一种大视场高分辨率前置光阑的工业镜头制造技术

本发明专利技术公开了一种大视场高分辨率前置光阑的工业镜头，工业镜头的光路系统沿光轴由物侧到像侧依次布置有前置光阑、目镜前镜组，以及后镜组；所述前置光阑的通光孔径变化范围为2mm至5mm；所述目镜前镜组包括第一正弯月透镜和第二双凸透镜，所述第一正弯月透镜和第二双凸透镜配合能够对物体中继成像，减小后镜组的成像视场角大小；所述后镜组包括固定镜组和调焦镜组，所述调焦镜组能够沿光轴方向移动，且移动范围为7.386mm至10.169mm，通过调焦镜组的整体移动能够使得工作距离范围为[0.25m,∞)。本发明专利技术通过优化工业镜头的分组结构设计，从而实现无需机械运动装置辅助，做到了125度全视场下高分辨率的成像质量，克服了现有镜头边缘视场分辨率低的缺点。边缘视场分辨率低的缺点。边缘视场分辨率低的缺点。

【技术实现步骤摘要】
一种大视场高分辨率前置光阑的工业镜头


[0001]本专利技术涉及光学成像镜头
，特别涉及一种大视场高分辨率前置光阑的工业镜头。

技术介绍

[0002]近年来，增强现实和虚拟现实这类近眼显示系统正飞速发展，为准确评估设备性能，并确保量产设备的性能一致性，需要使用近眼显示系统的检测装置。这种光学检测装置的核心组件是一种能模拟人眼的光学镜头。人眼的入瞳和近眼显示系统的出瞳是匹配的，人眼的入瞳直径是2至8mm，且人眼的视场角高达124度。
[0003]现有技术的不足之处在于，传统的高分辨率大视场镜头，比如鱼眼镜头这类光阑内置的镜头，由于入瞳距离近眼显示系统的出瞳太远，无法做到和眼盒区域匹配，将出现视场渐晕，最终收集不到大视场角的光线。光阑内置镜头的入瞳位置、视场角和分辨率都不和人眼匹配，因此测量出的光学性能数据不能定量地表示人眼实际看到的情况。同时，近眼显示系统检测所用小视场镜头需要使用机械运动装置提高检测视场角，装置复杂，检测效率低下；其他大视场镜头则无法做到高分辨率的边缘视场检测。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的克服现有技术存在的不足，为实现以上目的，采用一种大视场高分辨率前置光阑的工业镜头，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]一种大视场高分辨率前置光阑的工业镜头，工业镜头的光路系统沿光轴由物侧到像侧依次布置有前置光阑、目镜前镜组，以及后镜组；
[0006]所述前置光阑的通光孔径变化范围为2mm至5mm；
[0007]所述目镜前镜组包括第一正弯月透镜和第二双凸透镜，所述第一正弯月透镜和第二双凸透镜配合能够对物体中继成像，减小后镜组的成像视场角大小；
[0008]所述后镜组包括固定镜组和调焦镜组，所述调焦镜组能够沿光轴方向移动，且移动范围为7.386mm至10.169mm，通过调焦镜组的整体移动能够使得工作距离范围为[0.25,∞)。
[0009]作为进一步的技术方案：所述所述前置光阑的通光孔径设置为人眼瞳孔大小的均值3.6mm时，中心视场的调制传递函数MTF>0.4@100lp/mm，边缘视场的调制传递函数MTF>0.2@80lp/mm。
[0010]作为进一步的技术方案：所述固定镜组包括第三双胶合透镜、第四双凸透镜、第五双胶合透镜、第六双凹透镜、第七双胶合透镜、第八双胶合透镜，以及第九双凸透镜。
[0011]作为进一步的技术方案：所述第三双胶合透镜由物侧的双凸透镜和像侧的双凹透镜胶合构成，第五双胶合透镜由物侧的负弯月透镜和像侧的正弯月透镜胶合构成，第七双胶合透镜由物侧的负弯月透镜和像侧的正弯月透镜胶合构成，第八双胶合透镜由物侧的双凹透镜和像侧的双凸透镜胶合而成。
[0012]作为进一步的技术方案：所述调焦镜组包括第十双凸透镜、第十一双胶合透镜、第十二双胶合透镜、第十三双胶合透镜、第十四双胶合透镜，以及第十五双凸透镜。
[0013]作为进一步的技术方案：所述第十一双胶合透镜由物侧的双凸透镜和像侧的双凹透镜胶合构成，第十二双胶合透镜由物侧的双凸透镜和像侧的负弯月透镜胶合构成，第十三双胶合透镜由物侧的负弯月透镜和像侧的双凸透镜胶合构成，第十四双胶合透镜由物侧的正弯月透镜和像侧的负弯月透镜胶合而成。
[0014]与现有技术相比，本专利技术存在以下技术效果：
[0015]通过采用上述的技术方案，利用在工业镜头的光路系统沿着光轴从物侧到像侧依次是前置光阑，目镜前镜组和像差补偿的后镜组。本专利技术采用前置光阑目镜和后继像差补偿镜组的分组结构设计，无需机械运动装置辅助，使用13组镜片构成的后镜组对前置光阑和目镜引入像差进行补偿，实现了125度全视场高分辨率成像。同时，可通过整体移动后端六组镜片构成的后镜组，实现0.25m到无穷远的工作距离调节，对焦方式简单方便。
附图说明
[0016]下面结合附图，对本专利技术的具体实施方式进行详细描述：
[0017]图1为本申请公开的一些实施例的前置光阑的工业镜头结构示意图；
[0018]图2为本申请公开的一些实施例的工业镜头的MTF曲线图；
[0019]图3为本申请公开的一些实施例的工业镜头的场曲和畸变图。
具体实施方式
[0020]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0021]请参考图1，本专利技术实施例中，一种大视场高分辨率前置光阑的工业镜头，工业镜头的光路系统沿光轴由物侧到像侧依次布置有前置光阑、目镜前镜组，以及后镜组；
[0022]所述前置光阑的通光孔径变化范围为2mm至5mm，具体的，可覆盖人眼瞳孔的主要可调范围。
[0023]所述目镜前镜组包括第一正弯月透镜L1和第二双凸透镜L2，所述第一正弯月透镜和第二双凸透镜配合能够对物体中继成像，减小后镜组的成像视场角大小；具体实施方式中，目镜前镜组的作用在于将物体中继成像于第二双凸透镜L2和第三双胶合透镜CL3之间，同时将大视场角缩放为小视场角，利于后镜组进行像差补偿，实现高分辨率成像。
[0024]所述后镜组包括固定镜组和调焦镜组，所述调焦镜组能够沿光轴方向移动，且移动范围为7.386mm至10.169mm，通过调焦镜组的整体移动能够使得工作距离范围为[0.25,∞)。具体的，调焦镜组整体可以沿着光轴方向移动，实现0.25m到无穷远的工作距离下物体的清晰成像。
[0025]第九双凸透镜L9和第十双凸透镜L10之间的空气间隔为7.386mm至10.169mm，对应调焦镜组的移动范围。
[0026]具体实施例中，所述所述前置光阑的通光孔径为人眼瞳孔大小的平均值3.6mm时，
中心视场的调制传递函数MTF大于0.4@100lp/mm，边缘视场的调制传递函数MTF大于0.2@80lp/mm。
[0027]具体实施例中，所述固定镜组包括第三双胶合透镜CL3、第四双凸透镜L4、第五双胶合透镜CL5、第六双凹透镜L6、第七双胶合透镜CL7、第八双胶合透镜CL8，以及第九双凸透镜L9。
[0028]具体实施例中，所述第三双胶合透镜CL3由物侧的双凸透镜和像侧的双凹透镜胶合构成，第五双胶合透镜CL5由物侧的负弯月透镜和像侧的正弯月透镜胶合构成，第七双胶合透镜CL7由物侧的负弯月透镜和像侧的正弯月透镜胶合构成，第八双胶合透镜CL8由物侧的双凹透镜和像侧的双凸透镜胶合而成。
[0029]具体实施例中，所述调焦镜组包括第十双凸透镜L10、第十一双胶合透镜CL11、第十二双胶合透镜CL12、第十三双胶合透镜CL13、第十四双胶合透镜CL14，以及第十五双凸透镜L15。
[0030]具体实施例中，所述第十一双胶合透镜CL11由物侧的双凸透镜和像侧的双凹透镜胶合构成，第十二双胶合透镜CL12由物侧本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大视场高分辨率前置光阑的工业镜头，其特征在于，工业镜头的光路系统沿光轴由物侧到像侧依次布置有前置光阑、目镜前镜组，以及后镜组；所述前置光阑的通光孔径变化范围为2mm至5mm；所述目镜前镜组包括第一正弯月透镜和第二双凸透镜，所述第一正弯月透镜和第二双凸透镜配合能够对物体中继成像，减小后镜组的成像视场角大小；所述后镜组包括固定镜组和调焦镜组，所述调焦镜组能够沿光轴方向移动，且移动范围为7.386mm至10.169mm，通过调焦镜组的整体移动能够使得工作距离范围为[0.25m,∞)。2.根据权利要求1所述一种大视场高分辨率前置光阑的工业镜头，其特征在于，所述所述前置光阑的通光孔径设置为人眼瞳孔大小的均值3.6mm时，中心视场的调制传递函数MTF>0.4@100lp/mm，边缘视场的调制传递函数MTF>0.2@80lp/mm。3.根据权利要求1所述一种大视场高分辨率前置光阑的工业镜头，其特征在于，所述固定镜组包括第三双胶合透镜、第四双凸透镜、第五双胶合透镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐俊峰，夏云鹏，吴小静，曹桂平，
申请(专利权)人：合肥埃科光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：