一种低畸变高解像力的工业镜头及成像设备制造技术

本发明专利技术属于工业镜头技术领域，具体公开了一种低畸变高解像力的工业镜头，从物侧到像侧依次包括：负光焦度的第一透镜L1、正光焦度的第二透镜L2、正光焦度的第三透镜L3、正光焦度的第四透镜L4、负光焦度的第五透镜L5、负光焦度的第六透镜L6、正光焦度的第七透镜L7、正光焦度的第八透镜L8、正光焦度的第九透镜L9，第四透镜L4和第五透镜L5组合为第一胶合镜组，第六透镜L6和第七透镜L7组合为第二胶合镜组。本发明专利技术的低畸变高解像力的工业镜头，可兼顾高相对照度和高分辨率，在有效保证镜头低成本的同时确保成像质量。时确保成像质量。时确保成像质量。

【技术实现步骤摘要】
一种低畸变高解像力的工业镜头及成像设备


[0001]本专利技术属于工业镜头
，具体是一种低畸变高解像力的工业镜头及成像设备。

技术介绍

[0002]随着工业生产系统的高速发展，工业镜头可称为现代化生产线的必要设备，其作用的重要性不容忽视。工业生产系统为了更准确的获得外界信息，需要配合更高分辨率的芯片使用。工业镜头需要具有高分辩率和良好稳定性的特点，在缺陷检测、尺寸测量、安全监控等领域得到广泛应用。为了获得出色的图像效果，此类镜头需要有现实高清晰度的图像解析能力，最低限度的图像失真，更高的相对照度，以确保图像亮度均衡性。伴随着工业系统构造复杂化，高解像力，大光圈，在满足大角度的情况下兼具较小畸变的工业镜头成为发展趋势。然而现有的工业镜头中存在如下技术问题：
[0003]1、现有的镜头，满足大视场角要求的同时，畸变也较大。
[0004]2、镜头光圈较小，成像效果较差。
[0005]3、镜头解像力不高，成像质量一般。
[0006]4、镜头靶面较小，无法匹配新型高分辨率芯片使用。
[0007]5、相对照度不高。
[0008]中国专利申请CN114114613A公开了一种高分辨率超低畸变光学系统及镜头，光学系统包括：第一透镜，具有负光焦度；第二透镜，具有正光焦度且与第一透镜间隔设置；第三透镜，具有负光焦度且与第二透镜间隔设置；第四透镜，具有负光焦度；第五透镜，具有正光焦度；第六透镜，具有正光焦度；第七透镜，具有负光焦度；光阑；第八透镜，具有负光焦度且与光阑间隔设置；第九透镜，具有正光焦度；第十透镜，具有正光焦度；第十一透镜，具有正光焦度；第十二透镜，具有正光焦度；第十三透镜，具有负光焦度；感光芯片，用于捕捉成像信号并形成图像。通过设置不同结构的镜片组合，并合理分配各个镜片的光焦度，获得高清分辨率的同时，实现了光学系统的低畸变和高相对照度。但该光学成像镜头，其镜头的相对照度仅有70％；镜片数量较多，材料使用加工成本较高；靶面小，不能支持大靶面的光学镜头需求，整体成像效果无法满足市场需求。
[0009]因此，目前市面上急需一款高解像力、高相对照度、图像均匀性好、大靶面和低成本等特点的工业镜头。

技术实现思路

[0010]为了解决现有技术中存在的上述技术问题，本专利技术提供了一种低畸变高解像力的工业镜头，从物侧到像侧依次包括：负光焦度的第一透镜L1、正光焦度的第二透镜L2、正光焦度的第三透镜L3、正光焦度的第四透镜L4、负光焦度的第五透镜L5、负光焦度的第六透镜L6、正光焦度的第七透镜L7、正光焦度的第八透镜L8、正光焦度的第九透镜L9，第四透镜L4和第五透镜L5组合为第一胶合镜组，第六透镜L6和第七透镜L7组合为第二胶合镜组。
[0011]第一胶合镜组G1的焦距为f
G1
；第二胶合镜组G2的焦距为f
G2
；镜头的系统焦距为f，视场角为FOV；满足下面关系式：
[0012][0013]进一步的，所述第一透镜L1采用弯月透镜；所述第二透镜L2采用双凸透镜；所述第三透镜L3采用双凸透镜；所述第四透镜L4采用双凸透镜；所述第五透镜L5采用双凹透镜；所述第六透镜L6采用弯月透镜；所述第七透镜L7采用双凸透镜；所述第八透镜L8采用弯月透镜；所述第九透镜L9采用双凸透镜。
[0014]进一步的，所述第三透镜L3靠近物侧的一面为凸面，靠近像侧的一面为凸面。
[0015]进一步的，所述第五透镜L5靠近物侧的一面为凹面，靠近像侧的一面为凹面。
[0016]进一步的，所述第七透镜L7像侧面的中心曲率半径R12与第八透镜L8的物侧面的中心曲率半径R13之间满足：
[0017][0018]进一步的，所述工业镜头的系统焦距为f与所述光学镜头的光学总长TTL之间满足：
[0019]1.58≤TTL/f≤2.5
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(3)。
[0020]进一步的，所述工业镜头的第一透镜L1的焦距f1，第二透镜L2的焦距f2，第七透镜L7的焦距f7，满足以下公式：
[0021]f1≤
‑
40
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(4)
[0022]f2≤70
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(5)
[0023]f7≤40
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(6)。
[0024]进一步的，所述工业镜头的第一透镜L1的阿贝数Vd1，第四透镜L4的阿贝数Vd4，第九透镜L9的阿贝数Vd9，满足以下公式：
[0025]Vd1≤30
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(7)
[0026]Vd4≤85
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(8)
[0027]Vd9≤69
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(9)。
[0028]进一步的，所述第一透镜L1的折射率Nd1，第四透镜L4的折射率Nd4，第九透镜L9的折射率Nd9，满足以下关系式：
[0029]Nd1≤2.01
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(10)
[0030]Nd4≤1.95
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(11)
[0031]Nd9≤2.05
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(12)。
[0032]一种成像设备，所述成像设备包括任一项所述的低畸变高解像力的工业镜头。
[0033]有益效果
[0034]本专利技术的低畸变高解像力的工业镜头，可兼顾高相对照度和高分辨率，在有效保证镜头低成本的同时确保成像质量。具有如下特点：
[0035]1、画面整体亮度均匀，中心和边缘亮度差异小，全视场相对照度≥85％；
[0036]2、全视场MTF值在71lp/mm情况下，达到0.5以上；
[0037]3、镜头采用全玻方案，且镜片数量少，加工性好，成本控制较低；
[0038]4、光学性能稳定，满足
‑
20～+70℃的高低温工作状态下的需求。
附图说明
[0039]图1是现有技术的工业镜头的结构示意图；
[0040]图2是本申请的工业和镜头的结构示意图；
[0041]图3是本申请提供的工业镜头的实施例1在可见光波段常温状态的光学传递函数(MTF)曲线图；
[0042]图4a和图4b是本申请提供的工业镜头的实施例1在可见光波段的场曲和畸变图；
[0043]图5是本申请提供的工业镜头的实施例1在可见光波段的横向光扇图；
[0044]图6是本申请提供的工业镜头的的实施例1在可见光波段的点列图；
[0045]图7是本申请提供的工业镜头的的实施例1在可见光波段的相对照度图；
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种低畸变高解像力的工业镜头，从物侧到像侧依次包括：负光焦度的第一透镜L1、正光焦度的第二透镜L2、正光焦度的第三透镜L3、正光焦度的第四透镜L4、负光焦度的第五透镜L5、负光焦度的第六透镜L6、正光焦度的第七透镜L7、正光焦度的第八透镜L8、正光焦度的第九透镜L9，其特征在于：第四透镜L4和第五透镜L5组合为第一胶合镜组，第六透镜L6和第七透镜L7组合为第二胶合镜组。第一胶合镜组G1的焦距为f
G1
；第二胶合镜组G2的焦距为f
G2
；镜头的系统焦距为f，视场角为FOV；满足下面关系式：2.根据权利要求1所述的低畸变高解像力的工业镜头，其特征在于：所述第一透镜L1采用弯月透镜；所述第二透镜L2采用双凸透镜；所述第三透镜L3采用双凸透镜；所述第四透镜L4采用双凸透镜；所述第五透镜L5采用双凹透镜；所述第六透镜L6采用弯月透镜；所述第七透镜L7采用双凸透镜；所述第八透镜L8采用弯月透镜；所述第九透镜L9采用双凸透镜。3.根据权利要求1所述的低畸变高解像力的工业镜头，其特征在于：所述第三透镜L3靠近物侧的一面为凸面，靠近像侧的一面为凸面。4.根据权利要求1所述的低畸变高解像力的工业镜头，其特征在于：所述第五透镜L5靠近物侧的一面为凹面，靠近像侧的一面为凹面。5.根据权利要求1所述的低畸变高解像力的工业镜头，其特征在于：所述第七透镜L7像侧面的中心曲率半径R12与第八透镜L8的物侧面的中心曲率半径R13之间满足：6.根据权利要求1所述的低畸变高解像力的工业镜头，其特征在于：所述工业镜头的系统焦距为f与所述光学镜头的光学总长TTL之间满足：1.58≤TTL/f≤2.5
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【专利技术属性】
技术研发人员：邢圆圆，吕思航，刘凯，丁翊轩，丁松涛，
申请(专利权)人：河南翊轩光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：