[发明专利]一种大像面、高倍率、高分辨率的光学系统

权利要求书

1.一种大像面、高倍率、高分辨率的光学系统，其特征在于：由固定的感光芯片(5)、光阑(6)以及四个透镜群组成，所述的感光芯片(5)的一侧设有相对感光芯片(5)位置固定的第一透镜群(1)，所述的第一透镜群(1)的焦距为正，所述的第一透镜群(1)与感光芯片(5)之间设有能相对感光芯片(5)前后移动的第二透镜群(2)，所述的第二透镜群(2)的焦距为负，所述的第二透镜群(2)与感光芯片(5)之间设有与感光芯片(5)相对固定的第三透镜群(3)，所述的第三透镜群(3)的焦距为正，所述的第三透镜群(3)与第二透镜群(2)之间设有位置固定的光阑(6)，所述的第三透镜群(3)与感光芯片(5)之间还设有能相对感光芯片(5)前后移动的第四透镜群(4)，所述的第四透镜群(4)的焦距为正，所述的第一透镜群(1)由朝感光芯片(5)方向依次设置的第一透镜(11)、第二透镜(12)、第三透镜(13)、第四透镜(14)和第五透镜(15)组成，所述的第一透镜(11)和第三透镜(13)均是焦距为负并且凹面朝向感光芯片(5)的弯月形球面镜片，所述的第二透镜(12)、第四透镜(14)和第五透镜(15)均是焦距为正的弯月形球面镜片，所述的第一透镜(11)与第二透镜(12)粘合在一起形成胶合透镜，所述的第三透镜(13)和第四透镜(14)粘合在一起形成胶合透镜，所述的第二透镜群(2)由朝感光芯片(5)方向依次设置的第六透镜(21)、第七透镜(22)和第八透镜(23)组成，所述的第六透镜(21)是焦距为负的弯月形非球面镜片，所述的第七透镜(22)是焦距为负的双凹球面镜片，所述的第八透镜(23)是焦距为正的弯月形非球面镜片，其凹面朝向感光芯片(5)，所述的第三透镜群(3)由朝感光芯片(5)方向依次设置的第九透镜(31)、第十透镜(32)和第十一透镜(33)组成，所述的第九透镜(31)是焦距为正并且凹面朝向感光芯片(5)的弯月形非球面镜片，所述的第十透镜(32)是焦距为正的双凸球面镜片，所述的第十一透镜(33)是焦距为负的非球面镜片，所述的第四透镜群(4)由朝感光芯片(5)方向依次设置的第十二透镜(41)、第十三透镜(42)、第十四透镜(43)和第十五透镜(44)组成，所述的第十二透镜(41)是焦距为负的弯月形镜片，所述的第十三透镜(42)是焦距为正的弯月形镜片，所述的第十四透镜(43)是焦距为正的弯月形球面镜片，所述的第十五透镜(44)是焦距为正的非球面镜片，所述的第二透镜群(2)的移动范围为0～40.75mm，所述的第四透镜群(4)的移动范围为0～32.25mm，所述的光阑(6)与感光芯片(5)间的距离为57.16063209mm，所述的第一透镜群(1)与第三透镜群(3)之间的距离为46.5149149mm。

2.根据权利要求1所述的大像面、高倍率、高分辨率的光学系统，其特征在于：所述的第一透镜群(1)、第二透镜群(2)、第三透镜群(3)和第四透镜群(4)中的镜片均为玻璃镜片。

3.根据权利要求2所述的大像面、高倍率、高分辨率的光学系统，其特征在于：所述的第三透镜群(3)中的非球面镜片的非球面表面形状满足以下方程：

在公式中，参数c为半径所对应的曲率，y为径向坐标，其单位和透镜长度单位相同，k为圆锥二次曲线系数；当k系数小于-1时，镜片的面形曲线为双曲线，当k系数等于-1时，镜片的面形曲线为抛物线；当k系数介于-1到0之间时，镜片的面形曲线为椭圆，当k系数等于0时，镜片的面形曲线为圆形，当k系数大于0时，镜片的面形曲线为扁圆形；α₁至α₈分别表示非球面系数。

4.根据权利要求3所述的大像面、高倍率、高分辨率的光学系统，其特征在于：所述的第二透镜群(2)从短焦距向长焦距的变化过程中逐渐向光阑(6)靠拢，所述的第四透镜群(4)根据第二透镜群(2)的移动和物距的变化使成像面落在感光芯片(5)上。

5.根据权利要求4所述的大像面、高倍率、高分辨率的光学系统，其特征在于：当光学系统在不同的焦距及环境下工作时，光阑(6)的口径大小进行自动变化。