本發明涉及光學鏡頭，具體涉及一種小行程內對焦形式的可見近紅外光學系統。

背景技術：

1、在當前光學鏡頭技術中，針對不同波長范圍和特定物距的鏡頭設計有多種類型。然而，對于波長?400nm?-?1100nm?且物距從無限遠到?50mm?的應用場景，傳統鏡頭存在一些局限性，現有鏡頭往往不能同時對不同波長的光線進行有效聚焦，存在色差問題。特別是在短波長（400nm?左右）和長波長（1100nm?左右）區域，色差導致成像模糊，影響圖像質量和后續的分析處理。內對焦鏡頭雖在一定程度上解決了部分對焦問題，但對于此特定波長范圍和物距條件下焦距基本不變且小對焦行程的設計要求，現有技術仍存在不足。當物距在從無限遠到?50mm?變化時，現有鏡頭難以保持焦距基本不變。這使得在近距離拍攝或觀測時，成像平面不穩定，導致成像質量下降，無法滿足高精度觀測的需求。為實現物距變化范圍內的對焦功能，部分鏡頭的對焦行程設計較大，不僅使鏡頭結構復雜、體積增大，而且在一些對空間要求嚴格的應用場景中無法適用，同時也增加了鏡頭制造和裝配的難度。因此，通過結合現有對焦技術，材料選擇，研發一種小行程內對焦形式的可見近紅外光學系統具有非常大的實際意義。

技術實現思路

1、本發明的目的是為了克服現有技術存在的缺點和不足，而提供一種小行程內對焦形式的可見近紅外光學系統。

2、本發明所采取的技術方案如下：一種小行程內對焦形式的可見近紅外光學系統，由物面至像面依次設置有前固定透鏡組、前移動透鏡組、中間固定透鏡組、后補償透鏡組、后固定透鏡組和光闌，

3、所述前固定透鏡組包括：

4、具有正光焦度的第一透鏡，物側面和像側面均為凸面；

5、具有負光焦度的第二透鏡，物側面為凸面，像側面為凹面；

6、所述前移動透鏡組包括：

7、具有正光焦度的第三透鏡，物側面為凹面，像側面為凸面；

8、具有負光焦度的第四透鏡，物側面為凹面，像側面為凸面；

9、所述中間固定透鏡組包括：

10、具有正光焦度的第五透鏡，物側面和像側面均為凸面；

11、所述后補償透鏡組包括：

12、具有負光焦度的第六透鏡，物側面為凸面，像側面為凹面；

13、具有正光焦度的第七透鏡，物側面和像側面均為凸面；

14、具有正光焦度的第八透鏡，物側面和像側面均為凸面；

15、所述后固定透鏡組包括：

16、具有負光焦度的第九透鏡，物側面為凹面，像側面為凸面。

17、優選的，所述前移動透鏡組和后補償透鏡組為可移動組，

18、對焦過程中，前固定透鏡組和前移動透鏡組的空氣間隔d1變化范圍滿足3.9mm≤d1≤5.6mm，前移動透鏡組和中間固定透鏡組的空氣間隔d2變化范圍滿足0.3mm≤d2≤2.0mm，

19、中間固定透鏡組和后補償透鏡組的空氣間隔d3變化范圍滿足3.5mm≤d3≤4.6mm，后補償透鏡組和后固定透鏡組的空氣間隔d4變化范圍滿足1.4?mm≤d4≤2.5mm。

20、優選的，所述前固定透鏡組中，第一透鏡和第二透鏡之間的空氣間隔為0.7-0.8mm，

21、前移動透鏡組中，第三透鏡和第四透鏡之間的空氣間隔為1.6-1.8mm，

22、后補償透鏡組中，第六透鏡與第七透鏡之間的空氣間隔為0.7-0.8mm，第七透鏡與第八透鏡之間的空氣間隔為0.2-0.4mm，

23、所述后固定透鏡組與光闌之間的空氣間隔為11.5-12.0mm。

24、優選的，第一透鏡物側面的曲率半徑r1滿足355mm≤r1≤405mm，第一透鏡像側面的曲率半徑r2滿足-45mm≤r2≤-35mm；

25、第二透鏡物側面的曲率半徑r3滿足55mm≤r3≤65mm，第二透鏡像側面的曲率半徑r4滿足5mm≤r4≤15mm；

26、第三透鏡物側面的曲率半徑r5滿足-25mm≤r5≤-15mm，第三透鏡像側面的曲率半徑r6滿足-20mm≤r6≤-10mm；

27、第四透鏡物側面的曲率半徑r7滿足-15mm≤r7≤-5mm，第四透鏡像側面的曲率半徑r8滿足-20mm≤r8≤-10mm；

28、第五透鏡物側面的曲率半徑r9滿足15mm≤r9≤25mm，第五透鏡像側面的曲率半徑r10滿足-25mm≤r10≤-15mm；

29、第六透鏡物側面的曲率半徑r11滿足30mm≤r11≤40mm，第六透鏡6像側面的曲率半徑r12滿足5mm≤r12≤15mm；

30、第七透鏡物側面的曲率半徑r13滿足5mm≤r13≤15mm，第七透鏡7像側面的曲率半徑r14滿足-45mm≤r14≤-35mm；

31、第八透鏡物側面的曲率半徑r15滿足35mm≤r15≤45mm，第八透鏡8像側面的曲率半徑r16滿足-15mm≤r16≤-5mm；

32、第九透鏡物側面的曲率半徑r17滿足-15mm≤r17≤-5mm，第九透鏡9像側面的曲率半徑r18滿足-15mm≤r18≤-5mm。

33、優選的，第一透鏡的中心厚度為3-4mm；

34、第二透鏡的中心厚度為2-3mm；

35、第三透鏡的中心厚度為3-5mm；

36、第四透鏡的中心厚度為3-4mm；

37、第五透鏡的中心厚度為2-4mm；

38、第六透鏡的中心厚度為1-2mm；

39、第七透鏡的中心厚度為2-3mm；

40、第八透鏡的中心厚度為1-3mm；

41、第九透鏡的中心厚度為1-2mm。

42、優選的，所述第一透鏡的物側面和像側面均為非球面。

43、優選的，所述第一透鏡的材料為hqk3l_cdgm。

44、優選的，第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡、第七透鏡、第八透鏡、第九透鏡的物側面和像側面均為球面。

45、優選的，第一透鏡、第二透鏡的色散系數大于70。

46、本發明的有益效果如下：

47、1、本發明適用于波長?400nm?-?1100nm、物距從無限遠到?50mm?的范圍，能夠保持焦距基本不變，實現小對焦行程，同時有效解決色差問題，提高成像質量，以滿足光譜分析、高精度成像和檢測等應用需求。

48、2、前固定透鏡組為了適應寬波長范圍，采用了特殊的光學材料和非球面設計。使用了具有高阿貝數（阿貝數大于70，一般來說，阿貝數高于?50?通常可認為屬于高阿貝數。在光學材料中，常見的光學玻璃材料阿貝數大多在?30-60?之間，其中阿貝數高于?50?的材料相對而言色散較小，成像質量更優異。）和低色散特性的材料，以減少短波長和長波長光線的色差。其非球面形狀有助于校正球差，提高光線的會聚效率。

49、3、前移動透鏡組、后補償透鏡組是實現內對焦功能的關鍵部分。通過采用可移動的透鏡單元設計，在鏡筒內的高精度導軌上移動。前移動透鏡組、后補償透鏡組的材料和曲率設計經過優化，使其在小范圍內移動時能有效補償物距變化引起的光線傳播差異，同時保持焦距基本不變。

50、4、后固定透鏡負責將經過前移動透鏡組、后補償透鏡組調整后的光線準確聚焦到成像平面上。其設計考慮了整個波長范圍的光線傳播特性，確保在?400nm?-?1100nm?內都能獲得清晰的圖像。

51、5、系統光闌后置，可以使得光線在通過前面的透鏡組后，經過光闌的篩選，使得不同高度的光線能夠更好地會聚在像平面上，后置的設計可以優化光線傳播路徑，可以使整個視場范圍內的圖像更加平坦地成像在探測器平面上，減少邊緣視場的模糊，使遠處的成像更加清晰、對稱，提高成像的清晰度。光闌后置可以根據探測器的尺寸和光學系統的焦距等參數，合理地選擇進入系統的光束范圍，避免過多的雜散光進入系統，從而提高光能在探測器上的利用率。在可見近紅外波段，一些光學材料的折射率會隨溫度變化而改變，從而影響光學系統的性能。光闌后置可以在一定程度上降低這種影響，因為它可以使光學系統的光線傳播路徑相對更加穩定。