一种大像面高分辨率光学镜头的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种大像面高分辨率光学镜头，属于光机电一体化领域。该光学系统内部包括8片透镜、光阑4以及成像面10。该模型由双高斯结构优化演变而来，经过光焦度的合理分配，像素上可达八百万以上，像面满足1/1″，且结构紧凑。光学透镜采用球面设计，工艺性能好，材质成本低。产品可广泛应用于工业测量检测、智能交通等领域。
【专利说明】一种大像面高分辨率光学镜头
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种光学成像系统，尤其涉及一种高分辨率大像面光学镜头。可广泛运用于智能交通、工业检测、光学成像等光机电一体化领域。
【背景技术】
[0002]随着现代光学技术的不断发展，在工业检测、智能交通等领域内，光学成像的芯片尺寸越做越大，常见的大尺寸(XD/CM0S的有1/1.8"、2/3"、3/4"等。近年来，市面上更是出现了 1/1"、4/3"。但如果光学镜头的设计成像面没有达到大芯片的尺寸，那么就会造成一定程度的暗角出现。当前市面上焦距f = 25mm的光学镜头，成像面一般是2/3"和3/4"，能达到1/1"的产品较少，且价格也相对较贵。
[0003]另一方面，用于智能交通、工业检测的光学镜头，现有的像素一般只能达到200万、300万以及500万三种规格，能够达到再更高像素级别的镜头寥寥无几，而光学成像的发展方向之一恰恰就是更高像素、更加细微、更加清晰。
【发明内容】
[0004]本发明针对以上不足，提供一种高分辨率大像面光学镜头。
[0005]本发明解决上述技术问题采用的技术方案是:
[0006]该光学模型由典型的双高斯结构演变而来，与普通双高斯结构相比，后端多分配了两片透镜，充分满足系统的大像面、高分辨率要求。沿光线入射方向从左至右，光学系统由四个部分组成:透镜组A、光阑4、透镜组B以及成像面10。其中透镜组A的光焦度为正，透镜组B的光焦度为正，光阑4用来控制系统的通光量大小。
[0007]透镜组A包括三片透镜:凹凸型透镜1、双凸型透镜2、双凹型透镜3 ;透镜组B包括五片透镜:双凹型透镜5、双凸型透镜6、双凸型透镜7、平凸型透镜8以及双凹型透镜9。
[0008]通过现代光学透镜胶合工艺，双凸型透镜2与双凹型透镜3胶合成一组胶合件透镜；双凹型透镜5与双凸型透镜6胶合成另一组胶合件透镜。
[0009]凹凸型透镜I的光焦度为正，双凸型透镜2的光焦度为正，双凹型透镜3的光焦度为负，双凹型透镜5的光焦度为负，双凸型透镜6的光焦度为正，双凸型透镜7的光焦度为正，平凸型透镜8的光焦度为正，双凹型透镜9的光焦度为负。
[0010]8片透镜，其曲率半径Rl和R2、光学折射率N、阿贝系数Vd以及透镜厚度D沿光线入射方向依次满足:
[0011]透镜1:20 < R1 < 40 100 < R2 < 120 1.6 < N < 1.8 20 < Vd < 402 < D < 4
[0012]透镜2 =KXR1 < 30 -60 < R2 < -40 1.4 < N < 1.6 50 < Vd < 702 < D < 4
[0013]透镜3:-60 < R1 <-40 10 < R2 < 201.7 < N < 1.9 30 < Vd < 50I < D < 3[0014]透镜5:-10 < R1 <-30 70 < R2 < 901.5 < N < 1.7 30 < Vd < 50
I< D < 3
[0015]透镜6:70 4 1^4 90 -10 < R2 < -30 1.6 < N < 1.8 40 < Vd < 605 < D < 7
[0016]透镜7:30 < R1 < 50 -50 < R2 < -30 1.7 < N < 1.9 40 < Vd < 605 < D < 7
[0017]透镜8 =KXR1 <30 R2 =∞1.7 < N < 1.9 40 < Vd < 60 2
<D < 4
[0018]透镜9:-80 < R1 < -60 10 < R2 < 20 1.6 < N < 1.8 20 < Vd < 40 2
<D < 4
[0019]所述的8片透镜，间隔分别为:透镜I与胶合件(透镜2和透镜3)的间隔为
0.34mm,胶合件(透镜2和透镜3)与光阑4的间隔为5.12mm,光阑与胶合件(透镜6和透镜7)的间隔为1.52mm，胶合件(透镜6和透镜7)与透镜8的间隔为0.19mm，透镜8与透镜9的间隔为0.25mm。
[0020]本发明的有益效果是:
[0021]光学透镜采用球面设计，工艺性能好，材质成本低。产品可广泛应用于工业测量检测、智能交通等领域。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]图1为本发明的光学系统示意图。
[0023]图2为本发明的机械结构示意图。
[0024]图3为本发明的畸变曲线示意图。
[0025]图4为本发明的光学传递函数曲线示意图。
【具体实施方式】
[0026]1、如图1所示，该专利所述的一种大像面高分辨率光学镜头，从左至右依次为:凹凸型透镜1、双凸型透镜2、双凹型透镜3、双凹型透镜5、双凸型透镜6，、双凸型透镜7、平凸型透镜8以及双凹型透镜9。
[0027]2、如图2所示，该专利所述的一种大像面高分辨率光学镜头，其特征在于:凹凸型透镜I与双凸型透镜2与双凹型透镜3所组成的胶合件透镜之间设有垫圈，使得两者的中心间隔为0.34_，双凹型透镜5与双凸型透镜6所组成的胶合件透镜与双凸型透镜7之间设有另一垫圈，使得两者的中心间隔为1.52，_，双凸型透镜7与平凸型透镜8之间同样设有垫圈，使得两者之间的中心间隔为0.25mm，平凸型透镜8与双凹型透镜9之间通过面接触确定两者在该光学系统里的位置。
[0028]3、如图2所示，该专利所述的一种大像面高分辨率光学镜头，以光阑4为界，可将该光学系统分为前后两组透镜，在光学装配过程中可从前后两个不同的方向进行组装，同时，两端各用压环旋紧，使得两组透镜的相对位置固定不变。
[0029]4、如图2所示，针对不同的物距，该机械结构可通过调节内部的传动功能，使得整组光学透镜在不旋转的情况下前后移动，即以直进直出的方式完成系统的聚焦功能，且最 近的聚焦距离可达到0.2m。
【权利要求】
1.一种大像面高分辨率光学镜头，其特征在于:与普通双高斯结构相比，后端多分配了两片透镜；沿光线入射方向从左至右，光学系统由四个部分组成:透镜组A、光阑4、透镜组B以及成像面10。其中透镜组A的光焦度为正，透镜组B的光焦度为正，光阑4用来控制系统的通光量大小。
2.根据权利要求1所述的一种大像面高分辨率光学镜头，其特征在于:透镜组A包括三片透镜:凹凸型透镜1、双凸型透镜2、双凹型透镜3 ;透镜组B包括五片透镜:双凹型透镜5、双凸型透镜6、双凸型透镜7、平凸型透镜8以及双凹型透镜9。
3.根据权利要求书I所述的一种大像面高分辨率光学镜头，其特征在于:通过现代光学透镜胶合工艺，透镜2与透镜3胶合成一组胶合件透镜；透镜5与透镜6胶合成另一组胶合件透镜。
4.根据权利要求书I所述的一种大像面高分辨率光学镜头，其特征在于:凹凸型透镜I的光焦度为正，双凸型透镜2的光焦度为正，双凹型透镜3的光焦度为负，双凹型透镜5的光焦度为负，双凸型透镜6的光焦度为正，双凸型透镜7的光焦度为正，平凸型透镜8的光焦度为正，双凹型透镜9的光焦度为负。
5.根据权利要求书2所述的一种大像面高分辨率光学镜头，其特征在于:8片透镜，其曲率半径Rl和R2、光学折射率N、阿贝系数Vd以及透镜厚度D沿光线入射方向依次满足: 透镜 1:20 < R1 < 40 100 < R2 < 120 1.6 < N < 1.8 20 < Vd < 40 2<D < 4 透镜 2:10 < R1 < 30 -60 < R2 < -40 1.4 < N < 1.6 50 < Vd < 70 2<D < 4 透镜 3:-60 < R1 < -40 10 < R2 < 20 1.7 < N < 1.9 30 < Vd < 50 I<D < 3 透镜 5:-10 < R1 < -30 70 < R2 < 90 1.5 < N < 1.7 30 < Vd < 50 I<D < 3 透镜 6:70 < R1 < 90 -10 < R2 < -30 1.6 < N < 1.8 40 < Vd < 60 5<D < 7 透镜 I:30 < R1 < 50 -50 < R2 < -30 1.7 < N < 1.9 40 < Vd < 60 5<D < 7 透镜 8:10 < R1 < 30 R2 =c?1.7 < N < 1.9 40 < Vd < 60 2<D < 4 透镜 9:-80 < R1 < -60 10 < R2 < 20 1.6 < N < 1.8 20 < Vd < 40 2<D < 4。
6.根据权利要求书I所述的一种大像面高分辨率光学镜头，其特征在于:透镜I与胶合件透镜2和透镜3的间隔为0.34mm，胶合件透镜2和透镜3与光阑4的间隔为5.12mm,光阑与胶合件透镜5和透镜6的间隔为1.52_，胶合件透镜5和透镜6与透镜7的间隔为0.19mm，透镜I与透镜8的间隔为0.25mm。
【文档编号】G02B13/00GK103777309SQ201210407283
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2012年10月24日 优先权日:2012年10月24日
【发明者】吴连平, 连建英, 陈艺敏 申请人:苏州莱能士光电科技有限公司