自动对焦工业镜头制造技术

本发明专利技术公开了一种自动对焦工业镜头，沿光轴从物侧到成像面依次包括：具有正光焦度的第一透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面、像侧面为凹面；具有正光焦度的第二透镜，所述第二透镜的物侧面为凸面、像侧面为凹面；液体变焦透镜，所述液体变焦透镜根据施加的电压不同呈现不同的焦距；光阑；具有负光焦度的第三透镜，所述第三透镜的物侧面为凹面、像侧面为凸面；具有正光焦度的第四透镜，所述第四透镜的物侧面和像侧面均为凸面；其中，所述自动对焦工业镜头的对焦范围为200mm到2000mm。所述工业镜头自动对焦速度快、分辨率高、体积小，能够很好满足对实时性要求比较高的应用场景的使用需求。足对实时性要求比较高的应用场景的使用需求。足对实时性要求比较高的应用场景的使用需求。

【技术实现步骤摘要】
自动对焦工业镜头


[0001]本专利技术涉及成像镜头
，具体涉及一种自动对焦工业镜头。

技术介绍

[0002]近年来随着自动化产业的发展，机器视觉取得了爆发式的增长，工业镜头的应用领域也越来越广泛，由于工业镜头兼具高分辨率、高清晰度及稳定性好等特点，被广泛应用于尺寸测量、缺陷检测、图像采集等领域。
[0003]为了实现良好的成像效果，这类工业镜头通常要求具有高清的解像能力、较小的画面失真程度，并且要求较高的相对照度，保证画面照度的均匀性。同时为使镜头在不同工作距离下均具有良好的成像效果，需要镜头通过对焦的方式采集不同工作距离的图像，传统镜头的对焦方式是基于机械运动来实现的，比如镜头安装有电机，电机可驱动镜头中的镜片或镜组沿着光轴作横向运动，通过改变镜片之间或镜头与相机芯片之间的光学间隔，从而补偿因工作距离的改变而造成镜头成像焦点的偏移。
[0004]然而这种机械对焦镜头存在着对焦速度慢，需要人工对焦，体积较大，难以满足对实时性要求比较高的应用场景的使用需求。

技术实现思路

[0005]为此，本专利技术的目的在于提供一种自动对焦工业镜头，至少具有小畸变、高像质、小体积、低成本的优点，且自动对焦速度快，能够很好满足对实时性要求比较高的应用场景的使用需求。
[0006]本专利技术提供了一种自动对焦工业镜头，沿光轴从物侧到成像面依次包括：具有正光焦度的第一透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面，所述第一透镜的像侧面为凹面；具有正光焦度的第二透镜，所述第二透镜的物侧面为凸面，所述第二透镜的像侧面为凹面；液体变焦透镜，所述液体变焦透镜根据施加的电压不同呈现不同的焦距；光阑；具有负光焦度的第三透镜，所述第三透镜的物侧面为凹面，所述第三透镜的像侧面为凸面；具有正光焦度的第四透镜，所述第四透镜的物侧面和像侧面均为凸面；其中，所述自动对焦工业镜头的对焦范围为200mm到2000mm。
[0007]相较于现有技术，本专利技术提供的自动对焦工业镜头，采用四片具有特定光焦度及面型的透镜，并在第二透镜和第三透镜之间搭配液体变焦透镜，通过对液体变焦透镜施加不同的电压来调整系统的焦距，无需手动驱动或电机驱动对焦即可快速实现自动对焦，使得镜头在不同物距下均可实现超高分辨率，能够很好满足对实时性要求比较高的应用场景的使用需求。
附图说明
[0008]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0009]图1为本专利技术实施例中液体变焦透镜的结构示意图；
[0010]图2为本专利技术第一实施例的自动对焦工业镜头的结构示意图；
[0011]图3为本专利技术第一实施例的自动对焦工业镜头的相对照度图；
[0012]图4为本专利技术第一实施例的自动对焦工业镜头的F
‑
Tanθ畸变曲线图；
[0013]图5为本专利技术第一实施例的自动对焦工业镜头的垂轴色差曲线图；
[0014]图6为本专利技术第二实施例的自动对焦工业镜头的结构示意图；
[0015]图7为本专利技术第二实施例的自动对焦工业镜头的相对照度图；
[0016]图8为本专利技术第二实施例的自动对焦工业镜头的F
‑
Tanθ畸变曲线图；
[0017]图9为本专利技术第二实施例的自动对焦工业镜头的垂轴色差曲线图；
[0018]图10为本专利技术第三实施例的自动对焦工业镜头的结构示意图；
[0019]图11为本专利技术第三实施例的自动对焦工业镜头的相对照度图；
[0020]图12为本专利技术第三实施例的自动对焦工业镜头的F
‑
Tanθ畸变曲线图；
[0021]图13为本专利技术第三实施例的自动对焦工业镜头的垂轴色差曲线图。
具体实施方式
[0022]为使本专利技术的目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本专利技术的若干实施例。但是，本专利技术可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本专利技术的公开内容更加透彻全面。
[0023]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。
[0024]本专利技术实施例提供一种自动对焦工业镜头，沿光轴从物侧到成像面依次包括：第一透镜、第二透镜、液体变焦透镜、光阑、第三透镜、第四透镜以及滤光片，且各个透镜的光学中心位于同一直线上。
[0025]第一透镜具有正光焦度，第一透镜的物侧面为凸面，第一透镜的像侧面为凹面；
[0026]第二透镜具有正光焦度，第二透镜的物侧面为凸面，第二透镜的像侧面为凹面；
[0027]液体变焦透镜，所述液体变焦透镜根据施加的电压不同呈现不同的焦距；
[0028]第三透镜具有负光焦度，第三透镜的物侧面为凹面，第三透镜的像侧面为凸面；
[0029]第四透镜具有正光焦度，第四透镜的物侧面和像侧面均为凸面；
[0030]其中，所述工业镜头的对焦范围为200mm到2000mm。
[0031]本专利技术采用的液体变焦透镜为电压驱动的变焦镜片，为更好说明液体变焦透镜的工作原理，现进行举例说明，需要说明的是，本专利技术中的液体变焦透镜的结构不局限于此。举例说明如图1所示，为本专利技术实施例提供的一种液体变焦透镜E1的结构示意图，所述液体变焦透镜E1包含第一玻璃基板10与第二玻璃基板20，第一玻璃基板10靠近第二玻璃基板20的一侧表面设置有电极层30，在第二玻璃基板20靠近第一玻璃基板10的一侧表面设置有公用电极50，公用电极50与电极层30之间设置有液晶层40。所述液体变焦透镜E1设置在第二、三透镜之间，当工业镜头工作时，会在液体变焦透镜上施加启动电压，此时液体变焦透镜处于初始状态的工作模式，此时工业镜头也处于最佳物距的工作距离，由于在液体变焦透镜
上施加了启动电压，会使液晶层内呈现一定曲率的面型形状，从而使液体变焦透镜具有相应的焦距，此时镜头的解像为品质最好的状态。当工业镜头的物距在预设的工作范围内改变时，电极层上施加电压会自动进行调整，此时液晶层会发生相应的偏转，从而整个液晶层的面型发生改变，曲率半径也会相应发生改变，使液体透镜的焦距也相应发生改变。因此根据工业镜头工作物距的不同，通过调整电极层上的施加电压，即可快速实现液体透镜的焦距调整，进而改变整个系统的焦距，使得光学系统在不同物距下均可实现超高分辨率。
[0032]所述光阑位于液体变焦透镜与第三透镜之间且紧邻所述液体变焦透镜靠近像侧的表面，此设置可有效提高工业镜头的视场角并能更好的配合芯片的入射角度。同时，所述光阑可以采用中心设有通光孔的遮光纸，并且光阑的通光口径小于隔圈的口径，以保证工业镜头的通光量由光阑的通光孔径决定；而且，采用中心设有通光孔的遮光纸作为光阑，可以降低镜筒通光孔的要求，使镜本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自动对焦工业镜头，其特征在于，沿光轴从物侧到成像面依次包括：具有正光焦度的第一透镜，所述第一透镜的物侧面为凸面，所述第一透镜的像侧面为凹面；具有正光焦度的第二透镜，所述第二透镜的物侧面为凸面，所述第二透镜的像侧面为凹面；液体变焦透镜，所述液体变焦透镜根据施加的电压不同呈现不同的焦距；光阑；具有负光焦度的第三透镜，所述第三透镜的物侧面为凹面，所述第三透镜的像侧面为凸面；具有正光焦度的第四透镜，所述第四透镜的物侧面和像侧面均为凸面；其中，所述自动对焦工业镜头的对焦范围为200mm到2000mm。2.根据权利要求1所述的自动对焦工业镜头，其特征在于，所述自动对焦工业镜头满足以下条件式：3mm/V<OBJ/U<55mm/V；38V<U<53V；其中，OBJ表示所述自动对焦工业镜头的物距，U表示所述自动对焦工业镜头在工作状态时液体变焦透镜上加载的输入电压。3.根据权利要求1所述的自动对焦工业镜头，其特征在于，所述自动对焦工业镜头满足以下条件式：32mm<f<37mm；200mm<OBJ<2000mm；其中，f表示所述自动对焦工业镜头的有效焦距，OBJ表示所述自动对焦工业镜头的物距。4.根据权利要求1所述的自动对焦工业镜头，其特征在于，所述自动对焦工业镜头满足以下条件式：0.12<CT23/TTL<0.2；其中，CT23表示所述第二透镜的像侧面和所述第三透镜的物侧面在光轴上的空气间隔，TTL表示所述自动对焦工业镜头的光学总长。5.根据权利要求1所述的自动对焦工业镜头，其特征在于，所述自动对焦工业镜头满足以下条件式：以下条件式：其中，表示所述第二透镜的光焦度，表示所述第三透镜的光焦度，Nd2表示所述第二透镜的折射率，Nd3表示所述第三透镜的折射率。6.根据权利要求1所述的自动对焦工业镜头，其特征在于，所述自动对焦工业镜头满足以下条件式：8<TTL/(f
×
tanθ)<9；其中，TTL表示所述自动对焦工业镜头的光学总长，f表示所述自动对焦工业镜头的有
效焦距，θ表示所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：高博，李伟娜，赖晗，何晓源，
申请(专利权)人：中山联拓光学有限公司，
类型：发明
国别省市：