CN103777309A - 一种大像面高分辨率光学镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种大像面高分辨率光学镜头，属于光机电一体化领域。该光学系统内部包括8片透镜、光阑4以及成像面10。该模型由双高斯结构优化演变而来，经过光焦度的合理分配，像素上可达八百万以上，像面满足1/1″，且结构紧凑。光学透镜采用球面设计，工艺性能好，材质成本低。产品可广泛应用于工业测量检测、智能交通等领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学成像系统，尤其涉及一种高分辨率大像面光学镜头。可广泛运用于智能交通、工业检测、光学成像等光机电一体化领域。
背景技术
随着现代光学技术的不断发展，在工业检测、智能交通等领域内，光学成像的芯片尺寸越做越大，常见的大尺寸CCD/CMOS的有1/1.8″、2/3″、3/4″等。近年来，市面上更是出现了1/1″、4/3″。但如果光学镜头的设计成像面没有达到大芯片的尺寸，那么就会造成一定程度的暗角出现。当前市面上焦距f＝25mm的光学镜头，成像面一般是2/3″和3/4″，能达到1/1″的产品较少，且价格也相对较贵。
另一方面，用于智能交通、工业检测的光学镜头，现有的像素一般只能达到200万、300万以及500万三种规格，能够达到再更高像素级别的镜头寥寥无几，而光学成像的发展方向之一恰恰就是更高像素、更加细微、更加清晰。
发明内容
本发明针对以上不足，提供一种高分辨率大像面光学镜头。
本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：
该光学模型由典型的双高斯结构演变而来，与普通双高斯结构相比，后端多分配了两片透镜，充分满足系统的大像面、高分辨率要求。沿光线入射方向从左至右，光学系统由四个部分组成：透镜组A、光阑4、透镜组B以及成像面10。其中透镜组A的光焦度为正，透镜组B的光焦度为正，光阑4用来控制系统的通光量大小。
透镜组A包括三片透镜：凹凸型透镜1、双凸型透镜2、双凹型透镜3；透镜组B包括五片透镜：双凹型透镜5、双凸型透镜6、双凸型透镜7、平凸型透镜8以及双凹型透镜9。
通过现代光学透镜胶合工艺，双凸型透镜2与双凹型透镜3胶合成一组胶合件透镜；双凹型透镜5与双凸型透镜6胶合成另一组胶合件透镜。
凹凸型透镜1的光焦度为正，双凸型透镜2的光焦度为正，双凹型透镜3的光焦度为负，双凹型透镜5的光焦度为负，双凸型透镜6的光焦度为正，双凸型透镜7的光焦度为正，平凸型透镜8的光焦度为正，双凹型透镜9的光焦度为负。
8片透镜，其曲率半径R1和R2、光学折射率N、阿贝系数Vd以及透镜厚度D沿光线入射方向依次满足：
透镜1：20＜R1＜40 100＜R2＜120 1.6＜N＜1.8 20＜Vd＜40 2＜D＜4
透镜2：10＜R1＜30 -60＜R2＜-40 1.4＜N＜1.6 50＜Vd＜70 2＜D＜4
透镜3：-60＜R1＜-40 10＜R2＜20 1.7＜N＜1.9 30＜Vd＜50 1＜D＜3
透镜5：-10＜R1＜-30 70＜R2＜90 1.5＜N＜1.7 30＜Vd＜50 1＜D＜3
透镜6：70＜R1＜90 -10＜R2＜-30 1.6＜N＜1.8 40＜Vd＜60 5＜D＜7
透镜7：30＜R1＜50 -50＜R2＜-30 1.7＜N＜1.9 40＜Vd＜60 5＜D＜7
透镜8：10＜R1＜30 R2＝∞ 1.7＜N＜1.9 40＜Vd＜60 2＜D＜4
透镜9：-80＜R1＜-60 10＜R2＜20 1.6＜N＜1.8 20＜Vd＜40 2＜D＜4
所述的8片透镜，间隔分别为：透镜1与胶合件(透镜2和透镜3)的间隔为0.34mm，胶合件(透镜2和透镜3)与光阑4的间隔为5.12mm，光阑与胶合件(透镜6和透镜7)的间隔为1.52mm，胶合件(透镜6和透镜7)与透镜8的间隔为0.19mm，透镜8与透镜9的间隔为0.25mm。
本发明的有益效果是：
光学透镜采用球面设计，工艺性能好，材质成本低。产品可广泛应用于工业测量检测、智能交通等领域。
附图说明
图1为本发明的光学系统示意图。
图2为本发明的机械结构示意图。
图3为本发明的畸变曲线示意图。
图4为本发明的光学传递函数曲线示意图。
具体实施方式
1、如图1所示，该专利所述的一种大像面高分辨率光学镜头，从左至右依次为：凹凸型透镜1、双凸型透镜2、双凹型透镜3、双凹型透镜5、双凸型透镜6，、双凸型透镜7、平凸型透镜8以及双凹型透镜9。
2、如图2所示，该专利所述的一种大像面高分辨率光学镜头，其特征在于：凹凸型透镜1与双凸型透镜2与双凹型透镜3所组成的胶合件透镜之间设有垫圈，使得两者的中心间隔为0.34mm，双凹型透镜5与双凸型透镜6所组成的胶合件透镜与双凸型透镜7之间设有另一垫圈，使得两者的中心间隔为1.52，mm，双凸型透镜7与平凸型透镜8之间同样设有垫圈，使得两者之间的中心间隔为0.25mm，平凸型透镜8与双凹型透镜9之间通过面接触确定两者在该光学系统里的位置。
3、如图2所示，该专利所述的一种大像面高分辨率光学镜头，以光阑4为界，可将该光学系统分为前后两组透镜，在光学装配过程中可从前后两个不同的方向进行组装，同时，两端各用压环旋紧，使得两组透镜的相对位置固定不变。
4、如图2所示，针对不同的物距，该机械结构可通过调节内部的传动功能，使得整组光学透镜在不旋转的情况下前后移动，即以直进直出的方式完成系统的聚焦功能，且最近的聚焦距离可达到0.2m。
Claims (6)
1.一种大像面高分辨率光学镜头，其特征在于：与普通双高斯结构相比，后端多分配了两片透镜；沿光线入射方向从左至右，光学系统由四个部分组成：透镜组A、光阑4、透镜组B以及成像面10。其中透镜组A的光焦度为正，透镜组B的光焦度为正，光阑4用来控制系统的通光量大小。
2.根据权利要求1所述的一种大像面高分辨率光学镜头，其特征在于：透镜组A包括三片透镜：凹凸型透镜1、双凸型透镜2、双凹型透镜3；透镜组B包括五片透镜：双凹型透镜5、双凸型透镜6、双凸型透镜7、平凸型透镜8以及双凹型透镜9。
3.根据权利要求书1所述的一种大像面高分辨率光学镜头，其特征在于：通过现代光学透镜胶合工艺，透镜2与透镜3胶合成一组胶合件透镜；透镜5与透镜6胶合成另一组胶合件透镜。
4.根据权利要求书1所述的一种大像面高分辨率光学镜头，其特征在于：凹凸型透镜1的光焦度为正，双凸型透镜2的光焦度为正，双凹型透镜3的光焦度为负，双凹型透镜5的光焦度为负，双凸型透镜6的光焦度为正，双凸型透镜7的光焦度为正，平凸型透镜8的光焦度为正，双凹型透镜9的光焦度为负。
5.根据权利要求书2所述的一种大像面高分辨率光学镜头，其特征在于：8片透镜，其曲率半径R1和R2、光学折射率N、阿贝系数Vd以及透镜厚度D沿光线入射方向依次满足：
透镜1：20＜R1＜40 100＜R2＜120 1.6＜N＜1.8 20＜Vd＜40 2＜D＜4
透镜2：10＜R1＜30 -60＜R2＜-40 1.4＜N＜1.6 50＜Vd＜70 2＜D＜4
透镜3：-60＜R1＜-40 10＜R2＜20 1.7＜N＜1.9 30＜Vd＜50 1＜D＜3
透镜5：-10＜R1＜-30 70＜R2＜90 1.5＜N＜1.7 30＜Vd＜50 1＜D＜3
透镜6：70＜R1＜90 -10＜R2＜-30 1.6＜N＜1.8 40＜Vd＜60 5＜D＜7
透镜7：30＜R1＜50 -50＜R2＜-30 1.7＜N＜1.9 40＜Vd＜60 5＜D＜7
透镜8：10＜R1＜30 R2＝∞ 1.7＜N＜1.9 40＜Vd＜60 2＜D＜4
透镜9：-80＜R1＜-60 10＜R2＜20 1.6＜N＜1.8 20＜Vd＜40 2＜D＜4。
6.根据权利要求书1所述的一种大像面高分辨率光学镜头，其特征在于：透镜1与胶合件透镜2和透镜3的间隔为0.34mm，胶合件透镜2和透镜3与光阑4的间隔为5.12mm，光阑与胶合件透镜5和透镜6的间隔为1.52mm，胶合件透镜5和透镜6与透镜7的间隔为0.19mm，透镜7与透镜8的间隔为0.25mm。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104007533A (zh) * | 2014-05-21 | 2014-08-27 | 苏州莱能士光电科技有限公司 | 一种大像面高分辨率低畸变光学镜头 |
| CN107015349A (zh) * | 2017-04-18 | 2017-08-04 | 凯迈（洛阳）测控有限公司 | 一种微光电视成像中继耦合光学系统 |
| CN108519662A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-09-11 | 利达光电股份有限公司 | 一种无热化高像素镜头 |
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2012
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|---|---|---|---|---|
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| CN108519662A (zh) * | 2018-04-19 | 2018-09-11 | 利达光电股份有限公司 | 一种无热化高像素镜头 |
| CN108519662B (zh) * | 2018-04-19 | 2021-01-01 | 南阳利达光电有限公司 | 一种无热化高像素镜头 |
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Application publication date: 20140507 |