專(zhuān)利名稱(chēng)：一種高像素微距對(duì)焦大倍率變焦光學(xué)系統(tǒng)的制作方法
一種高像素微距對(duì)焦大倍率變焦光學(xué)系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)系統(tǒng)，尤其涉及一種應(yīng)用于監(jiān)控、展臺(tái)系統(tǒng)的高像素、微距對(duì)焦、大倍率變焦光學(xué)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
目前監(jiān)控、 展臺(tái)用的變焦距光學(xué)系統(tǒng)普遍存在這樣的缺點(diǎn):系統(tǒng)焦距倍率低，分辨率偏低，從低倍到高倍整個(gè)過(guò)程只有某個(gè)倍率時(shí)能實(shí)現(xiàn)微距對(duì)焦或者對(duì)焦范圍小，體積大，畸變大等等。目前市場(chǎng)上還沒(méi)有鏡頭能夠同時(shí)克服上述缺點(diǎn)，只有少數(shù)鏡頭，在犧牲其它方面的情況下改善某個(gè)方面，比如為了實(shí)現(xiàn)大的變焦距倍率，就得增加系統(tǒng)體積。為了實(shí)現(xiàn)較近的對(duì)焦距離、就得降低分辨率，增加系統(tǒng)的復(fù)雜程度等，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足監(jiān)控、展臺(tái)要求的圖像清晰度和真實(shí)性、從低倍到高倍整個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)從微距到無(wú)窮遠(yuǎn)范圍內(nèi)對(duì)焦、體積小等，目前市場(chǎng)上還沒(méi)有克服以上全部缺點(diǎn)的變焦距鏡頭。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明目的是克服現(xiàn)有技術(shù)從低倍到高倍整個(gè)過(guò)程對(duì)焦距離遠(yuǎn)、對(duì)焦范圍小，分辨率偏低，變焦倍率小，體積大等不足，提供了一種高像素微距對(duì)焦大倍率變焦光學(xué)系統(tǒng)。為了解決上述存在的技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用下列技術(shù)方案:一種高像素微距對(duì)焦大倍率變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:從被攝物體到像面18之間依次設(shè)有第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組和第四透鏡組以及第五透鏡組，所述第一透鏡組相對(duì)于像面18固定不動(dòng)，第二透鏡組相對(duì)于像面18可沿物像方向前、后移動(dòng)，第三透鏡組相對(duì)于像面18固定不動(dòng)，所述第一透鏡組的焦距為正，第二透鏡組的焦距為負(fù)。如上所述的一種高像素微距對(duì)焦大倍率變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述第一透鏡組由第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3組成；所述第二透鏡組由第四透鏡4、第五透鏡
5、第六透鏡6、第七透鏡7組成；所述第三透鏡組由第八透鏡9、第九透鏡10組成；所述第四透鏡組由第十透鏡11、第i^一透鏡12、第十二透鏡13、第十三透鏡14組成；所述第五透鏡組由第十四透鏡15、第十五透鏡16組成。如上所述的一種高像素微距對(duì)焦大倍率變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述第四透鏡組、第五透鏡組相對(duì)于像面18可沿物像方向前、后移動(dòng)。如上所述的一種高像素微距對(duì)焦大倍率變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述第一透鏡I和第二透鏡2使用光學(xué)膠水粘合在一起；第六透鏡6和第七透鏡7使用光學(xué)膠水粘合在一起；第八透鏡9和第九透鏡10使用光學(xué)膠水粘合在一起；第十二透鏡13和第十三透鏡14使用光學(xué)膠水粘合在一起；第十四透鏡15和第十五透鏡16使用光學(xué)膠水粘合在一起。如上所述的一種高像素微距對(duì)焦大倍率變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述第三透鏡組的光焦度為正，第四透鏡組的光焦度為正，第五透鏡組的光焦度為正。如上所述的一種高像素微距對(duì)焦大倍率變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述變焦光學(xué)系統(tǒng)中所有透鏡均為球面透鏡且材質(zhì)均為光學(xué)玻璃。如上所述的一種高像素微距對(duì)焦大倍率變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:在第七透鏡7與第八透鏡9之間設(shè)有光闌8，在第十五透鏡16與像面18之間設(shè)有濾光片17。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下的優(yōu)點(diǎn):1、目前市場(chǎng)上大部分變焦距鏡頭的體積小變焦距倍率也小，焦距倍率大體積也跟著增大，本發(fā)明的焦距倍率大的同時(shí)體積?。?、目前市場(chǎng)上常見(jiàn)的變焦距鏡頭通常在低倍狀態(tài)下對(duì)焦距離近，但在高倍狀態(tài)下對(duì)焦距離遠(yuǎn)，對(duì)焦范圍小，在近距離攝影中，通常表現(xiàn)出被攝體有畸變或像場(chǎng)不平直等缺陷，本發(fā)明從低倍到高倍整個(gè)過(guò)程中都能實(shí)現(xiàn)從微距到無(wú)窮遠(yuǎn)范圍內(nèi)對(duì)焦，能在非常近的距離處拍攝微小物體的特寫(xiě)，具有微距鏡頭的特性；3、目前市場(chǎng)上大部分大倍率變焦距鏡頭的像素偏低，通常表現(xiàn)為高倍狀態(tài)下分辨率低，或者中心分辨率高，周邊低，本發(fā)明的分辨率非常高，從低倍到高倍的整個(gè)過(guò)程都能夠拍攝到整個(gè)畫(huà)面清晰、高對(duì)比度的圖像；4、目前市場(chǎng)上大倍率的變焦距鏡頭低倍狀態(tài)下的畸變非常大，本發(fā)明低倍狀態(tài)下的畸變非常小，是目前市場(chǎng)上相同規(guī)格下的變焦距鏡頭的1/4，拍攝過(guò)程中，幾乎看不到物體有變形。

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)光學(xué)圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述:
如圖所示，一種高像素微距對(duì)焦大倍率變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:從被攝物體到像面18依次設(shè)有第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3、第四透鏡4、第五透鏡5、第六透鏡6、第七透鏡7、光闌8、第八透鏡9、第九透鏡10、第十透鏡11、第i^一透鏡12、第十二透鏡13、第十三透鏡14、第十四透鏡15、第十五透鏡16以及濾光片17。所述第一透鏡1、第二透鏡2、第三透鏡3為第一透鏡組，整個(gè)透鏡組的焦距為正且相對(duì)于感光芯片固定不動(dòng)。第四透鏡4、第五透鏡5、第六透鏡6、第七透鏡7為第二透鏡組，整個(gè)透鏡組的焦距為負(fù)且相對(duì)于感光芯片可沿物象方向前后移動(dòng)。第八透鏡9、第九透鏡10為第三透鏡組，整個(gè)透鏡組的焦距為正且相對(duì)于感光芯片固定不動(dòng)。第十透鏡11、第十一透鏡12、第十二透鏡13、第十三透鏡14為第四透鏡組，整個(gè)透鏡組的焦距為正且相對(duì)于感光芯片可沿物象方向前后移動(dòng)。所述第十四透鏡15、第十五透鏡16為第五透鏡組，整個(gè)透鏡組的焦距為正且相對(duì)于感光芯片可沿物象方向前后移動(dòng)。為了實(shí)現(xiàn)較大的變焦倍率，設(shè)計(jì)時(shí)采用第一透鏡組和第三透鏡組固定，第二透鏡組可在第一透鏡組和第三透鏡組之間沿物象方向移動(dòng)，在第一透鏡組和第三透鏡組之間留有較大的空間，使第二透鏡組從低倍狀態(tài)到高倍狀態(tài)移動(dòng)量較大。同時(shí)，第一透鏡組的焦距為正，第二透鏡組的焦距為負(fù)，保證不管是大角度還是大口徑的光線(xiàn)入射，都能夠進(jìn)入后面透鏡組，實(shí)現(xiàn)較大的變 焦倍率。為了實(shí)現(xiàn)高分辨率，設(shè)計(jì)采用第二透鏡組、第四透鏡組、第五透鏡組移動(dòng)，第三透鏡組固定，這樣第二透鏡組的共軛距改變量經(jīng)第三透鏡組縱向放大之后與第四透鏡組、第五透鏡組引起的共軛距的改變量相抵消，實(shí)現(xiàn)像面補(bǔ)償。第一透鏡組采用膠合透鏡和單透鏡配合使用，膠合面彎向光闌8，不僅使第一輔助光線(xiàn)有很好的走向，而且還能夠矯正高倍位置的球差和正弦差。第二透鏡組采用兩個(gè)單透鏡和膠合透鏡配合，很好的矯正了低倍位置的像差。第五透鏡組采用單一的膠合透鏡且可移動(dòng)，矯正不同倍率時(shí)前面透鏡組的剩余像差。整個(gè)系統(tǒng)多處采用單透鏡和膠合透鏡配合使用，不僅消除了整個(gè)系統(tǒng)的色差，也很好的平衡了整個(gè)系統(tǒng)的像差。最后，設(shè)置一定的漸暈，在不影響像面照度的情況下，還能攔掉周邊雜散光線(xiàn),使像面中心分辨率高的同時(shí),邊緣也有很高的分辨率。為了實(shí)現(xiàn)從低倍到高倍整個(gè)過(guò)程都能夠?qū)崿F(xiàn)從微距到無(wú)窮遠(yuǎn)范圍內(nèi)對(duì)焦，設(shè)計(jì)過(guò)程中，不僅在低倍位置對(duì)物體在無(wú)窮遠(yuǎn)和微距離進(jìn)行像差矯正，同時(shí)在高倍位置也對(duì)物體在無(wú)窮遠(yuǎn)和微距離進(jìn)行像差矯正，很好的均衡各倍率位置物體在無(wú)窮遠(yuǎn)和微距情況下產(chǎn)生的各像差，使得系統(tǒng)在整個(gè)變倍過(guò)程物體從微距離到無(wú)窮遠(yuǎn)范圍內(nèi)都具有很好的分辨率。另外，使用過(guò)程中適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)第四透鏡組、第五透鏡組，使其與第二透鏡組在物體無(wú)窮遠(yuǎn)和微距情況下產(chǎn)生的共軛距變化量相抵消，實(shí)現(xiàn)像面補(bǔ)償，就能夠得到高質(zhì)量的畫(huà)面。本發(fā)明設(shè)計(jì)時(shí)采用寬光譜，且設(shè)計(jì)的理論解像力遠(yuǎn)高于理論需要值，保證了圖像銳利度和色彩還原性。

下面舉一 10倍變焦的實(shí)際設(shè)計(jì)案例:
權(quán)利要求
1.一種高像素微距對(duì)焦大倍率變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:從被攝物體到像面(18)之間依次設(shè)有第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組和第四透鏡組以及第五透鏡組，所述第一透鏡組相對(duì)于像面(18)固定不動(dòng)，第二透鏡組相對(duì)于像面(18)可沿物像方向前、后移動(dòng)，第三透鏡組相對(duì)于像面(18)固定不動(dòng)，所述第一透鏡組的焦距為正，第二透鏡組的焦距為負(fù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種高像素微距對(duì)焦大倍率變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述第一透鏡組由第一透鏡(I)、第二透鏡(2)、第三透鏡(3)組成；所述第二透鏡組由第四透鏡(4)、第五透鏡(5)、第六透鏡(6)、第七透鏡(7)組成；所述第三透鏡組由第八透鏡(9)、第九透鏡(10)組成；所述第四透鏡組由第十透鏡(11)、第十一透鏡(12)、第十二透鏡(13)、第十三透鏡(14)組成；所述第五透鏡組由第十四透鏡(15)、第十五透鏡(16)組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種高像素微距對(duì)焦大倍率變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述第四透鏡組、第五透鏡組相對(duì)于像面(18)可沿物像方向前、后移動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種高像素微距對(duì)焦大倍率變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述第一透鏡(I)和第二透鏡(2 )使用光學(xué)膠水粘合在一起；第六透鏡(6 )和第七透鏡(7 )使用光學(xué)膠水粘合在一起；第八透鏡(9)和第九透鏡(10)使用光學(xué)膠水粘合在一起；第十二透鏡(13)和第十三透鏡(14)使用光學(xué)膠水粘合在一起；第十四透鏡(15)和第十五透鏡(16)使用光學(xué)膠水粘合在一起。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高像素微距對(duì)焦大倍率變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述第三透鏡組的光焦度為正 ，第四透鏡組的光焦度為正，第五透鏡組的光焦度為正。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高像素微距對(duì)焦大倍率變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:所述變焦光學(xué)系統(tǒng)中所有透鏡均為球面透鏡且材質(zhì)均為光學(xué)玻璃。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種高像素微距對(duì)焦大倍率變焦光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:在第七透鏡(7)與第八透鏡(9)之間設(shè)有光闌(8)，在第十五透鏡(16)與像面(18)之間設(shè)有濾光片(17)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高像素微距對(duì)焦大倍率變焦光學(xué)系統(tǒng)，從被攝物體到像面之間依次設(shè)有第一透鏡組、第二透鏡組、第三透鏡組和第四透鏡組以及第五透鏡組，所述第一透鏡組相對(duì)于像面固定不動(dòng)，第二透鏡組相對(duì)于像面可沿物像方向前、后移動(dòng)，第三透鏡組相對(duì)于像面固定不動(dòng)，所述第一透鏡組的焦距為正，第二透鏡組的焦距為負(fù)。本發(fā)明解決了對(duì)焦距離遠(yuǎn)、對(duì)焦范圍小，分辨率偏低，變焦倍率小，體積大等問(wèn)題。
文檔編號(hào)G02B15/14GK103235399SQ20131018521
公開(kāi)日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年5月17日
發(fā)明者李建華, 王玉榮, 鄭敏, 龔俊強(qiáng) 申請(qǐng)人:中山聯(lián)合光電科技有限公司