CN212675265U - 一种同轴远心镜头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种同轴远心镜头，包含具有正光焦度的第一透镜，物侧面为凸面，包括第一球面和第二球面；具有正光焦度的第二透镜，物侧面为凸面，包括第三球面和第四球面；具有负光焦度的第三透镜，物侧面为凹面，包括第五球面和第六球面；具有正光焦度的第四透镜，物侧面为凸面，包括第七球面和第八球面；具有正光焦度的第五透镜，物侧面为凸面，包括第九球面和第十球面；具有负光焦度的第六透镜，物侧面为凹面,包括第十一球面和第十二球面；具有正光焦度的第七透镜，其物侧面为凸面，包括第十三球面和第十四球面,第二透镜、第三透镜、第四透镜组成三胶合镜片，第五透镜、第六透镜组成双胶合镜片。本实用新型成像效果好、可复消色差。
Description
技术领域
本实用新型涉及工业镜头应用技术领域，具体来说，涉及一种同轴远心镜头。
背景技术
目前，工业检测需求越来越高,采用的彩色工业相机应用越来越广,检测的物体需要很好的色彩还原度,结合算法才能得出精确的结果,还有一些WRGB即白光和红绿蓝三色共焦的特殊使用需求,对工业成像镜头提出了严格的要求, 以前只针对黑白相机应用的成像镜头已经不能很好适用。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种同轴远心镜头修正各种像差、成像效果好、镜片数量少、性价比高、实现复消色差功能的物方远心镜头。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种同轴远心镜头，同轴远心镜头由物面至像面依序包含：
具有正光焦度的第一透镜，其物侧面为凸面，包括第一球面凸面和第二球面凸面；
具有正光焦度的第二透镜，其物侧面为凸面，包括第三球面凸面和第四球面凸面；
具有负光焦度的第三透镜，其物侧面为凹面，包括第五球面凹面和第六球面凹面；
具有正光焦度的第四透镜，其物侧面为凸面，包括第七球面凸面和第八球面凹面；
具有正光焦度的第五透镜，其物侧面为凸面，包括第九球面凸面和第十球面凸面或平面；
具有负光焦度的第六透镜，其物侧面为凹面,包括第十一球面凹面和第十二球面凹面；
具有正光焦度的第七透镜，其物侧面为凸面，包括第十三球面凸面和第十四球面凸面；
其中，第二透镜的第四球面和第三透镜的第五球面胶合,第三透镜的第六球面和第四透镜的第七球面胶合,即第二透镜、第三透镜、第四透镜组成三胶合镜片；
其中,第五透镜的第十球面和第六透镜的第十一球面胶合,即第五透镜、第六透镜组成双胶合镜片。
进一步的，所述同轴远心镜头内设置有分光棱镜,所述分光棱镜紧靠光阑,并位于物侧一方。
进一步的，所述第一透镜、第二透镜至少有一片满足:1.45<n<1.6，62< λ<95,其中n为透镜玻璃的折射率，λ为透镜玻璃的阿贝数。
进一步的，所述同轴远心镜头中最靠近光阑像侧的正透镜满足:1.45<n<1.6，62<λ<95,其中n为玻璃的折射率，λ为玻璃的阿贝数。
进一步的，所述同轴远心镜头靠近光阑物侧面的正光焦透镜满足： 1.75<n<1.95，15<λ<35,其中n为玻璃的折射率，λ为玻璃的阿贝数。
进一步的，所述同轴远心镜头为共轭成像系统,满足0.8<L2/L1<2,其中 L1为物面到系统光阑的距离,L2为光阑到像面的距离。
进一步的，所述同轴远心镜头满足1.7<f1/H<2.8,其中f1为第一透镜的焦点距离，H为像面大小。
进一步的，所述同轴远心镜头满足0.5<f1/f0<1,其中f1为第一透镜的焦点距离,f0为前组即光阑前所有镜片的组合焦距。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型提供的一种同轴远心镜头可修正各种像差、成像效果好、镜片数量少、性价比高、达到了复消色差的目的。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本实用新型实施例的一种同轴远心镜头的结构示意图。
图2是根据本实用新型实施例的轴上色差曲线图。
图3是根据本实用新型实施例的一种同轴远心镜头的象散曲线图。
图4是根据本实用新型实施例的畸变曲线图。
图5是根据本实用新型实施例的倍率色差曲线图。
图6是根据本实用新型实施例的MTF VS Field图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对实用新型做出进一步的描述：
请参阅图1-6，根据本实用新型实施例的一种同轴远心镜头,同轴远心镜头由物面0至像面10依序包含：
具有正光焦度的第一透镜1，其物侧面为凸面，包括第一球面凸面和第二球面凸面；
具有正光焦度的第二透镜2，其物侧面为凸面，包括第三球面凸面和第四球面凸面；
具有负光焦度的第三透镜3，其物侧面为凹面，包括第五球面凹面和第六球面凹面；
具有正光焦度的第四透镜4，其物侧面为凸面，包括第七球面凸面和第八球面凹面；
具有正光焦度的第五透镜5，其物侧面为凸面，包括第九球面凸面和第十球面凸面或平面；
具有负光焦度的第六透镜6,其物侧面为凹面,包括第十一球面(凹面)和第十二球面(凹面)；
具有正光焦度的第七透镜7，其物侧面为凸面，包括第十三球面凸面和第十四球面凸面；
其中，第二透镜2的第四球面和第三透镜3的第五球面胶合,第三透镜3 的第六球面和第四透镜4的第七球面胶合,即第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4组成三胶合镜片，该系统采用了一片三胶合镜片,有效地缩减了系统整体长度,并很好的抑制了系统的轴向色差,以达到复消色差的目的；
其中,第五透镜5的第十球面和第六透镜6的第十一球面胶合,即第五透镜5、第六透镜6组成双胶合镜片。
通过本实用新型的上述方案，所述同轴远心镜头内设置有分光棱镜8,所述分光棱镜8紧靠光阑9,并位于物侧一方，此位置利于使用更小的分光棱镜8, 节省成本,缩减系统长度体积,同时可以减少光源照射在分光棱镜8上的多余杂光直接射在像面10上。
通过本实用新型的上述方案，所述第一透镜1、第二透镜2至少有一片满足:1.45<n<1.6，62<λ<95,其中n为透镜玻璃的折射率，λ为透镜玻璃的阿贝数，可有效减少色差。
通过本实用新型的上述方案，所述同轴远心镜头中最靠近光阑9像侧的正透镜满足:1.45<n<1.6，62<λ<95,其中n为玻璃的折射率，λ为玻璃的阿贝数，可有效减少色差。
通过本实用新型的上述方案，为了有效缩减体积,系统引入了高折射率镜片，同轴远心镜头靠近光阑9物侧面的正光焦透镜满足：1.75<n<1.95，15< λ<35,其中n为玻璃的折射率，λ为玻璃的阿贝数。
通过本实用新型的上述方案，所述同轴远心镜头为共轭成像系统,满足 0.8<L2/L1<2,其中L1为物面到系统光阑9的距离,L2为光阑9到像面10的距离。
通过本实用新型的上述方案，所述同轴远心镜头满足1.7<f1/H<2.8,其中 f1为第一透镜的焦点距离，H为像面10大小。
通过本实用新型的上述方案，所述同轴远心镜头满足0.5<f1/f0<1,其中f1为第一透镜的焦点距离,f0为前组即光阑9前所有镜片的组合焦距。
图2为本实用新型实施例远心镜头的轴上色差图，轴上色差图表示不同波段在不同的光瞳带偏离理想像面位置的程度。横轴表示偏移量，纵轴表示归一化的光瞳带。主要看0.707瞳带附近的所有波长最小的偏移量，如本图中，在 0.8瞳带相距最远的435.8nm和656.3nm的波长横轴距离约为0.02mm,而对于传统普通消色差的类似规格镜头,该值往往会大于0.1mm,故本实用新型该项光学性能有比较大的优势。
图3为本实用新型实施例远心镜头的象散曲线图。像散图表示设计子午和弧矢方向的像场与理想像场的偏移程度。横轴表示偏移量，纵轴表示半像高。如图系统在整个视场范围内像场偏移在0.2以内，子午和弧矢曲线最大偏离在 0.1左右。
图4为本实用新型实施例远心镜头的畸变曲线图。畸变图表示实际像高和理想像高的差别。横轴表示畸变百分比，纵轴表示半像高。从图中可见该系统的畸变在0.02％以内，可以说几乎适合用于所有高精度的工业检测需求。
图5为本实用新型实施例远心镜头的倍率色差曲线图。从该图来看系统整个视场最大在7微米左右。
图6为本实用新型实施例所述远心镜头的MTF vs Field曲线图，横轴表示光学系统的归一化相对像高，纵坐标表示系统的对比度，以模量传递函数表示，数值从0到1，越高表示对比度越高.图中可知，在80lp/mm时，全视场基本达到 0.35以上。
| 表面类型 | 曲率半径 | 厚度 | 材料 | 有效半口径 |
| 物面 | 无穷 | 112.5 | 17.81 | |
| 第一球面 | 94.98 | 5.2 | 1.76/52.33 | 18.5 |
| 第二球面 | -94.98 | 17.44 | 18.5 | |
| 第三球面 | 29.1 | 6.5 | 1.49/70.42 | 13 |
| 第四(五)球面 | -38.34 | 1.4 | 1.72/29.51 | 13 |
| 第六(七)球面 | 14.24 | 6.03 | 1.92/20.88 | 11 |
| 第八球面 | 20.9 | 22.66 | 9.5 | |
| 棱镜面一 | 无穷 | 15 | 1.52/64.21 | 7.5 |
| 棱镜面二 | 无穷 | 3 | 7.5 | |
| 光阑 | 无穷 | 2.2 | 5.15 | |
| 第九球面 | 17.45 | 4.29 | 1.49/70.42 | 6.5 |
| 第十(十一)球面 | -17.45 | 6.24 | 1.62/60.37 | 6.5 |
| 第十二球面 | 14.86 | 40.06 | 7 | |
| 第十三球面 | 79 | 2.85 | 1.62/63.41 | 13.25 |
| 第十四球面 | -149.51 | 112.12 | 13.25 |
同轴远心镜头系统参数：00’＝357.5；EFL＝32.2-34.5；H＝30；WF/#＝12， PMAG(倍率)＝1.5X，详见上表。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限定本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种同轴远心镜头，其特征在于，所述同轴远心镜头由物面(0)至像面(10)依序包含：
具有正光焦度的第一透镜(1)，其物侧面为凸面，包括第一球面凸面和第二球面凸面；
具有正光焦度的第二透镜(2)，其物侧面为凸面，包括第三球面凸面和第四球面凸面；
具有负光焦度的第三透镜(3)，其物侧面为凹面，包括第五球面凹面和第六球面凹面；
具有正光焦度的第四透镜(4)，其物侧面为凸面，包括第七球面凸面和第八球面凹面；
具有正光焦度的第五透镜(5)，其物侧面为凸面，包括第九球面凸面和第十球面凸面或平面；
具有负光焦度的第六透镜(6),其物侧面为凹面,包括第十一球面凹面和第十二球面凹面；
具有正光焦度的第七透镜(7)，其物侧面为凸面，包括第十三球面凸面和第十四球面凸面；
其中，第二透镜(2)的第四球面和第三透镜(3)的第五球面胶合,第三透镜(3)的第六球面和第四透镜(4)的第七球面胶合,即第二透镜(2)、第三透镜(3)、第四透镜(4)组成三胶合镜片；
其中,第五透镜(5)的第十球面和第六透镜(6)的第十一球面胶合,即第五透镜(5)、第六透镜(6)组成双胶合镜片。
2.根据权利要求1所述的一种同轴远心镜头，其特征在于，所述同轴远心镜头内设置有分光棱镜(8),所述分光棱镜紧靠光阑(9),并位于物侧一方。
3.根据权利要求1所述的一种同轴远心镜头，其特征在于，所述第一透镜(1)、第二透镜(2)至少有一片满足:1.45<n<1.6，62<λ<95,其中n为透镜玻璃的折射率，λ为透镜玻璃的阿贝数。
4.根据权利要求1所述的一种同轴远心镜头，其特征在于，所述同轴远心镜头中最靠近光阑(9)像侧的正透镜满足:1.45<n<1.6，62<λ<95, 其中n为玻璃的折射率，λ为玻璃的阿贝数。
5.根据权利要求1所述的一种同轴远心镜头，其特征在于，所述同轴远心镜头靠近光阑(9)物侧面的正光焦透镜满足：1.75<n<1.95，15<λ<35,其中n为玻璃的折射率，λ为玻璃的阿贝数。
6.根据权利要求1所述的一种同轴远心镜头，其特征在于，所述同轴远心镜头为共轭成像系统,满足0.8<L2/L1<2,其中L1为物面到系统光阑(9)的距离,L2为光阑(9)到像面的距离。
7.根据权利要求1所述的一种同轴远心镜头，其特征在于，所述同轴远心镜头满足1.7<f1/H<2.8,其中f1为第一透镜的焦点距离，H为像面(10)大小。
8.根据权利要求1所述的一种同轴远心镜头，其特征在于，所述同轴远心镜头满足0.5<f1/f0<1,其中f1为第一透镜的焦点距离,f0为前组即光阑(9)前所有镜片的组合焦距。
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|---|---|---|---|
| CN202021528078.8U CN212675265U (zh) | 2020-07-29 | 2020-07-29 | 一种同轴远心镜头 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202021528078.8U CN212675265U (zh) | 2020-07-29 | 2020-07-29 | 一种同轴远心镜头 |
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| CN212675265U true CN212675265U (zh) | 2021-03-09 |
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| CN202021528078.8U Active CN212675265U (zh) | 2020-07-29 | 2020-07-29 | 一种同轴远心镜头 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116027528A (zh) * | 2023-03-29 | 2023-04-28 | 深圳市东正光学技术股份有限公司 | 同轴远心光学成像系统、照明系统及成像设备 |
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2020
- 2020-07-29 CN CN202021528078.8U patent/CN212675265U/zh active Active
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| CN116027528A (zh) * | 2023-03-29 | 2023-04-28 | 深圳市东正光学技术股份有限公司 | 同轴远心光学成像系统、照明系统及成像设备 |
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