CN212379630U

CN212379630U - 一种大通光长焦距高清定焦镜头

Info

Publication number: CN212379630U
Application number: CN202020786796.9U
Authority: CN
Inventors: 魏雄斌; 李俊攀; 叶其安
Original assignee: Fujian Forecam Tiantong Optics Co Ltd
Current assignee: Fujian Forecam Tiantong Optics Co Ltd
Priority date: 2020-05-13
Filing date: 2020-05-13
Publication date: 2021-01-19
Anticipated expiration: 2030-05-13

Abstract

本实用新型涉及一种大通光长焦距高清定焦镜头，包括镜筒和设置在主镜筒内的光学系统，所述光学系统从物侧面到像侧面依次包含透镜组A、光阑、以及透镜组B，所述透镜组A依次包含第一正弯月透镜、第二双凸透镜和第三双凹透镜相接合的胶合组A、第四双凸透镜和第五双凹透镜相接合的胶合组B；所述透镜组B依次包含第六正弯月透镜、第七正弯月透镜。本实用新型利用五组七片球面玻璃镜片的组合，实现了光学系统大通光、长焦距、低畸变、高分辨率的特点，满足了机器视觉系统上大通光、高分辨率的应用需求。

Description

一种大通光长焦距高清定焦镜头

技术领域：

本实用新型涉及一种大通光长焦距高清定焦镜头。

背景技术：

随着太阳能应用的不断扩大，光伏产业正日益成为爆炸式发展的行业。这也促使国家对太阳能电池生产、太阳能电池组件生产等相关太阳能工业自动化生产提出了更高的要求；未来正逐步应用机器视觉检测来替代过往的人工肉眼检测，那么设计一款大通光、低畸变、高分辨率要求的光学镜头，将变得很有意义。

实用新型内容：

本实用新型的目的是为光伏行业工业检测提供一种大通光长焦距高清定焦镜头，设计合理，具有大通光、长焦距、低畸变、高分辨率。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种大通光长焦距高清定焦镜头，包括镜筒和设置在主镜筒内的光学系统，所述光学系统从物侧面到像侧面依次包含透镜组A、光阑、以及透镜组B，所述透镜组A依次包含第一正弯月透镜、第二双凸透镜和第三双凹透镜相接合的胶合组A、第四双凸透镜和第五双凹透镜相接合的胶合组B；所述透镜组B依次包含第六正弯月透镜、第七正弯月透镜。

进一步的，所述透镜组A与光阑之间的空气距为7.919mm，所述光阑与透镜组B之间的空气距为6.644mm。

进一步的，所述透镜组A中，第一正弯月透镜与胶合组A之间的空气距为0.2mm，所述胶合组A与胶合组B之间的空气距为0.8mm。

进一步的，所述透镜组B中，第六正弯月透镜与第七正弯月透镜之间的空气距变化量为2.73mm至15.03mm。

进一步的，还包括设于透镜组B靠近像侧面一侧的sensor面，所述第七正弯月透镜与sensor面之间的空气距为15.056mm。

进一步的，所述镜筒包括前镜筒、螺接在前镜筒后端外周的后镜筒、套设在后镜筒外侧的主镜筒以及固联在主镜筒后端的成像镜座，所述第一正弯月透镜、第二双凸透镜和第三双凹透镜相接合的胶合组A、第四双凸透镜和第五双凹透镜相接合的胶合组B设置在前镜筒内；所述光阑固定在后镜筒的前端内侧，所述第六正弯月透镜设置在后镜筒内；所述第七正弯月透镜设置在成像镜座内。

进一步的，所述前镜筒的前端内侧螺接有前压盖，所述前压盖承靠在第一正弯月透镜的左面上，所述第一正弯月透镜与胶合组A之间设有隔圈A，隔圈A的内径设计为阶梯式承靠；所述胶合组A与胶合组B之间设有隔圈B；所述后镜筒的后端螺接有中压盖，所述中压盖承靠在第六正弯月透镜的右面上，所述第六正弯月透镜通过左侧凸面与后镜筒内侧直角相抵接进行承靠，第六正弯月透镜的抵接左侧还设计了阶梯式消光纹；所述后镜筒的前端内侧还设有光阑承靠面，光阑通过两颗光阑紧固螺钉锁附固定于后镜筒前端内侧；所述第七正弯月透镜通过左侧凸面与成像底座内侧直角相抵接进行承靠，所述成像底座的后端螺接有后压盖，所述后压盖承靠在第七正弯月透镜的右面上。

进一步的，还包括一体调焦环和光阑调节环，所述一体调焦环套设在前镜筒的外侧且后端伸入到主镜筒与后镜筒之间，所述主镜筒的前端内侧设有单线内螺纹，并通过单线内螺纹与一体调焦环后端外周的单线外螺纹相互配合并进行传动；所述一体调焦环的后端内侧设有多线内螺纹，并通过多线内螺纹与后镜筒前端外周的多线外螺纹相互配合进行传动；所述主镜筒的后端外周设有用以限制光阑开合的极限的光阑限位槽，所述光阑调节环套设在主镜筒的后端外侧，光阑调节环的侧壁沿径向螺接有光杆螺钉，所述光杆螺钉穿过主镜筒后端外周的光阑限位槽并嵌入光阑柄形成槽中。

进一步的，所述主镜筒的后端外周设有行程限位槽，后镜筒通过一颗铜导钉将后镜筒限位在轴向方向上消除了圆周自由度；所述主镜筒前端外周还设计了M2螺纹孔，当调焦完毕后，经由镜座紧固螺钉锁附在主镜筒外周，并作用在一体调焦环，从而将后镜筒固定；所述光阑调节环的外周还设计了M2螺纹孔，当光阑调节完毕后，经由光阑紧固螺钉锁附在光阑外周，并作用在主镜筒上，从而将光阑紧固锁紧。

与现有技术相比，本实用新型具有以下效果：（1）本实用新型利用五组七片球面玻璃镜片的组合，实现了光学系统大通光、长焦距、低畸变、高分辨率的特点，满足了机器视觉系统上大通光、高分辨率的应用需求；（2）该镜头机械传动结构采用多线螺纹传动，其结构简单、连接可靠、装拆方便，不仅能有效的较小摩擦力，还提高了机械传递动力和运动。

附图说明：

图1是本实用新型实施例中光学系统调焦前的构造示意图；

图2是本实用新型实施例中光学系统调焦后的构造示意图；

图3是本实用新型实施例的结构示意图；

图4是本实用新型实施例中的MTF曲线图；

图5是本实用新型实施例中的畸变变化曲线图。

图中：

1-第一正弯月透镜；2-第二双凸透镜；3-第三双凹透镜；4-第四双凸透镜；5-第五双凹透镜；6-前压盖；7-隔圈A；8-隔圈B；9-多线螺纹；10-光阑；11-光杆螺钉；12-光阑限位槽；13-光阑柄；14-成像底座；15-沉头螺钉；16-中压盖；17-第六正弯月透镜；18-第七正弯月透镜；19-后压盖；20-英制螺纹接口；21-铜导钉；22-光阑调节环；23-行程限位槽；24-光圈螺钉；25-光阑紧固螺钉；26-调焦螺钉；27-主镜筒；28-后镜筒；29-镜筒紧固螺钉；30-一体调焦环；31-前镜筒；32-sensor面。

具体实施方式:

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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，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。

如图1～5所示，本实用新型一种大通光长焦距高清定焦镜头，旨在为光伏行业工业检测提供一种大通光、长焦距、低畸变、高分辨率要求的光学镜头，并能与市场主流的高分辨率芯片相匹配，其结构主要包括镜筒和设置在主镜筒内的光学系统，该光学系统由五组七片镜片组成，所述光学系统从物侧面到像侧面依次包含透镜组A、光阑10、透镜组B以及sensor面，所述透镜组A依次包含第一正弯月透镜1、第二双凸透镜2和第三双凹透镜3相接合的胶合组A、第四双凸透镜4和第五双凹透镜5相接合的胶合组B；所述透镜组B依次包含第六正弯月透镜17、第七正弯月透镜18。该镜头利用五组七片球面玻璃镜片的组合，实现了光学系统大通光、长焦距、低畸变、高分辨率的特点，满足了机器视觉系统上大通光、高分辨率的应用需求；所述光阑是用于限制光学系统中的光束，主要用于调节通过的光束的强弱；所述Sensor面是用于接收物侧面到像侧面方向的光线，并将光线按一定规律变换成为电信号。

本实施例中，所述透镜组A与光阑10之间的空气距为7.919mm，所述光阑10与透镜组B之间的空气距为6.644mm。

本实施例中，所述透镜组A中，第一正弯月透镜1与胶合组A之间的空气距为0.2mm，所述胶合组A与胶合组B之间的空气距为0.8mm。

本实施例中，所述透镜组B中，第六正弯月透镜17与第七正弯月透镜18之间的空气距变化量为2.73mm至15.03mm。

本实施例中，所述第七正弯月透镜18与sensor面32之间的空气距为15.056mm。

本实施例中，各镜片的参数如下表所示：

该镜头实现的技术指标如下：

①焦距：75mm；②对焦范围：800mm-∞mm；③畸变：＜-0.1%；④FNO：F2.0；

⑤分辨率：＞10MP。

本实用新型的优点在于：该光学系统通过利用五组七片球面玻璃镜片的组合，并经过合理的优化，严格降低光学畸变、校正了光学像散，从而实现无穷远物距镜头成像的中心MTF，150lp/mm≥0.5；边缘MTF，150lp/mm≥0.35（如图4）；实现了800mm物距高达10MP的分辨率；且光学畸变小于-0.1%（如图5），达到光伏行业工业检测对镜头低畸变、高分辨率的要求。

本实施例中，所述镜筒包括前镜筒31、螺接在前镜筒31后端外周的后镜筒28、套设在后镜筒28外侧的主镜筒27以及固联在主镜筒后端的成像镜座14，所述第一正弯月透镜1、第二双凸透镜2和第三双凹透镜3相接合的胶合组A、第四双凸透镜4和第五双凹透镜5相接合的胶合组B设置在前镜筒31内；所述光阑10固定在后镜筒28的前端内侧，所述第六正弯月透镜17设置在后镜筒28内；所述第七正弯月透镜18设置在成像镜座14内，所述成像镜座14的后端外周设有目前市场工业相机主流的英制螺纹接口20，从而提升了镜头通用性。

本实施例中，所述前镜筒31用于放置透镜组A、前压盖6、隔圈A7和隔圈B8。为了保证透镜组A中各镜片的空气距，因而设计了不同外形、不同尺寸的隔圈，其中隔圈B8用于保证胶合组A与胶合组B之间的空气距，并将胶合组A承靠设计为平面承靠，进一步提升了装配稳定性；而隔圈A7用于保证第一正弯月透镜1与胶合组A之间的空气距，并将隔圈A7内径设计为阶梯式承靠，不仅提升了的镜片配合的可靠性，还对物侧面入射光线中的无效光线起到消除作用，进一步提升了成像质量。前镜筒31的前端内侧还设有前压盖6，前压盖6通过0.5mm螺距螺牙与前镜筒31前端内侧螺纹相配合并将前压盖6锁附到底，承靠在第一正弯月透镜1的左面上，从而保证了透镜组A中的五枚镜片与前镜座内径的同轴度及可靠性。

本实施例中，所述后镜筒28用于放置光阑10，后镜筒28的后端内侧用于放置透镜组B中的第六正弯月透镜17和中压盖16。其中，第六正弯月透镜17通过左侧凸面与后镜筒28内侧直角相抵接进行承靠，第六正弯月透镜17镜片的抵接左侧还设计了阶梯式消光纹，并通过高精度车床一次加工完成，不仅有效保证了镜片装配的同轴度，还阻挡了无效光线从而消除杂光对镜头成像的影响。中压盖16与后镜筒28通过螺纹进行螺接，保证了第六正弯月透镜17装配的稳定性；进一步的，后镜筒28的前端内侧还设计了光阑承靠面，光阑10通过两颗光阑紧固螺钉25锁附固定于后镜筒28的前端内侧。为了保证透镜组A与透镜组B之间的空气距，将后镜筒28前端内侧通过螺纹与前镜筒31外周后端螺纹相互螺接，并最终通过镜筒紧固螺钉29形成一体结构。

本实施例中，所述成像底座14用于放置透镜组B中的第七正弯月透镜18和后压盖19，所述成像底座14的镜片承靠面以及内、外螺纹通过车床一次加工成型，保证了机械零部件的同轴度和平面度。第七正弯月透镜18通过左侧凸面与成像底座14内侧直角相抵接进行承靠，从而保证了镜片装配的稳定性；设计后压盖19与成像底座14通过螺纹进行螺接，使得镜片配合更加紧密，保证第七正弯月透镜18装配的可靠性。进一步的的，为了保证光学后焦保持不变以及实现光学半组调焦方式，在成像底座14后侧部设计了沉头螺孔，并通过沉头螺钉15将成像底座锁紧固定于主镜筒27的后端。

本实施例中，主镜筒27用于承接一体调焦环30、前、后镜筒、光阑调节环22以及成像底座14。所述主镜筒27的前端内侧设计了单线内螺纹，并通过单线内螺纹与一体调焦环30后端外周单线外螺纹相互配合并进行传动。所述一体调焦环30后端内侧采用多线螺纹9传动结构，并通过内侧多线螺纹9与后镜筒28前端外周多线螺纹9进行配合传动，当沿圆周方向调节一体调焦环30时，通过多线螺纹9传动带动前、后镜筒做轴向运动调焦。进一步的，主镜筒27的后端外周设计了一个行程限位槽23，后镜筒28通过一颗铜导钉21将后镜筒28限位在轴向方向上消除了圆周自由度，从而避免镜头调焦时光学系统沿光轴发生圆周转动。进一步的，主镜筒27前端外周还设计了M2螺纹孔，当调焦完毕后，将镜筒紧固螺钉29锁附在主镜筒27外周，并作用在一体调焦环30，从而将后镜筒28固定。

本实施例中，主镜筒27后端外周还设计了光阑限位槽12，用以限制光阑10开合的极限使用；为使得光阑10达到光学系统开合的要求，设计了光阑调节环22，光阑调节环22可转动的套设在主镜筒27的后端外侧，光阑调节环22的侧壁沿径向螺接有光杆螺钉11，光杆螺钉11通过螺纹锁附在光阑调节环22外周并穿过主镜筒27后端外周的光阑限位槽12嵌入光阑柄13形成槽中，当光阑调节环22进行圆周运动时，从而带动光杆螺钉11与光阑柄13联动，达到使用效果；进一步的光阑调节环22外周还设计了M2螺纹孔，当光阑10调节完毕后，将光阑紧固螺钉25锁附在光阑10外周，并作用在主镜筒27上，从而将光阑10紧固锁紧。

该镜筒机械传动结构采用多线螺纹传动，其结构简单、连接可靠、装拆方便，不仅能有效的较小摩擦力，还提高了机械传递动力和运动。

本实用新型如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构(例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。

另外，上述本实用新型公开的任一技术方案中所应用的用于表示位置关系或形状的术语除另有声明外其含义包括与其近似、类似或接近的状态或形状。

本实用新型提供的任一部件既可以是由多个单独的组成部分组装而成，也可以为一体成形工艺制造出来的单独部件。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本实用新型的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本实用新型技术方案的精神，其均应涵盖在本实用新型请求保护的技术方案范围当中。

Claims

1.一种大通光长焦距高清定焦镜头，其特征在于：包括镜筒和设置在主镜筒内的光学系统，所述光学系统从物侧面到像侧面依次包含透镜组A、光阑、以及透镜组B，所述透镜组A依次包含第一正弯月透镜、第二双凸透镜和第三双凹透镜相接合的胶合组A、第四双凸透镜和第五双凹透镜相接合的胶合组B；所述透镜组B依次包含第六正弯月透镜、第七正弯月透镜。

2.根据权利要求1所述的一种大通光长焦距高清定焦镜头，其特征在于：所述透镜组A与光阑之间的空气距为7.919mm，所述光阑与透镜组B之间的空气距为6.644mm。

3.根据权利要求1或2所述的一种大通光长焦距高清定焦镜头，其特征在于：所述透镜组A中，第一正弯月透镜与胶合组A之间的空气距为0.2mm，所述胶合组A与胶合组B之间的空气距为0.8mm。

4.根据权利要求1或2所述的一种大通光长焦距高清定焦镜头，其特征在于：所述透镜组B中，第六正弯月透镜与第七正弯月透镜之间的空气距变化量为2.73mm至15.03mm。

5.根据权利要求1所述的一种大通光长焦距高清定焦镜头，其特征在于：还包括设于透镜组B靠近像侧面一侧的sensor面，所述第七正弯月透镜与sensor面之间的空气距为15.056mm。

6.根据权利要求1所述的一种大通光长焦距高清定焦镜头，其特征在于：所述镜筒包括前镜筒、螺接在前镜筒后端外周的后镜筒、套设在后镜筒外侧的主镜筒以及固联在主镜筒后端的成像镜座，所述第一正弯月透镜、第二双凸透镜和第三双凹透镜相接合的胶合组A、第四双凸透镜和第五双凹透镜相接合的胶合组B设置在前镜筒内；所述光阑固定在后镜筒的前端内侧，所述第六正弯月透镜设置在后镜筒内；所述第七正弯月透镜设置在成像镜座内。

7.根据权利要求6所述的一种大通光长焦距高清定焦镜头，其特征在于：所述前镜筒的前端内侧螺接有前压盖，所述前压盖承靠在第一正弯月透镜的左面上，所述第一正弯月透镜与胶合组A之间设有隔圈A，隔圈A的内径设计为阶梯式承靠；所述胶合组A与胶合组B之间设有隔圈B；所述后镜筒的后端螺接有中压盖，所述中压盖承靠在第六正弯月透镜的右面上，所述第六正弯月透镜通过左侧凸面与后镜筒内侧直角相抵接进行承靠，第六正弯月透镜的抵接左侧还设计了阶梯式消光纹；所述后镜筒的前端内侧还设有光阑承靠面，光阑通过两颗光阑紧固螺钉锁附固定于后镜筒前端内侧；所述第七正弯月透镜通过左侧凸面与成像底座内侧直角相抵接进行承靠，所述成像底座的后端螺接有后压盖，所述后压盖承靠在第七正弯月透镜的右面上。

8.根据权利要求6所述的一种大通光长焦距高清定焦镜头，其特征在于：还包括一体调焦环和光阑调节环，所述一体调焦环套设在前镜筒的外侧且后端伸入到主镜筒与后镜筒之间，所述主镜筒的前端内侧设有单线内螺纹，并通过单线内螺纹与一体调焦环后端外周的单线外螺纹相互配合并进行传动；所述一体调焦环的后端内侧设有多线内螺纹，并通过多线内螺纹与后镜筒前端外周的多线外螺纹相互配合进行传动；所述主镜筒的后端外周设有用以限制光阑开合的极限的光阑限位槽，所述光阑调节环套设在主镜筒的后端外侧，光阑调节环的侧壁沿径向螺接有光杆螺钉，所述光杆螺钉穿过主镜筒后端外周的光阑限位槽并嵌入光阑柄形成槽中。

9.根据权利要求8所述的一种大通光长焦距高清定焦镜头，其特征在于：所述主镜筒的后端外周设有行程限位槽，后镜筒通过一颗铜导钉将后镜筒限位在轴向方向上消除了圆周自由度；所述主镜筒前端外周还设计了M2螺纹孔，当调焦完毕后，经由镜座紧固螺钉锁附在主镜筒外周，并作用在一体调焦环，从而将后镜筒固定；所述光阑调节环的外周还设计了M2螺纹孔，当光阑调节完毕后，经由光阑紧固螺钉锁附在光阑外周，并作用在主镜筒上，从而将光阑紧固锁紧。