CN216310398U

CN216310398U - 一种物方远心镜头

Info

Publication number: CN216310398U
Application number: CN202122990454.6U
Authority: CN
Inventors: 陈建伟
Original assignee: Guangdong OPT Machine Vision Co Ltd
Current assignee: Guangdong OPT Machine Vision Co Ltd
Priority date: 2021-11-30
Filing date: 2021-11-30
Publication date: 2022-04-15
Anticipated expiration: 2031-11-30

Abstract

本实用新型涉及光学器件技术领域，具体公开一种物方远心镜头。本实用新型提供的物方远心镜头，从物方到像方依次设置前组A、光阑S和后组B；所述前组A包括具有正光焦度的第一透镜G1、具有负光焦度的第二透镜G2、具有正光焦度的第三透镜G3以及具有负光焦度的第四透镜G4；所述后组B包括具有负光焦度的第五透镜G5和具有正光焦度的第六透镜G6；所述前组A的组合焦距为f_A，所述后组B的组合焦距为f_B，其中，0.1<|f_A/f_B|<0.3。本实用新型提供一种物方远心镜头，能有效满足大倍率、高分辨率和公差敏感度低的应用要求。

Description

一种物方远心镜头

技术领域

本实用新型涉及光学器件技术领域，尤其涉及一种物方远心镜头。

背景技术

在精密光学测量系统中，使用普通工业镜头会存在物距变化造成放大倍率的不同、有视差、畸变大等问题，难以满足高精度的检测要求，而远心镜头可以降低甚至消除上述问题，它可以在一定的物距范围内，使得到的图像放大倍率不会随物距的变化而变化，该优势使其迅速在精密测量检测领域得到广泛使用。

目前市面上高分辨率的远心镜头集中在低放大倍率上，放大倍率为1倍以上的远心镜头的分辨率不高，已不能满足一些大倍率、高分辨率和公差敏感度低的应用要求。一般地，提高远心镜头的放大倍率和分辨率不仅会增加设计难度，还会提高其公差敏感度，这不利于远心镜头综合性能的提高。

因此，需要对现有远心镜头进行改进，以使其满足大倍率、高分辨率和公差敏感度低的应用要求。

本背景部分中公开的以上信息仅被包括用于增强本公开内容的背景的理解，且因此可包含不形成对于本领域普通技术人员而言在当前已经知晓的现有技术的信息。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于，提供一种物方远心镜头，能有效满足大倍率、高分辨率和公差敏感度低的应用要求。

为达以上目的，本实用新型提供一种物方远心镜头，从物方到像方依次设置前组A、光阑S和后组B；

所述前组A包括具有正光焦度的第一透镜G1、具有负光焦度的第二透镜G2、具有正光焦度的第三透镜G3以及具有负光焦度的第四透镜G4；

所述后组B包括具有负光焦度的第五透镜G5和具有正光焦度的第六透镜G6；

所述前组A的组合焦距为f_A，所述后组B的组合焦距为f_B，其中，0.1<|f_A/f_B|<0.3。

可选的，所述第一透镜G1为双凸透镜，所述第二透镜G2为凸向物方的弯月透镜，所述第三透镜G3为双凸透镜，所述第四透镜G4为双凹透镜或者凹向像方的平凹透镜。

可选的，所述第二透镜G2、所述第三透镜G3和所述第四透镜G4组合成胶合透镜U1。

可选的，

所述第一透镜G1的焦距为f₁，其中，0.6<|f₁/f_A|<1.6；

所述第二透镜G2的焦距为f₂，其中，0.8<|f₂/f_A|<1.8；

所述第三透镜G3的焦距为f₃，其中，0.25<|f₃/f_A|<0.85；

所述第四透镜G4的焦距为f₄，其中，0.5<|f₄/f_A|<1.3。

可选的，

所述第一透镜G1的折射率为n₁，阿贝数为v₁，其中：1.45<n₁<1.55，70<v₁<85。

可选的，

所述第三透镜G3的折射率为n₃，阿贝数为v₃，其中：1.45<n₃<1.55，70<v₃<85。

可选的，所述第五透镜G5和第六透镜均为凸向像方的弯月透镜。

可选的，所述第五透镜G5和所述第六透镜G6组合成胶合透镜U2。

可选的，所述前组A和光阑S之间还设有分光棱镜P。

本实用新型的有益效果在于：提供一种物方远心镜头，通过合理的透镜组合设计和焦距匹配，能在保证高分辨率的同时达到1倍以上的放大倍率，而且公差敏感度较低，能有效满足大倍率、高分辨率和公差敏感度低的应用要求。

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，下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1为实施例提供的物方远心镜头的结构示意图；

图2为实施例提供的物方远心镜头的光路图；

图3为实施例提供的物方远心镜头的MTF(调制传递函数)图。

具体实施方式

为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。当一个组件被认为是“设置在”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中设置的组件。

此外，术语“长”“短”“内”“外”等指示方位或位置关系为基于附图所展示的方位或者位置关系，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原件必须具有此特定的方位、以特定的方位构造进行操作，以此不能理解为本实用新型的限制。

以下将结合附图所示的具体实施方式对本实用新型进行详细描述。但这些实施方式并不限制本实用新型，本领域的普通技术人员根据这些实施方式所做出的结构、方法、或功能上的变换均包含在本实用新型的保护范围内。

本实用新型提供一种物方远心镜头，适用于精密测量检测的应用场景，其通过合理的透镜组合设计和焦距匹配，能在保证高分辨率的同时达到1倍以上的放大倍率，而且公差敏感度较低，能有效满足大倍率、高分辨率和公差敏感度低的应用要求。

参见图1，本实施例提供的物方远心镜头，从物方到像方依次设置前组A、光阑S和后组B；

所述前组A的组合焦距为f_A，所述后组B的组合焦距为f_B，其中，0.1<|f_A/f_B|<0.3，通过对各透镜的组合设计和焦距限定，可以在兼顾公差敏感度的同时于缩短光学系统总长。

可选的，所述第一透镜G1为双凸透镜，所述第二透镜G2为凸向物方的弯月透镜，所述第三透镜G3为双凸透镜，所述第四透镜G4为双凹透镜或者凹向像方的平凹透镜。其中，所述第二透镜G2、所述第三透镜G3和所述第四透镜G4组合成胶合透镜U1。

本实施例中，所述第一透镜G1以及胶合透镜U1承担了整个光学系统主要的像差校正、平衡的任务，低色散的第一透镜G1以及胶合透镜U1的利用有利于校正光学系统存在的色差，同时胶合透镜U1有利于减小透镜单个折射面承担的像差，可以有效降低整个光学系统的公差敏感度；所述后组B可以平衡系统的场曲，最终满足大倍率、高分辨率和公差敏感度低的应用要求。

可选的，所述第二透镜G2和所述第三透镜G3组合成胶合透镜U1，胶合透镜U1可以校正光学系统的色差。

可选的，

所述第一透镜G1的焦距为f₁，其中，0.6<|f₁/f_A|<1.6；

所述第二透镜G2的焦距为f₂，其中，0.8<|f₂/f_A|<1.8；

所述第三透镜G3的焦距为f₃，其中，0.25<|f₃/f_A|<0.85；

所述第四透镜G4的焦距为f₄，其中，0.5<|f₄/f_A|<1.3。

进一步地，所述第一透镜G1的折射率为n₁，阿贝数为v₁，其中：1.45<n₁<1.55，70<v₁<85；

可选的，所述第五透镜G5和第六透镜均为凸向像方的弯月透镜。进一步地，所述第五透镜G5和所述第六透镜G6组合成胶合透镜U2。

可选的，参见图2，所述前组A和光阑S之间还可以增设分光棱镜P，可以通过棱镜P导入同轴照明光源或其它成像系统。

以下根据本实用新型的上述设置给出具体实施例来解释说明。

示例性的物方远心镜头的各透镜数据如下表1所示，光路图如图2所示，对应的MTF图如图3所示。

表1光学系统各透镜的参数汇总表

表面	半径(mm)	厚度(mm)	折射率	阿贝数
					G1前表面	48.89	5.55	1.5	80
G1后表面	-74.6	0.1
					G2前表面	38.66	2	1.75	-
G2、G3胶合面	22.11	8.41	1.5	80
					G3、G4胶合面	-40.06	8.5	1.75	-
G4后表面	463.9	22.83
					棱镜P	∞	15	1.52	64.2
	∞	3
					光阑S	∞	35.45
G5前表面	-9.03	1.2	1.8	-
					G5、G6胶合面	-35.32	3.18	2	-
G6后表面	-12.36	19.22
					像面	∞

在上表1所示的物方远心镜头中，工作距离为110mm，物像共轭距为234.4mm，像面大小为11mm，有效光圈值为6.5，放大倍率为1倍。

其中，

前组A的组合焦距为f_A＝52.80mm；后组B的组合焦距为f_B＝305.46mm；

第一透镜G1的焦距为f₁＝59.79mm；第二透镜G2的焦距为f₂＝-72.31mm；第三透镜G3的焦距为f₃＝29.75mm；第四透镜G4的焦距为f₄＝-48.59mm。

它们满足以下关系式：

0.1<(|f_A/f_B|＝0.17)<0.3；

0.6<(|f₁/f_A|＝1.13)<1.6；

0.8<(|f₂/f_A|＝1.37)<1.8；

0.25<(|f₃/f_A|＝0.0.56)<0.85；

0.5<(|f₄/f_A|＝0.92)<1.3。

与现有技术相比，本实施例提供的物方远心镜头，通过合理的透镜组合设计和焦距参数匹配，用较少的镜片数量，实现了一种大倍率、高分辨率和公差敏感度低的光学系统，经济效益较高，具有较大的推广价值。

应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施方式中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本实用新型的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本实用新型的保护范围，凡未脱离本实用新型技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种物方远心镜头，其特征在于，从物方到像方依次设置前组A、光阑S和后组B；

2.根据权利要求1所述的物方远心镜头，其特征在于，所述第一透镜G1为双凸透镜，所述第二透镜G2为凸向物方的弯月透镜，所述第三透镜G3为双凸透镜，所述第四透镜G4为双凹透镜或者凹向像方的平凹透镜。

3.根据权利要求2所述的物方远心镜头，其特征在于，所述第二透镜G2、所述第三透镜G3和所述第四透镜G4组合成胶合透镜U1。

4.根据权利要求2所述的物方远心镜头，其特征在于，

所述第一透镜G1的焦距为f₁，其中，0.6<|f₁/f_A|<1.6；

所述第二透镜G2的焦距为f₂，其中，0.8<|f₂/f_A|<1.8；

所述第三透镜G3的焦距为f₃，其中，0.25<|f₃/f_A|<0.85；

所述第四透镜G4的焦距为f₄，其中，0.5<|f₄/f_A|<1.3。

5.根据权利要求4所述的物方远心镜头，其特征在于，

6.根据权利要求4所述的物方远心镜头，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的物方远心镜头，其特征在于，所述第五透镜G5和第六透镜均为凸向像方的弯月透镜。

8.根据权利要求7所述的物方远心镜头，其特征在于，所述第五透镜G5和所述第六透镜G6组合成胶合透镜U2。

9.根据权利要求1所述的物方远心镜头，其特征在于，所述前组A和光阑S之间还设有分光棱镜P。