阅读说明：本技术 一种1.0倍110mm物距高分辨率工业双远心镜头 (1.0-time 110mm object distance high-resolution industrial double telecentric lens ) 是由 魏雄斌 李俊攀 叶其安 于 2019-11-22 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种1.0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分别设有前组镜片、固定光阑、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、第一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二双凹透镜、第二双凸透镜、第三正月牙形透镜和第四正月牙形透镜密接的第二胶合组。该镜头具有良好的一体性,可适用多种检测行业,并具有超低畸变、高景深、低视差等优点。(The invention relates to a 1.0-time 110mm object distance high-resolution industrial double telecentric lens, which comprises a main lens barrel, wherein a front group of lenses, a fixed diaphragm and a rear group of lenses are respectively arranged in the main lens barrel from front to back along the light incidence direction; the front group lens is a first gluing group formed by tightly connecting a first biconvex lens, a first regular crescent lens, a first biconcave lens and a second regular crescent lens in sequence; the rear group lens is a second adhesive combination formed by tightly connecting a second biconcave lens, a second biconvex lens, a third regular crescent lens and a fourth regular crescent lens in sequence. The lens has good integrity, is suitable for various detection industries, and has the advantages of ultralow distortion, high depth of field, low parallax and the like.)

一种1.0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1.0倍110mm物距高分辨率工业双远心镜头。

背景技术

随着工业检测行业的扩大，虽然有市面上有很多种类的远心镜头，但其测试效果仍然无法满足所有市场需求，因其存在成像边缘畸变大、景深达不到要求、视差、结构体积较大等问题。为此，需要一款体积小巧、超低畸变、高景深、低视差，来补足市场需求是有意义的。

发明内容

本发明的目的在于提供一种1.0倍110mm物距高分辨率工业双远心镜头，该镜头具有良好的一体性，可适用多种检测行业，并具有超低畸变、高景深、低视差等优点。

本发明的技术方案在于：一种1.0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分别设有前组镜片、固定光阑、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、第一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二双凹透镜、第二双凸透镜、第三正月牙形透镜和第四正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0.99mm；所述第一正月牙形透镜与第一胶合组之间的空气间隔为1.13mm。

进一步地，所述前组镜片与后组镜片之间的空气间隔为27.73mm；所述前组镜片与固定光阑之间的空气间隔为24.51mm；所述固定光阑与后组镜片之间的空气间隔为3.22mm。

进一步地，所述第二双凹透镜和第二双凸透镜之间的空气间隔为11.16mm；所述第二双凸透镜和第二胶合组之间的空气间隔为29.57mm。

进一步地，所述主镜筒包括用于安装第一双凸透镜、第一正月牙形透镜、第一胶合组、第二双凹透镜及第二双凸透镜的前镜筒，所述前镜筒的后端连接有用于安装第二胶合组的后镜筒，所述后镜筒的后端连接有CCD法兰。

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，所述前部腔室内设置有用于抵接第二正月牙形透镜后侧周部的承靠面，前部腔室内位于承靠面的后侧设置有消光台阶，所述前部腔室内位于消光台阶的后侧设置有消光螺纹，所述固定光阑安装于前部腔室的后端；所述后部腔室内设置有位于第二双凹透镜和第二双凸透镜之间的中隔圈，后部腔室的后端螺接有用于锁定第二双凸透镜的中压圈。

进一步地，所述后镜筒的安装腔室前部设置有消光螺纹，后镜筒的安装腔室中部设置有用于抵接第三正月牙形透镜前侧面周部的承靠面，后镜筒的安装腔室后端螺接有用于压在第四正月牙形透镜后侧面周部的后压圈。

进一步地，所述前镜筒与后镜筒之间经螺纹连接，所述CCD法兰的前部套置于后镜筒的后端，并经径向设置有圆周面上的紧定螺钉与后镜筒固定连接，CCD法兰的后端设置有C接口螺纹。

进一步地，所述前隔圈和中隔圈的内圈为台阶形承靠结构。

与现有技术相比较，本发明具有以下优点：该镜头具有体积小巧、超低畸变、高景深、低视差等优点，能满足粒子测量、色彩测量、光刻罩层测量、滤波器控制、血液分析与细胞计量等工业检测行业，并为视觉检测系统提供结构小巧、体积更轻便的结构外形。

该镜头的光学系统一共设计有八枚镜片，通过合理搭配前、后组的八片球面透镜材料，从而实现对平行光的控制；通过合理控制物方和像方的主光线，使其对应的光瞳处于无穷远状态，从而达到消除视差功能。进而实现了110mm物距时，镜头在80lp/mm时MTF≥0.4（如图3），使得分辨率≥500万像素且光学畸变≤0.001%（如图4）。

该镜头的机械结构采用了三段式对接成型结构，其中前镜筒与后镜筒通过螺纹进行螺接；后镜筒与CCD法兰通过紧定螺钉进行对接，从而有效的实现了各镜片的同轴度。为了保证其镜头光圈值的一致性，将光阑结构设计为固定光阑，这样不仅提升了镜头的稳定性，还进一步确保了镜头的光学性能。为了提升镜头的解像能力，在前镜筒和后镜筒中设计了消光台阶、消光螺纹和消光螺纹，有效的减少杂光和鬼影对光学性能的影响，保证了镜头的成像质量。为了进一步减少杂光和鬼影，将前隔圈和中隔圈设计为台阶形承靠结构，不仅减少了杂光的入射和反射，其隔圈直角设计与镜片配合承靠进一步加强了镜片装配的稳定性。同时为了保证前、后组各镜片的稳定性除设计了两枚隔圈以外，还设计了三枚压圈用于镜片组装的最终固定和锁紧，从而保证了该镜头光学性能的稳定性和一致性。

附图说明

图1为本发明的光学系统结构图；

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.第一正月牙形透镜 5.第一双凹透镜 6.第一正月牙形透镜 7.消光台阶 8.前镜筒 9.消光螺纹 10.固定光阑 11.第二双凹透镜 12.中隔圈 13.第二双凸透镜 14.中压圈 15.消光螺纹 16.后镜筒17.第三正月牙形透镜 18.第四正月牙形透镜 19.后压圈 20.紧定螺钉 21.CCD法兰22.C接口螺纹 23.成像面。

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1.0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分别设有前组镜片、固定光阑10、后组镜片；所述前组镜片依次为第一双凸透镜2、第一正月牙形透镜4、第一双凹透镜5和第二正月牙形透镜6密接的第一胶合组；所述后组镜片依次为第二双凹透镜11、第二双凸透镜13、第三正月牙形透镜17和第四正月牙形透镜18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0.99mm；所述第一正月牙形透镜与第一胶合组之间的空气间隔为1.13mm。

本实施例中，所述前组镜片与后组镜片之间的空气间隔为27.73mm；所述前组镜片与固定光阑之间的空气间隔为24.51mm；所述固定光阑与后组镜片之间的空气间隔为3.22mm。

本实施例中，所述第二双凹透镜和第二双凸透镜之间的空气间隔为11.16mm；所述第二双凸透镜和第二胶合组之间的空气间隔为29.57mm。

本实施例中，所述主镜筒包括用于安装第一双凸透镜、第一正月牙形透镜、第一胶合组、第二双凹透镜及第二双凸透镜的前镜筒8，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，所述后镜筒的后端连接有CCD法兰21。

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，所述前部腔室内设置有用于抵接第二正月牙形透镜后侧周部的承靠面，前部腔室内位于承靠面的后侧设置有消光台阶7，所述前部腔室内位于消光台阶的后侧设置有消光螺纹9，所述固定光阑固定安装于前部腔室的后端；所述后部腔室内设置有位于第二双凹透镜和第二双凸透镜之间的中隔圈12，后部腔室的后端螺接有用于锁定第二双凸透镜的中压圈14。

本实施例中，前镜筒采用一体式加工成型设计，保证了前镜筒中六枚镜片装配的同心度。为了提升镜头的解像能力，在前镜筒中设计了消光台阶7、消光螺纹9，有效的减少杂光和鬼影对光学性能的影响，保证了镜头的成像质量。

本实施例中，为了进一步减少杂光和鬼影，将前隔圈和中隔圈的内圈设计为台阶形承靠结构，不仅减少了杂光的入射和反射，其隔圈直角设计与镜片配合承靠进一步加强了镜片装配的稳定性。而设计前压圈和中压圈与前镜筒配合，用于前镜筒中六枚镜片的最终固定和锁紧，从而保证了该镜头光学性能的稳定性和一致性。

本实施例中，所述后镜筒的安装腔室前部设置有消光螺纹15，后镜筒的安装腔室中部设置有用于抵接第三正月牙形透镜前侧面周部的承靠面，后镜筒的安装腔室后端螺接有用于压在第四正月牙形透镜后侧面周部的后压圈19。

本实施例中，所述后镜筒采用一体式加工成型设计，保证了后镜筒与两枚镜片装配的同心度。为了保证后组第二胶合组的稳定性，设计了后压圈与后镜筒配合，用于第二胶合组的最终固定，提升了镜片装配的稳定性。后镜筒还设计了内螺纹通过螺纹与前镜筒的外螺纹进行螺纹，从而保证了前、后组各镜片轴心的同心度。

本实施例中，实现了前、后组各镜片轴心的同轴度，所述前镜筒与后镜筒之间经螺纹连接。为了实现镜筒与相机之间的连接，设计了CCD法兰。所述CCD法兰的前部套置于后镜筒的后端，并经径向设置有圆周面上的三颗紧定螺钉20与后镜筒固定连接，从而使得该镜头成像系统优于500万高分辨率像素。CCD法兰的后端设置有C接口螺纹22，满足了市面上大部分工业相机的使用，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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本发明实现的技术指标如下：

①像面尺寸：2/3"；

②放大倍率：1.0X；

③工作物距：110mm；

④有效孔径：F10.1；

⑤光学畸变：≤0.001%；

⑥分辨率：≥500万像素

⑦景深：2.2mm；

⑧工作温度：-20℃～60℃；

⑨镜头尺寸规格：φ30mm×121mm。

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1.0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。