CN209746256U - 一种远心镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种远心镜头，属于光学器件技术领域，包括镜筒，从物面侧到像面侧，镜筒内依次设置有物侧透镜组、光阑和像侧透镜组，光阑位于物侧透镜组和像侧透镜组的焦点位置，远心镜头还包括同轴光源，同轴光源包括环形发光件，环形发光件套设于光阑上。本实用新型提出的远心镜头，通过将同轴光源设置在镜筒内部，与现有技术相比，能够避免半透半反镜对光照强度的削弱，提高对光线的利用率，进而使得光照强度得到提高，在同样的照明条件下，使得由物侧透镜返回来的光照强度提高150％，有利于提高成像效果。而且，能够避免光源的发热严重，影响远心镜头的正常工作。此外，与现有技术相比，镜筒上不需要额外开设通光孔，降低了镜筒的加工难度。

Description

一种远心镜头

技术领域

本实用新型涉及光学器件技术领域，尤其涉及一种远心镜头。

背景技术

远心镜头主要是为纠正传统工业镜头的视差而设计，它可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不变，这是对被测物不在同一物面上的情况非常重要的应用。

目前，远心镜头采用半透半反镜配合同轴光源，同轴光源设置在镜筒外部，通过镜筒上开设的通光孔伸入到镜筒内，这种方案导致半透半反镜会对光线有同时投射和反射的效果，使得可以采集的光线严重削弱，进而使得要清晰采集到图像必须要提高光源亮度，这会导致光源发热严重，难以长时间工作，影响远心镜头的正常工作。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种远心镜头，以实现提高对同轴光源发出光线的利用率，提高成像效果。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

一种远心镜头，包括镜筒，从物面侧到像面侧，所述镜筒内依次设置有物侧透镜组、光阑和像侧透镜组，所述光阑位于所述物侧透镜组和所述像侧透镜组的焦点位置，所述远心镜头还包括同轴光源，所述同轴光源包括环形发光件，所述环形发光件套设于所述光阑上。

进一步地，所述环形发光件包括环形电路板，所述环形电路板上沿其径向由内至外设置有多圈LED灯。

进一步地，所述同轴光源还包括匀光板，所述匀光板套设于所述光阑上，且位于所述环形发光件朝向所述物侧透镜组的一侧。

进一步地，所述远心镜头还包括设置于所述镜筒内的滤光筒，所述光阑设置于所述滤光筒内，所述环形发光件套设于所述滤光筒上。

进一步地，所述远心镜头还包括设置于所述镜筒内的通光筒，所述通光筒一端连通于所述滤光筒，另一端设置有所述像侧透镜组。

进一步地，所述通光筒包括第一锥台形筒和第二锥台形筒，所述第一锥台形筒的小径端连接于所述第二锥台形筒的小径端，所述第一锥台形筒的大径端向外延伸设置有第一安装槽，部分所述滤光筒位于所述第一安装槽内，所述第二锥台形筒的大径端向外延伸设置有第二安装槽，所述像侧透镜组设置于所述第二安装槽内。

进一步地，沿所述通光筒的轴线方向，所述通光筒的内壁沿设置有多个呈环形的阶梯结构，多个所述阶梯结构被配置为消除杂散光。

进一步地，所述物侧透镜组包括第一透镜和第二透镜，所述第一透镜和第二透镜均为凸透镜，所述第一透镜的球面和所述第二透镜的球面相抵接。

进一步地，所述像侧透镜组包括第三透镜和第四透镜，所述第三透镜和第四透镜均为凸透镜，所述第三透镜的球面和所述第四透镜的球面相抵接。

进一步地，所述镜筒包括相连接的第一镜筒和第二镜筒，所述第二镜筒内设置有所述像侧透镜组，所述第一镜筒远离所述第二镜筒的一端设置有所述物侧透镜组，所述光阑位于所述第一镜筒和所述第二镜筒的连接处。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提出的远心镜头，通过将同轴光源设置在镜筒内部，与现有技术相比，能够避免半透半反镜对光照强度的削弱，提高对光线的利用率，进而使得光照强度得到提高，在同样的照明条件下，使得由物侧透镜返回来的光照强度提高150％，有利于提高成像效果。而且，能够避免光源的发热严重，影响远心镜头的正常工作。此外，与现有技术相比，镜筒上不需要额外开设通光孔，降低了镜筒的加工难度。

附图说明

图1是本实用新型提供的远心镜头的剖视图；

图2是本实用新型提供的同轴光源的结构示意图；

图3是本实施例提供的通光筒的剖视。

图中：

11、第一镜筒；12、第二镜筒；13、滤光筒；14、通光筒；141、第一锥台形筒；1411、第一安装槽；142、第二锥台形筒；1421、第二安装槽；143、阶梯结构；

2、物侧透镜组；21、第一透镜；22、第二透镜；

3、同轴光源；31、环形发光件；311、环形电路板；312、LED灯；32、匀光板；

4、光阑；

5、像侧透镜组；51、第三透镜；52、第四透镜。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

图1为本实施例提供的远心镜头的剖视图。如图1所示，本实施例提供了一种远心镜头，该远心镜头包括镜筒，从物面侧到像面侧，镜筒内部依次设置有物侧透镜组2、光阑4和像侧透镜组5，光阑4位于物侧透镜组2和像侧透镜组5的焦点位置。远心镜头还包括同轴光源3，同轴光源3包括环形发光件31，环形发光件31套设于光阑4上，且环形发光件31的轴线与光阑4的轴线重合。由环形发光件31发出的光线经过物侧透镜组2后照射到物体上，随后由物体反射的光线经过物侧透镜2汇聚后穿过光阑4中心的通孔到达像侧透镜组5，像侧透镜组5将光线扩展至平行光进入到远心镜头内部，方便图像采集。

具体而言，镜筒包括相连接的第一镜筒11和第二镜筒12。其中，第一镜筒11包括相连接的第一部和第二部，第一部和第二部均为圆筒状结构，第一部的直径小于第二部的直径，第一部远离第二部的一端连接于第二镜筒12，第二部内设置有上述物侧透镜组2。第二镜筒12包括相连接的第三部和第四部，第三部为锥台形筒状结构，第四部为圆筒状结构，第四部连接于第三部和第一部之间，第四部的直径等于第一部的直径，第四部内设置有上述像侧透镜组5。光阑4位于第一镜筒11和第二镜筒12的连接处。

在本实施例中，物侧透镜组2包括两个透镜，分别为第一透镜21和第二透镜22，第一透镜21和第二透镜22均为凸透镜，第一透镜21的球面和第二透镜22的球面相抵接，且第二透镜22位于光阑4和第一透镜21之间。但是本实施例对物侧透镜组2所包括的透镜的数量不限于此，为了提高成像效果或成像的清晰度，物侧透镜组2可设置有两个以上的透镜，且透镜的类型(凸透镜或凸透镜)及布置方式根据实际需要进行选择。

如图1所示，由物面侧指向像面侧，第二镜筒12内依次设置有滤光筒13和通光筒14，滤光筒13连接于通光筒14。其中，滤光筒13内设置有上述光阑4，环形发光件31套设在滤光筒13上。光阑4的主要作用是阻挡由物侧透镜组2返回的光线的中的杂散光，提高成像效果，光阑4为现有技术中比较常见的结构，在此不再赘述，将光阑4设置于滤光筒13内，能够减少经物体反射后通过光阑4的杂散光。图2为本实施例提供的同轴光源的结构示意图。如图2所示，同轴光源3包括上述环形发光件31和匀光板32，其中，环形发光件31包括环形电路板311，环形电路板311套设于滤光筒13上，环形电路板311上沿其径向由内向外设置有多圈LED灯312，在本实施例中，环形电路板311上设置有三圈LED灯312，第一圈具有十三个LED灯312，第二圈具有十七个LED灯312，第三圈具有二十三个LED灯312，能够提高同轴光源3发出的光线的同轴度，使得光线的分布更加均匀。但是本实施例对LED灯312的布置方式不限于此，LED灯312的布置方式可根据实际需要进行选择，比如环形电路板311上设置有四圈或更多圈的LED灯312，且每一圈中相邻的两个LED灯312之间的间隔根据实际需要进行设置。匀光板32套设于滤光筒13上，且设置于环形发光件31朝向物方透镜组2的一侧，利用均匀分散的微米级粒子的光散射效应，将线光源或点光源转变为面光源，使得光线的分布更加均匀，匀光板32为现有技术中的常见结构，在此不再赘述。

图3为本实施例提供的通光筒的剖视图。如图3所示，通光筒14包括第一锥台形筒141和第二锥台形筒142，在通光筒14的轴线方向上，第一锥台形筒141的长度小于第二锥台形筒142的长度，第一锥台形筒141的小径端连接于第二锥台形筒142的小径端，第一锥形筒141的大径端向外延伸设置有第一安装槽1411，部分滤光筒13伸入到第一安装槽1411内，使得滤光筒13连通于第一锥台形筒141，通过光阑4的光线能够完全进入到通光筒14内，提高成像效果。第二锥形筒142的大径端向外延伸设置有第二安装槽1421，像侧透镜组5设置于第二安装槽1421内。在本实施中，构成通光筒14的第一锥台形筒141和第二锥台形筒142一体加工成型，当然在其他实施例中，第一锥台形筒141和第二锥台形筒142还可分体设置。

此外，为了进一步提高成像效果，沿通光筒14的轴线方向，第一锥台形筒141和第二锥台形筒142的内壁上均设置有多个呈环形的阶梯结构143，阶梯结构143能够对进入到通光筒14内的光线中的杂散光进行削弱，消除杂散光对成像效果的影响。具体而言，第一锥台形筒141和第二锥台形筒142内壁上的多个阶梯结构143能够对进入到通光筒14内的杂散光进行多次反射，从而使得杂散光被不断削弱直至消除。上述光阑4及第一锥台形筒141和第二锥台形筒142内壁上的阶梯结构143相互配合，对物体返回到镜筒内的光线中的杂散光进行阻挡和削弱，避免杂散光进入到像侧透镜组5，提高成像效果。

另外，在本实施例中，上述像侧透镜组5同样包括两个透镜，分别为第三透镜51和第四透镜52，第三透镜51和第四透镜52均为凸透镜，第三透镜51的球面和第四透镜52的球面相抵接，且第三透镜51位于第四透镜52和光阑4之间。但是本实施例对像侧透镜组5所包括的透镜的数量不限于此，为了提高成像效果或成像的清晰度，像侧透镜组5可设置有两个以上的透镜，且透镜类型(凸透镜或凹透镜)及布置方式根据实际需要进行选择。

综上，通过将同轴光源3设置在镜筒内部，与现有技术相比，能够避免半透半反镜对光照强度的削弱，提高对光线的利用率，进而使得光照强度得到提高，在同样的照明条件下，使得由物侧透镜组2返回来的光照强度提高150％，有利于提高成像效果。而且，能够避免同轴光源3发热严重的问题，保证远心镜头能够长时间正常工作。此外，与现有技术相比，镜筒上不需要额外开设通光孔，降低了镜筒的加工难度。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种远心镜头，包括镜筒，其特征在于，从物面侧到像面侧，所述镜筒内依次设置有物侧透镜组(2)、光阑(4)和像侧透镜组(5)，所述光阑(4)位于所述物侧透镜组(2)和所述像侧透镜组(5)的焦点位置，所述远心镜头还包括同轴光源(3)，所述同轴光源(3)包括环形发光件(31)，所述环形发光件(31)套设于所述光阑(4)上。

2.根据权利要求1所述的远心镜头，其特征在于，所述环形发光件(31)包括环形电路板(311)，所述环形电路板(311)上沿其径向由内至外设置有多圈LED灯(312)。

3.根据权利要求1所述的远心镜头，其特征在于，所述同轴光源(3)还包括匀光板(32)，所述匀光板(32)套设于所述光阑(4)上，且位于所述环形发光件(31)朝向所述物侧透镜组(2)的一侧。

4.根据权利要求1所述的远心镜头，其特征在于，所述远心镜头还包括设置于所述镜筒内的滤光筒(13)，所述光阑(4)设置于所述滤光筒(13)内，所述环形发光件(31)套设于所述滤光筒(13)上。

5.根据权利要求4所述的远心镜头，其特征在于，所述远心镜头还包括设置于所述镜筒内的通光筒(14)，所述通光筒(14)一端连通于所述滤光筒(13)，另一端设置有所述像侧透镜组(5)。

6.根据权利要求5所述的远心镜头，其特征在于，所述通光筒(14)包括第一锥台形筒(141)和第二锥台形筒(142)，所述第一锥台形筒(141)的小径端连接于所述第二锥台形筒(142)的小径端，所述第一锥台形筒(141)的大径端向外延伸设置有第一安装槽(1411)，部分所述滤光筒(13)位于所述第一安装槽(1411)内，所述第二锥台形筒(142)的大径端向外延伸设置有第二安装槽(1421)，所述像侧透镜组(5)设置于所述第二安装槽(1421)内。

7.根据权利要求6所述的远心镜头，其特征在于，沿所述通光筒(14)的轴线方向，所述通光筒(14)的内壁沿设置有多个呈环形的阶梯结构(143)，多个所述阶梯结构(143)被配置为消除杂散光。

8.根据权利要求1所述的远心镜头，其特征在于，所述物侧透镜组(2)包括第一透镜(21)和第二透镜(22)，所述第一透镜(21)和第二透镜(22)均为凸透镜，所述第一透镜(21)的球面和所述第二透镜(22)的球面相抵接。

9.根据权利要求1所述的远心镜头，其特征在于，所述像侧透镜组(5)包括第三透镜(51)和第四透镜(52)，所述第三透镜(51)和第四透镜(52)均为凸透镜，所述第三透镜(51)的球面和所述第四透镜(52)的球面相抵接。

10.根据权利要求1所述的远心镜头，其特征在于，所述镜筒包括相连接的第一镜筒(11)和第二镜筒(12)，所述第二镜筒(12)内设置有所述像侧透镜组(5)，所述第一镜筒(11)远离所述第二镜筒(12)的一端设置有所述物侧透镜组(2)，所述光阑(4)位于所述第一镜筒(11)和所述第二镜筒(12)的连接处。