【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及成像鏡頭，具體涉及一種紫外至可見大視場低畸變光學鏡頭。
技術介紹
1、近年來，隨著遙感探測技術的迅速發展，大視場角、寬幅寬、多波段的探測需求越來越迫切，從而對搭配的成像鏡頭也提出了更高的要求。
2、為了滿足實際的應用需求，通常要求成像鏡頭具有大視場、光譜范圍寬、后截距長、低畸變、結構緊湊等特點。由于視場增大引起的像差急劇增加，尤其是畸變的校正難度非常大，通常在遠離視場光闌的位置引入非球面平衡畸變和像散。
3、如申請號cn112817119a的中國專利公開的一種航天用光學鏡頭，包括從物方到像方依次排列的第一透鏡至第十透鏡，所有透鏡均采用分離式結構，其中第一透鏡和第十透鏡采用玻璃非球面，具有大視場、像方遠心、成像質量良好等特點，然而邊緣視場畸變在40％左右，畸變值較大，大大提升了幾何定標及校正的難度。中國科學院西安光學精密機械研究所提出了一種大視場低畸變鏡頭，包括沿光線入射方向依次同軸排布的反遠距組、雙高斯鏡組和出射鏡組，一共采用3片非球面，2個膠合鏡組，最大畸變小于4.7％，外形尺寸≤φ28×56mm，體積小，可以實現-40℃-60℃溫度條件下良好的成像質量，但是該鏡頭不具備像方遠心的特點，導致邊緣照度下降明顯，且最大視場僅有115°，仍有待提升的空間。
4、現有大視場成像鏡頭存在著較大畸變、邊緣照度低的技術問題，不適用于光譜儀、偏振相機等多光譜大視場成像領域。
技術實現思路
1、為了解決現有大視場成像鏡頭存在著較大畸變、邊緣照度低的
2、本專利技術的目的可以通過以下技術方案實現：
3、一種紫外至可見大視場低畸變光學鏡頭，包括沿光軸從物側到成像側依次間隔排列的前透鏡組、孔徑光闌、第七透鏡、膠合透鏡組及后透鏡，所述膠合透鏡組包括沿光軸從物側到成像側依次貼合排列的一號膠合雙凸正透鏡、膠合雙凹負透鏡和二號膠合雙凸正透鏡，所述一號膠合雙凸正透鏡的物側面和像側面均為凸面，所述膠合雙凹負透鏡的物側面和像側面均為凹面，所述二號膠合雙凸正透鏡的物側面和像側面均為凸面，其中，所述一號膠合雙凸正透鏡像側面與所述膠合雙凹負透鏡的物側面膠合，所述膠合雙凹負透鏡的像側面與所述二號膠合雙凸正透鏡的物側面膠合，所述膠合透鏡組的光焦度滿足：0.04≤光焦度絕對值≤0.08。
4、作為本專利技術進一步的方案：所述一號膠合雙凸正透鏡的折射率范圍為1.40≤n≤1.45，色散范圍為80≤ν≤95；所述膠合雙凹負透鏡的折射率范圍為1.85≤n≤1.90，色散范圍為30≤ν≤45；所述二號膠合雙凸正透鏡的折射率范圍為1.40≤n≤1.45，色散范圍為80≤ν≤95。
5、作為本專利技術進一步的方案：所述前透鏡組包括：
6、具有負光焦度的第一透鏡，其物側面為凸面，像側面為凹面，0.005≤光焦度絕對值≤0.01，所述第一透鏡通光孔徑小于120mm；
7、具有負光焦度的第二透鏡，其物側面為凸面，像側面為凹面，0.01≤光焦度絕對值≤0.03；
8、具有負光焦度的第三透鏡，其物側面為平面，像側面為凹面，0.01≤光焦度絕對值≤0.02；
9、具有負光焦度的第四透鏡，其物側面和像側面均為凹面，0.02≤光焦度絕對值≤0.04；
10、具有正光焦度的第五透鏡，其物側面為凹面，像側面為凸面，0.01≤光焦度絕對值≤0.02；
11、具有正光焦度的第六透鏡，其物側面和像側面均為凸面，0.01≤光焦度絕對值≤0.02；
12、所述第一透鏡至所述第六透鏡沿光軸從物側到成像側依次間隔排列。
13、作為本專利技術進一步的方案：所述第一透鏡的折射率范圍為1.40≤n≤1.55，色散范圍為70≤ν≤90；所述第二透鏡的折射率范圍為1.60≤n≤1.70，色散范圍為55≤ν≤65；所述第三透鏡的折射率范圍為1.60≤n≤1.70，色散范圍為55≤ν≤65；所述第四透鏡的折射率范圍為1.65≤n≤1.80，色散范圍為25≤ν≤40；所述第五透鏡的折射率范圍為1.60≤n≤1.70，色散范圍為40≤ν≤45；所述第六透鏡的折射率范圍為1.60≤n≤1.70，色散范圍為40≤ν≤45。
14、作為本專利技術進一步的方案：所述第二透鏡的像側面和所述后透鏡像側面均為非球面。
15、作為本專利技術進一步的方案：所述第二透鏡和所述后透鏡的非球面面型滿足方程式：
16、
17、其中，z為非球面矢高、c為非球面頂點曲率、y為口徑、k為圓錐系數、a4為4次非球面系數、a6為6次非球面系數、a8為8次非球面系數、a10為10次非球面系數。
18、作為本專利技術進一步的方案：所述第七透鏡為具有正光焦度的正彎月透鏡，0.01≤光焦度絕對值≤0.04，所述第七透鏡的折射率范圍為1.65≤n≤1.80，色散范圍為25≤ν≤40。
19、作為本專利技術進一步的方案：所述后透鏡為具有負光焦度的雙凸透鏡，其物側面和像側面均為凸面，0.05≤光焦度絕對值≤0.08，所述后透鏡折射率范圍為1.60≤n≤1.70，色散范圍為55≤ν≤65。
20、作為本專利技術進一步的方案：所述光學鏡頭的有效焦距f與所述光學鏡頭的入瞳直徑epd滿足：4≤f/epd；所述光學鏡頭的后截距bfl與所述光學鏡頭的光學總長ttl滿足：0.08≤bfl/ttl≤0.15；所述光學鏡頭的相對畸變d?i?st滿足：d?i?st≤2.5％。
21、作為本專利技術進一步的方案：所有視場主光線在像面的入射角cra滿足：cra≤3°。
22、本專利技術的有益效果：
23、(1)本專利技術提供的一種紫外至可見大視場低畸變光學鏡頭包括沿光軸從物側到成像側依次間隔排列的前透鏡組、孔徑光闌、第七透鏡、膠合透鏡組及后透鏡，通過合理分配前透鏡組、第七透鏡、膠合透鏡組及后透鏡的光焦度，形成視場角大、畸變低、像方遠心、成像質量好的紫外至近紅外大視場低畸變成像鏡頭，特別適用于光譜儀、偏振相機等多光譜大視場成像領域；
24、(2)本專利技術中第二透鏡和后透鏡均采用單面的非球面，減輕了單片非球面校正畸變和像散像差的壓力，解決了傳統的采用單片非球面矢高大導致的非球面加工難度大的問題，本專利技術中的非球面滿足當前的非球面加工工藝，工程可實現性強；
25、(3)本專利技術通過采用低折射率低色散材料，解決了寬波段光學系統引起的色差問題，最大橫向色差小于15um。此外通過約束邊緣視場主光線的入射角，實現了像方遠心，提高了邊緣視場的照度均勻性。本專利技術光學鏡頭后截距大于25mm，為探測器安裝預留了足夠的空間；
26、(4)本專利技術中通過合理的分配膠合鏡片的光焦度，使得每個膠合鏡片表面的主光線入射角度不大于35°，且每個膠合鏡片表面承擔的像差校正能力相對均衡，降本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種紫外至可見大視場低畸變光學鏡頭，其特征在于：包括沿光軸從物側到成像側依次間隔排列的前透鏡組、孔徑光闌、第七透鏡、膠合透鏡組及后透鏡，所述膠合透鏡組包括沿光軸從物側到成像側依次貼合排列的一號膠合雙凸正透鏡、膠合雙凹負透鏡和二號膠合雙凸正透鏡，所述一號膠合雙凸正透鏡的物側面和像側面均為凸面，所述膠合雙凹負透鏡的物側面和像側面均為凹面，所述二號膠合雙凸正透鏡的物側面和像側面均為凸面，其中，所述一號膠合雙凸正透鏡像側面與所述膠合雙凹負透鏡的物側面膠合，所述膠合雙凹負透鏡的像側面與所述二號膠合雙凸正透鏡的物側面膠合，所述膠合透鏡組的光焦度滿足：0.04≤光焦度絕對值≤0.08。
2.根據權利要求1所述的一種紫外至可見大視場低畸變光學鏡頭,其特征在于：所述一號膠合雙凸正透鏡的折射率范圍為1.40≤n≤1.45，色散范圍為80≤ν≤95；所述膠合雙凹負透鏡的折射率范圍為1.85≤n≤1.90，色散范圍為30≤ν≤45；所述二號膠合雙凸正透鏡的折射率范圍為1.40≤n≤1.45，色散范圍為80≤ν≤95。
3.根據權利要求1所述的一種紫外至可見大視場低畸變光學鏡頭
4.根據權利要求3所述的一種紫外至可見大視場低畸變光學鏡頭,其特征在于：所述第一透鏡的折射率范圍為1.40≤n≤1.55，色散范圍為70≤ν≤90；所述第二透鏡的折射率范圍為1.60≤n≤1.70，色散范圍為55≤ν≤65；所述第三透鏡的折射率范圍為1.60≤n≤1.70，色散范圍為55≤ν≤65；所述第四透鏡的折射率范圍為1.65≤n≤1.80，色散范圍為25≤ν≤40；所述第五透鏡的折射率范圍為1.60≤n≤1.70，色散范圍為40≤ν≤45；所述第六透鏡的折射率范圍為1.60≤n≤1.70，色散范圍為40≤ν≤45。
5.根據權利要求3所述的一種紫外至可見大視場低畸變光學鏡頭,其特征在于：所述第二透鏡的像側面和所述后透鏡像側面均為非球面。
6.根據權利要求5所述的一種紫外至可見大視場低畸變光學鏡頭,其特征在于：所述第二透鏡和所述后透鏡的非球面面型滿足方程式：
7.根據權利要求1所述的一種紫外至可見大視場低畸變光學鏡頭,其特征在于：所述第七透鏡為具有正光焦度的正彎月透鏡，其物側面為凹面，像側面為凸面，0.01≤光焦度絕對值≤0.04，所述第七透鏡的折射率范圍為1.65≤n≤1.80，色散范圍為25≤ν≤40。
8.根據權利要求1所述的一種紫外至可見大視場低畸變光學鏡頭,其特征在于：所述后透鏡為具有負光焦度的雙凸透鏡，其物側面和像側面均為凸面，0.05≤光焦度絕對值≤0.08，所述后透鏡折射率范圍為1.60≤n≤1.70，色散范圍為55≤ν≤65。
9.根據權利要求1所述的一種紫外至可見大視場低畸變光學鏡頭,其特征在于：所述光學鏡頭的有效焦距f與所述光學鏡頭的入瞳直徑EPD滿足：4≤f/EPD；所述光學鏡頭的后截距BFL與所述光學鏡頭的光學總長TTL滿足：0.08≤BFL/TTL≤0.15；所述光學鏡頭的相對畸變D?I?ST滿足：D?I?ST≤2.5％。
10.根據權利要求1所述的一種紫外至可見大視場低畸變光學鏡頭,其特征在于：所有視場主光線在像面的入射角CRA滿足：CRA≤3°。
...【技術特征摘要】
1.一種紫外至可見大視場低畸變光學鏡頭，其特征在于：包括沿光軸從物側到成像側依次間隔排列的前透鏡組、孔徑光闌、第七透鏡、膠合透鏡組及后透鏡，所述膠合透鏡組包括沿光軸從物側到成像側依次貼合排列的一號膠合雙凸正透鏡、膠合雙凹負透鏡和二號膠合雙凸正透鏡，所述一號膠合雙凸正透鏡的物側面和像側面均為凸面，所述膠合雙凹負透鏡的物側面和像側面均為凹面，所述二號膠合雙凸正透鏡的物側面和像側面均為凸面，其中，所述一號膠合雙凸正透鏡像側面與所述膠合雙凹負透鏡的物側面膠合，所述膠合雙凹負透鏡的像側面與所述二號膠合雙凸正透鏡的物側面膠合，所述膠合透鏡組的光焦度滿足：0.04≤光焦度絕對值≤0.08。
2.根據權利要求1所述的一種紫外至可見大視場低畸變光學鏡頭,其特征在于：所述一號膠合雙凸正透鏡的折射率范圍為1.40≤n≤1.45，色散范圍為80≤ν≤95；所述膠合雙凹負透鏡的折射率范圍為1.85≤n≤1.90，色散范圍為30≤ν≤45；所述二號膠合雙凸正透鏡的折射率范圍為1.40≤n≤1.45，色散范圍為80≤ν≤95。
3.根據權利要求1所述的一種紫外至可見大視場低畸變光學鏡頭,其特征在于：所述前透鏡組包括：
4.根據權利要求3所述的一種紫外至可見大視場低畸變光學鏡頭,其特征在于：所述第一透鏡的折射率范圍為1.40≤n≤1.55，色散范圍為70≤ν≤90；所述第二透鏡的折射率范圍為1.60≤n≤1.70，色散范圍為55≤ν≤65；所述第三透鏡的折射率范圍為1.60≤n≤1.70，色散范圍為55≤ν≤65；所述第四透鏡的折射率范圍為1.65≤n≤1.80，色散范圍為25≤ν≤4...
【專利技術屬性】
技術研發人員：鄒志勇，王翠珍，解家興，張弩，
申請(專利權)人：合肥綜合性國家科學中心能源研究院安徽省能源實驗室，
類型：發明
國別省市：
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