CN112394482A - 一种激光比例测角光学系统 - Google Patents
一种激光比例测角光学系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN112394482A CN112394482A CN202011295051.3A CN202011295051A CN112394482A CN 112394482 A CN112394482 A CN 112394482A CN 202011295051 A CN202011295051 A CN 202011295051A CN 112394482 A CN112394482 A CN 112394482A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- optical system
- laser
- positive lens
- proportional
- filter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 65
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 claims description 5
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 abstract 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 7
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000013041 optical simulation Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
- G02B13/0015—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras characterised by the lens design
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01M—TESTING STATIC OR DYNAMIC BALANCE OF MACHINES OR STRUCTURES; TESTING OF STRUCTURES OR APPARATUS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G01M11/00—Testing of optical apparatus; Testing structures by optical methods not otherwise provided for
- G01M11/02—Testing optical properties
- G01M11/0242—Testing optical properties by measuring geometrical properties or aberrations
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
- G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
- G02B13/0055—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras employing a special optical element
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Geometry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
Abstract
本发明公开了一种激光比例测角光学系统，包括激光窄带滤光镜和高折射率正透镜，所述激光窄带滤光镜的数量为一个，所述高折射率正透镜的数量为三个，三个所述高折射率正透镜依次设置于激光窄带滤光镜的一侧，所述高折射率正透镜依次为弯月正透镜、弯月正透镜和平凸正透镜，本发明具有超大相对孔径，具有极高的聚光能力，线性比例区域范围大，比例特性好。
Description
技术领域
本发明属于光学系统领域，具体为一种激光比例测角光学系统。
背景技术
现有生活中，激光比例测角光学系统主要用于对无穷远激光点源相对于探测系统视轴的角度进行精确测量，光学系统接收远距离激光点源的光辐射，聚焦在四象限探测器上形成均匀的激光光斑，探测器的每一象限均可接收光辐射并将之线性转换为电压或电流值，而后经过四个象限的比例运算得到光斑中心在四象限探测器的坐标位置，进而经光学系统转换为视轴夹角。
而角度和四象限探测器解算的坐标位置需要良好的线性关系才能保证系统有足够的测角精度，其中的关键是对激光光斑弥散圆内光能量分布的设计，但是现有的激光比例测角光学系统在使用时，缺乏超大相对孔径，从而导致聚光能力低下，并且其线性比例区域范围小，比例特性较差。
发明内容：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种激光比例测角光学系统，解决了背景技术中提到的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：
一种激光比例测角光学系统，包括激光窄带滤光镜和高折射率正透镜，所述激光窄带滤光镜的数量为一个，所述高折射率正透镜的数量为三个，三个所述高折射率正透镜依次设置于激光窄带滤光镜的一侧，所述高折射率正透镜依次为弯月正透镜、弯月正透镜和平凸正透镜。
作为优选，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的波长1.064微米。
作为优选，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的入瞳直径为34mm。
作为优选，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的焦距为20mm。
作为优选，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的最大视场为±15°。
作为优选，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的线性比例视场为±10°。
作为优选，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的相对孔径为F0.58。
本发明的有益效果是：本发明具有超大相对孔径，具有极高的聚光能力，线性比例区域范围大，比例特性好。
附图说明：
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1是本发明光学镜头结构图；
图2是本发明点列图；
图3是本发明能量分布曲线图；
图4是本发明仿真模拟图；
图5是本发明X视场探测器光斑图；
图6是本发明视场-比例信号曲线图；
图7是传统光学系统接收远距离激光点源原理图。
具体实施方式：
如图1-7所示，本具体实施方式采用以下技术方案：
实施例：
一种激光比例测角光学系统，包括激光窄带滤光镜和高折射率正透镜，所述激光窄带滤光镜的数量为一个，所述高折射率正透镜的数量为三个，三个所述高折射率正透镜依次设置于激光窄带滤光镜的一侧，所述高折射率正透镜依次为弯月正透镜、弯月正透镜和平凸正透镜，将尺寸较大的弯月正透镜设置在激光窄带滤光镜的一侧，将尺寸较小的弯月正透镜设置在尺寸较大的弯月正透镜的一侧，将平凸正透镜设置在尺寸较小的弯月正透镜的一侧。
其中，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的波长1.064微米，便于更好的确定光学系统的波长。
其中，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的入瞳直径为34mm，便于更好的确定光学系统的入瞳直径。
其中，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的焦距为20mm，便于更好的确定光学系统的焦距。
其中，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的最大视场为±15°，便于更好的确定光学系统的最大视场。
其中，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的线性比例视场为±10°，便于更好的确定光学系统的线性比例视场。
其中，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的相对孔径为F0.58，便于更好的确定光学系统的相对孔径。
具体的，激光比例测角光学系统由1片激光窄带滤光镜和3片高折射率正透镜共同构成，同时及各视场弥散圆大小如图2所示，弥散圆内光能量分布如图3所示，经过光学仿真分析图4与图5后，得到了比例曲线，如图6所示，光学系统具有非常好的线性测角能力，同时光学系统的主要技术参数为：波长1.064微米、入瞳直径：34mm、焦距：20mm、最大视场：±15°、线性比例视场：±10°，此外，以弥散圆光场分布为目标控制参量经特殊的优化设计得到如下表所示的透镜结构参数：
| 半径 | 间隔 | 材料 |
| 1.00E+18 | 5 | K9_CHINA |
| 1.00E+18 | 4 | |
| 40.85 | 5.3 | HZF62_CDGM |
| 170.29 | 18.93 | |
| 32.1 | 4 | HZF62_CDGM |
| 83.36 | 0.1 | |
| 19.8 | 6 | HZF62_CDGM |
| 421.9 | 0 | |
| 1.00E+18 | 2.1 |
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”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，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (7)
1.一种激光比例测角光学系统，其特征在于，包括激光窄带滤光镜和高折射率正透镜，所述激光窄带滤光镜的数量为一个，所述高折射率正透镜的数量为三个，三个所述高折射率正透镜依次设置于激光窄带滤光镜的一侧，所述高折射率正透镜依次为弯月正透镜、弯月正透镜和平凸正透镜。
2.根据权利要求1所述的一种激光比例测角光学系统，其特征在于，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的波长1.064微米。
3.根据权利要求1所述的一种激光比例测角光学系统，其特征在于，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的入瞳直径为34mm。
4.根据权利要求1所述的一种激光比例测角光学系统，其特征在于，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的焦距为20mm。
5.根据权利要求1所述的一种激光比例测角光学系统，其特征在于，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的最大视场为±15°。
6.根据权利要求1所述的一种激光比例测角光学系统，其特征在于，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的线性比例视场为±10°。
7.根据权利要求1所述的一种激光比例测角光学系统，其特征在于，所述激光窄带滤光镜与高折射率正透镜共同构成的光学系统的相对孔径为F0.58。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011295051.3A CN112394482B (zh) | 2020-11-18 | 2020-11-18 | 一种激光比例测角光学系统 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202011295051.3A CN112394482B (zh) | 2020-11-18 | 2020-11-18 | 一种激光比例测角光学系统 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN112394482A true CN112394482A (zh) | 2021-02-23 |
| CN112394482B CN112394482B (zh) | 2024-06-11 |
Family
ID=74607366
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202011295051.3A Active CN112394482B (zh) | 2020-11-18 | 2020-11-18 | 一种激光比例测角光学系统 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN112394482B (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106997091A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-08-01 | 湖北三江航天万峰科技发展有限公司 | 一种激光测角镜头光学系统 |
| CN109031591A (zh) * | 2018-07-24 | 2018-12-18 | 瑞声光电科技（苏州）有限公司 | 投影镜头 |
| CN111473698A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-07-31 | 珠海黑曼巴防务科技有限公司 | 一种用于激光半主动导引头光学系统的测角装置 |
| CN111708045A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-09-25 | 湖北三江航天万峰科技发展有限公司 | 一种激光测角光学镜头及光学接收系统 |
-
2020
- 2020-11-18 CN CN202011295051.3A patent/CN112394482B/zh active Active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106997091A (zh) * | 2017-05-24 | 2017-08-01 | 湖北三江航天万峰科技发展有限公司 | 一种激光测角镜头光学系统 |
| CN109031591A (zh) * | 2018-07-24 | 2018-12-18 | 瑞声光电科技（苏州）有限公司 | 投影镜头 |
| CN111473698A (zh) * | 2020-05-25 | 2020-07-31 | 珠海黑曼巴防务科技有限公司 | 一种用于激光半主动导引头光学系统的测角装置 |
| CN111708045A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-09-25 | 湖北三江航天万峰科技发展有限公司 | 一种激光测角光学镜头及光学接收系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN112394482B (zh) | 2024-06-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN206160946U (zh) | 一种激光三角位移传感器 | |
| CN105705932A (zh) | 与颗粒表征有关的改善 | |
| CN106997091B (zh) | 一种激光测角镜头光学系统 | |
| CN106353880B (zh) | 一种激光半主动探测变焦式光学接收系统 | |
| CN106017519A (zh) | 一种光纤法珀传感器解调系统及方法 | |
| CN107589518B (zh) | 光学镜头及具有该光学镜头的激光对中测量设备 | |
| CN102706447A (zh) | 一种激光探测系统会聚光斑质量测试方法 | |
| CN103713291A (zh) | 一种半主动激光目标探测装置 | |
| CN112394482A (zh) | 一种激光比例测角光学系统 | |
| CN102621078B (zh) | 一种钒电池充电状态的检测方法及其装置 | |
| CN103777316A (zh) | 一种紫外物镜 | |
| CN206638566U (zh) | 一种用于血细胞分析仪的光学系统 | |
| CN205942057U (zh) | 光学镜头及具有该光学镜头的激光对中测量设备 | |
| CN117250736A (zh) | 一种大像面高分辨率宽光谱星敏感器光学系统 | |
| CN111024372B (zh) | 一种光学装置的点源透过率测试系统及测试方法 | |
| CN202794024U (zh) | 一种用于测量分子光谱吸收的样品池 | |
| CN107831587A (zh) | 成像镜头及应用该成像镜头的激光测厚装置 | |
| CN103364317B (zh) | 检测微小颗粒大小及形状的光学系统 | |
| CN110361316A (zh) | 用于流式细胞仪的偏心流动池和侧向光收集装置 | |
| CN204422748U (zh) | 基于大口径入射光束的纯转动拉曼测温激光雷达扩束系统 | |
| CN205157412U (zh) | 一种测量气体浓度的光学吸收池 | |
| CN208059800U (zh) | 一种直射式激光三角位移传感器 | |
| CN108489936B (zh) | 一种家用型胱抑素c浓度快速测定仪及其测定方法 | |
| CN108318407A (zh) | 一种用于血细胞分析仪的光学系统 | |
| CN206818223U (zh) | 一种多功能测绘检定仪 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |