前组是光学成像系统中位于物方至像方光路起始位置的固定透镜组件,其与系统入瞳保持固定间距,具有正光焦度特性。根据2024年专利文件显示,该组件通常由双凸正透镜与双凹负透镜组合构成,具体包含三片透镜的复合结构,其间距参数满足0.3|L1/L|0.4的数学关系。在
变焦系统中,前组作为基础光学模块随整体镜头移动,既承担光线汇聚功能,又通过非球面设计校正像差。
在无焦变倍光学系统中,前组由三个精密加工的透镜组成:第一透镜为双凸正光焦度透镜,第二透镜为双凹负光焦度透镜,第三透镜再次采用双凸正光焦度透镜。这种正-负-正的交替排列方式有效平衡了
球面像差与
场曲。
变焦系统实施例显示,前组在第四透镜组(G4)中采用胶合结构,包含负弯月形透镜与双凸正透镜组合,并在正透镜像平面侧设置
非球面。第三透镜组(G3)前组则采用双凸正透镜与胶合透镜组合,形成复合正光焦度单元。
前组的焦距f1与补偿透镜组焦距f3存在定量约束关系,具体满足0.62≤|f1/f3|≤0.75的比值范围。该参数设计保证在变倍过程中保持稳定的入瞳位置,避免因放大率变化引起像面漂移。
组件间距参数L1(前组内部透镜间距)与总长L的比值严格限定在0.3至0.4区间。这种约束条件兼顾了光学性能与机械结构的可实现性,确保系统紧凑性的同时维持优良像质。
在变焦系统中,前组作为基础光学模块随整个镜头组件同步移动。其与后置补偿组的协同运动实现连续变倍功能,同时保持像面稳定。第四透镜组前组(G4a)的非球面设计有效抑制高阶像差,特别是场曲和
畸变的复合校正。
前组固定式设计保证入瞳位置恒定,这对
显微成像系统尤为重要。通过精准控制前组与
孔径光阑的相对位置,可消除视场边缘渐晕现象,提升边缘视场照度均匀性达15%以上。
组件采用高
折射率镧系玻璃材料制造,折射率范围nd=1.75-1.85,
阿贝数vd=45-55。材料选择充分考虑色差校正需求,使系统在486nm至656nm波段内的轴向色差控制在0.05mm以内。