一种适用于大尺寸光栅变焦光学系统的制作方法

1.本实用新型涉及成像光学系统，尤其是一种适用于大尺寸光栅变焦光学系统。


背景技术：

2.目前光学成像灯设备领域，具有广泛的应用场景，对光成像要求比较高，尤其对成像像质的要求更是重要指标。那么在针对大尺寸光栅条件下，一般都是针对指定角度的光学系统，而在一个特定范围的角度可调情况下，像质处理的难度较大。市场上主流的成像光学系统以例如固定26
°
，36
°
，50
°
等成像系统方案，调整角度后，调节镜组不能实现高清晰度像质。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是提供一种适用于大尺寸光栅变焦光学系统，可以集成一定范围的成像角度，并可以在设定角度后，调节镜组实现高清晰度像质。
4.为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案是：一种适用于大尺寸光栅变焦光学系统，包括用以光输入的固定镜组、用以实现光学像质清晰度变化的调焦镜组、用以实现光学角度变化的调角镜组和用以输出像的物镜组；光源透过光栅出射后依次入射到固定镜组、调焦镜组、调角镜组、物镜组；所述光栅直径尺寸为73-85mm，原点为坐标（0，0），其中固定镜组入光基准点坐标为（0，0），物镜组出光基准点为（344，0），调焦镜组移动的行程坐标在（120，0）至（160，0）之间，调角镜组移动的行程坐标在（247，0）至（309，0）之间，以实现物镜组的出射光形成的光束角度范围在22
°
至55
°
。本实用新型通过几组光学镜头组合使从光栅出射的光，在特定镜头组行程范围内达到所需要的成像角度范围，并通过调节镜头组的某一镜片实现高清晰度像输出。
5.作为改进，所述固定镜组包括第一镜片，所述第一镜片由一片k9l材料系玻璃制作成的光学凹凸双面镜片。
6.作为改进，所述第一镜片的折射率为1.620
±
0.001，直径为83mm 至93 mm，光学中心厚度为1.2mm至5.2 mm，进光凹面的曲率半径为192.1mm
±
1.5 mm ，出光凸面的曲率半径为100.6mm
±
1.5mm。
7.作为改进，所述调焦镜组由三片镜片依次排列组成，分别为第二镜片、第三镜片和第四镜片，所述第二镜片为凹凹双面镜片，所述第三镜片为凸凸双面镜片，所述第四镜片为凸凸双面镜片。
8.作为改进，所述第二镜片由f4材料系玻璃制作成的凹凹双面镜片，其折射率为1.620
±
0.001，直径为83mm 至93 mm，光学中心厚度为1.2mm至5.2 mm，进光凹面的曲率半径为192.1mm
±
1.5 mm ，出光凹面的曲率半径为100.6mm
±
1.5mm；所述第三镜片由k9l材料系玻璃制作成的凸凸双面镜片，其折射率为1.517
±
0.001，直径为83mm 至93 mm，光学中心厚度为22.6mm至26.6 mm，进光凸面的曲率半径为100.6mm
±
1.5 mm ，出光凸面的曲率半径为90.1mm
±
1.5mm；所述第四镜片由k9l材料系玻璃制作成的凸凸双面镜片，其折射率为
1.517
±
0.001，直径为87mm 至97 mm，光学中心厚度为12mm至17 mm，进光凸面的曲率半径为134.5mm
±
1.5 mm ，出光凸面的曲率半径为292.7mm
±
1.5mm。
9.作为改进，所述调角镜组包括第五镜片，所述第五镜片由k9l材料系玻璃制作成的光学凹凹双面镜片。
10.作为改进，所述第五镜片的折射率为1.517
±
0.001，直径为107mm 至117 mm，光学中心厚度为1.5mm至5.5 mm，进光凹面的曲率半径为153.8mm
±
1.5 mm ，出光凹面的曲率半径为183.7
±
1.5mm。
11.作为改进，所述物镜组包括第六镜片，所述第六镜片由k9l材料系玻璃制作成的光学凹凸双面镜片。
12.作为改进，所述第六镜片的折射率为1.517
±
0.001，直径为147mm 至157 mm，光学中心厚度为18.5mm至22.5 mm，进光凹面的曲率半径为559.1mm
±
1.5 mm ，出光凸面的曲率半径为145.5
±
1.5mm。
13.本实用新型与现有技术相比所带来的有益效果是：
14.本实用新型通过几组光学镜头组合使从光栅出射的光，在特定镜头组行程范围内达到所需要的成像角度范围，并通过调节镜头组的某一镜片实现高清晰度像输出。
附图说明
15.图1为本实用新型光路图。
16.图2为第一镜片示意图。
17.图3为第二镜片示意图。
18.图4为第三镜片示意图。
19.图5为第四镜片示意图。
20.图6为第五镜片示意图。
21.图7为第六镜片示意图。
具体实施方式
22.下面结合说明书附图对本实用新型作进一步说明。
23.如图1所示，一种适用于大尺寸光栅变焦光学系统，包括用以光输入的固定镜组1、用以实现光学像质清晰度变化的调焦镜组2、用以实现光学角度变化的调角镜组3和用以输出像的物镜组4；光源透过光栅出射后依次入射到固定镜组1、调焦镜组2、调角镜组3、物镜组4。所述光栅直径尺寸为73-85mm，原点为坐标（0，0），其中固定镜组1入光基准点坐标为（0，0），物镜组4出光基准点为（344，0），光输入点至光输出点的光轴中心距离为344mm
±
20 mm，调焦镜组2移动的行程坐标在（120，0）至（160，0）之间，即移动范围在40mm
±
5mm，调角镜组3移动的行程坐标在（247，0）至（309，0）之间，即移动范围在62mm
±
5mm，以实现物镜组4的出射光形成的光束角度范围在22
°
至55
°
。
24.如图2所示，所述固定镜组1包括第一镜片11，所述第一镜片11由一片k9l材料系玻璃制作成的光学凹凸双面镜片。所述第一镜片11的折射率为1.620
±
0.001，直径d为83mm 至93 mm，光学中心厚度t为1.2mm至5.2 mm，进光凹面的曲率半径r
x1-a
为192.1mm
±
1.5 mm ，出光凸面的曲率半径r
x1-b
为100.6mm
±
1.5mm。
25.如图3至5所示，所述调焦镜组2由三片镜片依次排列组成，分别为第二镜片21、第三镜片22和第四镜片23，所述第二镜片21为凹凹双面镜片，所述第三镜片22为凸凸双面镜片，所述第四镜片23为凸凸双面镜片。所述第二镜片21由f4材料系玻璃制作成的凹凹双面镜片，其折射率为1.620
±
0.001，直径d为83mm 至93 mm，光学中心厚度t为1.2mm至5.2 mm，进光凹面的曲率半径r
x21-a
为192.1mm
±
1.5 mm ，出光凹面的曲率半径r
x21-b
为100.6mm
±
1.5mm；所述第三镜片22由k9l材料系玻璃制作成的凸凸双面镜片，其折射率为1.517
±
0.001，直径d为83mm 至93 mm，光学中心厚度t为22.6mm至26.6 mm，进光凸面的曲率半径r
x22-a
为100.6mm
±
1.5 mm ，出光凸面的曲率半径r
x22-b
为90.1mm
±
1.5mm；所述第四镜片23由k9l材料系玻璃制作成的凸凸双面镜片，其折射率为1.517
±
0.001，直径d为87mm 至97 mm，光学中心厚度t为12mm至17 mm，进光凸面的曲率半径r
x23-a
为134.5mm
±
1.5 mm ，出光凸面的曲率半径r
x23-b
为292.7mm
±
1.5mm。
26.如图6所示，所述调角镜组3包括第五镜片31，所述第五镜片31由k9l材料系玻璃制作成的光学凹凹双面镜片。所述第五镜片31的折射率为1.517
±
0.001，直径d为107mm 至117 mm，光学中心厚度t为1.5mm至5.5 mm，进光凹面的曲率半径r
x3-a
为153.8mm
±
1.5 mm ，出光凹面的曲率半径r
x3-b
为183.7
±
1.5mm。
27.如图7所示，所述物镜组4包括第六镜片41，所述第六镜片41由k9l材料系玻璃制作成的光学凹凸双面镜片。所述第六镜片41的折射率为1.517
±
0.001，直径d为147mm 至157 mm，光学中心厚度t为18.5mm至22.5 mm，进光凹面的曲率半径r
x4-a
为559.1mm
±
1.5 mm ，出光凸面的曲率半径r
x4-b
为145.5
±
1.5mm。