CN220232089U - 一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头 - Google Patents
一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头 Download PDFInfo
- Publication number
- CN220232089U CN220232089U CN202321223831.6U CN202321223831U CN220232089U CN 220232089 U CN220232089 U CN 220232089U CN 202321223831 U CN202321223831 U CN 202321223831U CN 220232089 U CN220232089 U CN 220232089U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lens
- wide
- field
- optical
- entrance pupil
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 75
- 238000001514 detection method Methods 0.000 title claims abstract description 31
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 claims abstract description 33
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 10
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 2
- 241001290864 Schoenoplectus Species 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Lenses (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头，属于光学镜头检测技术领域，解决了现有技术中光学视场检测装置操作繁琐，需要调节显微镜，干涉仪等设备，装置体积比较大的问题。本实用新型的视场检测光学镜头沿着光轴距入瞳由近到远依序包括：具有正光焦度的第一透镜(1)、具有正光焦度的第二透镜(2)、具有负光焦度的第三透镜(3)、具有正光焦度的第四透镜(4)、具有正光焦度的第五透镜(5)、具有负光焦度的第六透镜(6)，实现了一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头，具有入瞳口径大，全波段畸变小，可以匹配更多类型的摄远物镜，适用性强，测量误差小的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及光学检测技术领域，尤其涉及一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头。
背景技术
随着微光器件的飞速发展，在低照度条件下可以正常工作的微光成像相机也与日俱增，这些低照度相机通常以最低照度来衡量并将其进行分类：最低照度0.1lux的摄像机称为暗光级摄像机；最低照度0.01lux的摄像机称为月光级摄像机；最低照度0.001lux的摄像机称为星光级摄像机。随着摄像机的发展，对镜头的要求也越来越高，客户往往会对镜头提出定制化要求。
在镜头的加工生产后需要对镜头的视场进行检测，现有检测仪器通常对可见光波段进行检测，但是对红外光学视场检测装置操作繁琐，包括需要调节显微镜，干涉仪等设备，装置体积比较大。
实用新型内容
鉴于上述的分析，本实用新型旨在提供一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头，用以解决现有在镜头的加工生产后需要对镜头的视场进行检测，现有检测仪器通常对可见光波段进行检测，但是对红外光学视场检测装置操作繁琐，包括需要调节显微镜，干涉仪等设备，装置体积比较大的问题。
本实用新型的目的主要是通过以下技术方案实现的：
一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头，所述视场检测光学镜头沿着光轴距入瞳由近到远依序包括：
具有正光焦度的第一透镜(1)、具有正光焦度的第二透镜(2)、具有负光焦度的第三透镜(3)、具有正光焦度的第四透镜(4)、具有正光焦度的第五透镜(5)、具有负光焦度的第六透镜(6)。
进一步的，所述第一透镜、第五透镜面向入瞳的一侧为凸面；所述的第二透镜、第三透镜、第四透镜、第六透镜面向入瞳的一侧为凹面；所述第一透镜、第三透镜背向入瞳的一侧为凹面；所述第二透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜背向入瞳的一侧为凸面。
进一步的，所述第二透镜(2)与第三透镜(3)胶合。
进一步的，第一透镜(1)至第六透镜(6)的曲率半径依次满足如下条件:
70mm＜R1＜110mm,450mm＜R1′＜550mm,
-100mm＜R2＜-65mm,-45mm＜R2′＜-32mm,
-45mm＜R3＜-32mm,145mm＜R3′＜180mm,
-600mm＜R4＜-480mm,-85mm＜R4′＜-65mm,
90mm＜R5＜130mm,-200mm＜R5′＜-150mm,
-70mm＜R6＜-55mm,-1000mm＜R6′＜-500mm,
其中，R1-R6分别为第一透镜(1)至第六透镜(6)面向入瞳一侧的曲率半径，R1′-R6′分别为第一透镜(1)至第六透镜(6)背向入瞳一侧的曲率半径。
进一步的，所述光学镜头满足f/D＜3，其中f为光学镜头的焦距，焦距范围为90～110mm，D为光学镜头的通光口径，其值为第一透镜(1)的有效口径。
进一步的，所述镜头满足以下光学条件：
1.65＜n1＜1.75,45＜v1＜60，
1.55＜n2＜1.65,50＜v2＜70，
1.60＜n3＜1.70,30＜v3＜45，
1.55＜n2＜1.65,50＜v2＜70，
1.55＜n2＜1.65,50＜v2＜70，
1.55＜n2＜1.65,50＜v2＜70，
其中n1-n6为第一透镜(1)至第六透镜(6)玻璃材料的折射率，v1-v6为第一透镜(1)至第六透镜(6)玻璃材料的阿贝数。
进一步的，所述第一透镜(1)至第六透镜(6)玻璃厚度分别为L1至L6，L1至L6满足如下关系：
4.5mm＜L1＜7mm,
10mm＜L2＜25mm,
2.5mm＜L3＜6mm,
10mm＜L4＜15mm,
18mm＜L5＜25mm,
5mm＜L6＜8mm。
进一步的，在像面位置安装具有刻度的视场分划板(7)。
进一步的，所述第一透镜(1)与第二透镜(2)之间的空气间隔为15-25mm，所述第三透镜(3)与第四透镜(4)之间的空气间隔为3-8mm，所述第四透镜(4)与第五透镜(5)之间的空气间隔为0.15-1mm，所述第五透镜(5)与第六透镜(6)之间的空气间隔为40-70mm，所述第六透镜(6)与视场分划板(7)之间的空气间隔为4-10mm。
进一步的，所述视场分划板(7)的尺寸范围为90mm～110mm。
与现有技术相比，本实用新型至少可实现如下有益效果之一：
1、本实用新型的一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头相比其他镜头，其优势在于：本实用新型可以在460nm～1000nm的宽光谱范围内进行视场检测，不仅可以测量可见光镜头的视场，还可以测量包含近红外波段的微光镜头视场。
2、本实用新型使用6片球面玻璃，整体结构紧凑，成本低廉、易于加工装调。
3、本实用新型在全波段光学畸变均小于0.012％，可以最大程度的减少测量误差。
本实用新型中，上述各技术方案之间还可以相互组合，以实现更多的优选组合方案。本实用新型的其他特征和优点将在随后的内容中阐述，并且，部分优点可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可通过文字以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
附图说明
附图仅用于示出具体实施例的目的，而并不认为是对本实用新型的限制，在整个附图中，相同的参考符号表示相同的部件。
图1为本实用新型一个实施例一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头的光学系统示意图；
图2为本实用新型一个实施例一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头的光学传递函数(MTF)曲线图；
图3为本实用新型一个实施例一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头的点列图；
图4为本实用新型一个实施例一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头的畸变图；
图5为本实用新型一个实施例一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头的分化板示意图。
具体实施方式
下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。
本实用新型的一个具体实施例，公开了一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头，如图1所示。视场检测光学镜头沿着光轴距入瞳由近到远依序包括：具有正光焦度的第一透镜(1)，面向入瞳的一侧为凸面，背向入瞳的一侧为凹面；具有正光焦度的第二透镜(2)，面向入瞳的一侧为凹面，背向入瞳的一侧为凸面；具有负光焦度的第三透镜(3)，两侧均为凹面；具有正光焦度的第四透镜(4)，面向入瞳的一侧为凹面，背向入瞳的一侧为凸面；具有正光焦度的第五透镜(5)，两侧均为凸面；具有负光焦度的第六透镜(6)，面向入瞳的一侧为凹面，背向入瞳的一侧为凸面；在像面位置安装具有刻度的视场分划板(7)。
其中，所述第二透镜(2)与第三透镜(3)胶合。
所述镜头第一透镜(1)至第六透镜(6)曲率半径依次满足如下关系：
70mm＜R1＜110mm,450mm＜R1′＜550mm,
-100mm＜R2＜-65mm,-45mm＜R2′＜-32mm,
-45mm＜R3＜-32mm,145mm＜R3′＜180mm,
-600mm＜R4＜-480mm,-85mm＜R4′＜-65mm,
90mm＜R5＜130mm,-200mm＜R5′＜-150mm,
-70mm＜R6＜-55mm,-1000mm＜R6′＜-500mm,
其中，R1-R6分别为第一透镜(1)至第六透镜(6)面向入瞳一侧的曲率半径，R1′-R6′分别为第一透镜(1)至第六透镜(6)背向入瞳一侧的曲率半径。
所述光学镜头满足f/D＜3，其中f为光学镜头的焦距，焦距范围为90～110mm，D为光学镜头的通光口径，其值为第一透镜(1)的有效口径，最大有效口径110mm。所述视场分划板(7)的尺寸范围为90mm～110mm。
镜头满足以下光学条件：
1.65＜n1＜1.75,45＜v1＜60，
1.55＜n2＜1.65,50＜v2＜70，
1.60＜n3＜1.70,30＜v3＜45，
1.55＜n2＜1.65,50＜v2＜70，
1.55＜n2＜1.65,50＜v2＜70，
1.55＜n2＜1.65,50＜v2＜70。
其中n1-n6为第一透镜(1)至第六透镜(6)玻璃材料的折射率，v1-v6为第一透镜(1)至第六透镜(6)玻璃材料的阿贝数。
所述第一透镜(1)至第六透镜(6)玻璃厚度分别为L1至L6，L1至L6满足如下关系：
4.5mm＜L1＜7mm,
10mm＜L2＜25mm,
2.5mm＜L3＜6mm,
10mm＜L4＜15mm,
18mm＜L5＜25mm,
5mm＜L6＜8mm。
所述第一透镜(1)与第二透镜(2)之间的空气间隔为15-25mm，所述第三透镜(3)与第四透镜(4)之间的空气间隔为3-8mm，所述第四透镜(4)与第五透镜(5)之间的空气间隔为0.15-1mm，所述第五透镜(5)与第六透镜(6)之间的空气间隔为40-70mm，所述第六透镜(6)与视场分划板(7)之间的空气间隔为4-10mm。
本使用新型的一个特殊实施例中，镜头第一透镜(1)至第六透镜(6)曲率半径具体为：
R1＝87.814mm,R1′＝-515.183mm,
R2＝-80.197mm,R2′＝-38.032mm,
R3＝-38.032mm,R3′＝158.972mm,
R4＝-642.984mm,R4′＝-70.761mm,
R5＝102.647mm,R5′＝-161.211mm,
R6＝-59.704mm,R6′＝-809.19mm。
所述光学镜头焦距为105mm，F数为2.76，光学总长(从第一透镜(1)在光线入射方向顶点至视场分划板(7)的距离)为158.5mm，入瞳与第一透镜(1)之间最近距离10mm。
n1＝1.69,v1＝54.5，
n2＝1.59,v2＝68.3，
n3＝1.65,v2＝39.5，
n4＝1.59,v2＝68.3，
n5＝1.59,v2＝68.3，
n6＝1.59,v2＝68.3。
第一透镜(1)至第六透镜(6)玻璃厚度L1至L6依次为：5.5mm、11mm、4mm、12mm、21mm、7.5mm。
第一透镜(1)与第二透镜(2)之间的空气间隔为20.221mm，所述第三透镜(3)与第四透镜(4)之间的空气间隔为4.194mm，所述第四透镜(4)与第五透镜(5)之间的空气间隔为0.3mm，所述第五透镜(5)与第六透镜(6)之间的空气间隔为67.785mm，所述第六透镜(6)与视场分划板(7)之间的空气间隔为5mm。
本实施例的光学传递函数(MTF)曲线如图2所示，图中的曲线分别是针对视场为0°、13.5°、20°、25°、26°处的子午和弧矢调制传递函数曲线，视场为0°处的子午和弧矢调制传递函数曲线重合为一条曲线，其中横坐标表示线对/每毫米(lp/mm)的空间频率，纵坐标表示MTF值，曲线越高，表示成像质量越好，纵轴MODULUSOFTHEOTF中OTF的全称为opticaltransferfunction，指光学传递函数，在本实施例中纵轴即为光学调制传递函数，也就是MTF，T为子午传递函数曲线，S为弧矢传递函数曲线。
如图2所示，通过曲线(视场为0°处的子午和弧矢调制传递函数曲线重合为一条曲线)可以看到本实施例的镜头在波长0.4861μm～0.8640μm范围内，在20lp/mm中心视场(视场为0°)的子午和弧矢调制传递函数曲线＞0.5，其余大部分视场(其他视场)＞0.3。实际本设备测量范围可以达到460nm～1000nm范围。
本实施例的点列图如图3所示，图中的5个子图分别表示0°、13.5°、20.02°、25°、26°视场上不同光线与像面交点的分布情况。GEORADIUS(GEO点尺寸)是几何半径(最大半径)，由包围了所有光线的以参考点为中心的圆的半径，RMSRADIUS是均方根半径值。
本实施例的畸变图如图4所示，其中横坐标表示畸变的百分比值，纵坐标表示归一化视场，从图4可以看出本实施例的镜头畸变小于0.012％。
本实施例的分划板外形图如图5所示，该分划板为对称结构，在中心十字线上刻有疏密不同的刻线，其刻线与中心点的距离与宽光谱低畸变视场检测光学镜头相匹配，具体公式为L＝f×tanθ。其中L为刻线与中心点的距离，f为宽光谱低畸变视场检测光学镜头的焦距，θ取值范围为0°～26°。实际测量中，将接好待测镜头的可见光或近红外设备的镜头前端置于本实用新型的入瞳处，在分划板后面有灯光照过来，在入瞳处成平行光，供被测镜头使用。图5中最外面的圆是能够测量的视场最大范围，中间三个方格便于读取视场角数值。可以测量入瞳≤38mm的镜头对角线视场范围±25°，对于入瞳大于38mm的镜头，可以测量的视场角会相应减小，一个特殊实施例是可以测量入瞳100mm的小视场范围±5°的镜头。
与现有技术相比，本实施例提供的一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头相比其他镜头，其优势在于：本实用新型可以在460nm～1000nm的宽光谱范围内进行视场检测，不仅可以测量可见光镜头的视场，还可以测量包含近红外波段的微光镜头视场；本实用新型使用6片球面玻璃，整体结构紧凑，成本低廉、易于加工装调，测量方便；本实用新型在全波段光学畸变均小于0.012％，可以最大程度的减少测量误差。
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头，其特征在于，所述视场检测光学镜头沿着光轴距入瞳由近到远依序包括：
具有正光焦度的第一透镜(1)、具有正光焦度的第二透镜(2)、具有负光焦度的第三透镜(3)、具有正光焦度的第四透镜(4)、具有正光焦度的第五透镜(5)、具有负光焦度的第六透镜(6)。
2.根据权利要求1所述的一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头，其特征在于，包括：
所述第一透镜、第五透镜面向入瞳的一侧为凸面；所述的第二透镜、第三透镜、第四透镜、第六透镜面向入瞳的一侧为凹面；所述第一透镜、第三透镜背向入瞳的一侧为凹面；所述第二透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜背向入瞳的一侧为凸面。
3.根据权利要求1所述的一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头，其特征在于，所述第二透镜(2)与第三透镜(3)胶合。
4.根据权利要求1所述的一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头，其特征在于，第一透镜(1)至第六透镜(6)的曲率半径依次满足如下条件:
70mm＜R1＜110mm,450mm＜R1′＜550mm,
-100mm＜R2＜-65mm,-45mm＜R2′＜-32mm,
-45mm＜R3＜-32mm,145mm＜R3′＜180mm,
-600mm＜R4＜-480mm,-85mm＜R4′＜-65mm,
90mm＜R5＜130mm,-200mm＜R5′＜-150mm,
-70mm＜R6＜-55mm,-1000mm＜R6′＜-500mm,
其中，R1-R6分别为第一透镜(1)至第六透镜(6)面向入瞳一侧的曲率半径，R1′-R6′分别为第一透镜(1)至第六透镜(6)背向入瞳一侧的曲率半径。
5.根据权利要求1所述的一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头，其特征在于，所述光学镜头满足f/D＜3，其中f为光学镜头的焦距，焦距范围为90～110mm，D为光学镜头的通光口径，其值为第一透镜(1)的有效口径。
6.根据权利要求1所述的一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头，其特征在于，所述第一透镜(1)至第六透镜(6)玻璃厚度分别为L1至L6，L1至L6满足如下关系：
4.5mm＜L1＜7mm,
10mm＜L2＜25mm,
2.5mm＜L3＜6mm,
10mm＜L4＜15mm,
18mm＜L5＜25mm,
5mm＜L6＜8mm。
7.根据权利要求1所述的一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头，其特征在于，在像面位置安装具有刻度的视场分划板(7)。
8.根据权利要求7所述的一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头，其特征在于，所述第一透镜(1)与第二透镜(2)之间的空气间隔为15-25mm，所述第三透镜(3)与第四透镜(4)之间的空气间隔为3-8mm，所述第四透镜(4)与第五透镜(5)之间的空气间隔为0.15-1mm，所述第五透镜(5)与第六透镜(6)之间的空气间隔为40-70mm，所述第六透镜(6)与视场分划板(7)之间的空气间隔为4-10mm。
9.根据权利要求7或8所述的一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头，其特征在于，所述视场分划板(7)的尺寸范围为90mm～110mm。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202321223831.6U CN220232089U (zh) | 2023-05-19 | 2023-05-19 | 一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202321223831.6U CN220232089U (zh) | 2023-05-19 | 2023-05-19 | 一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN220232089U true CN220232089U (zh) | 2023-12-22 |
Family
ID=89173552
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202321223831.6U Active CN220232089U (zh) | 2023-05-19 | 2023-05-19 | 一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN220232089U (zh) |
-
2023
- 2023-05-19 CN CN202321223831.6U patent/CN220232089U/zh active Active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111505809B (zh) | 红外成像镜头 | |
| TWI688788B (zh) | 取像鏡頭及其製造方法 | |
| TW201913158A (zh) | 鏡頭及包含其之投影裝置 | |
| TW201348730A (zh) | 攝像用光學透鏡組及其攝像裝置 | |
| CN110673311A (zh) | 一种超广角低畸变镜头 | |
| CN112179628B (zh) | 一种用于光学测量的像方远心镜头 | |
| CN114089508B (zh) | 一种用于光波导ar镜片检测的广角投影镜头 | |
| TW202001332A (zh) | 鏡頭及其製造方法 | |
| CN107436482B (zh) | 转折式望远定焦镜头及摄像装置 | |
| CN112099209B (zh) | 红外成像镜头 | |
| CN113960748A (zh) | 光学成像系统、成像模组以及手机 | |
| CN220232089U (zh) | 一种宽光谱低畸变视场检测光学镜头 | |
| TW202011070A (zh) | 取像鏡頭及其製造方法 | |
| CN109375344A (zh) | 一种曲面成像的高分辨率镜头 | |
| CN117250736A (zh) | 一种大像面高分辨率宽光谱星敏感器光学系统 | |
| TW202004254A (zh) | 鏡頭及其製造方法 | |
| CN210639335U (zh) | 一种超广角低畸变镜头 | |
| CN115185074A (zh) | 一种折反式小型化短波红外成像光学系统 | |
| JP2008045891A (ja) | 放射温度計 | |
| CN203909382U (zh) | 一种超景深且可同时获取两眼虹膜图像的窄带通识别镜头 | |
| CN112965213A (zh) | 光学镜头、摄像模组和电子设备 | |
| CN208506347U (zh) | 一种基于非球面的航空相机光学系统 | |
| CN111025606A (zh) | 超广角针孔镜头及摄像设备 | |
| CN114236761B (zh) | 一种用于高精度表面形貌检测的准线性色散物镜 | |
| CN212623315U (zh) | 一种高倍远心镜头 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |