影响图像 的分辨率。通过光纤-CCD耦合成像镜头实现耦合，能实现像差小，图像清晰，高分辨率的图 像变换。但是用镜头作为耦合器件，达到对更宽范围波长光线的耦合一直是CCD耦合成像 镜头继续突破的难题。
【发明内容】
[0005] 为了解决上述难题，本发明设计了一种宽波段光纤-CXD耦合成像镜头，可以有效 地校正各类像差，达到较高的分辨率和较高的图像对比度，实现宽波段光线的CCD耦合。
[0006] 本发明采用的技术方案为：一种宽波段光纤-CCD耦合成像镜头，其特征是：从物 面沿光轴方向开始，共有8块镜片，依次为Ll?L8,其中物面到光阑之间有5块镜片，光阑 到像面之间有3块镜片，本镜头8块镜片中，L2、L5、L8为负透镜，其余为正透镜，冋时为更 好地平衡像差，L2与L3设计成胶合透镜。
[0007] 进一步的，光学物像共轭总长为I = 71. 5mm，物方工作距1物=14mm，像方工作距 1 像=8. 7mm〇
[0008] 进一步的，光学系统为缩小成像，放大倍率M = -0. 4X。
[0009] 进一步的，光路为物方远心光路，物方远心度均控制在±0. 5度。
[0010] 进一步的，其中物方视场8mmX8mm，物方数值孔径NA = 0.063，
【权利要求】
1. 一种宽波段光纤-CCD耦合成像镜头，其特征是：从物面沿光轴方向开始，共有8块 镜片，依次为Ll?L8,其中物面到光阑之间有5块镜片，光阑到像面之间有3块镜片，本镜 头8块镜片中，L2、L5、L8为负透镜，其余为正透镜，同时为更好地平衡像差，L2与L3设计 成胶合透镜。
2. 根据权利要求1所述的一种宽波段光纤-CCD耦合成像镜头，其特征是：光学物像共 轭总长为I = 71. 5mm，物方工作距1物=14mm，像方工作距1像=8. 7mm。
3. 根据权利要求1所述的一种宽波段光纤-CCD耦合成像镜头，其特征是：光学系统为 缩小成像，放大倍率M = -〇. 4X。
4. 根据权利要求1所述的一种宽波段光纤-CCD耦合成像镜头，其特征是：光路为物方 远心光路，物方远心度均控制在±0. 5度。
5. 根据权利要求1至4中任一项所述的一种宽波段光纤-CCD耦合成像镜头，其特征 是：其中物方视场8mmX 8mm，物方数值孔径NA = 0. 063,成倒像
质量较好，分辨力〇能达到IOu m。
6. 根据权利要求5所述的一种宽波段光纤-CCD耦合成像镜头，其特征是：镜片材 料采用成都光明光电有限公司的玻璃材料，牌号分别为H-ZF1，H-ZLAF56B，H-K9L，ZF7L， H-ZLAF52,可以很好的适用于各波段光纤与CCD的稱合，体积较小同时又能降低成本。
7. 根据权利要求6所述的一种宽波段光纤-CCD耦合成像镜头，其特征是：应用国产玻 璃优化设计之后，该成像镜头分辨力。接近IOu m，该镜头设计工作波段为460nm到近红外 1064nm，能完成对可见光波段的耦合，同时也能对近红外光线实现CCD耦合，达到宽波段光 纤-(XD耦合成像要求。
【文档编号】G02B1/00GK104360457SQ201410625756
【公开日】2015年2月18日 申请日期:2014年11月6日 优先权日:2014年11月6日
【发明者】周毅, 刘俊伯, 邓钦元, 司新春, 胡松, 高洪涛 申请人:中国科学院光电技术研究所