光学系统的制作方法

本申请涉及光学元件领域，具体地，涉及一种光学系统。

背景技术：

1、近年来随着医疗技术的发展，为了进行更精密的诊断，对能够进行放大观察的内窥镜的性能要求也越来越高。其中，为了最大程度地获取病灶区域的清晰图像，提升诊断的准确率，业界提出了具备良好的成像质量的4k（超高清）内窥镜的需求。但现在的用于内窥镜适配镜的变焦光学系统存在如下问题：

2、1、成像质量不佳，采集的图像分辨率低，无法满足4k要求；

3、2、镜头尺寸较大，使得整个光学系统无法实现小型化的设计；

4、3、变倍过程中入瞳位置变化，使得成像不稳定。

5、因此，如何使得内窥镜适配镜的光学系统在保证体积较小的前提下，能够具备良好的成像质量以满足越来越高的性能需求，是当前本领域技术人员的重要课题之一。

技术实现思路

1、根据本申请实施方式提供了一种光学系统，沿光轴从物侧至像侧依序包括：具有正光焦度的第一透镜群组；具有负光焦度的第二透镜群组；以及具有正光焦度的第三透镜群组；光学系统从广角端到长焦端的变倍过程中，第二透镜群组沿光轴从物侧向像侧移动以实现从广角端到长焦端的变倍，第三透镜群组沿光轴从像侧向物侧移动以补偿变倍过程中像面位置的偏移。

2、在一些实施方式中，第一透镜群组中包括三枚透镜，沿光轴从物侧至像侧：第一枚透镜具有负光焦度，物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二枚透镜具有正光焦度，物侧面和像侧面均为凸面；第三枚透镜具有负光焦度，物侧面为凹面，像侧面为凸面。

3、在一些实施方式中，第二透镜群组中包括四枚透镜，沿光轴从物侧至像侧：第一枚透镜具有负光焦度，物侧面和像侧面均为凹面；第二枚透镜的物侧面为凹面；第四枚透镜的像侧面为凸面。

4、在一些实施方式中，第三透镜群组中至少包括两枚光焦度为正的透镜，其中：一枚正透镜的物侧面为凸面，像侧面为凹面；以及一枚正透镜的物侧面和像侧面均为凸面。

5、在一些实施方式中，第三透镜群组中包括七枚透镜，沿光轴从物侧至像侧：第一枚透镜具有正光焦度，物侧面为凸面，像侧面为凹面；第二枚透镜具有正光焦度，物侧面和像侧面均为凸面；第三枚透镜具有正光焦度，物侧面和像侧面均为凸面；第四枚透镜具有负光焦度，物侧面和像侧面均为凹面；第五枚透镜具有正光焦度，物侧面和像侧面均为凸面；第六枚透镜具有负光焦度，物侧面为凹面；以及第七枚透镜具有正光焦度，像侧面为凸面。

6、在一些实施方式中，光学系统还包括位于第一透镜群组物侧的前保护玻璃，光学系统的入瞳位置距前保护玻璃的物侧3mm位置处的距离enp与光学系统于广角端的焦距fw满足：0.7<enp/fw<1.0。

7、在一些实施方式中，光学系统还包括位于第一透镜群组物侧的前保护玻璃，光学系统的入瞳位置距前保护玻璃的物侧3mm位置处的距离enp与光学系统于长焦端的焦距ft满足：0.2<enp/ft<0.5。

8、在一些实施方式中，第一透镜群组的焦距fg1与光学系统于广角端的焦距fw满足：1.7<fg1/fw<2.0。

9、在一些实施方式中，第二透镜群组的焦距fg2与光学系统于广角端的焦距fw满足：-0.8<fg2/fw<-0.6。

10、在一些实施方式中，第三透镜群组的焦距fg3与光学系统于广角端的焦距fw满足：0.9<fg3/fw<1.2。

11、在一些实施方式中，光学系统还包括位于第一透镜群组物侧的前保护玻璃，第二透镜群组的行程的绝对值d2与距前保护玻璃的物侧3mm位置处至光学系统的成像面的距离oal满足：0.06<d2/oal<0.08。

12、在一些实施方式中，光学系统还包括位于第一透镜群组物侧的前保护玻璃，第三透镜群组的行程的绝对值d3与距前保护玻璃的物侧3mm位置处至光学系统的成像面的距离oal满足：0.06<d3/oal<0.08。

13、在一些实施方式中，第三透镜群组的行程的绝对值d3与光学系统于广角端的焦距fw满足：0.2<d3/fw<0.5。

14、在一些实施方式中，第三透镜群组中至少有一枚透镜的色散系数vd_g3满足条件式：60≤vd_g3≤95。

15、在一些实施方式中，第三透镜群组中至少有一枚透镜的折射率nd_g3满足条件式：1.4≤nd_g3≤1.6。

16、在一些实施方式中，第三透镜群组的总厚度tg3与第三透镜群组的焦距fg3满足：0.8<tg3/fg3<1.37。

17、在一些实施方式中，光学系统于长焦端的焦距ft与第一透镜群组的焦距fg1满足：1.0<ft/fg1<1.4。

18、在一些实施方式中，第三透镜群组中的第二枚透镜的焦距f9与第三透镜群组的焦距fg3满足：1.1<f9/fg3<2.3。

19、在一些实施方式中，第三透镜群组中最靠近像侧的一枚透镜的厚度t14与第三透镜群组的总厚度tg3满足：0.05<t14/tg3<0.4。

20、在一些实施方式中，光学系统于广角端时第三透镜群组的最大有效口径d8w与光学系统于长焦端时第三透镜群组的最大有效口径d8t满足：1.3<d8w/d8t<1.9。

21、在一些实施方式中，光学系统于广角端时第三透镜群组的最大有效口径d8w与第一透镜群组中的第一枚透镜的物侧面至光学系统的成像面的距离ttl满足：0.2<d8w/ttl<0.27。

22、根据本申请实施方式还提供一种内窥镜适配镜，其包括如上的光学系统。

23、根据本申请实施方式提供的光学系统可应用于内窥镜适配镜，可实现4k超高清成像；且光学系统在变倍过程中的入瞳位置保持不变，有利于维持像面的稳定；同时可满足小体积、低畸变和使用物距范围宽等需求中的至少一个。

技术特征：

1.一种光学系统，其特征在于，沿光轴从物侧至像侧依序包括：

2.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第一透镜群组中包括三枚透镜，沿所述光轴从物侧至像侧：

3.根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第二透镜群组中包括至少两枚负透镜。

4.根据权利要求3所述的光学系统，其中，所述第二透镜群组中包括四枚透镜，沿所述光轴从物侧至像侧：

5. 根据权利要求1所述的光学系统，其中，所述第三透镜群组中至少包括两枚光焦度为正的透镜，其中：

6.根据权利要求5所述的光学系统，其中，所述第三透镜群组中包括七枚透镜，沿所述光轴从物侧至像侧：

7.根据权利要求1-6中的任一项所述的光学系统，其中，所述光学系统还包括位于所述第一透镜群组物侧的前保护玻璃，

8.根据权利要求1-6中的任一项所述的光学系统，其中，所述光学系统还包括位于所述第一透镜群组物侧的前保护玻璃，

9.根据权利要求1-6中的任一项所述的光学系统，其中，所述第一透镜群组的焦距fg1与所述光学系统于广角端的焦距fw满足：1.7<fg1/fw<2.0。

10.根据权利要求1-6中的任一项所述的光学系统，其中，所述第二透镜群组的焦距fg2与所述光学系统于广角端的焦距fw满足：-0.8<fg2/fw<-0.6。

11.根据权利要求1-6中的任一项所述的光学系统，其中，所述第三透镜群组的焦距fg3与所述光学系统于广角端的焦距fw满足：0.9<fg3/fw<1.2。

12.根据权利要求1-6中的任一项所述的光学系统，其中，所述光学系统还包括位于所述第一透镜群组物侧的前保护玻璃，

13.根据权利要求1-6中的任一项所述的光学系统，其中，所述光学系统还包括位于所述第一透镜群组物侧的前保护玻璃，

14.根据权利要求1-6中的任一项所述的光学系统，其中，所述第三透镜群组的行程的绝对值d3与所述光学系统于广角端的焦距fw满足：0.2<d3/fw<0.5。

15.根据权利要求1-6中的任一项所述的光学系统，其中，所述第三透镜群组中至少有一枚透镜的色散系数vd_g3满足条件式：60≤vd_g3≤95。

16.根据权利要求1-6中的任一项所述的光学系统，其中，所述第三透镜群组中至少有一枚透镜的折射率nd_g3满足条件式：1.4≤nd_g3≤1.6。

17.根据权利要求1-6中的任一项所述的光学系统，其中，所述第三透镜群组的总厚度tg3与所述第三透镜群组的焦距fg3满足：0.8<tg3/fg3<1.37。

18.根据权利要求1-6中的任一项所述的光学系统，其中，所述光学系统于长焦端的焦距ft与所述第一透镜群组的焦距fg1满足：1.0<ft/fg1<1.4。

19.根据权利要求1-6中的任一项所述的光学系统，其中，所述第三透镜群组中的第二枚透镜的焦距f9与所述第三透镜群组的焦距fg3满足：1.1<f9/fg3<2.3。

20.根据权利要求1-6中的任一项所述的光学系统，其中，所述第三透镜群组中最靠近像侧的一枚透镜的厚度t14与所述第三透镜群组的总厚度tg3满足：0.05<t14/tg3<0.4。

21.根据权利要求1-6中的任一项所述的光学系统，其中，所述光学系统于广角端时所述第三透镜群组的最大有效口径d8w与所述光学系统于长焦端时所述第三透镜群组的最大有效口径d8t满足：1.3<d8w/d8t<1.9。

22.根据权利要求1-6中的任一项所述的光学系统，其中，所述光学系统于广角端时所述第三透镜群组的最大有效口径d8w与所述第一透镜群组中的第一枚透镜的物侧面至所述光学系统的成像面的距离ttl满足：0.2<d8w/ttl<0.27。

技术总结根据本申请的实施方式提供一种光学系统，该光学系统沿光轴从物侧至像侧依序包括：具有正光焦度的第一透镜群组；具有负光焦度的第二透镜群组；以及具有正光焦度的第三透镜群组；光学系统从广角端到长焦端的变倍过程中，第二透镜群组沿光轴从物侧向像侧移动以实现从广角端到长焦端的变倍，第三透镜群组沿光轴从像侧向物侧移动以补偿变倍过程中像面位置的偏移。本申请的光学系统可应用于内窥镜适配镜，可实现4K超高清成像；且光学系统在变倍过程中的入瞳位置保持不变，有利于维持像面的稳定。技术研发人员：黄慧,梁伟朝,应永茂受保护的技术使用者：舜宇光学（中山）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/5/16