CN217982027U - 一种可调光斑大小成像照明镜头 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可调光斑大小成像照明镜头，涉及照明镜头技术领域，包括：沿光束传播方向依次设置的第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组，所述第二透镜组位于所述第一透镜组和所述第三透镜组之间，所述第三透镜组位于所述第二透镜组和所述第四透镜组之间。有益效果：通过调节第三透镜组沿光轴移动，实现照明区域的直径变化，且变倍照明过程中照明区域光斑均匀性始终保持良好，具有公差良好，加工制造成本低的特点。

Description

一种可调光斑大小成像照明镜头

技术领域

本实用新型涉及照明镜头技术领域，具体来说，涉及一种可调光斑大小成像照明镜头。

背景技术

前圆形光斑均匀照明应用越来越广泛，例如安防、检测、加工等各种领域。

目前，市面上激光照明镜头大多单纯依靠球面镜片(单片或双片)的折射改变光束角度方向实现，这种照明方式系统的焦距不变或者变化很小，用离焦的方式来实现照明角度的变化，用这种方式的照明器只有在某一个角度照明光斑非常均匀，其余角度照明光斑不均匀。

另外，照明器的最大照明角度受到光纤激光器的发散角度限制这样的照明镜头照明不均匀照明效果差。而只是采用简单成像镜头，不对色差矫正，照明区域边缘出现彩色非均匀环带。

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

针对相关技术中的问题，本实用新型的目的是提出一种可调光斑大小成像照明镜头，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种可调光斑大小成像照明镜头，包括：沿光束传播方向依次设置的第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组，所述第二透镜组位于所述第一透镜组和所述第三透镜组之间，所述第三透镜组位于所述第二透镜组和所述第四透镜组之间，其中；

所述第一透镜组，包括呈弯月结构且焦距为正的第一透镜、呈弯月结构且焦距为负的第二透镜和呈双凸结构且焦距为正的第三透镜，且所述第一透镜与所述第二透镜之间留有空气间隙d₂，所述第二透镜和所述第三透镜为胶合透镜；

所述第二透镜组，包括呈双凸结构且焦距为正的第四透镜和呈弯月结构且焦距为负的第五透镜，且所述第四透镜和所述第五透镜为胶合透镜；

所述第三透镜与所述第四透镜之间留有空气间隙d₅；

所述第三透镜组，包括呈双凹结构且焦距为负的第六透镜；

所述第五透镜与所述第六透镜之间留有空气间隙d₈；

所述第四透镜组，包括呈弯月结构且焦距为正的第七透镜和呈弯月结构且焦距为负的第八透镜，且所述第七透镜和所述第八透镜为胶合透镜；

所述第六透镜与所述第七透镜之间留有空气间隙d₁₀。

进一步的，所述第一透镜一侧的曲率半径R₁为-115.75mm，所述第一透镜另一侧的曲率半径R₂为-25mm，且所述第一透镜的中心厚度d₁为3.2mm。

进一步的，所述第二透镜一侧的曲率半径R₃为211.8mm，所述第二透镜另一侧的曲率半径R₄为29.31mm，且所述第二透镜的中心厚度d₃为1.5mm。

进一步的，所述第三透镜一侧的曲率半径R₄为29.31mm，所述第三透镜另一侧的曲率半径R₅为43.08mm，且所述第三透镜的中心厚度d₄为4.7mm。

进一步的，所述第四透镜一侧的曲率半径R₆为-388.52mm，所述第四透镜另一侧的曲率半径R₇为11.95mm，且所述第四透镜的中心厚度d₆为2.6mm。

进一步的，所述第五透镜一侧的曲率半径R₇为-11.95mm，所述第五透镜另一侧的曲率半径R₈为-16.3mm，且所述第五透镜的中心厚度d₇为2mm。

进一步的，所述第六透镜一侧的曲率半径R₉为-11.47mm，所述第六透镜另一侧的曲率半径R₁₀为11.47mm，且所述第六透镜的中心厚度d₉为1.5mm。

进一步的，所述第七透镜一侧的曲率半径R₁₁为-2107mm，所述第七透镜另一侧的曲率半径R₁₂为-42.77mm，且所述第七透镜的中心厚度d₁₁为5.4mm。

进一步的，所述第八透镜一侧的曲率半径R₁₂为-42.77mm，所述第八透镜另一侧的曲率半径R₁₃为-68.73mm，且所述第八透镜的中心厚度d₁₂为4mm。

进一步的，所述空气间隙d₂为0.5mm；空气间隙d₅为5mm；空气间隙d₈为1.93mm～20.9mm；空气间隙d₁₀为143mm～118mm。

本实用新型的有益效果：

本实用新型通过配置沿光束传播方向依次设置的第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组的光焦度分布，且通过调节第三透镜组沿光轴移动，实现照明区域的直径变化，且变倍照明过程中照明区域光斑均匀性始终保持良好，具有公差良好，加工制造成本低的特点。

本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

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可调光斑大小成像照明镜头的结构示意图。

图中：

1、第一透镜；2、第二透镜；3、第三透镜；

4、第四透镜；5、第五透镜；

6、第六透镜；

7、第七透镜；8、第八透镜；

11、第一透镜组；21、第二透镜组；31、第三透镜组；41、第四透镜组。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

根据本实用新型的实施例，提供了一种可调光斑大小成像照明镜头。

实施例一

如图1所示，本发明的实施例一为：

一种可调光斑大小成像照明镜头，包括：沿光束传播方向依次设置的第一透镜组11、第二透镜组21、第三透镜组31和第四透镜组41，第二透镜组21位于第一透镜组11和第三透镜组31之间，第三透镜组31位于第二透镜组21和第四透镜组41之间，其中；

第一透镜组11，包括呈弯月结构且焦距为正的第一透镜1、呈弯月结构且焦距为负的第二透镜2和呈双凸结构且焦距为正的第三透镜3，且第一透镜1与第二透镜2之间留有空气间隙d₂，第二透镜2和第三透镜3为胶合透镜；

第二透镜组21，包括呈双凸结构且焦距为正的第四透镜4和呈弯月结构且焦距为负的第五透镜5，且第四透镜4和第五透镜5为胶合透镜；

第三透镜3与第四透镜4之间留有空气间隙d₅；

第三透镜组31，包括呈双凹结构且焦距为负的第六透镜6；

第五透镜5与第六透镜6之间留有空气间隙d₈；

第四透镜组41，包括呈弯月结构且焦距为正的第七透镜7和呈弯月结构且焦距为负的第八透镜8，且第七透镜7和第八透镜8为胶合透镜；

第六透镜6与第七透镜7之间留有空气间隙d₁₀。

借助于上述技术方案，通过配置沿光束传播方向依次设置的第一透镜组11、第二透镜组21、第三透镜组31和第四透镜组41的光焦度分布，且通过调节第三透镜组31沿光轴移动，实现照明区域的直径变化，且变倍照明过程中照明区域光斑均匀性始终保持良好，具有公差良好，加工制造成本低的特点。

实施例二

如图1所示，本发明的实施例二为：

一种可调光斑大小成像照明镜头，在实施例一的基础上，还包括：

第一透镜1一侧的曲率半径R₁为-115.75mm，第一透镜1另一侧的曲率半径R₂为-25mm，且第一透镜1的中心厚度d₁为3.2mm。

其中，第二透镜2一侧的曲率半径R₃为211.8mm，第二透镜2另一侧的曲率半径R₄为29.31mm，且第二透镜2的中心厚度d₃为1.5mm。

其中，第三透镜3一侧的曲率半径R₄为29.31mm，第三透镜3另一侧的曲率半径R₅为43.08mm，且第三透镜3的中心厚度d₄为4.7mm。

其中，第四透镜4一侧的曲率半径R₆为-388.52mm，第四透镜4另一侧的曲率半径R₇为11.95mm，且第四透镜4的中心厚度d₆为2.6mm。

其中，第五透镜5一侧的曲率半径R₇为-11.95mm，第五透镜5另一侧的曲率半径R₈为-16.3mm，且第五透镜5的中心厚度d₇为2mm。

其中，第六透镜6一侧的曲率半径R₉为-11.47mm，第六透镜6另一侧的曲率半径R₁₀为11.47mm，且第六透镜6的中心厚度d₉为1.5mm。

其中，第七透镜7一侧的曲率半径R₁₁为-2107mm，第七透镜7另一侧的曲率半径R₁₂为-42.77mm，且第七透镜7的中心厚度d₁₁为5.4mm。

其中，第八透镜8一侧的曲率半径R₁₂为-42.77mm，第八透镜8另一侧的曲率半径R₁₃为-68.73mm，且第八透镜8的中心厚度d₁₂为4mm。

另外，空气间隙d₂为0.5mm；空气间隙d₅为5mm；空气间隙d₈为1.93mm～20.9mm；空气间隙d₁₀为143mm～118mm。

本技术方案，在应用时，其扫描场镜的入射光束波长为380nm～760nm，工作波长为1064nm，而第一透镜1、第三透镜3、第四透镜4、第六透镜6和第七透镜7的材质均为K9光学玻璃；另外第二透镜2、第五透镜5和第八透镜8的材质均为ZF2光学玻璃。

借助于上述方案，通过第一透镜组11、第二透镜组21和第四透镜组41不动，第三透镜组31沿光轴移动，实现照明区域从14mm～70mm直径变化，变倍照明过程中照名区域光斑均匀性始终保持良好，以变倍成像的原理来实现照明。

此外，本技术方案，在应用时，其成像照明镜头，满足：

2≤F₂/F₁≤10、20≤F₁≤300mm；

其中，F₁是成像照明镜头最短焦距，F₂是成像照明镜头最长焦距。

另外，第一透镜组11、第二透镜组21、第三透镜组31和第四透镜组41的焦距与成像照明镜头的最短焦距满足：

0.3<f₁₁/F₁<0.8，0.3<f₂₁/F₁<0.8，0.1<f₃₁/F₁<0.3，1.6<f₄₁/F₁<2.8；

f₁₁/F₁＝0.56，f₂₁/F₁＝0.52，f₃₁/F₁＝-0.16，f₄₁/F₁＝2.42；

其中，f₁₁为第一透镜组的焦距，f₂₁为第二透镜组的焦距，f₃₁为第三透镜组的焦距，f₄₁为第四透镜组的焦距。

此外，与上述对应的其他参数如下：

EPD＝7m，λ＝380nm～760nm，2ω＝10°。

其中，EPD为照明镜头入瞳直径，2ω为照明光源发散角度。

综上，借助于本实用新型的上述技术方案，可实现如下效果：

通过采用“++-+”的创新光焦度分布”，第一透镜组11、第二透镜组21和第四透镜组41不动，第三透镜组31沿光轴移动，实现照明区域从14mm～70mm直径变化，实现可调光斑大小成像照明镜头，不仅变倍照明过程中照名区域光斑均匀性始终保持良好，而且公差良好，加工制造成本低。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，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 (10)

1.一种可调光斑大小成像照明镜头，其特征在于，包括：沿光束传播方向依次设置的第一透镜组(11)、第二透镜组(21)、第三透镜组(31)和第四透镜组(41)，所述第二透镜组(21)位于所述第一透镜组(11)和所述第三透镜组(31)之间，所述第三透镜组(31)位于所述第二透镜组(21)和所述第四透镜组(41)之间，其中；

所述第一透镜组(11)、所述第二透镜组(21)和所述第四透镜组(41)不动，所述第三透镜组(31)沿光轴移动；

所述第一透镜组(11)，包括呈弯月结构且焦距为正的第一透镜(1)、呈弯月结构且焦距为负的第二透镜(2)和呈双凸结构且焦距为正的第三透镜(3)，且所述第一透镜(1)与所述第二透镜(2)之间留有空气间隙d₂，所述第二透镜(2)和所述第三透镜(3)为胶合透镜；

所述第二透镜组(21)，包括呈双凸结构且焦距为正的第四透镜(4)和呈弯月结构且焦距为负的第五透镜(5)，且所述第四透镜(4)和所述第五透镜(5)为胶合透镜；

所述第三透镜(3)与所述第四透镜(4)之间留有空气间隙d₅；

所述第三透镜组(31)，包括呈双凹结构且焦距为负的第六透镜(6)；

所述第五透镜(5)与所述第六透镜(6)之间留有空气间隙d₈；

所述第四透镜组(41)，包括呈弯月结构且焦距为正的第七透镜(7)和呈弯月结构且焦距为负的第八透镜(8)，且所述第七透镜(7)和所述第八透镜(8)为胶合透镜；

所述第六透镜(6)与所述第七透镜(7)之间留有空气间隙d₁₀。

2.根据权利要求1所述的一种可调光斑大小成像照明镜头，其特征在于，所述第一透镜(1)一侧的曲率半径R₁为-115.75mm，所述第一透镜(1)另一侧的曲率半径R₂为-25mm，且所述第一透镜(1)的中心厚度d₁为3.2mm。

3.根据权利要求2所述的一种可调光斑大小成像照明镜头，其特征在于，所述第二透镜(2)一侧的曲率半径R₃为211.8mm，所述第二透镜(2)另一侧的曲率半径R₄为29.31mm，且所述第二透镜(2)的中心厚度d₃为1.5mm。

4.根据权利要求3所述的一种可调光斑大小成像照明镜头，其特征在于，所述第三透镜(3)一侧的曲率半径R₄为29.31mm，所述第三透镜(3)另一侧的曲率半径R₅为43.08mm，且所述第三透镜(3)的中心厚度d₄为4.7mm。

5.根据权利要求4所述的一种可调光斑大小成像照明镜头，其特征在于，所述第四透镜(4)一侧的曲率半径R₆为-388.52mm，所述第四透镜(4)另一侧的曲率半径R₇为11.95mm，且所述第四透镜(4)的中心厚度d₆为2.6mm。

6.根据权利要求5所述的一种可调光斑大小成像照明镜头，其特征在于，所述第五透镜(5)一侧的曲率半径R₇为-11.95mm，所述第五透镜(5)另一侧的曲率半径R₈为-16.3mm，且所述第五透镜(5)的中心厚度d₇为2mm。

7.根据权利要求6所述的一种可调光斑大小成像照明镜头，其特征在于，所述第六透镜(6)一侧的曲率半径R₉为-11.47mm，所述第六透镜(6)另一侧的曲率半径R₁₀为11.47mm，且所述第六透镜(6)的中心厚度d₉为1.5mm。

8.根据权利要求7所述的一种可调光斑大小成像照明镜头，其特征在于，所述第七透镜(7)一侧的曲率半径R₁₁为-2107mm，所述第七透镜(7)另一侧的曲率半径R₁₂为-42.77mm，且所述第七透镜(7)的中心厚度d₁₁为5.4mm。

9.根据权利要求8所述的一种可调光斑大小成像照明镜头，其特征在于，所述第八透镜(8)一侧的曲率半径R₁₂为-42.77mm，所述第八透镜(8)另一侧的曲率半径R₁₃为-68.73mm，且所述第八透镜(8)的中心厚度d₁₂为4mm。

10.根据权利要求1或9所述的一种可调光斑大小成像照明镜头，其特征在于，所述空气间隙d₂为0.5mm；空气间隙d₅为5mm；空气间隙d₈为1.93mm～20.9mm；空气间隙d₁₀为143mm～118mm。

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