阅读说明：本技术 一种0.5倍110mm物距高分辨率工业双远心镜头 (0.5-time 110mm object distance high-resolution industrial double telecentric lens ) 是由 魏雄斌 李俊攀 王方强 于 2019-11-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种0.5倍110mm物距高分辨率工业双远心镜头,包括主镜筒,所述主镜筒内沿光线入射方向自前向后依次设置有前组镜片、光阑及后组镜片,所述前组镜片依次为第一双凸透镜、第一正月牙形透镜、双凹透镜和第二正月牙形透镜密接的第一胶合组；所述后组镜片依次为第三正月牙形透镜、第四正月牙形透镜、第二双凸透镜和负月牙形透镜密接的第二胶合组。该镜头分辨率高于500万、畸变低于0.006%、能实现110mm近摄距。(The invention relates to a high-resolution industrial double-telecentric lens with the object distance of 0.5 times 110mm, which comprises a main lens barrel, wherein a front group of lenses, a diaphragm and a rear group of lenses are sequentially arranged in the main lens barrel from front to back along the light incidence direction, and the front group of lenses are sequentially a first bonding group formed by tightly connecting a first biconvex lens, a first regular crescent lens, a biconcave lens and a second regular crescent lens; the rear group lens is a second adhesive combination formed by tightly connecting a third positive crescent lens, a fourth positive crescent lens, a second biconvex lens and a negative crescent lens in sequence. The lens has the resolution higher than 500 ten thousand and the distortion lower than 0.006 percent, and can realize the close-up distance of 110 mm.)

一种0.5倍110mm物距高分辨率工业双远心镜头

技术领域

本发明涉及一种0.5倍110mm物距高分辨率工业双远心镜头。

背景技术

随着工业检测领域的不断发展，普通的工业镜头因存在放大倍率调焦会变化、有视差、畸变高、结构外形大等因素，而远心镜头有放大倍数恒定，不随景深变化而变化、无视差、结构外形轻巧、紧凑等优点，所以越来越多的工业检测领域依靠工业远心镜头代替普通的工业镜头进行视觉检测：如精密零件测量、塑料零件测量、电子元器件测量、玻璃制品与医药零件测量等。

发明内容

本发明的目的在于为工业检测领域提供一种分辨率高于500万、畸变低于0.006%、能实现110mm近摄距的工业检测双远心镜头。

本发明的技术方案在于：一种0.5倍110mm物距高分辨率工业双远心镜头，包括主镜筒，所述主镜筒内沿光线入射方向自前向后依次设置有前组镜片、光阑及后组镜片，所述前组镜片依次为第一双凸透镜、第一正月牙形透镜、双凹透镜和第二正月牙形透镜密接的第一胶合组；所述后组镜片依次为第三正月牙形透镜、第四正月牙形透镜、第二双凸透镜和负月牙形透镜密接的第二胶合组。

进一步地，所述第一双凸透镜与第一正月牙形透镜之间的空气间隔为10mm；所述第一正月牙形透镜5与第一胶合组之间的空气间隔为0.64mm。

进一步地，所述前组镜片与后组镜片之间的空气间隔为28.29mm；前组镜片与光阑9之间的空气间隔为28.15mm；所述光阑9与后组镜片之间的空气间隔为0.14mm。

进一步地，所述第三正月牙形透镜10和第四正月牙形透镜12之间的空气间隔为12.41mm；所述第四正月牙形透镜12和第二胶合组之间的空气间隔为5.16mm。

进一步地，所述主镜筒包括用于安装第一双凸透镜2、第一正月牙形透镜5、第一胶合组、第三正月牙形透镜10及第四正月牙形透镜12的前镜筒，所述前镜筒的后端连接有用于安装第二胶合组的后镜筒，所述后镜筒的后端设置有螺纹接口。

进一步地，所述前镜筒设置有相连通的前部腔室和后部腔室，所述前部腔室的前端螺接有用于锁定第一双凸透镜的前压圈，位于第一双凸透镜和第一正月牙形透镜之间设置有前隔圈，所述前部腔室的中部设置有用于抵接第二正月牙形透镜后侧周部的承靠面，前部腔室的后部侧壁上设置有消光螺纹；所述光阑安装于后部腔室的前端并位于第三正月牙形透镜的前侧，所述后部腔室内设置有位于第三正月牙形透镜和第四正月牙形透镜之间的中隔圈，后部腔室的后端螺接有用于锁定第四正月牙形透镜的中压圈。

进一步地，所述后镜筒内设置有用于抵接第二双凸透镜前侧面周部的承靠面，后镜筒的后部螺接有用于压在负月牙形透镜后侧周部的后压圈。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：该双远心镜头结构精简、体积较小，能够满足精密零件、塑料零件、电子元器件、玻璃制品与医药零件测量等工业检测领域，并为工业检测提供结构更紧凑、体积更小型的视觉检测方案。

该镜头的机械结构采用了两段式对接成型结构，光学系统通过精心选用前、后组八片光学玻璃材料，合理的分配了镜头前后组光焦度，进一步优化了该系统光焦度并很好的矫正了该系统的球差和色差。从而实现了110mm物距时，镜头在80lp/mm时MTF≥0.4（如图4），使得分辨率高达500万像素且光学畸变小于0.006%。

该镜头的机械结构采用了两段式对接成型结构有效的实现了前、后组各镜片轴心的同轴度；为了提升镜头内部的空间结构，将光阑设置为内置固定光阑结构，提高了镜头光圈的一致性，其光学性能进一步得到保证；为了减少杂光和鬼像对镜头成像质量的影响，将两枚隔圈设计为台阶形结构承靠，不仅有效的减少了无效光线的进入和反射，还增加了与镜片配合的稳定性；为了进一步消除杂光和鬼像，在镜筒内壁设计了消光螺纹结构，进一步的阻挡了无效光线的反射，有效的保证了镜头的成像质量；为了保证镜筒内壁与各镜片之间配合的稳定性除了设计了两枚隔圈，还设计了三枚压圈，其作用主要在于：当镜片与隔圈进行配合后，隔圈对镜片进行最终固定和锁紧，从而保证了镜头的稳定性和可靠性。

附图说明

图1为本发明的光路系统结构图；

图2为本发明的镜头结构示意图；

图3为本发明的MTF曲线图；

图4为本发明的畸变变化曲线；

图中：1、前压圈 2、第一双凸透镜 3、前隔圈 4、前镜筒 5、第一正月牙形透镜 6、双凹透镜 7、第二正月牙形透镜 8、消光螺纹 9、光阑 10、第三正月牙形透镜 11、中隔圈 12、第四正月牙形透镜 13、中压圈 14、第二双凸透镜 15、负月牙形透镜 16、后镜筒 17、后压圈 18、螺纹接口 19、像面。

具体实施方式

为让本发明的上述特征和优点能更浅显易懂，下文特举实施例，并配合附图，作详细说明如下，但本发明并不限于此。

参考图1至图4

一种0.5倍110mm物距高分辨率工业双远心镜头，包括主镜筒，所述主镜筒内沿光线入射方向自前向后依次设置有前组镜片A、光阑9及后组镜片B，所述前组镜片依次为第一双凸透镜2、第一正月牙形透镜5、双凹透镜6和第二正月牙形透镜7密接的第一胶合组；所述后组镜片依次为第三正月牙形透镜10、第四正月牙形透镜12、第二双凸透镜14和负月牙形透镜15密接的第二胶合组。

本实施例中，所述第一双凸透镜与第一正月牙形透镜之间的空气间隔为10mm；所述第一正月牙形透镜与第一胶合组之间的空气间隔为0.64mm。

本实施例中，所述前组镜片与后组镜片之间的空气间隔为28.29mm；前组镜片与光阑之间的空气间隔为28.15mm；所述光阑与后组镜片之间的空气间隔为0.14mm。

本实施例中，所述第三正月牙形透镜和第四正月牙形透镜之间的空气间隔为12.41mm；所述第四正月牙形透镜和第二胶合组之间的空气间隔为5.16mm。

本实施例中，所述主镜筒包括用于安装第一双凸透镜2、第一正月牙形透镜5、第一胶合组、第三正月牙形透镜10及第四正月牙形透镜12的前镜筒4，所述前镜筒的后端连接有用于安装第二胶合组的后镜筒16，所述后镜筒的后端设置有螺纹接口18，即C接口。

本实施例中，所述前镜筒设置有相连通的前部腔室和后部腔室，所述前部腔室的前端螺接有用于锁定第一双凸透镜的前压圈1，位于第一双凸透镜和第一正月牙形透镜之间设置有前隔圈3，所述前部腔室的中部设置有用于抵接第二正月牙形透镜后侧周部的承靠面，前部腔室的后部侧壁上设置有消光螺纹8；所述光阑安装于后部腔室的前端并位于第三正月牙形透镜的前侧，所述后部腔室内设置有位于第三正月牙形透镜和第四正月牙形透镜之间的中隔圈11，后部腔室的后端螺接有用于锁定第四正月牙形透镜的中压圈13。

本实施例中，所述前镜筒采用了一体式设计并由车床一次加工成型，保证了前镜筒各镜片承靠面的同轴度。

为了减少杂光和鬼像对镜头成像质量的影响，将前隔圈和中隔圈设计为台阶形结构并将与镜片配合承靠处设计为直角承靠，有效的保证了第一双凸透镜2与第一正月牙形透镜5、第三正月牙形透镜10和第四正月牙形透镜12之间的空气间隔，不仅增加了与镜片配合的稳定性，同时有效的减少了无效光线的进入和反射。

为了进一步消除杂光和鬼像，在前镜筒内壁还设计了消光螺纹结构，进一步的阻挡了无效光线的反射，有效的保证了镜头的成像质量；而设计前压圈和中压圈与前镜筒配合，主要起到了镜片和隔圈最终固定和锁紧作用，从而保证了镜头的稳定性和可靠性。

本实施例中，所述后镜筒内设置有用于抵接第二双凸透镜前侧面周部的承靠面，后镜筒的后部螺接有用于压在负月牙形透镜后侧周部的后压圈17。

本实施例中，该后镜筒同样采用了一体式设计并由车床一次加工成型，保证了前、后镜筒与各镜片承靠面的同轴度。同样为了保证第二胶合组的稳定性，设计了后压圈与后镜筒配合，对其镜片进行固定减少了镜片的窜动，提升了镜片装配的稳定性；而后镜筒通过螺纹与前镜筒进行两段式螺纹对接成型有效的实现了前、后组各镜片轴心的同轴度。除此之外后镜筒尾部还采用了目前市面是主流的C接口设计，能与市面上大部分工业相机先匹配，大大提升了实用性。

本实施例中，上述各镜片的参数如下表所示：

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该镜头可以实现的技术指标如下：

①像面尺寸：2/3"；

②放大倍率：0.5X；

③工作物距：110mm；

④有效孔径：F9.6；

⑤光学畸变：≤0.006%；

⑥分辨率：≥500万像素；

⑦景深：3.02mm；

⑧工作温度：-20℃～60℃；

⑨镜头尺寸规格：φ34mm×106mm。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，设计出不同形式的一种0.5倍110mm物距高分辨率工业双远心镜头并不需要创造性的劳动，在不脱离本发明的原理和精神的情况下凡依本发明申请专利范围所做的均等变化、修改、替换和变型，皆应属本发明的涵盖范围。