CN117092798B - 一种可见光成像镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种可见光成像镜头，镜头由具有负光焦度的前透镜组、具有正光焦度的后透镜组和位于前透镜组与后透镜组之间的光阑组成。镜头最后一面为非球面，能够有效的抵消之前透镜积累的畸变、场曲、像散等像差。镜头相对数值孔径F/4.0；镜头设计波长400nm～700nm；镜头焦距30mm；适用物距0.2m～∞；镜头视场角（D×H×V）：30°×24.4°×18.6°；镜头‑15°～15°视场角范围内焦点处RMS小于2μm，适配1"靶面2.2μm像元尺寸的CCD/CMOS。

Description

一种可见光成像镜头
技术领域
本发明涉及光学，特别涉及一种可见光成像镜头。
背景技术
可见光成像镜头是一种用于捕捉可见光范围内图像的光学装置。它是相机、望远镜、显微镜等设备的核心组件之一。可见光成像镜头的性能评估指标包括分辨率、畸变、色差、透光率等。高分辨率确保图像清晰度，畸变和色差影响图像准确性，透光率则决定光线捕捉效率。随着技术的进步，镜头制造商不断探索新的镜头设计和材料，以实现更好的成像效果。可见光成像镜头在现代生活中具有重要作用，广泛应用于摄影、科学研究、医学成像等领域，不断推动着光学技术的发展。
发明内容
本发明提出了一种可见光成像镜头，镜头由具有负光焦度的前透镜组、具有正光焦度的后透镜组和位于前透镜组与后透镜组之间的光阑组成。镜头最后一面为非球面，能够有效的抵消之前透镜积累的畸变、场曲、像散等像差。镜头相对数值孔径F/4.0；镜头设计波长400nm～700nm；镜头焦距30mm；适用物距0.2m～∞；镜头视场角（D×H×V）：30°×24.4°×18.6°；镜头-15°～15°视场角范围内焦点处RMS小于2μm，适配1"靶面2.2μm像元尺寸的CCD/CMOS。
本发明提供了一种可见光成像镜头。该可见光成像镜头的镜头参数包括：镜头由具有负光焦度的前透镜组、具有正光焦度的后透镜组和位于前透镜组与后透镜组之间的光阑（S6）组成；前透镜组焦距-2000mm～-500mm，从物方到像方依次设有具有正光焦度的第一透镜（L1）、具有正光焦度的第二透镜（L2）和具有负光焦度的第三透镜（L3）组成的胶合透镜；后透镜组焦距15mm～25mm，从物方到像方依次设有具有正光焦度的第四透镜（L4）、具有正光焦度的第五透镜（L5）、具有负光焦度的第六透镜（L6）；第一透镜（L1）为凹面朝向像面的弯月透镜，焦距30mm～70mm；第二透镜（L2）为双凸透镜，焦距15mm～30mm；第三透镜（L3）为双凹透镜，焦距-15mm～-5mm；第四透镜（L4）为双凸透镜，焦距20mm～50mm；第五透镜（L5）为双凸透镜，焦距10mm～30mm；第六透镜（L6）为双凹透镜，焦距-20mm～-5mm；第六透镜(L6)后表面(S12)为非球面，曲率半径5mm～20mm，圆锥系数k满足0＜k＜1，二阶系数α2＜0，四阶系数α4＜0，六阶系数α6＜0。
可选地，第一透镜（L1）折射率Nd范围1.60～1.80，阿贝常数Vd范围50～60；第二透镜（L2）折射率Nd范围1.45～1.60，阿贝常数Vd范围55～70；第三透镜（L3）折射率Nd范围1.75～1.90，阿贝常数Vd范围30～45；第四透镜（L4）折射率Nd范围1.70～1.85，阿贝常数Vd范围40～60；第五透镜（L5）折射率Nd范围1.70～1.85，阿贝常数Vd范围45～60；第六透镜（L6）折射率Nd范围1.60～1.75，阿贝常数Vd范围25～40。
可选地，第一透镜(L1)厚度2mm～5mm，直径16mm～20mm；第一透镜(L1)后表面(S2)与第二透镜(L2)前表面(S3)距离0.1mm～2mm；第二透镜(L2)厚度3mm～6mm，直径15mm～18mm；第三透镜(L3)厚度2mm～5mm，直径15mm～18mm；第三透镜(L3)后表面(S5)与光阑(S6)距离2mm～5mm；光阑(S6)直径5mm～8mm；光阑(S6)与第四透镜(L4)前表面(S7)距离3mm～6mm；第四透镜(L4)厚度3mm～6mm，直径12mm～15mm；第四透镜(L4)后表面(S8)与第五透镜(L5)前表面(S9)距离0.1mm～2mm；第五透镜(L5)厚度3mm～6mm，直径12mm～15mm；第五透镜(L5)后表面(S10)与第六透镜(L6)前表面(S11)距离1mm～2mm；第六透镜(L6)厚度1mm～3mm，直径12mm～15mm；第六透镜(L6)后表面(S12)与靶面(S13)距离10mm～20mm。
可选地，镜头相对数值孔径F/4.0，设计波长400nm～700nm，焦距30mm，适用物距0.2m～∞。
可选地，镜头-15°～15°视场角范围内焦点处RMS小于2μm，适配1"靶面2.2μm像元尺寸的CCD/CMOS。
可选地，镜头每个透镜的表面镀有增透膜，400nm～700nm透射率大于98%。
可选地，镜头每个透镜的侧面涂有黑色消光漆。
本发明的有益效果在于：
1.提出了一种可见光成像镜头，镜头数值孔径F/4.0、设计波长400nm～700nm、焦距30mm、适用物距0.2m～∞、视场角（D×H×V）：30°×24.4°×18.6°；
-15°～15°视场角范围内焦点处RMS小于2μm，适配2.2μm像元尺寸、1"靶面的CCD/CMOS；
2.镜头的最后一面为非球面，能够有效的抵消之前透镜积累的畸变、场曲、像散等像差。
附图说明
图1为本发明的光路结构示意图。
图2为本发明的第一种实施方式光路示意图。
图3为本发明的第一种实施方式光学系统像质点列图。
图4为本发明的第一种实施方式调制传递函数。
具体实施方式
下面结合附图与实施实例对本发明作进一步说明。
本发明的实施方式，如图1所示：镜头由具有负光焦度的前透镜组、具有正光焦度的后透镜组和位于前透镜组与后透镜组之间的光阑S6组成；前透镜组焦距-2000mm～-500mm，从物方到像方依次设有具有正光焦度的第一透镜L1、具有正光焦度的第二透镜L2和具有负光焦度的第三透镜L3组成的胶合透镜；后透镜组焦距15mm～25mm，从物方到像方依次设有具有正光焦度的第四透镜L4、具有正光焦度的第五透镜L5、具有负光焦度的第六透镜L6。
进一步的，第一透镜L1为凹面朝向像面的弯月透镜，焦距30mm～70mm；第二透镜L2为双凸透镜，焦距15mm～30mm；第三透镜L3为双凹透镜，焦距-15mm～-5mm；第四透镜L4为双凸透镜，焦距20mm～50mm；第五透镜L5为双凸透镜，焦距10mm～30mm；第六透镜L6为双凹透镜，焦距-20mm～-5mm。
同时，第一透镜L1折射率Nd范围1.60～1.80，阿贝常数Vd范围50～60；第二透镜L2折射率Nd范围1.45～1.60，阿贝常数Vd范围55～70；第三透镜L3折射率Nd范围1.75～1.90，阿贝常数Vd范围30～45；第四透镜L4折射率Nd范围1.70～1.85，阿贝常数Vd范围40～60；第五透镜L5折射率Nd范围1.70～1.85，阿贝常数Vd范围45～60；第六透镜L6折射率Nd范围1.60～1.75，阿贝常数Vd范围25～40。
进一步的，第一透镜L1厚度2mm～5mm，直径16mm～20mm；第一透镜L1后表面S2与第二透镜L2前表面S3距离0.1mm～2mm；第二透镜L2厚度3mm～6mm，直径15mm～18mm；第二透镜L2后表面与第三透镜L3前表面重合为S4；第三透镜L3厚度2mm～5mm，直径15mm～18mm；第三透镜L3后表面S5与光阑S6距离2mm～5mm；光阑S6直径5mm～8mm，光阑S6与第四透镜L4前表面S7距离3mm～6mm；第四透镜L4厚度3mm～6mm，直径12mm～15mm；第四透镜L4后表面S8与第五透镜L5前表面S9距离0.1mm～2mm；第五透镜L5厚度3mm～6mm，直径12mm～15mm；第五透镜L5后表面S10与第六透镜L6前表面S11距离1mm～2mm；第六透镜L6厚度1mm～3mm，直径12mm～15mm；第六透镜L6后表面S12与靶面S13距离10mm～20mm。
进一步的，第一透镜L1前表面S1曲率半径15mm～30mm；第一透镜L1后表面S2曲率半径40mm～100mm；第二透镜L2前表面S3曲率半径10mm～20mm；第二透镜L2后表面与第三透镜L3前表面重合为S4，曲率半径-50mm～-20mm；第三透镜L3后表面S5曲率半径10mm～20mm；第四透镜L4前表面S7曲率半径100mm～500mm；第四透镜L4后表面S8曲率半径-50mm～-10mm；第五透镜L5前表面S9曲率半径10mm～30mm；第五透镜L5后表面S10曲率半径-50mm～-10mm；第六透镜L6前表面S11曲率半径-50mm～-10mm；第六透镜L6后表面S12曲率半径5mm～20mm。
进一步的，第六透镜L6后表面S12为非球面，满足公式（1）：
(1)
公式（1）中，光轴沿z轴方向，z(r)为非球面上距离z轴为r处相对非球面顶点在z轴方向的位移，R为非球面的曲率半径（R＞0为凸面，R＜0为凹面），k为曲面的圆锥系数（k＜-1为双曲线；k=-1为抛物线；k＞-1为椭圆；k=0为圆），α2为二阶系数，α4为四阶系数，α6为六阶系数。
第六透镜L6后表面S12的圆锥系数k满足0＜k＜1，二阶系数α2＜0，四阶系数α4＜0，六阶系数α6＜0。可见光成像镜头除第六透镜L6后表面S12以外的透镜前后表面均为球面。
镜头每个透镜的表面镀有增透膜， 400nm～700nm透射率大于98%；镜头每个透镜的侧面涂有黑色消光漆，用以降低杂散光。
镜头主要参数包括：镜头相对数值孔径F /4.0；镜头设计波长400nm～700nm；镜头焦距30mm；适用物距0.2m～∞；镜头视场角（D×H×V）：30°×24.4°×18.6°；镜头适配1"靶面即12.8mm×9.6mm，对角线长度16mm。
在一个具体的实施方式中，光路如图2所示，镜头具体参数见表1，第六透镜L6后表面S12的圆锥系数k=0.543、α2= -4.643*10^-3、α4= -1.780*10^-5、α6= -6.203*10^-7。靶面S13上0°、3°、6°、9°、12°、15°对应的486nm、588nm、656nm三个波长的光学系统像质点列图如图3所示，调制传递函数如图4所示。如图3所示，0°～15°视场角范围内焦点处RMS小于2μm，0°～12°视场角范围内200lp/mm下各视场的MTF值均大于0.3，适配1"靶面2.2μm像元尺寸的CCD/CMOS。
在本实施方式中，主要的光学指标如下：
镜头相对数值孔径F /4.0；
适用物距0.2m～∞；
镜头焦距f=30mm；
靶面尺寸12.8mm×9.6mm；
设计波段：400nm～700nm；
镜头视场角（D×H×V）：30°×24.4°×18.6°。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种可见光成像镜头，其特征在于：镜头由具有负光焦度的前透镜组、具有正光焦度的后透镜组和位于前透镜组与后透镜组之间的光阑(S6)组成；前透镜组焦距-2000mm～-500mm，前透镜组从物方到像方依次由具有正光焦度的第一透镜(L1)、具有正光焦度的第二透镜(L2)和具有负光焦度的第三透镜(L3)组成的胶合透镜组成；后透镜组焦距15mm～25mm，后透镜组从物方到像方依次由具有正光焦度的第四透镜(L4)、具有正光焦度的第五透镜(L5)、具有负光焦度的第六透镜(L6)组成；第一透镜(L1)为凹面朝向像面的弯月透镜，焦距30mm～70mm；第二透镜(L2)为双凸透镜，焦距15mm～30mm；第三透镜(L3)为双凹透镜，焦距-15mm～-5mm；第四透镜(L4)为双凸透镜，焦距20mm～50mm；第五透镜(L5)为双凸透镜，焦距10mm～30mm；第六透镜(L6)为双凹透镜，焦距-20mm～-5mm；第六透镜(L6)后表面(S12)为非球面，曲率半径5mm～20mm，圆锥系数k满足0＜k＜1，二阶系数α2＜0，四阶系数α4＜0，六阶系数α6＜0。
2.根据权利要求1所述的一种可见光成像镜头，其特征在于：第一透镜(L1)折射率Nd范围1.60～1.80，阿贝常数Vd范围50～60；第二透镜(L2)折射率Nd范围1.45～1.60，阿贝常数Vd范围55～70；第三透镜(L3)折射率Nd范围1.75～1.90，阿贝常数Vd范围30～45；第四透镜(L4)折射率Nd范围1.70～1.85，阿贝常数Vd范围40～60；第五透镜(L5)折射率Nd范围1.70～1.85，阿贝常数Vd范围45～60；第六透镜(L6)折射率Nd范围1.60～1.75，阿贝常数Vd范围25～40。
3.根据权利要求1所述的一种可见光成像镜头，其特征在于：第一透镜(L1)厚度2mm～5mm，直径16mm～20mm；第一透镜(L1)后表面(S2)与第二透镜(L2)前表面(S3)距离0.1mm～2mm；第二透镜(L2)厚度3mm～6mm，直径15mm～18mm；第三透镜(L3)厚度2mm～5mm，直径15mm～18mm；第三透镜(L3)后表面(S5)与光阑(S6)距离2mm～5mm；光阑(S6)直径5mm～8mm；光阑(S6)与第四透镜(L4)前表面(S7)距离3mm～6mm；第四透镜(L4)厚度3mm～6mm，直径12mm～15mm；第四透镜(L4)后表面(S8)与第五透镜(L5)前表面(S9)距离0.1mm～2mm；第五透镜(L5)厚度3mm～6mm，直径12mm～15mm；第五透镜(L5)后表面(S10)与第六透镜(L6)前表面(S11)距离1mm～2mm；第六透镜(L6)厚度1mm～3mm，直径12mm～15mm；第六透镜(L6)后表面(S12)与靶面(S13)距离10mm～20mm。
4.根据权利要求1所述的一种可见光成像镜头，其特征在于：镜头相对数值孔径F/4.0，设计波长400nm～700nm，焦距30mm，适用物距0.2m～∞。
5.根据权利要求1所述的一种可见光成像镜头，其特征在于：镜头-15°～15°视场角范围内焦点处RMS小于2μm，适配1"靶面2.2μm像元尺寸的CCD/CMOS。
6.根据权利要求1所述的一种可见光成像镜头，其特征在于：镜头每个透镜的表面镀有增透膜，400nm～700nm透射率大于98％。
7.根据权利要求1所述的一种可见光成像镜头，其特征在于：镜头每个透镜的侧面涂有黑色消光漆。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002116381A (ja) * 2000-10-11 2002-04-19 Canon Inc 原稿読取用レンズ及びそれを用いた原稿読取装置
TW201816454A (zh) * 2017-10-13 2018-05-01 玉晶光電股份有限公司 光學成像鏡頭
CN107976788A (zh) * 2018-01-22 2018-05-01 浙江舜宇光学有限公司 光学成像镜头
CN108152925A (zh) * 2018-01-23 2018-06-12 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101956704B1 (ko) * 2016-12-20 2019-03-11 삼성전기주식회사 촬상 광학계

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002116381A (ja) * 2000-10-11 2002-04-19 Canon Inc 原稿読取用レンズ及びそれを用いた原稿読取装置
TW201816454A (zh) * 2017-10-13 2018-05-01 玉晶光電股份有限公司 光學成像鏡頭
CN107976788A (zh) * 2018-01-22 2018-05-01 浙江舜宇光学有限公司 光学成像镜头
CN108152925A (zh) * 2018-01-23 2018-06-12 瑞声科技(新加坡)有限公司 摄像光学镜头

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