CN218181200U

CN218181200U - 一种无焦变倍镜头及显微镜

Info

Publication number: CN218181200U
Application number: CN202222592917.8U
Authority: CN
Inventors: 曾振煌; 林佳敏; 卢盛林
Original assignee: Guangdong OPT Machine Vision Co Ltd
Current assignee: Guangdong OPT Machine Vision Co Ltd
Priority date: 2022-09-29
Filing date: 2022-09-29
Publication date: 2022-12-30
Anticipated expiration: 2032-09-29

Abstract

本实用新型公开了一种无焦变倍镜头及显微镜，包括变倍镜组，所述变倍镜组包括沿物侧到像侧排列的第一透镜组、第二透镜组、光阑、第三透镜组、第四透镜组和具第五透镜组；所述第一透镜组为具有正光焦度的固定透镜组；所述第二透镜组为具有负光焦度的补偿透镜组；所述第三透镜组为具有正光焦度的固定透镜组；所述第四透镜组为具有负光焦度的变倍透镜组；所述第五透镜组为具有正光焦度的固定透镜组；所述第二透镜组可在所述第一透镜组与所述第三透镜组之间沿光轴滑动；所述第四透镜组可在所述第三透镜组与所述第五透镜组之间沿光轴滑动。本实用新型的无焦变倍镜头及显微镜，具有大变倍比的同时。光出射角度更大，适用范围更广。

Description

一种无焦变倍镜头及显微镜

技术领域

本实用新型涉及光学镜头技术领域，尤其涉及一种无焦变倍镜头及显微镜。

背景技术

随着现代工业的崛起，在半导体、生物识别行业的检测中，越来越多的检测应用需要借助光学显微镜实现高精度检测。同时，检测需求种类较多，视野范围变化较大，传统的固定倍率显微镜因为视野单一，无法实现不同视野范围内的自由切换，在应用上存在一定的局限性。

针对这类工业检测问题，国内外镜头厂商为了使显微镜头能够在多种平台、多种场合应用提出了模块化理念设计，这种设计理念是将显微镜系统分成物镜、变倍镜、管镜等几种模块，通过更换不同模块实现不同视野大小的应用。例如美国navitar、Qioptiq，国内的慕藤光、普密斯、桂林迈特均有类似的解决方案。美国Navitar的模块化变倍主体，其变倍主体的光出射角度为2.87度，在配合160mm焦距的1X管镜时，其成像面是直径16mm的1英寸靶面。而其他厂商根据公开的参数资料显示，其变倍主体出射角度均小于2.87°，在搭配各自的1X管镜的情况下，成像面均小于1英寸。

有鉴于此，需要设计一种大变倍比无焦变倍镜头，以增大光出射角度，使大变倍比无焦变倍镜头能有更大的靶面且具有较好的成像性能，从而有利于拓展镜头的应用场景。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种大变倍比无焦变倍镜头，通过增大光出射角度，能有效拓展镜头的应用场景。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种无焦变倍镜头，包括变倍镜组，所述变倍镜组包括沿物侧到像侧排列的第一透镜组、第二透镜组、光阑、第三透镜组、第四透镜组和具第五透镜组；

所述第一透镜组为具有正光焦度的固定透镜组；

所述第二透镜组为具有负光焦度的补偿透镜组；

所述第三透镜组为具有正光焦度的固定透镜组；

所述第四透镜组为具有负光焦度的变倍透镜组；

所述第五透镜组为具有正光焦度的固定透镜组；

所述第二透镜组可在所述第一透镜组与所述第三透镜组之间沿光轴滑动；所述第四透镜组可在所述第三透镜组与所述第五透镜组之间沿光轴滑动。

在一个具体的实施方式中，所述第一透镜组的焦距f1，所述第二透镜组的焦距f2、所述第三透镜组的焦距f3、所述第四透镜组的焦距f4和所述第五透镜组的焦距f5，满足关系：0.7<|f1/f3|<0.84，0.3<|f2/f3|<0.42，0.3<|f4/f3|<0.4，0.65<|f5/f3|<0.75。

在一个具体的实施方式中，所述第一透镜组远离所述光阑的端部至所述光阑之间的距离为L1,所述第五透镜组远离所述光阑的端部至所述光阑之间的距离为L2，所述无焦变倍镜头的总长度为L；

所述L1、所述L2和所述L满足：0.4<|L1/L|<0.45，0.55<|L2/L|<0.6。

在一个具体的实施方式中，所述第一透镜组包括第一透镜G1和第一胶合透镜U2；

所述第一透镜G1具有正光焦度且为双凸结构；所述第一胶合透镜U2具有负光焦度；

所述第二透镜组为具有负光焦度的第二胶合透镜U4，所述第二胶合透镜U4由第二透镜G2和第三透镜G3胶合而成；

所述第三透镜组为具有正光焦度的第三胶合透镜U6，所述第三胶合透镜U6由第四透镜G4和第五透镜G5胶合而成；

所述第四透镜组为具有负光焦度的第四胶合透镜U8,所述第四胶合透镜U8由第六透镜G6和第七透镜G7胶合而成；

所述第五透镜组为具有正光焦度的第八透镜G8和具有负光焦度的第五胶合透镜U11，所述第五胶合透镜U11由第九透镜G9和第十透镜G10胶合而成。

在一个具体的实施方式中，所述第一透镜G1、所述第二透镜G2、所述第三透镜G3、所述第四透镜G4、所述第五透镜G5、所述第六透镜G6、所述第七透镜G7、所述第八透镜G8、所述第九透镜G9和所述第十透镜G10均为球面镜。

在一个具体的实施方式中，所述变倍镜组为无焦变倍镜组，所述变倍镜组可提供6.5至7.5倍的无焦变倍比；

所述变倍镜组最小放大倍率M1和最大放大倍率M2，满足关系式：6.5<M2/M1<7.5,0.37<M1<0.43,2.65<M2<3.05。

在一个具体的实施方式中，所述光阑与所述第三透镜组固定连接。

一种显微镜，包括有如上任一项所述的无焦变倍镜头。

在一个具体的实施方式中，无焦变倍镜头还包括焦距160mm的管镜组件；所述变倍镜组的光出射角度至少为3.15°，所述变倍镜组与所述管镜组件搭配组成的无限远共轭距系统时，所述无限远共轭距系统的成像靶面大于直径17.6mm。

在一个具体的实施方式中，无焦变倍镜头还包括用于与所述变倍镜组配合使用的物镜组件。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实施例中公开了一种无焦变倍镜头和显微镜，包括变倍镜组，变倍镜组包括沿物侧到像侧排列的第一透镜组、第二透镜组、光阑、第三透镜组、第四透镜组和具第五透镜组；第一透镜组为具有正光焦度的固定透镜组；第二透镜组为具有负光焦度的补偿透镜组；第三透镜组为具有正光焦度的固定透镜组；第四透镜组为具有负光焦度的变倍透镜组；第五透镜组为具有正光焦度的固定透镜组；第二透镜组可在第一透镜组与第三透镜组之间沿光轴滑动；第四透镜组可在第三透镜组与第五透镜组之间沿光轴滑动，通过调节第二透镜组和第四透镜组，实现了对镜头的连续调焦，且能有效增大光出射角度，从而使无焦变倍镜头的适用范围更大。本申请的结构，其变倍倍率为0.406X至2.844X，变倍比为7:1；且光出射角度大于3.15°，具有较低的畸变率，与管镜系统搭配使用时能够获得更大的成像靶面，适用范围更大。

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。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施例提供的变倍镜组的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的变倍镜组的变倍调节示意图；

图3为本实用新型实施例提供的无焦变倍镜头的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的变倍镜组在低倍率端的畸变率曲线图；

图5为本实用新型实施例提供的变倍镜组在高倍率端的畸变率曲线图。

图示说明：1、第一透镜组、2、第二透镜组；3、第三透镜组；4、第四透镜组；5、第五透镜组、6、光阑；7、管镜组件；8、物镜组件。

具体实施方式

为使得本实用新型的实用新型目的、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，术语“上”、“下”、“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和简化描述，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。需要说明的是，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。

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。

本实用新型实施例提供了一种无焦变倍镜头，增大无焦变倍镜头的光出射角度，且畸变率较低，变倍倍率更大，从而使无焦变倍镜头的适用范围更大。

请参阅图1至图3，一种无焦变倍镜头，其特征在于，包括变倍镜组，变倍镜组包括沿物侧到像侧排列的第一透镜组1、第二透镜组2、光阑6、第三透镜组3、第四透镜组4和具第五透镜组5；其中，第一透镜组1为具有正光焦度的固定透镜组；第二透镜组2为具有负光焦度的补偿透镜组；第三透镜组3为具有正光焦度的固定透镜组；第四透镜组4为具有负光焦度的变倍透镜组；第五透镜组5为具有正光焦度的固定透镜组；第二透镜组2可在第一透镜组1与第三透镜组3之间沿光轴滑动；第四透镜组4可在第三透镜组3与第五透镜组5之间沿光轴滑动，从而实现倍率的调节。

可选地，第一透镜组1的焦距f1，第二透镜组2的焦距f2、第三透镜组3的焦距f3、第四透镜组4的焦距f4和第五透镜组5的焦距f5，满足关系：0.7<|f1/f3|<0.84，0.3<|f2/f3|<0.42，0.3<|f4/f3|<0.4，0.65<|f5/f3|<0.75，从而能有效确保本实施例中的无焦变倍镜头在搭配管镜组件7时能有较大的变倍比，且光出射角度大于3.15°，且具有交底的畸变率，或者更大的成像靶面。

可选地，第一透镜组1远离光阑6的端部至光阑6之间的距离为L1,第五透镜组5远离光阑6的端部至光阑6之间的距离为L2，无焦变倍镜头的总长度为L；L1、L2和L满足：0.4<|L1/L|<0.45，0.55<|L2/L|<0.6。

可选地，第一透镜组1包括第一透镜G1和第一胶合透镜U2；第一透镜G1具有正光焦度且为双凸结构；第一胶合透镜U2具有负光焦度；第二透镜组2为具有负光焦度的第二胶合透镜U4，第二胶合透镜U4由第二透镜G2和第三透镜G3胶合而成；第三透镜组3为具有正光焦度的第三胶合透镜U6，第三胶合透镜U6由第四透镜G4和第五透镜G5胶合而成；第四透镜组4为具有负光焦度的第四胶合透镜U8,第四胶合透镜U8由第六透镜G6和第七透镜G7胶合而成；第五透镜组5为具有正光焦度的第八透镜G8和具有负光焦度的第五胶合透镜U11，第五胶合透镜U11由第九透镜G9和第十透镜G10胶合而成。

可选地，第一透镜G1、第二透镜G2、第三透镜G3、第四透镜G4、第五透镜G5、第六透镜G6、第七透镜G7、第八透镜G8、第九透镜G9和第十透镜G10均为球面镜。

可选地，无焦变倍镜头还包括设置于变倍镜组一端的管镜组件7，管镜组件7的中心线与变倍镜组的中心线相互重合。可选地，管镜组件7的焦距为160mm。无焦变倍镜头，其特征在于，还包括设置于变倍镜组一端的物镜组件8，物镜组件8的中心线与变倍镜组的中心线相互重合，且物镜组件8位于变倍镜组远离管镜的一端。

需要说明的是，本实施例中的无焦变倍镜头作为中间部件，不可单独成像，需配合管镜组件7进行成像，或者配合物镜组件8和管镜组件7使用进行成像。管镜组件7、物镜组件8是行业内熟知的一种无限远共轭局成像的光学镜头，因此不再对管镜组件7、物镜组件8结构进行赘述。

可选地，光阑6与第三透镜组3固定连接，从而使光阑6的位置保持不变。

需要说明的是，本申请中，变倍镜组的最小放大倍率M1和最大放大倍率M2满足关系：6.5<M2/M1<7.5,0.37<M1<0.43,2.65<M2<3.05。

在本实例中，光学系统数据如下：

需要说明的是，表面1-21是如图1中从左到右依次排列的。其中，表面1是平面透镜上的表面，表面2是第一透镜G1的左镜面，表面3是第一透镜G1的右镜面，表面4是第二透镜G2的左镜面，表面5是第二透镜G2和第三透镜G3的胶合面，表面6是第三透镜的右镜面，表面7是第四透镜G4的左镜面，表面8是第四透镜G4和第五透镜G5的胶合面，表面9是第五透镜G5的右镜面，表面10是光阑6的平面，表面11是第六透镜G6的左镜面，表面12是第六透镜G6和第七透镜G7的胶合面，表面13是第七透镜G7的右镜面，表面14是第八透镜G8的左镜面，表面15是第八透镜G8和第九透镜G9的胶合面，表面16是第九透镜G9的右镜面，表面17是第十透镜G10的左镜面，表面18是第十透镜G10的右镜面，表面19是第十一透镜G11的左镜面，表面20是第十一透镜G11和第十二透镜G12的胶合面，表面21是第十二透镜G12的右镜面。

其中D1为第一透镜组1的中心至第二透镜组2的距离，D2为第二透镜组2至第三透镜组3的距离，D3为第三透镜组3至第四透镜组4的距离，D4为第四透镜组4至第五透镜组5的距离。其中，D1、D2、D3、D4的在不同倍率下的取值范围如下:

间隔	倍率1	倍率2	倍率3	倍率4	倍率5	倍率6
							D1	5.1	23.5	35.9	45.4	48.5	49.5
D2	49	30.6	18.2	8.7	5.6	4.6
							D3	1.6	3.6	8.7	20.6	32.2	43.4
D4	46.8	44.8	39.7	27.8	16.2	5

实施例参数及关系式：

通过上述结构实现了一种无焦变倍镜头，其变倍倍率为0.406X至2.844X，变倍比为7:1；在且光出射角度大于3.15°，具有较低的畸变率，与管镜组件7搭配使用时能够获得更大的成像靶面。无焦变倍镜头的光出射角度至少为3.15°，与焦距160mm管镜组件7搭配组成的无限远共轭距系统，成像靶面大于直径17.6mm，可匹配1.1英寸相机。在本实施例中，低倍率端的视场角为±7.75°，高倍率端的视场角为±1.11°，全倍率范围内光出射角度大于3.15°

实施例二

本实施例公开了一种显微镜，包括如实施例一所述的无焦变倍镜头。

以上所述，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；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种无焦变倍镜头，其特征在于，包括变倍镜组，所述变倍镜组包括沿物侧到像侧排列的第一透镜组、第二透镜组、光阑、第三透镜组、第四透镜组和具第五透镜组；

所述第一透镜组为具有正光焦度的固定透镜组；

所述第二透镜组为具有负光焦度的补偿透镜组；

所述第三透镜组为具有正光焦度的固定透镜组；

所述第四透镜组为具有负光焦度的变倍透镜组；

所述第五透镜组为具有正光焦度的固定透镜组；

所述第二透镜组可在所述第一透镜组与所述第三透镜组之间沿光轴滑动；所述第四透镜组可在所述第三透镜组与所述第五透镜组之间沿光轴滑动；

所述第一透镜组的焦距f1，所述第二透镜组的焦距f2、所述第三透镜组的焦距f3、所述第四透镜组的焦距f4和所述第五透镜组的焦距f5，满足关系：0.7<|f1/f3|<0.84，0.3<|f2/f3|<0.42，0.3<|f4/f3|<0.4，0.65<|f5/f3|<0.75。

2.根据权利要求1所述的无焦变倍镜头，其特征在于，所述第一透镜组远离所述光阑的端部至所述光阑之间的距离为L1,所述第五透镜组远离所述光阑的端部至所述光阑之间的距离为L2，所述无焦变倍镜头的总长度为L；

所述L1、所述L2和所述L满足：0.4<|L1/L|<0.45，0.55<|L2/L|<0.6。

3.根据权利要求1所述的无焦变倍镜头，其特征在于，所述第一透镜组包括第一透镜G1和第一胶合透镜U2；

4.根据权利要求3所述的无焦变倍镜头，其特征在于，所述第一透镜G1、所述第二透镜G2、所述第三透镜G3、所述第四透镜G4、所述第五透镜G5、所述第六透镜G6、所述第七透镜G7、所述第八透镜G8、所述第九透镜G9和所述第十透镜G10均为球面镜。

5.根据权利要求1所述的无焦变倍镜头，其特征在于，所述变倍镜组为无焦变倍镜组，所述变倍镜组可提供6.5至7.5倍的无焦变倍比；

6.根据权利要求1所述的无焦变倍镜头，其特征在于，所述光阑与所述第三透镜组固定连接。

7.一种显微镜，其特征在于，包括有如权利要求1至6任一项所述的无焦变倍镜头。

8.根据权利要求7所述的显微镜，其特征在于，还包括焦距160mm的管镜组件；所述变倍镜组的光出射角度至少为3.15°，所述变倍镜组与所述管镜组件搭配组成的无限远共轭距系统时，所述无限远共轭距系统的成像靶面大于直径17.6mm。

9.根据权利要求8所述的显微镜，其特征在于，还包括用于与所述变倍镜组配合使用的物镜组件。