一种光学系统的制作方法

本发明涉及光学成像领域，特别涉及一种光学系统。

背景技术：

1、通孔和盲孔作为常见的工程结构，广泛应用于精密制造、航空航天等关键领域。近年来，随着技术要求的不断提高，当前市场对具有超大深径比（孔深/孔径>30）的超深细孔无损检测需求日益增长。视觉内窥检测作为一种成熟的非接触式检测技术，因其系统紧凑灵活、成像稳定、检测结果直观等优势，受到广泛关注。然而，现有小孔径内窥镜（外径≤4mm）的物方分辨能力较低，普遍低于9线对/毫米，难以对小孔内壁的细微缺陷（如划伤、砂眼等）进行精确识别。这一局限性严重影响了微细管道加工质量的有效管控，对先进制造提出了新的挑战。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明实施例提供了一种光学系统，以对小孔内壁的细微缺陷（如划伤、砂眼等）进行精确识别。

2、作为本发明的第一个方面，提供了一种光学系统，该光学系统包括：

3、第一成像单元，包括沿光轴从物侧至像侧依次设置的：

4、第一透镜，为为弯月负透镜；

5、第二透镜；

6、第三透镜，与上述第二透镜互相贴合并形成正透镜；

7、光阑；

8、第四透镜；

9、第五透镜，与上述第四透镜互相贴合并形成正透镜；

10、第六透镜，为双凸正透镜；

11、其中，上述第一成像单元适用于对物面的图像进行成像，上述第一透镜的焦距f1、上述第二透镜的焦距f2、上述第三透镜的焦距f3、上述第四透镜的焦距f4、上述第五透镜的焦距f5、上述第六透镜的焦距f6与上述光学系统的焦距f之间满足如下关系：

12、-1.75

13、上述光学系统的物方数值孔径na与上述光学系统的焦距f之间满足：

14、。

15、根据本发明的实施例，上述第一成像单元的光学总长、上述光学系统的光学总长和上述光学系统的焦距f之间满足如下关系：

16、。

17、根据本发明的实施例上述第一透镜的折射率、上述第二透镜的折射率、上述第三透镜的折射率、上述第四透镜的折射率、上述第六透镜的折射率均大于或者等于1.5，上述第五透镜的折射率小于或者等于1.5；和/或

18、上述第一透镜的阿贝常数、上述第二透镜的阿贝常数、上述第三透镜的阿贝常数、上述第四透镜的阿贝常数、上述第五透镜的阿贝常数、上述第六透镜的阿贝常数均大于或者等于50。

19、根据本发明的实施例上述光学系统光学有效径与物方数值孔径之间满足：；和/或

20、上述光学系统的外径小于或者等于2.5mm；

21、上述光学系统光学放大率pmag、物方数值孔径na与光学系统的焦距f之间满足：

22、。

23、根据本发明的实施例上述光学系统的成像面积imah与光学系统的焦距f之间满足：；和/或

24、上述光学系统的焦距f和上述光学系统的光学总长满足：

25、。

26、根据本发明的实施例还包括：

27、n个第二成像单元，设置于上述第一成像单元的像侧，n为大于或者等于1的整数；

28、在n=1的情况下，第1个第二成像单元适用于对由上述第一成像单元得到的图像进行成像；

29、在1＜n≤n的情况下，第n个第二成像单元适用于对由第n-1个第二成像单元得到的图像进行成像。

30、根据本发明的实施例上述第n个第二成像单元，包括：

31、第七透镜，为双凸正透镜；

32、第八透镜，为双凹负透镜；

33、第九透镜，为双凸正透镜，且与上述第八透镜互相贴合并形成正透镜；

34、第十透镜，为双凸正透镜；

35、第十一透镜，为双凹负透镜，且与上述第十透镜和互相贴合并形成正透镜；

36、第十二透镜，为双凸正透镜。

37、根据本发明的实施例上述第七透镜的焦距f7、上述第八透镜的焦距f8、上述第九透镜的焦距f9、上述第十透镜的焦距f10、上述第十一透镜的焦距f11、上述第十二透镜的焦距f12与上述光学系统的焦距f之间满足如下关系：

38、1.25

39、根据本发明的实施例上述第二成像单元的光学总长、上述光学系统的光学总长和上述光学系统的焦距f之间满足如下关系：

40、。

41、根据本发明的实施例上述第七透镜的折射率、上述第八透镜的折射率、上述第十一透镜的折射率和上述第十二透镜的折射率均大于或者等于1.5，上述第九透镜的折射率和上述第十透镜的折射率均小于或者等于1.5；

42、上述第七透镜的阿贝常数、上述第八透镜的阿贝常数、上述第九透镜的阿贝常数、上述第十透镜的阿贝常数、上述第十一透镜的阿贝常数、上述第十二透镜的阿贝常数均大于或者等于50。

43、根据本发明的实施例，通过限定第一成像单元中第一透镜l1至第六透镜l6的焦距和光学系统的焦距之间的比例关系，使各透镜的光焦度在系统中合理分配，实现了物方数值孔径与系统焦距的最优匹配，，从而使光学系统在物方解析力上达到≤9微米级分辨能力，能够清晰识别小孔内壁的细微缺陷。

1.一种光学系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第一成像单元的光学总长、所述光学系统的光学总长和所述光学系统的焦距f之间满足如下关系：

3.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，所述第一透镜的折射率、所述第二透镜的折射率、所述第三透镜的折射率、所述第四透镜的折射率、所述第六透镜的折射率均大于或者等于1.5，所述第五透镜的折射率小于或者等于1.5；和/或

4.根据权利要求1~3任一项所述的光学系统，其特征在于，

5.根据权利要求1所述的光学系统，其特征在于，

6.根据权利要求1~5任一项所述的光学系统，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求1~6中任一项所述的光学系统，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的光学系统，其特征在于，所述第七透镜的焦距f7、所述第八透镜的焦距f8、所述第九透镜的焦距f9、所述第十透镜的焦距f10、所述第十一透镜的焦距f11、所述第十二透镜的焦距f12与所述光学系统的焦距f之间满足如下关系：

9.根据权利要求7或8所述的光学系统，其特征在于，所述第二成像单元的光学总长、所述光学系统的光学总长和所述光学系统的焦距f之间满足如下关系：

10.根据权利要求7~9任一项所述的光学系统，其特征在于，