本發(fā)明屬于物鏡光學(xué)系統(tǒng)，具體提供了一種大孔徑無畸變定焦物鏡光學(xué)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、現(xiàn)階段在軍民領(lǐng)域，光學(xué)儀器應(yīng)用越來越多，對于諸如地理測繪、建筑攝影及其他特殊要求的場景，有使用無畸變微光物鏡的特殊訴求?，F(xiàn)有的大孔徑物鏡光學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時極少考慮畸變，特別是對于較大視場物鏡(如全視場≥40°)，畸變普遍較大，而導(dǎo)致成像后的圖片發(fā)生變形。這就使得鏡頭用作測量儀器中時，存在較大識別誤差，而降低測量儀器的結(jié)果準(zhǔn)確性。

2、因此，現(xiàn)急需一種大孔徑、無畸變的物鏡光學(xué)系統(tǒng)，以解決上述問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的一個目的在于，解決現(xiàn)有大孔徑物鏡光學(xué)系統(tǒng)的畸變指數(shù)較大導(dǎo)致成像后圖片發(fā)生變形，降低成像質(zhì)量的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種大孔徑無畸變定焦物鏡光學(xué)系統(tǒng)，所述光學(xué)系統(tǒng)適配像面尺寸為1英寸微光cmos或ccd；

3、所述光學(xué)系統(tǒng)包括依次設(shè)置的第一透鏡組、光闌和第二透鏡組；所述第一透鏡組包括第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡；所述第二透鏡組包括第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡和第七透鏡；所述光闌與第四透鏡共面；

4、所述光學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的光學(xué)指標(biāo)為：波段480nm至1000nm，最大畸變不大于0.5％，像素800px×600px，視場范圍35.5°×27°。

5、進(jìn)一步地，沿光軸從物側(cè)到像側(cè)依次設(shè)置所述第一透鏡、所述第二透鏡、所述第三透鏡、所述光闌、所述第四透鏡、所述第五透鏡、所述第六透鏡和所述第七透鏡；

6、所述第一透鏡為具有正光焦度的玻璃球面鏡片，其物側(cè)為凸面，其像側(cè)為凹面；

7、所述第二透鏡為具有負(fù)光焦度的玻璃球面鏡片，其物側(cè)為凹面，其像側(cè)為凹面；

8、所述第三透鏡為具有正光焦度的玻璃球面鏡片，其物側(cè)為凸面，其像側(cè)為凸面；

9、所述第四透鏡為具有正光焦度的玻璃球面鏡片，其物側(cè)為凸面，其像側(cè)為凸面；

10、所述第五透鏡為具有負(fù)光焦度的玻璃球面鏡片，所述第四透鏡和所述第五透鏡通過光敏膠膠合在一起，所述第五透鏡的像側(cè)為凹面；

11、所述第六透鏡為具有正光焦度的玻璃球面鏡片，其物側(cè)為凸面，其像側(cè)為凸面；

12、所述第七透鏡為具有負(fù)光焦度的玻璃球面鏡片，其物側(cè)為凹面，其像側(cè)為凹面。

13、進(jìn)一步地，所述第一透鏡、所述第二透鏡、所述第三透鏡、所述光闌、所述第四透鏡、所述第五透鏡、所述第六透鏡和所述第七透鏡組成的所述光學(xué)系統(tǒng)滿足如下條件：f/l≥0.5，其中，f表示物鏡的焦距，l表示物鏡的光學(xué)總長。

14、進(jìn)一步地，所述第一透鏡、所述第二透鏡、所述第三透鏡、所述光闌、所述第四透鏡、所述第五透鏡、所述第六透鏡和所述第七透鏡組成的所述光學(xué)系統(tǒng)還滿足如下條件：2≥fa1/φa1≥1，其中，fa1表示第一透鏡a1的焦距；φa1表示第一透鏡a1的有效孔徑；2≥fa2/φa2≥1，其中，fa2表示第二透鏡a2的焦距；φa2表示第二透鏡a2的有效孔徑；2≥fa3/φa3≥1，其中，fa3表示第三透鏡a1的焦距；φa3表示第三透鏡a1的有效孔徑；2≥fc1/φc1≥1，其中，fc1表示第四透鏡c1的焦距；φc1表示第四透鏡c1的有效孔徑；1≥fc2/φc2≥0.5，其中，fc2表示第五透鏡c2的焦距；φc2表示第五透鏡c2的有效孔徑；1≥fc3/φc3≥0.5，其中，fc3表示第六透鏡c3的焦距；φc3表示第六透鏡c3的有效孔徑；2≥fc4/φc4≥1，其中，fc4表示第七透鏡c4的焦距；φc4表示第七透鏡c4的有效孔徑。

15、進(jìn)一步地，所述第一透鏡滿足關(guān)系式：nd≥1.9,vd≥30，且33mm<f1<34mm，f1為第一透鏡的焦距；所述第二透鏡滿足關(guān)系式：nd≥1.75,vd≥20，且-21mm<f2<-20mm，f2為第二透鏡的焦距；所述第三透鏡滿足關(guān)系式：nd≥1.9,vd≥30，且27mm<f3<28mm，f3為第三透鏡的焦距；所述第四透鏡滿足關(guān)系式：nd≥1.9,vd≥30，且16mm<f4<17mm，f4為第四透鏡的焦距；所述第五透鏡滿足關(guān)系式：nd≥1.9,vd≤20，且-12mm<f5<-11mm，f5為第五透鏡的焦距；所述第六透鏡滿足關(guān)系式：nd≥2.0,vd≥25，且12mm<f6<13mm，f6為第六透鏡的焦距；所述第七透鏡滿足關(guān)系式：nd≥1.60,vd≥30，且-18mm<f7<-17mm，f7為第七透鏡的焦距。

16、進(jìn)一步地，所述第一透鏡的玻璃折射率nd為1.91，玻璃阿貝數(shù)vd為35.2；其物側(cè)面的曲率半徑為23.2mm，表面間隔為4.17mm，有效孔徑設(shè)置為22.5mm；像側(cè)面的曲率半徑為86.1mm，表面間隔為4.06，有效孔徑為21.2mm。

17、進(jìn)一步地，所述第二透鏡的玻璃折射率nd為1.78，玻璃阿貝數(shù)vd為25.7；其物側(cè)面的曲率半徑為-37.7mm，表面間隔為2.25mm，有效孔徑為18.7mm；像側(cè)面的曲率半徑為30.3mm，表面間隔為2.48，有效孔徑為17.3mm。

18、進(jìn)一步地，所述第三透鏡的玻璃折射率nd為1.95，玻璃阿貝數(shù)vd為32.3；其物側(cè)面的曲率半徑為76.2mm，表面間隔為4.78mm，有效孔徑為17.6mm；像側(cè)面的曲率半徑為-39.0mm，表面間隔為0.23，有效孔徑為17.8mm。

19、進(jìn)一步地，所述第四透鏡的物側(cè)面的玻璃折射率nd為1.91，玻璃阿貝數(shù)vd為35.2；曲率半徑為20.0mm，表面間隔為6.54mm，有效孔徑為16.4mm；所述第四透鏡像側(cè)面的玻璃折射率nd為1.95，玻璃阿貝數(shù)vd為18；曲率半徑為48.9mm，表面間隔為3.97mm，有效孔徑為14.2mm。

20、進(jìn)一步地，所述第五透鏡的曲率半徑為15.0mm，表面間隔為0.79mm，有效孔徑為12.4mm。

21、進(jìn)一步地，所述第六透鏡的玻璃折射率nd為2.0，玻璃阿貝數(shù)vd為25.5；其物側(cè)曲率半徑為26.3mm，表面間隔為7.66mm，有效孔徑為12.6mm；像側(cè)面的曲率半徑為-20.8mm，表面間隔為0.52mm，有效孔徑為13.5mm。

22、進(jìn)一步地，所述第七透鏡的玻璃折射率nd為1.78，玻璃阿貝數(shù)vd為25.7；其物側(cè)曲率半徑為-15.5mm，表面間隔為2.03mm，有效孔徑為13.5mm；像側(cè)面的曲率半徑為148.4mm，表面間隔為3.22mm，有效孔徑為14.8mm。

23、進(jìn)一步地，所述第一透鏡、所述第二透鏡、所述第三透鏡、所述第四透鏡、所述第五透鏡、所述第六透鏡和所述第七透鏡的鏡面均設(shè)置為白光玻璃材質(zhì)，且所有所述透鏡均經(jīng)由鍍膜至近紅外波段。

24、進(jìn)一步地，所述第一透鏡、所述第三透鏡、所述第四透鏡和所述第六透鏡均由重鑭火石玻璃材料制成；并且，所述第二透鏡、所述第五透鏡和所述第七透鏡均由火石玻璃材料制成。

25、基于前文的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解的是，在本發(fā)明前述的技術(shù)方案中，本發(fā)明光學(xué)系統(tǒng)具有高分辨率，采用大相對孔徑、寬波段設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了日夜共焦，在-30℃—50℃等極端環(huán)境下具有較好的成像質(zhì)量；全部采用球面透鏡及環(huán)保材料，成本較低，裝調(diào)簡單，便于量產(chǎn)；通過合理的玻璃材料搭配以及鏡片光焦度分配，整個光學(xué)系統(tǒng)的軸向色差與橫向色差得到很好的校正，合理的面型設(shè)計(jì)也使整個光學(xué)系統(tǒng)的高級像差得到有效校正，同時每個鏡面光線入射角小，系統(tǒng)總體成像質(zhì)量優(yōu)良。