一种可变焦透镜系统及其变焦方法

摘要

本发明公开了一种可变焦透镜系统，属于光学技术领域。该透镜系统包括：半反射透镜、第一全反射镜、凸透镜，以及盛放有透明液体的开口容器；所述开口容器可以自身纵向中心轴线为旋转轴进行旋转，且旋转速度可调，该开口容器的底部设置有可将透过所述透明液体射入的光线反射回去的第二全反射镜；入射光线首先被所述半反射透镜反射到所述开口容器中的透明液体表面，经过透明液体折射后被第二全反射镜反射，反射光线经过所述半反射透镜透射到第一全反射镜上，第一全反射镜将光线反射至所述凸透镜。本发明还公开了上述可变焦透镜系统的变焦方法。本发明具有实现成本低、操作灵活、变焦范围大且能实现连续变焦等优点。

主权项

一种可变焦透镜系统，其特征在于，包括：半反射透镜、第一全反射镜、凸透镜，以及盛放有透明液体的开口容器；所述开口容器可以自身纵向中心轴线为旋转轴进行旋转，且旋转速度可调，该开口容器的底部设置有可将透过所述透明液体射入的光线反射回去的第二全反射镜；入射光线首先被所述半反射透镜反射到所述开口容器中的透明液体表面，经过透明液体折射后被第二全反射镜反射，反射光线经过所述半反射透镜透射到第一全反射镜上，第一全反射镜将光线反射至所述凸透镜；可变焦透镜系统的物距、像距与所述旋转速度之间满足以下公式：$\omega =\sqrt{\frac{(1-d)[a+b+\mathrm{gn}+{\mathrm{gn}}^{\prime }(b+c)]+{\mathrm{dfgn}}^{\prime }}{2[(1-d)(b+c)+\mathrm{df}](n-n^{\prime })}},$式中，ω为开口容器的旋转角速度；a表示物距，等于物体到所述半反射透镜的距离；b表示所述半反射透镜与透明液体液面最低点之间的距离；c表示光线从半反射透镜经第一全反射镜并到达凸透镜的光程；d表示像距，等于物体的像与凸透镜之间的距离；f表示所述凸透镜的焦距；g为外部力场的加速度；n为物方折射率，n′为透明液体的折射率。