[發(fā)明專利]無熱化的大孔徑物鏡光學(xué)系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810230469.2
• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號(hào): CN108267845B
• 公開（公告）日: 2020-04-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝晨;張師朋;葛航笠;盛亞茗;尚潔陽
• 申請（專利權(quán)）人: 嘉興中潤光學(xué)科技有限公司
• 主分類號(hào): G02B13/00
• 分類號(hào): G02B13/00;G02B7/02
• 代理公司: 上海交達(dá)專利事務(wù)所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

一種無熱化的大孔徑物鏡光學(xué)系統(tǒng)，從物面到像面依次包括：光焦度為負(fù)的第一透鏡群、光焦度為正的第二透鏡群、光闌、光焦度為正的第三透鏡群、光焦度為正的第四透鏡群。本發(fā)明采用三組膠合鏡片以及無熱差設(shè)計(jì)，能夠在低照條件下清晰成像的同時(shí)實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償、有效抑制鬼影、有效矯正球差、色差等像差。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及的是一種光學(xué)器件領(lǐng)域的技術(shù)，具體是一種無熱化的大孔徑物鏡光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

現(xiàn)有大孔徑的鏡頭除了要考慮可見光波段低照條件下的成像是否清晰，還要兼顧在溫度變化時(shí)能否一直清晰成像。大部分的物鏡的工作溫度都受限于熱化現(xiàn)象，導(dǎo)致大部分的物鏡并不能在溫度變化復(fù)雜的環(huán)境中使用。此外大孔徑的物鏡更多使用于光照條件不好的情況，若畫面中突然出現(xiàn)一個(gè)較亮的光源，那么此時(shí)產(chǎn)生的輕微的鬼影在整個(gè)畫面中都會(huì)非常明顯?，F(xiàn)有技術(shù)下，幾乎所有物鏡在鬼影的處理上都有不足，存在較明顯的鬼影。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，提出一種無熱化的大孔徑物鏡光學(xué)系統(tǒng)，采用三組膠合鏡片以及無熱差設(shè)計(jì)，能夠在低照條件下清晰成像的同時(shí)實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償、有效抑制鬼影、有效矯正球差、色差等像差。

本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

本發(fā)明從物面到像面依次包括：光焦度為負(fù)的第一透鏡群、光焦度為正的第二透鏡群、光闌、光焦度為正的第三透鏡群、光焦度為正的第四透鏡群。

所述的第一透鏡群包括：光焦度為正的第一透鏡、光焦度為負(fù)的第二透鏡、光焦度為正的第三透鏡與光焦度為負(fù)的第四透鏡，其中：第三透鏡與第四透鏡合成膠合鏡片，能夠有效抑制系統(tǒng)產(chǎn)生的球差色差；第二透鏡使用光焦度為負(fù)的透鏡，控制其焦距范圍，并且使用溫度系數(shù)為負(fù)的材料以提高溫度補(bǔ)償效果；同時(shí)第二透鏡的第二個(gè)表面曲率半徑為正，能夠有效地避免鬼影的產(chǎn)生，很大程度上減小了鬼影產(chǎn)生的可能性。

所述的第一透鏡前表面優(yōu)選鍍有防水膜。

所述的第二透鏡群包括：光焦度為正的雙凸結(jié)構(gòu)的第五透鏡與光焦度為負(fù)的第六透鏡，其中：第五透鏡使用折射率大的材料，一方面能夠有效矯正光焦度不夠而導(dǎo)致的慧差，一方面該光學(xué)系統(tǒng)中此處使用雙凸結(jié)構(gòu)能夠有效抑制鬼影，避免鬼影產(chǎn)生；第六透鏡采用溫度系數(shù)為負(fù)的材料，彌補(bǔ)溫度導(dǎo)致的最佳成像面的偏移。

所述的光闌為固定獨(dú)立光闌或設(shè)置于第六透鏡的第二表面。

所述的第三透鏡群包括：光焦度為負(fù)的第七透鏡與光焦度為正的第八透鏡，兩個(gè)鏡片組合成膠合鏡片，通過低阿貝數(shù)與高阿貝數(shù)的兩片鏡片膠合，有效抑制了其他鏡片產(chǎn)生的球面像差、色差，提高了成像質(zhì)量。

所述的第四透鏡群包括：光焦度為正的第九透鏡、膠合后光焦度為負(fù)的第十透鏡與第十一透鏡以及光焦度為正的第十二透鏡，從而有效抑制系統(tǒng)產(chǎn)生的球差、色差。

所述的光學(xué)系統(tǒng)的數(shù)值孔徑為(0.98,1.03)，有效焦距和光學(xué)總長的比值為(5.55,5.65)，有效焦距和光學(xué)后焦的比值為(6.84,7.08)，半像高與光學(xué)總長的比值為(0.091,0.094)，半視場角為(28°,28.5°)。

所述的第一透鏡群中的第一透鏡的前表面的有效通光直徑小于35mm，其焦距為(24,31)；第二透鏡滿足：折射率為(1.4,1.5)，阿貝數(shù)(81,+∞)，焦距為(-15,-10)，20℃至40℃時(shí)的溫度偏移量為(-∞,-6)；組合成膠合鏡片中的第三透鏡滿足：折射率為(1.7,1.8)，阿貝數(shù)(49,54)，第四透鏡滿足：折射率為(1.92,1.95)，阿貝數(shù)(17,24)，并且第三透鏡和第四透鏡的焦距比的絕對(duì)值為(0.9,1.3)，膠和鏡片的折射率的絕對(duì)值為(50,75)。

所述的第二透鏡群中的第五透鏡滿足：折射率為(1.90,1.95)，阿貝數(shù)(20,36)，第六透鏡滿足：折射率為(1.4,1.65)，阿貝數(shù)(63,+∞)，20℃至40℃時(shí)的溫度偏移量為(-∞,-2)。