[发明专利]一种超低畸变的宽工作距光学系统

说明书

技术领域

本发明属于光学系统技术领域，尤其涉及一种超低畸变的宽工作距光学系统。

背景技术

普通的定焦镜头通常存在比较大的畸变，工作距范围较窄只能保证近距或远距的成像效果而不能兼顾。工业用的定焦镜头往往被用于检测、验伤等用途需要有很高的精度，加上被测物体多种多样，因此需要工业镜头具有低畸变与宽工作距的属性。

以往由于需求不大以及成像芯片规格较低，传统的工业镜头分辨率多集中在三百万到五百万像素之间，畸变规格通常在1％～0.2％之间。

随着工业自动化的发展，对检测精度要求越来越高。近年来由于电子科技的飞速发展，成像芯片的像素越来越高，4K级别的芯片也层出不穷。因此高精度高分辨率的检测成为了可能。很显然传统的工业镜头已经无法满足要求了。因此需要开发具有更高像素，更小畸变，更宽工作距离的工业镜头。

较为常见的工业镜头通常采用整个镜头移动来满足不同工作距离的聚焦需求，但是其无法很好的平衡不同工作距下的像质，因此在高像素模式下其工作距离非常有限只能满足近距离或者远距离使用而无法远近兼顾。

有鉴于此，本发明旨在提供一种超低畸变的宽工作距光学系统，其采用5组7片全玻璃镜片，两群组内调焦的方式是通过在不同的工作距下调节两个群组的相对距离来聚焦。增加的一个群组用来平衡不同工作距离下的像质，使得本发明可以达到0.1m～无穷远的超宽工作距。此外，本发明通过对玻璃材料的优选搭配使得本发明可以达到1200万像素超高分辨率，1/1.7"大像面，最大光圈F1.4，以及0.035％以内的超低光学畸变，整体性能大大超越现有工业镜头。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有技术的不足，而提供一种超低畸变的宽工作距光学系统，其采用5组7片全玻璃镜片，两群组内调焦的方式是通过在不同的工作距下调节两个群组的相对距离来聚焦。增加的一个群组用来平衡不同工作距离下的像质，使得本发明可以达到0.1m～无穷远的超宽工作距。此外，本发明通过对玻璃材料的优选搭配使得本发明可以达到1200万像素超高分辨率，1/1.7"大像面，最大光圈F1.4，以及0.035％以内的超低光学畸变，整体性能大大超越现有工业镜头。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种超低畸变的宽工作距光学系统，包括沿光线入射方向依次设置的可动群和固定群，所述可动群包括沿光线入射方向依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜和第六透镜，所述固定群包括第七透镜；所述第一透镜、所述第二透镜、所述第五透镜、所述第六透镜和所述第七透镜均为正光焦度透镜，所述第三透镜和所述第四透镜均为负光焦度透镜；

所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第五透镜、所述第六透镜和所述第七透镜均为玻璃透镜；

所述光学系统的焦距f与所述可动群的焦距f_D及所述固定群焦距f_G存在如下关系：0.4<|f_D/f|<2.2；2<|f_G/f|<10。

作为本发明超低畸变的宽工作距光学系统的一种改进，所述第一透镜的朝向物方的一面为平面或凸面，所述第一透镜的朝向像方的一面为平面、凹面或凸面；

所述第二透镜的朝向物方的一面为凸面，所述第二透镜的朝向像方的一面为平面、凹面或凸面；

所述第三透镜的朝向物方的一面为平面、凹面或凸面，所述第三透镜的朝向像方的一面为凹面；

所述第四透镜的朝向物方的一面为凹面，所述第四透镜的朝向像方的一面为平面、凹面或凸面；

所述第五透镜的朝向物方的一面为平面、凹面或凸面，所述第五透镜的朝向像方的一面为凸面；

所述第六透镜的朝向物方的一面为平面、凹面或凸面，所述第六透镜的朝向像方的一面为凸面。

作为本发明超低畸变的宽工作距光学系统的一种改进，所述第七透镜的朝向物方的一面为凸面，所述第七透镜的朝向像方的一面为凸面。

作为本发明超低畸变的宽工作距光学系统的一种改进，所述第一透镜与所述第二透镜通过垫圈紧靠，所述第二透镜和所述第三透镜通过光学胶粘合，所述第三透镜和所述第四透镜之间设置有可变光阑，并且所述第三透镜、所述可变光阑和所述第四透镜通过隔圈紧配，所述第四透镜和所述第五透镜通过光学胶粘合，所述第五透镜和所述第六透镜通过光学胶粘合。