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一种宽视场长焦距高分辨率镜头 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种宽视场长焦距高分辨率镜头，包括前透镜组和后透镜组，所述前透镜组和后透镜组共同构成7组8片的透镜组，且所述前透镜组为正，所述后透镜组为负，本发明具有超高的图像分辨率，可获取上亿像元的图像，同时结构简单，镜片数量少，无非球面，加工性好，成本低廉，此外具有外置的光阑，可方便和其它光学系统组合，可扩展性强，并且系统严格校正了畸变，可用于高分辨率光学仿真模拟，高清晰度光学成像等用途。

Description

一种宽视场长焦距高分辨率镜头
技术领域
本发明属于光学系统领域，具体为一种宽视场长焦距高分辨率镜头。
背景技术
现有生活中，随着现代大面阵光电成像系统的快速发展，一次曝光获取的图像其像元数已由过去的百万像元突破至上亿像元，可获得超大信息量的图像信息，超高分辨率成像技术被广泛应用于高清晰度摄影，城市地理信息获取，大范围环境信息监测，无人机对地高分辨率遥感等领域，其中，光学系统是成像系统的分辨能力起到关键性作用。
但是传统的光学系统主要采用柯克或双高斯的光学结构，如图7所示，光阑处于镜头的中心，或呈对称式分布，用于校正光学系统的场曲和畸变，一般经优化设计后成像分辨率可达百万像元，或采用复杂结构进行变形后可提高至千万像元级别，如果再进一步提高，因结构形式的影响，将变得非常困难或导致镜头结构异常复杂，而在一些高分辨成像系统中，为了压缩系统尺寸，减少光学零件的数量，采用了高次非球面校正系统像差，虽然采用了这种技术可以很好的提高系统成像质量，但非球面加工难度大，装调复杂，使得光学系统的成本造价远大于一般系统。
发明内容：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种宽视场长焦距高分辨率镜头，解决了背景技术中提到的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：
一种宽视场长焦距高分辨率镜头，包括前透镜组和后透镜组，所述前透镜组和后透镜组共同构成7组8片的透镜组，且所述前透镜组为正，所述后透镜组为负。
作为优选，所述前透镜组共4组3片，依次为胶合透镜、负透镜、正透镜以及正透镜，所述胶合透镜的正透镜在前，负透镜在后，且所述正透镜均具有双凸的结构外形，所述负透镜均具有双凹的结构外形。
作为优选，所述后透镜组共3片透镜，依次为正透镜、负透镜以及负透镜，且所述正透镜具有双凸的结构外形，所述负透镜均具有弯月的结构外形，弯月的方向顺着光路，即凸面向着像面。
作为优选，所述前透镜组中的胶合透镜采用萤石玻璃材质，所述前透镜组中的负透镜采用冕牌玻璃材质，所述前透镜组中的正透镜均采用氟冕玻璃材质。
作为优选，所述前透镜组具有外置的光阑，所述前透镜组的中间两片透镜采用分离式结构。
作为优选，所述后透镜组中的正透镜采用高折射率澜系玻璃，所述后透镜组中的负透镜分别采用火石玻璃材质和冕玻璃材质。
作为优选，所述前透镜组和后透镜组均采用摄远式光学结构。
作为优选，所述前透镜组和后透镜组像方光线的最大入射角≤30°。
本发明的有益效果是：
1、具有超高的图像分辨率，可获取上亿像元的图像；
2、结构简单，镜片数量少，无非球面，加工性好，成本低廉；
3、具有外置的光阑，可方便和其它光学系统组合，可扩展性强，并且系统严格校正了畸变，可用于高分辨率光学仿真模拟，高清晰度光学成像等用途。
附图说明：
为了易于说明，本发明由下述的具体实施及附图作以详细描述。
图1是本发明光学系统图；
图2是本发明成像点列图；
图3是本发明网格畸变图；
图4是本发明曲线畸变图；
图5是本发明相对照度图；
图6是本发明系统MTF曲线图；
图7是传统的双高斯光学系统图。
具体实施方式：
如图1-7所示，本具体实施方式采用以下技术方案：
实施例：
一种宽视场长焦距高分辨率镜头，包括前透镜组和后透镜组，所述前透镜组和后透镜组共同构成7组8片的透镜组，且所述前透镜组为正，所述后透镜组为负。
其中，所述前透镜组共4组3片，依次为胶合透镜、负透镜、正透镜以及正透镜，所述胶合透镜的正透镜在前，负透镜在后，且所述正透镜均具有双凸的结构外形，所述负透镜均具有双凹的结构外形，便于更好的对入射光线进行预处理。
其中，所述后透镜组共3片透镜，依次为正透镜、负透镜以及负透镜，且所述正透镜具有双凸的结构外形，所述负透镜均具有弯月的结构外形，弯月的方向顺着光路，即凸面向着像面，便于更好的对经过前透镜组处理的光线进行进一步的处理。
其中，所述前透镜组中的胶合透镜采用萤石玻璃材质，所述前透镜组中的负透镜采用冕牌玻璃材质，所述前透镜组中的正透镜均采用氟冕玻璃材质，使得前透镜组具有低色散低折射率的特点。
其中，所述前透镜组具有外置的光阑，所述前透镜组的中间两片透镜采用分离式结构，便于更好的校正系统的球差、色差和慧差。
其中，所述后透镜组中的正透镜采用高折射率澜系玻璃，所述后透镜组中的负透镜分别采用火石玻璃材质和冕玻璃材质，便于更好的校正系统场曲、像散、畸变以及垂轴色差。
其中，所述前透镜组和后透镜组均采用摄远式光学结构，便于更好的压缩系统尺寸。
其中，所述前透镜组和后透镜组像方光线的最大入射角≤30°，便于更好的保证入射效果。
具体的，整个光学系统由前透镜组和后透镜组构成7组8片的透镜组，前透镜组为正，后透镜组为负，同时如图1所示，前透镜组共4组3片，依次为胶合透镜、负透镜、正透镜以及正透镜，胶合透镜的正透镜在前，负透镜在后，且正透镜均具有双凸的结构外形，负透镜均具有双凹的结构外形，后透镜组共3片透镜，依次为正透镜、负透镜以及负透镜，且正透镜具有双凸的结构外形，负透镜均具有弯月的结构外形，弯月的方向顺着光路，即凸面向着像面，同时前透镜组中的胶合透镜采用萤石玻璃材质，通过萤石玻璃和其它光学透镜组合，最大化校正系统的色差，前透镜组中的负透镜采用冕牌玻璃材质，前透镜组中的正透镜均采用氟冕玻璃材质，具有低色散低折射率的特点，并且前透镜组具有外置的光阑，前透镜组的中间两片透镜采用分离式结构，便于更好的校正系统的球差、色差和慧差，同时后透镜组中的正透镜采用高折射率澜系玻璃，后透镜组中的负透镜分别采用弯月式的火石玻璃材质和弯月式的冕玻璃材质，便于更好的校正系统场曲、像散、畸变以及垂轴色差，并且前透镜组和后透镜组均采用摄远式光学结构，便于更好的压缩系统尺寸，前透镜组和后透镜组像方光线的最大入射角≤30°，便于更好的保证入射效果，此外，整个光学系统的参数如下：
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量，由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.一种宽视场长焦距高分辨率镜头，其特征在于，包括前透镜组和后透镜组，所述前透镜组和后透镜组共同构成7组8片的透镜组，且所述前透镜组为正，所述后透镜组为负；
所述前透镜组共4组3片，依次为胶合透镜、负透镜、正透镜以及正透镜，所述胶合透镜的正透镜在前，负透镜在后，且所述正透镜均具有双凸的结构外形，所述负透镜均具有双凹的结构外形；
所述后透镜组共3片透镜，依次为正透镜、负透镜以及负透镜，且所述正透镜具有双凸的结构外形，所述负透镜均具有弯月的结构外形，弯月的方向顺着光路，即凸面向着像面；
所述前透镜组中的胶合透镜采用萤石玻璃材质，所述前透镜组中的负透镜采用冕牌玻璃材质，所述前透镜组中的正透镜均采用氟冕玻璃材质。
2.根据权利要求1所述的一种宽视场长焦距高分辨率镜头，其特征在于，所述前透镜组具有外置的光阑，所述前透镜组的中间两片透镜采用分离式结构。
3.根据权利要求2所述的一种宽视场长焦距高分辨率镜头，其特征在于，所述后透镜组中的正透镜采用高折射率澜系玻璃，所述后透镜组中的负透镜分别采用火石玻璃材质和冕玻璃材质。
4.根据权利要求1所述的一种宽视场长焦距高分辨率镜头，其特征在于，所述前透镜组和后透镜组均采用摄远式光学结构。
5.根据权利要求1所述的一种宽视场长焦距高分辨率镜头，其特征在于，所述前透镜组和后透镜组像方光线的最大入射角≤30°。
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