一种高性能低畸变近距离成像光学系统技术方案

本发明专利技术涉及一种高性能低畸变近距离成像光学系统，光学系统沿光轴方向从物方到像方依次设有调焦透镜组

【技术实现步骤摘要】
一种高性能低畸变近距离成像光学系统
[0001]
：本专利技术涉及一种高性能低畸变近距离成像光学系统
。
[0002]
技术介绍
：目前工业镜头在机器视觉检测领域应用广泛，较多类似此类专利技术的检测镜头投入使用
。
但现有市面上常应用的镜头存在近距离成像效果上有所欠缺，同焦距镜头成像中心与边缘不一致，分辨率不足且结构复杂等问题，无法满足更为高端的检测需求，因此推广范围有限
。
[0003]
技术实现思路
：本专利技术针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本专利技术所要解决的技术问题是提供一种高性能低畸变近距离成像光学系统
。
[0004]为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种高性能低畸变近距离成像光学系统，光学系统沿光轴方向从物方到像方依次设有调焦透镜组
、
光阑
、
固定透镜组
、
成像面，所述调焦透镜组可沿光轴方向靠近或远离固定透镜组移动进行调焦，调焦透镜组包含沿光轴方向从物方到像方依次设置的光焦度为正的第一透镜
、
光焦度为正的第二透镜
、
光焦度为负的第三透镜
、
光焦度为负的第四透镜
、
光焦度为正的第五透镜
、
光焦度为正的第六透镜；所述固定透镜组包含沿光轴方向从物方到像方依次设置的光焦度为正的第七透镜和光焦度为负的第八透镜
。
[0005]进一步的，所述第二透镜与第三透镜组成第一胶合片，其总光焦度为负；所述第四透镜与第五透镜组成第二胶合片，其总光焦度为负；所述第七透镜与第八透镜组成第三胶合片，其总光焦度为正
。
[0006]进一步的，所述第一透镜到第一胶合片的空气距离为
0.1mm
；第一胶合片到光阑的空气距离为
2.99mm
；光阑到第二胶合片的空气距离为
2.88mm
；第二胶合片到第六透镜的空气距离为
0.1mm
；第六透镜到第三胶合片的空气距离为
1.277
～
10.945mm
；第三胶合片到成像面
D
的距离为
13.9mm。
[0007]进一步的，在第一胶合片中，第二透镜和第三透镜的材料依次为重磷冕玻璃和重火石玻璃；在第二胶合片中，第四透镜和第五透镜的材料依次为重火石玻璃和重镧火石玻璃；在第三胶合片中，第七透镜和第八透镜的材料依次为重镧火石玻璃和重火石玻璃
。
[0008]进一步的，所述第一透镜为月牙形透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第二透镜为月牙形透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第三透镜为月牙形透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第四透镜为月牙形透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；所述第五透镜为月牙形透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；所述第六透镜为双凸形透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第七透镜为双凸形透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第八透镜为双凹形透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凹面
。
[0009]进一步的，所述调焦透镜组和固定透镜组中的各个透镜均为球面玻璃
。
[0010]进一步的，光学系统的总焦距为
f
，第一透镜
、
第一胶合片的焦距为
f1
，第二胶合片
、
第六透镜的焦距为
f2
，第三胶合片的焦距为
f3
，
f1
和
f
的比值满足关系式：
1.0
＜
|f1/f|
＜
2.5
；
f2
和
f
的比值满足关系式：
1.0
＜
| f2/f|
＜
2.0
；
f3
和
f
的比值满足关系式：
2.5
＜
|f3/f|
＜
4.0。
[0011]进一步的，所述第一透镜
、
第二透镜
、
第三透镜
、
第四透镜
、
第五透镜
、
第六透镜
、
第七透镜
、
第八透镜的折射率依次为
n1、n2、n3、n4、n5、n6、n7、n8
，其满足的关系式：
1.8
＜
n1
＜
2.0
；
1.55
＜
n2
＜
1.62
；
1.73
＜
n3
＜
1.96
；
1.65
＜
n4
＜
1.92
；
1.8
＜
n5
＜
2.0
；
1.8
＜
n6
＜
2.0
；
1.8
＜
n7
＜
1.90
；
1.73
＜
n8
＜
1.96。
[0012]与现有技术相比，本专利技术具有以下效果：本专利技术采用五组八片球面镜片，光学结构紧凑
、
稳定可靠，各透镜设置合理，结构轻便，具有对焦快速稳定等特点，适用
2/3”1000
万像素的
CMOS
适配，画面清晰度高
、
均匀性好
、
对比度好，还具有优异的相对照度，适用于工业类检测
。
[0013]附图说明：图1是本专利技术实施例的光学系统示意图一；图2是本专利技术实施例的光学系统示意图二；图3是本专利技术实施例中
200mm
物距
MTF
曲线图；图4是本专利技术实施例中
800mm
物距
MTF
曲线图；图5是本专利技术实施例中无穷远物距
MTF
曲线图；图6是本专利技术实施例中光学畸变曲线图；图7是本专利技术实施例中相对照度曲线图
。
[0014]图中：
A
‑
调焦透镜组；
A1
‑
第一透镜；
A2
‑
第二透镜；
A3
‑
第三透镜；
A4
‑
第四透镜；
A5
‑
第五透镜；
A6
‑
第六透镜；
B
固定透镜组；
B1
‑
第七透镜；
B2
‑
第八透镜；
C
‑
光阑；
D
‑
成像面；
H1
‑
第一胶合片；
H2
‑
第二胶合片；
H3
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高性能低畸变近距离成像光学系统，其特征在于：光学系统沿光轴方向从物方到像方依次设有调焦透镜组
、
光阑
、
固定透镜组
、
成像面，所述调焦透镜组可沿光轴方向靠近或远离固定透镜组移动进行调焦，调焦透镜组包含沿光轴方向从物方到像方依次设置的光焦度为正的第一透镜
、
光焦度为正的第二透镜
、
光焦度为负的第三透镜
、
光焦度为负的第四透镜
、
光焦度为正的第五透镜
、
光焦度为正的第六透镜；所述固定透镜组包含沿光轴方向从物方到像方依次设置的光焦度为正的第七透镜和光焦度为负的第八透镜
。2.
根据权利要求1所述的一种高性能低畸变近距离成像光学系统，其特征在于：所述第二透镜与第三透镜组成第一胶合片，其总光焦度为负；所述第四透镜与第五透镜组成第二胶合片，其总光焦度为负；所述第七透镜与第八透镜组成第三胶合片，其总光焦度为正
。3.
根据权利要求2所述的一种高性能低畸变近距离成像光学系统，其特征在于：所述第一透镜到第一胶合片的空气距离为
0.1mm
；第一胶合片到光阑的空气距离为
2.99mm
；光阑到第二胶合片的空气距离为
2.88mm
；第二胶合片到第六透镜的空气距离为
0.1mm
；第六透镜到第三胶合片的空气距离为
1.277
～
10.945mm
；第三胶合片到成像面
D
的距离为
13.9mm。4.
根据权利要求2所述的一种高性能低畸变近距离成像光学系统，其特征在于：在第一胶合片中，第二透镜和第三透镜的材料依次为重磷冕玻璃和重火石玻璃；在第二胶合片中，第四透镜和第五透镜的材料依次为重火石玻璃和重镧火石玻璃；在第三胶合片中，第七透镜和第八透镜的材料依次为重镧火石玻璃和重火石玻璃
。5.
根据权利要求1所述的一种高性能低畸变近距离成像光学系统，其特征在于：所述第一透镜为月牙形透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第二透镜为月牙形透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第三透镜为月牙形透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凹面；所述第四透镜为月牙形透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；所述第五透镜为月牙形透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凸面；所述第六透镜为双凸形透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第七透镜为双凸形透镜，其物侧面为凸面，像侧面为凸面；所述第八透镜为双凹形透镜，其物侧面为凹面，像侧面为凹面
。6.

【专利技术属性】
技术研发人员：魏雄斌，苏鸿萍，
申请(专利权)人：福建奥陶纪光电有限公司，
类型：发明
国别省市：