CN110824678B - 一种高分辨率低畸大靶面远心光学镜片系统 - Google Patents
一种高分辨率低畸大靶面远心光学镜片系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种高分辨率低畸大靶面远心光学镜片系统，包括从物面到像面依次布设的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、光阑、第五镜片、第六镜片、第七镜片和第八镜片；其中第三镜片和第四镜片构成了第一组粘合镜片，第六镜片和第七镜片构成了第二组粘合镜片，光阑设置在第四镜片和第五镜片之间。本发明的光学镜片系统具有高分辨率、低畸变、双远心和大靶面等优点，其中第四镜片、第六镜片采用的材料为高折射率玻璃，所述第三镜片采用的材料为低色散系数玻璃，有效的减少了光学系统中的像差，不仅使结构简单，制作方便，而且提高了成像效果，降低了制作成本。
Description
技术领域
本发明涉及光学系统领域，具体是一种高分辨率低畸大靶面远心光学镜片系统。
背景技术
随着客户检测设备的精度越来越高，图像处理速度的提升，检测PCB板以及FPC等等领域的需求越来越大，对镜头的要求也越来越高。而目前市场上的镜头无法满足部分用户的使用需求，基于此，本发明提出一种高分辨率低畸大靶面远心光学镜片系统以弥补现有技术的空缺。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高分辨率低畸大靶面远心光学镜片系统，以解决上述问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种高分辨率低畸大靶面远心光学镜片系统，包括从物面到像面依次布设的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、光阑、第五镜片、第六镜片、第七镜片和第八镜片；其中第三镜片和第四镜片构成了第一组粘合镜片，第六镜片和第七镜片构成了第二组粘合镜片，光阑设置在第四镜片和第五镜片之间；
所述光学镜片系统满足以下条件：
PMAG=0.687 F.NO = 5.8 f=2270mm TTL=256mm
其中，PMAG为光学镜片系统的放大倍率，F.NO为光学镜片系统的相对孔径，f为光学镜片系统的有效焦距,TTL为光学镜片系统的光学总长度；
所述第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片和第八镜片的焦距满足以下条件：
f1=245.7mm
f2=146.9mm
f3=38.2mm
f4=-17.47mm
f5=25mm
f6=-15.86mm
f7=110mm
f8=87mm
其中，f为镜头的有效焦距，f1为第一镜片的焦距、f2为第二镜片的焦距、f3为第三镜片的焦距、f4为第四镜片的焦距、f5为第五镜片的焦距、f6为第六镜片的焦距、f7为第七镜片的焦距、f8为第八镜片的焦距。
所述第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片和第八镜片的材质满足以下条件：
第一镜片：1.75<Nd<1.95,25<Vd<45
第二镜片：1.65<Nd<1.85,20<Vd<40
第三镜片：1.45<Nd<1.65,60<Vd<90
第四镜片：1.75<Nd<1.95,17<Vd<27
第五镜片：1.45<Nd<1.65,60<Vd<90
第六镜片：1.75<Nd<1.95,20<Vd<40
第七镜片：1.75<Nd<1.95,20<Vd<40
第八镜片：1.75<Nd<1.95,20<Vd<40
其中Nd为折射率系数，Vd为色散系数。
在进一步的方案中：所述第一镜片为双凸形的正透镜，其色散系数Vd为40.7，折射率系数Nd为1.80，第一镜片前后表面的曲率半径分别为R11和R12，其沿光轴方向的芯厚为d1，其中100mm<R11<2000mm，-500mm<R12<100mm，2mm<d1<6mm。
在进一步的方案中：所述第二镜片为凸凹形的正透镜，其色散系数Vd为23.7，折射率系数Nd为1.84，第二镜片前后表面的曲率半径分别为R21和R22，其沿光轴方向的芯厚为d3，其中50mm<R21<200mm，50mm<R22<500mm，3mm<d3<10mm。
在进一步的方案中：所述第三镜片为双凸形的正透镜，其色散系数Vd为81.60，折射率系数Nd为1.49，第三镜片前后表面的曲率半径分别为R31和R32，其沿光轴方向的芯厚为d5，其中10mm<R31<50mm，-500mm<R32<-50mm，3mm<d5<10mm。
在进一步的方案中：所述第四镜片为双凹形的负透镜，其色散系数Vd为17.98，折射率系数Nd为1.94，第四镜片前后表面的曲率半径分别为R41和R42，其沿光轴方向的芯厚为d6，其中-200mm<R41<-50mm，10mm<R42<50mm，1mm<d6<5mm。
在进一步的方案中：所述第五镜片为为双凸形的正透镜，其色散系数Vd为81.6，折射率系数Nd为1.49，第五镜片前后表面的曲率半径分别为R61和R62，其沿光轴方向的芯厚为d9，其中10mm<R61<50mm，-50mm<R62<-20mm，1mm<d9<5mm。
在进一步的方案中：所述第六镜片为双凹形的负透镜，其色散系数Vd为31.3，折射率系数为1.90，第六镜片前后表面的曲率半径分别为R71和R72，其沿光轴方向的芯厚为d11，其中-50mm<R71<-10mm，10mm<R72<50mm，2mm<d11<7mm。
在进一步的方案中：所述第七镜片为凹凸形的正透镜，其色散系数Vd为31.3，折射率系数Nd为1.90，第七镜片的前后表面的曲率半径分为R81和R82，其沿光轴方向的芯厚为d13，其中-150mm<R81<-50mm，-20mm<R82<-80mm，2mm<d13<7mm。
在进一步的方案中：所述第八镜面为凹凸形的正透镜，其色散系数Vd为31.3，折射率系数Nd为1.90，第八镜片的前后表面的曲率半径分为R91和R92，其沿光轴方向的芯厚为d15，其中-150mm<R91<-50mm，-500mm<R92<0mm，2mm<d15<7mm。
相较于现有技术，本发明的有益效果如下：
本发明的光学镜片系统具有高分辨率、低畸变、双远心和大靶面等优点，其中第四镜片、第六镜片采用的材料为高折射率玻璃，所述第三镜片采用的材料为低色散系数玻璃，有效的减少了光学系统中的像差，不仅使结构简单，制作方便，而且提高了成像效果，降低了制作成本。
附图说明
图1为本发明的光学镜片系统的结构示意图。
图2为光学镜片系统中第一镜片的截面示意图。
图3为光学镜片系统中第二镜片的截面示意图。
图4为光学镜片系统中第三镜片的截面示意图。
图5为光学镜片系统中第四镜片的截面示意图。
图6为光学镜片系统中第五镜片的截面示意图。
图7为光学镜片系统中第六镜片的截面示意图。
图8为光学镜片系统中第七镜片的截面示意图。
图9为光学镜片系统中第八镜片的截面示意图。
附图标记注释：1-第一镜片、2-第二镜片、3-第三镜片、4-第四镜片、5-光阑、6-第五镜片、7-第六镜片、8-第七镜片、9-第八镜片、10-像面。
具体实施方式
以下实施例会结合附图对本发明进行详述，在附图或说明中，相似或相同的部分使用相同的标号，并且在实际应用中，各部件的形状、厚度或高度可扩大或缩小。本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明，并非用以限制本发明的范围。对本发明所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本发明的精神与范围。
如图1所示，一种高分辨率低畸大靶面远心光学镜片系统，包括从物面到像面依次布设的第一镜片1、第二镜片2、第三镜片3、第四镜片4、光阑5、第五镜片6、第六镜片7、第七镜片8和第八镜片9；其中第三镜片1和第四镜片4构成了第一组粘合镜片，第六镜片7和第七镜片8构成了第二组粘合镜片，光阑5设置在第四镜片4和第五镜片6之间。
所述光学镜片系统满足以下条件：
PMAG=0.687 F.NO = 5.8 f=2270mm TTL=256mm
其中，PMAG为光学镜片系统的放大倍率，F.NO为光学镜片系统的相对孔径，f为光学镜片系统的有效焦距,TTL为光学镜片系统的光学总长度。
所述第一镜片1、第二镜片2、第三镜片3、第四镜片4、第五镜片6、第六镜片7、第七镜片8和第八镜片9的焦距满足以下条件：
f1=245.7mm
f2=146.9mm
f3=38.2mm
f4=-17.47mm
f5=25mm
f6=-15.86mm
f7=110mm
f8=87mm
其中，f为镜头的有效焦距，f1为第一镜片1的焦距、f2为第二镜片2的焦距、f3为第三镜片3的焦距、f4为第四镜片4的焦距、f5为第五镜片6的焦距、f6为第六镜片7的焦距、f7为第七镜片8的焦距、f8为第八镜片9的焦距。
所述第一镜片1、第二镜片2、第三镜片3、第四镜片4、第五镜片6、第六镜片7、第七镜片8和第八镜片9的材质满足以下条件：
第一镜片1：1.75<Nd<1.95,25<Vd<45
第二镜片2：1.65<Nd<1.85,20<Vd<40
第三镜片3：1.45<Nd<1.65,60<Vd<90
第四镜片4：1.75<Nd<1.95,17<Vd<27
第五镜片5：1.45<Nd<1.65,60<Vd<90
第六镜片6：1.75<Nd<1.95,20<Vd<40
第七镜片7：1.75<Nd<1.95,20<Vd<40
第八镜片8：1.75<Nd<1.95,20<Vd<40
其中Nd为折射率系数，Vd为色散系数。
如图1和2所示，所述第一镜片1为双凸形的正透镜，其色散系数Vd为40.7，折射率系数Nd为1.80，第一镜片1前后表面的曲率半径分别为R11和R12，其沿光轴方向的芯厚为d1，其中100mm<R11<2000mm，-500mm<R12<100mm，2mm<d1<6mm。
在一种优选实施例中，所述R11为1222.81mm，R12为341.2mm，d1为5.4mm。
如图1和3所示，所述第二镜片2为凸凹形的正透镜，其色散系数Vd为23.7，折射率系数Nd为1.84，第二镜片2前后表面的曲率半径分别为R21和R22，其沿光轴方向的芯厚为d3，其中50mm<R21<200mm，50mm<R22<500mm，3mm<d3<10mm。
在一种优选实施例中，所述R21为73.42mm，R22为174.47mm，d3为8.6mm，第二镜片2与第一镜片1沿光轴方向的距离d2为0.1mm。
如图1和4所示，所述第三镜片3为双凸形的正透镜，其色散系数Vd为81.60，折射率系数Nd为1.49，第三镜片3前后表面的曲率半径分别为R31和R32，其沿光轴方向的芯厚为d5，其中10mm<R31<50mm，-500mm<R32<-50mm，3mm<d5<10mm。
在一种优选实施例中，所述R31为22.82mm，R32为174.53mm，d5为14.56mm，第三镜片3与第二镜片2沿光轴方向的距离d4为85.7mm。
如图1和图5所示，所述第四镜片4为双凹形的负透镜，其色散系数Vd为17.98，折射率系数Nd为1.94，第四镜片4前后表面的曲率半径分别为R41和R42，其沿光轴方向的芯厚为d6，其中-200mm<R41<-50mm，10mm<R42<50mm，1mm<d6<5mm。
在一种优选实施例中，所述R41为174.53mm，R42为20.63mm，d6为1.5mm，第四镜片4与光阑5沿光轴方向的距离d7为16.3mm。
如图1和图6所示，所述第五镜片6为为双凸形的正透镜，其色散系数Vd为81.6，折射率系数Nd为1.49，第五镜片6前后表面的曲率半径分别为R61和R62，其沿光轴方向的芯厚为d9，其中10mm<R61<50mm，-50mm<R62<-20mm，1mm<d9<5mm。
在一种优选实施例中，所述R61为20.22mm，R62为-34.685mm，d9为4.2mm，第五镜片6与光阑5沿光轴方向的距离d8为1mm。
如图1和图7所示，所述第六镜片7为双凹形的负透镜，其色散系数Vd为31.3，折射率系数为1.90，第六镜片7前后表面的曲率半径分别为R71和R72，其沿光轴方向的芯厚为d11，其中-50mm<R71<-10mm，10mm<R72<50mm，2mm<d11<7mm。
在一中优选实施例中，所述R71为-23.427mm，R72为40.423mm，d11为5.83mm，第六镜片7与第五镜片6沿光轴方向的距离d10为4.5mm。
如图1和图8所示，所述第七镜片8为凹凸形的正透镜，其色散系数Vd为31.3，折射率系数Nd为1.90，第七镜片8的前后表面的曲率半径分为R81和R82，其沿光轴方向的芯厚为d13，其中-150mm<R81<-50mm，-20mm<R82<-80mm，2mm<d13<7mm。
在一中优选实施例中，所述R81为-91.174mm，R82为-43mm，d13为5.9mm，第七镜片8与第六镜片7沿光轴方向的距离d12为32.6mm。
如图1和图9所示，所述第八镜面9为凹凸形的正透镜，其色散系数Vd为31.3，折射率系数Nd为1.90，第八镜面9的前后表面的曲率半径分为R91和R92，其沿光轴方向的芯厚为d15，其中-150mm<R91<-50mm，-500mm<R92<0mm，2mm<d15<7mm。
在一中优选实施例中，所述R81为101.913mm，R82为-149.48mmmm，d15为5.2mm，第八镜片9与第七镜片8沿光轴方向的距离d14为0.1mm。
本发明的工作原理是：
本发明的光学镜片系统，所述第四镜片4、第六镜片7采用的材料为高折射率玻璃，所述第三镜片3采用的材料为低色散系数玻璃，有效的减少了光学系统中的像差，不仅使结构简单，制作方便，而且提高了成像效果，降低了制作成本。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种高分辨率低畸大靶面远心光学镜片系统，其特征在于，包括从物面到像面依次布设的第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、光阑、第五镜片、第六镜片、第七镜片和第八镜片；其中第三镜片和第四镜片构成了第一组粘合镜片，第六镜片和第七镜片构成了第二组粘合镜片，光阑设置在第四镜片和第五镜片之间；所述光学镜片系统具有光焦度的镜片的数量为8片；
所述光学镜片系统满足以下条件：
PMAG=0.687 F.NO = 5.8 f=2270mm TTL=256mm
其中，PMAG为光学镜片系统的放大倍率，F.NO为光学镜片系统的相对孔径，f为光学镜片系统的有效焦距,TTL为光学镜片系统的光学总长度；
所述第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片和第八镜片的焦距满足以下条件：
f1=245.7mm
f2=146.9mm
f3=38.2mm
f4=-17.47mm
f5=25mm
f6=-15.86mm
f7=110mm
f8=87mm
其中，f为光学镜片系统的有效焦距，f1为第一镜片的焦距、f2为第二镜片的焦距、f3为第三镜片的焦距、f4为第四镜片的焦距、f5为第五镜片的焦距、f6为第六镜片的焦距、f7为第七镜片的焦距、f8为第八镜片的焦距。
2.根据权利要求1所述的高分辨率低畸大靶面远心光学镜片系统，其特征在于，所述第一镜片、第二镜片、第三镜片、第四镜片、第五镜片、第六镜片、第七镜片和第八镜片的材质满足以下条件：
第一镜片：1.75<Nd<1.95,25<Vd<45
第二镜片：1.65<Nd<1.85,20<Vd<40
第三镜片：1.45<Nd<1.65,60<Vd<90
第四镜片：1.75<Nd<1.95,17<Vd<27
第五镜片：1.45<Nd<1.65,60<Vd<90
第六镜片：1.75<Nd<1.95,20<Vd<40
第七镜片：1.75<Nd<1.95,20<Vd<40
第八镜片：1.75<Nd<1.95,20<Vd<40
其中Nd为折射率系数，Vd为色散系数。
3.根据权利要求1所述的高分辨率低畸大靶面远心光学镜片系统，其特征在于，所述第一镜片为双凸形的正透镜，其色散系数Vd为40.7，折射率系数Nd为1.80，第一镜片前后表面的曲率半径分别为R11和R12，其沿光轴方向的芯厚为d1，其中100mm<R11<2000mm，-500mm<R12<-100mm，2mm<d1<6mm。
4.根据权利要求2所述的高分辨率低畸大靶面远心光学镜片系统，其特征在于，所述第二镜片为凸凹形的正透镜，其色散系数Vd为23.7，折射率系数Nd为1.84，第二镜片前后表面的曲率半径分别为R21和R22，其沿光轴方向的芯厚为d3，其中50mm<R21<200mm，50mm<R22<500mm，3mm<d3<10mm。
5.根据权利要求3所述的高分辨率低畸大靶面远心光学镜片系统，其特征在于，所述第三镜片为双凸形的正透镜，其色散系数Vd为81.60，折射率系数Nd为1.49，第三镜片前后表面的曲率半径分别为R31和R32，其沿光轴方向的芯厚为d5，其中10mm<R31<50mm，-500mm<R32<-50mm，3mm<d5<10mm。
6.根据权利要求4所述的高分辨率低畸大靶面远心光学镜片系统，其特征在于，所述第四镜片为双凹形的负透镜，其色散系数Vd为17.98，折射率系数Nd为1.94，第四镜片前后表面的曲率半径分别为R41和R42，其沿光轴方向的芯厚为d6，其中-200mm<R41<-50mm，10mm<R42<50mm，1mm<d6<5mm。
7.根据权利要求6所述的高分辨率低畸大靶面远心光学镜片系统，其特征在于，所述第六镜片为双凹形的负透镜，其色散系数Vd为31.3，折射率系数为1.90，第六镜片前后表面的曲率半径分别为R71和R72，其沿光轴方向的芯厚为d11，其中-50mm<R71<-10mm，10mm<R72<50mm，2mm<d11<7mm。
8.根据权利要求7所述的高分辨率低畸大靶面远心光学镜片系统，其特征在于，所述第七镜片为凹凸形的正透镜，其色散系数Vd为31.3，折射率系数Nd为1.90，第七镜片的前后表面的曲率半径分为R81和R82，其沿光轴方向的芯厚为d13，其中-150mm<R81<-50mm，-20mm<R82<-80mm，2mm<d13<7mm。
9.根据权利要求8所述的高分辨率低畸大靶面远心光学镜片系统，其特征在于，所述第八镜面为凹凸形的正透镜，其色散系数Vd为31.3，折射率系数Nd为1.90，第八镜片的前后表面的曲率半径分为R91和R92，其沿光轴方向的芯厚为d15，其中-150mm<R91<-50mm，-500mm<R92<0mm，2mm<d15<7mm。
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