[發明專利]一種大像面、高倍率、高分辨率的光學系統

有效

• 申請號: 201610184527.3
• 申請日: 2016-03-28
• 公開（公告）號: CN105785555B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發明（設計）人: 王曉;李建華;賈麗娜;龔俊強
• 申請（專利權）人: 中山聯合光電科技股份有限公司
• 主分類號: G02B13/00
• 分類號: G02B13/00;G02B13/18
• 代理公司: 中山市科創專利代理有限公司44211
• 代理人: 胡犇,凌信景

1.一種大像面、高倍率、高分辨率的光學系統，其特征在于：由固定的感光芯片(5)、光闌(6)以及四個透鏡群組成，所述的感光芯片(5)的一側設有相對感光芯片(5)位置固定的第一透鏡群(1)，所述的第一透鏡群(1)的焦距為正，所述的第一透鏡群(1)與感光芯片(5)之間設有能相對感光芯片(5)前后移動的第二透鏡群(2)，所述的第二透鏡群(2)的焦距為負，所述的第二透鏡群(2)與感光芯片(5)之間設有與感光芯片(5)相對固定的第三透鏡群(3)，所述的第三透鏡群(3)的焦距為正，所述的第三透鏡群(3)與第二透鏡群(2)之間設有位置固定的光闌(6)，所述的第三透鏡群(3)與感光芯片(5)之間還設有能相對感光芯片(5)前后移動的第四透鏡群(4)，所述的第四透鏡群(4)的焦距為正，所述的第一透鏡群(1)由朝感光芯片(5)方向依次設置的第一透鏡(11)、第二透鏡(12)、第三透鏡(13)、第四透鏡(14)和第五透鏡(15)組成，所述的第一透鏡(11)和第三透鏡(13)均是焦距為負并且凹面朝向感光芯片(5)的彎月形球面鏡片，所述的第二透鏡(12)、第四透鏡(14)和第五透鏡(15)均是焦距為正的彎月形球面鏡片，所述的第一透鏡(11)與第二透鏡(12)粘合在一起形成膠合透鏡，所述的第三透鏡(13)和第四透鏡(14)粘合在一起形成膠合透鏡，所述的第二透鏡群(2)由朝感光芯片(5)方向依次設置的第六透鏡(21)、第七透鏡(22)和第八透鏡(23)組成，所述的第六透鏡(21)是焦距為負的彎月形非球面鏡片，所述的第七透鏡(22)是焦距為負的雙凹球面鏡片，所述的第八透鏡(23)是焦距為正的彎月形非球面鏡片，其凹面朝向感光芯片(5)，所述的第三透鏡群(3)由朝感光芯片(5)方向依次設置的第九透鏡(31)、第十透鏡(32)和第十一透鏡(33)組成，所述的第九透鏡(31)是焦距為正并且凹面朝向感光芯片(5)的彎月形非球面鏡片，所述的第十透鏡(32)是焦距為正的雙凸球面鏡片，所述的第十一透鏡(33)是焦距為負的非球面鏡片，所述的第四透鏡群(4)由朝感光芯片(5)方向依次設置的第十二透鏡(41)、第十三透鏡(42)、第十四透鏡(43)和第十五透鏡(44)組成，所述的第十二透鏡(41)是焦距為負的彎月形鏡片，所述的第十三透鏡(42)是焦距為正的彎月形鏡片，所述的第十四透鏡(43)是焦距為正的彎月形球面鏡片，所述的第十五透鏡(44)是焦距為正的非球面鏡片，所述的第二透鏡群(2)的移動范圍為0～40.75mm，所述的第四透鏡群(4)的移動范圍為0～32.25mm，所述的光闌(6)與感光芯片(5)間的距離為57.16063209mm，所述的第一透鏡群(1)與第三透鏡群(3)之間的距離為46.5149149mm。

2.根據權利要求1所述的大像面、高倍率、高分辨率的光學系統，其特征在于：所述的第一透鏡群(1)、第二透鏡群(2)、第三透鏡群(3)和第四透鏡群(4)中的鏡片均為玻璃鏡片。

3.根據權利要求2所述的大像面、高倍率、高分辨率的光學系統，其特征在于：所述的第三透鏡群(3)中的非球面鏡片的非球面表面形狀滿足以下方程：

在公式中，參數c為半徑所對應的曲率，y為徑向坐標，其單位和透鏡長度單位相同，k為圓錐二次曲線系數；當k系數小于-1時，鏡片的面形曲線為雙曲線，當k系數等于-1時，鏡片的面形曲線為拋物線；當k系數介于-1到0之間時，鏡片的面形曲線為橢圓，當k系數等于0時，鏡片的面形曲線為圓形，當k系數大于0時，鏡片的面形曲線為扁圓形；α₁至α₈分別表示非球面系數。

4.根據權利要求3所述的大像面、高倍率、高分辨率的光學系統，其特征在于：所述的第二透鏡群(2)從短焦距向長焦距的變化過程中逐漸向光闌(6)靠攏，所述的第四透鏡群(4)根據第二透鏡群(2)的移動和物距的變化使成像面落在感光芯片(5)上。

5.根據權利要求4所述的大像面、高倍率、高分辨率的光學系統，其特征在于：當光學系統在不同的焦距及環境下工作時，光闌(6)的口徑大小進行自動變化。