成像镜头及应用该成像镜头的激光测厚装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于光学元件及光学检测领域，尤其涉及一种成像镜头及应用该成像镜头的激光测厚装置，本实用新型专利技术成像镜头从物侧到像侧沿光轴依次包括具有正光焦度的第一透镜、具有负光焦度第二透镜、具有正光焦度的第三透镜以及具有正光焦度的第四透镜，且满足条件式：0.5＜F2/F＜1；R4＞R5＞R6，因而本实用新型专利技术成像镜头可以有效缩短镜头全长及避免产生过于严重的球差，且能够校正慧差，成像质量好，镜头长度小，便于安装调试，本实用新型专利技术应用该成像镜头的激光测厚装置测量范围大，测量速度快，测量精度高，具有广阔的应用前景。

Imaging lens and laser thickness measuring device using the imaging lens

The utility model relates to an optical element and an optical detection field, in particular to an imaging lens and a laser thickness measuring device for the imaging lens. The utility model includes a first lens with a positive focal degree, a negative focal degree second lens and a positive focal degree of third. The lens and the fourth lens with positive focal degree are satisfied with the condition formula: 0.5 < F2/F < 1; R4 > R5 > R6, thus the utility model can effectively shorten the full length of the lens and avoid producing too much serious spherical aberration, and can correct the error, the imaging quality is good, the lens length is small, and the utility model is easy to install and debug. The utility model is easy to install and debug. The utility model is convenient for the utility model. The laser thickness measuring device with this imaging lens has wide measuring range, fast measuring speed and high measuring accuracy, and has broad application prospects.

【技术实现步骤摘要】
成像镜头及应用该成像镜头的激光测厚装置
本专利技术属于光学元件及光学检测领域，尤其涉及一种成像镜头及应用该成像镜头的激光测厚装置。
技术介绍
众所周知，成像镜头是由透镜组组成的光学成像装置。为了提高成像品质，成像镜头通常包括多个透镜，例如，一种包括四个透镜的成像镜头，其自物侧到像侧包括一个第一透镜及一个第二透镜。通常出于成本及制造性方面考虑，第一透镜及第二镜均采用非球面塑料透镜﹐但用于生产塑料透镜的光学塑料品种十分有限﹐其折射率及阿贝系数光学参数变化范围小、色散高且色像差校正能力有限，导致成像品质低。但若第一透镜及第二镜均采用玻璃研磨而成的透镜，则会增加成像镜的成本。为了兼顾制造成本与成像性能，就需要对成像镜头进行合理设计。在人类的日常生活中，测量占据了举足轻重的地位。在传统测量领域里，厚度测量基本是以卡尺、千分尺等接触式测量为主，但在玻璃厚度测量的过程中，接触式测量难免会造成玻璃表面划伤，测量不准等问题。随着科学技术和工业生产的高速发展，人们对测量要求也越来越高，并开始向着高速、高精度、小型化、智能化等方面发展，尤其是在科技高速发展的今天，对零件尺寸测量精度要求越来越高。例如，申请号201410609357.X的中国专利技术专利申请公开了一种改进的紧凑型精密激光三角测距仪，仪器本体内的激光束经过汇聚镜片和激光反射镜反射后，倾斜汇聚到设于仪器本体外的样品表面，样品表面的反射光经过成像反射镜的反射后形成与准直激光束平行的成像光束入射到成像镜片组，最后成像光束投射在图像传感器上，和传统激光三角仪相比有效减小了仪器尺寸，使激光三角仪适合狭小测量空间的要求。但是受限于成像镜片组的分辨率及测量范围，导致该测距仪测量范围小，测量精度低。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种分辨率高、成像质量好、测量范围大、测量精度高的成像镜头及应用该成像镜头的激光测厚装置。本专利技术解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：一种成像镜头，其特征在于，从物侧到像侧沿光轴依次包括：第一透镜，具有正光焦度，以及朝向所述物侧的第一物侧面、朝向所述像侧的第一像侧面；第二透镜，具有负光焦度，以及朝向所述物侧的第二物侧面、朝向所述像侧的第二像侧面；第三透镜，具有正光焦度，以及朝向所述物侧的第三物侧面、朝向所述像侧的第三像侧面；第四透镜，具有正光焦度，以及朝向所述物侧的第四物侧面、朝向所述像侧的第四像侧面；且满足条件式：0.5＜F2/F＜1；R4＞R5＞R6；其中，F2及F分别为第二透镜及成像镜头的有效焦距，R4、R5、R6分别为第二透镜像侧面曲率半径、第三透镜物侧面曲率半径及第三透镜像侧面曲率半径。优选的，本专利技术中所述第一物侧面为平面，所述第一像侧面、第二物侧面、第二像侧面、第三物侧面、第三像侧面均弯向物侧，所述第四物侧面弯向像侧，所述第四像侧面弯向物侧。优选的，本专利技术中所述成像镜头还包括光阑，所述光阑设置在所述第四透镜的第四像侧面上。优选的，本专利技术中所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜均采用玻璃材料制成。优选的，本专利技术中所述镜头的长度小于等于14mm。优选的，本专利技术中所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的通光口径均相同，且通光口径小于等于12mm。优选的，本专利技术中所述第一像侧面、第二物侧面、第二像侧面、第三物侧面、第三像侧面、第四物侧面均为球面。本专利技术还提供一种应用如上所述成像镜头的激光测厚装置，所述激光测厚装置包括：激光器、如上所述的成像镜头、光电探测器，所述激光器发射的激光光束经所述成像镜头的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜后汇聚于所述光电探测器。优选的，本专利技术中所述光电探测器的成像大小X为：其中，Y与L分别为激光器与待测物体之间的最大及最小距离，f为成像系统焦距，l为激光器到成像镜头中心距离。优选的，本专利技术中所述成像镜头与所述光电探测器之间的光路上设有反射镜，且所述反射镜与光路光轴之间的夹角为45°。本专利技术的有益效果是，由于本专利技术成像镜头从物侧到像侧沿光轴依次包括具有正光焦度的第一透镜、具有负光焦度第二透镜、具有正光焦度的第三透镜以及具有正光焦度的第四透镜，且满足条件式：0.5＜F2/F＜1；R4＞R5＞R6，因而本专利技术成像镜头可以有效缩短镜头全长及避免产生过于严重的球差，且能够校正慧差，成像质量好，镜头长度小，便于安装调试，本专利技术应用该成像镜头的激光测厚装置测量范围大，测量速度快，测量精度高，应用前景广阔。附图说明图1为本专利技术成像镜头的一种实施例结构示意图，也是一种优选实施例示意图。图2为本专利技术激光测厚装置的一种实施例结构示意图，也是一种优选实施例示意图。图3、图4、图5分别为本专利技术激光测厚装置在测量距离为40mm、50mm、60mm的系统点列图。图6、图7、图8分别为本专利技术激光测厚装置在测量距离为40mm、50mm、60mm的系统MTF图。具体实施方式以下描述用于揭露本专利技术以使本领域技术人员能够实现本专利技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本专利技术的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本专利技术的精神和范围的其他技术方案。实施例一图1示出了本专利技术成像镜头的一种实施例结构示意图，也是一种优选实施例示意图。如图1所示，本实施例所述的成像镜头100，从物侧到像侧沿光轴依次包括：具有正光焦度的第一透镜10，所述第一透镜具有朝向所述物侧的第一物侧面S11、朝向所述像侧的第一像侧面S12；具有负光焦度的第二透镜20，所述第二透镜20具有朝向所述物侧的第二物侧面S21、朝向所述像侧的第二像侧面S22；具有正光焦度的第三透镜30，所述第三透镜30具有朝向所述物侧的第三物侧面S31、朝向所述像侧的第三像侧面S22；以及具有正光焦度的第四透镜40，所述第四透镜40具有朝向所述物侧的第四物侧面S41、朝向所述像侧的第四像侧面S42，且本专利技术成像镜头满足条件式：0.5＜F2/F＜1；R4＞R5＞R6；其中，F2及F分别为第二透镜20及成像镜头100的有效焦距，R4、R5、R6分别为第二透镜像侧面曲率半径、第三透镜物侧面曲率半径及第三透镜像侧面曲率半径。本实施例中通过设定0.5＜F2/F＜1，可以有效缩短成像镜头全长及避免产生过于严重的球差，R4＞R5＞R6可以有效校正慧差，提高成像质量。由图1可以看出，本实施例中所述成像镜头还包括光阑50，所述光阑50设置在所述第四透镜40的第四像侧面S42上，且所述光阑为球面，通光口径为10mm，所述光阑50的设置能够有效避免杂散光影响，提高成像质量。优选的，本实施例中所述第一物侧面S11为平面，所述第一像侧面S12、第二物侧面S21、第二像侧面S22、第三物侧面S31、第三像侧面S32均弯向物侧，所述第四物侧面S41弯向像侧，所述第四像侧面S42弯向物侧。作为优选实施方式，结合图1可以看出，本实施例中所述第一透镜10、第二透镜20、第三透镜30、第四透镜40均采用玻璃材料制成，且所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜的通光口径均相同，所述通光口径小于等于12mm。本实施例中所述通光口径优选为12mm。本实施例中所述镜头的长度小于等于14mm，优选为14mm，成像质量好且安装使用方便。作本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种成像镜头，其特征在于，从物侧到像侧沿光轴依次包括：第一透镜，具有正光焦度，以及朝向所述物侧的第一物侧面、朝向所述像侧的第一像侧面；第二透镜，具有负光焦度，以及朝向所述物侧的第二物侧面、朝向所述像侧的第二像侧面；第三透镜，具有正光焦度，以及朝向所述物侧的第三物侧面、朝向所述像侧的第三像侧面；第四透镜，具有正光焦度，以及朝向所述物侧的第四物侧面、朝向所述像侧的第四像侧面；且满足条件式：0.5＜F2/F＜1；R4＞R5＞R6；其中，F2及F分别为第二透镜及成像镜头的有效焦距，R4、R5、R6分别为第二透镜像侧面曲率半径、第三透镜物侧面曲率半径及第三透镜像侧面曲率半径。

【技术特征摘要】
1.一种成像镜头，其特征在于，从物侧到像侧沿光轴依次包括：第一透镜，具有正光焦度，以及朝向所述物侧的第一物侧面、朝向所述像侧的第一像侧面；第二透镜，具有负光焦度，以及朝向所述物侧的第二物侧面、朝向所述像侧的第二像侧面；第三透镜，具有正光焦度，以及朝向所述物侧的第三物侧面、朝向所述像侧的第三像侧面；第四透镜，具有正光焦度，以及朝向所述物侧的第四物侧面、朝向所述像侧的第四像侧面；且满足条件式：0.5＜F2/F＜1；R4＞R5＞R6；其中，F2及F分别为第二透镜及成像镜头的有效焦距，R4、R5、R6分别为第二透镜像侧面曲率半径、第三透镜物侧面曲率半径及第三透镜像侧面曲率半径。2.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述第一物侧面为平面，所述第一像侧面、第二物侧面、第二像侧面、第三物侧面、第三像侧面均弯向物侧，所述第四物侧面弯向像侧，所述第四物侧面弯向物侧。3.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述成像镜头还包括光阑，所述光阑设置在所述第四透镜的第四像侧面上。4.根据权利要求1所述的成像镜头，其特征在于，所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘柱，
申请(专利权)人：苏州精创光学仪器有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32