CN109212728B - 一种f50mm高分辨率低畸变全组移动工业镜头 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种f50mm高分辨率低畸变全组移动工业镜头，包括设置于镜头结构内的光学系统，所述光学系统包括沿光线入射方向自前向后依次设置的前镜片组、光阑C和后镜片组，所述前镜片组由双凸透镜A1、双凸透镜A2和双凹透镜A3密接的胶合组、平凹负透镜A4组成，所述后镜片组由双凹透镜B1和双凸透镜B2密接的胶合组、双凸透镜B3组成。该f50mm高分辨率低畸变全组移动工业镜头整体结构尺寸小，实现400mm近摄距高清分辨率。

Description

一种f50mm高分辨率低畸变全组移动工业镜头

技术领域

本发明涉及一种f50mm高分辨率低畸变全组移动工业镜头。

背景技术

在机器视觉领域上，目前工业镜头普遍存在畸变比较大，视场边缘不清晰，像素偏低等问题；在其外观结构上，外径尺寸偏大，灵活性偏低，镜头整体稳定性参差不齐。

发明内容

本发明的目的在于提供一种f50mm高分辨率低畸变全组移动工业镜头，整体结构尺寸小，实现400mm近摄距高清分辨率。

本发明的技术方案在于：一种f50mm高分辨率低畸变全组移动工业镜头，包括设置于镜头结构内的光学系统，所述光学系统由沿光线入射方向自前向后依次设置的前镜片组、光阑C和后镜片组组成，所述前镜片组由双凸透镜A1、双凸透镜A2、双凹透镜A3、平凹负透镜A4组成，且双凸透镜A2和双凹透镜A3密接成胶合组，所述后镜片组由双凹透镜B1、双凸透镜B2、双凸透镜B3组成，且双凹透镜B1和双凸透镜B2密接成胶合组。

进一步地，所述双凸透镜A1与双凸透镜A2之间的空气间隔为2.5mm，所述双凹透镜A3与平凹负透镜A4之间的空气间隔为3.6mm，所述平凹负透镜A4与光阑C之间的空气间隔为1.2mm，所述光阑C与双凹透镜B1之间的空气间隔为5.5mm，所述双凸透镜B2与双凸透镜B3之间的空气间隔为0.1mm。

进一步地，所述前镜片组与后镜片组之间的空气间隔为6.7mm。

进一步地，所述镜头结构包括主镜筒，所述主镜筒内设置有后部腔室用于安装后镜片组的后组镜筒，位于主镜筒的前侧设置有用于安装前镜片组的前组镜筒，所述前组镜筒伸入后组镜筒的前部腔室并与后组镜筒固定连接，所述光阑C设置于后组镜筒内并位于前组镜筒和后组镜筒的后部腔室之间，所述主镜筒上设置有与后组镜筒相配合用于调焦的微调焦机构，主镜筒上还设置有光阑调节机构。

进一步地，所述微调焦机构包括套置于后组镜筒前部与主镜筒的前部之间的调焦转轮，所述调焦转轮的内圈与后组镜筒相连接，调焦转轮的外圈与主镜筒相连接，调焦转轮的前部套置有位于主镜筒前侧的聚焦环，所述聚焦环与调焦转轮固定连接，所述主镜筒后部设置有限位滑槽，所述后组镜筒的后部设置有与限位滑槽滑动配合的后组镜筒导钉。

进一步地，所述前组镜筒的前端部与主镜筒之间配合形成用于安装聚焦环的环形凹部，所述聚焦环经锥端紧定螺钉与调焦转轮固定连接，所述主镜筒的前部径向螺接有用于锁定后组镜筒的锁紧钉。

进一步地，所述光阑调节机构包括套置于主镜筒的光阑调节环，所述光阑调节环上径向连接有光阑导钉，所述光阑导钉穿过主镜筒及后组镜筒与光阑C相连接，所述后组镜筒上设置有光阑C的活动槽。

进一步地，所述光阑调节环上还径向螺接有用于锁定光阑调节环的锁紧钉，所述主镜筒的后部还套置有连接座，所述连接座的后端经轴向设置的锁紧螺钉与主镜筒固定连接。

进一步地，所述前组镜筒的安装腔室前部螺接用于与双凸透镜A1的前侧周部相抵接的前压圈，前组镜筒内位于双凸透镜A1与双凸透镜A2之间设置有第一隔圈、位于双凹透镜A3与平凹负透镜A4之间设置有第二隔圈，前组镜筒的后端设置有与平凹负透镜A4的后侧周部相抵接的环形凸部。

进一步地，所述后组镜筒的后部腔室设置有用于与双凹透镜B1的前侧周部相抵接的环形凸部，后组镜筒内位于双凸透镜B2与双凸透镜B3之间设置有第三隔圈，后组镜筒的后端还螺接有与双凸透镜B3的后侧周部相抵接的后压圈。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：使用了全组式移动调焦方式，从而实现400mm近摄距高清分辨率，使镜头分辨率达到500万像素以上；减小工业镜头的整体结构尺寸，使结构轻便小巧并提高一体化通用性，提升其设计在市场上的竞争力。为实现该镜头全组式移动调焦方式，用两颗锥端紧定螺钉衔接前组镜筒和后组镜筒，使得调焦时能进行联动；调焦转轮加入多头牙螺纹的微调焦机构，能使调焦更方便简单。同时为了保证光路的同轴度和垂直度，还设计了不同的隔圈和压圈来保证镜片的稳定性和空气距。为了保证镜头在不同环境下使用，还设计了光阑来控制了光圈的大小。

附图说明

图1为本发明的光路系统结构示意图；

图2为本发明的镜头结构示意图；

图3为本发明的MTF曲线图；

图4为本发明的畸变变化曲线；

图中：1-前组镜筒 1a-环形凸部 2-聚焦环 3-锥端紧定螺钉 4-锥端紧定螺钉 5-调焦转轮 6-主镜筒 6a-限位滑槽 7-后组镜筒 7a-活动槽 7b-环形凸部 8-光阑调节环9-光阑导钉 10-连接座 11-锁紧螺丝 12-后压圈 16-第三隔圈 17-后组镜筒导钉 C-光阑19-锥端紧定螺钉 20-锁紧钉 A4-平凹负透镜 22-第二隔圈 23-锁紧钉 26-第一隔圈 28-前压圈 A1-双凸透镜 A2-双凸透镜 A3-双凹透镜 B1-双凹透镜 B2-双凸透镜 B3-双凸透镜 。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本发明并不限于此。

参考图1至图4

一种f50mm高分辨率低畸变全组移动工业镜头，包括设置于镜头结构内的光学系统，所述光学系统包括沿光线入射方向自前向后依次设置的前镜片组、光阑C和后镜片组，所述前镜片组由双凸透镜A1、双凸透镜A2、双凹透镜A3、平凹负透镜A4组成，且双凸透镜A2和双凹透镜A3密接成胶合组，所述后镜片组由双凹透镜B1、双凸透镜B2、双凸透镜B3组成，且双凹透镜B1和双凸透镜B2密接成胶合组。

本实施例中，所述双凸透镜A1与双凸透镜A2之间的空气间隔为2.5mm，所述双凹透镜A3与平凹负透镜A4之间的空气间隔为3.6mm，所述平凹负透镜A4与光阑C之间的空气间隔为1.2mm，所述光阑C与双凹透镜B1之间的空气间隔为5.5mm，所述双凸透镜B2与双凸透镜B3之间的空气间隔为0.1mm。

本实施例中，所述前镜片组与后镜片组之间的空气间隔为6.7mm。

本实施例中，各镜片的具体参数如表1所示：

表 1。

本实施例中，所述镜头结构包括主镜筒6，所述主镜筒内设置有后部腔室用于安装后镜片组的后组镜筒7，位于主镜筒的前侧设置有用于安装前镜片组的前组镜筒1，所述前组镜筒伸入后组镜筒的前部腔室并与后组镜筒固定连接，所述光阑C设置于后组镜筒内并位于前组镜筒和后组镜筒的后部腔室之间，所述主镜筒上设置有与后组镜筒相配合用于调焦的微调焦机构，主镜筒上还设置有光阑调节机构。

本实施例中，为了使调焦更加方便简单，所述微调焦机构包括套置于后组镜筒前部与主镜筒的前部之间的调焦转轮5，调焦转轮5采用了左旋多头牙螺纹来实现调焦功能。所述调焦转轮的内圈与后组镜筒相连接，调焦转轮的外圈与主镜筒相连接，从而实现主镜筒6与后组镜筒7分别和调焦转轮5的正反牙配合。调焦转轮的前部套置有位于主镜筒前侧的聚焦环2，所述聚焦环与调焦转轮固定连接，所述主镜筒后部设置有限位滑槽6a，所述后组镜筒的后部设置有2颗与限位滑槽滑动配合的后组镜筒导钉17，将后组镜筒7锁附在主镜筒6的限位槽中来限制其轴向转动，从而防止整个光路发生沿着光轴的旋转运动。当转动聚焦环2时，带动调焦转轮5一起向同一个方向运动，而与调焦转轮5正反牙配合的主镜筒6和后组镜筒7分别朝相反的方向运动。

本实施例中，为了使前组镜筒1和后组镜筒7能进行联动，将前组镜筒1与后组镜筒7通过螺纹装配后，并用2颗锥端紧定螺钉4锁附固定。

本实施例中，为了控制其调焦范围，在聚焦环2上设计了销与主镜筒6上的槽来进行配合。

本实施例中，所述前组镜筒的前端部与主镜筒之间配合形成用于安装聚焦环的环形凹部，所述聚焦环经3颗锥端紧定螺钉3与调焦转轮固定连接，所述主镜筒的前部径向螺接有用于锁定后组镜筒的锁紧钉23。

本实施例中，为了实现光圈调节功能和满足不同光照条件的使用，所述光阑调节机构包括套置于主镜筒的光阑调节环8，所述光阑调节环上径向连接有光阑导钉9，所述光阑导钉穿过主镜筒及后组镜筒与光阑C相连接，所述后组镜筒上设置有光阑C的活动槽7a，以便后组镜筒向前滑动过程中不会与光阑C干涩。主镜筒6和后组镜筒7上还开了一定角度的槽来限制光阑开口的大小。

本实施例中，为了实现锁定光阑调节环及提高镜头实用性，所述光阑调节环上还径向螺接有用于锁定光阑调节环的锁紧钉20，以满足使用环境。为实现镜头与相机能连接起来，所述主镜筒的后部还套置有连接座10，所述连接座的后端经轴向设置的三颗锁紧螺钉11与主镜筒固定连接，来限定主镜筒6的轴向运动以实现全组移动。

本实施例中，为了保证镜片之间的稳定性和通光性，所述前组镜筒的安装腔室前部螺接用于与双凸透镜A1的前侧周部相抵接的前压圈28，前组镜筒内位于双凸透镜A1与双凸透镜A2之间设置有第一隔圈26、位于双凹透镜A3与平凹负透镜A4之间设置有第二隔圈22，前组镜筒的后端设置有与平凹负透镜A4的后侧周部相抵接的环形凸部1a。并且通过前压圈28与前组镜筒1配合，保证前组镜筒1的四片镜片的稳定性。由于双凸透镜A1和双凸透镜A2之间的空气距比较大，上下端镜片外径不一致，因此需要阶梯状的第一隔圈来减少杂光。

本实施例中，为了保证镜片之间的稳定性和通光性，所述后组镜筒的后部腔室设置有用于与双凹透镜B1的前侧周部相抵接的环形凸部7b，后组镜筒内位于双凸透镜B2与双凸透镜B3之间设置有第三隔圈16，后组镜筒的后端还螺接有与双凸透镜B3的后侧周部相抵接的后压圈12。通过后压圈12与后组镜筒7配合，保证后组镜筒7的三个镜片装配稳定性及通光性。

本实施例中，通过图3可看出150p/mm>0.4，可见中心成像最好，边缘成像均匀清晰，各个视场的传函差异性小，使镜头的分辨率可达500万像素以上，满足工业镜头的要求。

本实施例中，从图4可看出, 畸变≤0.08%，当畸变变低时，能使图像更清晰，减少失真度。

本发明实现的技术指标如表2所示：

表2。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出不同形式的一种f50mm高分辨率低畸变全组移动工业镜头并不需要创造性的劳动，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。

Claims (8)

1.一种f50mm高分辨率低畸变全组移动工业镜头，包括设置于镜头结构内的光学系统，其特征在于，所述光学系统由沿光线入射方向自前向后依次设置的前镜片组、光阑C和后镜片组组成，所述前镜片组由双凸透镜A1、双凸透镜A2、双凹透镜A3、平凹负透镜A4组成，且双凸透镜A2和双凹透镜A3密接成胶合组，所述后镜片组由双凹透镜B1、双凸透镜B2、双凸透镜B3组成，且双凹透镜B1和双凸透镜B2密接成胶合组；所述双凸透镜A1与双凸透镜A2之间的空气间隔为2.5mm，所述双凹透镜A3与平凹负透镜A4之间的空气间隔为3.6mm，所述平凹负透镜A4与光阑C之间的空气间隔为1.2mm，所述光阑C与双凹透镜B1之间的空气间隔为5.5mm，所述双凸透镜B2与双凸透镜B3之间的空气间隔为0.1mm；所述前镜片组与后镜片组之间的空气间隔为6.7mm。

2.根据权利要求1所述的一种f50mm高分辨率低畸变全组移动工业镜头，其特征在于，所述镜头结构包括主镜筒，所述主镜筒内设置有后部腔室用于安装后镜片组的后组镜筒，位于主镜筒的前侧设置有用于安装前镜片组的前组镜筒，所述前组镜筒伸入后组镜筒的前部腔室并与后组镜筒固定连接，所述光阑C设置于后组镜筒内并位于前组镜筒和后组镜筒的后部腔室之间，所述主镜筒上设置有与后组镜筒相配合用于调焦的微调焦机构，主镜筒上还设置有光阑调节机构。

3.根据权利要求2所述的一种f50mm高分辨率低畸变全组移动工业镜头，其特征在于，所述微调焦机构包括套置于后组镜筒前部与主镜筒的前部之间的调焦转轮，所述调焦转轮的内圈与后组镜筒相连接，调焦转轮的外圈与主镜筒相连接，调焦转轮的前部套置有位于主镜筒前侧的聚焦环，所述聚焦环与调焦转轮固定连接，所述主镜筒后部设置有限位滑槽，所述后组镜筒的后部设置有与限位滑槽滑动配合的后组镜筒导钉。

4.根据权利要求3所述的一种f50mm高分辨率低畸变全组移动工业镜头，其特征在于，所述前组镜筒的前端部与主镜筒之间配合形成用于安装聚焦环的环形凹部，所述聚焦环经锥端紧定螺钉与调焦转轮固定连接，所述主镜筒的前部径向螺接有用于锁定后组镜筒的锁紧钉。

5.根据权利要求2、3或4所述的一种f50mm高分辨率低畸变全组移动工业镜头，其特征在于，所述光阑调节机构包括套置于主镜筒的光阑调节环，所述光阑调节环上径向连接有光阑导钉，所述光阑导钉穿过主镜筒及后组镜筒与光阑C相连接，所述后组镜筒上设置有光阑C的活动槽。

6.根据权利要求5所述的一种f50mm高分辨率低畸变全组移动工业镜头，其特征在于，所述光阑调节环上还径向螺接有用于锁定光阑调节环的锁紧钉，所述主镜筒的后部还套置有连接座，所述连接座的后端经轴向设置的锁紧螺钉与主镜筒固定连接。

7.根据权利要求2、3、4或6所述的一种f50mm高分辨率低畸变全组移动工业镜头，其特征在于，所述前组镜筒的安装腔室前部螺接用于与双凸透镜A1的前侧周部相抵接的前压圈，前组镜筒内位于双凸透镜A1与双凸透镜A2之间设置有第一隔圈、位于双凹透镜A3与平凹负透镜A4之间设置有第二隔圈，前组镜筒的后端设置有与平凹负透镜A4的后侧周部相抵接的环形凸部。

8.根据权利要求2、3、4或6所述的一种f50mm高分辨率低畸变全组移动工业镜头，其特征在于，所述后组镜筒的后部腔室设置有用于与双凹透镜B1的前侧周部相抵接的环形凸部，后组镜筒内位于双凸透镜B2与双凸透镜B3之间设置有第三隔圈，后组镜筒的后端还螺接有与双凸透镜B3的后侧周部相抵接的后压圈。

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