一种25mm焦距镜头的制作方法

1.本实用新型涉及光学镜头技术领域，具体而言，涉及一种25mm焦距镜头。


背景技术：

2.随着科学技术的不断进步以及社会的不断发展，近年来，光学成像镜头被广泛应用在各个领域，并得到了迅猛发展，同时对光学成像镜头的要求也越来越高。
3.目前，用于机器视觉的镜头主要存在以下缺陷：由于后焦受温度影响变化大，为了保证成像质量，镜头仅限于在-20-60℃使用，且为了获得高清像质，通常采用7片以上数量的透镜，通光也局限在f2.5-f16，此外，其工作物距范围较小，且镜头最佳工作物距与机器视觉使用物距不匹配，实际使用中无法发挥镜头的最佳性能，同时其光谱范围也仅支持460-650nm。
4.鉴于此，本技术发明人发明了一种25mm焦距镜头。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的在于提供一种分辨率高、工作物距范围广、高低温成像稳定、通光范围广的25mm焦距镜头。
6.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种25mm焦距镜头，包括从物侧至像侧沿一光轴依次设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、可变光阑、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜，所述第一透镜至第七透镜各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；
7.所述第一透镜具正屈光度，且第一透镜的物侧面为凸面，像侧面为平面；
8.所述第二透镜具正屈光度，且第二透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
9.所述第三透镜具负屈光度，且第三透镜的物侧面为凹面，像侧面为凹面；
10.所述第四透镜具负屈光度，且第四透镜的物侧面为凹面，像侧面为凹面；
11.所述第五透镜具正屈光度，且第五透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
12.所述第六透镜具正屈光度，且第六透镜的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
13.所述第七透镜具负屈光度，且第七透镜的物侧面为凹面，像侧面为凹面。
14.该镜头具有屈光率的透镜只有上述7片。
15.进一步地，该镜头满足：1.1《|(f1/f)|《1.2，0.6《|(f2/f)|《0.7， 0.3《|(f3/f)|《0.4，0.3《|(f4/f)|《0.4，0.3《|(f5/f)|《0.4， 0.65《|(f6/f)|《0.7，0.75《|(f7/f)|《0.85，
16.其中，f＝25mm，为镜头的焦距，f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7分别为所述第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜的焦距。
17.进一步地，所述第二透镜的像侧面与所述第三透镜的物侧面相互胶合，且所述第二透镜与第三透镜的色散系数的差值大于50。
18.进一步地，所述第四透镜的像侧面与所述第五透镜的物侧面相互胶合。
19.进一步地，所述第二透镜的折射率温度系数为负值。
20.进一步地，所述第一至第七透镜均为玻璃球面透镜。
21.采用上述技术方案后，本实用新型具有如下优点：
22.本实用新型25mm焦距镜头采用7片玻璃透镜，具有分辨率高、工作物距范围广、通光范围广等特点，其在-40-80℃温度范围内仍可不失焦，保证高像质，同时，其可支持435-656nm光谱范围使用，适用光谱范围较广。
附图说明
23.图1为本实用新型实施例1的光路图；
24.图2为本实用新型实施例1中镜头在可见光下的mtf曲线图；
25.图3为本实用新型实施例1中镜头在可见光下的横向色差曲线图；
26.图4为本实用新型实施例1中镜头在可见光下的相对照度图；
27.图5为本实用新型实施例2的光路图；
28.图6为本实用新型实施例2中镜头在可见光下的mtf曲线图；
29.图7为本实用新型实施例2中镜头在可见光下的横向色差曲线图；
30.图8为本实用新型实施例2中镜头在可见光下的相对照度图；
31.图9为本实用新型实施例3的光路图；
32.图10为本实用新型实施例3中镜头在可见光下的mtf曲线图；
33.图11为本实用新型实施例3中镜头在可见光下的横向色差曲线图；
34.图12为本实用新型实施例3中镜头在可见光下的相对照度图；
35.图13为本实用新型实施例4的光路图；
36.图14为本实用新型实施例4中镜头在可见光下的mtf曲线图；
37.图15为本实用新型实施例4中镜头在可见光下的横向色差曲线图；
38.图16为本实用新型实施例4中镜头在可见光下的相对照度图。
39.附图标记说明：
40.1、第一透镜；2、第二透镜；3、第三透镜；4、第四透镜；5、第五透镜； 6、第六透镜；7、第七透镜；8、光阑；9、保护玻璃。
具体实施方式
41.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
42.在本实用新型中需要说明的是，术语“上”“下”“左”“右”“竖直”“水平”“内”“外”等均为基于附图所示的方位或位置关系，仅仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示本实用新型的装置或元件必须具有特定的方位，因此不能理解为对本实用新型的限制。
43.这里所说的「一透镜具有正屈光率(或负屈光率)」，是指所述透镜以高斯光学理论计算出来的近轴屈光率为正(或为负)。所说的「透镜的物侧面(或像侧面)」定义为成像光线通过透镜表面的特定范围。透镜的面形凹凸判断可依该领域中通常知识者的判断方式，即通过曲率半径(简写为r值)的正负号来判断透镜面形的凹凸。r值可常见被使用于光学设计
软件中，例如zemax或codev。r值亦常见于光学设计软件的透镜资料表(lens data sheet)中。以物侧面来说，当r值为正时，判定为物侧面为凸面；当r值为负时，判定物侧面为凹面。反之，以像侧面来说，当r值为正时，判定像侧面为凹面；当r值为负时，判定像侧面为凸面。
44.本实用新型公开了一种25mm焦距镜头，主要适用于机器视觉，当然也可用于其他可用场景，在此不做限制。具体包括从物侧至像侧沿一光轴依次设置的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、可变光阑8、第四透镜4、第五透镜 5、第六透镜6、第七透镜7，所述第一透镜1至第七透镜7各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；
45.所述第一透镜1具正屈光度，且第一透镜1的物侧面为凸面，像侧面为平面；
46.所述第二透镜2具正屈光度，且第二透镜2的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
47.所述第三透镜3具负屈光度，且第三透镜3的物侧面为凹面，像侧面为凹面；
48.所述第四透镜4具负屈光度，且第四透镜4的物侧面为凹面，像侧面为凹面；
49.所述第五透镜5具正屈光度，且第五透镜5的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
50.所述第六透镜6具正屈光度，且第六透镜6的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
51.所述第七透镜7具负屈光度，且第七透镜7的物侧面为凹面，像侧面为凹面。
52.该镜头具有屈光率的透镜只有上述7片，且所述第一至第七透镜7均为玻璃球面透镜。
53.该镜头满足：1.1《|(f1/f)|《1.2，0.6《|(f2/f)|《0.7，0.3《|(f3/f)|《0.4， 0.3《|(f4/f)|《0.4，0.3《|(f5/f)|《0.4，0.65《|(f6/f)|《0.7，0.75《|(f7/f)|《0.85，
54.其中，f＝25mm，为镜头的焦距，f1、f2、f3、f4、f5、f6、f7分别为所述第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7的焦距。合理分配光焦度，提升光学性能。
55.所述第二透镜2的像侧面与所述第三透镜3的物侧面相互胶合，且所述第二透镜2与第三透镜3的色散系数的差值大于50。该组胶合透镜的两片透镜色散系数差值大，可有效校正系统色差，使得镜头的横向色差控制在1.4um以内，确保画面不会出现蓝紫边色差，具有很高的图像色彩还原性。
56.所述第四透镜4的像侧面与所述第五透镜5的物侧面相互胶合。第四透镜 4、第五透镜5组成的胶合透镜组与第二透镜2、第三透镜3组成的胶合透镜组形成了双高斯对称结构，可有效校正系统的高级像差，从而保证成像质量。
57.所述第二透镜2的折射率温度系数为负值，具体的，第二透镜2的材料为 h-fk61。第二透镜2的此材料选用，可抵消温度变化对于镜头后焦偏移的影响，使该镜头在-40℃～80℃温度区间使用时，均能清晰成像，从而有效保证成像质量。
58.该镜头的最近工作物距为0.2m，其最佳工作物距为0.5m，与机器视觉实际使用物距相匹配，从而可保证最佳成像质量。
59.该镜头与2/3"sensor搭配使用，其mtf值可达200lp/mm，可支持10m分辨率，成像质量高。
60.该镜头可变通光，可支持f1.8-f32范围内的通光。
61.该镜头可支持435-656nm光谱范围使用。
62.下面将以具体实施例对本实用新型的迷你型红外成像镜头进行详细说明。
63.实施例1
64.参照图1所示，本实用新型公开了一种25mm焦距镜头，包括从物侧至像侧沿一光轴依次设置的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、可变光阑8、第四透镜4、第五透镜5、第六透镜6、第七透镜7，所述第一透镜1至第七透镜7各自包括一朝向物侧且使成像光线通过的物侧面以及一朝向像侧且使成像光线通过的像侧面；
65.所述第一透镜1具正屈光度，且第一透镜1的物侧面为凸面，像侧面为平面；
66.所述第二透镜2具正屈光度，且第二透镜2的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
67.所述第三透镜3具负屈光度，且第三透镜3的物侧面为凹面，像侧面为凹面；
68.所述第四透镜4具负屈光度，且第四透镜4的物侧面为凹面，像侧面为凹面；
69.所述第五透镜5具正屈光度，且第五透镜5的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
70.所述第六透镜6具正屈光度，且第六透镜6的物侧面为凸面，像侧面为凸面；
71.所述第七透镜7具负屈光度，且第七透镜7的物侧面为凹面，像侧面为凹面。
72.该镜头具有屈光率的透镜只有上述7片，且所述第一至第七透镜7均为玻璃球面透镜。
73.本实施例中，所述第二透镜2的像侧面与所述第三透镜3的物侧面相互胶合，所述第四透镜4的像侧面与所述第五透镜5的物侧面相互胶合。
74.本具体实施例的详细光学数据如表1-1所示。
75.表1-1实施例1的详细光学数据
[0076][0077][0078]
本实施例中，镜头焦距f＝25mm，镜头通光为f1.83，镜头光学总长ttl＝ 40.32mm，主光线角度cra＝11.3
°
。
[0079]
本实施例中，镜头在可见光下的mtf曲线图请参阅图2，从图中可以看出，该款镜头的空间频率达200lp/mm时，mtf值仍有0.3左右，成像质量优良，镜头的分辨率高，可支持10m分辨率。镜头在可见光下的横向色差曲线图请参阅图3，从图中可以看出，色差控制在1.4um
以内，色差矫正好，确保成像不会出现蓝紫边现象，色彩还原性高。镜头在可见光下的相对照度图请参阅图4，从图中可以看出，相对照度大于75％，边缘照度值高，图像整体照度均匀，成像质量好。
[0080]
实施例2
[0081]
如图5所示，本实施例与实施例1相比，主要在于各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数有所不同。
[0082]
本具体实施例的详细光学数据如表2-1所示。
[0083]
表2-1实施例2的详细光学数据
[0084][0085][0086]
本实施例中，镜头焦距f＝25mm，镜头通光为f1.83，镜头光学总长ttl＝ 40.32mm，主光线角度cra＝11.4
°
。
[0087]
本实施例中，镜头在可见光下的mtf曲线图请参阅图6，从图中可以看出，该款镜头的空间频率达200lp/mm时，mtf值仍有0.3左右，成像质量优良，镜头的分辨率高，可支持10m分辨率。镜头在可见光下的横向色差曲线图请参阅图7，从图中可以看出，色差控制在1.5um以内，色差矫正好，确保成像不会出现蓝紫边现象，色彩还原性高。镜头在可见光下的相对照度图请参阅图8，从图中可以看出，相对照度大于75％，边缘照度值高，图像整体照度均匀，成像质量好。
[0088]
实施例3
[0089]
如图9所示，本实施例与实施例1相比，主要在于各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数有所不同。
[0090]
本具体实施例的详细光学数据如表3-1所示。
[0091]
表3-1实施例3的详细光学数据
[0092][0093][0094]
本实施例中，镜头焦距f＝25mm，镜头通光为f1.83，镜头光学总长ttl＝ 40.32mm，主光线角度cra＝12.5
°
。
[0095]
本实施例中，镜头在可见光下的mtf曲线图请参阅图10，从图中可以看出，该款镜头的空间频率达200lp/mm时，mtf值仍有0.3左右，成像质量优良，镜头的分辨率高，可支持10m分辨率。镜头在可见光下的横向色差曲线图请参阅图11，从图中可以看出，色差控制在1.0um以内，色差矫正好，确保成像不会出现蓝紫边现象，色彩还原性高。镜头在可见光下的相对照度图请参阅图12，从图中可以看出，相对照度大于75％，边缘照度值高，图像整体照度均匀，成像质量好。
[0096]
实施例4
[0097]
如图13所示，本实施例与实施例1相比，主要在于各透镜表面的曲率半径、透镜厚度等光学参数有所不同。
[0098]
本具体实施例的详细光学数据如表4-1所示。
[0099]
表4-1实施例4的详细光学数据
[0100][0101][0102]
本实施例中，镜头焦距f＝25mm，镜头通光为f1.83，镜头光学总长ttl＝ 40.31mm，主光线角度cra＝11.5
°
。
[0103]
本实施例中，镜头在可见光下的mtf曲线图请参阅图14，从图中可以看出，该款镜头的空间频率达200lp/mm时，mtf值仍有0.3左右，成像质量优良，镜头的分辨率高，可支持10m分辨率。镜头在可见光下的横向色差曲线图请参阅图15，从图中可以看出，色差控制在1.4um以内，色差矫正好，确保成像不会出现蓝紫边现象，色彩还原性高。镜头在可见光下的相对照度图请参阅图16，从图中可以看出，相对照度大于75％，边缘照度值高，图像整体照度均匀，成像质量好。
[0104]
以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。