CN106443945A - 一种变倍筒镜及光学成像系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种变倍筒镜及光学成像系统，涉及光学成像领域，其中变倍筒镜包括筒镜前组、分束组件、可移动的折光组件和具有不同放大倍率的至少两组变倍光路。入射到筒镜前组的物光由筒镜前组出射后射入分束组件，被分束组件分束成至少两束分束光，一束分束光入射到一组变倍光路。折光组件用于从第一位置移动到第二位置，以使经其中至少一组变倍光路处理后的分束光出射，其中，分束光的数量大于或等于变倍光路的数量。相对于现有技术，可在不切换物镜的情况下，输出不同倍率的成像。

Description

一种变倍筒镜及光学成像系统

技术领域

本发明涉及光学成像领域，具体而言，涉及一种变倍筒镜，以及一种采用该变倍筒镜的光学成像系统。

背景技术

目前光学成像系统中的变倍光路通常是通过切换不同倍率的物镜来实现变倍，这种光路结构的原理简单，但需要配备多种不同倍率的物镜，且在切换物镜后通常还需要调整各光学元件的间距，而物镜本身的价格很高，对实现切换功能的法兰盘精度的要求也很高，并且整个光路结构的空间占用体积和重量都比较大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种变倍筒镜及光学成像系统，能够在不切换物镜的情况下，输出不同倍率的成像光。

本发明的实施例是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供了一种变倍筒镜，其包括筒镜前组、分束组件、可移动的折光组件和具有不同放大倍率的至少两组变倍光路，入射到所述筒镜前组的物光由所述筒镜前组出射后射入所述分束组件，被所述分束组件分束成至少两束分束光，每束所述分束光入射到与其对应的一组所述变倍光路，所述折光组件用于从第一位置移动到第二位置，以使经其中至少一组所述变倍光路处理后的所述分束光出射。

在本发明较佳的实施例中，所述至少两组变倍光路包括第一变倍光路和第二变倍光路，所述至少两束分束光包括第一分束光和第二分束光，所述第一变倍光路包括第一反射镜和第一筒镜后组，所述第二变倍光路包括第二筒镜后组，所述第一分束光经过所述第一反射镜反射再通过所述第一筒镜后组形成第一成像光，所述第二分束光通过所述第二筒镜后组形成第二成像光，当所述折光组件处于所述第一位置时，所述第二成像光出射并成像与于第一预设位置，当所述折光组件处于所述第二位置时，所述第一成像光经所述折光组件出射并成像于所述第一预设位置。

在本发明较佳的实施例中，所述折光组件为可旋转的反射镜组，当所述可旋转的反射镜组处于所述第一位置，且所述可旋转的反射镜组旋转至预设方向时，所述第一成像光经所述可旋转的反射镜组出射并成像于第二预设位置，由所述第二变倍光路输出的所述第二成像光出射并成像于所述第一预设位置。

在本发明较佳的实施例中，所述分束组件为半透半反镜，所述折光组件包括第二反射镜和第三反射镜，当所述折光组件处于所述第一位置时，所述第二成像光出射并成像于所述第一预设位置，当所述折光组件处于所述第二位置时，所述第一成像光经所述第二反射镜反射再经所述第三反射镜反射并成像于所述第一预设位置。

在本发明较佳的实施例中，所述分束组件为半透半反镜，所述第二反射镜的背面与所述第三反射镜的背面设置有消光层，所述消光层用于吸收入射到所述第二反射镜背面和所述第三反射镜背面的光。

在本发明较佳的实施例中，所述分束组件为第一二向色镜，所述折光组件包括第四反射镜和第二二向色镜，当所述折光组件处于所述第二位置时，所述第一成像光经所述第四反射镜反射，再经所述第二二向色镜反射并成像于所述第一预设位置，所述第二成像光经所述第二二向色镜透射并成像于所述第一预设位置。

在本发明较佳的实施例中，所述筒镜前组为单片式透镜、双胶合透镜、单片式透镜的组合、双胶合透镜的组合、单片式透镜和双胶合透镜的组合中的一种；所述第一筒镜后组为单片式透镜、双胶合透镜、单片式透镜的组合、双胶合透镜的组合、单片式透镜和双胶合透镜的组合中的一种；所述第二筒镜后组为单片式透镜、双胶合透镜、单片式透镜的组合、双胶合透镜的组合、单片式透镜和双胶合透镜的组合中的一种。

在本发明较佳的实施例中，所述至少两组变倍光路的像平面均位于同一平面。

在本发明较佳的实施例中，所述变倍筒镜还包括消色差组件，所述消色差组件设置于所述筒镜前组到所述折光组件之间的光路中。

第二方面，本发明实施例还提供一种光学成像系统，其包括物镜、成像装置和如上所述的变倍筒镜，所述变倍筒镜设置于所述物镜与所述成像装置之间的光路中，从物镜出射的物光入射到所述变倍筒镜，由所述变倍筒镜出射后被所述成像装置接收。

本发明提供的变倍筒镜，把筒镜结构分成筒镜前组和具有不同放大倍率的至少两组变倍光路，通过改变折光组件的位置，可使得变倍筒镜输出不同放大倍率的光。本发明提供的变倍筒镜应用于光学成像系统时，只需通过调节变倍筒镜内的折光组件的位置即可得到不同倍率的像。相比于现有技术，不需要切换不同倍率的物镜，也不需要调整各光学元件的间距，易于调节，有利于简化光学系统的结构，降低成本。其次，实现多光组的变倍成像需要移动的光学元件较少，相对于现有技术各透镜组件的口径更小，不仅使得整个筒镜结构的体积缩小，还提供了更多的光路结构优化自由度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明第一实施例提供的变倍筒镜的光路结构示意图；

图2为本发明第一实施例提供的光学成像系统单短焦成像时的光路结构示意图；

图3为本发明第一实施例提供的光学成像系统单长焦成像时的光路结构示意图；

图4为本发明第二实施例提供的光学成像系统双成像装置双光路成像时的光路结构示意图；

图5为本发明第三实施例提供的光学成像系统单成像装置双光路成像时的光路结构示意图。

图标：100-光学成像系统；120-物镜；140-第一成像装置；142-第二成像装置；200-变倍筒镜；210-筒镜前组；220-半透半反镜；230-第一筒镜后组；232-第二筒镜后组；240-第一反射镜；242-第二反射镜；244-第三反射镜；246-第四反射镜；250-第一二向色镜；252-第二二向色镜。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“平行”、“垂直”等术语并不表示要求部件绝对水平或竖直，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

另外，术语“射入”、“通过”、“经过”、“形成”等术语并不表示要求光束完全穿透或是分束，而是描述一种光学变化或光学处理。如“通过”仅仅是指光束经过该光学元件之后发生了光学上的变化，使光束受到处理进而获得实施技术方案或解决技术问题所需要的光束，根据具体实施方案中光学元件的不同，可能是反射也可能是透射。另外，“透射”是指光束入射到某一物质分界面发生折射并穿透该分界面的现象，与“反射”相对。

本实施例提供了一种变倍筒镜，该变倍筒镜包括筒镜前组、分束组件、可移动的折光组件和具有不同放大倍率的至少两组变倍光路。入射到筒镜前组的物光由筒镜前组出射后射入分束组件，并被分束成至少两束分束光。每束分束光入射到与其对应的一组变倍光路，折光组件用于从第一位置移动到第二位置，以使经其中至少一组变倍光路处理后的分束光出射，以得到相应放大倍率的像。

其中，变倍光路的具体数量，可以按照需求的不同，通过改变分束组件的结构来从两组开始扩展，例如可以在第一个分束组件分束过后形成的一条变倍光路中，加入第二个分束组件，即可提升变倍光路的总数量，依次类推。所使用的分束组件可以是半透半反镜、二向色镜、光学棱镜等具有分束功能的光学元件或光学元件组。当变倍光路的数量大于两组时，还可以针对筒镜前组为各变倍光路搭配合适的光学元件，并通过法兰盘结构进行变倍光路间的切换，以满足变倍成像的条件。优选的，分束光的数量等于变倍光路的数量。当然，分束光的数量也可以大于变倍光路的数量。

需要说明的是，第一位置和第二位置是一种示例性描述。当变倍光路有两组时，第一位置对应于其中一组变倍光路，第二位置对应于另一组变倍光路。当变倍光路有两组以上时，第一位置可以对应于一组变倍光路，第二位置可以对应于其余任意一组变倍光路。

在本发明的描述中，折光组件指的是一种光调节机构，主要用于调节光的方向、光强或光谱参数等。折光组件的具体结构可以根据用户的需要设置，作为一种实施方式，折光组件可以是由多个反射镜组成的反射镜组。例如，当上述变倍光路有两组时，折光组件可以包括第二反射镜和第三反射镜，用于改变光束前进的方向。作为另一种实施方式，折光组件还可以是由反射镜与二向色镜组成的光学元件组，二向色镜用于改变光束的方向，同时将一束宽光谱光束分离成两路光谱参数不同的分束光，或将两路不同光谱参数的光束合为一条光路。

本实施例中，变倍光路由透镜或透镜与其他光学元件如反射镜的组合构成，能够使得入射的物光经过处理成所需放大倍率的像。通过设置不同放大倍率的透镜即可得到具有不同放大倍率的变倍光路。而不同变倍光路之间的切换即可实现变倍成像的功能。另外，在本发明提供的变倍筒镜结构中，变倍光路的各光学元件可以根据各变倍光路的实际需求进行参数设计和位置的设置，来配合各变倍光路焦距的设置。

在本发明的描述中，各筒镜组，例如筒镜前组、第一筒镜后组和第二筒镜后组，可以是单片式透镜、双胶合透镜、单片式透镜的组合、双胶合透镜的组合、单片式透镜和双胶合透镜的组合中的一种。

在本发明的描述中，第一预设位置与第二预设位置用于设置成像装置，其位于与其对应的变倍光路的像平面(像方焦平面)内。在本发明的具体实施例中，在确保切换变倍光路时齐焦的情况下，第一预设位置与第二预设位置是在设计本发明提供的变倍筒镜时就设定好的，在具体实施方案中，第一预设位置与第二预设位置不会改变，在本发明具体实施例的光学成像系统中，物镜和成像装置的位置也不会改变。值得注意的是，在不需要齐焦的条件下，也可能通过其他的实施方式，例如调节成像装置的位置，或者调节物镜与成像装置之间的距离等来完成像质的优化。

在本发明的具体实施例中，所使用的各平面反射镜可以是金属膜平面反射镜，如第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜和第四反射镜的反射率约为90％，则通过一片反射镜反射会使光束(能量)衰减至90％，通过两片反射镜反射会使光束衰减至81％，通过三片反射镜反射会使光束衰减至73％；例如，在相同的照明条件下，筒镜前组和第一筒镜后组组成的40倍光路的像面照度是筒镜前组和第二筒镜后组组成的20倍光路的四分之一，为了保持两组变倍光路的像面照度基本相同，本发明的具体实施例中使用的半透半反镜的反射与透射比例可以优选为85:15，即反射率约为85％，透射率约为15％。

在本发明的具体实施例中，为了使实施方案的描述变得更为清楚、光路结构更为简单，变倍筒镜结构中的各光学元件，例如反射镜、半透半反镜或二向色镜，当光入射到反射镜、半透半反镜或二向色镜的反射面上时入射夹角为45°。但是在实际实施该技术方案的时候，只要能够确保本发明提供的变倍筒镜能够达成必要的技术效果，或者为了达成更优的效果，上述各光学元件的摆放方向可以根据不同的实施方案进行调整。

在本发明的描述中，所使用的成像装置可以是相机，也可以是目镜。在本发明的具体实施例中，所使用的物镜为无穷远共轭距物镜，根据具体实施方案的不同，所选用的物镜和成像装置的型号及参数是不固定的。

在本发明的具体实施例附图中，为了更好、更清楚的描述该光束取样系统的工作原理，只是明显区分了其光学元件之间的相对位置关系，并不能构成对于光路的方向、光学元件的尺寸、光学透镜的孔径以及光学元件之间的间距的严格限制。为了更清楚地区分经过分束组件分束的光束，分束光的方向也并没有严格的按照反射定律或折射定律所限定的角度来表示。

第一实施例

请参照图1，本实施例提供一种变倍筒镜200，其包括筒镜前组210、半透半反镜220、第一变倍光路、第二变倍光路及折光组件。第一变倍光路及第二变倍光路具有不同的放大倍率。

其中，第一变倍光路包括第一反射镜240和第一筒镜后组230。第二变倍光路可以包括第二筒镜后组232。分束组件可以是半透半反镜220。

筒镜前组210、半透半反镜220、第一反射镜240与第一筒镜后组230组合成具有第一放大倍率的长焦成像光路，筒镜前组210、半透半反镜220与第二筒镜后组232组合成具有第二放大倍率的短焦成像光路。长焦成像光路的具体放大倍率由筒镜前组210和第一筒镜后组230的具体结构决定，短焦成像光路的具体放大倍率由筒镜前组210和第二筒镜后组232的具体结构决定。例如，第一放大倍率可以为40倍，第二放大倍率可以为20倍。本实施例中的筒镜前组210、第一筒镜后组230、第二筒镜后组232，都可以为双胶合透镜。

筒镜前组210、半透半反镜220与短焦筒镜后组设置于同一主轴内，半透半反镜220到第一反射镜240之间的反射光路与半透半反镜220到第二筒镜后组232之间的透射光路垂直，第一反射镜240到第一筒镜后组230之间的反射光路与半透半反镜220到第二筒镜后组232之间的透射光路平行。

在本实施例中，折光组件包括第二反射镜242和第三反射镜244。第二反射镜242与第三反射镜244构成的折光组件设置于第一筒镜后组230与第二筒镜后组232之后，并且可在第一位置与第二位置之间切换。

进一步的，第二反射镜242与第三反射镜244的背面设置有消光层，可吸收入射到第二反射镜242和第三反射镜244背面的光。具体的，消光层可以是涂覆在第二反射镜242和第三反射镜244背面的消光漆。

另外，本实施例还提供了一种光学成像系统100。如图2所示，该光学成像系统100包括物镜120、第一成像装置140和本实施例提供的变倍筒镜200。变倍筒镜200设置在物镜120和第一成像装置140之间，第一成像装置140安装在第一预设位置上，所述第一预设位置位于变倍筒镜200的像平面内，且物镜120、变倍筒镜200以及第一成像装置140光学共轴。

当所述折光组件设置于所述第一位置时，如图2所示，第二反射镜242的位置位于第一筒镜后组230远离第二筒镜后组232的一侧，第三反射镜244的位置位于第一筒镜后组230的光轴方向上，从物镜120输出的平行光被筒镜前组210接收并会聚，入射到半透半反镜220上，被分为两束互相垂直的反射光和透射光。反射光经过第一反射镜240的反射面反射之后，进入第一筒镜后组230出射，并入射到第三反射镜244背面，被设置在第三反射镜244背面的消光层吸收；透射光直接入射到第二筒镜后组232，由第二筒镜后组232出射后进入第一成像装置140内成像。

当所述折光组件设置于所述第二位置时，如图3所示，第二反射镜242移动到原第三反射镜244的位置，第三反射镜244移动到第二筒镜后组232的主轴方向上，第二反射镜242到第三反射镜244之间的光路方向与第二筒镜后组232到第三反射镜244之间的光路方向垂直，且第二反射镜242与第三反射镜244的摆放方向和位于第一位置时相同。从物镜120输出的平行光被筒镜前组210接收并会聚，入射到半透半反镜220上，被分为两束互相垂直的反射光和透射光。透射光直接通过第二筒镜后组232，并入射到第三反射镜244背面的消光层上被吸收；反射光经过第一反射镜240的反射面反射之后，进入第一筒镜后组230出射，并入射到第二反射镜242的反射面上，被反射后入射到第三反射镜244的反射面上，最后以与筒镜前组210到第二筒镜后组232的光路方向共轴的方向入射到第一成像装置140内成像。

在本实施例的描述中，特别的，同步改变半透半反镜220和第一反射镜240的距离、第二反射镜242和第三反射镜244的距离，可以改变第一变倍光路的光程和齐焦距离；变更第一筒镜后组230，可以在满足齐焦要求的情况下改变第一变倍光路的焦距。

优选的，第一筒镜后组230到第二反射镜242、第二反射镜242到第三反射镜244、第三反射镜244到第一成像装置140的距离之和与第一筒镜后组230的焦距相等，第二筒镜后组232到第一成像装置140的距离与第二筒镜后组232的焦距相等，即第一筒镜后组230与第二筒镜后组232齐焦。

在本实施例提供的两组不同倍率的变倍光路使用单成像装置成像情形下，可通过简单平移由第二反射镜242与第三反射镜244组成的折光组件，来实现变倍筒镜200不同成像倍率的切换。在变倍筒镜200中设置第二反射镜242与第三反射镜244的最大优势在于，一般多光组结构中各光学元件的间隔大多是固定的，难以直接实现不同倍率的光路齐焦，此时通过加入由第二反射镜242与第三反射镜244构成的可移动的折光组件对通过第一筒镜后组230的长焦光束进行折转，并同时延长40倍长焦光路的光程，使得最后由筒镜前组210与第一筒镜后组230构成的40倍长焦成像光路的像平面，与由筒镜前组210与第二筒镜后组232构成的20倍短焦成像光路的像平面在同一个平面上，即可实现变倍筒镜200内不同倍率的光路之间的齐焦变倍。满足了单成像装置优质成像所需要的条件的同时，增加了整个光学成像系统100结构上的优化自由度，缩小了占用的空间，节约了成本。

第二实施例

请参照图4，本实施例提供一种变倍筒镜200，其与本发明第一实施例最大的不同在于，折光组件为可旋转的反射镜组，即第二反射镜242和第三反射镜244的安装角度均可以旋转。

于本实施例的一种具体实施方式中，第二反射镜242与第三反射镜244的旋转可通过简单的旋转卡接机构或手动调节来完成。

假设将上述第一实施例中第二反射镜242和第三反射镜244的设置方向定义为初始方向。当第二反射镜242和第三反射镜244组成的折光组件调节至第一位置时，将第二反射镜242与第三反射镜244的方向从初始方向旋转至预设方向，所述初始方向到所述预设方向的逆时针旋转角度为90°。此时，第一筒镜后组230出射的光依次经过第二反射镜242和第三反射镜244出射，第二筒镜后组232出射的光直接出射，实现两种不同放大倍率的成像光同时输出，分别成像在第一预设位置和第二预设位置处。

在第一实施例的基础上，本实施例相对于本发明第一实施例中提供的变倍筒镜200结构而言，最大的优点在于使用了可旋转的折光组件，在不影响单独一条变倍光路输出光的同时，可使不同倍率的两条光路同时输出。

另外，本实施例还提供了一种光学成像系统100。该光学成像系统100包括物镜120、第一成像装置140、第二成像装置142和本实施例提供的变倍筒镜200。

当由第二反射镜242与第三反射镜244组成的折光组件位于所述第一位置且旋转至所述预设方向时，从物镜120输出的平行光被筒镜前组210接收并会聚，入射到半透半反镜220上，被分为互相垂直的反射光和透射光。透射光直接通过第二筒镜后组232，并入射到第一成像装置140内成像；反射光经过第一反射镜240的反射面反射之后，进入第一筒镜后组230出射，并入射到第三反射镜244的反射面上，被反射后入射到第二反射镜242的反射面上，最后以与所述透射光平行的方向射入第二成像装置142内成像。

本实施例相对于本发明第一实施例中提供的使用单成像装置成像的光学成像系统100结构而言，最大的优点在于使用了包括第一成像装置140和第二成像装置142的双成像装置成像结构，在不影响单独一条变倍光路成像的同时，可使不同倍率的两条光路同时成像。

第三实施例

请参照图5，本实施例提供一种变倍筒镜200，其与本发明第一实施例最大的不同在于，变倍筒镜200结构中，分束组件由半透半反镜220替换为第一二向色镜250，折光组件则由第二反射镜242与第三反射镜244构成的反射镜后组替换为由第四反射镜246与第二二向色镜252构成的逆分色后组。其中，第四反射镜246与第二反射镜242作用相同，第二二向色镜252与第一二向色镜250的正反两面对光束光谱的选择性相同，也就是对相同光谱参数的光的透射率与反射率相同。

当所述折光组件设置于所述第二位置时，从物镜120输出的平行光被筒镜前组210接收并会聚，以45°夹角入射到第一二向色镜250上，被分为互相垂直且光谱参数互不相同的的反射光和透射光。透射光直接通过第二筒镜后组232，入射到第二二向色镜252的背面透射，并进入第一成像装置140内成像；反射光经过第一反射镜240的反射面反射之后，进入第一筒镜后组230出射，并以45°夹角入射到第四反射镜246的反射面上，被反射后同样以45°夹角入射到第二二向色镜252的正面上被反射，最后和透射光汇为一束光入射到第一成像装置140内成像。

本实施例提供的变倍筒镜200相对于本发明第一实施例及第二实施例的优势在于，在不增加成像装置数量即不增加光学成像系统100整体结构占用空间的前提下，能够实现两组不同倍率的光路同时成像。利用第一二向色镜250将宽光谱的物光分色，再利用第二二向色镜252将两束不同倍率的成像光合为一束，由于两束光携带的光谱信息和倍率信息不同，在成像装置的成像系统中可呈现两幅不同的图像，即实现了使用单成像装置的两组不同倍率的变倍光路同时成像。

本实施例中提供的第一二向色镜250与第二二向色镜252的组合，在满足优质成像的条件下，可替换为对应的其他分色器件与逆分色器件的组合。

本发明提供的以上三个具体实施例中，筒镜前组210、第一筒镜后组230、第二筒镜后组232的具体结构都可以扩展，比如扩展为双胶合消色差透镜，或在变倍筒镜200的整个光路中增加消色差组件，以减小光路中新增的像差，改善光学成像系统100的像质。

综上所述，本发明提供的变倍筒镜，把筒镜结构分成筒镜前组和具有不同放大倍率的至少两组变倍光路，通过改变折光组件的位置，可使得变倍筒镜输出不同放大倍率的成像光。本发明提供的变倍筒镜应用于光学成像系统时，只需通过调节变倍筒镜内的折光组件的位置即可得到不同倍率的像。相比于现有技术，不需要切换不同倍率的物镜，也不需要调整各光学元件的间距，易于调节，有利于简化光学系统的结构，降低成本。其次，实现多光组的变倍成像需要移动的光学元件较少，相对于现有技术各透镜组件的口径更小，不仅使得整个筒镜结构的体积缩小，还提供了更多的光路结构优化自由度。以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种变倍筒镜，其特征在于，所述变倍筒镜包括筒镜前组、分束组件、可移动的折光组件和具有不同放大倍率的至少两组变倍光路，入射到所述筒镜前组的物光由所述筒镜前组出射后射入所述分束组件，被所述分束组件分束成至少两束分束光，每束所述分束光入射到与其对应的一组所述变倍光路，所述折光组件用于从第一位置移动到第二位置，以使经其中至少一组所述变倍光路处理后的所述分束光出射。

2.根据权利要求1所述的变倍筒镜，其特征在于，所述至少两组变倍光路包括第一变倍光路和第二变倍光路，所述至少两束分束光包括第一分束光和第二分束光，所述第一变倍光路包括第一反射镜和第一筒镜后组，所述第二变倍光路包括第二筒镜后组，所述第一分束光经过所述第一反射镜反射再通过所述第一筒镜后组形成第一成像光，所述第二分束光通过所述第二筒镜后组形成第二成像光，当所述折光组件处于所述第一位置时，所述第二成像光出射并成像与于第一预设位置，当所述折光组件处于所述第二位置时，所述第一成像光经所述折光组件出射并成像于所述第一预设位置。

3.根据权利要求2所述的变倍筒镜，其特征在于，所述折光组件为可旋转的反射镜组，当所述可旋转的反射镜组处于所述第一位置，且所述可旋转的反射镜组旋转至预设方向时，所述第一成像光经所述可旋转的反射镜组出射并成像于第二预设位置，由所述第二变倍光路输出的所述第二成像光出射并成像于所述第一预设位置。

4.根据权利要求2所述的变倍筒镜，其特征在于，所述分束组件为半透半反镜，所述折光组件包括第二反射镜和第三反射镜，当所述折光组件处于所述第一位置时，所述第二成像光出射并成像于所述第一预设位置，当所述折光组件处于所述第二位置时，所述第一成像光经所述第二反射镜反射再经所述第三反射镜反射并成像于所述第一预设位置。

5.根据权利要求4所述的变倍筒镜，其特征在于，所述第二反射镜的背面与所述第三反射镜的背面均设置有消光层，所述消光层用于吸收入射到所述第二反射镜背面和所述第三反射镜背面的光。

6.根据权利要求2所述的变倍筒镜，其特征在于，所述分束组件为第一二向色镜，所述折光组件包括第四反射镜和第二二向色镜，当所述折光组件处于所述第二位置时，所述第一成像光经所述第四反射镜反射，再经所述第二二向色镜反射并成像于所述第一预设位置，所述第二成像光经所述第二二向色镜透射并成像于所述第一预设位置。

7.根据权利要求2所述的变倍筒镜，其特征在于，所述筒镜前组为单片式透镜、双胶合透镜、单片式透镜的组合、双胶合透镜的组合、单片式透镜和双胶合透镜的组合中的一种；所述第一筒镜后组为单片式透镜、双胶合透镜、单片式透镜的组合、双胶合透镜的组合、单片式透镜和双胶合透镜的组合中的一种；所述第二筒镜后组为单片式透镜、双胶合透镜、单片式透镜的组合、双胶合透镜的组合、单片式透镜和双胶合透镜的组合中的一种。

8.根据权利要求1所述的变倍筒镜，其特征在于，所述至少两组变倍光路的像平面均位于同一平面。

9.根据权利要求1所述的变倍筒镜，其特征在于，还包括消色差组件，所述消色差组件设置于所述筒镜前组到所述折光组件之间的光路中。

10.一种光学成像系统，其特征在于，包括物镜、成像装置和如权利要求1至9中任一项所述的变倍筒镜，所述变倍筒镜设置于所述物镜与所述成像装置之间的光路中，从物镜出射的物光入射到所述变倍筒镜，由所述变倍筒镜出射后被所述成像装置接收。