CN209590392U - 一种低畸变大靶面的镜头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于镜头技术领域,具体涉及一种低畸变大靶面的镜头,包括由物方到像依次设置的透镜G1~G9,其中,第三透镜G3和第四透镜G4、第五透镜G5和第六透镜G6、第七透镜G7和第八透镜G8分别胶合形成第一胶合透镜组U1、第二胶合透镜组U2、第三胶合透镜组U3,第一胶合透镜组U1、第二胶合透镜组U2和第三胶合透镜组U3与光学系统的焦距满足:0.8<|fU1/f|<2,1.5<|fU2/f|、|fU3/f|<4,本实用新型能使光学系统实现焦距为117mm的拍摄,而且最大成像面可达82mm,全视场光学畸变低于0.02%,既支持大靶面的拍摄环境又同时具备低畸变的特点,有效地满足了市场的需求。
Description
技术领域
本实用新型属于镜头技术领域,具体涉及一种低畸变大靶面的镜头。
背景技术
机器视觉系统的作用在于使用机器对目标件进行测量、判断和检测缺陷等,来减小或消除人为操作时的误判,提高测量精度和稳定性。镜头作为机器视觉的关键部件,对高质量图像影响甚大。在工业自动化的大背景下,机器视觉需求与日俱增,特别是在电子制造、测量检测、食品包装等众多需要高品质要求的行业中,对镜头的光学畸变,支持的靶面大小等要求越来越高。
目前,市面上的机器视觉镜头,如专利号为“CN 203838393 U”的专利,该专利镜头的分辨率仅为500万像素,像素太低,不能满足市场的需求;又如专利号为“CN201721862007.X”的专利,该专利镜头的有效焦距仅为8mm,镜头所成的像较小,不能满足长焦距的需要。
实用新型内容
本实用新型的目的在于:针对现有技术的不足,而提供的一种低畸变大靶面的镜头,该镜头支持最大成像面φ82mm的拍摄,且全视场光学畸变低于0.02%,极大地满足了市场的需求。
为实现上述的目的,本实用新型采用以下技术方案:
一种低畸变大靶面的镜头,包括机械系统及安装于所述机械系统内部的光学系统,所述光学系统包括由物方到像依次设置的具有正光焦度、弯月结构的第一透镜G1;具有正光焦度、弯月结构的第二透镜G2;具有正光焦度、弯月结构的第三透镜G3;具有负光焦度、弯月结构的第四透镜G4;具有负光焦度、双凹结构的第五透镜G5;具有正光焦度、双凸结构的第六透镜G6;具有负光焦度、弯月结构的第七透镜G7;具有正光焦度、弯月结构的第八透镜G8和具有正光焦度、弯月结构的第九透镜G9,
其中,所述第三透镜G3和第四透镜G4胶合形成具有负光焦度的第一胶合透镜组U1,所述第五透镜G5和第六透镜G6胶合形成具有正光焦度的第二胶合透镜组U2,所述第七透镜G7和第八透镜G8胶合形成具有正光焦度的第三胶合透镜组U3,
所述光学系统的焦距为f,所述第一胶合透镜组U1的焦距为fU1,所述第二胶合透镜组U2的焦距为fU2,所述第三胶合透镜组U3的焦距为fU3,它们分别满足关系式:0.8<|fU1/f|<2,1.5<|fU2/f|、|fU3/f|<4。
作为对本实用新型所述的低畸变大靶面的镜头的一种改进,所述第一透镜G1的前表面顶点到所述第七透镜G7的距离为L,其与光学系统的焦距f,满足关系式:|L/f|<0.65。
作为对本实用新型所述的低畸变大靶面的镜头的一种改进,所述光学系统的光学后截距BFL与光学系统的焦距f,满足关系式:|BFL/f|>1.1。
作为对本实用新型所述的低畸变大靶面的镜头的一种改进,所述光学系统的半像高y’与光学系统的焦距f,满足关系式:|y’/f|<0.5。
作为对本实用新型所述的低畸变大靶面的镜头的一种改进,所述第一透镜G1的折射率为n1,其折射率满足关系式:1.4<n1<1.6。
作为对本实用新型所述的低畸变大靶面的镜头的一种改进,所述第二透镜G2的折射率为n2,其折射率n2满足关系式:1.75<n2<2.0。
作为对本实用新型所述的低畸变大靶面的镜头的一种改进,所述第三透镜G3的焦距为fG3,所述第四透镜G4的焦距为fG4,其焦距fG3和fG4的比值满足关系式:1<|fG3/fG4|<2。
作为对本实用新型所述的低畸变大靶面的镜头的一种改进,所述第五透镜G5的焦距为fG5,所述第六透镜G6的焦距为fG6,其焦距fG6和fG5的比值满足关系式:1<|fG6/fG5|<2。
作为对本实用新型所述的低畸变大靶面的镜头的一种改进,所述第七透镜G7的折射率为n7,所述第八透镜G8的折射率为n8,其折射率n7和n8分别满足关系式:1.5<n7<1.70;1.70<n8<2.0。
作为对本实用新型所述的低畸变大靶面的镜头的一种改进,所述第九透镜的焦距为fG9,其焦距fG9和f满足关系式:0.5<|fG9/f|<1.0。
本实用新型的有益效果在于:与现有技术相比,本实用新型通过上述透镜G1~G9的配合以及将第三透镜G3和第四透镜G4、第五透镜G5和第六透镜、第七透镜G7和第八透镜G8分别胶合形成第一胶合透镜组U1、第二胶合透镜组U2、第三胶合透镜组U3,该透镜及透镜组的组合结构能使光学系统实现焦距为117mm的拍摄,而且最大成像面可达82mm,全视场光学畸变低于0.02%,本实用新型既支持大靶面的拍摄环境又同时具备低畸变的特点,有效地满足了市场的需求。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本实用新型的进一步理解,构成本实用新型的一部分,本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型,并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中:
图1为本实用新型的结构示意图;
图2为本实用的光学畸变曲线图;
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解,硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式,而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语,故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内,本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题,基本达到所述技术效果。
在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,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,因此不能理解为对本实用新型的限制。
在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明,但不作为对本实用新型的限定。
如图1所示,一种低畸变大靶面的镜头,包括机械系统及安装于机械系统内部的光学系统,光学系统包括由物方到像依次设置的具有正光焦度、弯月结构的第一透镜G1;具有正光焦度、弯月结构的第二透镜G2;具有正光焦度、弯月结构的第三透镜G3;具有负光焦度、弯月结构的第四透镜G4;具有负光焦度、双凹结构的第五透镜G5;具有正光焦度、双凸结构的第六透镜G6;具有负光焦度、弯月结构的第七透镜G7;具有正光焦度、弯月结构的第八透镜G8和具有正光焦度、弯月结构的第九透镜G9,在实际操作中,透镜G1~G9均为球面镜;
其中,第三透镜G3和第四透镜G4胶合形成具有负光焦度的第一胶合透镜组U1,第五透镜G5和第六透镜G6胶合形成具有正光焦度的第二胶合透镜组U2,第七透镜G7和第八透镜G8胶合形成具有正光焦度的第三胶合透镜组U3,
光学系统的焦距为f,第一胶合透镜组U1的焦距为fU1,第二胶合透镜组U2的焦距为fU2,第三胶合透镜组U3的焦距为fU3,它们分别满足关系式:0.8<|fU1/f|<2,1.5<|fU2/f|、|fU3/f|<4。
优选的,第一透镜G1的前表面顶点到第七透镜G7的距离为L,其与光学系统的焦距f,满足关系式:|L/f|<0.65。
优选的,光学系统的光学后截距BFL与光学系统的焦距f,满足关系式:|BFL/f|>1.1。
优选的,光学系统的半像高y’与光学系统的焦距f,满足关系式:|y’/f|<0.5。
优选的,第一透镜G1的折射率为n1,其折射率满足关系式:1.4<n1<1.6。
优选的,第二透镜G2的折射率为n2,其折射率n2满足关系式:1.75<n2<2.0。
优选的,第三透镜G3的焦距为fG3,第四透镜G4的焦距为fG4,其焦距fG3和fG4的比值满足关系式:1<|fG3/fG4|<2。
优选的,第五透镜G5的焦距为fG5,第六透镜G6的焦距为fG6,其焦距fG6和fG5的比值满足关系式:1<|fG6/fG5|<2。
优选的,第七透镜G7的折射率为n7,第八透镜G8的折射率为n8,其折射率n7和n8分别满足关系式:1.5<n7<1.70;1.70<n8<2.0。
优选的,第九透镜的焦距为fG9,其焦距fG9和f满足关系式:0.5<|fG9/f|<1.0。
在本实例中,光学系统的数据如下:
在本实例中,光学系统的焦距f为117mm,最大光圈为F#=3.8,第一胶合透镜组U1的焦距fU1=-150mm,第二胶合透镜组U2的焦距fU2=-223mm,第三胶合透镜组U3的焦距fU3=-204mm,第三透镜G3的焦距fG3=54.5mm,第四透镜G4的焦距fG4=-35.4mm,第五透镜G5的焦距fG5=-30.7mm,第六透镜G6的焦距fG6=43.9mm,第九透镜G9的焦距fG9=93.65mm,第一透镜G1的前表面顶点到第七透镜G7的距离L=75mm,光学后截距BFL=139.9mm,半像高y’=41mm。
各个关系式:|fU1/f|=1.28;|fU2/f|=1.90;|fU3/f|=1.74;
|fG3/fG4|=1.54;|fG6/fG5|=1.43;|fG9/f|=0.80;|L/f|=0.64;
|BFL/f|=1.19;|y’/f|=0.35
满足关系式:0.8<|fU1/f|<2;1.5<|fU2/f|、|fU3/f|<4;
|L/f|<0.65;|BFL/f|>1.1;|y’/f|<0.5;
1<|fG3/fG4|<2;1<|fG6/fG5|<2;0.5<|fG9/f|<1.0。
图2所示为本实施例的光学畸变图,全视场的光学畸变<0.02%,实现光学系统的低畸变成像。
本实用新型通过上述结构实现了焦距为117mm的低畸变大靶面镜头的光学系统,最大成像面为φ82mm,全视场光学畸变低于0.02%;本实用新型采用整组对焦方式,通光孔径也可灵活调节,能满足不同的应用需求。
上述说明示出并描述了本实用新型的若干优选实施方式,但如前所述,应当理解本实用新型并非局限于本文所披露的形式,不应看作是对其他实施方式的排除,而可用于各种其他组合、修改和环境,并能够在本文所述实用新型构想范围内,通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本实用新型的精神和范围,则都应在本实用新型所附权利要求的保护范围内。
Claims (10)
1.一种低畸变大靶面的镜头,其特征在于:包括机械系统及安装于所述机械系统内部的光学系统,所述光学系统包括由物方到像依次设置的具有正光焦度、弯月结构的第一透镜G1;具有正光焦度、弯月结构的第二透镜G2;具有正光焦度、弯月结构的第三透镜G3;具有负光焦度、弯月结构的第四透镜G4;具有负光焦度、双凹结构的第五透镜G5;具有正光焦度、双凸结构的第六透镜G6;具有负光焦度、弯月结构的第七透镜G7;具有正光焦度、弯月结构的第八透镜G8和具有正光焦度、弯月结构的第九透镜G9,
其中,所述第三透镜G3和第四透镜G4胶合形成具有负光焦度的第一胶合透镜组U1,所述第五透镜G5和第六透镜G6胶合形成具有正光焦度的第二胶合透镜组U2,所述第七透镜G7和第八透镜G8胶合形成具有正光焦度的第三胶合透镜组U3,
所述光学系统的焦距为f,所述第一胶合透镜组U1的焦距为fU1,所述第二胶合透镜组U2的焦距为fU2,所述第三胶合透镜组U3的焦距为fU3,它们分别满足关系式:0.8<|fU1/f|<2,1.5<|fU2/f|、|fU3/f|<4。
2.根据权利要求1所述的低畸变大靶面的镜头,其特征在于:所述第一透镜G1的前表面顶点到所述第七透镜G7的距离为L,其与光学系统的焦距f,满足关系式:|L/f|<0.65。
3.根据权利要求1所述的低畸变大靶面的镜头,其特征在于:所述光学系统的光学后截距BFL与光学系统的焦距f,满足关系式:|BFL/f|>1.1。
4.根据权利要求1所述的低畸变大靶面的镜头,其特征在于:所述光学系统的半像高y’与光学系统的焦距f,满足关系式:|y’/f|<0.5。
5.根据权利要求1所述的低畸变大靶面的镜头,其特征在于:所述第一透镜G1的折射率为n1,其折射率满足关系式:1.4<n1<1.6。
6.根据权利要求1所述的低畸变大靶面的镜头,其特征在于:所述第二透镜G2的折射率为n2,其折射率n2满足关系式:1.75<n2<2.0。
7.根据权利要求1所述的低畸变大靶面的镜头,其特征在于:所述第三透镜G3的焦距为fG3,所述第四透镜G4的焦距为fG4,其焦距fG3和fG4的比值满足关系式:1<|fG3/fG4|<2。
8.根据权利要求1所述的低畸变大靶面的镜头,其特征在于:所述第五透镜G5的焦距为fG5,所述第六透镜G6的焦距为fG6,其焦距fG6和fG5的比值满足关系式:1<|fG6/fG5|<2。
9.根据权利要求1所述的低畸变大靶面的镜头,其特征在于:所述第七透镜G7的折射率为n7,所述第八透镜G8的折射率为n8,其折射率n7和n8分别满足关系式:1.5<n7<1.70;1.70<n8<2.0。
10.根据权利要求1所述的低畸变大靶面的镜头,其特征在于:所述第九透镜的焦距为fG9,其焦距fG9和f满足关系式:0.5<|fG9/f|<1.0。
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