CN108732723B - 远心镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种远心镜头，包括：沿光轴从物侧至像侧依次排列的第一透镜组(A)、光阑(S)和第二透镜组(B)；所述第一透镜组(A)和所述第二透镜组(B)均为正光焦度透镜组；所述第一透镜组(A)包括四片透镜；所述第二透镜组(B)包括三片透镜。本发明的远心镜头具有结构简单、光路可拓展、高放大率、高远心率、低畸变且镜头的光学性能对公差不敏感的特性。
Description
技术领域
本发明涉及光学系统和器件设计技术领域，尤其涉及一种远心镜头。
背景技术
远心镜头由于其特有的平行光路涉及广泛应用于工件尺寸检测，是工业测量领域非常重要的光学器件。传统的工业镜头由于不同物距时的放大倍率不同，存在较大的透视误差，在一定物距范围内，图像的放大率保持不变。现有的远心镜头存在以下缺陷：放大倍率不高，结构上重量分布不均，并且容易受到公差和环境温度等因素的影响。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种具有高远心度、高放大率、低畸变的远心镜头。
为实现上述目的，本发明提供一种远心镜头，包括：沿光轴从物侧至像侧依次排列的第一透镜组、光阑和第二透镜组；
所述第一透镜组和所述第二透镜组均为正光焦度透镜组；
所述第一透镜组包括四片透镜；
所述第二透镜组包括三片透镜。
根据本发明的一个方面，所述第一透镜组包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的具有正光焦度的第一透镜、具有负光焦度的第二透镜、具有正光焦度的第三透镜以及具有负光焦度的第四透镜。
根据本发明的一个方面，所述第一透镜组中还包括棱镜，所述棱镜设置在所述第四透镜与所述光阑之间。
根据本发明的一个方面，所述第二透镜组包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的具有负光焦度的第五透镜、具有负光焦度的第六透镜和具有正光焦度的第七透镜。
根据本发明的一个方面，所述第三透镜与所述第四透镜构成第一胶合镜片组，所述第一胶合镜片组的胶合面凸向像侧。
根据本发明的一个方面，所述第六透镜与所述第七透镜构成第二胶合镜片组，所述第二胶合镜片组的胶合面凸向物侧。
根据本发明的一个方面，所述第一透镜的焦距F1与所述第二透镜组的焦距F2满足关系式：1.45＜F1/F2＜1.75。
根据本发明的一个方面，所述第一透镜组的长度L1与所述第二透镜组的长度L2满足关系式：2.40＜L1/L2＜2.85。
根据本发明的一个方面，所述第一透镜的焦距f1与所述第二透镜、所述第三透镜和所述第四透镜的组合焦距f2.3.4满足关系式：2.95＜f2.3.4/f1＜4.55。
根据本发明的一个方面，所述第二透镜的焦距f2与所述第五透镜的焦距f5满足关系式：6.75＜f2/f5＜7.50。根据本发明的一个方面，所述第五透镜的折射率为Nd5，满足关系式：1.50＜Nd5＜1.70。
根据本发明的一个方面，所述第二透镜的焦距f2与所述第一胶合镜片组的焦距F8满足关系式：-1.30＜f2/F8＜-1.15。
根据本发明的一个方面，所述第一胶合镜片组的焦距F8与所述第二胶合镜片组的焦距F9满足关系式：3.40＜F8/F9＜3.85。
根据本发明的一个方面，所述第五透镜的焦距f5与所述第二胶合镜片组的焦距F9满足关系式：-1.75＜F9/f5＜-1.50。
根据本发明的一个方案，远心镜头包括具有正光焦度的第一透镜组和具有正光焦度的第二透镜组以及设置在第一透镜组和第二透镜组之间的光阑，能够有效保证本发明的远心镜头具有高放大率和高远心率。
根据本发明的一个方案，光阑前后分别为第一胶合镜片组和第二胶合镜片组，并且第一胶合镜片组的胶合面凸向像侧，第二胶合镜片组的胶合面凸向物侧，如此可使第一胶合镜片组与第二胶合镜片组关于光阑相对设置，从而有利于减小光学系统的场曲、畸变和色差，保证光学系统具有较好的成像品质。
根据本发明的一个方案，远心镜头的第一透镜组中可以设置棱镜，棱镜设置在第四透镜与光阑之间，如此可以通过棱镜导入照明光源或其他成像系统，即设置棱镜可用于拓展光路。
根据本发明的一个方案，第一透镜组的焦距F1与第二透镜组的焦距F2之间满足关系式：1.45＜F1/F2＜1.75。依照此关系式来设置第一透镜组的焦距F1与第二透镜组的焦距F2，能够有效保证本发明的光学系统具有较高的放大率。
根据本发明的一个方案，第一透镜组的长度L1与第二透镜组的长度L2之间满足关系式：2.40＜L1/L2＜2.85。按照此种长度比例布置第一透镜组和第二透镜组，能够有效保证放大倍率的同时使镜头的重量分配更加合理，并且便于拓展光路。
根据本发明的一个方案，第一胶合镜片组的焦距F8与第二胶合镜片组的焦距F9之间满足关系式：3.40＜F8/F9＜3.85。如此设置能够使光学系统的光焦度分配更为合理，能够有效分担第一透镜1的光焦度，在保证放大倍率、消除色差的同时能够降低系统的公差敏感度。
根据本发明的一个方案，第二透镜的焦距f2与第五透镜的焦距f5之间满足关系式：6.75＜f2/f5＜7.50。如此设置能够保证光学系统像斑具有较小的尺寸和较好的圆度，同时能够保证系统的光学畸变较小，有利于提高成像品质。
根据本发明的一个方案，第二透镜的焦距f2与第一胶合镜片组的焦距F8之间满足关系式：-1.30＜f2/F8＜-1.15。按照此关系式合理分配光焦度有利于降低光阑S前第一透镜组A的公差敏感度。
根据本发明的一个方案，第一透镜的焦距f1与第二透镜、第三透镜和第四透镜的组合焦距f2.3.4之间满足关系式：2.95＜f2.3.4/f1＜4.55。按照此关系式来设置第一透镜、第二透镜、第三透镜和第四透镜的光焦度，使光阑物侧的第一透镜组的光焦度分配更为合理，有利于降低第一透镜组的公差敏感度。
附图说明
图1是示意性表示根据本发明实施例1的远心镜头的结构图；
图2是示意性表示根据本发明实施例1的远心镜头的RMS像斑半径图；
图3是示意性表示根据本发明实施例1的远心镜头的场曲图；
图4是示意性表示根据本发明实施例1的远心镜头的畸变图；
图5是示意性表示根据本发明实施例2的远心镜头的结构图；
图6是示意性表示根据本发明实施例2的远心镜头的RMS像斑半径图；
图7是示意性表示根据本发明实施例2的远心镜头的场曲图；
图8是示意性表示根据本发明实施例2的远心镜头的畸变图；
图9是示意性表示根据本发明实施例3的远心镜头的结构图；
图10是示意性表示根据本发明实施例3的远心镜头的RMS像斑半径图；
图11是示意性表示根据本发明实施例3的远心镜头的场曲图；
图12是示意性表示根据本发明实施例3的远心镜头的畸变图；
图13是示意性表示根据本发明实施例4的远心镜头的结构图；
图14是示意性表示根据本发明实施例4的远心镜头的RMS像斑半径图；
图15是示意性表示根据本发明实施例4的远心镜头的场曲图；
图16是示意性表示根据本发明实施例4的远心镜头的畸变图；
图17是示意性表示根据本发明实施例5的远心镜头的结构图；
图18是示意性表示根据本发明实施例5的远心镜头的RMS像斑半径图；
图19是示意性表示根据本发明实施例5的远心镜头的场曲图；
图20是示意性表示根据本发明实施例5的远心镜头的畸变图；
图21是示意性表示根据本发明实施例6的远心镜头的结构图；
图22是示意性表示根据本发明实施例6的远心镜头的RMS像斑半径图；
图23是示意性表示根据本发明实施例6的远心镜头的场曲图；
图24是示意性表示根据本发明实施例6的远心镜头的畸变图。
附图中标号所代表的含义如下：
1、第一透镜；2、第二透镜；3、第三透镜；4、第四透镜；5、第五透镜；6、第六透镜；7、第七透镜；8.第一胶合镜片组；9、第二胶合镜片组；A、第一透镜组；B、第二透镜组；S、光阑；L、棱镜。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
根据本发明的远心镜头包括第一透镜组A、光阑S和第二透镜组B，在本发明中，沿着光轴从物侧至像侧，第一透镜组A、光阑S和第二透镜组B依次排布。本发明的第一透镜组A包括四片透镜，第二透镜组B包括三片透镜，第一透镜组A为具有正光焦度的透镜组，第二透镜组B也是具有正光焦度的透镜组。
本发明的第一透镜组A包括沿着光轴从物侧至像侧依次排列的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4。其中第一透镜1为具有正光焦度的透镜，第二透镜2为具有负光焦度的透镜，第三透镜3为具有正光焦度的透镜，第四透镜4为具有负光焦度的透镜。
本发明的第二透镜组B包括沿着光轴从物侧至像侧依次排列的第五透镜5、第六透镜6和第七透镜7。其中第五透镜5为具有负光焦度的透镜，第六透镜6为具有负光焦度的透镜，第七透镜7为具有正光焦度的透镜。
即本发明的远心镜头包括沿着光轴从物侧至像侧依次排布的具有正光焦度的第一透镜1、具有负光焦度的第二透镜2、具有正光焦度的第三透镜3、具有负光焦度的第四透镜4、光阑S、具有负光焦度的第五透镜5、具有负光焦度的第六透镜6和具有正光焦度的第七透镜7。
在本发明中，第一透镜组A中的第三透镜3和第四透镜组4构成第一胶合镜片组8，第二透镜组B中的第六透镜6与第七透镜7构成第二胶合镜片组9。也就是说，光阑S前后分别为第一胶合镜片组8和第二胶合镜片组9，并且第一胶合镜片组8的胶合面凸向像侧，第二胶合镜片组9的胶合面凸向物侧，如此可使第一胶合镜片组8与第二胶合镜片组9关于光阑S相对设置，从而有利于减小光学系统的场曲、畸变和色差，保证光学系统具有较好的成像品质。
根据本发明的另一种实施方式，本发明的第一透镜组A中还可以设置棱镜L，棱镜L设置在第四透镜4与光阑S之间。在本实施方式中，本发明的远心镜头包括沿光轴从物侧至像侧依次排布的具有正光焦度的第一透镜1、具有负光焦度的第二透镜2、具有正光焦度的第三透镜3、具有负光焦度的第四透镜4、棱镜L、光阑S、具有负光焦度的第五透镜5、具有负光焦度的第六透镜6以及具有正光焦度的第七透镜7。如此可以通过棱镜L导入照明光源或其他成像系统，即设置棱镜L可用于拓展光路。
根据本发明的远心镜头，第一透镜组A中无论是否设置棱镜L，其焦距为F1，第二透镜组B的焦距为F2，第一透镜组A的焦距F1与第二透镜组B的焦距F2之间满足关系式：1.45＜F1/F2＜1.75。依照此关系式来设置第一透镜组A的焦距F1与第二透镜组B的焦距F2，能够有效保证本发明的光学系统具有较高的放大率。
在本发明中，第一透镜组A的长度为L1，第二透镜组B的长度为L2，第一透镜组A的长度L1与第二透镜组B的长度L2之间满足关系式：2.40＜L1/L2＜2.85。按照此种长度比例布置第一透镜组A和第二透镜组B，能够有效保证放大倍率的同时使镜头的重量分配更加合理，并且便于拓展光路。
在本发明中，设定第一胶合镜片组8的焦距为F8，第二胶合镜片组9的焦距为F9，第一胶合镜片组8的焦距F8与第二胶合镜片组9的焦距F9之间满足关系式：3.40＜F8/F9＜3.85。如此设置能够使光学系统的光焦度分配更为合理，能够有效分担第一透镜1的光焦度，在保证放大倍率、消除色差的同时能够降低系统的公差敏感度。
本发明的远心镜头中，第二透镜2的焦距为f2，第五透镜5的焦距为f5，第二透镜2的焦距f2与第五透镜5的焦距f5之间满足关系式：6.75＜f2/f5＜7.50。如此设置能够保证光学系统像斑具有较小的尺寸和较好的圆度，同时能够保证系统的光学畸变较小，有利于提高成像品质。
在本发明中，第二透镜2的焦距f2与第一胶合镜片组8的焦距F8之间满足关系式：-1.30＜f2/F8＜-1.15。按照此关系式合理分配光焦度有利于降低光阑S前第一透镜组A的公差敏感度。
在本发明中，第一透镜1的焦距为f1，第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4的组合焦距为f2.3.4，第一透镜1的焦距f1与第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4的组合焦距f2.3.4之间满足关系式：2.95＜f2.3.4/f1＜4.55。按照此关系式来设置第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4的光焦度，使光阑S物侧的第一透镜组A的光焦度分配更为合理，有利于降低第一透镜组A的公差敏感度。
在本发明中，第五透镜5的焦距f5与第二胶合镜片组9的焦距F9之间满足关系式：-1.75＜F9/f5＜-1.50。如此设置有利于保证光学系统放大率的同时缩短光学系统的总长度。
在本发明中，第五透镜5的折射率为Nd5，满足1.50＜Nd5＜1.70。将第五透镜5的折射率Nd5设置在上述范围内，有利于合理地分配光学系统的光焦度。
以下是根据本发明的远心镜头中各个透镜的材料变化以及各个相关参数的不同给出六组实施例来具体说明根据本发明的远心镜头。根据本发明的上述实施方式，第一透镜组A中包括四片透镜，其中第三透镜3与第四透镜4构成第一胶合镜片组8，第二透镜组B中包括三片透镜，其中第六透镜6与第七透镜7构成第二胶合镜片9，在第一透镜组A与第二透镜组B之间设有光阑S。此外，第一透镜组A可以设置棱镜L或者不设置棱镜L，即本发明的远心镜头具有13或者15个光学面，这13或15个光学面按照本发明的结构顺序依次排列布置，为了便于叙述说明，根据光学面的个数进行编号，编号为S1-S15。
六组实施例中的数据如下表1所示：
表1
由表1可知，根据本发明的六组实施例的远心镜头中各项参数的设置，满足本发明远心镜头对于各参数条件的要求。
图1是示意性表示根据本发明实施例1的远心镜头的结构图。如图1所示，在本实施例中，远心镜头依次包括具有正光焦度的第一透镜1、具有负光焦度的第二透镜2、具有正光焦度的第三透镜3、具有负光焦度的第四透镜4、光阑S、具有负光焦度的第五透镜5、具有负光焦度的第六透镜6和具有正光焦度的第七透镜7。第三透镜3与第四透镜4构成第一胶合镜片组8，第六透镜6和第七透镜7构成第二胶合镜片组9。
以下表2列出了各透镜的相关参数，包括表面类型、曲率半径、厚度、材料(折射率/阿贝数)以及有效口径：
| 编号 | 表面类型 | 曲率半径 | 厚度 | 折射率 | 阿贝数 | 有效口径 |
| S1 | 球面 | 41.41 | 8.20 | 1.49 | 71.6 | 12.19 |
| S2 | 球面 | -81.63 | 20.48 | 11.78 | ||
| S3 | 球面 | -30.90 | 2.06 | 1.89 | 21.8 | 7.76 |
| S4 | 球面 | -74.96 | 0.10 | 7.84 | ||
| S5 | 球面 | 33.27 | 5.20 | 1.61 | 34.9 | 7.77 |
| S6 | 球面 | -26.49 | 5.64 | 1.74 | 27.5 | 7.40 |
| S7 | 球面 | -109.62 | 24.52 | 6.85 | ||
| S8 | 球面 | Inf. | 11.26 | 1.87 | ||
| S9 | 球面 | -13.75 | 2.12 | 1.52 | 28.0 | 2.38 |
| S10 | 球面 | 8.29 | 5.27 | 2.65 | ||
| S11 | 球面 | 37.46 | 2.83 | 1.94 | 10.5 | 4.63 |
| S12 | 球面 | 19.85 | 4.44 | 1.79 | 23.6 | 4.99 |
| S13 | 球面 | -13.63 | 5.42 |
表2
在本实施例中，第一透镜1的焦距f1＝56.48，第二透镜2的焦距f2＝-59.96，第一胶合镜片组8的焦距F8＝49.97，第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4的组合间距f2.3.4＝224.50，第五透镜5的焦距f5＝-8.65，第二胶合镜片组9的焦距F9＝13.80。第一透镜组A的焦距F1＝52.33，第二透镜组B的焦距F2＝34.17。第一透镜组A的长度为L1＝65.77，第二透镜组B的长度L2＝25.92远心镜头的光圈值为9，远心镜头光学系统总长度为92mm，由表1、表2可知，在本实施例中，各透镜相关参数的设置满足本发明远心镜头的条件要求。
图2-图4分别是示意性表示根据本发明实施例1的远心镜头的RMS像斑半径图、场曲图和畸变图。由图2、图3和图4可知，依照实施例1中各透镜的相关参数来布置本发明的远心镜头，能够使本发明的光学系统在不同视场下控制像斑半径在5μm以下。并且控制场曲像差在-0.1mm至0.1mm范围内，使光学系统的畸变控制在0.1％范围内。
图5是示意性表示根据本发明实施例2的远心镜头的结构图。如图5所示，在本实施例中，远心镜头依次包括具有正光焦度的第一透镜1、具有负光焦度的第二透镜2、具有正光焦度的第三透镜3、具有负光焦度的第四透镜4、光阑S、具有负光焦度的第五透镜5、具有负光焦度的第六透镜6和具有正光焦度的第七透镜7。第三透镜3与第四透镜4构成第一胶合镜片组8，第六透镜6和第七透镜7构成第二胶合镜片组9。
以下表3列出了各透镜的相关参数，包括表面类型、曲率半径、厚度、材料(折射率/阿贝数)以及有效口径：
表3
在本实施例中，第一透镜1的焦距f1＝54.67，第二透镜2的焦距f2＝-58.00，第一胶合镜片组8的焦距F8＝50.49，第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4的组合间距f2.3.4＝247.18，第五透镜5的焦距f5＝-7.78，第二胶合镜片组9的焦距F9＝13.55。第一透镜组A的焦距F1＝52.28，第二透镜组B的焦距F2＝34.60。第一透镜组A的长度为L1＝61.95，第二透镜组B的长度L2＝25.46远心镜头的光圈值为9，远心镜头光学系统总长度为87mm，由表1、表3可知，在本实施例中，各透镜相关参数的设置满足本发明远心镜头的条件要求。
图6-图8分别是示意性表示根据本发明实施例2的远心镜头的RMS像斑半径图、场曲图和畸变图。由图6、图7和图8可知，依照实施例2中各透镜的相关参数来布置本发明的远心镜头，能够使本发明的光学系统在不同视场下控制像斑半径在3μm以下。并且控制场曲像差在0至0.2mm范围内，使光学系统的畸变控制在0.1％范围内。
图9是示意性表示根据本发明实施例3的远心镜头的结构图。如图9所示，在本实施例中，远心镜头依次包括具有正光焦度的第一透镜1、具有负光焦度的第二透镜2、具有正光焦度的第三透镜3、具有负光焦度的第四透镜4、光阑S、具有负光焦度的第五透镜5、具有负光焦度的第六透镜6和具有正光焦度的第七透镜7。第三透镜3与第四透镜4构成第一胶合镜片组8，第六透镜6和第七透镜7构成第二胶合镜片组9。
以下表4列出了各透镜的相关参数，包括表面类型、曲率半径、厚度、材料(折射率/阿贝数)以及有效口径：
表4
在本实施例中，第一透镜1的焦距f1＝55.17，第二透镜2的焦距f2＝-57.45，第一胶合镜片组8的焦距F8＝49.75，第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4的组合间距f2.3.4＝201.47，第五透镜5的焦距f5＝-8.51，第二胶合镜片组9的焦距F9＝13.03。第一透镜组A的焦距F1＝53.53，第二透镜组B的焦距F2＝31.08。第一透镜组A的长度为L1＝64.51，第二透镜组B的长度L2＝22.72远心镜头的光圈值为9，远心镜头光学系统总长度为87mm，由表1、表4可知，在本实施例中，各透镜相关参数的设置满足本发明远心镜头的条件要求。
图10-图12分别是示意性表示根据本发明实施例3的远心镜头的RMS像斑半径图、场曲图和畸变图。由图10、图11和图12可知，依照实施例3中各透镜的相关参数来布置本发明的远心镜头，能够使本发明的光学系统在不同视场下控制像斑半径在5μm以下。并且控制场曲像差在-0.1至0.1mm范围内，使光学系统的畸变控制在0.1％范围内。
图13是示意性表示根据本发明实施例4的远心镜头的结构图。如图13所示，在本实施例中，远心镜头依次包括具有正光焦度的第一透镜1、具有负光焦度的第二透镜2、具有正光焦度的第三透镜3、具有负光焦度的第四透镜4、棱镜L、光阑S、具有负光焦度的第五透镜5、具有负光焦度的第六透镜6和具有正光焦度的第七透镜7。第三透镜3与第四透镜4构成第一胶合镜片组8，第六透镜6和第七透镜7构成第二胶合镜片组9。即在本实施例中，本发明的远心镜头共有15个光学面。
以下表5列出了各透镜的相关参数，包括表面类型、曲率半径、厚度、材料(折射率/阿贝数)以及有效口径：
| 编号 | 表面类型 | 曲率半径 | 厚度 | 折射率 | 阿贝数 | 有效口径 |
| S1 | 球面 | 38.72 | 5.72 | 1.50 | 81.6 | 11.89 |
| S2 | 球面 | -88.35 | 20.53 | 11.66 | ||
| S3 | 球面 | -30.38 | 2.05 | 1.90 | 31.3 | 7.66 |
| S4 | 球面 | -71.76 | 0.85 | 7.73 | ||
| S5 | 球面 | 32.35 | 3.53 | 1.62 | 53.2 | 7.63 |
| S6 | 球面 | -26.28 | 1.38 | 1.75 | 35.1 | 7.38 |
| S7 | 球面 | -107.42 | 12.20 | 7.18 | ||
| S8 | 球面 | Inf. | 10.00 | 1.52 | 64.2 | 5.00 |
| S9 | 球面 | Inf. | 5.82 | 5.00 | ||
| S10 | 球面 | Inf. | 9.63 | 1.80 | ||
| S11 | 球面 | -13.75 | 2.48 | 1.61 | 63.4 | 2.21 |
| S12 | 球面 | 8.25 | 5.42 | 2.52 | ||
| S13 | 球面 | 41.36 | 2.53 | 1.95 | 18.3 | 4.62 |
| S14 | 球面 | 19.31 | 3.78 | 1.81 | 41.0 | 4.98 |
| S15 | 球面 | -13.05 | 5.34 |
表5
在本实施例中，第一透镜1的焦距f1＝54.92，第二透镜2的焦距f2＝-59.41，第一胶合镜片组8的焦距F8＝46.91，第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4的组合间距f2.3.4＝177.83，第五透镜5的焦距f5＝-7.93，第二胶合镜片组9的焦距F9＝13.60。第一透镜组A的焦距F1＝49.21，第二透镜组B的焦距F2＝33.54。第一透镜组A的长度为L1＝62.45，第二透镜组B的长度L2＝24.55远心镜头的光圈值为9，远心镜头光学系统总长度为87mm，由表1、表5可知，在本实施例中，各透镜相关参数的设置满足本发明远心镜头的条件要求。
图14-图16分别是示意性表示根据本发明实施例4的远心镜头的RMS像斑半径图、场曲图和畸变图。由图14、图15和图16可知，依照实施例4中各透镜的相关参数来布置本发明的远心镜头，能够使本发明的光学系统在不同视场下控制像斑半径在5μm以下。并且控制场曲像差在-0.2至0.1mm范围内，使光学系统的畸变控制在0.1％范围内。
图17是示意性表示根据本发明实施例5的远心镜头的结构图。如图17所示，在本实施例中，远心镜头依次包括具有正光焦度的第一透镜1、具有负光焦度的第二透镜2、具有正光焦度的第三透镜3、具有负光焦度的第四透镜4、棱镜L、光阑S、具有负光焦度的第五透镜5、具有负光焦度的第六透镜6和具有正光焦度的第七透镜7。第三透镜3与第四透镜4构成第一胶合镜片组8，第六透镜6和第七透镜7构成第二胶合镜片组9。
以下表6列出了各透镜的相关参数，包括表面类型、曲率半径、厚度、材料(折射率/阿贝数)以及有效口径：
| 编号 | 表面类型 | 曲率半径 | 厚度 | 折射率 | 阿贝数 | 有效口径 |
| S1 | 球面 | 38.35 | 5.35 | 1.50 | 81.6 | 11.92 |
| S2 | 球面 | -88.38 | 20.87 | 11.70 | ||
| S3 | 球面 | -30.42 | 2.63 | 1.90 | 31.3 | 7.69 |
| S4 | 球面 | -72.56 | 2.00 | 7.77 | ||
| S5 | 球面 | 32.25 | 3.25 | 1.62 | 53.2 | 7.61 |
| S6 | 球面 | -26.89 | 1.37 | 1.75 | 35.1 | 7.37 |
| S7 | 球面 | -107.23 | 12.52 | 7.18 | ||
| S8 | 球面 | Inf. | 10.00 | 1.52 | 64.2 | 5.00 |
| S9 | 球面 | Inf. | 5.28 | 5.00 | ||
| S10 | 球面 | Inf. | 9.75 | 1.81 | ||
| S11 | 球面 | -13.25 | 2.31 | 1.61 | 63.4 | 2.21 |
| S12 | 球面 | 8.35 | 5.45 | 2.53 | ||
| S13 | 球面 | 42.25 | 2.87 | 1.95 | 18.0 | 4.62 |
| S14 | 球面 | 19.56 | 4.32 | 1.80 | 41.0 | 4.98 |
| S15 | 球面 | -13.23 | 5.35 |
表6
在本实施例中，第一透镜1的焦距f1＝54.91，第二透镜2的焦距f2＝-59.44，第一胶合镜片组8的焦距F8＝46.85，第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4的组合间距f2.3.4＝164.09，第五透镜5的焦距f5＝-7.92，第二胶合镜片组9的焦距F9＝13.65。第一透镜组A的焦距F1＝49.63，第二透镜组B的焦距F2＝33.70。第一透镜组A的长度为L1＝63.30，第二透镜组B的长度L2＝24.72远心镜头的光圈值为9，远心镜头光学系统总长度为88mm，由表1、表6可知，在本实施例中，各透镜相关参数的设置满足本发明远心镜头的条件要求。
图18-图20分别是示意性表示根据本发明实施例5的远心镜头的RMS像斑半径图、场曲图和畸变图。由图18、图19和图20可知，依照实施例5中各透镜的相关参数来布置本发明的远心镜头，能够使本发明的光学系统在不同视场下控制像斑半径在5μm以下。并且控制场曲像差在-0.2至0.1mm范围内，使光学系统的畸变控制在0.1％范围内。
图21是示意性表示根据本发明实施例6的远心镜头的结构图。如图21所示，在本实施例中，远心镜头依次包括具有正光焦度的第一透镜1、具有负光焦度的第二透镜2、具有正光焦度的第三透镜3、具有负光焦度的第四透镜4、棱镜L、光阑S、具有负光焦度的第五透镜5、具有负光焦度的第六透镜6和具有正光焦度的第七透镜7。第三透镜3与第四透镜4构成第一胶合镜片组8，第六透镜6和第七透镜7构成第二胶合镜片组9。
以下表7列出了各透镜的相关参数，包括表面类型、曲率半径、厚度、材料(折射率/阿贝数)以及有效口径：
表7
在本实施例中，第一透镜1的焦距f1＝55.06，第二透镜2的焦距f2＝-59.23，第一胶合镜片组8的焦距F8＝48.21，第二透镜2、第三透镜3和第四透镜4的组合间距f2.3.4＝163.59，第五透镜5的焦距f5＝-8.08，第二胶合镜片组9的焦距F9＝13.27。第一透镜组A的焦距F1＝51.59，第二透镜组B的焦距F2＝33.48。第一透镜组A的长度为L1＝65.51，第二透镜组B的长度L2＝23.68远心镜头的光圈值为9，远心镜头光学系统总长度为89mm，由表1、表7可知，在本实施例中，各透镜相关参数的设置满足本发明远心镜头的条件要求。
图22-图24分别是示意性表示根据本发明实施例6的远心镜头的RMS像斑半径图、场曲图和畸变图。由图22、图23和图24可知，依照实施例6中各透镜的相关参数来布置本发明的远心镜头，能够使本发明的光学系统在不同视场下控制像斑半径在4μm以下。并且控制场曲像差在-0.1至0.1mm范围内，使光学系统的畸变控制在0.1％范围内。
上述内容仅为本发明的具体方案的例子，对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。
以上所述仅为本发明的一个方案而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种远心镜头，其特征在于，设置有沿光轴从物侧至像侧依次排列的第一透镜组（A）、光阑（S）和第二透镜组（B），共计有两个透镜组；
所述第一透镜组（A）和所述第二透镜组（B）均为正光焦度透镜组；
所述第一透镜组（A）设置有四片透镜，共计有四片透镜；
所述第二透镜组（B）设置有三片透镜，共计有三片透镜；
所述第一透镜组（A）包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的具有正光焦度的第一透镜（1）、具有负光焦度的第二透镜（2）、具有正光焦度的第三透镜（3）以及具有负光焦度的第四透镜（4）；
所述第二透镜组（B）包括沿光轴从物侧至像侧依次排列的具有负光焦度的第五透镜（5）、具有负光焦度的第六透镜（6）以及具有正光焦度的第七透镜（7）；
所述第一透镜（1）的焦距f1与所述第二透镜（2）、所述第三透镜（3）和所述第四透镜（4）的组合焦距f2.3.4满足关系式：2.95＜f2.3.4/f1＜4.55；
所述第二透镜（2）的焦距f2与所述第五透镜（5）的焦距f5满足关系式：6.75＜f2/f5＜7.50。
2.根据权利要求1所述的远心镜头，其特征在于，所述第一透镜组（A）中还包括棱镜（L），所述棱镜（L）设置在所述第四透镜（4）与所述光阑（S）之间。
3.根据权利要求1或2所述的远心镜头，其特征在于，所述第三透镜（3）与所述第四透镜（4）构成第一胶合镜片组（8），所述第一胶合镜片组（8）的胶合面凸向像侧。
4.根据权利要求3所述的远心镜头，其特征在于，所述第六透镜（6）与所述第七透镜（7）构成第二胶合镜片组（9），所述第二胶合镜片组（9）的胶合面凸向物侧。
5.根据权利要求1或4所述的远心镜头，其特征在于，所述第一透镜组（A）的焦距F1与所述第二透镜组（B）的焦距F2满足关系式：1.45＜F1/F2＜1.75。
6.根据权利要求1或4所述的远心镜头，其特征在于，所述第一透镜组（A）的长度L1与所述第二透镜组（B）的长度L2满足关系式：2.40＜L1/L2＜2.85。
7.根据权利要求1或2所述的远心镜头，其特征在于，所述第五透镜（5）的折射率为Nd5，满足关系式：1.50＜Nd5＜1.70。
8.根据权利要求3或4所述的远心镜头，其特征在于，所述第二透镜（2）的焦距f2与所述第一胶合镜片组（8）的焦距F8满足关系式：-1.30＜f2/F8＜-1.15。
9.根据权利要求4所述的远心镜头，其特征在于，所述第一胶合镜片组（8）的焦距F8与所述第二胶合镜片组（9）的焦距F9满足关系式:3.40＜F8/F9＜3.85。
10.根据权利要求4或9所述的远心镜头，其特征在于，所述第五透镜（5）的焦距f5与所述第二胶合镜片组（9）的焦距F9满足关系式：-1.75＜F9/f5＜-1.50。
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Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4929066A (en) * | 1987-07-14 | 1990-05-29 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Telecentric image-forming optical system for large image size |
| CN1176401A (zh) * | 1996-08-23 | 1998-03-18 | 旭精密株式会社 | 采用非球面透镜的超广角透镜系统 |
| CN103676093A (zh) * | 2012-09-18 | 2014-03-26 | 株式会社理光 | 成像镜头、成像设备和信息装置 |
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Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4929066A (en) * | 1987-07-14 | 1990-05-29 | Dainippon Screen Mfg. Co., Ltd. | Telecentric image-forming optical system for large image size |
| CN1176401A (zh) * | 1996-08-23 | 1998-03-18 | 旭精密株式会社 | 采用非球面透镜的超广角透镜系统 |
| CN103676093A (zh) * | 2012-09-18 | 2014-03-26 | 株式会社理光 | 成像镜头、成像设备和信息装置 |
| CN107037568A (zh) * | 2016-02-04 | 2017-08-11 | 大立光电股份有限公司 | 摄像用光学镜头组、取像装置及电子装置 |
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