阅读说明：本技术 一种大通光孔径工业镜头系统 (Large-light-transmission-aperture industrial lens system ) 是由 吴沛林 张能义 白振 林宏金 于 2019-01-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及镜头技术领域,具体是一种大通光孔径工业镜头系统,包括第一单正球面镜片、第二单正球面镜片、第三单负球面镜片、光阑、第五单负球面镜片、第六单正球面镜片、第七单正球面镜片、第八单正球面镜片、第九单正球面镜片和第十单负球面镜片,光阑设置在第三单负球面镜片和第五单负球面镜片之间,第九单正球面镜片与第十单负球面镜片组合为粘合镜片。该大通光孔径工业镜头系统的F.NO值达到1.0,焦距为25mm,适用2/3相机芯片的应用,结构简单、成本低、体积小、暗环境且不适合打光的领域可以快速普及,第十单负球面镜片采用高折射率玻璃,第八单正球面镜片采用低色散系数玻璃,有效的减少了光学系统中的像差。(The invention relates to the technical field of lenses, in particular to a large-aperture industrial lens system, which comprises a first single positive spherical lens, a second single positive spherical lens, a third single negative spherical lens, a diaphragm, a fifth single negative spherical lens, a sixth single positive spherical lens, a seventh single positive spherical lens, an eighth single positive spherical lens, a ninth single positive spherical lens and a tenth single negative spherical lens, wherein the diaphragm is arranged between the third single negative spherical lens and the fifth single negative spherical lens, and the ninth single positive spherical lens and the tenth single negative spherical lens are combined into a bonded lens. The large-aperture industrial lens system has the F.NO value of 1.0, the focal length of 25mm, suitability for application of 2/3 camera chips, simple structure, low cost, small volume, dark environment and suitability for the field of polishing, and can be rapidly popularized.)

一种大通光孔径工业镜头系统

技术领域

本发明涉及镜头技术领域，具体是一种大通光孔径工业镜头系统。

背景技术

在机器视觉系统中，由于普通光学镜头相对通光孔径值（F.NO）为2.0左右，较大的通光孔径也只有1.4，一些环境比较暗且不适合打光的情况检测难以达到要求。

随着现代工业生产的高速增长，工业检测的发展也越来越成熟，应用环境也越来越复杂，对于一些环境比较暗且不适合打光的环境，普通的镜头由于通光孔径小难以实现检测。

本发明主要是针对一些环境比较暗且不适合打光的环境下检测难题而设计。本发明F.NO值达到1.0，焦距为25mm，适用2/3相机芯片的应用。是目前市场比较常用焦距段和相机。

发明内容

本发明的目的在于提供一种大通光孔径工业镜头系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种大通光孔径工业镜头系统，包括第一单正球面镜片、第二单正球面镜片、第三单负球面镜片、光阑、第五单负球面镜片、第六单正球面镜片、第七单正球面镜片、第八单正球面镜片、第九单正球面镜片和第十单负球面镜片，光阑设置在第三单负球面镜片和第五单负球面镜片之间，第九单正球面镜片与第十单负球面镜片组合为粘合镜片。

作为本发明进一步的方案：所述第一单正球面镜片为双凸形的正透镜。

作为本发明再进一步的方案：所述第二单正球面镜片为凸凹形的正透镜，开口方向朝像面。

作为本发明再进一步的方案：所述第三单负球面镜片为双凹形的负透镜。

作为本发明再进一步的方案：所述第五单负球面镜片为凸凹形的负透镜，开口方向朝物面。

作为本发明再进一步的方案：所述第六单正球面镜片为凸凹形的正透镜，开口方向朝物面。

作为本发明再进一步的方案：所述第七单单正球面镜片为双凸形的球面透镜。

作为本发明再进一步的方案：所述第八单单正球面镜片为双凸形的球面透镜。

作为本发明再进一步的方案：所述第九单正球面镜片为凸凹形的正透镜，开口方向朝像面。

作为本发明再进一步的方案：所述第十单负球面镜片为凸凹形的负透镜，开口方向朝像面。

作为本发明再进一步的方案：所述大通光孔径工业镜头系统，其中一组光学系统满足以下条件式：

F.NO=1.0，EFL=25mm，TTL=50mm

其中，F.NO为镜头相对孔径，EFL为镜头的有效焦距，TTL为镜头的光学总长度。

作为本发明再进一步的方案：所述大通光孔径工业镜头系统，其中一组光学系统满足以下条件式：

f/f1=0.57，f1=44.02mm

f/f2=0.73，f2=34.25mm

f/f3=-1.38，f3=-18.11mm

f/f4=-1.38，f4=-18.17mm

f/f5=0.65，f5=38.55mm

f/f6=1.01，f6=24.68mm

f/f7=0.48，f7=52.05mm

f/f8=0.36，f8=70.33mm

f/f9=-0.42，f9=-58.94mm

其中，f为镜头的有效焦距，f1为第一单正球面镜片的焦距、f2为第二单正球面镜片的焦距、f3为第三单负球面镜片的焦距、f4为第五单负球面镜片的焦距、f5为第六单正球面镜片的焦距、f6为第七单正球面镜片的焦距、f7为第八单正球面镜片的焦距、f8为第九单正球面镜片的焦距、f9为第十单负球面镜片的焦距。

作为本发明再进一步的方案：所述大通光孔径工业镜头系统的玻璃材料满足：

第一单正球面镜片材料满足：1.7<Nd<1.85，45<Vd<55

第二单正球面镜片材料满足：1.7<Nd<1.85，48<Vd<58

第三单负球面镜片材料满足：1.65<Nd<1.8，22<Vd<35

第五单负球面镜片材料满足：1.65<Nd<1.8，22<Vd<35

第六单正球面镜片材料满足：1.7<Nd<1.85，48<Vd<58

第七单正球面镜片材料满足：1.7<Nd<1.85，45<Vd<55

第八单正球面镜片材料满足：1.55<Nd<1.7，55<Vd<70

第九单正球面镜片材料满足：1.7<Nd<1.85，45<Vd<55

第十单负球面镜片材料满足：1.75<Nd<1.95，17<Vd<30。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

该大通光孔径工业镜头系统的F.NO值达到1.0，焦距为25mm，适用2/3相机芯片的应用，是目前市场比较常用焦距段和相机，结构简单、成本低、体积小、暗环境且不适合打光的领域可以快速普及，第十单负球面镜片采用的材料为高折射率玻璃，第八单正球面镜片采用的材料为低色散系数玻璃，有效的减少了光学系统中的像差，不仅使得结构简单，制作方便，而且提高了成像效果，降低了制作成本。

附图说明

图1为本发明的截面图。

图2为本发明中第一单正球面镜片的截面图。

图3为本发明中第二单正球面镜片的截面图。

图4为本发明中第三单负球面镜片的截面图。

图5为本发明中第五单负球面镜片的截面图。

图6为本发明中第六单正球面镜片的截面图。

图7为本发明中第七单正球面镜片的截面图。

图8为本发明中第八单正球面镜片的截面图。

图9为本发明中第九单正球面镜片的截面图。

图10为本发明中第十单负球面镜片的截面图。

图中：1-第一单正球面镜片、2-第二单正球面镜片、3-第三单负球面镜片、4-光阑、5-第五单负球面镜片、6-第六单正球面镜片、7-第七单正球面镜片、8-第八单正球面镜片、9-第九单正球面镜片、10-第十单负球面镜片。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

请参阅图1，本发明实施例中，一种大通光孔径工业镜头系统，包括第一单正球面镜片1、第二单正球面镜片2、第三单负球面镜片3、光阑4、第五单负球面镜片5、第六单正球面镜片6、第七单正球面镜片7、第八单正球面镜片8、第九单正球面镜片9和第十单负球面镜片10，光阑4设置在第三单负球面镜片3和第五单负球面镜片5之间，第九单正球面镜片9与第十单负球面镜片10组合为粘合镜片。

请参阅图1和图2，所述第一单正球面镜片1为双凸形的正透镜，R11、R12分别为第一单正球面镜片1的前表面、后表面的曲率半径，第一单正球面镜片1的色散系数Vd为49.6，折射率系数Nd为1.77；其朝向物方前表面的曲率半径R11为35<R11<50mm，其朝向像方后表面的曲率半径R12为-200<R12<-100mm，其中芯厚d1为2.5<d1<4mm，本实施例中，其朝向物方前表面的曲率半径R11为42.7mm，其朝向像方后表面的曲率半径R12为-164.4mm，其中芯厚d1为3.3mm。

请参阅图1和图3，所述第二单正球面镜片2为凸凹形的正透镜，开口方向朝像面，R21、R22分别为透镜的前表面、后表面的曲率半径，第二单正球面镜片2的色散系数Vd为52.3，折射率系数Nd为1.76；其朝向物方前表面的曲率半径R21为13<R21<25mm，其朝向像方后表面的曲率半径R22为50<R22<65mm，其中芯厚d3为3<d3<4.5mm，本实施例中，其朝向物方前表面的曲率半径R21为18.4mm，其朝向像方后表面的曲率半径R22为58.2mm，其中芯厚d3为3.7mm，第二单正球面镜片2与前述第一单正球面镜片1中心处相邻表面之间距离d2为5.48mm。

请参阅图1和图4，所述第三单负球面镜片3为双凹形的负透镜，R31、R32分别为透镜的前表面、后表面的曲率半径，第三单负球面镜片3的色散系数Vd为29.5，折射率系数Nd为1.72；其朝向物方前表面的曲率半径R31为-170<R31<-100mm，其朝向像方后表面的曲率半径R32为10<R32<20mm，其中芯厚d5为1.8<d5<3mm，本实施例中，其朝向物方前表面的曲率半径R31为-134.3mm，其朝向像方后表面的曲率半径R32为14.6mm，其中芯厚d5为2.38mm，第三单负球面镜片3与前述第二单正球面镜片2中心处相邻表面之间距离d4为0.91mm。

请参阅图1和图5，所述第五单负球面镜片5为凸凹形的负透镜，开口方向朝物面，R41、R42分别为透镜的前表面、后表面的曲率半径，第五单正球面镜片5的色散系数Vd为29.5，折射率系数Nd为1.72；其朝向物方前表面的曲率半径R41为-15<R41<-10mm，其朝向像方后表面的曲率半径R22为-220<R42<-150mm，其中芯厚d8为3<d8<8mm，本实施例中，其朝向物方前表面的曲率半径R41为-12.25mm，其朝向像方后表面的曲率半径R42为-192.91mm，其中芯厚d8为1mm，第五单负球面镜片5与前述第三单负球面镜片3中间有光阑4，第三单负球面镜片3中心处与光阑4之间距离d6为3.6mm，第五单负球面镜片5中心与光阑4之间距离d3为4.16mm。

请参阅图1和图6，所述第六单正球面镜片6为凸凹形的正透镜，开口方向朝物面，R51、R52分别为透镜的前表面、后表面的曲率半径，第六单正球面镜片6的色散系数Vd为52.3，折射率系数Nd为1.76；其朝向物方前表面的曲率半径R51为-50<R51<-25mm，其朝向像方后表面的曲率半径R52为-20<R52<-10mm，其中芯厚d6为2<d6<5mm，本实施例中，其朝向物方前表面的曲率半径R51为-34.85mm，其朝向像方后表面的曲率半径R52为-16.44mm，其中芯厚d10为2.83mm，第六单正球面镜片6与前述第五单负球面镜片5中心处相邻表面之间距离d9为0.75mm。

请参阅图1和图7，所述第七单正球面镜片7为双凸形的正透镜，R61、R62分别为透镜的前表面、后表面的曲率半径，第七单正球面镜片7的色散系数Vd为49.6，折射率系数Nd为1.77；其朝向物方前表面的曲率半径R61为100<R61<180mm，其朝向像方后表面的曲率半径R62为-25<R62<-20mm，其中芯厚d12为3<d12<4mm，本实施例中，其朝向物方前表面的曲率半径R61为147.2mm，其朝向像方后表面的曲率半径R62为-21.77mm，其中芯厚d12为3.44mm，第七单正球面镜片7与前述第六单正球面镜片6中心处相邻表面之间距离d11为0.1mm。

请参阅图1和图8，所述第八单正球面镜片8为凸凹形的正透镜，R71、R72分别为透镜的前表面、后表面的曲率半径，第八单正球面镜片8的色散系数Vd为63.4，折射率系数Nd为1.62；其朝向物方前表面的曲率半径R71为22<R71<36mm，其朝向像方后表面的曲率半径R72为200<R72<350mm，其中芯厚d14为2<d14<3mm，本实施例中，其朝向物方前表面的曲率半径R71为29.1mm，其朝向像方后表面的曲率半径R72为285.8mm，其中芯厚d14为2.57mm，第八单正球面镜片8与前述第七单正球面镜片7中心处相邻表面之间距离d13为0.1mm。

请参阅图1和图9，所述第九单正球面镜片9为凸凹形的正透镜，开口方向朝像面，R81、R82分别为透镜的前表面、后表面的曲率半径，第九单正球面镜片9的色散系数Vd为49.6，折射率系数Nd为1.77；其朝向物方前表面的曲率半径R81为10<R81<20mm，其朝向像方后表面的曲率半径R82为15<R82<25mm，其中芯厚d16为2.5<d16<3.5mm，本实施例中，其朝向物方前表面的曲率半径R71为15.76mm，其朝向像方后表面的曲率半径R72为20.31mm，其中芯厚d16为3.03mm，第九单正球面镜片9与前述第八单正球面镜片8中心处相邻表面之间距离d15为0.1mm。

请参阅图1和图10，所述第十单负球面镜片10为双凸形的负透镜，开口方向朝像面，R91、R92分别为透镜的前表面、后表面的曲率半径，第十单负球面镜片10的色散系数Vd为23.8，折射率系数Nd为1.85，其朝向物方前表面的曲率半径R91为10<R91<16mm，其朝向像方后表面的曲率半径R92为15<R92<25mm，其中芯厚d17为1.5<d17<2.5mm，本实施例中，其朝向物方前表面的曲率半径R91为20.31mm，其朝向像方后表面的曲率半径R92为13.82mm，其中芯厚d17为1.96mm，第十单负球面镜片10与前述第九单正球面镜片9为粘合镜片组。

该大通光孔径工业镜头系统，其中一组光学系统特征在于：满足以下条件式：

F.NO=1.0，EFL=25mm，TTL=50mm

其中F.NO为镜头相对孔径，EFL为镜头的有效焦距，TTL为镜头的光学总长度（第一单镜片顶点到成像面的长度）。进一步的，该大通光孔径工业镜头系统，其中一组光学系统满足以下条件式：

f/f1=0.57，f1=44.02mm

f/f2=0.73，f2=34.25mm

f/f3=-1.38，f3=-18.11mm

f/f4=-1.38，f4=-18.17mm

f/f5=0.65，f5=38.55mm

f/f6=1.01，f6=24.68mm

f/f7=0.48，f7=52.05mm

f/f8=0.36，f8=70.33mm

f/f9=-0.42，f9=-58.94mm

其中f为镜头的有效焦距，f1为第一单正球面镜片1的焦距、f2为第二单正球面镜片2的焦距、f3为第三单负球面镜片3的焦距、f4为第五单负球面镜片5的焦距、f5为第六单正球面镜片6的焦距、f6为第七单正球面镜片7的焦距、f7为第八单正球面镜片8的焦距、f8为第九单正球面镜片9的焦距、f9为第十单负球面镜片10的焦距。

该大通光孔径工业镜头系统，其玻璃材料满足：

第一单正球面镜片1材料满足：1.7<Nd<1.85，45<Vd<55

第二单正球面镜片2材料满足：1.7<Nd<1.85，48<Vd<58

第三单负球面镜片3材料满足：1.65<Nd<1.8，22<Vd<35

第五单负球面镜片5材料满足：1.65<Nd<1.8，22<Vd<35

第六单正球面镜片6材料满足：1.7<Nd<1.85，48<Vd<58

第七单正球面镜片7材料满足：1.7<Nd<1.85，45<Vd<55

第八单正球面镜片8材料满足：1.55<Nd<1.7，55<Vd<70

第九单正球面镜片9材料满足：1.7<Nd<1.85，45<Vd<55

第十单负球面镜片10材料满足：1.75<Nd<1.95，17<Vd<30

该大通光孔径工业镜头系统，第十单负球面镜片10采用的材料为高折射率玻璃，第八单正球面镜片8采用的材料为低色散系数玻璃，有效的减少了光学系统中的像差，不仅使得结构简单，制作方便，而且提高了成像效果，降低了制作成本。

本发明主要是针对一些环境比较暗且不适合打光的环境下检测难题而设计。本发明F.NO值达到1.0，焦距为25mm，适用2/3相机芯片的应用。是目前市场比较常用焦距段和相机。

该大通光孔径工业镜头系统结构简单、成本低、体积小、暗环境且不适合打光的领域可以快速普及。

上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。