CN113777750B - 一种大口径多组态近红外波段工业成像镜头 - Google Patents

Abstract

本发明公开了大口径多组态近红外波段工业成像镜头，沿光轴从物侧至像侧依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜以及第十透镜。本发明是一种焦距16mm波长为900nm‑1700nm，F为0.9的大口径光学工业镜头，该镜头能够使物距在150、250、350、500、600五个位置的时候，通过调节后焦距和Ld、Le之间的距离清晰成像。

Description

一种大口径多组态近红外波段工业成像镜头

技术领域

本发明涉及一种近红外光学镜头，具体是一种焦距16mm，可切换5个物距150、250、350、500、600成像的工业镜头。

背景技术

由于自2010年以来我国在机器视觉领域取得了爆发式的增长，工业相机和镜头也保持了40％的增幅，使得市场需求大量优质的工业镜头。而不同波段的镜头也在不断发展，需求量也在不断的增加，近红外镜头正是其中之一。

近红外镜头不在可见光谱内运行，所以所得到的图像与使用标准变焦系统时所得图像稍有不同。近红外镜头的标准镜头分辨率限值是基于0.5微米的假定平均波长，且与波长成反比。因此，代以1.5微米的波长将减少3倍的大分辨率。

如专利申请201510456056.2公开的一种近红外光学镜头，包括沿光轴从物方到像方依次排列八枚镜片，其中第一镜片，具有负光焦度的弯月形状，凸面朝向物方；第二镜片，具有负光焦度的弯月形状，凸面朝向物方；第三镜片，具有正光焦度的双凸形状；第四镜片，具有正光焦度的弯月形状，凸面朝向像方；双合镜片，通过组合第五镜片和第六镜片而形成；第七镜片，具有正光焦度的双凸形状；第八镜片，具有正光焦度的弯月形状，凸面朝向物方。上述近红外光学镜头采用不同镜片组合以及利用光焦度分配实现了大孔径、大视角、小畸变的良好性能，采用全玻璃结构可以有效地实现消热差效果。

然而，现有的近红外镜头，都存在切换物距少的缺陷，亟需进行改进。

发明内容

为解决上述问题，本发明的首要目的在于提供一种大口径多组态近红外波段工业成像镜头，该镜头工作波段为900nm-1700nm，具有F0.9的大口径，能够使物距在150、250、350、500、600五个位置的时候，通过调节后焦距和Ld、Le之间的距离清晰成像；当物距在150、250、350、500、600时，Ld和Le之间的距离分别为10.1419、7.2598、6.511、6.0908、5.7；后焦距分别为14.8736、13.8031、13.2874、12.8772、12.8。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下。

一种大口径多组态近红外波段工业成像镜头，沿光轴从物侧至像侧依次包括第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜以及第十透镜；其中，所述第一透镜为弯月型负屈光度透镜，凸面朝向物侧；第二透镜弯月型正屈光度透镜，凸面朝向像侧；第三透镜为弯月型正屈光度透镜，凸面朝向物侧；第四透镜为双凹负屈光度透镜；第五透镜为双凹负屈光度透镜；第六透镜为双凸正屈光度透镜；第七透镜为双凸正屈光度；第八透镜为双凸正屈光度；第九透镜为双凹负屈光度透镜；第十透镜为弯月型正屈光度透镜，凸面朝向物侧。

进一步，所述第五透镜及该第六透镜密接成为胶合透镜组。所述第五透镜及第六透镜之间没有空气间隔。

进一步，所述第八透镜及该第九透镜密接成为胶合透镜组。所述第八透镜及第九透镜之间没有空气间隔。

进一步，所述镜头包括有光圈，所述光圈设置于该第四透镜于第五、六胶合透镜之间。

进一步，所述第一透镜满足以下条件：

f1/f<0

其中，f1为第一透镜的有效焦距，f为该光学工业镜头的有效焦距。

进一步，所述第一透镜以及该第七透镜满足以下条件：

0.4<f1/f10<2。

其中，f1为第一透镜的有效焦距，f10为第十透镜的有效焦距。

进一步，所述第十透镜满足以下条件：

1<f10/f<6

其中，f10为第十透镜的有效焦距，f为光学工业镜头的有效焦距。

本发明所用镜片皆为国产光学玻璃材质制成，由此可大大降低制作成本。

且，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜以及第十透镜所用镜片皆为球面。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：满足上述配置有利于保证所述一种焦距16mm波长为900nm-1700nm，F为0.9的大口径光学工业镜头，该镜头能够使物距在150、250、350、500、600五个位置的时候，通过调节后焦距和Ld、Le之间的距离清晰成像。

附图说明

图1是本发明所实现的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

图1所示，本发明所实现的大口径多组态近红外波段工业成像镜头，沿光轴从物侧至像侧依次包括第一透镜La、第二透镜Lb、第三透镜Lc、第四透镜Ld、第五透镜Le、第六透镜Lf、第七透镜Lg、第八透镜Lh、第九透镜Li以及第十透镜Lj；其中，所述第一透镜La为弯月型负屈光度透镜，凸面朝向物侧，为负透镜；第二透镜Lb弯月型正屈光度透镜，凸面朝向像侧，为正透镜；第三透镜Lc为弯月型正屈光度透镜，凸面朝向物侧，为正透镜；第四透镜Ld为双凹负屈光度透镜，为负透镜；第五透镜Le为双凹负屈光度透镜；第六透镜Lf为双凸正屈光度透镜；第七透镜Lg为双凸正屈光度，为正透镜；第八透镜Lh为双凸正屈光度；第九透镜Li为双凹负屈光度透镜；第十透镜Lj为弯月型正屈光度透镜，凸面朝向物侧，为正透镜。

第一透镜La、第二透镜Lb、第三透镜Lc、第四透镜Ld、第五透镜Le、第六透镜Lf、第七透镜Lg、第八透镜Lh、第九透镜Li以及第十透镜Lj又构成第一透镜组G1，第二透镜组G2。其中，第一透镜组G1依次包含正透镜La、负透镜Lb、负透镜Lc；第二透镜组G2依次包含负透镜Ld、第一胶合镜LD1(Le、Lf组成的﹣﹢型式)，正透镜Lg，第二胶合镜LD2(Lh、Li组成的﹢-型式)，正透镜Lj。其中光阑Stop置于Ld和Le中间，且相对G2位置固定。

所述第五透镜Le及第六透镜Lf密接成为第一胶合镜LD1。在第五透镜Le及第六透镜Lf之间没有空气间隔。

所述第八透镜Lh及第九透镜Li密接成为第二胶合镜LD2。在第八透镜Lh及第九透镜Li之间没有空气间隔。

所述镜头还包括有光圈，所述光圈设置于该第四透镜于第五、六胶合透镜之间。

所述第一透镜La满足以下条件：

f1/f<0

其中，f1为第一透镜La的有效焦距，f为该光学工业镜头的有效焦距。

所述第一透镜La以及该第七透镜Lg满足以下条件：

0.4<f1/f10<2。

其中，f1为第一透镜La的有效焦距，f10为第十透镜Lj的有效焦距。

所述第十透镜Lj满足以下条件：

1<f10/f<6

其中，f10为第十透镜Lj的有效焦距，f为光学工业镜头的有效焦距。

本发明所用镜片皆为国产光学玻璃材质制成，由此可大大降低制作成本。

且，所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜以及第十透镜所用镜片皆为球面。

当将所述第一透镜组G1的焦距设为f(G1)，将所述第二透镜组G2的焦距设为f(G2)时，所述主镜头M_L满足如下的条件式(1)和条件式(2)(单位mm，下文涉及的焦距均已毫米为单位，不再重复提起):

38<f(G1)<45……(1)

750<f(G2)<800……(2)

当将第二透镜组G2中的双胶合透镜LD1的焦距设为f(LD1)，将第二透镜组中的双胶合透镜LD2的焦距设为f(LD2)时，镜头满足如下条件式(3)、(4)及条件式(6)：

5.5<f(LD1)/f(G2)<6.5……(3)

1<f(LD2)/f(G2)<2……(4)。

当将第一透镜组G1中的负透镜Lb的折射率设为n(Lb)，阿贝数设为V(Lb)，满足条件式(5)和(6)：

1.83<n(Lb)<2.1……(5)

21<V(Lb)<32……(6)。

当将其中的胶合镜组的元件阿贝数依次设为V(Le)、V(Lf)和V(Lh)、V(Li)时，所述主镜头满足如下条件式(7)、(8):

-20<V(Le)-V(Lf)<-28……(7)

5<V(Lh)-V(Li)<10……(8)。

本实施例中，各个透镜的相关参数如表1所示：

表1下表2展示可变间隔参数：

表2本发明实现的技术指标如下：

1.焦距：f'＝16mm。

2.近摄距：150mm、250mm、350mm、500mm、600mm。

3.平均畸变：≤0.8％。

4.孔径F＝0.9。

5.视场角2ω:11°。

6.光学总长∑≤82mm。

8.适用光谱范围：900nm～1700nm。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：满足上述配置有利于保证所述一种焦距16mm波长为900nm-1700nm，F为0.9的大口径光学工业镜头，该镜头能够使物距在150、250、350、500、600五个位置的时候，通过调节后焦距和Ld、Le之间的距离清晰成像。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种大口径多组态近红外波段工业成像镜头，其特征在于沿光轴从物侧至像侧依次由第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、第九透镜、第十透镜及光圈构成；其中，所述第一透镜为弯月型负屈光度透镜，凸面朝向物侧；第二透镜弯月型正屈光度透镜，凸面朝向像侧；第三透镜为弯月型正屈光度透镜，凸面朝向物侧；第四透镜为双凹负屈光度透镜；第五透镜为双凹负屈光度透镜；第六透镜为双凸正屈光度透镜；第七透镜为双凸正屈光度；第八透镜为双凸正屈光度；第九透镜为双凹负屈光度透镜；第十透镜为弯月型正屈光度透镜，凸面朝向物侧；所述光圈设置于该第四透镜于第五、六胶合透镜之间；

该通过调节后焦距和第三透镜、第四透镜之间的距离清晰成像；当物距在150、250、350、500、600时，第三透镜与第四透镜之间的距离分别为10.1419、7.2598、6.511、6.0908、5.7；后焦距分别为14.8736、13.8031、13.2874、12.8772、12.8。

2.如权利要求1所述的大口径多组态近红外波段工业成像镜头，其特征在于所述第五透镜及该第六透镜密接成为胶合透镜组。

3.如权利要求1所述的大口径多组态近红外波段工业成像镜头，其特征在于所述第八透镜及该第九透镜密接成为胶合透镜组。

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