变焦光学系统、镜头模组及工业识别设备技术方案

本实用新型专利技术涉及一种变焦光学系统、镜头模组及工业识别设备。一种变焦光学系统，具有屈折力的透镜的数量为七片，沿光轴由物侧至像侧依次包括：具有正屈折力的第一透镜、具有正屈折力的第二透镜、具有负屈折力的第三透镜、具有屈折力的第四透镜、具有正屈折力的第五透镜、具有负屈折力的第六透镜以及具有正屈折力的第七透镜；其中，第六透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面，第四透镜为有效焦距可变的液体透镜，变焦光学系统的总有效焦距能随第四透镜的有效焦距的变化而改变。上述变焦光学系统，有助于缩短变焦光学系统的光学总长，实现系统小型化，同时使得变焦光学系统的结构稳定性较好，抗机械振动性更强。抗机械振动性更强。抗机械振动性更强。

【技术实现步骤摘要】
变焦光学系统、镜头模组及工业识别设备


[0001]本技术涉及光学
，特别是涉及一种变焦光学系统、镜头模组及工业识别设备。

技术介绍

[0002]工业类识别检测设备是一类利用工业镜头的光学成像原理获取所需的图像，并将捕获到的图像通过数据线或者无线通讯方式传输到计算机或者其它硬件进行识别的检测设备。目前，工业类识别检测设备已广泛应用于各类商业收银、快递物流、仓储运输及智能制造、缺陷检测等领域，成为物联网生态系统的重要一环。其中，工业镜头作为重要的硬件组成部分，工业镜头的工作物距范围决定了使用场景的广度。随着工业镜头的应用场景越发多样，对于工业镜头的检测物距范围需求也越来越大。现有技术中最常使用的变焦方式为设置能够相对光轴运动的调焦镜组，以实现调焦需求。然而，由于调焦镜组通常在光轴上需要较长的活动距离，使得光学系统难以满足小型化的需求。

技术实现思路

[0003]基于此，有必要针对现有的调焦光学系统难以满足小型化的需求，提供一种变焦光学系统、镜头模组及工业识别设备。
[0004]一种变焦光学系统，所述变焦光学系统中具有屈折力的透镜的数量为七片，且所述变焦光学系统沿光轴由物侧至像侧依次包括：
[0005]具有正屈折力的第一透镜、具有正屈折力的第二透镜、具有负屈折力的第三透镜、具有屈折力的第四透镜、具有正屈折力的第五透镜、具有负屈折力的第六透镜以及具有正屈折力的第七透镜；
[0006]其中，所述第六透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面，所述第四透镜为有效焦距可变的液体透镜，所述变焦光学系统的总有效焦距能随所述第四透镜的有效焦距的变化而改变。
[0007]上述变焦光学系统，采用双高斯光学结构，将为液体透镜的第四透镜设于第三透镜与第五透镜之间，即第四透镜物侧的透镜数量与像侧的透镜数量相同，同时第一透镜至第三透镜的屈折力与第五透镜至第七透镜的屈折力相对于第四透镜呈对称设置，有助于消除系统像差，提升成像质量。第一透镜、第二透镜具有正屈折力，能够约束光线的入射角度，实现对入射光线的会聚，能够降低像侧透镜会聚光线的负担，从而有利于实现小型化。第三透镜具有负屈折力、第五透镜具有负屈折力，有利于减小色差，从而提升系统的成像质量。第六透镜具有正屈折力、第七透镜具有正屈折力，能够将光线有效传递至成像面,有利于减小系统的渐晕量，让边缘视场进光量更大，提升全视场的照度。第六透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面。通过第四透镜为液体透镜，能够使变焦光学系统在后焦距不变、且不需要扭动物距调节环的情况实现大范围的快速对焦。液体透镜的响应速度很快，可达毫秒级，有助于提升变焦光学系统的对焦速度；同时液体透镜的位置相对光轴较为固定，变焦过程中无
需改变系统的总长，有助于缩短变焦光学系统的光学总长，实现系统小型化，同时使得变焦光学系统的结构稳定性较好，抗机械振动性更强。
[0008]在其中一个实施例中：
[0009]所述第一透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面；
[0010]所述第二透镜的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
[0011]所述第三透镜的物侧面为凸面、像侧面为凹面；
[0012]所述第五透镜的物侧面为凹面、像侧面为凹面；
[0013]所述第七透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面。
[0014]在其中一个实施例中，所述第四透镜包括沿光轴依次设置的第一液体镜片以及第二液体镜片，所述第一液体镜片的像侧面与所述第二液体镜片的物侧面相重合形成接触面，所述第四透镜的有效焦距为所述第一液体镜片与所述第二液体镜片的组合有效焦距，所述接触面的曲率半径可变，所述第四透镜的有效焦距随所述接触面的曲率半径的变化而改变。
[0015]在其中一个实施例中，所述第四透镜还包括第一透光模块以及第二透光模块，所述第一透光模块设置于所述第一液体镜片的物侧，所述第二透光模块设置于所述第二液体镜片的像侧。
[0016]在其中一个实施例中，所述变焦光学系统满足以下条件式：
[0017]0.47≤EFL/TTL≤0.53；
[0018]其中，EFL为所述变焦光学系统的总有效焦距，TTL为所述第一透镜的物侧面至所述变焦光学系统的成像面于光轴上的距离。
[0019]在其中一个实施例中，所述变焦光学系统满足以下条件式：
[0020]0.31≤SD11/EFL≤0.34；
[0021]其中，SD11为所述第一透镜的物侧面的最大有效半口径，EFL为所述变焦光学系统的总有效焦距。
[0022]在其中一个实施例中，所述变焦光学系统满足以下条件式：
[0023]1.32≤SD11/SD72≤1.40；
[0024]其中，SD11为所述第一透镜的物侧面的最大有效半口径，SD72为所述第七透镜的像侧面的最大有效半口径。
[0025]在其中一个实施例中，所述变焦光学系统满足以下条件式：
[0026]‑
0.11≤EFL/f4≤0.11；
[0027]其中，EFL为所述变焦光学系统的总有效焦距，f4为所述第四透镜的有效焦距。
[0028]在其中一个实施例中，所述变焦光学系统满足以下条件式：
[0029]3.2deg/mm≤FOV/SD11≤3.5deg/mm；
[0030]其中，FOV为所述变焦光学系统的视场角，SD11为所述第一透镜的物侧面的最大有效半口径。
[0031]一种镜头模组，包括感光元件以及如前述任一项实施例中所述的变焦光学系统，所述感光元件设置于所述变焦光学系统的像侧。在所述镜头模组中采用上述变焦光学系统，有利于实现小型化、变焦速度提升、稳定性强的特征，有助于提升成像质量。
[0032]一种工业识别设备，其特征在于，包括壳体以及如前述的镜头模组，所述镜头模组
设置于所述壳体。在所述工业识别设备中采用上述镜头模组，有利于实现小型化、变焦速度提升、稳定性强的特征，有助于提升成像质量。
附图说明
[0033]图1为本申请一实施例的变焦光学系统的物距为2000mm时的结构示意图；
[0034]图2为图1中第四透镜的结构示意图；
[0035]图3为图1中的变焦光学系统的像散曲线图及畸变曲线图；
[0036]图4为图1中的的变焦光学系统的调制函数曲线图；
[0037]图5为本申请一实施例的变焦光学系统的物距为1000mm时的结构示意图；
[0038]图6为图5中的第四透镜的结构示意图；
[0039]图7为图5中的变焦光学系统的像散曲线图及畸变曲线图；
[0040]图8为图5中的变焦光学系统的调制函数曲线图；
[0041]图9为图5中的变焦光学系统的相对照度曲线图；
[0042]图10为本申请一实施例的变焦光学系统的物距为100mm时的结构示意图；
[0043]图11为图10中第四透镜的结构示意图；
[0044]图12为图10中的变焦光学系统的像散曲线图及畸变曲线图；
[0045]图本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变焦光学系统，其特征在于，所述变焦光学系统中具有屈折力的透镜的数量为七片，且所述变焦光学系统沿光轴由物侧至像侧依次包括：具有正屈折力的第一透镜、具有正屈折力的第二透镜、具有负屈折力的第三透镜、具有屈折力的第四透镜、具有负屈折力的第五透镜、具有正屈折力的第六透镜以及具有正屈折力的第七透镜；其中，所述第六透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面，所述第四透镜为有效焦距可变的液体透镜，所述变焦光学系统的总有效焦距能随所述第四透镜的有效焦距的变化而改变。2.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其特征在于：所述第一透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面；所述第二透镜的物侧面为凸面、像侧面为凹面；所述第三透镜的物侧面为凸面、像侧面为凹面；所述第五透镜的物侧面为凹面、像侧面为凹面；所述第七透镜的物侧面为凸面、像侧面为凸面。3.根据权利要求1所述的变焦光学系统，其特征在于，所述第四透镜包括沿光轴依次设置的第一液体镜片以及第二液体镜片，所述第一液体镜片的像侧面与所述第二液体镜片的物侧面相重合形成接触面，所述第四透镜的有效焦距为所述第一液体镜片与所述第二液体镜片的组合有效焦距，所述接触面的曲率半径可变，所述第四透镜的有效焦距随所述接触面的曲率半径的变化而改变。4.根据权利要求3所述的变焦光学系统，其特征在于，所述第四透镜还包括第一透光模块以及第二透光模块，所述第一透光模块设置于所述第一液体镜片的物侧，所述第二透光模块设置于所述第二液体...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈念，许武，
申请(专利权)人：深圳思谋信息科技有限公司，
类型：新型
国别省市：