[发明专利]一种用于X光机的超大通光孔径镜头结构

说明书

本发明公开了一种用于X光机的超大通光孔径的镜头结构，包括镜头本体，所述镜头本体沿光线入射方向依次设置的负弯月型透镜1、双凸透镜2、平凸透镜3‑1、平凹透镜3‑2、固定光栏A、双凹透镜4‑1、双凸透镜4‑2、双凸透镜5、平凸透镜6及负弯月型透镜7；其中，平凸透镜3‑1和平凹透镜3‑2为双胶合镜组，双凹透镜4‑1和双凸透镜4‑2为双胶合镜组。本申请的镜头结构，最大相对孔径D/f’可以达到1/1.1，在镜头焦距满足X光机有限距离的物像关系时，其后工作距和全视场像高调整范围完全能够匹配面阵为32mm×32mm或面阵为37mm×37mm规格CCD芯片的X光机。

技术领域

本发明涉及镜头，具体涉及一种用于X光机的超大通光孔径镜头结构。

背景技术

人眼不可见的X射线具有穿透物体表面并与之内部物质发生相互作用的特性，X光机利用X射线穿透特性和成像原理来区分不同的物质，并且显示穿透物质的形状、位置及分布，目前X光机广泛应用于医学诊断、安全防范和光学检测等领域。X射线在穿透物质时有一部分能量被物质吸收以及X射线波长光子在转换成可见光波长光子时也会引起一些损耗，所以X光机只能获得亮度很低的微弱的可见光图像，这种情况严重影响了X光机对图像细节识别和后期的数字图像处理。

在镜头放大倍率、焦距和后工作距确定的前提下，若要提高CCD芯片表面图像的亮度，最直接的方法是尽可能地增大镜头的通光孔径，现有X光机镜头结构，将镜头最大通光孔径提升到F/1.6时，镜头产生的轴外宽光束孔径像差明显增大而且很难校正，既使成功地校正了像差，镜头结构也往往变得复杂，工艺性变差，镜头价格也会大幅度上升。当X光机镜头最大通光孔径提升到F/1.1时，增大孔径所产生的轴上和轴外孔径像差显著增加，轴外宽光束像差和畸变变化更大，凸透镜边缘变薄，镜头结构整体工艺性变差甚至无法加工，镜头像差和工艺性很难得到优化和有效控制。

设计一种优异的X光机超大通光孔径镜头，是该领域亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明提供一种用于X光机的超大通光孔径镜头结构，在确定X光机镜头焦距、放大倍率和后工作距的条件下，可以将X光机镜头最大通光孔径提升到F/1.1，成像质量优秀，特别是镜头畸变控制在1.4％以内，镜头结构易加工生产，CCD芯片表面数字图像的亮度显著提高。

为此，本发明采用的技术方案是：

一种用于X光机的超大通光孔径镜头结构，包括镜头本体，所述镜头本体沿光线入射方向依次设置负弯月型透镜1、双凸透镜2、平凸透镜3-1、平凹透镜3-2、固定光栏A、双凹透镜4-1、双凸透镜4-2、双凸透镜5、平凸透镜6及负弯月型透镜7；其中，平凸透镜3-1和平凹透镜3-2组成双胶合镜组3，平凹透镜3-2的凹面朝向像面；双凹透镜4-1和双凸透镜4-2组成双胶合镜组4，双凸透镜4-2的凸面朝向像面；负弯月型透镜1凹面朝向像面；双凸透镜2的曲率绝对值大的面朝向像面；双凸透镜5的曲率绝对值大的面朝向像面；平凸透镜6的平面朝向像面；负弯月型透镜7凸面朝向像面。

进一步地，所述负弯月型透镜1、双凸透镜2、双胶合镜组3、双胶合镜组4、双凸透镜5、平凸透镜6和负弯月型透镜7的光焦度绝对值比为：1：0.4：1.606：0.613：0.27：1.235：0.214，光栏A前各镜组产生的光焦度之和为负值，光栏A后各镜组产生的光焦度之和为正值,光栏前后光焦度之和的比的绝对值为1.16:1。

进一步地，所述负弯月型透镜1采用重钡火石系光学玻璃材质；双凸透镜2采用斓火石系光学玻璃材质；平凸透镜3-1、双凸透镜4-2及双凸透镜5均采用斓冕系光学玻璃材质；平凹透镜3-2、双凹透镜4-1及负弯月型透镜7均采用重火石系光学玻璃材质；平凸透镜6采用重冕系光学玻璃材质。

进一步地，所述镜头结构的光学性能参数范围为：物距L＝610mm～700mm；焦距f＇＝50mm～60mm；相对孔径D/f＇＝1/1.1～1/1.3，其中，D为入瞳直径；后工作距为4mm～8mm。