一种超低畸变的宽工作距光学系统技术方案

本实用新型专利技术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，包括沿光线入射方向依次设置的可动群和固定群，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，固定群包括第七透镜；第一透镜、第二透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜均为正光焦度透镜，第三透镜和第四透镜均为负光焦度透镜；第一透镜至第七透镜均为玻璃透镜；光学系统的焦距f与可动群的焦距fD及固定群焦距fG存在如下关系：0.4

An ultra low distortion optical system with wide working distance

The utility model belongs to the technical field of optical systems, in particular to an ultra-low distortion optical system with wide working distance, including movable groups and fixed groups arranged sequentially along the direction of light incidence, which include the first lens, the second lens, the third lens, the fourth lens and the fifth lens arranged sequentially along the direction of light incidence. The first lens, the second lens, the fifth lens, the sixth lens and the seventh lens are all positive lens, the third lens and the fourth lens are all negative lens, the first lens to the seventh lens are glass lens, the focal length f of the optical system and the focal length fD of the movable group and The fixed cluster focal length fG exists as follows: 0.4

【技术实现步骤摘要】
一种超低畸变的宽工作距光学系统
本技术属于光学系统
，尤其涉及一种超低畸变的宽工作距光学系统。
技术介绍
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，本技术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，使得本技术可以达到0.1m～无穷远的超宽工作距。此外，本技术通过对玻璃材料的优选搭配使得本技术可以达到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。
技术实现思路
本技术的目的在于：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，使得本技术可以达到0.1m～无穷远的超宽工作距。此外，本技术通过对玻璃材料的优选搭配使得本技术可以达到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，本技术采用如下技术方案：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fD及所述固定群焦距fG存在如下关系：0.4<|fD/f|<2.2；2<|fG/f|<10。作为本技术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。作为本技术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。作为本技术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。作为本技术超低畸变的宽工作距光学系统的一种改进，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的焦距和折射率分别满足以下条件：25＜f1＜951.43＜n1＜1.857.1＜f2＜30.31.5＜n2＜1.9-25.3＜f3＜-6.61.43＜n3＜1.88-15.5＜f4＜-2.91.55＜n4＜1.95.8＜f5＜26.71.43＜n5＜1.78.3＜f6＜37.51.67＜n6＜2.120＜f7＜3001.43＜n7＜1.7其中，f1至f7分别为所述第一透镜、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的焦距，n1至n7分别为所述第一透镜、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的折射率。相对于现有技术，本技术的光学系统包括可动群和固定群两个群组，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。增加的固定群用来平衡不同工作距离下的像质，使得本技术可以达到0.1m～无穷远的超宽工作距。而且本技术选择玻璃材料使得该光学系统可以达到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，同时本技术具有温度补偿功能，能够达到在-40℃～80℃环境下使用不跑焦，整体性能大大超越现有工业镜头。附图说明图1为本技术实施例1的光学结构示意图。具体实施方式以下将结合具体实施例对本技术及其有益效果作进一步详细的说明，但是，本技术的具体实施方式并不局限于此。本技术提供了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，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，固定群包括第七透镜；第一透镜、第二透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜均为正光焦度透镜，第三透镜和第四透镜均为负光焦度透镜；第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜和第七透镜均为玻璃透镜；光学系统的焦距f与可动群的焦距fD及固定群焦距fG存在如下关系：0.4<|fD/f|<2.2；2<|fG/f|<10。其中，第一透镜的朝向物方的一面为平面或凸面，第一透镜的朝向像方的一面为平面、凹面或凸面；第二透镜的朝向物方的一面为凸面，第二透镜的朝向像方的一面为平面、凹面或凸面；第三透镜的朝向物方的一面为平面、凹面或凸面，第三透镜的朝向像方的一面为凹面；第四透镜的朝向物方的一面为凹面，第四透镜的朝向像方的一面为平面、凹面或凸面；第五透镜的朝向物方的一面为平面、凹面或凸面，第五透镜的朝向像方的一面为凸面；第六透镜的朝向物方的一面为平面、凹面或凸面，第六透镜的朝向像方的一面为凸面。第七透镜的朝向物方的一面为凸面，第七透镜的朝向像方的一面为凸面。第一透镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超低畸变的宽工作距光学系统，其特征在于：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fD及所述固定群焦距fG存在如下关系：0.4

【技术特征摘要】
1.一种超低畸变的宽工作距光学系统，其特征在于：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fD及所述固定群焦距fG存在如下关系：0.4<|fD/f|<2.2；2<|fG/f|<10；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的焦距和折射率分别满足以下条件：25＜f1＜951.43＜n1＜1.857.1＜f2＜30.31.5＜n2＜1.9-25.3＜f3＜-6.61.43＜n3＜1.88-15.5＜f4＜-2.91.55＜n4＜1.95.8＜f5＜26.71.43＜n5＜1.78.3＜f6＜37.51.67＜n6＜2.120＜f7＜3001.43＜n7＜1.7其中，f1至f7分别为所述第一透镜、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...

【专利技术属性】
技术研发人员：张品光，何剑炜，刘官禄，毛才荧，
申请(专利权)人：东莞市宇瞳光学科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44